KR20110031569A

KR20110031569A - 대전방지 코팅액 조성물 및 이를 이용한 광학필름

Info

Publication number: KR20110031569A
Application number: KR1020090088884A
Authority: KR
Inventors: 정경문; 송승원
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-03-29

Abstract

본 발명은 대전방지 코팅액 조성물 및 이를 이용한 광학필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그라펜 및 친수성 단위를 함유하는 수용성 또는 수분산성 바인더 수지를 포함함으로써 내습열성이 향상되어 고온 환경에서 보관한 후에도 우수한 대전방지성을 유지할 수 있으며, 신뢰 내구성, 리워크성 등의 물성 향상 및 광투과성 유지가 가능하도록 개선된 대전방지 코팅액 조성물 및 이를 이용한 광학필름에 관한 것이다.

그라펜, 대전방지, 코팅, 광학필름, 편광판

Description

대전방지 코팅액 조성물 및 이를 이용한 광학필름{ANTI-STATIC COATING AGENT COMPOSITION AND OPTICAL FILM USING THE SAME}

본 발명은 우수한 대전방지성을 나타내며, 동시에 신뢰 내구성, 리워크성 및 광투과성이 우수하도록 개선된 대전방지 코팅액 조성물 및 이를 이용한 광학필름에 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 트리아세틸셀룰로오스계 (Triacetyl cellulose, TAC) 등의 편광자 보호필름과 상기 보호필름 상에 액정셀과 접합하게 되는 점착제층과 이형필름이 차례대로 구비되고, 다른 한 면에는 편광자 보호필름과 표면처리필름 또는 표면보호필름이 차례대로 적층된 다층 적층체로 구성된다.

이러한 구조의 다층 적층체로서 편광판을 액정셀에 접합하는 공정에 있어서, 점착제층으로부터 이형필름을 먼저 박리 제거하고, 액정셀에 붙인 후에 표면보호필름 또한 박리 제거하는 공정을 거친다. 이때, 이형필름 및 표면보호필름은 전기 절연성이 높은 플라스틱 재료로 구성되어 있어, 이를 박리 제거할 때에 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 이에 맞게 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 기능을 가진 편광판이 절실히 요구되고 있다.

상기한 바와 같은 정전기 발생 문제를 해결하기 위하여, 편광자 보호필름과 점착제층 사이에 대전방지층을 두어 대전방지성을 부여하는 방법이 제안되었다. 구체적으로, 대전방지층을 형성하기 위한 코팅액에 도전성 금속 분말이나 탄소 입자와 같은 전도성 물질을 첨가하는 방법, 계면활성제 형태의 이온성 또는 비이온성 물질을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 그러나, 충분한 대전방지성을 부여하기 위 해서는 과량의 도전성 금속 분말이나 탄소 입자를 사용해야 하므로 투명성이 저하되어 광학특성이 떨어지는 문제점이 있으며, 계면활성제 형태의 이온성 또는 비이온성 물질은 습도의 영향을 받기 쉽고 코팅액 표면으로의 이행성이 심하여 기재와의 밀착성을 저하시키는 문제점이 있다.

일본공개특허 평10-239521호는 편광판 표면의 방현층에 도전성 입자를 함유시켜 방현층을 대전방지성을 부여하는 동시에, 그 반대 면에 점착제층을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 도전성 입자에 의해 방현층으로서의 충분한 특성이 나타나지 않고, 내구성이 떨어지는 단점이 있었다.

한국공개특허 제2008-0020778호 및 일본공개특허 제2006-119351호는 광학필름과 점착제층 사이에 대전방지층을 형성한 대전방지성 점착형 광학필름을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 대전방지층의 광학필름 및 점착제층과의 밀착성이 충분하지 못하고, 대전방지제로 사용된 금속 산화물 또는 탄소나노튜브가 대전방지층 표면으로 이행되어 신뢰 내구성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 고온 환경에서 보관한 후에도 우수한 대전방지성을 나타내며, 광학필름 및 점착제층과의 밀착성, 신뢰 내구성, 리워크성 등과 같은 물성을 향상시키고 광투과성을 유지할 수 있는 대전방지 코팅액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지성 광학필름을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지성 점착형 편광판을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 대전방지성 점착형 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 그라펜 대전방지제 및 친수성 단위를 함유하는 수용성 또는 수분산성 바인더 수지를 포함하는 대전방지 코팅액 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 투명기재필름의 적어도 한 면에 상기 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지성 광학필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 편광판의 적어도 한 면에 상기 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지 코팅층과, 상기 대전방지 코팅층 상에 점착제층이 적층된 대전방지성 점착형 편광판을 제공한다.

