KR20110131512A

KR20110131512A - 편광판 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20110131512A
Application number: KR1020100050977A
Authority: KR
Inventors: 정경문; 이상진; 유정호
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-12-07

Abstract

본 발명은 편광판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광자의 일면에 제1 기재필름이 수계 접착제로 접합되고, 상기 편광자의 다른 일면에 제2 기재필름이 자외선 경화형 접착제로 접합됨으로써, 편광자 및 기재필름의 수분율과 상관없이 컬의 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 건조 공정 및 추가되는 접합 공정이 없이도 현 공정에서 제조가 가능한 편광판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이의 제조방법{POLARIZING PLATE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 편광자 및 기재필름의 수분율과 상관없이 컬의 발생이 억제되고 건조 및 추가적인 접합 공정 없이 현 공정으로 제조가 가능한 편광판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 액정셀과 상기 액정셀의 양면에 적층된 편광판을 포함하는 액정패널이 구비된다.

일반적으로 편광판은 요오드계 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol, PVA) 편광자와 상기 편광자의 양면을 보호하기 위한, 트리아세틸셀룰로오스(Triacetyl cellulose, TAC)로 대표되는 필름을 포함하여 구성된다. 보다 상세하게, 편광자의 일면에는 TAC 필름과 필요에 따라 표면보호필름이 순서대로 적층되고, 다른 일면에는 TAC 필름, 액정셀과의 접합을 위한 점착제층 및 이형필름이 순서대로 적층되는 다층 구조이다.

이와 같이 구성된 편광판은 TAC 필름의 내습열성이 충분히 좋지 못하여 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 편광도, 색상 등의 편광판 성능이 저하되기 쉽다는 단점이 있다. 또한, TAC 필름은 경사방향의 입사광에 대하여 위상차를 만들기 때문에 점차 대형화되고 있는 액정표시장치의 시야각 특성에 영향을 미치는 문제가 있다.

이러한 점을 고려하여, 편광자의 적어도 일면에 TAC 이외의 열가소성 수지로 된 필름을 적용하는 방법이 제안되었다(일본공개특허 제2006-220731호, 제2006-220732호, 제2006-259623호, 제2006-317560호). 그러나, 편광자의 양면에 각각 상이한 종류의 기재필름을 적용하는 경우, 편광판에 컬(curl)이 발생하여 액정셀과의 접합이 어려웠다.

이를 해결하기 위하여, 일본공개특허 제2007-256568호에는 수분율이 특정 범위가 되도록 조절된 아세틸셀룰로오스계 필름을 사용하여 컬의 발생을 억제하는 방법이 개시되어 있으나, 이 방법은 아세틸셀룰로오스계 필름의 검화 처리 후 건조 시 일정한 조건을 충족시켜야 하므로 공정 마진이 작다. 일본공개특허 제2005-066906호에는 투습도가 낮은 필름을 편광자의 일면에 먼저 접합시킨 후 상대적으로 투습도가 높은 기재필름을 상기 편광자의 다른 일면에 접합하는 방법이 개시되어 있으나, 생산 공정에서 별도의 접합 공정이 추가되어야 한다. 또한, 한국공개특허 제2009-0098879호에는 특정 범위의 굽힘 탄성율을 갖는 표면보호필름을 이용하는 방법이 개시되어 있으나, 이 방법은 별도의 표면보호필름을 필요로 하며 이의 제조 시 물성 제어가 요구된다.

본 발명은 편광자의 양면에 각각 투습도가 상이한 기재필름이 접합됨에도 편광자 및 기재필름의 수분율과 상관없이 컬의 발생을 억제할 수 있는 편광판을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 건조 공정 및 추가적인 접합 공정이 없이도 현 공정으로 편광판을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 고품질의 액정표시장치를 제공하고자 한다.

1. 편광자의 일면에 제1 기재필름이 수계 접착제로 접합되고, 상기 편광자의 다른 일면에 제2 기재필름이 자외선 경화형 접착제로 접합되며, 상기 제2 기재필름은 상기 제1 기재필름보다 투습도가 낮은 편광판.

2. 위 1에 있어서, 제1 기재필름은 트리아세틸셀룰로오스 필름인 편광판.

3. 위 1에 있어서, 제2 기재필름은 시클로올레핀 필름, 시클로올레핀 공중합체 필름, 폴리노르보르넨 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 편광판.

