KR20110069352A - 편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법 - Google Patents

편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법 Download PDF

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KR20110069352A
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신국승
조민성
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광자 보호필름상에 수용성 보호필름을 구비하여, 편광자 보호필름의 권취 시 보호필름 사이에 붙는 현상을 억제할 수 있고, 수용성 보호필름이 물에 쉽게 용해되므로 편광판 제조 시 편광자 보호필름의 표면 손상, 정전기 발생 및 이물질의 혼입을 최소할 수 있는 편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
수용성 보호필름, 편광자 보호필름

Description

편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법 {PROTECTION FILM FOR POLARIZER FILM AND POLARIZING PLATEUSING THE SAME}
본 발명은 편광자 보호필름의 권취 시 보호필름 사이에 붙는 현상을 억제할 수 있고, 편광판 제조 시 편광자 보호필름의 표면 손상, 정전기 발생 및 이물질의 혼입을 최소할 수 있는 편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
편광판은 액정 표시 장치에 있어서의 편광의 공급 소자로서 또한 편광의 검출 소자로서 널리 이용되고 있다.
일반적으로 편광판은 2색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol, PVA)계 수지로 된 편광자의 양쪽 면에 편광자 보호필름이 접착제를 통해 적층된 구조를 갖는다.
한편, 편광자 보호필름은 권취시켜 사용하므로 보호필름간에 붙는 현상을 방지하기 위하여 실리카 등의 내블로킹 첨가제를 사용하여 제조한다. 그러나 고투과 율을 요하는 경우에는 블로킹 방지를 위하여 편광자 보호필름상에 특정의 보호필름을 부착하여 사용하는 것이 일반적이다.
편광자 보호필름의 블로킹을 방지하기 위한 보호필름으로 폴리에틸렌계 자기 점착형 보호필름이 널리 사용된다.
폴리에틸렌계 자기 점착형 보호필름은 배면층, 중간층, 점착층으로 구성된다. 구체적으로 배면층은 폴리올레핀 공중합체와 저밀도 폴리에틸렌의 혼합층이고, 중간층은 폴리올레핀 수지층이며, 점착층은 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체에 상용화제가 혼합된 층으로 구성된다.
폴리에틸렌계 자기 점착형 보호필름은 편광자 보호필름 상에 부착되어 사용되다가 편광판 제조 시 박리된다. 폴리에틸렌계 보호필름은 편광자 보호필름 간의 블로킹 발생은 억제할 수 있으나, 박리 시 정전기가 발생되고 이물이 혼입될 수 있어 편광판의 품질이 저하되며, 특정의 박리장치가 요구되는 단점이 있다.
본 발명의 편광자 보호필름은 수용성 보호필름이 구비되어 편광자 보호필름의 권취 시 보호필름 사이에 붙는 현상을 억제할 수 있고, 수용성 보호필름이 물에 쉽게 용해되므로 편광판 제조 시 편광자 보호필름의 표면 손상, 정전기 발생 및 이물질의 혼입을 최소할 수 있는 편광자 보호필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 편광자 보호필름을 이용한 편광자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 수용성 보호필름이 구비된 편광자 보호필름.
2. 위 1에 있어서, 수용성 보호필름은 25℃ 이상의 물에서 10분 이내에 용해되는 것인 편광자 보호필름.
3. 위 1에 있어서, 수용성 보호필름은 수용성 수지로 이루어진 것인 편광자 보호필름.
4. 위 3에 있어서, 수용성 수지는 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리딘계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광자 보호필름.
5. 위 3에 있어서, 수용성 보호필름은 수용성 가소제를 추가로 포함하는 편광자 보호필름.
6. 위 5에 있어서, 수용성 가소제는 에틸렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 디글리세린으로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광자 보호필름.
7. 위 1에 있어서, 수용성 보호필름은 두께가 5nm 내지 200㎛인 편광자 보호필름.
8. 위 1에 있어서, 편광자 보호필름은 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 아미드계 수지, 이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 황화폴리페닐렌계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광자 보호필름.
