KR20120111038A - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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KR20120111038A
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유병묵
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Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광자; 상기 편광자의 일면 또는 양면에 적층되고, 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산 금속염이 20 내지 250중량부 범위로 함유된 접착제층 형성 조성물로 이루어진 접착제층; 및 상기 접착제층 상에 적층된 편광자 보호필름을 포함함으로써, 광학특성이 우수하고 건열 하에 방치한 후에도 열화가 방지되며 색상 내구성이 우수한 편광판과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 {A POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학특성이 우수하고 건열 하에 방치한 후에도 열화가 방지되며 색상 내구성이 우수한 편광판과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
편광판은 통상 2색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광자의 양면 또는 한쪽 면에 투명 보호필름이 적층된 구조로 되어 있다.
2색성 색소로 요오드를 이용한 편광자는 요오드계 편광자이고, 2색성 염료를 이용한 편광자는 염료계 편광자라 한다. 이중 요오드계 편광자는 염료계 편광자에 비해 고투과율이며 고편광도(고콘트라스트)를 나타내어 널리 이용되고 있다.
그러나, 요오드계 편광자는 염료계 편광자에 비해 광학특성은 우수하나, 광학 내구성 등은 낮다. 예컨대, 요오드계 편광자 또는 상기 편광자를 포함하는 편광판을 건열 하에 방치하면 투과율이 저하되거나 변색되는 문제가 발생한다.
더욱이 최근에는 액정표시장치의 이용 분야가 확대되고 주변 기술이 진보하면서, 편광판의 성능에 대한 요구도 한층 더 엄격해지고 있는 실정이다. 구체적으로 고콘트라스트(고투과율 및 고편광도)이면서 동시에 내열성 및 내습열성 등의 광학 내구성도 우수한 편광판이 요구되고 있다.
이에 대하여 일본특허공개 제2006-17747호에는 요오드계 편광자의 제조 과정 중에 황산 금속염을 사용하여 건열하에서의 투과율 저하 및 변색 등의 문제를 개선하고자 하였다.
그러나 상기 방법은 편광자 상에 잔류하는 금속 이온에 의해 편광도 등의 광학특성이 균일하지 못하여 액정표시장치의 품위를 저하시킬 수 있는 단점이 있다. 또한, 편광자에 잔류하는 금속 이온의 양을 최소화하기 위하여 황산 금속염의 농도를 조절해야 하는 단점이 있다.
본 발명은 편광특성이 우수하고 건열 하에 방치한 후의 열화가 방지되며 색상 내구성이 우수한 편광판을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명자들은 종래와 동등한 광학특성(편광도, 투과도)의 유지가 가능하면서, 건열 하에 방치한 후에도 열화방지 및 색상 내구성을 구현을 위하여 접착제 조성물에 일정량의 황산 금속염이 혼합된 접착제층을 포함하여 편광판을 구성하였다.
따라서, 본 발명은 편광자; 상기 편광자의 일면 또는 양면에 적층되고, 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산 금속염이 20 내지 250중량부 범위로 함유된 접착제층 형성 조성물로 이루어진 접착제층; 및 상기 접착제층 상에 적층된 편광자 보호필름을 제공한다.
상기 황산 금속염은 코발트, 아연, 니켈, 크롬, 알루미늄, 망간, 철 및 구리로 이루어진 군에서 선택된 금속 이온이 함유된 것일 수 있다.
상기 황산 금속염은 구리 금속 이온이 함유된 것일 수 있다.
상기 황산 금속염은 접착제 조성물 100중량부에 대하여 40 내지 120중량부 범위로 함유된 것일 수 있다.
상기 접착제 조성물은 폴리비닐알코올계 수지 및 가교제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 수지는 아세토아세킬기 변성 폴리비닐알코올인 것일 수 있다.
상기 접착제층 형성 조성물은 용매 100중량부에 대하여 고형분 함량이 1 내지 30중량부일 수 있다.
상기 편광자는 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것일 수 있다.
상기 이색성 색소는 요오드일 수 있다.
