KR20120021693A - 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판 - Google Patents

편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판

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KR20120021693A
KR20120021693A KR1020100078154A KR20100078154A KR20120021693A KR 20120021693 A KR20120021693 A KR 20120021693A KR 1020100078154 A KR1020100078154 A KR 1020100078154A KR 20100078154 A KR20100078154 A KR 20100078154A KR 20120021693 A KR20120021693 A KR 20120021693A
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Abstract

가습열 조건하에서 우수한 접착성과 내온수성이 향상되고, 쿠닉발생을 억제할 수 있는 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판이 제안된다. 제안된 편광판용 접착제 조성물은 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지, 물, 비점이 100℃ 이하인 알코올계 용제, 및 이하의 화학식으로 표시되는 글리옥살산염을 포함한다. 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지는 물의 100중량부에 대하여 1 내지 8중량부 포함되고, 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지 및 글리옥살산염의 고형분 중량비는 1:0.03 내지 1:0.25이고, 물과 알코올계 용제의 중량비는 99:1 내지 30:70이고, pH가 4 내지 10이다.
Figure pat00004

식 중, Ｍ은 알칼리금속 또는 알칼리토류금속을 나타내고, n은 1 또는 2이다.

Description

편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판{ADHESIVE COMPOSITION FOR POLARIZER AND POLARIZER USING THE SAME}
본 발명은 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가습열 조건하에서 우수한 접착성과 내온수성이 향상되고, 쿠닉발생을 억제할 수 있는 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.
액정 표시 장치에는, 그 화상 형성 방식 면에서 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광자를 배치하는 것이 필요 불가결하다. 편광자는, 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2 색성 재료로 염색한 후, 가교제를 이용하여 가교하고, 1 축 연신하여 제막(製膜)함으로써 얻어진다. 편광자는 연신에 의해 제작되기 때문에 수축되기 쉽다. 또 폴리비닐알코올계 필름은 친수성 폴리머를 사용하기 때문에 특히 가습열 조건하에서는 변형되기가 매우 쉽다. 또한 필름 자체의 기계적 강도가 약하기 때문에, 필름이 찢어지거나 하는 문제가 있다. 그 때문에, 편광자의 양측 또는 편측에 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명한 보호필름을 접착하여 강도를 보충한 편광판이 이용되고 있다. 이러한 편광판은 편광자와 투명 보호필름을 접착제에 의해 접착함으로써 제조되고 있다.　
최근의 액정 표시 장치는 용도가 확대되어, 휴대 단말부터 가정용 대형 TV 까지 폭넓게 전개되어 가고 있으며, 각 용도에 따라 각각의 규격이 형성된다. 특히 휴대 단말 용도로는 사용자가 가지고 다니는 것을 전제로 하기 때문에, 내구성에 대한 요구가 매우 엄격하다. 예를 들어, 편광판에는 결로가 생기는 가습열 조건하에서도 특성이나 형상이 변화되지 않는 내온수성이 요구되고 있다.
편광자는 보호필름에 의해 강도를 보강하여 편광판으로서 사용된다. 편광자와 보호필름의 접착에 이용하는 편광판용 접착제로는 수계 접착제가 바람직한데, 예를 들어, 폴리비닐알코올 수용액에 가교제를 혼합한 폴리비닐알코올계 접착제가 사용되고 있다. 그러나, 폴리비닐알코올계 접착제는, 가습열 조건하에서는 편광자와 투명 보호필름의 계면에서 박리가 발생되는 경우가 있다. 이것은, 접착제의 주성분인 폴리비닐알코올계 수지가 수용성 고분자이므로 결로된 상황하에서는 접착제의 용해가 일어났을 가능성을 생각할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유하는 편광판용 접착제가 제안되고 있다.
한편, 편광판 제작시, 편광자와 투명 보호필름을 폴리비닐알코올계 접착제를 통하여 접착할 때 쿠닉이 발생되는 문제가 있다. 쿠닉은 편광자와 투명 보호필름의 계면에서 발생하는 국소적인 요철 결함이다. 쿠닉은 폴리비닐알코올계 접착제로서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우에 특히 발생하기 쉽다. 따라서, 높은 접착성 및 내온수성을 나타내면서도 쿠닉 발생은 억제될 수 있는 편광판용 접착제 조성물의 개발이 요청된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가습열 조건하에서 우수한 접착성과 내온수성이 향상되고, 쿠닉발생을 억제할 수 있는 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판을 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 편광판용 접착제 조성물은 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지, 물, 비점이 100℃ 이하인 알코올계 용제, 및 이하의 화학식으로 표시되는 글리옥살산염을 포함하고, 물의 100중량부에 대하여 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지를 1 내지 8중량부 포함하고, 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지 및 글리옥살산염의 고형분 중량비는 1:0.03 내지 1:0.25이고, 물과 알코올계 용제의 중량비는 99:1 내지 30:70이고, pH가 4 내지 10이다.