또한, 본 발명은 액정셀의 적어도 한 면에 상기 대전방지성 점착형 편광판의 점착제층이 접합된 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 대전방지 코팅액 조성물은 액정셀과의 접합공정에서 발생하 는 정전기의 방지 및 이미 발생된 정전기를 신속하고 효과적으로 제거할 수 있을 만큼 우수한 대전방지성을 나타낼 뿐만 아니라 고온 환경에서 보관한 후에도 우수한 대전방지성을 유지할 수 있으며, 동시에 다양한 광학필름 및 점착제층과의 밀착성이 우수하여 적층으로 인한 점착제층의 결락이나 잔류에 대한 문제가 발생되지 않으며, 신뢰 내구성, 리워크성 및 광투과성이 우수하여 광학필름, 특히 편광판에 적용하는 경우 그 효과가 기대된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 대전방지 코팅액 조성물은 그라펜 대전방지제 및 친수성 단위를 함유하는 수용성 또는 수분산성 바인더 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수용성 또는 수분산성 대전방지제로, 특히 그라펜을 선택 사용하는데 특징이 있다.

그라펜(graphene)은 산화흑연의 표면의 각 층들이 박리된 시트 형상의 흑연이다. 보다 상세하게, 흑연분말을 산화시켜 산화흑연을 제조한 후, 산화흑연을 순간적으로 고온으로 가열하면 산화에 의해 생성된 산화흑연 표면의 수개의 층, 예를 들어 1 내지 5개의 층들이 각각 박리되어 시트 형상의 흑연이 되는데, 이것이 그라펜이다. 이러한 그라펜은 저가의 흑연으로부터 간단한 방법으로 얻을 수 있어 경제적이며, 탄소나노튜브와 비교하여 매우 낮은 저항값을 나타낼 뿐만 아니라 결정 방향성을 조절함에 따라 전기적 특성을 변화시킬 수 있다는 특징이 있다. 또한, 그라펜은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 있으며, 이들 공유결합된 탄소원자들은 기본 반복단위로서 6원환을 형성하며 SP² 결합의 안정한 구조를 가지고 있기 때문에, 특히 고온 환경에서 방치한 후에도 우수한 대전방지성을 유지할 수 있으며, 시트 형상의 크기를 조절함으로써 빛의 반사 및 산란을 효과적으로 방지할 수 있어 광투과율의 저하도 방지할 수 있게 된다.

그라펜은 시트 형상이며, 가로 및 세로의 길이가 각각 0.5㎚ 내지 1㎜인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5㎚ 내지 0.1㎜, 가장 바람직하게는 5 내지 50㎚인 것이 좋다. 길이가 0.5㎚ 미만인 경우에는 충분한 전도성을 얻기 어려우며, 1㎜를 초과하는 경우에는 바인더 수지에 대한 분산성이 저하될 뿐만 아니라 광산란을 일으켜 광학필름에 적용이 곤란해진다.

그라펜은 바인더 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 1 내지 200중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 100중량부인 것이 좋다. 그 함량이 1중량부 미만인 경우에는 충분한 대전방지성을 부여할 수 없으며, 200중량부를 초과하는 경우에는 코팅시 도공불량(wetting problem)을 야기시킬 수 있다.

