KR20110038977A - 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물과 알콜의 혼합용매, 폴리비닐알콜계 수지 및 가교제를 최적의 조성비로 포함함으로써, 접착제 조성물의 젖음성이 향상되고 접촉각이 작아져 편광자와 투명보호필름의 접합시 우수한 접착성과 내온수성을 유지하면서도 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제할 수 있도록 개선된 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

접착제, 편광판, 폴리비닐알콜계 수지, 알콜 용매

Description

접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판{ADHESIVE COMPOSITION AND POLARIZING PLATE USING THE SAME}

본 발명은 편광자와 투명보호필름의 접합시 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제할 수 있는 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 그 화상 형성 방식 면에서 일정하게 배열되어 있는 액정층, 투명전극층을 포함하는 투명한 유리판 또는 플라스틱계 판상 소재로 구성된 액정셀과, 상기 액정셀의 양 면에 편광판이 배치되는 것이 필요 불가결하다.

일반적으로 편광판은 연신된 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한 면에 편광자를 보호하기 위한 투명보호필름이 적층된 구조를 가진다. 구체적으로, 편광판을 구성하는 편광자는 연신에 의해 제작되므로 수축되기 쉽고 표면이 매끄럽지 못하고 국소적인 요철이 존재 한다. 또한, 폴리비닐알콜계 필름은 친수성 폴리머를 이용한 것이기 때문에 특히 가열, 가습 조건 하에서는 변형되기가 매우 쉽고, 자체의 기계적 강도가 약하기 때문에 찢어지기도 쉽다. 이러한 이유로, 편광자의 적어도 한 면에 트리아세틸셀룰로오스(Triacetyl cellulose, TAC)로 대표되는 투명보호필름을 접합하여 강도를 보충하여 사용하고 있다.

한편, 최근 액정표시장치는 그 용도가 확대되어 휴대용 단말기부터 가정용 대형 TV까지 폭넓게 사용되고 있으며, 각각의 용도에 따라 사용되는 편광판의 규격도 다르다. 특히, 휴대용 단말기에 적용되는 경우에는 사용자가 가지고 다니는 것을 전제로 하기 때문에 내구성이 엄격하게 요구된다. 예를 들어, 편광판에는 결로가 생기는 가열, 가습 조건 하에서도 특성과 형상이 변화되지 않는 내온수성이 요구되고 있다.

이러한 편광판의 제작에 있어서, 편광자와 투명보호필름은 접착제에 의해 접합되는데, 예를 들어 수계 접착제인 폴리비닐알콜계 접착제를 통하여 접합할 때에는 쿠닉(쿠닉 결함)이 발생하는 문제가 있다. 쿠닉은, 종래 연신된 폴리비닐알콜계 편광자의 표면에 존재하는 국소적인 요철에 의해 접착제의 도포시 상기 요철 부분이 채워지지 않아 상기 편광자와 투명보호필름의 계면에서 국소적인 요철에 의한 결함이 발생되는 것을 의미한다. 이러한 쿠닉은, 특히 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지를 함유한 접착제를 사용하는 경우 더욱 발생하기 쉽다.

상기와 같은 쿠닉의 문제점을 해결하기 위하여, 일본공개특허 제1998-166519호는 함수량을 조절한 폴리비닐알콜계 필름의 표면을 소정 조건 하에 캘린더 롤로 처리한 편광자를 이용하여 투명보호필름과 적층하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 한국공개특허 제2007-0118021호는 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 접착제에 평균입자직경이 1-100㎚인 금속화합물 콜로이드를 첨가하여 국소 요철을 채워주는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법에 의해서도 폴리비닐알콜계 접착제를 이용하는 경우 쿠닉은 여전히 발생하였다.