Figure pat00001
식 중, Ｍ은 알칼리금속 또는 알칼리토류금속을 나타내고, n은 1 또는 2이다.
편광판용 접착제 조성물의 점도는 3 내지 25 mPa?sec이다.
알코올계 용제는 탄소수 1 내지 3의 저급 알코올일 수 있는데, 특히 알코올계 용제는 에탄올일 수 있다.
물 및 알코올계 용제의 중량비는 95:5 내지 50:50인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 본 발명의 일측면에 따른 편광판용 접착제 조성물을 이용하여 접착되는 보호필름을 포함하는 편광판이 제공된다. 보호필름은 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 및 (메타)아크릴레이트계 수지 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 편광자와 보호필름의 접착 강도가 우수하기 때문에, 가습열 조건 하에서 우수한 접착성과 내온수성을 얻을 수 있고, 비점이 100℃ 이하인 알코올계 용제를 함유하고 있기 때문에 쿠닉의 발생이 억제된다. 따라서, 본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물을 이용하여 편광판을 제작할 때의공정수율을 향상시킬 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 편광판의 내수성 평가 시험방법에서 온수침지전의 편광판을 나타내는 도면이고, 도 1b는 온수침지 후의 편광판을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물은 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지, 물, 비점이 100℃ 이하인 알코올계 용제, 및 글리옥살산염을 포함하고, 물의 100중량부에 대하여 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지를 1 내지 8중량부 포함하고, 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지 및 글리옥살산염의 고형분 중량비는 1:0.03 내지 1:0.25이고, 물과 알코올계 용제의 중량비는 99:1 내지 30:70이고, pH가 4 내지 10이다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 편광판에 사용되는데, 편광판은 편광자와 편광자의 적어도 일면에 보호필름을 접착하여 제조된다. 이 때, 편광자의 어느 한 면에 본 발명의 편광판용 접착제 조성물을 도포하고 보호필름을 접착시킨다.
편광판용 접착제 조성물의 형태로서는 특별히 한정되지 않지만, 피착체인 보호필름의 표면에 균일한 접착제 층을 형성하기 위해, 액형으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 액형의 접착제로서는, 각종 용제의 용액이나 분산액을 들 수 있지만, 기재에의 도공성에서 용액 타입인 것이 바람직하고, 안전성의 측면에서 통상은 물을 주체로 하는 용액이 적합하게 이용된다.
편광판용 접착제 조성물은 수지, 물, 알코올계 용제 및 가교제를 포함한다. 본 발명의 편광판용 접착제 조성물에 사용되는 수지는 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지이다.
아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지는 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 접착제이므로 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우, 편광판의 내구성이 향상된다.
아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응시켜 얻어진다. 폴리비닐알코올계 수지의 예로는, 폴리아세트산 비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올 및 그 유도체; 아세트산 비닐과 공중합성을 갖는 단량체와의 공중합체의 비누화물; 및 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 또는 인산에스테르화한 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 상기 단량체로는, (무수)말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의　α-올레핀, (메트)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈, 또는 N-비닐피롤리돈 유도체 등이 있다. 폴리비닐알코올계 수지는 1 종 단독또는 2 종 이상을 병용할 수 있다.　
폴리비닐알코올계 수지는 특별히 한정되지 않지만, 접착성 면에서 볼 때 평균 중합도는 100 내지 5000이고, 바람직하게는 1000 내지 4000이며, 평균 비누화도는 85 내지 100 몰％이고, 바람직하게는 90 내지 100 몰％이다.　　　　
아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지는 전술한 바와 같이 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응시켜 얻는다. 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지는 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 놓고, 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시켜 놓고, 여기에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 이용하여 제조할 수 있다. 또한 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법도 이용 가능하다. 　
아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도는 0.1 몰％ 이상이면 특별히 제한은 없다. 0.1 몰％ 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적당하다. 아세토아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1 내지 40 몰％ 정도, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 몰％, 특히 바람직하게는 2 내지 7 몰％ 이다. 아세토아세틸기 변성도가 40 몰％를 초과하면, 내수성의 향상 효과가 작다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정한 값이다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물에 사용되는 용제는 물 및 비점이 100℃ 이하인 알코올계 용제이다. 본 발명에서 용제로서 물 이외에 표면에너지가 매우 낮은 알코올계 용제를 사용하기 때문에 접착제의 표면에너지를 낮추어 쿠닉의 발생을 억제한다. 접착제의 표면에너지가 낮아짐에 따라 편광자와 보호필름의 계면에서 발생하는 국소적인 요철을 메움으로써 쿠닉의 발생을 없앨 수 있다.
