KR20110012042A - 대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름 - Google Patents

대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대전방지성 향상제로서 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시알카논산을 포함함으로써, 점착성, 내구 신뢰성과 같은 점착제 자체의 물성을 저하시키지 않으면서 동시에 대전방지제와 대전방지성 향상제의 시너지 작용으로 인해 정전기 발생을 충분히 억제하여 향상된 대전방지성을 부여할 수 있는 대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름에 관한 것이다:
Figure 112009046638954-PAT00001
[식 중, m은 1 이상의 정수이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 12인 알킬기이며, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬기이다.].
대전방지, 점착제, 편광판, 표면보호필름, 폴리히드록시알카논산

Description

대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름{ANTI-STATIC ADHESIVE COMPOSITION, POLARIZING PLATE AND SURFACE PROTECTIVE FILM USING THE COMPOSITION}
본 발명은 점착제 자체의 물성을 저하시키지 않으면서 동시에 향상된 대전방지성을 부여할 수 있는 대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 액정을 포함하고 있는 액정셀과 편광판이 필요하며, 이를 접합하기 위한 적절한 접착제층 또는 점착제층이 사용되어야 한다.
또한, 편광판은 일정한 방향으로 연신되고, 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 편광자(또는 ‘편광필름’이라고 함)와, 상기 편광자의 양면을 보호하기 위하여 적층된 편광자 보호필름을 포함한다. 구체적으로, 편광자의 한 면에는 트리아세틸셀룰로오스 계(Triacetyl cellulose, TAC) 등의 편광자 보호필름과 상기 보호필름 상에 액정셀과 접합하게 되는 점착제층과 이형필름이 차례대로 구비되고, 다른 한 면에는 편광자 보호필름과 표면보호필름이 차례대로 적층된 다층 적층체로 구성된다.
이러한 구조의 편광판을 액정셀에 부착하는 공정에서 있어서, 점착제층으로부터 이형필름이 먼저 박리제거되고, 액정셀에 붙인 후에 후공정에서 표면보호필름의 역할이 끝나면 이 또한 박리제거된다. 상기 이형필름 및 표면보호필름은 플라스틱 재료로 구성되어 있기 때문에 전기 절연성이 높고, 박리시에 정전기가 발생된다.
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 있다. 특히, 최근에는 액정표시장치 패널이 대형화되면서 액정표시장치 제조시 사용되는 편광판의 크기 또한 확대되는 추세에 있고, 생산성 향상을 위해 공정의 고속화가 진행되면서 정전기의 발생량이 더욱 증가하고 있어, 대전방지 효과가 우수하며 기발생된 정전기를 신속하게 제거할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다.
상기한 바와 같은 정전기 발생 문제를 해결하기 위하여, 점착제에 대전방지성을 부여하는 방법이 제안되었다. 구체적으로, 점착제에 도전성 금속 분말이나 탄소 입자와 같은 전도성 성분을 갖는 물질을 첨가하는 방법, 계면활성제 형태의 이온성 또는 비이온성 물질을 첨가하는 방법 등이 있다. 그러나, 대전방지성을 부여하기 위해서는 과량의 도전성 금속 분말 또는 탄소 입자를 사용해야 하므로 투명성 이 저하되는 문제가 있으며, 계면활성제는 습도의 영향을 받기 쉽고 점착제의 표면으로의 이행성으로 인하여 점착 물성을 저하시키는 문제가 있다.
한편, 일본공개특허 제1993-140519호(1993.6.8.공개)는 점착제 내부에 에틸렌옥사이드 변성 프탈산 디옥틸계 가소제를 첨가하여 유연성을 갖게 하여 정전기 발생을 억제하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 방법은 편광판 표면으로의 전사 문제가 발생하며, 초기에 발생하는 정전기를 억제하기 어렵다는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제2004-0030919호(2004.4.9.공개)는 유기염을 첨가하여 감압점착제를 제조하고, 이를 이용하여 표면비저항이 1013Ω/□ 이하인 점착제층을 제조하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 상기 유기염은 고가이며 이를 과량으로 사용해야 한다는 문제가 있었다.
