KR20110082333A - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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KR20110082333A
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이진구
정경문
최한영
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광자의 일면에 보호필름, 대전방지층 및 점착제층의 순으로 적층되고 상기 점착제층은 특정의 (메타)아크릴계 공중합체, 가교제 및 실란커플링제를 포함함으로써, 대전방지층과 점착제층의 밀착성이 우수하여 신뢰 내구성, 리워크성 등이 향상될 뿐만 아니라 우수한 대전방지성을 유지할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 {POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 대전방지층과 점착제층의 밀착성이 우수하여 신뢰 내구성, 리워크성 등이 향상될 뿐만 아니라 우수한 대전방지성을 유지할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치를 제조하기 위해서는, 기본적으로 액정을 포함하고 있는 액정셀과 편광판이 필요하며, 이를 접합하기 위한 적절한 접착층 또는 점착층이 필요하다.
이때 편광판은 일정한 방향으로 연신되고, 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질로 염색된 편광필름(또는 편광자)인 PVA의 양면을 보호하기 위하여, 한면에는 트리아세틸셀룰로오스(Triacetyl Cellulose, TAC)계의 보호필름을 적층하고, 그 위에 대전방지층, 반사반지층, 하드코팅층 등이 적층된다. 반대면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름이나 고리형올레핀의 중합체로 구성된 보호필름을 형성하고, 그 위에 점착층과 이형필름을 적층시킨 다층구조로 구성하게 된다.
액정표시장치의 제조시, 상기의 편광판을 액정셀에 부착하는 공정에서, 점착제층으로부터 이형필름을 박리하면 정전기가 발생하게 되는데, 이렇게 발생된 정전기는 액정표시장치 내부의 액정의 배향에 영향을 주어 불량을 유발시키고, 정전기적 인력에 의해 액정셀과 점착제 사이에 이물질에 의한 오염을 유발한다.
이러한 정전기 발생에 의한 문제점을 해결하기 위하여, 일반적으로는 보호필름상에 점착제층을 형성함에 있어서, 점착제에 도전성 물질이 첨가된 도전성 점착제를 이용하거나, 점착제 조성물로 첨가되는 폴리머로서 이온성 아크릴레이트 공중합체를 이용하는 방법이 있으며, 편광판과 점착제층 사이에 도전성 물질을 도포함으로써 대전방지층을 형성시키는 방법이 있다.
이하에서 편광판에 대전방지성을 부여하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 서술한다.
첫째, 점착제층에 도전성 물질을 첨가함으로써 대전방지성을 부여하는 방법으로는 도전성 폴리머, 금속산화물입자, 또는 탄소입자와 같은 도전성 성분을 갖는 물질을 첨가하는 방법, 금속염 또는 계면활성제와 같은 이온성 물질을 점착제에 첨가하는 방법이 행하여지고 있다.
그러나, 상기 도전성 폴리머, 금속산화물 또는 탄소 입자를 첨가하는 경우는 대전방지성을 부여하기 위해서 많은 양이 첨가되어야 하므로 투명성을 저하시킬 수 있으며, 계면활성제를 첨가하는 경우는 습도에 영향을 받기 쉽고, 점착제 표면으로의 이행성에 의해 점착 물성을 저하시키는 단점을 가지고 있다. 그 외의 방법으로는 점착제 내부에 에틸렌옥사이드 변성 프탈산디옥틸계 가소제를 첨가함으로써 유연성을 갖게 하여 정전기 발생을 억제하는 시도가 있었으나, 이와 같은 가소제의 첨가만으로는 초기에 발생하는 정전기발생을 억제시키기 어려울 뿐 아니라, 이형필름 박리 후 남아있는 정전기를 소멸시키기도 어렵다.
둘째, 편광판과 점착제층 사이에 도전성 물질을 도포함으로써 대전방지층을 형성시키는 방법으로는 전기적으로 도전성이 있는 금속 분말이나 금속산화물을 증착시키는 방법이나, 도전성 고분자를 코팅하는 방법 등이 이용되고 있다.