피착체에 도공 후, 접착제에 포함되는 용제를 제거하기 위해 일반적으로 건조공정이 수행되지만, 본 발명에서와 같이 접착제 용액 중에 물과 알코올계 용제를 혼합하면 이러한 건조공정이 단축될 수있다. 알코올계 용제는 물보다도 비점이 낮은, 즉 비점이 100℃ 이하, 특히 80℃ 이하, 또한 70℃ 이하일 수 있다.
알코올계 용제는 탄소수 1 내지 3의 저급 알코올일 수 있다. 이러한 알코올계 용제의 구체예로서는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 1-부탄올, 또는 2-부탄올 등의 탄소수가 1 내지 4인 알코올을 들 수 있다. 특히 알코올계 용제는 에탄올일 수 있다. 이러한 알코올계 용제의 배합량으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 물과 알코올계 용제의 혼합 용제에 있어서의 양자의 함유 비율(중량비)로서는 99:1 내지 30:70, 바람직하게는 95:5 내지 50:50, 더욱 바람직하게는 90:10 내지 80:20의 범위가 적합하게 이용된다. 알코올계 용제의 함량이 지나치게 많으면 수지의 용해도가 떨어지거나, 접착제 용액의 점도 안정성이 저하되는 경향이 있고, 작으면 쿠닉 발생의 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다..
본 발명의 편광판용 접착제 조성물에 사용되는 가교제는 이하의 화학식1로 표시되는 글리옥살산염이다.
Figure pat00002
식 중, Ｍ은 알칼리금속 또는 알칼리토류금속을 나타내고, n은 1 또는 2이다.
글리옥살산염은, 글리옥살산의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토류 금속염이다. 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속은 모두 전기 음성도가 작은 원소이며, 그의 카르본산염은 화학적 성질이 유사하기 때문에, 아세트아세틸기변성 폴리비닐 알코올의 가교제로서 우수한 성능을 나타낸다. 글리옥살산염의 알데히드 부분인 것부터, 글리옥살산의 알칼리 금속염과 알칼리 토류 금속염은, 같은 작용 효과를 얻을 수 있다고 추정된다.
화학식 1의 글리옥살산염의 구체적 화합물로는 예를 들어 M이 알칼리 금속 이라 하면, 글리옥살산리튬, 글리옥살산나트륨, 및 글리옥살산칼륨 등이 있고, M을 알칼리 토류 금속으로 하면, 글리옥살산마그네슘, 글리옥살산칼슘, 글리옥살산스트론튬 및 글리옥살산바륨 등이 있다. 그 중에서도, 물에 녹기 쉬운 점을 고려하면 알칼리 금속염이 바람직하고, 그 중 글리옥살산나트륨이 특히 바람직하다.
글리옥살산염의 제조 방법은 특히 제한되지는 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있지만, 제조가 간단하고 정제가 용이한 것인 글리옥살산과 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토류 금속 수산화물의 중화반응에 의한 방법이 바람직하게 이용될 수 있다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물은, 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지와 글리옥살산염이 물/알코올계 용제 혼합용액에 용해되어 있는 용액이다. 접착제 조성물 용액에 있어서, 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지의 농도는, 물 100 중량부에 대해서 1 내지 8중량부의 범위일 수 있다. 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지의 농도가 물/알코올 혼합용액 100 중량부에 대해서 1 중량부 미만인 경우에는, 접착성이 저하되기 쉬운 경향이 있고, 또한, 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지의 농도가 물 100 중량부에 대해서 8 중량부를 넘는 경우에는, 편광판의 광학 특성이 저하하기 쉬운 경향에 있다. 물/알코올계 용제 혼합용액 100 중량부에 대한 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지의 양은 5 중량부인 것이 바람직하다.
아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지와 글리옥살산염과의 고형분 중량비는, 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지 1에 대하여 글리옥살산염이 0.03 내지 0.25의 범위로 한다. 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지에 대한 글리옥살산염의 중량비가 0.03 미만인 경우에는, 접착제층의 내수성이 충분히 발현하기 어려워지고, 또한, 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지에 대한 글리옥살산염의 중량비가 0.25를 넘는 경우에는, 편광판의 밀착성이 저하되기 쉬워지기 때문에 있다. 덧붙여 내수성과 밀착성과의 밸런스의 관점에서는, 접착제 조성물에 있어서의 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지와 글리옥살산염과의 고형분 중량비는, 1：0.05 내지 0.2의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 편광판용 접착제 조성물은 그 pH를 4 내지 10의 범위로 하여 사용한다. 편광판용 접착제 조성물의 pH가 4 미만인 경우에는, 편광판 상태에서의 내수성을 충분히 발현할 수 없기 때문이고, 편광판용 접착제 조성물의 pH가 10을 넘는 경우에는, 편광판용 접착제 수용액의 포트 라이프가 짧아지기 때문이다. 취급의 안전성의 관점에서는, 편광판용 접착제 조성물의 pH를 8 이하로 하는 것이 바람직하다.
