KR20130058009A - 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광판의 점착에 사용되며, 고온 고습하에서도 우수한 내구성을 나타냄과 함께, 백색 줄무늬의 발생을 억제하는 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치를 제공한다. 카르복실기[CG] 함유 (메트)아크릴계 단량체[MAM] 1.5 내지 3 중량％ 및 반응성 관능기를 갖지 않는 MAM 97 내지 98.5 중량％를 이용한 CG 함유 (메트)아크릴계 공중합체[MACP] (A), CG 함유 MAM 0.5 내지 3 중량％, 수산기[HG] 함유 MAM 0.3 내지 1 중량％ 및 반응성 관능기를 갖지 않는 MAM 96 내지 99.2 중량％를 이용한 CG 및 HG 함유 MACP (B), 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C) 및 실란 커플링제 (D)를 포함하고, (A)와 (B) 각각의 중량 평균 분자량이 95만 내지 105만, 중량비 (A)/(B)가 70/30 내지 90/10이고, MACP의 합계량 100 중량부에 대하여 (C)를 10 내지 20 중량부 포함하는 편광판용 점착제 조성물이 제공된다.

Description

편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치{ADHESIVE COMPOSITION FOR POLARIZING PLATES, POLARIZING PLATE WITH ADHESIVE USING SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING SAME}
본 발명은, 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체와, 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체를 포함하는 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 통상 소정의 방향으로 배향한 액정 성분을 유리 등의 2매의 지지 기판의 사이에 협지한 액정셀과, 편광판, 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등의 광학 필름으로 구성되어 있다. 광학 필름끼리의 적층이나, 광학 필름을 액정셀에 점착할 때에는 점착제가 사용된다.
액정 표시 장치는, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전, 카 내비게이션 등의 표시 장치로서 광범위하게 사용되고 있다. 액정 표시 장치는, 고온 고습하와 같은 가혹한 환경을 포함하여 다양한 환경하에 사용된다. 따라서, 장기간의 사용에 있어서도 박리나 기포의 발생 등이 일어나지 않는 내구성이 우수한 점착제의 개발이 요구된다. 또한, 예를 들면 고온 고습하와 같은 가혹한 환경에서는, 편광판은 수축이나 팽창에 의한 치수 변화에 의해 편광판에 응력이 발생한다. 치수 변화에 따른 응력을 편광판과 액정셀에 점착되는 점착제로 완화할 수 없는 경우에는, 편광판의 잔류 응력이 불균일해지기 때문에, 종래의 점착제를 이용한 액정 표시 장치에는 표시부의 주변으로부터 광이 누설되어 하얗게 되는, 소위 「백색 줄무늬」라 불리는 문제가 발생한다.
이 문제를 개선하기 위해, 점착제 조성물에 저분자량 중합체를 첨가하여 응력을 완화시키는 점착제가 제안되어 있다. 예를 들면, 고분자량 아크릴계 공중합체와, 중량 평균 분자량이 3만 이하인 저분자량 아크릴계 공중합체와, 다관능성 화합물을 포함하는 편광판용 점착제 조성물이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 점착제 조성물은, 편광판의 치수 변화에 추종하기 때문에 백색 줄무늬의 발생을 억제할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 점착제 조성물은, 중량 평균 분자량이 3만 이하인 저분자량 아크릴계 공중합체의 첨가량이 많기 때문에, 고온 고습하에서는 점착제 조성물의 발포나 박리가 일어날 가능성이 있다.
또한, 관능기 함유 단량체가 0.5 중량％ 이하인 저유리 전이 온도(Tg) 아크릴계 공중합체와, 관능기 함유 단량체가 6 중량％ 이상인 고Tg 아크릴계 공중합체의 혼합물과, 관능기와 반응 가능한 가교제와, 이소시아네이트 화합물을 포함하는 겔분율 30 중량％ 미만의 점착제 조성물이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조). 특허문헌 2의 기재에 따르면, 특허문헌 2에 기재된 점착제 조성물은 고Tg 아크릴계 공중합체의 분자 내에 가교 구조를 형성하고, 저Tg 아크릴계 공중합체의 분자간을 이소시아네이트 화합물의 다량체로 결속함으로써, 점착제층 중에서의 점착제 성분의 이동을 제어할 수 있는 것이다. 그러나, 이 점착제 조성물을 이용한 액정 표시 장치는 백색 줄무늬가 발생하기 어렵지만, 가교 밀도가 충분하지 않고, 고온하에서는 응집력이 부족하기 때문에, 내구성 평가에 있어서 점착제의 발포나 박리의 발생을 억제하는 것은 어렵다.