9. 수용성 보호필름이 구비된 편광자 보호필름을 물에 침지시키는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.
10. 위 9에 있어서, 편광자 보호필름은 권취된 롤로부터 공급된 것인 편광판의 제조방법.
11. 위 9에 있어서, 물은 25℃ 이상인 편광판의 제조방법.
12. 위 9에 있어서, 침지는 10분 이내로 수행되는 편광판의 제조방법.
13. 위 9에 있어서, 물에 침지된 편광자 보호필름을 건조하는 단계; 및 건조된 편광자 보호필름을 편광자의 일면에 접착하는 단계를 추가로 포함하는 편광판의 제조방법.
14. 위 9에 있어서, 수용성 보호필름은 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리딘계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 수용성 수지로 이루어진 것인 편광판의 제조방법.
15. 위 14에 있어서, 수용성 보호필름은 에틸렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 디글리세린으로 이루어진 군에서 선택된 수용성 가소제를 추가로 포함하는 편광판의 제조방법.
16. 위 9에 있어서, 수용성 보호필름은 두께가 5nm 내지 200㎛인 편광판의 제조방법.
17. 위 9에 있어서, 편광자 보호필름은 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 아미드계 수지, 이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 황화폴리페닐렌계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광판의 제조방법.
본 발명의 편광자 보호필름은 권취 시 편광자 보호필름 사이의 블로킹 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 편광자 보호필름은 편광자 보호필름상에 구비되는 수용성 보호필 름을 용해시켜 제거하므로 편광자 보호필름의 표면 손상을 최소화 할 수 있고 정전기 발생 및 이물질의 혼입 등을 최소화하므로 편광자 보호필름의 외관 및 광학물성이 우수하다.
본 발명의 편광자 보호필름은 별도의 장비(박리장비 등)를 이용한 공정이 필요하지 않으므로 편광판 제조가 연속적으로 수행될 수 있다.
본 발명은 편광자 보호필름의 권취 시 보호필름 사이에 붙는 현상을 억제할 수 있고, 편광판 제조 시 편광자 보호필름의 표면 손상, 정전기 발생 및 이물질의 혼입을 최소할 수 있는 편광자 보호필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 편광자 보호필름은 도 1과 같이 수용성 보호필름이 구비된다.
편광자 보호필름은 편광자가 기계적으로 약하기 때문에 이를 보호하기 위한 필름이다. 이들은 위상차 보상 기능을 가질 수 있다.
편광자 보호필름은 수지의 종류에 따라 투습도가 다르며, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 및 등방성 등에 따라 선택하여 사용할 수 있다.
구체적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리에틸 렌테레프탈레이트, 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; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 이루어진 군에서 선택된 필름을 사용할 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 사용할 수도 있다. 본 발명은 이중 특히 폴리올레핀계 수지에 적용하는 것이 바람직하다.
편광자 보호필름 중 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.
편광자 보호필름의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 너무 얇으면 강도 및 가공성이 저하되고 너무 두꺼우면 투명성이 저하되거나 편광자에 적층한 후 경화시간이 길어지는 문제가 있다. 보호필름의 두께는 각각 5 내지 200㎛, 바람직하게는 10 내지 150㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 100㎛인 것이 좋다.
폴리올레핀계 수지로 이루어진 편광자 보호필름은 수지의 특성상 롤에 권취시킬 경우 보호필름끼리 붙는 현상이 발생하므로 이를 방지하기 위한 편광자 보호필름상에 보호필름을 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 편광자 보호필름상에 구비되는 보호필름으로 예컨데 자기 점착형 보호필름 등이 사용된다. 자기 점착형 보호필름은 편광자 보호필름끼리 붙은 현상은 억제할 수 있으나, 편광판 제조를 위해 자기 점착형 보호필름을 박리하는 경우 편광자 보호필름의 표면 손상, 정전기 발생 및 이물질의 혼입 등의 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 폴리올레핀계 수지로 이루어진 편광자 보호필름 상에 수용성의 보호필름을 적용하여 상기 자기 점착형 보호필름의 문제를 개선한 것이다.