또한, 그라펜은 대전방지성의 향상을 위해 전도성 고분자와 함께 사용될 수 있다. 전도성 고분자로는 광학특성, 젖음성, 대전방지성, 내습 및 내열 안정성이 확보되어 있는 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 또는 폴리아세틸렌 등을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 수용성 또는 수분산성 전도성 고분자인 폴리아닐린 또는 PEDOT/PSS(폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜 /폴리스티렌 술폰산과 같은 폴리티오펜 등이 바람직하고, 가장 바람직하게는 폴리티오펜이 좋다. 전도성 고분자는 그라펜(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.1 내지 100중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 전도성 향상 효과가 미미하며, 100중량부를 초과하는 경우에는 그라펜과의 상용성에 문제가 있다.

본 발명은 대전방지 코팅액 조성물에 포함되는 바인더 수지로 친수성 단위를 함유하는 수용성 또는 수분산성 바인더 수지를 사용하는 바, 상기 바인더 수지는 광학필름과 대전방지층의 밀착력은 물론, 점착제층과의 밀착을 향상시키는 역할과 동시에 도전성을 개선하여 대전방지성능을 향상시키는 역할을 수행한다. 이러한 수용성 또는 수분산성 바인더 수지는 물에 대한 용해도가 0.1중량% 이상의 중합체이면 공지된 공용의 모든 중합체를 사용할 수 있다.

바인더 수지는 구체적으로 친수성 단위를 함유하는 단독 중합체 또는 공중합체로서, 예를 들면 폴리비닐알콜(부분 검화물 함유), 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(2-히드록시에틸아크릴레이트), 폴리(2-히드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(4-히드록시부틸아크릴레이트), 폴리(4-히드록시부틸메타크릴레이트), 폴리(글리 코실록시에틸아크릴레이트), 폴리(글리코실록시에틸메타크릴레이트), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐아세탈(부분 아세탈화물 함유), 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌옥사이드, 스티렌-무수말레산 공중합체, 폴리비닐아민, 옥사졸린 그룹 함유 수용성 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계, 아크릴계 수지, 알키드계 수지, 폴리에테르계 수지, 멜라민계 수지, 셀룰로스계 수지 등을 수용화 또는 수분산화시킨 것을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상을 일정 비율로 조합하거나 공중합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 폴리비닐알콜(부분 검화물 함유), 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 아크릴계 수지 중에서 선택된 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리우레탄계 수지와 폴리에스테르계 수지를 1:1 내지 1:3의 중량비, 바람직하게는 1:1 내지 1:2.5의 중량비의 범위로 공중합하여 사용할 때 보다 효과적으로 대전방지성능이 발현될 수 있다.

본 발명은 대전방지 코팅액의 분산성을 향상시켜 코팅성 및 광학적 특성을 개선하기 위하여 분산제를 더 포함할 수 있다.

분산제는 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 음이온계, 양이온계 또는 비이온계 등의 계면활성제, 또는 폴리비닐피롤리돈과 같이 바인더로 사용되는 수지를 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

분산제는 그라펜(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0 내지 200중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 100중량부인 것이 좋다. 그 함량이 200중량부를 초과하는 경우에는 광학성능이 떨어질 뿐만 아니라 수분에 취약해지는 문제점이 있다.

광학필름 또는 기재필름 상에 대전방지층의 피막 형성이 가능하도록 그라펜 대전방지제 및 수용성 또는 수분산성 바인더 수지와 추가로 분산제를 혼합하고, 필요에 따라 초음파분산기(ultrasonic) 또는 고압분산기(nanomizer) 등을 이용하여 분산시켜 대전방지 코팅액 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 이들을 친수성 용매에 분산시켜 사용할 수도 있다. 친수성 용매로는 물(증류수, 순수) 단독, 또는 물과 친수성 유기용매의 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 친수성 유기용매로는 탄소수 1 내지 6의 알콜류를 사용할 수 있으며, 예를 들면 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, n-아밀알콜, 이소아밀알콜, sec-아밀알콜, tert-아밀알콜, 1-에틸-1-프로판올, 2-메틸-1-부탄올, n-헥산올, 시클로헥산올 등을 사용할 수 있다.

이러한 대전방지 코팅액 조성물을 기재필름 상에 일정 두께로 도포하여 대전방지층의 피막을 형성할 수 있다.