본 발명은 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 경우에도 고온, 고습 조건 하에서 접착성과 내온수성을 유지하면서, 동시에 편광자와 투명보호필름의 계면에서 국소적인 요철에 의한 쿠닉의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 편광판용 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 접착제 조성물로 접합된 편광판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

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

본 발명은 물과 알콜이 99:1 내지 50:50의 중량비로 혼합된 용매 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 1 내지 8중량부를 포함하고, 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 가교제 5 내지 70 중량부를 포함하는 편광판용 접착제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 편광자와 투명보호필름이 상기 접착제 조성물로 접합된 편광판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 접착제 조성물은 기재에 대한 젖음성이 우수하고 접촉각이 낮아, 편광자와 투명보호필름의 접합시 고온, 고습 조건 하에서도 우수한 접착성과 내온수성을 나타내며, 동시에 이들의 계면에서 국소적인 요철에 의한 쿠닉(쿠닉 결함)이 발생하는 것을 억제하여 편광판의 제조시 공정수율과 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 편광자와 투명보호필름의 접합시 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제할 수 있는 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 접착제 조성물은 편광자와 투명보호필름을 접합하기 위한 편광판용 접착제 조성물로서, 물과 알콜의 혼합용매, 폴리비닐알콜계 수지 및 가교제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게, 물과 알콜이 99:1 내지 50:50의 중량비로 혼합된 용매 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 1 내지 8중량부를 포함하고, 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 가교제 5 내지 70중량부를 포함한다.

접착제 조성물의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 피착체인 편광자 또는 투명보호필름의 표면에 균일한 접착제층을 형성하기 위해 액형인 것이 바람직하다. 이러한 액형의 접착제로는, 각종 용매의 용액이나 분산액을 들 수 있으나, 기재에의 도공성에서 용액 타입인 것이 바람직하고, 안정성의 측면에서 통상은 물을 주체로 하는 용액이 적합하게 이용된다.

본 발명은 접착제 조성물에 포함되는 용매로서 물과 알콜의 혼합용매를 사용하되, 특히 알콜 중에서도 탄소수가 1 내지 4인 알콜, 이 중에서도 2-부탄올, 1-프로판올, 이소프로판올 또는 이들의 혼합물을 선택 사용하는데 특징이 있다.

알콜계 용매로는 비점이 100℃ 이하이고 탄소수가 1 내지 4인 2-부탄올, 1-프로판올, 이소프로판올 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2-부탄올인 것이 좋다. 이러한 알콜계 용매는 물과 비교하여 표면에너지가 매우 낮아, 접착제 조성물의 표면에너지를 낮춰주는 효과가 있다. 즉, 접착제 조성물의 표면에너지(표면장력)가 낮아짐에 따라 기재에 도포시 젖음성을 향상시키고 접촉각을 작게하여 편광자 또는 투명보호필름의 계면에서 발생하는 국소적인 요철을 효과적으로 채울 수 있어 접합 경계면에서 발생하는 쿠닉의 발생을 억제할 수 있다.

물과 알콜의 혼합비(중량비)는 99:1 내지 50:50인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 95:5 내지 60:40, 가장 바람직하게는 90:10 내지 80:20인 것이 좋다. 알콜의 혼합비가 1 미만인 경우에는 쿠닉 발생을 억제하는 효과가 미미하며, 알콜의 혼합비가 50을 초과하는 경우에는 알콜의 함량이 너무 높아지게 되어 접착제 조성물에 주성분으로 포함되는 폴리비닐알콜계 수지의 용해도를 저하시키고 접착제 조성물의 점도 안정성이 저하될 수 있다.

본 발명의 접착제 조성물에 주성분으로 포함되는 폴리비닐알콜계 수지는 부분 비누화 폴리비닐알콜 또는 완전 비누화 폴리비닐알콜 수지와, 그 외에도 카르복시기 변성 폴리비닐알콜, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜, 메틸올기 변성 폴리비닐알콜, 아미노기 변성 폴리비닐알콜과 같은 변성된 폴리비닐알콜계 수지를 사용할 수 있으며, 이들 중에서 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지가 반응성이 높은 관능기를 함유하고 있어 내구성 향상 면에서 바람직하다.

폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도는 특별히 제한되지 않으나, 접착성을 고려하여 평균 중합도가 100 내지 5,000, 바람직하게는 1,000 내지 4,000인 것이 좋고, 평균 비누화도는 85 내지 100몰%, 바람직하게는 90 내지 100몰%인 것이 좋다.