4. 위 1에 있어서, 수계 접착제는 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지, 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 편광판.

5. 위 1에 있어서, 자외선 경화형 접착제는 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것인 편광판.

6. 위 1에 있어서, 제2 기재필름 상에 점착제층과 이형필름이 순서대로 적층된 편광판.

7. 편광자의 일면에 제1 기재필름이 수계 접착제로 접합되고, 상기 편광자의 다른 일면에 상기 제1 기재필름보다 투습도가 낮은 제2 기재필름이 자외선 경화형 접착제로 접합된 편광판의 제조방법으로서, 제2 기재필름 쪽에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.

8. 위 7에 있어서, 자외선을 조사하는 단계 전에 편광자의 일면에 제1 기재필름을 수계 접착제로 접합하고, 상기 편광자의 다른 일면에 제2 기재필름을 자외선 경화형 접착제로 접합하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.

9. 위 8에 있어서, 제1 기재필름을 접합한 후에 제2 기재필름을 접합하는 편광판의 제조방법.

10. 위 8에 있어서, 제2 기재필름을 접합한 후에 제1 기재필름을 접합하는 편광판의 제조방법.

11. 위 8에 있어서, 제1 기재필름과 제2 기재필름을 동시에 접합하는 편광판의 제조방법.

12. 위 1 내지 6중 어느 한 항의 편광판이 구비된 액정표시장치.

본 발명에 따른 편광판은 편광자의 양면에 각각 투습도가 상이한 기재필름이 접합됨에도 편광자 및 기재필름의 수분율과 상관없이 컬의 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 액정패널 및 각종 화상표시장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판은 건조 공정 및 추가의 접합 공정이 없이도 동시 접합이 이루어지는 현 공정에서 제조가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이며,
도 2는 종래의 편광판에서 수계 접착제의 수분의 건조를 설명한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판에서 수계 접착제의 수분의 건조를 설명한 도면이며,
도 4는 편광판의 내습열성 시험방법을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 편광자의 일면에 제1 기재필름이 수계 접착제로 접합되고, 상기 편광자의 다른 일면에 제2 기재필름이 자외선 경화형 접착제로 접합되며, 상기 제2 기재필름은 상기 제1 기재필름보다 투습도가 낮은 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게, 본 발명의 편광판은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 기재필름, 수계 접착제층, 편광자, 자외선 경화형 접착제층, 제2 기재필름의 순으로 적층되고, 제2 기재필름 상에 점착제층과 이형필름이 추가로 적층된 구조일 수 있다.

편광자는 폴리비닐알콜계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다.

편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 검화(비누화, saponification)함으로써 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 검화도는 통상 85 내지 100몰%이며, 바람직하게는 98몰% 이상인 것이 좋고, 중합도는 통상 1,000 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,500 내지 5,000인 것이 좋다.

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

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

제1 기재필름 및 제2 기재필름은 편광자 보호필름으로서, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용할 수 있다. 특히, 본 발명에서 제1 기재필름과 제2 기재필름은 투습도가 서로 다른 필름이며, 제2 기재필름은 제1 기재필름보다 투습도가 낮은 필름인 것이 바람직하다.

제1 기재필름은 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지로 된 필름인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 트리아세틸셀룰로오스 필름인 것이 좋다.

제2 기재필름은 제1 기재필름보다 상대적으로 투습도가 낮은 필름으로서, 시클로올레핀, 시클로올레핀 공중합체, 폴리노르보르넨, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지로 된 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지로 된 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지로 된 필름 중에서 선택되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 시클로올레핀(cycloolefin polymer, COP) 필름, 시클로올레핀 공중합체(cycloolefin copolymer, COC) 필름, 폴리노르보르넨(polynorbornene, PNB) 필름, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름인 것이 좋다.

제1 기재필름 및 제2 기재필름은 미연신, 1축 또는 2축 연신된 필름일 수 있으며, 특히 제2 기재필름은 광학 보상 기능을 갖는 필름일 수도 있다. 또한, 이들의 두께는 통상 1 내지 500㎛, 바람직하게는 1 내지 300㎛인 것이 좋다.

수계 접착제층은 제1 기재필름과 편광자를 접합하기 위한 매개층으로서, 공지된 수계 접착제를 이용하여 형성된다.