본 발명의 대전방지성 광학필름은 투명기재필름의 적어도 한 면에 상기 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 것을 특징으로 한다. 여기서, ‘광학필름’이라 함은 편광자, 편광자 보호필름 또는 시야각 개선을 위한 위상차 필름 등 각종 화상표시장치에 적용될 수 있는 광학용 필름 혹은 광학 적층체를 말하며, 그 적용에 있어서 특별히 제한은 없다.

투명기재필름은 코팅층을 적층하기 위한 기재로 사용되는 것으로서, 폴리카보네이트 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리에테르 술폰계 필름; 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 대전방지 코팅액 조성물은, 특히 액정표시장치의 필수 구성 요소인 편광판의 한 면에 코팅층을 형성하여, 액정셀에 편광판을 접합할 때 발생하는 정전기를 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 대전방지성 점착형 편광판은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 편광판(1)의 한 면에 상기 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지 코팅층(2)과, 대전방지 코팅층 상에 점착제층(3)이 적층된 것을 특징으로 한다.

편광판(1)은 편광자를 포함하며, 상기 편광자의 한 면에는 편광자 보호필름, 대전방지 코팅층 및 점착제층, 이형필름이 순서대로 적층되어 있고, 상기 편광자의 다른 한 면에는 편광자 보호필름이 구비되는 다층 구조이다.

편광자로는 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 이색성 염료가 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. 여기서, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 사용할 수 있다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 사용되는 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.

대전방지 코팅층(2)을 형성하는 방법으로는 당 분야에서 통상적으로 사용되 는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 광학필름 또는 편광판의 편광자 보호필름 상에 대전방지 코팅액 조성물을 유동 주조법, 및 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 등의 도포방법을 이용하여 적당한 전개방식으로 직접 도포하고 건조하여 적층할 수 있다.

대전방지 코팅층(2)의 두께는 통상 0.01 내지 3㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1㎛인 것이 좋다.

점착제층(3)을 편광판에 적층하는 방법에 있어서도, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자 보호필름에 형성된 대전방지 코팅층 상에 점착제 조성물을 상기 대전방지 코팅액 조성물의 도포방법에서와 동일한 방법을 이용하여 도포하고 건조하여 적층할 수 있다. 또한, 실리콘 코팅된 이형필름 상에 상기와 동일한 도포방법으로 점착제층을 형성하여 점착제 시트를 제조한 후, 이를 롤 압착장치를 이용하여 편광자 보호필름에 형성된 대전방지 코팅층 상에 적층할 수도 있다. 이때, 점착제 조성물에 가교제로서 자외선 경화형 화합물이 포함되는 경우에는 점착제 조성물을 도포한 후 또는 롤 압착장치를 이용하여 적층한 후에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.

점착제층(3)의 두께는 그 점착력에 따라 조절될 수 있으며, 통상 3 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛인 것이 좋다.

본 발명의 액정표시장치는 상기 대전방지성 점착형 편광판이 구비된 것으로 서, 구체적으로 액정셀의 적어도 한 면에 대전방지성 점착형 편광판의 점착제층이 접합된 액정패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대전방지성 점착형 편광판은 통상의 액정표시장치뿐만 아니라 각종 화상표시장치에 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 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

[실시예]

제조예: 점착제 조성물 제조

4-넥 재킷(neck jacket) 반응기(1 L)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. 이후에 재킷 외부 온도를 50℃로 유지하면서 추가적으로 5시간 동안 반응시킨 후 에틸아세테이트 90중량부를 1시간 동안 적하 로트를 이용하여 천천히 적하하였다. 또한, 동일 온도에서 6시간 동안 추가적으로 교반한 후 에틸아세테이트 304중량부를 가하고, 다시 2시간 동안 교반하여 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체는 고형분 함량이 20중량%, GPC법에 의한 중량평균분자량(폴리스티렌　환산)은 약 1,500,000이었다.