또한, 최근 이물오염문제와 액정의 뒤틀어짐 등의 문제로 인하여 편광판의 대전방지성에 대한 고객의 요구가 더욱 엄격해짐에 따라, 대전방지성 편광판을 제조함에 있어서, 대전방지층의 표면비저항을 낮추기 위한 노력이 더욱 더해지고 있다. 구체적인 방법으로는 대전방지층에 함유되는 대전방지제의 농도를 높이거나 첨가제에 의한 전기전도성의 향상을 시도하고 있으나, 이러한 방안들은 사용되는 대전방지제의 다량사용에 의한 코팅불량, 광학특성저하 및 생산단가를 증가시키는 요인이 되고 있다.
또한 최근 액정표시장치의 대형화 추세에 따른 편광판의 재작업성이 중시됨에 따라서 점착제의 박리성도 강조되고 있는 바, 근래에는 단가상승을 유발하지 않으면서도 편광판에 충분한 대전방지성능을 부여할 수 있고 점착제의 우수한 박리성을 확보할 수 있는 새로운 대전방지성 편광판에 대한 요구가 점점 커지고 있다.
본 발명은 대전방지제의 다량사용에 의한 코팅불량, 광학특성저하 및 단가상승을 유발하지 않으면서도 신뢰 내구성, 리워크성 등이 향상될 뿐만 아니라 우수한 대전방지성을 유지할 수 있는 편광판을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 대전방지층 상에 특정의 (메타)아크릴계 공중합체, 가교제 및 실란커플링제를 포함하여 이루어진 점착제층이 적층된 편광판을 제공하는데 목적이 있다.
1. 대전방지층 및 점착제층을 포함하고, 점착제층이 1) 내지 4)를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체, 가교제 및 실란커플링제를 포함하여 이루어지는 편광판:
1) 알킬렌옥사이드 구조를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머 10 내지 70 중량%; 2) 수산기를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머 1 내지 10 중량%; 3) 카르복실기, 아미드기 및 아미노기 중 어느 하나의 관능기를 함유하는 모노머 0.05 내지 1 중량%; 및 4) (메타)아크릴산 알킬에스테르 모노머 25 내지 85중량%.
2. 위 1에 있어서, (메타)아크릴계 공중합체 고형분 100중량부에 대해서, 가교제 0.1 내지 15중량부 및 실란커플링제 0.005 내지 5중량부를 포함하여 이루어진 편광판.
3. 위 1에 있어서, (메타)아크릴계 공중합체는 분자량이 55만 내지 75만인 것인 편광판.
4. 위 1에 있어서, 점착제층은 표면비저항이 1012Ω/□ 미만인 편광판.
5. 액정셀의 적어도 한 면에 위 1 내지 4 중 어느 한 항에 따른 편광판이 구비된 액정표시장치.
본 발명에 따른 편광판은 대전방지층과 점착제층의 밀착성을 개선하여 신뢰 내구성, 리워크성 등이 향상될 뿐만 아니라 우수한 대전방지성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명은 대전방지층의 표면비저항을 낮추기 위하여 종래 다량의 대전방지제를 사용하는 기술을 개선하여 편광판의 생산단가를 저하시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 편광판의 개략적인 단면도이다.
본 발명은 대전방지층과 밀착력이 향상되어 신뢰 내구성 및 리워크성 등이 우수하고 대전방지성을 향상시킬 수 있는 점착제층이 포함된 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 편광판은 대전방지층 및 점착제층을 포함하는 것으로 특별히 한정하지는 않는다.
일례로 도 1과 같이 편광자(2)의 일면에 보호필름(1)이 적층되고, 다른 면이 보호필름(3), 대전방지층(4), 점착제층(5) 및 이형필름(6)의 순으로 적층된 것을 사용할 수 있다.
상기 편광자(2), 보호필름(1) 및 보호필름(3)은 본 기술분야에서 공지된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 보호필름상에 도입되는 대전방지층은 수용성 또는 수분산 대전방지제와 수용성 바인더를 포함할 수 있다.
대전방지제로는 이온성 계면활성제, 전도성 고분자, 금속산화물 등이 사용될 수 있고, 바인더로는 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 아크릴계, 폴리에테르계 등의 수용성 고분자가 사용될 수 있다.
예컨데, 전도성 고분자를 포함하는 대전방지 코팅액을 필름 표면에 도포, 건조하는 것이며, 필요에 따라 경화제를 포함하는 대전방지 코팅액을 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 대전방지 코팅액은 전체 조성물에 대하여 전도성 고분자 0.1 내지 5중량부, 접착용 바인더 10 내지 50중량부, 상기 성분의 분산을 돕는 계면활성제 0.01 내지 10중량부 및 용매 40 내지 85중량부를 혼합하여 제조할 수 있다.