본 발명에 있어 편광자 보호필름상에 부착되는 수용성 보호필름은 25℃ 이상의 물에서 10분 이내에 용해되는 물질로 이루어진다.
수용성 보호필름은 수용성 수지를 포함하여 이루어진다. 본 발명에서 수용성 수지는 물에 용해되거나 수팽창되어 편광자 보호필름으로부터 제거될 수 있는 수지를 모두 포함한다.
수용성 수지는 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리딘계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것이 사용될 수 있다. 이중 물에 대한 용해성이 우수하고, 가격이 저렴하며 작업성이 우수한 폴리비닐알코올 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
수용성 보호필름은 수용성 가소제를 추가로 포함할 수 있다.
수용성 가소제는 지방족 다가 알코올, 구체적으로 에틸렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 디글리세린으로 이루어진 군에서 선택된 것이 사용될 수 있다.
수용성 가소제는 상기 수용성 수지 100중량부에 대하여 40 내지 400 중량부 범위로 함유할 수 있다. 함유량이 40중량부 미만이면 탄성율이 증가하여 피착제에 충분한 점착성을 발휘하지 못하고 400 중량부를 초과하는 경우에는 유연성이 증가하여 피착물에 대한 점착성을 얻지 못하는 문제가 있다.
이러한 수용성 보호필름은 두께가 5nm 내지 200㎛를 유지하며, 5nm미만이면 가공성이 저하되고, 200㎛을 초과하는 경우에는 너무 두꺼워서 편광자 보호필름과의 부착 시 충분한 점착성을 나타내지 못하는 문제가 있다.
수용성 보호필름은 편광자 보호필름상에 수용성 보호필름 조성물을 직접 코팅하여 형성하거나, 별도의 이형필름에 수용성 보호필름 조성물을 코팅한 후 이형필름을 제거하여 형성할 수 있다.
코팅은 예컨데 수용성 보호필름 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.
이형필름은 예컨데 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리딘계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것이 사용될 수 있다.
부착은 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계 또는 고무계 등의 통상의 점착제를 이용할 수 있다. 바람직하기로는 수용성 보호필름과 같이 25℃ 이상의 물에서 10분 이내에 용해되는 것이 좋다. 또한, 광학 특성을 고려하여 경화 또는 건조와 같은 어떠한 고온처리도 필요로 하지 않거나 장기간의 경화 또는 건조도 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명은 수용성 보호필름이 구비된 편광자 보호필름을 물에 침지시키는 단계를 포함하여 편광판을 제조한다.
수용성 보호필름이 부착된 편광자 보호필름을 권출하여 25℃ 이상의 수세조를 통과시켜 수용성 보호필름을 용해시킨다. 이후에 편광자 보호필름 표면에 존재하는 잔량의 수분을 제거하고 일정시간 건조한 후 편광자와 접합하여 편광판을 제조한다.
구체적으로 권취된 롤로부터 공급된 편광자 보호필름을 25℃ 이상, 바람직하기로는 25 내지 60℃의 물이 구비된 수세조에 10분 이내, 바람직하기로는 1초 내지 10분 동안 편광자 보호필름을 침지시켜 수용성 보호필름을 제거한다.
수용성 보호필름이 제거된 편광자 보호필름의 표면에 존재하는 잔량의 수분을 제거하고 건조한다. 표면의 수분 제거는 예컨데 에어나이프를 사용할 수 있다. 건조는 예컨데 열풍을 분무하여 수행된다. 이때의 온도는 40 내지 100℃ 범위 내에서 적절하게 선택된다. 건조시간은 20 내지 1,200초이다.
건조된 편광자 보호필름을 편광자의 적어도 일면에 접합한다.
편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 폴리비닐알코올계 수지로 된 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다.
편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지의 예로는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는, 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지는 변성된 것일 수도 있는데, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰% 이다. 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000, 바람직하게는 1,500 내지 5,000이다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막으로 형성시켜 편광자로 사용한다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 내지 150㎛일 수 있다.