일본공개특허 제1994-128539호(1994.5.10.공개)는 폴리에테르폴리올과 1종 이상의 알칼리금속염을 배합하여 대전방지성을 부여하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 이 방법은 가교제가 이소시아네이트인 경우 가교도에 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 에틸렌옥사이드의 친수성 때문에 표면 이행하여 점착물성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 편광판에 요구되는 고도의 대전방지성을 발휘하기 위해서 다량의 대전방지제를 첨가함으로써 발생하는 내구 신뢰성 저하의 문제를 발생시키는 일 없이, 소량의 대전방지제를 첨가함에도 불구하고 내구 신뢰성에 문제가 없으면서도 정전기 문제를 충분히 해결할 수 있는 대전방지성 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 점착제층이 적층된 편광판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 점착제층이 적층된 표면보호필름을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 점착제 수지, 가교제, 대전방지제 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시알카논산을 포함하는 대전방지성 점착제 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112009046638954-PAT00002
[식 중, m은 1 이상의 정수이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 12인 알킬기이며, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬기이다.]
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 점착제층이 적층된 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 점착제층이 적층된 표면보호필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 점착제층이 적층된 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 점착성, 내구 신뢰성 등과 같은 점착제 자체의 물성을 저하시키지 않으면서 동시에 정전기 발생을 충분히 억제하여 대전방지성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 점착제 자체의 물성을 저하시키지 않으면서 동시에 향상된 대전방지성을 부여할 수 있는 대전방지성 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 표면보호필름에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 대전방지성 점착제 조성물은 점착제 수지, 가교제, 대전방지제 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시알카논산을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112009046638954-PAT00003
[식 중, m은 1 이상의 정수이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 12인 알킬기이며, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬기이다.]
점착제 수지는 아크릴계 공중합체, 천연 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리이소부티렌, 부틸 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무 등의 통상의 중합체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있다.
아크릴계 공중합체로는 알킬기의 탄소수가 1 내지 14인 (메타)아크릴레이트 단량체와 가교가능한 관능기를 가지는 단량체의 공중합체를 사용할 수 있다. 이때, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 모두를 의미한다.
탄소수 1 내지 14의 (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 등을 들 수 있다. 이 중에서도 표면보호필름에 이용하는 경우에는, 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 등의 알킬기의 탄소수가 6 내지 14인 (메타)아크릴레이트 단량체를 사용하는 것이 피착제로의 점착력을 낮게 제어하여 재박리성이 우수하다는 점에서 바람직하다.
상기 탄소수 1 내지 14의 (메타)아크릴레이트 단량체는 아크릴계 공중합체의 총 단량체 함량(100중량%)에 대하여 50 내지 99중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
가교가능한 관능기를 가지는 단량체는 가교제와 반응하여 고온 또는 고습 조 건 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, 카르복실기 함유 단량체, 산무수물기 함유 단량체, 히드록시기 함유 단량체, 아미드기 함유 단량체, 아미노기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체, 에테르기 함유 단량체 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
술폰산기 함유 단량체로는 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메타)아크릴아미도-2-메틸프로페인술폰산, (메타)아크릴아미도프로페인술폰산, 술포프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산, 비닐술폰산나트륨 등을 들 수 있다.
인산기 함유 단량체로는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트를 들 수 있다.
시아노기 함유 단량체로는 (메타)아크릴로니트릴을 들 수 있다.
비닐에스테르류로는 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 라우르산비닐 등을 들 수 있다.
방향족 비닐 화합물로는 스티렌, 클로로스티렌, 클로로메틸스티렌, α-메틸스티렌, 기타 치환된 스티렌 등을 들 수 있다.
카르복시기 함유 단량체로는 (메타)아크릴산, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메타)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산 등을 들 수 있다.
산무수물 함유 단량체로는 무수 말레산, 무수 이타콘산 및 이들의 산무수물체 등을 들 수 있다.
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.
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.
아미노기 함유 단량체로는 아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일모르포린 등을 들 수 있다.
이미드기 함유 단량체로는 시클로헥실말레이미드, 이소프로필말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 이타콘이미드 등을 들 수 있다.
에폭시기 함유 단량체로는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
에테르기 함유 단량체로는 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 및 아크릴로일모르포린 등을 들 수 있다.
상기 가교가능한 관능기를 가지는 단량체는 공중합체의 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)에 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.
가교제는 아크릴계 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제의 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.
이소시아네이트 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜디아민, 글리세린디글리시딜에테르, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥세인 등을 들 수 있다.
멜라민계 수지로는 헥사메틸올멜라민을 들 수 있다.
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 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 다른 성분들과의 상용성이 감소되어 표면이행이 일어날 수 있으며 가교반응이 너무 진행되어 점착력이 저하된다.