또한 필요에 따라 증점제를 혼합하거나 또는 유무기 실리케이트, 멜라민, 이소시아네이트, 약산계 등의 경화제를 사용할 수 있는데, 이 경우에는 형성된 대전방지층의 내용제성이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같이 제조된 전도성 코팅액을 그라비아, 역그라비아, 키스바, 나이프, 바코터 또는 코마법을 이용하여 0.001 내지 5㎛의 두께로 상기 편광판의 표면에 코팅하고 40 내지 200℃에서 1 내지 20분간 정도 방치하여 건조하면 용매가 휘발되면서 대전방지층이 형성된다.
전도성 코팅액에서 가장 중요한 성분은 전도성을 부여하는 전도성 고분자인데, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 모든 전도성 고분자를 제한 없이 사용할 수 있다. 또한 변성 전도성 고분자도 사용할 수 있는 데, 예컨데 술포닐기로 치환된 폴리아닐린, 탄소수가 4 내지 10인 알킬기가 치환된 폴리티오펜, 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜 등이 이에 속한다.
용매로는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 노르말부탄올, 물, 톨루엔, 자일렌, 1-메틸-2-피롤리디논, 클로로포름, 에틸아세테이트, 2-메톡시에탄올 중에서 선택된 1종을 사용하거나 또는 2종 이상 5:95 내지 95:5의 중량비로 혼합 사용할 수 있다. 바람직하기로는 안전성을 고려하여 물을 사용하는 것이 좋다.
또한 상기 전도성 코팅액을 편광판 표면에 코팅함에 있어서, 편광판 표면의 계면장력이 매우 중요한데, 일반적으로 계면장력이 35dyn/cm 이상이면 코팅이 잘 된다. 이를 위하여 편광판의 표면의 종류에 따라 검화 처리, 프라이머 처리, 코로나 처리 등을 하는 것이 바람직하다.
점착제층은 특정의 (메타)아크릴계 공중합체, 가교제 및 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 이루어진다.
(메타)아크릴계 공중합체는 1) 알킬렌옥사이드 구조를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머; 2) 수산기를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머; 3) 카르복실기, 아미드기 및 아미노기 중 어느 하나의 관능기를 함유하는 모노머; 및 4) (메타)아크릴산 알킬에스테르 모노머를 포함한다.
1)알킬렌옥사이드 구조를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머는 알킬렌옥사이드 구조를 분자 중에 구비하는 것이다.
알킬렌옥사이드 구조는 예컨데 옥시메틸렌기, 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 옥시부틸렌기 등을 들 수 있다. 또한 (메타)아크릴산에 대한 알킬렌옥사이드 구조의 부가 몰수는 특별히 한정되진 않지만 1 내지 3이 바람직하다.
알킬렌옥사이드 구조를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머는 예컨데 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 부톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 부톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 메톡시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
알킬렌옥사이드 구조를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, (메타)아크릴계 공중합체 내에 10 내지 70중량% 함유된다. 함량이 10중량% 미만이면 대전방지층과의 밀착력이 불충분하여 리워크시 오염이 발생하고, 70중량%를 초과하면 점착제의 포화수분율이 증가하여 내구성이 저하되는 문제가 있다.
2) 수산기를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머는 예컨데 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트 및 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
수산기를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, (메타)아크릴계 공중합체 내에 1 내지 10중량% 함유된다. 함량이 1중량% 미만이면 응집력이 저하되어 리워크성이 나빠지고, 10중량%를 초과하면 점착력이 저하되어 내구성이 나빠지는 문제가 있다.
3) 카르복실기, 아미드기 및 아미노기 중 어느 하나의 관능기를 함유하는 모노머는 예컨데 카르복실기 함유 모노머는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산; 2가산의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수호박산을 개환시킨 화합물 등을 들 수 있다.
아미드기 함유 모노머는 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 및 N-3차부틸아크릴아미드 등을 들 수 있다.