수계 접착제는 폴리비닐알콜계 접착제 또는 수계 2액형 우레탄계 접착제 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 편광자와의 접착성이 좋다는 점에서 폴리비닐알콜계 접착제가 바람직하다.

폴리비닐알콜계 접착제의 주성분인 폴리비닐알콜계 수지로는 부분 검화된 폴리비닐알콜, 완전 검화된 폴리비닐알콜, 폴리비닐부틸올, 부분 아세탈화 폴리비닐알콜 등을 들 수 있으며, 이들과 공중합 가능한 단량체와의 공중합체 수지일 수도 있다. 또한, 카르복시기, 아세토아세틸기, 메틸올기, 아미노기, 아미드기, 이미드기, 티올기 등으로 변성된 수지일 수도 있다. 이들 중에서 편광자와 제1 기재필름 간의 접착성의 관점에서 변성된 폴리비닐알콜계 수지가 바람직하며, 보다 바람직하게는 아세토아세틸기 또는 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지인 것이 좋다.

폴리비닐알콜계 접착제는 주성분인 폴리비닐알콜계 수지와 함께 가교제를 포함한다. 가교제로는 폴리비닐알콜계 접착제의 가교제로서 공지된 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로, 에틸렌디아민, 트리에틸렌아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2개 갖는 알킬렌디아민; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판에의 부가체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트와, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록화물 또는 페놀 블록화물 등의 이소시아네이트계; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시계; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드계; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신산디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드계; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화 메틸올우레아, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름 알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지; 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2가 금속 또는 3가 금속염, 및 이들의 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 에폭시계 가교제로는 시판되고 있는 제품으로서 상품명 스미레즈레진 650, 스미레즈레진 675(스미또모화학㈜), WS-525(닛본 PMC㈜) 등을 사용할 수도 있다. 가교제(고형분 함량 기준)는 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 5 내지 120중량부로 포함될 수 있다. 함량이 5중량부 미만인 경우 접착제층의 내습열성의 발현이 어렵고, 120중량부 초과인 경우 편광자와 제1 기재필름 간의 접착성이 저하될 수 있다.

수계 접착제층의 두께는 통상 0.01 내지 10㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.05 내지 5㎛인 것이 좋다. 그 두께가 0.01㎛ 미만인 경우 접착력이 불충분해지는 경향이 있으며, 10㎛ 초과인 경우 접착제의 균일한 도포가 어려워지거나 두께 불균일이 생겨 외관이 나빠지는 경향이 있다.

자외선 경화형 접착제층은 편광자와 제2 기재필름을 접합하기 위한 매개층으로서, 공지의 자외선 경화형 접착제를 이용하여 형성된다. 자외선 경화형 접착제는 자외선이 조사되면 광중합 반응을 일으켜 경화되는 특성이 있으며, 예를 들어 350-380㎚ 정도의 파장의 자외선을 조사하면 수십 초 이내에 초기 경화를 시작하고, 수분 후에는 알맞은 탄성으로 경화된다. 또한, 열에 대한 팽창율이 낮아 온도 사이클을 통해 정밀도가 안정되고 있으며, 수축률이 낮아 고정밀도로 접착시킬 수 있고, 흡수율이 낮아 고온·다습한 환경 하에서도 고품질을 유지할 수 있다.

자외선 경화형 접착제는 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함한다.

광중합성 화합물은 광 라디칼 중합성 화합물 또는 광 양이온 중합성 화합물일 수 있다.

광 라디칼 중합성 화합물로는 1 내지 6관능성 단량체를 들 수 있으며, 구체적으로 메틸(메타)아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 2-도데실티오에틸메타크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 등의 1관능성 단량체; 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 디(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 디메틸올디시클로펜탄디아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 헥사히드로프탈산디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸올프로판디아크릴레이트, 아다만탄디아크릴레이트 등의 2관능성 단량체; 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능성 단량체; 디글리세린테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(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 있으며, 이들 중에서 1 내지 3관능성 단량체가 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

광 양이온 중합성 화합물로는 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지; 지방족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 다관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지; 수소화된 비스페놀A형 에폭시 수지 등의 알콜형 에폭시 수지; 브롬화 에폭시 수지 등의 할로겐화 에폭시 수지; 고무 변성 우레탄 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 에폭시화 폴리부타디엔, 에폭시화 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 에폭시기 함유 폴리에스테르 수지, 에폭시기 함유 폴리우레탄 수지, 에폭시기 함유 아크릴 수지 등의 에폭시기 함유 화합물; 페녹시메틸옥세탄, 3,3-비스(메톡시메틸)옥세탄, 3,3-비스(페녹시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-{[3-(트리에톡시실릴)프로폭시]메틸}옥세탄, 페놀 노볼락 옥세탄, 1,4-비스{[(3-에틸3-옥세타닐)메톡시]메틸}벤젠 등의 옥세타닐기 함유 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