폴리비닐알콜계 수지의 함량(고형분 함량 기준) 은 물 100중량부에 대하여 1 내지 8중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 5중량부인 것이 좋다. 그 함량이 1중량부 미만인 경우에는 접착성이 좋지 않고, 8중량부를 초과하는 경우에는 접착제층의 점도가 상승하여 공정성이 저하되고 접합 불균일이 발생할 수 있다.

본 발명의 접착제 조성물에 포함되는 가교제로는 폴리비닐알콜계 접착제의 가교제로서 공지된 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 폴리비닐알콜계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 2개 이상 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 에틸렌디아민, 트리에틸렌아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2개 갖는 알킬렌디아민류; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸렌프로판 톨릴렌디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트와, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록화물 또는 페놀 블록화물 등의 이소시아네이트류; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신산디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화 메틸올우레아, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름 알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지류; 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2가 금속 또는 3가 금속염, 및 이들의 산화물 등을 들 수 있다.

또한, 에폭시류 가교제는, 예를 들면 디에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라민 등과 같은 폴리알킬렌폴리아민과 아디프산과 같은 디카르복시산과의 반응에서 얻어지는 폴리아미드폴리아민에 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 수용성 폴리아미드 에폭시 수지일 수 있다. 이러한 폴리아미드 에폭시 수지로는 시판되고 있 는 제품으로서, 상품명 스미레즈레진 650, 스미레즈레진 675(스미또모가가꾸㈜), WS-525(닛본 PMC㈜) 등을 사용할 수도 있다.

가교제의 함량(고형분 함량 기준) 은 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 5 내지 70중량부인 것이 바람직하다. 그 함량이 5중량부 미만인 경우에는 접착제층의 내온수성이 충분히 발현되기 어렵고, 70중량부를 초과하는 경우에는 편광자와 투명보호필름 간의 밀착성이 저하되기 쉽다.

상기와 같은 성분을 포함하는 편광판용 접착제 조성물은 수용성 촉매를 더 포함할 수 있다. 수용성 촉매로는 피페라진, 피롤리진, 염화 아연, 염화 코발트, 염화 마그네슘, 염화 암모늄, 산화 바륨, 요오드화 알킬 등을 들 수 있다.

또한, 접착제 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 예를 들면 소포제, 레벨링제, 가소제, 실란커플링제, 대전방지제, 미립자 등과 같은 종래의 공지된 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 접착제 조성물은 표면장력이 20 내지 50mN/m인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 35mN/m인 것이 좋다. 표면장력이 상기 범위인 경우에는 기재에 도포시 젖음성이 좋아 국부적인 요철을 고르게 채워줄 수 있어 쿠닉 결함을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

또한, 접착제 조성물은 점도가 20℃에서 3 내지 25mPa·sec인 것이 바람직하다. 점도가 3mPa·sec 미만인 경우에는 충분한 내온수성이 발현되기 어렵고, 25mPa·sec를 초과하는 경우에는 편광판의 광학특성이 저하되기 쉽다.

본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 물과 알콜, 특히 2-부탄올, 1-프로판올 및 이소프로판올 중 선택된 1종 이상의 알콜의 혼합용매를 포함하고, 혼합용매, 폴리비닐알콜계 수지 및 가교제를 최적의 조성비로 포함하여, 접착제 조성물의 표면에너지를 낮춰 기재에 도포시 젖음성을 향상시키고 접촉각을 작게 함으로써, 종래 연신된 편광자에 존재하는 국소적인 요철로 인해 편광자와 투명보호필름의 접합시 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제할 수 있게 된다.

본 발명의 편광판은 편광자의 적어도 한 면에 투명보호필름이 적층된 구조를 가지며, 편광자와 투명보호필름이 본 발명의 편광판용 접착제 조성물에 의해 접합된 것을 특징으로 한다.

편광자는 연신된 폴리비닐알콜계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다.

편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 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, 폴리비닐알콜계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%이며, 바람직하게는 98몰% 이상인 것이 좋다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,500 내지 5,000인 것이 좋 다.