편광판용 접착제 조성물은 20℃에서의 점도가 3 내지 25mPa?sec의 범위에 있는 것이 바람직하다. 편광판용 접착제 조성물의 점도가 3mPa?sec 미만인 경우에는, 편광판 상태에서의 내수성을 충분히 발현할 수 없기 때문이고, 점도가 25mPa?sec를 넘는 경우에는, 편광판의 광학 특성이 저하되기 쉽기 때문이다.
편광판용 접착제 조성물은, 추가적으로 수용성의 촉매를 함유해도 된다. 본 발명에 이용할 수 있는 수용성의 촉매로서 예를 들면, 피페라진, 피롤리진, 염화 아연, 염화 코발트, 염화 마그네슘, 염화 암모늄, 산화 발륨, 요오드화 알킬등을 들 수 있다. 수용성의 촉매를 배합하는 경우는, 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지 1에 대한 촉매의 고형분 중량비가 0.005 내지 0.2의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물에는 그 효과를 저해하지 않는 범위에서, 예를 들면, 가소제, 실란커플링제, 대전 방지제, 또는 레벨링제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 본 발명의 일측면에 따른 편광판용 접착제 조성물을 이용하여 접착되는 보호필름을 포함하는 편광판이 제공된다. 본 발명의 편광판은 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 편광자의 한쪽면 또는 양면에 투명 수지를 포함하는 보호필름을 적층함으로써 제조된다. 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지 및 글리옥살산염을 포함하는 수용액인 접착제 조성물을 적층하여, 편광자필름과 보호필름을 접합한 후, 건조하여 편광판을 형성한다. 접착제층의 두께는 특히 제한되는 것이 아니지만, 통상 0.0015㎛, 바람직하게는 0.012㎛, 보다 바람직하게는 0.03 내지 0.5㎛이다. 접착제층의 두께가 5㎛를 넘는 경우에는, 편광판의 외관 불량이 발생하기 쉽다.
폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 편광자는, 구체적으로는 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것이다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로서는 아세트산 비닐의 단독중합체인 폴리아세트산 비닐 외에, 아세트산 비닐과 그와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산 비닐에 공중합되는 다른 단량체로서, 예를 들면 불포화 카르복실산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐 에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상적으로 85 내지 100 몰％ 정도, 바람직하게는 98 몰％ 이상이다. 상기 폴리비닐알코올계 수지는 더 변성될 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상적으로 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도이다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광자의 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 10 ㎛ 내지 150 ㎛ 정도이다.
편광자는 통상적으로 이러한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하여 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된다.
일축 연신은 염색 전에 행할 수도 있고, 염색과 동시에 행할 수도 있으며, 염색 후에 행할 수도 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 일축 연신은 붕산 처리 전에 행할 수도 있고, 붕산 처리 중에 행할 수도 있다. 물론, 이들 복수의 단계로 일축 연신을 행하는 것도 가능하다. 일축 연신에는, 예를 들면 주속이 상이한 롤 사이에서 일축으로 연신하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하는 방법이나, 대기 중에서 연신을 행하는 등의 건식 연신일 수도 있고, 용제로 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신일 수도 있다. 연신 배율은, 통상적으로 3 내지 8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하기 위해서는, 예를 들면 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소를 함유하는 수용액에 침지하는 것이 바람직하다. 2색성 색소로서 구체적으로는 요오드나 2색성 유기염료가 사용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에 침지 처리를 해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는, 통상적으로 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 요오드의 함유량은, 통상적으로 물 100 중량부당 0.01 내지 1 중량부 정도이고, 요오드화칼륨의 함유량은, 통상적으로 물 100 중량부당 0.5 내지 20 중량부 정도이다. 염색에 사용하는 수용액의 온도는, 통상적으로 20 내지 40 ℃ 정도이고, 또한 이 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은, 통상적으로 20 내지 1,800초 정도이다. 한편, 2색성 색소로서 2색성 유기 염료를 사용하는 경우에는, 통상적으로 수용성의 색성 유기 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 물 100중량부에 대하여 통상 1×10-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10-3 내지 1중량부이다. 상기 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 함유할 수도 있다. 염색에 사용하는 염료 수용액의 온도는, 통상적으로 20 내지 80 ℃ 정도이고, 또한 이 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은, 통상적으로 10 내지 1,800초 정도이다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 양은, 통상적으로 물 100 중량부당 2 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 12 중량부 이다. 2색성 색소로서 요오드를 사용한 경우, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에서의 요오드화칼륨의 양은, 통상적으로 물 100 중량부 당 0.1 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 12 중량부이다. 붕산 함유 수용액으로의 침지 시간은,통상적으로 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 더욱 바람직하게는 200 내지 400초이다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 통상적으로 50 ℃ 이상이고, 바람직하게는 50 내지 85 ℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80 ℃이다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 통상적으로 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들면 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행해진다. 수세 처리에서의 물의 온도는 통상적으로 5 내지 40 ℃ 이고, 침지 시간은 통상적으로 1 내지 120초이다. 수세 후에는 건조 처리가 실시되어 편광자가 얻어진다. 건조 처리는 통상적으로 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행해진다. 건조 처리 온도는, 통상적으로 30 내지 100 ℃, 바람직하게는 50 내지 80 ℃이다. 건조 처리 시간은, 통상적으로 60 내지 600초이고, 바람직하게는 120 내지 600초이다. 이와 같이 하여 폴리비닐알코올계 수지 필름에 일축 연신, 2색성 색소에 의한 염색 및 붕산 처리가 실시되어 편광자가 얻어진다. 이 편광자의 두께는 5 내지 40 ㎛ 이다.