상기 편광자 보호필름은 아크릴계, 셀룰로스계, 폴리올레핀계 또는 폴리에스테르계일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판은 종래와 동등 이상의 편광특성(균일한 편광도)을 유지하고 건열 하에 방치한 후의 열화가 방지되고 색상 내구성이 우수하여, 휴대전화용 또는 차량 탑재용 등의 높은 온도에 노출될 가능성이 있는 액정표시장치에 유용하다.
또한, 본 발명은 편광자 제조 시에 황산 금속염의 사용량에 비해 현저히 낮은 양으로 상기 열화 방지 및 색상 내구성 구현이 가능하여 친환경적이고 경제적이다.
도 1은 편광판의 내온수성 시험방법을 나타낸 것이다.
본 발명은 균일한 편광도 등의 광학특성이 우수하고 건열 하에 방치한 후에도 열화가 방지되며 색상 내구성이 우수한 편광판과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 편광판은 편광자; 상기 편광자의 일면 또는 양면에 적층되고, 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산 금속염이 20 내지 250중량부 범위로 함유된 접착제층 형성 조성물로 이루어진 접착제층; 및 상기 접착제층 상에 적층된 편광자 보호필름을 포함한다.
편광자는 연신된 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다.
편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 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 폴리비닐알코올계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%이며, 바람직하게는 98몰% 이상인 것이 좋다. 또한 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,500 내지 5,000인 것이 좋다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막으로 형성한 것이 편광자의 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알코올계 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.
본 발명의 편광자는 수용액 상에서 연속적으로 폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 수세, 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.
폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정은 염색 전에 수행할 수 있고, 염색과 동시에 수행할 수 있으며, 염색 후에 수행할 수도 있다. 일축 연신을 염색 후에 수행하는 경우에는 붕산 처리 전에 수행할 수 있고, 붕산 처리 중에 수행할 수도 있다. 물론 이들 복수개의 단계로 일축 연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축 연신에는 주속이 다른 롤 또는 열 롤을 이용할 수 있다. 또한 일축 연신은 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고, 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 4 내지 8배이다.
연신된 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은, 예를 들면 이색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하는 방법을 이용할 수 있다. 이색성 색소로는 요오드나 이색성 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 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(염색시간)은 통상 20 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 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 폴리비닐알코올계 필름은 통상 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 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.
접착제층은 편광자와 편광자 보호필름을 접합할 수 있는 접착제 조성물에 황산 금속염이 일정비로 함유된 접착제층 형성 조성물로 이루어진다.
상기 접착제 조성물은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐폴리머계 라텍스형 및 수용성 폴리에스테르계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 선택 사용할 수 있다. 바람직하기로는 폴리비닐알코올계 편광자와의 상용성 등을 고려하면 폴리비닐알코올계 접착제 조성물을 사용하는 것이 좋다.
황산 금속염은 코발트, 아연, 니켈, 크롬, 알루미늄, 망간, 철 및 구리로 이루어진 군에서 선택된 금속 이온, 바람직하기로는 구리 금속 이온이 함유된 것이 좋다.
상기 황산 금속염은 접착제 조성물 100중량부에 대하여 20 내지 250중량부, 바람직하기로는 40 내지 120중량부 범위로 함유하는 것이 좋다. 이때, 함량이 20중량부 미만이면 그 양이 미미하여 적변 개선효과가 미미하며 250중량부를 초과하는 경우에는 편광자와 편광자 보호필름 사이의 밀착력 및 내온수성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 일례로 폴리비닐알콜계 수지 및 가교제로 이루어진 접착제 조성물에 황산 금속염이 포함된 폴리비닐알코올계 접착제층 형성 조성물을 사용할 수 있다.
이때, 접착제층 형성 조성물은 용매 100중량부에 대하여 고형분 함량이 1 내지 30중량부, 바람직하기로는 2 내지 20중량부 이하인 것이 좋다. 상기 고형분 함량이 1중량부 미만이면 편광자 보호필름과 편광자와의 접착력이 불량하며, 30중량부를 초과하는 경우에는 접착제층 형성 조성물의 점도가 높아 공정성이 떨어지고 코팅성이 저하되는 문제가 있다.