이러한 폴리비닐알콜계 수지를 막으로 형성한 것이 편광자의 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알콜계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 원반 필름의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 내지 150㎛일 수 있다.

편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알콜계 필름을 일축연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 수세, 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.

폴리비닐알콜계 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 주속이 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 폴리비닐알콜계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은, 예를 들면 폴리비닐알콜계 필름을 이색성 색소를 함유하는 수용액에 침지하는 방법을 이용할 수 있다. 이색성 색소로는 요오드나 이색성 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알콜계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨 을 함유하는 염색용 수용액에 폴리비닐알콜계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 요오드의 함량은 물(증류수) 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함량은 물 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부이다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃이고, 침지시간(염색시간)은 통상 20 내지 1,800초이다.

한편, 이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우에는, 통상 수용성 이색성 유기 염료를 포함하는 염색용 수용액에 폴리비닐알콜계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 물 100중량부에 대하여 통상 1×10^-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10^-3 내지 1중량부인 것이 좋다. 이 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 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 처리하는 공정은 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 이색성 색소로서 요오드를 이용한 경우에는 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 통상 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80℃인 것이 좋고, 침지시간은 통상 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초인 것이 좋다.

붕산 처리 후 폴리비닐알콜계 필름은 통상 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있다. 수세처리의 물의 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 600초인 것이 좋다.

상기한 바와 같이 제조된 편광자의 두께는 5 내지 40㎛이다.

투명보호필름은 상기 편광자의 적어도 한 면에 부착되는 것으로서, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴 리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알콜계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.

투명보호필름 중의 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 그 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.

이러한 투명보호필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예를 들어 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.

상기한 바와 같은 편광자와 투명보호필름을 본 발명의 편광판용 접착제 조성물을 이용하여 접합함으로써 편광판으로 제조할 수 있다. 접합방법은 당 분야에서 통상적인 방법일 수 있으며, 예를 들면 유연법, 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 이용하여 편광자 또는 투명보호필름의 접합면에 접착제 조성물을 도포한 후 이들을 접합하는 방법을 들 수 있다.

편광자와 투명보호필름을 접합한 후에는 건조처리가 수행될 수 있다. 건조처 리는, 예를 들면 열풍을 분무함으로써 수행되는데, 건조온도는 40 내지 100℃, 바람직하게는 60 내지 100℃의 범위에서 적절하게 선택된다. 건조시간은 20 내지 1,200초 정도일 수 있다. 건조 후에는 상온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예를 들면 20 내지 50℃의 온도에서 12 내지 600시간 정도 양생시키는 것이 바람직하다. 건조 후의 접착제층의 두께는 통상 0.01 내지 10㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.05 내지 5㎛인 것이 좋다. 그 두께가 0.01㎛ 미만인 경우에는 접착력이 불충분해지는 경향이 있으며, 10㎛를 초과하는 경우에는 접착제의 균일한 도포가 어려워지거나 두께 불균일이 생겨 외관이 나빠지는 경향이 있다.

투명보호필름의 편광자와 접합되지 않는 다른 한 면 상에는 필요에 따라 하드코팅층, 반사방지층, 방현층, 대전방지층 등의 표면처리층이 더 적층될 수 있다. 또한, 점착제층에 의해 광학 기능성 필름이 더 적층될 수도 있다. 광학 기능성 필름으로는, 예를 들면 기재 표면에 액정성 화합물 또는 이의 고분자 화합물 등이 배향되어 있는 광학보상 필름, 어떠한 종류의 편광광을 투과시키고 그것과 반대되는 성질의 편광광을 반사시키는 반사형 편광분리 필름, 폴리카보네이트 수지를 포함하는 위상차 필름, 환상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 위상차 필름, 표면에 요철 형상을 갖는 방현기능 부가 필름, 표면 반사 방지 처리된 부가 필름, 표면에반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 함께 갖는 반투과 반사 필름 등을 들 수 있다.