편광자의 편면 또는 양면에 부착되는 보호필름을 형성하는 재료로는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 및 등방성이 우수한 것이 바람직하다. 보호필름은 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 및 (메타)아크릴레이트계 수지 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 보호필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴?스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌?프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계폴리머, 염화 비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드 계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화 비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 투명 보호필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다.
또한, 편광자에는 통상, 투명 보호필름이 접착제층에 의해 접착되지만, 투명 보호필름으로서, (메트)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지를 이용할 수 있다. 투명 보호필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1 종류 이상 함유되어 있어도 된다. 첨가제로는 예를 들어, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 또는 착색제를 들 수 있다. 투명 보호필름 중의 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 내지 100 중량％, 보다 바람직하게는 50 내지 99 중량％, 더욱 바람직하게는 60 내지 98중량％, 특히 바람직하게는 70 내지 97 중량％ 이다. 투명 보호필름 중의 열가소성 수지의 함유량이 50 중량％ 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등을 충분히 발현할 수 없을 우려가 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다. 이하에서 함유량 내지 사용량을 나타내는 ％ 및 부는 특별한 기재가 없는 한 중량 기준이다.
[실시예 1]
(a) 편광자의 제작
평균 중합도가 약 2,400이고, 비누화도가 99.9 몰％ 이상이며, 두께가 75 ㎛인 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 약 5배로 일축 연신하고, 또한 연신 상태를 유지한 상태로 60 ℃의 순수한 물에 1 분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 수용액에 28 ℃에서 60초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 수용액에 72 ℃에서 300초간 침지하였다. 이어서, 26 ℃의 순수한 물로 20초간 세정한 후, 65 ℃에서 건조하여 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광자를 제조하였다.
(b) 접착제 조성물 제조
아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지〔상품명 "코세놀 Z200", 일본 합성화학공업(주), 4%수용액 점도 12.5 mPa?sec, 검화도 99.5 몰%〕를 순수한 물에 용해해, 10%농도의 수용액을 제조했다. 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지 수용액과 가교제인 글리옥살산나트륨을 전자：후자의 고형분 중량비가 1：0.1이 되도록 혼합한다. 알코올계 용제로서 에탄올을 사용하여 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 90:10, 물/알코올계 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 1부가 되도록, 물/알코올 혼합용제로 희석해, 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.7, 점도가 3.5 mPa?sec였다.
(c) 편광판의 제작
(a)공정에서 제작한 편광자의 양면에, (b)공정으로부터의 접착제 조성물을 도포한 후, 보호필름을 접합했다. 이것을 60℃ 온도 하에 3분 건조하여 편광판을 제작하였다.(접착제층의 두께：약 0.1㎛).
[실시예 2］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석한 것을 제외하고는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.6, 점도가 7.5 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［실시예 3］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 5부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석한 것을 제외하고는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.6, 점도가 17.0 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［실시예 4］
실시예 1의 (b)공정에서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지：글리옥살산나트륨의 고형분 중량비를 1：0.05로 하고, 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이외에는, 실시예 1의 (b)와 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.6, 점도가 7.4mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［실시예 5］
실시예 1의 (b)공정에서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지：글리옥살산나트륨의 고형분 중량비를 1：0.2로 하고, 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석한 것 이외에는, 실시예 1의 (b)와 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.5, 점도가 7.5mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［실시예 6］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이 때 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 99:1로 조절한 것 이외에는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.5, 점도가 7.4 mPa?sec였다. 이 조성물을 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［실시예 7］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이 때 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 30:70로 조절한 것 이외에는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.6, 점도가 7.7 mPa?sec였다. 이 조성물을 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［실시예 8］
실시예 1의 (b)공정에서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지를 "코세놀 Z100〔상품명, 일본 합성화학공업(주), 4%수용액 점도 5.2 mPa?sec, 검화도 99.2 몰%〕로 변경해, 그 5%농도 수용액을 제조했다. 이 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지 수용액과 가교제인 글리옥살산나트륨을, 전자：후자의 고형분 중량비가 1：0.1이 되도록 혼합한다. 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 90:10, 물/알코올계 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록, 물/알코올 혼합용제로 희석해, 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.6, 점도가 3.2 mPa?sec였다.