또한 아미노기를 함유하는 모노머는 N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트 및 N,N-디에틸아미노프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
카르복실기, 아미드기 및 아미노기 중 어느 하나의 관능기를 함유하는 모노머는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, (메타)아크릴계 공중합체 내에 0.05 내지 1.0중량% 함유된다. 함량이 0.05중량% 미만이면 응집력이 저하되어 리워크성이 나빠지고, 1.0중량%를 초과하는 경우에는 점착력이 저하되어 내구성이 나빠진다.
4) (메타)아크릴산 알킬에스테르 모노머는 예컨데 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 n-프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 n-펜틸, (메타)아크릴산 이소펜틸, (메타)아크릴산 n-헥실, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 n-옥틸, (메타)아크릴산 노닐, (메타)아크릴산 데실 및 (메타)아크릴산 라우릴 등을 들 수 있다.
(메타)아크릴산 알킬에스테르 모노머는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, (메타)아크릴계 공중합체 내에 25 내지 85중량% 함유된다. 함량이 25중량% 미만이면 점착력이 불충분하여 내구성에 문제를 야기할 수 있고 85중량%를 초과하면 응집력이 저하되어 리워크성이 나빠지는 문제가 있다.
본 발명의 (메타)아크릴계 공중합체는 대전방지제층과의 밀착성, 대전방지성, 내구성 및 리워크성 향상 측면에서 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)법에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 통상 55만 내지 75만, 바람직하기로는 60만 내지 70만인 것을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 점착제 조성물에는 응집력을 강화하기 위하여 공지의 가교제를 사용할 수 있다. 가교제로는 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민계 수지, 아지리딘계 화합물 등을 단독 또는 2종 이상 혼합 사용할 수 있다. 바람직하기로는 이소시아네이트 화합물 또는 에폭시 화합물을 사용하는 것이 좋다.
이소시아네이트 화합물은 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.
또한 가교제로 자외선 경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체를 사용할 수도 있다. 예컨데, 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)아크릴레이트, 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.
가교제는 (메타)아크릴계 공중합체(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.01 내지 15중량부 사용할 수 있다. 가교제의 함량이 0.01중량부 미만이면 점착제의 점착력 또는 응집력이 좋지 못하며, 15중량부를 초과하면 상용성이 감소되어 표면이행이 일어날 수 있으며 가교반응이 너무 진행되어 점착력이 저하된다.
자외선 경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 자외선을 조사함으로써 라디칼 또는 양이온을 생성하는 광중합개시제와 함께 사용할 수 있다.
광중합개시제는 예컨데 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-히드록시시클로헥실페닐케톤, 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.
자외선 경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 0.1 내지 30중량부 사용하며 이때 광중합개시제는 0.1 내지 20중량부, 바람직하게는 0.2 내지 10중량부 사용할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 액정셀 또는 기재와 접합시 밀착성을 보다 양호하게 하기 위하여 실란커플링제를 포함한다.
실란커플링제는 에폭시기를 함유한 실란커플링제가 바람직하며 예컨데 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.
실란커플링제는 (메타)아크릴계 공중합체(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.005 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 실란커플링제의 함량이 0.005 미만이면 셀과의 접착력이 약한 문제가 있으며, 5중량부를 초과하는 경우에는 리워크성이 나빠지는 문제가 있다.
본 발명의 (메타)아크릴계 공중합체의 제조 방법은 공지의 중합방법(괴상중합, 용액중합, 유화중합, 현탁중합)에 의해 공지의 중합개시제(아조비스이소부티로니트릴, 아조비스이소발레로니트릴 등의 아조계 중합개시제, 벤조일퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, 공지의 연쇄이동제(메르캅토기 함유 연쇄이동제) 등을 사용하여 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 점착제 조성물은 내구성, 재박리성, 점착 특성 등 본 발명의 목적으로 하는 기능을 저하시키지 않는　범위에서, 공지의 각종 첨가제를 배합하여 사용할 수 있다.
이러한 첨가제의 예를 들면, 점착성 부여 수지[로진, 로진 유도체 혹은 그 수첨화제, 폴리테르펜수지, 테르펜페놀수지, 크실렌수지, 스티렌계 수지, 쿠마론·인덴 수지, C5계 석유 수지, C9계 석유 수지, 등], 가소제[프탈산계 에스테르로 대표되는 카르본산 에스테르, 염화 파라핀 등], 자외선 방지제[벤조페논계 자외선　방지제 등], 방곰팡이제[아산화동, 페놀계 화합물 등], 소포제[알코올, 실리콘 화합물 등] 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 점착제 조성물은 통상의 도공 장치를　이용하여 기재에 직접 또는 전사법으로 도포할 수 있다.