이러한 본 발명의 편광판은 편광자와 투명보호필름이 본 발명의 접착제 조성물의 접합에 의해 적층된 것으로서, 접착제 조성물의 표면에너지가 저하되어 편광 자 또는 투명보호필름과 같은 기재필름에 도포하는 경우 종래 상기 기재필름에 존재하는 국소적인 요철 부분을 효과적으로 채워줄 수 있어, 이들의 접합계면에서 발생하는 결함인 쿠닉을 충분히 억제할 수 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.

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: 편광자의 제조

평균중합도가 2,400이고, 비누화도가 99.9몰% 이상인 75㎛ 두께의 폴리비닐알콜 필름을 건식으로 약 5배로 일축연신하고, 연신 상태를 유지한 채로 60℃의 물(증류수)에 1분 동안 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에서 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃ 수용액에 300초 동안 침지하고, 26℃의 증류수로 20초 동안 세정한 후 65℃에서 건조하여 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광 자를 제조하였다.

실시예 1

(1) 접착제 조성물 제조

평균분자량이 85,000인 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지(쿠라레포발 KL318, 쿠라레㈜)를 물에 용해하여 고형분 함량이 10중량%인 수용액을 제조하였다. 상기 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지 수용액과 가교제인 수용성 폴리아미드 에폭시 수지(SR650, 스미또모가가꾸㈜)를 고형분 함량을 기준으로 중량비가 100:30이 되도록 혼합하였다. 이어서, 최종 접착제 조성물에서 물과 알콜의 혼합비가 90:10이 되도록 물과 2-부탄올을 혼합하되, 혼합용매 100중량부에 대하여 상기 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지의 함량(고형분 함량 기준)이 1중량부가 되도록 혼합하여 희석하여 접착제 조성물을 제조하였다.

(2) 편광자와 투명보호필름의 접합(편광판 제조)

제조예에서 제조된 편광자의 양 면에 (1)에서 제조된 접착제 조성물을 건조막 두께가 0.1㎛가 되도록 도포한 후 검화처리된 트리아세틸셀룰로오스계 필름을 접합하였다. 접합체를 60℃의 온도에서 3분 동안 건조하여 편광판을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 혼합용매 100중량부에 대하여 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지의 함량(고형분 함량 기준)이 3중량부가 되도록 하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 혼합용매 100중량부에 대하여 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지의 함량(고형분 함량 기준)이 5중량부가 되도록 하였다.

실시예 4

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지와 수용성 폴리아미드 에폭시 수지의 중량비(고형분 함량 기준)가 100:10이 되도록 하였다.

실시예 5

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지와 수용성 폴리아미드 에폭시 수지의 중량비(고형분 함량 기준)가 100:50이 되도록 하였다.

실시예 6

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 물과 2-부탄올의 혼합비가 99:1이 되도록 하였다.

실시예 7

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 물과 2-부탄올의 혼합비가 50:50이 되도록 하였다.

실시예 8

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 2- 부탄올 대신에 이소프로판올을 사용하였다.

실시예 9

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 2-부탄올 대신에 1-프로판올을 사용하였다.

실시예 10

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하기 방법으로 제조된 접착제 조성물을 사용하였다.

(1) 접착제 조성물 제조

검화도가 99.2몰%인 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지(코세놀 Z100, 일본합성화학공업㈜)를 물에 용해하여 고형분 함량이 5중량%인 수용액을 제조하였다. 상기 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지 수용액과 가교제인 글리옥살을 고형분 함량을 기준으로 중량비가 100:30이 되도록 혼합하였다. 이어서, 최종 접착제 조성물에서 물과 알콜의 혼합비가 90:10이 되도록 물과 2-부탄올을 혼합하되, 혼합용매 100중량부에 대하여 상기 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지의 함량(고형분 함량 기준)이 3중량부가 되도록 혼합하여 희석하여 접착제 조성물을 제조하였다.

실시예 11

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 2-부탄올 대신에 메탄올을 사용하였다.

실시예 12

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 2-부탄올 대신에 에탄올을 사용하였다.

비교예 1

상기 실시예 10과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 2-부탄올 대신에 에탄올을 사용하고, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지와 글리옥살의 중량비(고형분 함량 기준)가 100:1이 되도록 하였다.