편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 수세 와 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.
폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정은 염색 전에 수행, 염색과 동시에 수행 또는 염색 후에 수행될 수 있다. 일축 연신이 염색 후에 수행되는 경우에는 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 수행될 수도 있다. 물론, 이들 각각이 조합된 복수개의 단계로 일축 연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축 연신은 주속이 다른 롤 또는 열 롤을 사용할 수 있으며, 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 3 내지 8배이다.
연신된 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은 예를 들면 이색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하는 방법이 이용될 수 있다. 이색성 색소의 구체적인 예로는 요오드 또는 이색성 유기염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 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 예컨대 염색시간은 통상 20 내지 1800초이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성 유기염료를 이용하는 경우에는 통상 수용성 이색성 유기염료를 포함하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 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. 염색용 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 더 함유할 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 침지시간 예컨대 염색 시간은 통상 10 내지 1,800초이다.
염색된 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 처리하는 공정은 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 3 내지 12중량부인 것이 좋다. 이색성 색소로서 요오드를 이용한 경우의 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 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 50 내지 80℃인 것이 좋다. 침지시간은 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초인 것이 좋다.
붕산 처리 후 폴리비닐알코올계 필름은 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있으며, 수세처리 시 물의 온도는 5 내지 40℃이고, 침지시간은 1 내지 120초이다. 수세 후 건조됨으로써 편광자를 얻을 수 있다. 건조처리는 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조처리 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초인 것이 좋다.
편광자의 두께는 5 내지 40㎛일 수 있다.
편광자와 편광자 보호필름의 접합은 특별히 한정하지는 않으나, 예컨데 수계 접착제를 매개로 하여 수행된다.
수계 접착제는 편광자와 보호필름을 충분히 접합할 수 있고 광학적 투시도가 우수하며 경시적인 황변 등의 변화가 없는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유한 접착제 조성물을 들 수 있다.
접착제 조성물에 함유되는 폴리비닐알코올계 수지로는 폴리비닐알코올 수지 또는 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올 수지를 들 수 있으며, 이들 중에서 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올 수지는 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 접착제로서 편광판의 내구성이 향상된다는 점에서 바람직하다.
폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올과 이의 유도체; 아세트산비닐과 공중합 가능한 단량체와의 공중합체의 비누화물; 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그라프트화, 인산에스테르화함으로써 얻어진 변성 폴리비닐알코올 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 아세트산비닐과 공중합 가능한 단량체로는 (무수)말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, (메타)아크릴산 등의 불포화 카르복시산 및 이의 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀; (메타)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈 및 이의 유도체 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 특별히 제한되지 않으나, 접착성을 고려하여 평균 중합도가 100 내지 5,000, 바람직하게는 1,000 내지 4,000인 것이 좋고, 비누화도는 85 내지 100몰%, 바람직하게는 90 내지 100몰%인 것이 좋다.
또한, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올 수지는 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐(diketene)을 공지된 방법으로 반응시켜 얻을 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시킨 후 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시킨 후 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 또는 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는 아세토아세틸기 변성도가 0.1몰% 이상인 것이면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 0.1 내지 40몰%, 보다 바람직하게는 1 내지 20몰%, 가장 바람직하게는 2 내지 7몰%인 것이 좋다. 아세토아세틸기의 변성도가 0.1몰% 미만인 경우에는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적합하며, 40몰%를 초과하는 경우에는 내수성 향상 효과가 미미할 수도 있다.
또한, 보호필름과 접합되는 편광자의 표면에는 접착성을 높이기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리 또는 비누화 처리 등과 같은 표면 처리를 적절히 수행할 수 있다.