［실시예 9］
실시예 1의 (b)공정에서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지를 "코세놀 Z300〔상품명, 일본 합성화학공업(주), 4%수용액 점도 27.9 mPa?sec, 검화도 98.5 몰%〕로 변경해, 그 5%농도 수용액을 제조했다. 이 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지 수용액과 가교제인 글리옥살산나트륨을, 전자：후자의 고형분 중량비가 1：0.1이 되도록 혼합한다. 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 90:10, 물/알코올계 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록, 물/알코올 혼합용제로 희석해, 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.6, 점도가 12.0 mPa?sec였다.
［비교예 1］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이 때 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 20:80로 조절한 것 이외에는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.5, 점도가 7.8 mPa?sec였다. 이 조성물을 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 2］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이 때 물/알코올계 혼합용제의 중량비를 99.5:0.5로 조절한 것 이외에는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.5, 점도가 7.8 mPa?sec였다. 이 조성물을 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 3］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 첨가제로서 수산화나트륨을 이용하여 pH를 11로 조절한 것 이외에는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은 pH가 11.0, 점도가 7.8 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외는 실시예 1의 것(c)과 같게 해 편광판을 제작했다.
［비교예 4］
　 실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 첨가제로서 아세트산을 이용하여 pH를 3으로 조절한 것 이외에는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 3.0, 점도가 7.8 mPa?sec였다.이 조성물을 이용한 것 이외는, 실시예 1의 것(c)과 같게 해 편광판을 제작했다.
［비교예 5］
실시예 1의 (b)공정에서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지：글리옥살산나트륨의 고형분 중량비를 1：0.5로 하고, 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이외에는, 실시예 1의 (b)와 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.7, 점도가 7.5 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 6］
실시예 1의 (b)공정에서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지：글리옥살산나트륨의 고형분 중량비를 1：0.02로 하고, 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이외에는, 실시예 1의 (b)와 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.7, 점도가 7.5 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 7］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 0.5부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석한 것 을 제외하고는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.8, 점도가 2.5 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 8］
실시예 1의 (b)공정에서 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐 알코올계 수지가 10부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석한 것 을 제외하고는 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.8, 점도가 2.5 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 9］
가교제를 글리옥살로 변경하고, 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지(코세놀 Z200)와 글리옥살의 고형분 중량비를 1：0.2로 하고, 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이외에는, 실시예 1의 (b)와 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.3, 점도가 7.6 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
［비교예 10］
가교제를 붕산으로 변경하고, 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지(코세놀 Z200)와 붕산의 고형분 중량비를 1：0.2로 하고, 물/알코올 혼합용제 100부에 대해서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지가 3부가 되도록 물/알코올 혼합용제로 희석하고, 이외에는, 실시예 1의 (b)와 동일하게 접착제 조성물을 제조했다. 이 조성물은, pH가 5.3, 점도가 7.6 mPa?sec였다. 이 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1의 (c)공정과 동일하게 편광판을 제작했다.
이하의 표1에 실시예 1내지 9 및 비교예 1내지 10에서 사용한 수지, 가교제 용제 및 첨가제와 이들의 함량 및 제조된 편광판용 접착제 조성물의 물성이 나타나있다.
수지 가교제 용제 첨가제 물성
종류 용제:수지 종류 수지:가교제 물:알코올 - pH 점도
실시예1 Z200 100:1 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.7 3.5
실시예2 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.6 7.5
실시예3 Z200 100:5 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.6 17.0
실시예4 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.05 90:10 - 5.6 7.4
실시예5 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.2 90:10 - 5.5 7.5
실시예6 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 99:1 - 5.5 7.4
실시예7 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 30:70 - 5.6 7.7
실시예8 Z100 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.6 3.2
실시예9 Z300 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.6 12.0
비교예1 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 20:80 - 5.5 7.8
비교예2 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 99.5:0.5 - 5.5 7.8
비교예3 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 수산화나트륨 11.0 7.8
비교예4 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 아세트산 3.0 7.8
비교예5 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.5 90:10 - 5.7 7.5
비교예6 Z200 100:3 글리옥살산나트륨 1:0.02 90:10 - 5.7 7.5
비교예7 Z200 100:0.5 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.8 2.5
비교예8 Z200 100:10 글리옥살산나트륨 1:0.1 90:10 - 5.8 2.5
비교예9 Z200 100:3 글리옥살 1:0.2 90:10 - 5.3 7.6
비교예10 Z200 100:3 붕산 1:0.2 90:10 - 5.3 7.6
［평가 시험］
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10으로부터 얻은 각각의 편광판에 대하여, 이하의 평가 시험을 실시했다.