또한, 가교제로는 자외선 경화형 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)아크릴레 이트, 디(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 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 점착제 수지 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.
광중합개시제의 구체적인 예로는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페 닐케톤, 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 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 광중합개시제는 점착제 수지 100중량부에 대하여 통상 0.1 내지 20중량부, 바람직하게는 0.2 내지 10중량부로 포함될 수 있다.
대전방지제는 당 분야에서 주로 사용되고 있는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 불소화 술포닐이미드계 화합물, 피리디늄계 이온성 액체 또는 알칼리금속염을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
불소화 술포닐이미드계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로서, 음이온의 불소원자들의 전기음성도가 높아 알칼리금속 양이온에 대한 낮은 배위결합성과 높은 소수성을 가지게 되어, 아크릴계 공중합체와 상용성이 우수하고 표면 이행성이 없으며, 내구 신뢰성과 함께 대전방지성의 물성을 부여한다는 점에서 바람직하다. 또한, 과불소화 알킬술포닐이미드들과 비교하여 음이온 반경이 작아 점착제 내에서의 이동이 자유롭기 때문에 보다 우수한 대전방지성을 나타낸다.
[화학식 2]
M+[(SO2R)2N]-
[식 중, M은 알칼리금속이고, R은 불소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 퍼플루오로알킬기이다].
상기 알칼리금속(M)은 리튬, 나트륨, 칼륨 또는 세슘일 수 있으며, 바람직하게는 리튬, 나트륨 또는 칼륨인 것이 좋다. 구체적으로 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2), 비스(플루오로술포닐)이미드나트륨(NaN(FSO2)2) 또는 비스(플루오로술포닐)이미드리튬(LiN(FSO2)2) 등을 들 수 있다.
피리디늄계 이온성 액체는 피리디늄 양이온과 음이온의 이온조합에 의해 이루어진 것으로서, 상온(25℃)에서 액체 상태인 것을 의미한다.
상기 피리디늄 양이온의 구체적인 예로는, 1-에틸피리디늄, 1-부틸피리디늄, 1-헥실피리디늄, 1-부틸-3-메틸피리디늄, 1-부틸-4-메틸피리디늄, 1-헥실-3-메틸피리디늄, 1-부틸-3,4-디메틸피리디늄, 1-옥틸-4-메틸피리디늄 양이온 등을 들 수 있다.
상기 음이온으로는 OTf-(트리플루오로메탄설포네이트), OTs-(톨루엔-4-설포네이트), OMs-(메탄설포네이트), Cl-, Br-, I-, AlCl4 -, Al2Cl7 -, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, AsF6 -, SbF6 -, NbF6 -, TaF6 -, F(HF)n -, (CN)2N-, C4F9SO3 -, (C2F5SO2)2N-, C3F7COO- 또는 (CF3SO2)(CF3CO)N- 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 BF4 - 또는 PF6 -가 바람직하다.
알칼리금속염으로는 리튬염, 나트륨염 또는 칼륨염을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는, 요오드화 리튬(LiI), 과염소산 리튬(LiClO4), 과염소산 나트륨(NaClO4), 과염소산 칼륨(KClO4), 리튬헥사플루오로알세네이트(LiAsF6), 리튬테트라플루오로보레이트(LiBF4), 리튬헥사플루오로포스페이트(LiPF6), 소듐헥사플루오로포스페이트(NaPF6), 트리플루오로메탄술폰산리튬(LiCF3SO3), 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드리튬(LiN(CF3SO2)2), 트리스(트리플루오로메탄술포닐)메티드리튬(LiC(CF3SO2)3) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 양이온이 리튬염인 것과 음이온이 헥사플루오로포스페이트염인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 요오드화 리튬 또는 과염소산 리튬인 것이 좋다.
상기 대전방지제는 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량부, 가장 바람직하게는 0.3 내지 3중량부로 포함되는 것이 좋다. 그 함량이 0.01중량부 미만인 경우에는 대전방지성 부여 효과가 미미할 수 있으며, 10중량부를 초과하는 경우에는 점착제의 응집성이 좋지 못하여 내구 신뢰성이 저하될 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 성분들과 함께 대전방지 향상제로서 작용하는, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시알카논산을 포함하는데 특징이 있다. 폴리히드록시알카논산은 화합물 그 자체에 히드록시기와 이중결합을 다수 포함하고 있으며, 특히 상기 대전방지제와 함께 사용되는 경우 상기 대전방지제의 알칼리금속 또는 전자를 많이 갖고 있는 이중결합의 원소들과 배위결합을 형성하게 된다. 즉, 폴리히드록시알카논산의 히드록시기와 이중결합이 대전방지제와 전자교환이 이루어질 수 있게 됨으로써 전해질로서의 역할이 가능하게 되며, 이로 인하여 대전방지성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 폴리히드록시알카논산을 사용하는 경우에는 종래 대전방지 성능의 향상을 위하여 대전방지제의 함량을 증가시키는 경우 발생하던 내구 신뢰성 저하의 문제점이 없이도, 동등한 함량을 사용함에도 내구 신뢰성을 유지하면서 대전방지성을 향상시킬 수 있다.