또한, 최근, 액정 표시 장치의 대형화에 따라 요구되는 편광판의 크기도 커지고 있다. 편광판의 팽창이나 수축과 같은 치수 변화는, 크기의 증대에 따라 커지기 때문에, 보다 높은 레벨에서의 내구성 및 백색 줄무늬의 억제가 요구된다. 이러한 대형화 액정 표시 장치에 이용하여도 내구성을 만족시키는 점착제로서, 응집력을 높게 한 점착제 조성물이 개시되어 있다. 예를 들면, 카르복실기 또는 아미드기를 함유하고, 수산기를 함유하지 않는 아크릴계 공중합체 (A)와, 카르복실기 또는 아미드기와 수산기를 함유하는 아크릴계 공중합체 (B)를 20/80-50/50의 중량비로 혼합하여 이루어지는 혼합물에, 이소시아네이트 화합물을 배합하여 이루어지는 편광판용 점착제 조성물이 개시되어 있다(특허문헌 3 참조). 그러나, 특허문헌 3에 기재된 점착제 조성물은 고온 고습하에서의 발포나 박리를 억제하지만, 대형화한 액정 표시 장치에서의 백색 줄무늬가 양호한 레벨에 도달하기 위해 필요한 응집력이 부족하기 때문에, 이 점착제 조성물을 이용한 대형화한 액정 표시 장치는 백색 줄무늬가 완전히는 억제되어 있지 않다.
일본 특허 공개 (평)10-279907호 공보 일본 특허 공개 제2006-133606호 공보 일본 특허 공개 (평)9-113724호 공보
본 발명의 목적은 편광판의 점착에 사용되며, 고온 고습하에서도 우수한 내구성을 나타냄과 함께, 백색 줄무늬의 발생을 억제하는 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 특히, 19인치 와이드 이상의 대형 액정 표시 장치에 바람직하게 이용되는 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해,
적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B), 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C), 및 실란 커플링제 (D)를 포함하는 점착제 조성물에 있어서,
상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 및 상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B) 각각의 중량 평균 분자량은 95만 이상 105만 이하이고,
상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)와 상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)의 중량비 (A)/(B)가 70/30 내지 90/10의 범위이고,
상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)는, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 97 중량％ 이상 98.5 중량％ 이하를 이용한 공중합체이고,
상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)는, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.3 중량％ 이상 1 중량％ 이하, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 96 중량％ 이상 99.2 중량％ 이하를 이용한 공중합체이고,
상기 점착제 조성물은, (메트)아크릴계 공중합체의 합계량 100 중량부에 대하여 상기 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)를 10 중량부 이상 20 중량부 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판용 점착제 조성물이 제공된다.
또한, 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 편광판용 점착제 조성물이 적층된 점착제 부착 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 점착제 부착 편광판을 이용한 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치에 따르면, 편광판의 점착에 사용되며, 고온 고습의 환경하에 있어서도 우수한 내구성을 나타냄과 함께, 백색 줄무늬의 발생을 억제하는 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 특히, 19인치 와이드 이상의 대형 액정 표시 장치에 바람직하게 이용되는 편광판용 점착제 조성물, 및 그것을 이용한 점착제 부착 편광판 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 실시 형태에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시 형태]
본 발명의 실시 형태는,
적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B), 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C), 및 실란 커플링제 (D)를 포함하는 점착제 조성물에 있어서,
상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 및 상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B) 각각의 중량 평균 분자량은 95만 이상 105만 이하이고,
상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)와 상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)의 중량비 (A)/(B)가 70/30 내지 90/10의 범위이고,
상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)는, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 97 중량％ 이상 98.5 중량％ 이하를 이용한 공중합체이고,
상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)는, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.3 중량％ 이상 1 중량％ 이하, 및 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 96 중량％ 이상 99.2 중량％ 이하를 이용한 공중합체이고,
상기 점착제 조성물은, (메트)아크릴계 공중합체의 합계량 100 중량부에 대하여 상기 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)를 10 중량부 이상 20 중량부 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판용 점착제 조성물이다.
본 발명의 편광판용 점착제 조성물은 편광판의 점착에 사용되며, 고온 고습하에서도 우수한 내구성을 나타냄과 함께, 본 발명의 편광판용 점착제 조성물을 이용한 액정 표시 장치의 백색 줄무늬의 발생을 억제한다. 특히, 19인치 와이드 이상의 대형 액정 표시 장치에 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서의 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)란, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체를 주성분으로 하고, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체와, 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체를 이용한 공중합체이다. 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)의 중합 성분에는, 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체가 포함되지 않는다.
또한, 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)란, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체를 주성분으로 하고, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체와, 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체와, 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체를 이용한 공중합체이다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 및 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)에 이용되는 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체의 종류는, (A)와 (B)가 서로 상이하거나 동일할 수 있다.
본 명세서에서 「(메트)아크릴」이란, 「아크릴」 및 「메타크릴」 양쪽을 나타내고, 「(메트)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 및「메타크릴레이트」 양쪽을 나타내는 의미로 이용한다.
반응성 관능기란, 예를 들면 카르복실기, 수산기를 나타낸다.
반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체로서는, (메트)아크릴산에스테르, 특히 에스테르기의 탄소수가 1 내지 18인 직쇄 또는 분지 알킬에스테르를 이용할 수 있다. 또한, 이들 각종 유도체 중 1종 또는 2종 이상의 (메트)아크릴산에스테르를 사용할 수 있다. 예를 들면, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, i-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, i-옥틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-노닐(메트)아크릴레이트, i-노닐(메트)아크릴레이트, n-데실(메트)아크릴레이트, n-도데실(메트)아크릴레이트 및 스테아릴(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, n-부틸(메트)아크릴레이트 및 t-부틸(메트)아크릴레이트는, 점착제의 응집력과 접착력을 조정하기 쉽기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, ω-카르복시-폴리카프로락톤모노(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 공중합 반응시에 다른 단량체와의 반응성이 높고, 미반응의 단량체를 감소시킬 수 있기 때문에 아크릴산을 바람직하게 사용할 수 있다.