비교예 2

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지와 수용성 폴리아미드 에폭시 수지의 중량비(고형분 함량 기준)가 100:100이 되도록 하였다.

비교예 3

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지와 수용성 폴리아미드 에폭시 수지의 중량비(고형분 함량 기준)가 100:1이 되도록 하였다.

비교예 4

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 2-부탄올을 사용하지 않았다.

비교예 5

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 물과 2-부탄올의 혼합비가 40:60이 되도록 하였다.

구분	혼합용매		PVA수지		가교제
	알콜 종류	혼합비 (물:알콜)	KL318	Z100	SR650	글리옥살
실시예1	2-부탄올	90:10	1	-	30	-
실시예2	2-부탄올	90:10	3	-	30	-
실시예3	2-부탄올	90:10	5	-	30	-
실시예4	2-부탄올	90:10	3	-	10	-
실시예5	2-부탄올	90:10	3	-	50	-
실시예6	2-부탄올	99:1	3	-	30	-
실시예7	2-부탄올	50:50	3	-	30	-
실시예8	이소프로판올	90:10	3	-	30	-
실시예9	1-프로판올	90:10	3	-	30	-
실시예10	2-부탄올	90:10	-	3	-	30
실시예11	메탄올	90:10	3	-	30	-
실시예12	에탄올	90:10	3	-	30	-
비교예1	에탄올	90:10	-	3	-	1
비교예2	2-부탄올	90:10	3	-	100	-
비교예3	2-부탄올	90:10	3	-	1	-
비교예4	-	100:0	3	-	30	-
비교예5	2-부탄올	40:60	3	-	30	-
- PVA(고형분 함량 기준)의 함량은 혼합용매 100중량부에 대한 것임. - 가교제의 함량(고형분 함량 기준)은 PVA 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대한 것임.

시험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 접착제 조성물 및 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 접착성(커터 평가)

제조된 편광판을 1시간 동안 상온에서 방치한 후, 편광자와 상기 편광자의 양 면에 각각 적층된 투명보호필름 사이에 각각 커터의 날을 넣고 날을 밀었을 때 날이 들어가는 방식을 확인하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.

○: 커터의 날이 양쪽 모두에 전혀 들어가지 않음.

△: 커터의 날끝이 한쪽 또는 양쪽의 편광자와 보호필름 사이에 4-5㎜ 정도 들어가서 멈춤.

×: 날을 밀었을 때, 적어도 어느 한 쪽의 보호필름 사이에 날이 무리없이 들어감(다른 한 쪽의 보호필름 사이에 날이 들어가지 않거나, 4-5㎜ 들어가서 멈추는 경우도 포함함).

(2) 내온수성

제조된 편광판을 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에서 24 시간 방치한 후 내온수성을 시험하였다. 먼저, 편광판의 흡수축(연신방향)을 장변으로 하여 5㎝×2㎝의 직사각형 형상으로 편광판을 절단하여 샘플을 제작하고, 장변 방향의 치수를 정확히 측정하였다. 여기서, 샘플은 편광자에 흡착된 요오드에 기인하여 전면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, (A)는 온수에 침지하기 전에 샘플(1)의 단변 측을 파지부(把持部)(5)에서 파지하는 것을 나타내며, (B)는 파지된 샘플(1)의 길이방향의 8할 정도를 60℃의 온수 수조에 침지하여 4시간 동안 유지한 후의 수축된 샘플(4)의 도면이다. 침지가 완료되면 샘플(4)을 수조로부터 꺼내 수분을 닦아 내고, 편광자의 수축정도를 측정한다. 구체적으로, 샘플(1)의 단변 중앙에 있어서의 보호필름의 끝(1a)으로부터 수축한 편광자(4)의 끝까지의 거리를 측정하고, 이를 수축길이로 하였다. 또한, 도 1(B)에서 온수 침지에 의해 편광판의 한가운데 위치하는 편광자(4)가 수축하고, 2장의 보호필름 사이에 편광자(4)가 존재하지 않는 영역(2)이 형성된다. 또한, 온수 침지에 의해 온수에 접하는 편광자(4)의 주변부로부터 요오드가 용출하여 샘플(1)의 주변부에 색이 빠진 부분(3)이 생긴다. 이 탈색 정도를, 샘플(1)의 단변 중앙에 있어서의 수축한 편광자(4)의 끝으로부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리를 측정하고, 이를 요오드 빠짐길이로 하였다. 상기 수축길이와 요오드 빠짐길이의 합계를 총 침식길이(X)로 하였는데, 즉 총 침식길이(X)란 샘플(1)의 단변 중앙에 있어서의 샘플(1)의 끝(1a)에서부터 편광판 특유의 색이 남아있는 영역까지의 거리가 된다. 수축길이, 요오드 빠짐 길이 및 총 침식길이(X)가 작을수록 물의 존재 하에서 접착성(내온수성)이 높다고 판단할 수 있다.