[화학식 1
Figure 112009046638954-PAT00004
[식 중, m은 1 이상의 정수이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 12인 알킬기이며, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬기이다.]
폴리히드록시알카논산은 폴리락트산인 것이 바람직하다.
폴리히드록시알카논산은 중량평균분자량이 1,000 이상인 것일 수 있으며, 바 람직하게는 1,000 내지 500,000, 보다 바람직하게는 10,000 내지 500,000, 가장 바람직하게는 100,000 내지 150,000인 것이 좋다. 중량평균분자량이 500,000을 초과하는 경우에는 점착제의 물성이 단단해지며 내구 신뢰성의 저하가 발생할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1 중 m은 폴리히드록시알카논산의 중량평균분자량에 따라 그 최대값이 정해질 수 있다.
상기 폴리히드록시알카논산은 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.5 내지 11중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 10중량부, 가장 바람직하게는 1.5 내지 4.5중량부인 것이 좋다. 그 함량이 0.5중량부 미만인 경우에는 대전방지성 향상 효과가 미미하며, 11중량부를 초과하는 경우에는 함량 대비하여 대전방지성 향상 효과가 작아 비경제적이며 점착물성을 저하시킬 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 대전방지성 점착제 조성물은 액정셀 또는 기재와 접합시 밀착성을 보다 양호하게 하기 위하여 필요에 따라 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.
실란커플링제의 구체적인 예로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-클로로프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 실 란커플링제는 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.005 내지 5중량부로 포함될 수 있다.
또한, 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.
상기 대전방지성 점착제 조성물은 편광판용 또는 표면보호필름용 점착제로서 모두 사용 가능하다. 또한, 보호필름, 반사시트, 구조용 점착시트, 사진용 점착시트, 차선표시용 점착시트, 광학용 점착제품, 전자부품용 점착제뿐만 아니라 일반 상업용 점착시트제품, 의료용 패치로도 사용 가능하다.
본 발명의 편광판은 상기 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 점착제층이 적층된 것을 특징으로 한다.
편광판은 편광자(또는 ‘편광필름’이라고 함)를 포함하며, 상기 편광자의 한 면에는 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호필름, 액정셀과 접합하게 되는 점착제층 및 이형필름이 순서대로 적층되어 있고, 상기 편광자의 다른 한 면에는 편광자 보호필름이 구비되는 다층 구조이다.
편광자로는 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 다 른 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 대전방지성 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 폴리 아미드 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.
대전방지성 점착제층을 편광판에 적층하는 방법으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자 보호필름 상에 점착제 조성물을 유동 주조법, 및 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 건조하여 적층할 수 있다. 또한, 실리콘 코팅된 이형필름 상에 상기와 동일한 도포방법으로 점착제층을 형성하여 점착제 시트를 제조한 후, 이를 롤압착장치를 이용하여 편광자 보호필름 상에 적층할 수도 있다. 이때, 점착제 조성물에 가교제로서 자외선 경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트 단량체가 포함되는 경우에는 점착제 조성물을 도포한 후 또는 롤압착장치를 이용하여 편광자 보호필름 상에 적층한 후에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.
대전방지성 점착제층의 두께는 그 점착력에 따라 조절될 수 있으며, 통상 3 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛인 것이 좋다.
이러한 편광판은 통상의 액정표시장치에 모두 적용가능하며, 구체적으로 대전방지성 점착제층이 적층된 편광판을 액정셀의 적어도 한 면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 구성할 수 있다.
본 발명의 표면보호필름은 광학필름, 특히 편광판의 최외각층을 보호하는 필름으로서, 기재 필름 상에 상기 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 점착제층과 이형필름이 순차적으로 적층된 것을 특징으로 한다.