접착제층 형성 조성물의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 피착체인 편광자 또는 투명보호필름의 표면에 균일한 접착제층을 형성하기 위해 액형인 것이 바람직하다. 이러한 액형의 접착제로는 각종 용제의 용액이나 분산액을 들 수 있으나 기재의 도공성을 고려하면 용액 타입인 것이 바람직하고, 안정성의 측면에서 통상은 물을 주체로 하는 용액이 적합하게 이용된다.
상기 접착제층 형성 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 있다. 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 5000, 바람직하게는 1000 내지 4000인 것이 좋고, 평균 비누화도는 85 내지 100몰%, 바람직하게는 90 내지 100몰%인 것이 좋다.
또한, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지는 폴리비닐알콜계 수지와 디케텐(diketene)을 공지된 방법으로 반응시켜 얻을 수 있다. 구체적으로, 폴리비닐알콜계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시킨 후 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알콜계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시킨 후 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 또는 폴리비닐알콜계 수지에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 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, 아세토아세틸기의 변성도가 40몰%를 초과하는 경우에는 내수성 향상 효과가 미미할 수 있다.
접착제의 내수성 및 내구성을 향상시키기 위한 가교제는 일반적으로폴리비닐알코올계 접착제의 가교제로서 공지된 수용성 가교제이면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 2개 이상 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 에틸렌디아민, 트리에틸렌아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2개 갖는 알킬렌디아민계; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸렌프로판 톨릴렌디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트와, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트 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 수지계; 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2가 금속 또는 3가 금속의 염 및 금속의 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 폴리아미드에폭시 수지일 수 있다. 이러한 폴리아미드에폭시 수지로는 시판되고 있는 제품으로서, 상품명 스미레즈레진 650, 스미레즈레진 675(스미또모가가꾸㈜), WS-525(닛본 PMC㈜) 등을 사용할 수도 있다.
가교제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 목적으로 하는 내온수성 등을 고려하여 정할 수 있다. 구체적으로 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대하여 5 내지 70중량부일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 35중량부인 것이 좋다. 그 함량이 5중량부 미만인 경우에는 접착성 향상 효과가 미미하고 내온수성이 저하될 수 있으며, 70중량부를 초과하는 경우에는 접착제 조성물의 점도 안정성이 나빠지게 되고 오히려 접착력이 저하될 수 있다.
또한 접착제 조성물은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 당 분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제를 함유시킬 수 있다. 구체적으로 첨가제는 소포제, 레벨링제, 착색제, 염료, 안료, 형광증백제, 안료, 자외선흡수제, 산화방지제, 충전제, 가소제, 대전방지제, 열안정화제, 계면활성제, 건조제, 소취제, 항균제, 방부제, 소포제 등이 사용될 수 있다.
편광자 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것으로 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 아크릴계, 셀룰로스계, 폴리올레핀계 또는 폴리에스테르계 등이 사용될 수 있다.
예컨대, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로스, 트리아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 등을 포함하는 보호필름을 들 수 있다.
편광자 보호필름의 두께는 10 내지 200㎛, 바람직하기로는 10 내지 150㎛인 것이 좋다. 또한, 편광자의 양면에 편광자 보호필름이 적층되는 경우 동일하거나 상이한 두께를 유지할 수 있다.
보호필름의 편광자와 접합되는 면에는 접합용이 처리를 행할 수 있다. 접합용이 처리로서는 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리(비누화 처리) 등의 화학 처리, 용이한 접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다.
접착제층의 두께는 통상 0.01 내지 10㎛ 정도, 바람직하게는 0.05 내지 5㎛, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1㎛이 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 보호필름의 편광자와 접합되지 않는 면에는 하드코트처리, 반사방지처리, 스티킹 방지, 확산 또는 안티글레어를 목적으로 한 처리를 행한 것이어도 좋다.