편광자에 보호필름을 접착제로 접합하는 방법은 당 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면 유연법, 와이어바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법 또는 분무법 등에 의해 편광자, 보호필름 또는 이들 모두의 접합면에 접착제를 도포하고 이들을 접합시키는 방법을 들 수 있다. 여기서, 유연법이란 피도포물인 편광자 또는 보호필름을 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자 간의 경사 방향으로 이동시키면서, 상기 피도포물의 표면에 접착제를 유하하여 확포(擴布)시키는 방법이다. 접착제를 도포한 후, 편광자와 보호필름을 접합롤 등에 끼워 접합시킨다.
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: 편광자의 제조
평균 중합도가 2,400, 비누화도 99.9몰% 이상인 두께 75㎛의 폴리비닐올콜 필름(VF-PS, KURARAY사)을 건식으로 6.0배 1축 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채로 60℃의 물(탈이온수)에 1분 동안 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 3.0/1.5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/ 물의 중량비가 11/4/100인 55℃의 수용액에 300초 동안 침지하였다. 이어서, 10℃의 물로 20초 동안 세정한 후 65℃에서 건조하여 폴리비닐알코올 수지에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 얻었다.
제조예 2: 접착제의 제조
물 100중량부에 카르복시기 변성 폴리비닐알코올(쿠라레포발 KL318, (주)쿠라레) 3중량부와 고형분 함량이 30%인 수용성 폴리아미드에폭시 수지(스미레이즈 레진650, 스미또모켐텍스㈜) 1.5중량부를 첨가하여 폴리비닐알코올계 접착제를 제조하였다.
실시예 1
폴리비닐알코올 수지 100중량부, 에틸렌글리콜 50중량부 및 정제수 800중량부를 혼합하여 수용성 보호필름 용액을 제조하였다. 상기 수용성 보호필름 용액을 폴리비닐알코올 수지 이형필름에 코팅하여 이형필름은 제거하고 100㎛인 수용성 보호필름을 형성하였다.
상기 형성된 수용성 보호필름과 시클로올레핀계 필름(제오노아, 일본제온㈜)의 보호필름을 폴리비닐 알코올계의 수계접착제로 부착하여 편광자 보호필름을 제조하고 권취 시켰다.
권취된 롤로부터 공급된 편광자 보호필름을 25℃ 온수에 10초 동안 침지하여 수용성 보호필름을 제거하고, 50℃에서 60초 동안 열풍 건조하여 편광자 보호필름 을 얻었다.
제조예 1에서 얻어진 편광자의 양면에 상기 편광자 보호필름을 제조예 2에서 제조된 접착제를 이용하여 롤 투 롤 방법으로 접합하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리비닐알코올수지 100중량부, 폴리에스테르수지 10중량부, 폴리아크릴레이트수지 57중량부 및 정제수 480중량부를 혼합하여 수용성 보호필름 용액을 제조하고, 이를 이용하여 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 수용성 보호필름 용액을 시클로올레핀계 필름(제오노아, 일본제온㈜)의 보호필름에 코팅하여 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 편광자 보호필름을 60℃ 온수에 10분 동안 침지하여 수용성 보호필름을 용해하여 얻어진 편광자 보호필름을 제조하고, 이를 이용하여 편광판을 제조하였다.
비교예
시클로올레핀계 필름(제오노아, 일본제온㈜) 상에 폴리에틸렌계 자기점착형 보호필름이 부착된 편광자 보호필름을 제조하였다.
폴리에틸렌계 자기점착형 보호필름은 배면층, 중간층, 점착층으로 구성되었다. 구체적으로 배면층은 폴리올레핀 공중합체와 저밀도 폴리에틸렌의 혼합층이고, 중간층은 폴리올레핀 수지층이며, 점착층은 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체에 상용화제가 혼합된 층으로 구성되었다.
박리장치를 이용하여 편광자 보호필름으로부터 폴리에틸렌계 자기점착형 보호필름을 박리하여 편광자 보호필름을 얻었다.
제조예 1에서 얻어진 편광자의 양면에 상기 편광자 보호필름을 제조예 2에서 제조된 접착제를 이용하여 접합하여 편광판을 제조하였다.
실험예
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[물성측정방법]
1. 이물 측정
제조된 편광판의 이물 발생여부를 육안으로 관찰하고 단위 면적(1㎡)당 하기의 기준에 의거하여 평가하였다.