광중합 개시제는 경화 반응의 효율을 향상시키기 위한 것으로서, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 벤조인알킬에테르계 등의 광 라디칼 중합 개시제; 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오드 알루미늄염, 벤조인술폰산에스테르 등을 들 수 있다. 또한, 광 양이온 중합 개시제로는 시판되고 있는 제품인 오푸토마-SP-151, 오푸토마-SP-170, 오푸토마-SP-171(아사히 전화공업사), 이가큐어-261(시바사), 씨에이드 SI-60L, UVI-6990(유니온 칼바이드사), BBI-1C3, MPI-103, TPS-103, DTS-103, NAT-103, NDS-103(미도리 화학사) 등을 들 수도 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 광중합 개시제는 광중합성 화합물 100중량부에 대하여 0.5 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 0.5중량부 미만인 경우 경화 속도가 늦어지고, 10중량부 초과인 경우 편광판의 내구성에 영향을 미칠 수 있다.

자외선 경화형 접착제는 실질적으로 물 또는 기타 용매를 포함하지 않으므로, 편광자와 제2 기재필름 사이에 용매가 잔류하는 일이 없고, 고온 또는 고온·다습한 환경 하에서 단부의 돌출이나 접합면에서의 기포가 발생하는 일이 없도록 편광판에 우수한 내구성과 외관 품질을 부여할 수 있다.

자외선 경화형 접착제층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.5 내지 8㎛일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6㎛인 것이 좋다. 두께가 0.5㎛ 미만인 경우 접착력이 불충분할 수 있으며, 8㎛ 초과인 경우 편광판의 광학특성을 저해할 수 있다.

점착제층은 액정셀과 접합되는 층으로서, 점착제 수지로 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 고무계 수지 또는 우레탄계 수지를 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 포함하는 점착제 조성물로부터 형성된다.

이형필름은 점착제층을 보호하기 위한 필름으로서, 구체적으로 폴리올레핀계 필름, 폴리에스테르계 필름, 아크릴계 필름, 스티렌계 필름, 아미드계 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있으며, 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등에 의해 적절히 이형 처리된 것일 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 편광판은 편광자의 양면에 각각 투습도가 서로 상이한 기재필름이 접합됨에도 컬의 발생이 억제된 특징이 있다.

보다 상세하게, 종래 편광자의 양면에 투습도가 높은 필름, 예를 들어 TAC 필름이 수계 접착제를 매개로 하여 접합된 편광판은 통상의 건조 방법에 의해 건조됨에 따라 수계 접착제의 수분이 2매의 TAC 필름 측으로 증발되거나 편광자 쪽으로 흡수된다(도 2a). 또한, 편광자의 양면에 투습도가 서로 다른 필름, 예를 들어 TAC 필름과 COP 필름이 각각 수계 접착제를 매개로 하여 접합된 편광판은 통상의 건조 방법에 의해 건조됨에 따라 TAC 필름과 접합되는 부분에서의 수분은 TAC 필름 측으로 증발되거나 편광자 쪽으로 흡수되는 반면, 투습도가 낮은 COP 필름과 접합되는 부분에서의 수분은 편광자 쪽으로만 흡수되기 때문에 접합 속도에 차이가 생겨 컬이 발생되는 것으로 생각된다(도 2b).

이에 반하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 편광자의 양면에 투습도가 서로 다른 TAC 필름과 COP 필름이 각각 수계 접착제와 자외선 경화형 접착제를 매개로 하여 접합된 편광판은 통상의 건조 방법이 아닌 자외선 조사에 의해 경화 및 건조되며, 이에 따라 TAC 필름과 접합되는 부분에서의 수분이 TAC 필름 측으로 증발되거나 편광자 쪽으로 흡수되나, 이 수분이 COP 필름과 접합되는 자외선 경화형 접착제를 자외선 조사하는 경우 발생되는 복사열에 의해 건조된다. 즉, 자외선 경화형 접착제의 경화 속도와 수계 접착제에 의한 접합 속도가 유사하도록 조절됨으로써 컬의 발생이 억제될 수 있는 것이다(도 3).