직접 도공할 때는 편광판의 보호필름으로서의 트리아세틸셀룰로오스나 고리형 올레핀의 폴리머를 기재로 사용할 수 있다. 전사법으로 도포할 때에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 연질 폴리염화비닐등의 각종 플라스틱 필름, 수지판 등에 실리콘이나 불소화 이형처리된 필름이 기재로 사용될 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 위에 실리콘 이형처리된 기재를 사용하는 것이 좋다.
도공, 건조 후, 필요한 만큼의(약 14일 정도) 양생을 하면, 가교제와 폴리머와의 가교반응에 의해 완전 경화하게 되어, 충분한 점착 특성을 발휘하게 된다. 이때, 양생의 조건은　예컨데 실온으로는 통상 10 내지 20일간, 40 내지 50℃로는 통상 3 내지 6일간 진행하며, 양생시간의 단축을 위해서는 더 가혹한 온도 조건에서 양생할 수 있다.
본 발명에서, 점착제층의 두께는 내구성, 점착력, 대전방지성, 박리성 등을 고려할 때, 10 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 점착제층의 두께가 10㎛ 미만이면, 점착제 표면에서의 표면비저항은 우수하나 점착력이 작아서 내구성의 확보가 어렵고, 30㎛ 초과이면 점착제 표면에서의 표면비저항이 불충분하다.
또한 본 발명의 편광판 상의 점착제층은 표면비저항이 1012Ω/□ 미만, 바람직하기로는 8.0×1011Ω/□ 미만인 것이 좋다.
본 발명에 따른 점착제층상에 이형필름이 적층된다.
이러한 본 발명의 편광판은 통상적인 액정표시장치에 모두 적용가능하며, 그 액정패널의 종류는 특별히 한정되지는 않는다. 바람직하게, 본 발명은 상기 점착제가 적용된 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하여 액정표시장치를 구성할 수 있다.
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.
합성예 1
4-넥 재킷(neck jaket) 반응기(1L)에 교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 가스 도입관을 장치하고, 에틸아세테이트 164중량부, 1)성분으로 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트(ECA, 일본 교에이샤 제조) 10중량부, 2)성분으로 2-히드록시에틸아크릴레이트 5중량부, 3)성분으로 아크릴산 0.5중량부, 4)성분으로 n-부틸아크릴레이트 84.5중량부를 투입하고, 반응기의 외부온도를 50℃로 승온하였다.
에틸아세테이트 10중량부에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.14중량부를 완전히 용해한 용액을 적하하였다. 재킷 외부온도를 50℃로 유지하면서 추가적으로 5시간 동안 반응한 후, 에틸아세테이트(아세톤) 90중량부를 1시간 동안 적하로트를 이용하여 천천히 적하하였다.
또한 동일온도에서 6시간의 추가적인 교반 후, 에틸아세테이트(아세톤) 304중량부를 가하고, 다시 2시간 동안 교반하여 고형분 농도는 20중량%, GPC법에 의한 중량평균분자량(폴리스티렌 환산) 약 70만의 측쇄에 유기산기를 갖는 아크릴계 공중합체를 얻었다.
(분자량 측정)
분자량은 GPC장치(Agilant사, 1100시리즈)를 사용하여 측정하였고, 폴리스티렌 환산치로 구하였다. 측정조건은 하기와 같다.
- 샘플농도 : 0.5중량%(THF용액)
- 샘플주입량 : 100㎕
- 전개용액 : THF
- 전개속도 : 1ml/min
- 컬럼온도 : 40℃
- 컬럼 : Shedox KF-G(IEA) + Shedox KF-803(1EA) + Shedox KF-804, Shedox KF-805(1EA)
-검출기 : RID(Reflactive Index Detector)
합성예 2 내지 7
상기 합성예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1과 같이 1)성분 내지 4)성분을 달리하여 아크릴계 공중합체를 얻었다.
비교 합성예 1 내지 7
상기 합성예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1과 같이 1)성분 내지 4)성분을 달리하여 아크릴계 공중합체를 얻었다.