제조된 아크릴계 공중합체 수지 100중량부(고형분 함량 기준)와 가교제인 트리메틸올프로판-변성 톨릴렌디이소시아네이트(Coronate L, Nippon Polyurethane Industry사) 0.8중량부를 혼합하고, 에틸아세테이트 50중량부를 이용하여 적절한 농도로 희석하여 점착제 조성물을 제조하였다.

실시예 1

(1) 대전방지 코팅액 조성물

물(증류수) 100중량부, 바인더 수지인 폴리에스테르 수지(이코트레진, 고형분 3%, 이켐텍) 20중량부, 대전방지제인 그라펜(가로, 세로 각각 10㎚) 0.2중량부, 분산제인 도데실술폰산나트륨(SDS) 0.1중량부를 첨가하고, 초음파분산기로 30분 동안 처리하여 대전방지 코팅액 조성물을 제조하였다.

(2) 대전방지성 점착형 편광판 제조

폴리비닐알콜(PVA) 편광자의 양 면에 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계 편광자 보호필름이 적층된 통상의 편광판을 사용하였다. (1)에서 제조된 대전방지 코팅액 조성물을 TAC 편광자 보호필름(30㎝×20㎝) 상에 건조막 두께가 0.5㎛가 되도록 바-코터(bar-coater(#4))를 사용하여 도포하고 80℃에서 1분 동안 건조하여 대전방지 코팅층을 형성하였다.

제조예에서 제조된 점착제 조성물을 상기 형성된 대전방지 코팅층 상에 건조막 두께가 25㎛가 되도록 동일한 방법으로 도포하고 100℃에서 1분 동안 건조하여 점착제층을 형성하고, 여기에 실리콘 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 이형필름을 부착하여 대전방지성 점착형 편광판을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 그라펜 0.6중량부를 사용하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 폴리에스테르 수지(이코트레진, 고형분 3%, 이켐텍) 40중량부를 사용하였다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 도데실술폰산나트륨(SDS) 0.2중량부를 사용하였다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시, 대전방지제인 그라펜과 함께 PEDOT/PSS(폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜 /폴리스티렌 술폰산: Poly 3,4-ethylenedioxythiophene/Polystyrene sulfonicacid) (Baytron PH, Bayer사, 고형분 2%) 1중량부를 사용하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 물과 분산제를 사용하지 않고, 바인더 수지로 폴리에스테르 수지(PE)와 폴리우레탄 수지(PU)가 공중합된 수용성 바인더 수지(고형분 2%) 100중량부와 대전방지제로 PEDOT/PSS(폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌 술폰산: Poly 3,4-ethylenedioxythiophene/Polystyrene sulfonicacid)(Baytron PH, Bayer사, 고형분 2%) 100중량부를 사용하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 대전방지제로 ATO(antimony tin oxide) 0.2중량부를 사용하였다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 대전방지제로 탄소나노튜브(MWCNT 3292w_water base, 마루비시사) 0.2중량부를 사용하였다.

비교예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 대전방지 코팅액의 제조시 대전방지제로 탄소나노튜브(MWCNT 3292w_water base, 마루비시사) 0.4중량부를 사용하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 대전방지 코팅액 조성물의 성분 및 그 함량을 하기 표 1에 나타내었다.

구분 (중량부)	바인더 수지		분산제	대전방지제
구분 (중량부)	PE (고형분:3%)	PU+PE (고형분:2%)	SDS	그라펜	PEDOT/PSS (고형분:2%)	ATO	CNT
실시예1	20	-	0.1	0.2	-	-	-
실시예2	20	-	0.1	0.6	-	-	-
실시예3	40	-	0.1	0.2	-	-	-
실시예4	20	-	0.2	0.2	-	-	-
실시예5	20	-	0.1	0.2	1	-	-
비교예1	-	100	-	-	100	-	-
비교예2	20	-	0.1	-	-	0.2	-
비교예3	20	-	0.1	-	-	-	0.2
비교예4	20	-	0.1	-	-	-	0.4

시험예

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 대전방지 코팅액 조성물 및 대전방지성 점착형 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 광투과성

제조된 대전방지 코팅액 조성물을 투명한 폴리에스테르 필름 상에 도포한 후 건조시켜 대전방지 코팅층을 형성하고, 형성된 대전방지 코팅층의 광투과성을 자외가시광선 분광계(V-7100, JASCO사 제조)로 측정하였다.