본 발명의 편광판의 제조방법은 제2 기재필름 쪽에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

자외선을 조사하는 단계 전에 편광자의 일면에 수계 접착제로 제1 기재필름을 접합하고, 상기 편광자의 다른 일면에 자외선 경화형 접착제로 제2 기재필름을 접합하는 단계를 포함한다.

이 단계에서는 수계 접착제로 제1 기재필름을 접합한 후 자외선 경화형 접착제로 제2 기재필름을 접합하는 순서로 수행될 수 있고, 자외선 경화형 접착제로 제2 기재필름을 접합한 후 수계 접착제로 제1 기재필름을 접합하는 순서로 수행될 수 있으며, 이들이 동시에 수행될 수도 있다.

접합하는 단계에서는 편광자 또는 제1 기재필름의 접합면 중 일면 이상, 편광자 또는 제2 기재필름의 접합면 중 일면 이상에 각각 수계 접착제와 자외선 경화형 접착제를 도포한 후 이들을 각각 접합하는 방법으로 수행된다.

접착제의 도포는 당 분야에서 공지된 방법, 예를 들면 바코터, 에어 나이프, 그라비아, 리버스 롤, 키스 롤, 스프레이, 블레이드, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.

제2 기재필름 측에서 자외선을 조사하는 단계는 통상의 건조 방법에 의한 건조가 수행되지 않아도 자외선 경화형 접착제가 경화되는 동시에 자외선 조사에 의한 복사열로 수계 접착제가 건조되도록 하며, 특히 이들의 건조속도가 유사하게 조절되어 편광판의 컬을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

자외선 조사 시 이용되는 광원은 특별히 제한되지 않으며, 400㎚ 이하의 파장에서 발광 분포를 갖는 것일 수 있다. 예를 들면, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 극초단파 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 메탈할라이드 램프 등을 이용할 수 있다. 또한, 광원을 이용한 자외선 조사 시 적산 광량이 불충분한 경우에는 보조적으로 제2 광원을 이용할 수도 있다.

자외선 조사의 강도와 시간은 경화되는 물질에 따라 결정되는 것으로서 특별히 제한되지 않으나, 광중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에서 조사 강도와 조사 시간의 곱으로 나타내는 적산 광량이 10 내지 5,000mJ/㎝가 되도록 수행되는 것이 바람직하다. 적산 광량이 10mJ/㎝ 미만인 경우 반응 시간이 너무 길어지고, 5,000mJ/㎝ 초과인 경우 광원으로부터 복사되는 열, 접착제의 중합 시 발열에 의해 자외선 경화형 접착제의 황변 또는 편광자의 열화를 유발할 수 있다.

자외선 조사는 제2 기재필름에 가해지는 복사열의 온도가 50℃ 내지 상기 제1 및 제2 기재필름의 유리전이온도(Tg) 이하가 되도록 수행되는 것이 바람직하다. 복사열의 온도가 50℃ 미만인 경우 수계 접착제의 수분이 증발되지 못하고 잔존하여 컬의 억제 효과가 충분하지 못할 수 있으며, 유리전이온도(Tg) 초과인 경우 편광자의 열화를 유발할 수 있다.

자외선 조사 시 라인 속도는 특별히 제한되지 않으며, 광중합 개시제의 활성화와 제2 기재필름이 받는 복사열의 양에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 편광판의 제조방법에서는 통상의 롤 압착장치를 사용할 수 있으며, 시트 대 시트(sheet to sheet) 또는 롤 대 롤(roll to roll) 공정의 적용이 가능하다. 또한, 종래의 건조 공정에 사용된 장치 대신에 공정의 라인 상에 자외선 조사를 위한 광원을 위치시켜 연속적으로 제조할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 편광판의 제조방법은 편광자의 양면에 각각 투습도가 서로 상이한 기재필름을 접합함에 있어서, 각 기재필름에 적용하는 접착제의 종류를 다르게 하여 기재필름과 접착제 간의 접합 속도를 유사한 범위로 조절하는 것이므로 종래와는 달리 건조 공정을 수행할 필요가 없어 건조로를 생략할 수 있고, 자외선 조사 시 체류시간을 종래 건조 공정에서보다 짧게 조절할 수 있으며, 별도의 추가적인 접합 공정이 없이도 투습도가 서로 다른 기재필름을 편광자의 양면에 동시에 접합할 수 있으므로 현 공정에서 직접 적용이 가능하다.