〔1〕접착성(커터 평가)
각 편광판을 1 시간 상온에서 방치한 후, 편광판의 각 필름 사이(편광자과 보호필름 A 사이 및 편광자과 보호필름 B 사이)에 커터의 날을 넣고, 날을 밀고 나아갔을 때의 날이 들어가는 방식을 이하의 기준으로 평가하였다.
○: 커터의 날이 어느 필름 사이에도 들어가지 않는다.
△: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 4 내지 5 mm 들어갔을 때 멈춘다.
×: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 무리 없이 들어간다(어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 무리 없이 들어가는 것이라면, 남은 다른 쪽에는 날이 들어가지 않거나, 4 내지 5 mm 들어갔을 때 멈추는 경우도 포함함).
〔2〕내온수성
23℃, 상대 습도 55%의 환경 하에서 24 시간 방치한 각 편광판에 대해, 이하의 내온수성 시험(온수 침지 시험)을 행하여 내수성을 평가하였다. 우선, 편광판의 흡수축(연신 방향)을 긴 변으로 하여 5 cm×2 cm의 직사각형 형상으로 편광판을 컷트하여 샘플을 제작하고, 긴 변 방향의 치수를 정확히 측정하였다. 여기서, 샘플은, 편광자에 흡착된 요오드에 기인하여 전면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 편광판의 내수성 평가 시험방법에서 온수침지전의 편광판을 나타내는 도면이고, 도 1b는 온수침지 후의 편광판을 나타내는 도면이다. 도 1a에 나타낸 바와 같이, 샘플의 하나의 짧은 변 측을 파지부(把持部)(2)에서 파지하고, 길이 방향의 8할 정도를 60℃의 수조에 침지하여 4 시간 유지하였다. 그 후, 편광판(1)을 수조로부터 꺼내서 수분을 닦아냈다.
온수침지에 의하여 수축한 편광판의 편광자(5)가 도 1b에 나타나 있다. 편광자(5)의 수축 정도를 편광판(1)의 짧은 변 중앙에 있어서의 편광판(1)의 끝(1')(보호필름의 끝)에서부터 수축한 편광자(5)의 끝까지의 거리를 측정함으로써 평가하고 이를 수축길이로 하였다. 또한, 도 1b에 나타난 바와 같이, 온수 침지에 의해 편광판의 한가운데에 위치하는 편광자(5)이 수축함으로써, 보호필름 사이에 편광자(5)가 존재하지 않는 영역인 편광자 부존영역(3)이 형성된다.
또한, 온수 침지에 의해 온수에 접하는 편광자(5)의 주변부로부터 요오드가 용출하여, 편광판(1)의 주변부에 색이 빠진 영역(4)이 생긴다. 이 탈색 정도를, 편광판(1)의 짧은 변 중앙에 있어서의 수축한 편광자(5)의 끝에서부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리를 측정함으로써 평가하여, 요오드 빠짐 길이로 하였다. 수축 길이와 요오드 빠짐 길이의 합계를 총 침식 길이(X)로 하였다. 즉, 총 침식 길이(X)란, 편광판(1)의 짧은 변 중앙에 있어서의 편광판(1)의 끝(1')(보호필름의 끝)에서부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리이다. 수축 길이, 요오드 빠짐 길이 및 총 침식 길이(X)가 작을수록, 물 존재 하에 있어서의 접착성(내수성)이 높다고 판단할 수 있다. 그 판단기준은 다음과 같다.
◎: 총침식길이 Ｘ가 ２mm 미만.
○: 총침식길이 Ｘ가 ２mm이상, 3mm 미만.
△: 총침식길이 Ｘ가 3mm이상,５mm 미만.
×: 총침식길이 Ｘ가 ５mm이상.
〔3〕외관 평가 (쿠닉 불량)
편광판을 1000㎜×1000㎜가 되도록 잘라내어 샘플편광판을 제작하였다. 샘플편광판을 형광등 아래에 놓았다. 샘플 편광판의 광원측에 별도의 편광판을 각각의 흡수축이 직행하도록 설치하고, 이 상태에서, 광이 누설되는 지점(쿠닉 결함) 의 개수를 카운트하였다.　　　　
◎: 쿠닉 결함의 개수가 3개 미만.
○: 쿠닉 결함의 개수가 3개 이상, 10개 미만.
△: 쿠닉 결함의 개수가 10개 이상, 20개 미만
×: 쿠닉 결함의 개수가 20개 이상.