○ : 단위 면적당 150㎛ 이상의 이물 개수가 1개 이하.
△ : 단위 면적당 150㎛ 이상의 이물 개수가 1개 내지 2개.
× : 단위 면적당 150㎛ 이상의 이물 개수가 2개 초과.
2. 박리 대전압
형성된 편광자 보호필름의 박리 대전압을 23℃의 온도와 60%의 상대습도 조건 하에서 측정하였다.
- 측정기: 정전압 측정기(STATION-DZ3/SHISHIDO ELECTROSTATIC)
- 측정법: 보호필름 박리 시 편광자 보호필름의 표면의 3지점을 각각 1회씩 측정하고, 그 평균값으로 나타내었다
3. 편광자 보호필름의 표면손상
형성된 편광자 보호필름의 외관 상의 불량을 육안으로 관찰하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.
○: 편광자 보호필름의 표면이 손상되지 않음.
△: 편광자 보호필름의 표면이 부분적으로 손상됨.
×: 편광자 보호필름의 표면이 전반적으로 손상됨.
구 분 이물 측정 박리 대전압
(kV)		 편광자 보호필름의
표면손상
실시예 1 ○ - ○
실시예 2 ○ - ○
실시예 3 ○ - ○
실시예 4 ○ - ○
비교예 × 7.2 ×
상기 표 1과 같이 본 발명에 따른 편광자 보호필름을 이용한 실시예 1 내지 4는 비교예에 비해 이물 및 표면 손상이 적었다. 비교예는 폴리에틸렌계 자기점착형 보호필름의 박리에 의해 박리대전압이 형성됨으로써 편광판 내에 유입되는 이물의 개수가 증가하는 것이다.
도 1은 본 발명의 편광자 보호필름의 수직 단면도를 나타낸 것이다.

Claims (17)

  1. 수용성 보호필름이 구비된 편광자 보호필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 수용성 보호필름은 25℃ 이상의 물에서 10분 이내에 용해되는 것인 편광자 보호필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 수용성 보호필름은 수용성 수지로 이루어진 것인 편광자 보호필름.
  4. 청구항 3에 있어서, 수용성 수지는 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리딘계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광자 보호필름.
  5. 청구항 3에 있어서, 수용성 보호필름은 수용성 가소제를 추가로 포함하는 편광자 보호필름.
  6. 청구항 5에 있어서, 수용성 가소제는 에틸렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 디글리세린으로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광자 보호필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 수용성 보호필름은 두께가 50nm 내지 200㎛인 편광자 보호필름.
  8. 청구항 1에 있어서, 편광자 보호필름은 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 아미드계 수지, 이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 황화폴리페닐렌계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광자 보호필름.
  9. 수용성 보호필름이 구비된 편광자 보호필름을 물에 침지시키는 단계를 포함 하는 편광판의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 편광자 보호필름은 권취된 롤로부터 공급된 것인 편광판의 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 물은 25℃ 이상인 편광판의 제조방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 침지는 10분 이내로 수행되는 편광판의 제조방법.
  13. 청구항 9에 있어서, 물에 침지된 편광자 보호필름을 건조하는 단계; 및 건조된 편광자 보호필름을 편광자의 일면에 접착하는 단계를 추가로 포함하는 편광판의 제조방법.
  14. 청구항 9에 있어서, 수용성 보호필름은 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리딘계 수지, 폴리에틸렌글리콜계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 수용성 수지로 이루어진 것인 편광판의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 수용성 보호필름은 에틸렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 디글리세린으로 이루어진 군에서 선택된 수용성 가소제를 추가로 포함하는 편광판의 제조방법.
  16. 청구항 9에 있어서, 수용성 보호필름은 두께가 50nm 내지 200㎛인 편광판의 제조방법.
  17. 청구항 9에 있어서, 편광자 보호필름은 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 아미드계 수지, 이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 황화폴리페닐렌계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인 편광판의 제조방법.
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