기재 필름은 점착제층을 적층하기 위한 기재로 사용되는 것으로서, 폴리카보네이트 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수 있다. 이때, 점착제와의 밀착성을 향상시키기 위하여 기재 필름의 한 면 또는 양 면에 표면처리를 실시하거나 프라이머 처리를 할 수도 있다.
이형필름은 대전방지성 점착제층을 보호하기 위한 필름으로, 상기 편광판에서 사용된 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
기재 필름 상에 대전방지성 점착제층을 적층하는 방법은 상기 편광판에 점착제층을 적층하는 방법과 동일한 방법을 이용할 수 있다.
대전방지성 점착제층의 두께는 그 점착력에 따라 조절될 수 있으며, 통상 2 내지 100㎛이며, 바람직하게는 5 내지 50㎛인 것이 좋다.
이러한 표면보호필름은 편광판 등과 같은 광학부재 및 통상의 액정표시장치에 모두 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 수 정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
제조예: 아크릴계 공중합체 제조
4-넥 재킷(neck jacket) 반응기(1L)에 교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 가스 도입관을 장치하고, 반응장치에 질소가스를 투입하여 치환시킨 후 에틸아세테이트 164중량부, n-부틸아크릴레이트 126중량부, 아크릴산 0.5중량부,　2-히드록시에틸아크릴레이트 1.3중량부를 투입하고, 반응기의 외부온도를 50℃로 승온하였다. 이어서, 반응기에 에틸아세테이트 10중량부에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.14중량부를 완전히 용해한 용액을 적하하였다. 재킷 외부 온도를 50℃로 유지하면서 추가적으로 5시간 동안 반응시킨 후 에틸아세테이트 90중량부를 1시간 동안 적하로트를 이용하여 천천히 적하하였다. 또한, 동일 온도에서 6시간 동안 추가적으로 교반한 후 에틸아세테이트 304중량부를 가하고, 다시 2시간 동안 교반하여 아크릴계 공중합체를 수득하였다.
제조된 아크릴계 공중합체는 고형분 함량이 20%, GPC에 의한 중량평균분자량(폴리스티렌　환산)은 약 1,500,000이었다.
실시예 1
제조예에서 제조된 아크릴계 공중합체 수지 100중량부(고형분 함량 기준), 가교제인 트리메틸올프로판-변성 톨릴렌디이소시아네이트(Coronate L, Nippon Polyurethane Industry사 제조) 0.8중량부, 대전방지제로 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2) 0.02중량부, 대전방지 향상제로 폴리락트산(중량평균분자량 1,000,000-1,500,000) 1중량부를 투입하고, 에틸아세테이트를 이용하여 적절한 농도로 희석하여 점착제 조성물을 제조하였다.
제조된 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(41㎝×34㎝) 상에 건조막 두께가 25㎛가 되도록 도포하고, 100℃에서 1분 동안 건조하여 점착제층을 형성하였다. 그 위에 다른 한 층의 이형필름을 라미네이션하여 점착제 시트를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리락트산 3중량부를 사용하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리락트산 5중량부를 사용하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리락트산 10중량부를 사용하였다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리락트산 3중량부를 사용하고, 대전방지제로 HQ-115[비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드리튬(LiN(CF3SO2)2)] 3중량부를 사용하였다.
실시예 6
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리락트산 3중량부를 사용하고, 대전방지제로 IL-P14-2(4-methyl-1-hexylpyridinium hexafluorophosphate) 3중량부를 사용하였다.
실시예 7
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리락트산 3중량부를 사용하고 실란커플링제인 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(KBM-403, 신에츠사) 0.15중량부를 더 사용하였다.
비교예 1
상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 폴리락트산을 사용하지 않았다.
비교예 2
상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 폴리락트산을 사용하지 않고, 대전방지제로 HQ-115[비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드리튬(LiN(CF3SO2)2)] 3중량부를 사용하였다.
비교예 3
상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 폴리락트산을 사용하지 않고, 대전방지제로 IL-P14-2(4-methyl-1-hexylpyridinium hexafluorophosphate) 3중량부를 사용하였다.
비교예 4
상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 폴리락트산을 사용하지 않고, 대전방지 제 비스(플루오로술포닐)이미드칼륨(KN(FSO2)2) 6중량부를 사용하였다.
비교예 5
상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 폴리락트산을 사용하지 않고, 대전방지제로 HQ-115[비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드리튬(LiN(CF3SO2)2)] 6중량부를 사용하였다.