〔4〕편광도
편광도(Py)는 자외 가시 분광 광도계［닛폰 분코 (주)사제, 상품명 「V-7100/VAP-7070」］를 사용하여 편광자의 평행 투과율 (H0) 및 직교 투과율 (H90) 을 측정하고, 편광도(％) =｛(H0-H90)/(H0＋H90)｝1/2×100 에 의해 산출하였다. 이들 투과율은 JIS Z 8701 (1982 년판) 에 규정된 2 도 시야 (C 광원)에 의해 시감도 보정을 실시한 Y 값이다. 결과를 이하와 같이 평가했다.
○: Py가 99.996% 이상.
△: Py가 99.993%초과, 99.996%미만.
×: Py가 99.993%이하.
평가 시험의 결과가 표 2에 나타나있다.
접착성 내온수성 편광도 쿠닉불량 기타물성
실시예1 ○ ◎ ○ ○ -
실시예2 ○ ◎ ○ ○ -
실시예3 ○ ◎ ○ ○ -
실시예4 ○ ○ ○ ○ -
실시예5 ○ ◎ ○ ○ -
실시예6 ○ ◎ ○ ○ -
실시예7 ○ ◎ ○ ○ -
실시예8 ○ ◎ ○ ○ -
실시예9 ○ ◎ ○ ○ -
비교예1 - - ○ - 상분리
비교예2 ○ ◎ ○ △ -
비교예3 ○ ◎ ○ ○ Potlife ×
비교예4 ○ △ ○ ◎ -
비교예5 △ ◎ △ ○ -
비교예6 ○ △ ○ ○ -
비교예7 ○ △ ○ △ -
비교예8 ○ ◎ △ △ -
비교예9 △ △ △ ○ -
비교예10 ○ × ○ ○ -
표2를 참조하면, 접착제 조성물에 있어서 혼합용제 중 알코올계 용제의 중량비가 지나치게 높은 비교예1은 아세토아세틸변성 폴리비닐알코올계 수지의 상용성이 떨어져 상분리가 발생하고, 알코올의 중량비가 지나치게 낮은 비교예 2의 편광판은 쿠닉불량 개선효과가 낮았다.
접착제 조성물의 pH가 높은 비교예 3은, 포트 라이프(접착제로서 사용할 수 있는 수명)가 짧았고, pH가 낮은 비교예 4는 충분한 내수성을 발휘하지 못하였다. 가교제의 비율을 높게 한 비교예 5는 충분한 편광도를 나타내지 못하였으며, 가교제의 비율을 낮게 한 비교예 6은 충분한 내수성을 나타내지 못하였다.
접착제 조성물에 있어서 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지의 농도가 낮은 비교예 7은 내수성이 충분하지 않았고, 폴리비닐알코올계 수지의 농도가 높은 비교예 8은 충분한 편광도를 나타내지 않았다. 또 공지의 가교제를 이용한 비교예 9 및 10은 편광도와 접착성 중 어느 한편이 충분하지 못한 성능이었다.
따라서, 알코올계 용제의 함량, 조성물의 pH, 가교제의 종류 및 함량비, 및 수지의 함량 등이 높거나 낮은 비교예 1내지 10의 편광판은 그 성능이 불량하였으나, 이와 달리 본 발명에 따라 제조된 실시예 1내지 9의 편광판은 접착성, 내온수성, 편광도, 쿠닉불량성 및 기타 물성에 있어서도 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
1 편광판
1' 편광판 하단
2 파지부
3 편광자 부존영역
4 색이 빠진 영역
5 편광자
X 침식길이

Claims (7)

  1. 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지, 물, 비점이 100℃ 이하인 알코올계 용제, 및 이하의 화학식으로 표시되는 글리옥살산염을 포함하고,
    상기 물의 100중량부에 대하여 상기 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지를 1 내지 8중량부 포함하고, 상기 아세토아세틸기변성폴리비닐알코올계 수지 및 상기 글리옥살산염의 고형분 중량비는 1:0.03 내지 1:0.25이고, 상기 물과 상기 알코올계 용제의 중량비는 99:1 내지 30:70이고, pH가 4 내지 10인 편광판용 접착제 조성물:
    Figure pat00003

    상기 식 중, Ｍ은 알칼리금속 또는 알칼리토류금속을 나타내고, n은 1 또는 2이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 편광판용 접착제 조성물의 20℃에서의 점도는 3 내지 25 mPa?sec인 것을 특징으로 하는 편광판용 접착제 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 알코올계 용제는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올인 것을 특징으로 하는 편광판용 접착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 알코올계 용제는 에탄올인 것을 특징으로 하는 편광판용 접착제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 물 및 상기 알코올계 용제의 중량비는 95:5 내지 50:50인 것을 특징으로 하는 편광판용 접착제 조성물.
  6. 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한항에 따른 편광판용 접착제 조성물을 이용하여 접착되는 보호필름을 포함하는 편광판.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보호필름은 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 및 (메타)아크릴레이트계 수지 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
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