구분

 아크릴계 공중합체
1)성분 2)성분 3)성분 4)성분 분자량
ECA1) 2HEA2) AA3) AM4) DM5) BA6)
합성예 1 10 5 0.5 - - 84.5 70만
합성예 2 10 5 - 0.5 - 84.5 70만
합성예 3 40 5 0.5 - 0.1 54.4 65만
합성예 4 40 10 0.5 - 0.1 49.4 60만
합성예 5 40 1 0.5 - 0.1 58.4 65만
합성예 6 70 3 0.5 - - 26.5 60만
합성예 7 70 3 0.5 0.1 - 26.4 60만
비교합성예 1 10 1 0.5 - - 88.5 70만
비교합성예 2 - 5 0.5 - - 94.5 70만
비교합성예 3 70 10 0.5 - - 19.5 60만
비교합성예 4 40 5 - - - 55.0 65만
비교합성예 5 40 - 0.5 - - 59.5 65만
비교합성예 6 40 15 0.5 - - 44.5 60만
비교합성예 7 40 5 1.5 - - 53.5 65만
1)ECA : 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트
2)2HEA : 2-히드록시에틸아크릴레이트
3)AA : 아크릴산
4)AM : 아크릴아미드
5)DM : 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트
6)BA : n-부틸아크릴레이트
제조예 : 점착시트(점착제층+이형필름) 제조
제조예 1 내지 7
합성예 1 내지 7에서 얻어진 아크릴계 공중합체 100중량부 (고형분 20중량%)에 코로네이트-L(일본 우레탄공업주식회사제조)의 10중량% 에틸아세테이트 용액 10중량부(고형분 대비 5중량부), 실란커플링제로서 감마글리시독시프로필트리메톡시실란(KBM-403, 일본 신에츠사 제조) 0.1중량부(고형분 대비 0.5중량부)를 가하고 10분간 교반하여 균일한 점착제 조성물을 제조하였다. 제조된 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 PET필름(41㎝×34㎝)에 건조막 두께가 20㎛가 되도록 도공하고 100℃×1분의 조건으로 건조하여 점착제층을 형성하였다. 점착제층 상에 이형필름을 라미네이션하고, 25℃로 10일간 양생하여 점착시트를 제조하였다.
비교 제조예 1 내지 7
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 비교 합성예 1 내지 7에서 얻어진 아크릴계 공중합체를 사용하여 점착시트를 제조하였다.
비교 제조예 8
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 실란커플링제로서 감마글리시독시프로필트리메톡시실란을 제외하고 반응시켜 점착시트를 제조하였다.
실시예 : 편광판의 제조
실시예 1 내지 7
트리아세틸셀룰로오스 보호필름 2매와 PVA편광자 1매로 이루어진 편광판의 한쪽 면에 3번 메이어바를 사용하여 대전방지성 코팅용액(CONISOL, INSCON사)을 60nm의 건조두께로 코팅하고, 90℃에서 1분간 건조하여 대전방지층을 형성하였다, 이후에 상기 제조예 1 내지 7에서 제조된 점착시트의 이형필름을 박리하고, 대전방지층 위에 0.25MPa의 압력으로 라미네이션하여 편광판을 제조하였다.
비교예 1 내지 8
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 비교 제조예 1 내지 8에서 제조된 점착시트를 사용하여 편광판을 제조하였다.
비교예 9
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 트리아세틸셀룰로오스 보호필름 2매와 PVA편광자 1매로 이루어진 편광판의 한쪽 면에 제조예 1에서 제조된 점착시트의 이형필름을 박리하고, 보호필름 위에 0.25MPa의 압력으로 라미네이션하여 편광판을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 9에서 제조된 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[물성측정방법]
1. 표면비저항(Ω/□)
표면저항 측정기(MCP-HT450/MITSUBISHI CHEMICAL), Probe(URS, UR100), Probe Checker(URS용, UR 100용)을 이용하여, 편광판의 이형필름을 박리한 후 표면의 3지점을 각각 10회씩 측정하고 그 평균값으로 나타내었다.