본 발명의 편광판은 통상의 액정표시장치에 모두 적용 가능하며, 구체적으로 점착제층이 적층된 편광판을 액정셀의 적어도 한 면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 구성할 수 있다.

본 발명에 있어서 액정표시장치는 당 분야에서 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 1: 편광자

평균 중합도가 2,400이고 검화도가 99.9몰% 이상인 75㎛ 두께의 폴리비닐알콜 필름을 건식으로 약 5배 일축 연신하고, 연신 상태를 유지한 채로 60℃의 물(탈이온수)에 1분 동안 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃의 수용액에 300초 동안 침지하고, 26℃의 물로 20초 동안 세정한 후 65℃에서 건조하여 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.

제조예 2: 수계 접착제 조성물

물 100중량부에 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지(고형분 함량: 35%)(코세놀 Z200, 일본합성화학공업㈜) 3중량부와 글리옥살(고형분 함량: 70%) 1.5중량부를 첨가하여 수계 접착제 조성물을 제조하였다.

제조예 3: 자외선 경화형 접착제 조성물

고형분 함량을 기준으로 하여 지환족 에폭시 경화형 수지(YX8000, 이피코트) 65중량부, 지방족 에폭시 경화형 수지(CY178, 아랄데이트) 34중량부, 광 양이온 중합 개시제(오푸토마-SP-17, 아사히 전화공업사) 1중량부를 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.

실시예 1

제조예 1의 편광자의 일면에 제조예 2의 수계 접착제 조성물을 건조 후 두께가 0.1㎛가 되도록 도포하여 검화된 TAC 필름을 접합하면서, 상기 편광자의 다른 일면에 제조예 3의 자외선 경화형 조성물을 건조 후 두께가 4㎛가 되도록 도포하여 COP 필름을 접합하였다. 이때, 닙 롤을 이용하였다. 접합체의 COP 필름 측에서 고압 수은등(DRS10/12, 퓨전 UV)을 이용하여 복사열의 온도가 90℃가 되도록 적산 광량 500mJ/㎝로 자외선 조사하여, 자외선 경화형 접착제를 완전 경화하는 동시에 수계 접착제를 건조하여 편광판을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, COP 필름 대신에 COC 필름을 사용하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, COP 필름 대신에 PMMA 필름을 사용하였다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, COP 필름 대신에 PET 필름을 사용하였다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, COP 필름 대신에 PP 필름을 사용하였다.

비교예 1

제조예 1의 편광자의 양면에 각각 제조예 2의 수계 접착제 조성물을 도포하여 검화된 TAC 필름과 COP 필름을 접합한 후 60℃ 오븐에서 3분 동안 가열 건조하여 편광판을 제조하였다.

비교예 2

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, COP 필름 대신에 PMMA 필름을 사용하였다.

비교예 3

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, COP 필름 대신에 PP 필름을 사용하였다.

시험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

1. 컬의 측정

제조된 편광판(305㎜×254㎜)을 단변과 장변이 각각 편광자의 제막 방향에 대하여 45°의 각도를 이루도록 절단하여 시편을 제작하였다. 제작된 시편을 수평하고 평탄한 시험대 위에 TAC 필름 면이 위로 되도록 정치시키고, 25℃, 65%RH의 항온 항습실에서 48시간 동안 방치한다. 방치된 시편의 2개의 대각선 중에서 편광자의 제막 방향에 가까운 각도를 이루는 대각선의 양 모서리가 시험대로부터 들린 높이를 측정하고, 이의 평균값을 계산하였다. 통상, 편광판에 허용되는 컬량은 20㎜ 이하이며, 바람직하게는 15㎜ 이하인 것이 좋다.

2. 접착성

제조된 편광판의 편광자와 제2 기재필름 사이를 손으로 박리한 후 이들의 박리 및 파손 정도를 관찰하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다. 이때, 편광자와 제2 기재필름이 서로 박리되지 않고 파손될수록 접착력이 우수한 것을 나타낸다.

○: 박리되지 않고 파손됨(양호).

△: 박리되는 면적이 크고, 일부는 파손됨(보통).