비교예 6
상기 실시예 1와 동일하게 실시하되, 폴리락트산을 사용하지 않고, 대전방지제로 IL-P14-2(4-methyl-1-hexylpyridinium hexafluorophosphate) 6중량부를 사용하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 대전방지성 점착제 조성물의 성분 및 그 조성을 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 각 성분의 함량은 중량부를 나타낸다.
구분 공중
합체		 가교제 실란커플링제 폴리락트산 대전방지제
COR-L KBM-403 KN(FSO2)2 HQ-115 IL-P14-2
실시예1 100 0.8 - 1 3 - -
실시예2 100 0.8 - 3 3 - -
실시예3 100 0.8 - 5 3 - -
실시예4 100 0.8 - 10 3 - -
실시예5 100 0.8 - 3 - 3 -
실시예6 100 0.8 - 3 - - 3
실시예7 100 0.8 0.15 3 3 - -
비교예1 100 0.8 - - 3 - -
비교예2 100 0.8 - - - 3 -
비교예3 100 0.8 - - - - 3
비교예4 100 0.8 - - 6 - -
비교예5 100 0.8 - - - 6 -
비교예6 100 0.8 - - - - 6
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 시트의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
* 표면비저항(Ω/□)
- 측정기: 표면저항 측정기(MCP-HT450/MITSUBISHI CHEMICAL)
Probe(URS, UR100), Probe Checker(URS용, UR 100용)
- 측정법: 점착제 시트의 이형필름을 박리한 후 표면의 3지점을 각각 10회씩 측정하고, 그 평균값을 계산한 후 하기 기준으로 평가하였다.
○: 표면비저항 ≤ 108(개선)
△: 108 < 표면비저항 ≤ 1010(보통)
×: 1010 < 표면비저항(미개선)
* 내구 신뢰성
제조된 점착제 시트를 가로 30㎝, 세로 22㎝로 절단한 후 코닝사 #1737 유리에 접합하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편을 오토클레이브에서 5기압, 50℃의 조건으로 20분 동안 처리한 후 60℃, 상대습도 90%의 오븐에서 300시간 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 다소 있음(보통)
×: 박리현상과 기포의 발생이 있음(불량)
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6
대전
방지성		 △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × × △ △ △
표면
비저항
(Ω/□)		 9.26
E09		 5.36
E08		 4.33
E08		 9.88
E08		 8.93
E08		 5.82
E08		 6.48
E08		 1.80
E10		 1.35
E10		 1.43
E10		 5.33
E09		 4.32
E09		 7.33
E09
내구
신뢰성		 ○ ○ △ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 대전방지제와 함께 대전방지 향상제로서 폴라락트산을 포함하는 실시예 1 내지 7의 점착제 조성물은 비교예와 비교하여 점착 내구성을 유지하면서 동시에 대전방지성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 4와 비교예 4 내지 6을 통하여, 폴리락트산의 함량을 증가시키는 경우와 비교하여 대전방지성을 향상시키기 위하여 대전방지제를 과량 첨가하는 경우 내구 신뢰성을 크게 저하시키는 것을 확인할 수 있었다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 내구 신뢰성을 유지하면서도 향상된 대전방지성이 요구되는 편광판, 표면보호필름 및 액정표시장치에 적용하는 경우 그 효과가 기대된다.

Claims (8)

  1. 점착제 수지, 가교제, 대전방지제 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리히드록시알카논산을 포함하는 대전방지성 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112009046638954-PAT00005
    [식 중, m은 1 이상의 정수이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 12인 알킬기이며, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬기이다.]
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리히드록시알카논산은 중량평균분자량이 1,000 내지 500,000인 대전방지성 점착제 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리히드록시알카논산은 폴리락트산인 대전방지성 점착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리히드록시알카논산은 점착제 수지 100중량부에 대하여 0.5 내지 11중량부로 포함되는 대전방지성 점착제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 대전방지제는 하기 화학식 2로 표시되는 불소화 술포닐이미드계 화합물, 피리디늄계 이온성 액체 및 알칼리금속염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 대전방지성 점착제 조성물:
    [화학식 2]
    M+[(SO2R)2N]-
    [식 중, M은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 세슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종의 알칼리금속이고, R은 불소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 퍼플루오로알킬기이다.]
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항에 따른 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 점착제층이 적층된 편광판.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항에 따른 대전방지성 점착제 조성물로 이루어진 점착제층이 적층된 표면보호필름.
  8. 액정셀의 적어도 한 면에 청구항 6에 따른 편광판이 구비된 액정표시장치.
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