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 보호필름의 접합면에 접착제 조성물을 도포한 후 이들을 접합하는 방법을 들 수 있다. 유연법은 편광자 또는 보호필름을 대체로 수직방향, 수평방향 또는 이 둘 사이의 경사방향으로 이동시키면서 접합면에 접착제 조성물을 유하(流下)하여 도포하는 방법이다. 접착제 조성물을 도포한 후 편광자 또는 보호필름을 닙롤 등에 끼워서 접합시킨다.
편광자와 보호필름을 접합한 후에는 건조처리가 수행될 수 있다. 건조처리는 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 후 접착제층의 두께는 통상 0.001 내지 5㎛이고, 바람직하게는 0.01㎛ 내지 2㎛, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1㎛ 이하인 것이 좋다. 접착제층의 두께가 5㎛를 초과하는 경우에는 편광판의 외관 불량 문제를 일으키기 쉽다.
일면에 편광자 보호필름이 접합된 편광자의 다른 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, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 함께 갖는 반투과 반사 필름 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하여 액정표시장치를 형성할 수있다. 상기 액정표시장치 이외에도 전계발광표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치 등의 각종 화상표시장치에 적용 가능하다.
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 1
(1) 편광자 제조
평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9몰% 이상으로 하여 두께 75㎛의 폴리비닐알코올 수지 필름을 30℃의 순수한 물에 2분간 침지하면서 약 1.5배로 연신하였다. 이후에, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.01/1.0/100인 수용액을 포함하고 온도가 30℃인 염색조에 3분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 이후에, 요오드화칼륨/붕산/물을 중량비 10/5/100으로 혼합한 수용액에 53℃에서 1분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 이후에, 15℃의 순수한 물로 1.5초간 세정한 후 50℃에서 5분간 건조시켜 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
(2) 접착제층 형성 조성물 제조
물 100중량부에 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지(코세놀 Z200, ㈜일본 합성화학공업㈜) 3중량부와 글리옥살계 가교제(SPM-01, ㈜니폰 교세이) 0.3중량부를 첨가하여 접착제 조성물을 제조하고, 여기에 상기 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 50중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
(3) 편광자와 투명보호필름의 접합(편광판 제조)
(1)에서 제조된 편광자의 양 면에 제조된 접착제층 형성 조성물을 건조막 두께가 0.1㎛가 되도록 도포한 후 검화처리된 아세틸셀룰로오스계 필름(30㎝×20㎝)을 접합하였다. 접합체를 60℃의 온도에서 3분 동안 건조하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 20중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 100중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 250중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 황산구리를 사용하지 않고 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 10중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 300중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (2) 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산구리 500중량부를 첨가하여 접착제층 형성 조성물을 제조하였다.
비교예 5
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, (1) 평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9몰% 이상으로 하여 두께 75㎛의 폴리비닐알코올 수지 필름을 30℃의 순수한 물에 2분간 침지하면서 약 1.5배로 연신하였다. 이후에, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.01/1.0/100인 수용액을 포함하고 온도가 30℃인 염색조에 3분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 이후에, 요오드화칼륨/붕산/황산구리/물을 중량비 8.5/8.5/8.5/100으로 혼합한 수용액에 72℃에서 300초간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 이후에, 15℃의 순수한 물로 1.5초간 세정한 후 50℃에서 5분간 건조시켜 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광자의 물성을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 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 편광자와 보호필름 사이에 2㎜ 정도 들어가서 멈춤
△: 날을 밀었을 때, 적어도 어느 한 쪽의 보호필름 사이에 날이 4-5㎜ 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) 편광도 및 투과율
제조된 편광판을 4㎝×4㎝ 크기로 자른 후, 자외가시광선 분광계(V-7100, JASCO사 제조)를 이용하여 측정하였다. 편광도는 하기 수학식 1로 정의된다.