◎: 총 침식길이(X) < 2㎜

○: 2㎜ ≤ 총 침식길이(X) < 3㎜

△: 3㎜ ≤ 총 침식길이(X) < 5㎜

×: 5㎜ ≤ 총 침식길이(X)

(3) 외관평가(쿠닉 결함)

제조된 편광판을 1,000㎜×1,000㎜ 크기로 절단하여 샘플을 제작하였다. 제작된 샘플을 형광등 아래에 위치시킨 후 편광판의 광원측에 별도의 편광판을 각각 흡수축이 직행하도록 설치하였다. 이 상태에서 광이 누설되는 지점, 즉 쿠닉 결함의 개수를 계산하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.

◎: 쿠닉 결함 개수 < 3

○: 3 ≤쿠닉 결함 개수 < 10

△: 10 ≤쿠닉 결함 개수 < 20

×: 20 ≤쿠닉 결함 개수

구분	표면장력(mN/m)	접착성	내온수성	쿠닉 결함
실시예1	31.7	○	○	◎
실시예2	31.6	○	○	◎
실시예3	31.5	○	○	◎
실시예4	31.6	○	○	◎
실시예5	31.6	○	○	◎
실시예6	49	○	○	◎
실시예7	23	○	○	◎
실시예8	40.1	○	○	○
실시예9	38	○	○	○
실시예10	31.6	○	◎	○
실시예11	56.2	○	◎	△
실시예12	50.4	○	◎	△
비교예1	50.4	○	×	△
비교예2	31.6	×	○	△
비교예3	31.6	○	×	◎
비교예4	61	○	◎	×
비교예5	침전발생

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 물과 알콜의 혼합용매, 폴리비닐알콜계 수지 및 가교제를 최적의 조성비로 포함한 실시예 1 내지 12의 접착제 조성물을 이용하여 접합된 편광판은 비교예의 편광판과 비교하여 접착성과 내온수성이 우수하였다. 또한, 알콜로서 비점이 100℃ 이하인 2-부탄올, 1-프로판올 또는 이소프로판올을 사용한 경우에는 쿠닉 결함이 보다 효과적으로 억제되었고, 특히 2-부탄올을 사용한 경우 쿠닉 결합 억제 효과가 가장 우수하였다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 우수한 접착성과 내온수성뿐만 아니라 접합계면에서의 쿠닉 결함의 억제가 요구되는 편광자와 투명보호필름의 접합뿐만 아니라 각종 기재필름의 접합에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 내온수성 시험방법을 나타낸 도면이다.

Claims (7)

1. 물과 알콜이 99:1 내지 50:50의 중량비로 혼합된 용매 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 1 내지 8중량부를 포함하고, 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 가교제(고형분 함량 기준) 5 내지 70중량부를 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 알콜은 탄소수가 1 내지 4인 알콜인 편광판용 접착제 조성물.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 알콜은 2-부탄올, 1-프로판올 및 이소프로판올 중에서 선택된 1종 이상인 것인 편광판용 접착제 조성물.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 알콜은 2-부탄올인 편광판용 접착제 조성물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 접착제 조성물의 표면장력은 20 내지 50mN/m인 편광판용 접착제 조성물.
6. 편광자와 투명보호필름이 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 접착제 조성물로 접합된 편광판.
7. 청구항 6의 편광판이 구비된 액정표시장치.

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