(2) 표면비저항(Ω/□)

- 측정기: 표면저항 측정기(MCP-HT450/MITSUBISHI CHEMICAL)

Probe(URS, UR100), Probe Checker(URS용, UR 100용)

- 측정법: 제조된 대전방지성 점착형 편광판의 이형필름을 박리한 후 3지점을 각각 10회씩 측정하고, 그 평균값으로 나타내었다.

(3) 신뢰 내구성

제조된 대전방지성 점착형 편광판을 25㎝×20㎝의 크기로 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).

(4) 리워크성(박리/층간 밀착력)

제조된 대전방지성 점착형 편광판을 25㎝×20㎝의 크기로 절단한 후 코닝사 #1737 유리에 접합하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편을 오토클레이브에서 5기압, 50℃의 조건으로 20분 동안 처리한 후 상온에서 4시간 동안 방치하였다. 방치된 시편의 유리로부터 대전방지성 점착형 편광판을 손으로 벗겨 박리시킨 후 점착제층, 대전방지 코팅층의 잔존 여부를 육안으로 확인하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.

○: 박리시 점착제층, 대전방지 코팅층이 남아있지 않음(양호).

△: 박리시 점착제층, 대전방지 코팅층이 다소 남아있음(10% 이하, 보통).

×: 박리시 점착제층, 대전방지 코팅층이 많이 남아있음(10% 초과, 불량).

구분	광투과성(%)	표면비저항(Ω/□)	신뢰 내구성	리워크성
실시예1	90	8.78×10¹¹	○	○
실시예2	80	2.51×10¹¹	○	○
실시예3	88	6.34×10¹¹	○	△
실시예4	90	9.12×10¹¹	△	○
실시예5	85	1.63×10¹¹	○	○
비교예1	88	2.60×10¹²	○	△
비교예2	82	3.44×10¹³	×	△
비교예3	76	8.08×10¹²	○	△
비교예4	85	6.44×10¹²	○	△

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 그라펜을 대전방지제로 포함하는 실시예 1 내지 5의 대전방지 코팅액은 비교예 1 내지 4의 코팅액과 비교하여 광투과성이 우수하며, 대전방지성, 신뢰 내구성 및 리워크성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 대전방지성, 신뢰 내구성 및 투명성이 요구되는 광학필름, 편광판 및 각종 화상표시장치에 적용하는 경우 그 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대전방지성 점착형 편광판의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 편광판 2: 대전방지 코팅층

3: 점착제층

Claims

그라펜 대전방지제 및 친수성 단위를 함유하는 수용성 또는 수분산성 바인더 수지를 포함하는 대전방지 코팅액 조성물.
청구항 1에 있어서, 그라펜은 가로 및 세로의 길이가 각각 0.5㎚ 내지 1㎜의 시트 형상인 대전방지 코팅액 조성물.
청구항 1에 있어서, 그라펜은 바인더 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 1 내지 200중량부로 포함되는 대전방지 코팅액 조성물.
청구항 1에 있어서, 그라펜(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 분산제 0 내지 200중량부를 더 포함하는 대전방지 코팅액 조성물.
청구항 1에 있어서, 대전방지 코팅액 조성물은 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 및 폴리아세틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 전도성 고분자를 더 포함하는 대전방지 코팅액 조성물.
청구항 1에 있어서, 바인더 수지는 폴리비닐알콜계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이 상인 대전방지 코팅액 조성물.
투명기재필름의 적어도 한 면에 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지성 광학필름.
편광판의 한 면에 청구항 1 내지 6 중 어느 항에 따른 대전방지 코팅액 조성물이 코팅된 대전방지 코팅층과, 상기 대전방지 코팅층 상에 점착제층이 적층된 대전방지성 점착형 편광판.
액정셀의 적어도 한 면에 청구항 8의 대전방지성 점착형 편광판의 점착제층이 접합된 액정표시장치.