×: 박리되고, 거의 파손되지 않음(불량).

3. 내습열성

제조된 편광판을 23℃, 55%RH의 환경 하에서 24 시간 방치한 후 내습열성을 시험하였다. 먼저, 편광판의 흡수축(연신방향)을 장변으로 하여 5㎝×2㎝의 직사각형 형상으로 편광판을 절단하여 시편을 제작하고, 장변 방향의 치수를 정확히 측정하였다. 여기서, 시편은 편광자에 흡착된 요오드에 기인하여 전면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, (A)는 온수에 침지하기 전에 시편(1)의 단변 측을 파지부(把持部)(5)에서 파지하는 것을 나타내며, (B)는 파지된 시편(1)의 길이방향의 8할 정도를 60℃의 온수 수조에 침지하여 4시간 동안 유지한 후의 수축된 시편(4)의 도면이다. 침지가 완료되면 시편(4)을 수조로부터 꺼내 수분을 닦아 내고, 편광자의 수축 정도를 측정한다. 구체적으로, 시편(1)의 단변 중앙에 있어서의 기재필름의 끝(1a)으로부터 수축한 편광자(4)의 끝까지의 거리를 측정하고, 이를 수축길이로 하였다. 또한, 도 4(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 시편(1)의 주변부에 색이 빠진 부분(3)이 생긴다. 이 탈색 정도를, 시편(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 시편(1)의 단변 중앙에 있어서의 시편(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(내습열성)이 높다고 판단할 수 있다.

○: 총 침식길이(X) < 2㎜

△: 2㎜ ≤ 총 침식길이(X) < 5㎜

×: 5㎜ ≤ 총 침식길이(X)

구분	컬량(㎜)	접착성	내습열성
실시예1	16.5	○	○
실시예2	15.0	○	○
실시예3	14.0	○	○
실시예4	15.0	○	○
실시예5	16.0	○	○
비교예1	53.5	○	△
비교예2	49.0	○	△
비교예3	65.0	△	×

위 표와 같이, 본 발명에 따라 편광자의 양면에 투습도가 다른 기재필름이 각각 수계 접착제와 자외선 경화형 접착제를 매개로 하여 접합된 실시예 1 내지 5의 편광판은 비교예 1 내지 3의 편광판과 비교하여 컬의 발생이 억제되고 접착성과 내습열성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 5의 편광판은 건조 공정 및 추가의 접합 공정이 없이도 현 공정을 적용하여 제조할 수 있었다.

Claims

편광자의 일면에 제1 기재필름이 수계 접착제로 접합되고, 상기 편광자의 다른 일면에 제2 기재필름이 자외선 경화형 접착제로 접합되며, 상기 제2 기재필름은 상기 제1 기재필름보다 투습도가 낮은 편광판.
청구항 1에 있어서, 제1 기재필름은 트리아세틸셀룰로오스 필름인 편광판.
청구항 1에 있어서, 제2 기재필름은 시클로올레핀 필름, 시클로올레핀 공중합체 필름, 폴리노르보르넨 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 편광판.
청구항 1에 있어서, 수계 접착제는 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지, 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 편광판.
청구항 1에 있어서, 자외선 경화형 접착제는 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것인 편광판.
청구항 1에 있어서, 제2 기재필름 상에 점착제층과 이형필름이 순서대로 적층된 편광판.
편광자의 일면에 제1 기재필름이 수계 접착제로 접합되고, 상기 편광자의 다른 일면에 상기 제1 기재필름보다 투습도가 낮은 제2 기재필름이 자외선 경화형 접착제로 접합된 편광판의 제조방법으로서,
제2 기재필름 쪽에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.
청구항 7에 있어서, 자외선을 조사하는 단계 전에 편광자의 일면에 제1 기재필름을 수계 접착제로 접합하고, 상기 편광자의 다른 일면에 제2 기재필름을 자외선 경화형 접착제로 접합하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.
청구항 8에 있어서, 제1 기재필름을 접합한 후에 제2 기재필름을 접합하는 편광판의 제조방법.
청구항 8에 있어서, 제2 기재필름을 접합한 후에 제1 기재필름을 접합하는 편광판의 제조방법.
청구항 8에 있어서, 제1 기재필름과 제2 기재필름을 동시에 접합하는 편광판의 제조방법.
청구항 1 내지 6중 어느 한 항의 편광판이 구비된 액정표시장치.