Figure pat00001
(식 중, T1은 한 쌍의 편광판을 흡수축이 평행한 상태로 배치하였을 때 얻어지는 평행 투과율이고, T2는 한 쌍의 편광판을 흡수축이 직교하는 상태로 배치하였을 때 얻어지는 직교 투과율임)
또한, △편광도는 동일샘플 내 10point의 편광도를 측정한 후 최대값과 최소값의 차이를 수치로 나타내었다. 이때 △편광도의 수치는 낮을수록 편광도가 균일하다.
(4) 내구성 평가(△A700)
분광 광도계(㈜일본분광사의 V7100)를 이용하여 편광판의 분광 투과율 τ(λ)를 측정하였다. 측정된 분광 투과율 τ(λ)로부터 직교 분광 투과 스펙트럼을 구하고, 분광 투과 스펙트럼으로부터 하기 수학식 2를 사용하여 A700을 구하였다.
이후에, 상기 편광판을 105℃의 건조 분위기에서 30분간 방치한 후(내구성 시험) 다시 분광 투과율 τ(λ)을 측정하고, 측정된 분광 투과율 τ(λ)로부터 직교 분광 투과 스펙트럼을 구하고, 분광 투과 스펙트럼으로부터 A700을 구하였다.
이때, △A700값이 클수록 건열 하에서의 변색 정도가 큰 것으로 판단한다.
Figure pat00002
(식 중, TMD,700은 한 쌍의 편광판을 흡수축이 평행한 상태로 배치하였을 때 얻어지는 700nm 파장에서의 평행 투과율이고, TTD,700은 한 쌍의 편광판을 흡수축이 직교하는 상태로 배치하였을 때 얻어지는 700nm 파장에서의 직교 투과율임)
구분 접착특성 광학특성
접착력 내온수성 편광도
(%)		 △편광도
 투과율
(%)		 △A700 적변 발생
유무
실시예 1 ◎ ◎ 99.995 0.0021 43.2 0.54 ×
실시예 2 ◎ ◎ 99.994 0.0019 43.1 0.61 ×
실시예 3 ◎ ◎ 99.994 0.0023 43.0 0.53 ×
실시예 4 ○ ◎ 99.996 0.0020 43.1 0.51 ×
비교예 1 ◎ ◎ 99.995 0.0021 43.0 1.19 ○
비교예 2 ◎ ◎ 99.995 0.0028 42.9 1.01 ○
비교예 3 △ × 99.993 0.0020 43.3 0.48 ×
비교예 4 △ × 99.993 0.0027 43.2 0.45 ×
비교예 5 ◎ ◎ 99.989 0.0110 43.2 0.58 ×
1 : 샘플
1a : 보호필름의 끝
2 : 편광자가 존재하지 않는 영역
3 : 샘플의 주변부에 색이 빠진 부분
4 : 편광자
5 : 파지부

Claims (11)

  1. 편광자;
    상기 편광자의 일면 또는 양면에 적층되고, 접착제 조성물 100중량부에 대하여 황산 금속염이 20 내지 250중량부 범위로 함유된 접착제층 형성 조성물로 이루어진 접착제층; 및
    상기 접착제층 상에 적층된 편광자 보호필름을 포함하는 편광판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 황산 금속염은 코발트, 아연, 니켈, 크롬, 알루미늄, 망간, 철 및 구리로 이루어진 군에서 선택된 금속 이온이 함유된 것인 편광판.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 황산 금속염은 구리 금속 이온이 함유된 것인 편광판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 황산 금속염은 접착제 조성물 100중량부에 대하여 40 내지 120중량부 범위로 함유된 것인 편광판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 접착제 조성물은 폴리비닐알코올계 수지 및 가교제를 포함하는 것인 편광판.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 수지는 아세토아세킬기 변성 폴리비닐알코올인 것인 편광판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 접착제층 형성 조성물은 용매 100중량부에 대하여 고형분 함량이 1 내지 30중량부인 편광판.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것인 편광판.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 이색성 색소는 요오드인 것인 편광판.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호필름은 아크릴계, 셀룰로스계, 폴리올레핀계 또는 폴리에스테르계인 편광판.
  11. 청구항 1 내지 10중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.
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