2. 내구성
제조된 편광판을 가로 30㎝ 및 세로 22㎝로 절단한 후 코닝사 #1737 유리에 점합하여 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)
X : 박리현상과 기포의 발생이 있음(불량)
3. 리워크성
편광판을 폭 25mm, 길이 100mm의 크기로 잘라내고, 이형필름을 박리한 후, 코닝사 #1737 유리에 0.25MPa의 압력으로 라미네이션하고 5기압, 50℃의 조건으로 20분 동안 오토클레이브를 처리하여 평가 샘플을 제조하였다. 내열조건인 80℃ 오븐에 넣은 후 10시간 뒤 꺼내어 120시간 상온 방치 후 1.3cm/s의 속도로 편광판을 유리 기판으로부터 박리하고, 또한, 내습조건인 60℃, 90RH% 오븐에 넣은 후 12시간 뒤 꺼내어 120시간 상온 방치 후 1.3cm/s 의 속도로 편광판을 유리 기판으로부터 박리하였다.
-양쪽 조건 모두에서 유리 기판에 점착제의 남음이 없고 편광판의 찢어짐 없이 깨끗이 박리: ○
-어느 한쪽 조건 이상에서 유리 기판에 점착제가 남아있거나 박리과정에서 편광판이 찢어짐: ×
구 분 점착제층의 표면비저항
(Ω/ㅁ)		 내구성 리워크성
실시예 1 7.5×1011 ○ ○
실시예 2 7.6×1011 ○ ○
실시예 3 4.7×1011 ○ ○
실시예 4 4.6×1011 ○ ○
실시예 5 4.1×1011 ○ ○
실시예 6 1.2×1011 ○ ○
실시예 7 1.0×1011 ○ ○
비교예 1 2.0×1012 ○ ×
비교예 2 8.0×1012 ○ ×
비교예 3 1.6×1011 × ○
비교예 4 5.1×1011 ○ ×
비교예 5 4.9×1011 ○ ×
비교예 6 5.0×1011 × ○
비교예 7 4.8×1011 × ○
비교예 8 4.9×1011 × ×
비교예 9 - ○ ○
상기 표 2와 같이, 본 발명에 따르면, 대전방지층 및 특정의 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착제층이 구비된 실시예 1 내지 7은 비교예 1 내지 9에 비해 대전방지층 상에 형성되어 정전기 등에 따른 접합 불량을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 대전방지층과의 밀착성이 우수하여 대전방지성, 내구성 및 리워크성 등이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
특히 실란커플링제가 제외된 점착제 조성물을 이용한 비교예 8은 액정셀의 유리기판과의 밀착성이 낮아 내구성 및 리워크성이 낮고, 대전방지층이 없이 보호필름상에 점착층이 적층된 비교예 9는 표면비저항 측정이 안될 정도로 대전방지성이 낮다는 것을 확인할 수 있었다.
1 : 보호필름 2 : 편광자
3 : 보호필름 4 : 대전방지층
5 : 점착제층 6 : 이형필름

Claims (5)

  1. 대전방지층 및 점착제층을 포함하고, 점착제층이 1) 내지 4)를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체, 가교제 및 실란커플링제를 포함하여 이루어지는 편광판:
    1) 알킬렌옥사이드 구조를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머 10 내지 70 중량%;
    2) 수산기를 포함하는 (메타)아크릴계 모노머 1 내지 10 중량%;
    3) 카르복실기, 아미드기 및 아미노기 중 어느 하나의 관능기를 함유하는 모노머 0.05 내지 1 중량%; 및
    4) (메타)아크릴산 알킬에스테르 모노머 25 내지 85중량%.
  2. 청구항 1에 있어서, (메타)아크릴계 공중합체 고형분 100중량부에 대해서, 가교제 0.01 내지 15중량부 및 실란커플링제 0.005 내지 5중량부를 포함하여 이루어진 편광판.
  3. 청구항 1에 있어서, (메타)아크릴계 공중합체는 분자량이 55만 내지 75만인 것인 편광판.
  4. 청구항 1에 있어서, 점착제층은 표면비저항이 1012Ω/□ 미만인 편광판.
  5. 액정셀의 적어도 한 면에 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 따른 편광판이 구비된 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016126347A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 住友化学株式会社 帯電防止性偏光板、粘着剤層付帯電防止性偏光板及び光学積層体
KR20190009454A (ko) * 2017-07-18 2019-01-29 삼성디스플레이 주식회사 편광판, 이를 포함하는 표시 장치 및 이의 제조방법
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