수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체로서는, 예를 들면 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 3-메틸-3-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 1,3-디메틸-3-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2,2,4-트리메틸-3-히드록시펜틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸-3-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트 및 폴리(에틸렌글리콜-프로필렌글리콜)모노(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 중합 반응성이 높고, 얻어진 공중합체를 이용할 때의 가교 반응성도 높기 때문에, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트 및 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트를 바람직하게 사용할 수 있다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)와 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B) 각각의 중량 평균 분자량은, 95만 이상 105만 이하가 바람직하다. 각각의 (메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량이 95만 이상이면, 고온 고습하에서도 적절한 경도를 가지면서 약해지지 않고, 공중합체에 포함되는 분자끼리의 얽힘의 정도가 적정하고, 점착제 조성물은 우수한 내구성을 나타내기 때문에 바람직하다. 또한, 각각의 (메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량이 105만 이하이면, 도공 용액의 고형분을 높게 하여도 점착제 조성물의 도공에 적절한 점도를 유지할 수 있기 때문에 바람직하다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)와 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)의 중량비 (A)/(B)는, 70/30 내지 90/10의 범위가 바람직하다. (A)와 (B)의 중량비에 있어서 (B)가 30 이하인 경우에는 점착제의 적정한 경도를 유지할 수 있으며, 점착제 조성물은 편광판과 액정셀을 접합한 후의 박리를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. (A)와 (B)의 중량비에 있어서 (B)가 10 이상인 경우에는, 액정 표시 장치를 고온 고습하에 사용하여도 점착제층에 발포가 일어나기 어렵기 때문에 바람직하다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)는, 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 97 중량％ 이상 98.5 중량％ 이하를 이용한 공중합체가 바람직하다. 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)가 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1.5 중량％ 이상을 이용한 공중합체인 경우에는, 점착제 조성물은 충분한 응집력을 갖고, 액정 표시 장치를 고온 고습하에 사용하여도 편광판과 액정셀의 박리를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)가 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 3 중량％ 이하를 이용한 공중합체인 경우에는, 점착제 조성물의 도공시의 가용 시간을 충분히 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.
카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)는, 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.3 중량％ 이상 1 중량％ 이하, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 96 중량％ 이상 99.2 중량％ 이하를 이용한 공중합체가 바람직하다. 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)가 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.5 중량％ 이상을 이용한 공중합체인 경우에는, 액정 표시 장치를 고온하로 사용하여도 점착제층에 발포가 일어나기 어렵기 때문에 바람직하다. 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)가 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 3 중량％ 이하를 이용한 공중합체인 경우에는, (메트)아크릴계 공중합체의 가교 반응 후의 점도를 컨트롤할 수 있으며, 점착제 조성물의 도공시의 가용 시간을 충분히 확보할 수 있기 때문에 바람직하다. 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)가 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.3 중량％ 이상을 이용한 공중합체인 경우에는, 액정 표시 장치를 고온하로 사용하여도 점착제층에 발포가 일어나기 어렵기 때문에 바람직하다. 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)가 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1 중량％ 이하를 이용한 공중합체인 경우에는, 점착제 조성물은, 충분한 응집력을 갖고, 액정 표시 장치를 고온 고습하에 사용하여도 편광판과 액정셀의 박리를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 편광판용 점착제 조성물은, (메트)아크릴계 공중합체의 합계량 100 중량부에 대하여 상기 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)를 10 중량부 이상 20 중량부 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 편광판용 점착제 조성물이 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)를 10 중량부 이상으로 포함하는 경우에는, 점착제 점착 후의 편광판의 수축 응력을 억제하는 데 충분한 응집력이 발현된다. 그로 인해, 점착제 부착 편광판을 조합한 액정 표시 장치의 주변부으로부터 광이 누설되어 하얗게 되는 「백색 줄무늬」를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 편광판용 점착제 조성물이 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)를 20 중량부 이하로 포함하는 경우에는 충분한 응집력을 갖고, 액정 표시 장치를 고온 고습하에 사용하여도 편광판과 액정셀의 박리를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
톨릴렌디이소시아네이트계 화합물 (C)로서는, 이소시아네이트의 2량체 또는 3량체, 또는 이소시아네이트와 트리메틸올프로판폴리올의 부가물 등의 각종 이소시아네이트에서 유래하는 톨릴렌디이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다.
톨릴렌디이소시아네이트계 화합물 (C)로서는, 예를 들면 「코로네이트 L」(닛본 폴리우레탄 고교 가부시끼가이샤 제조, 코로네이트는 등록 상표)의 상품명에 의해 시판되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 편광판용 점착제 조성물은, 실란 커플링제 (D)를 포함하는 것이 바람직하다. 편광판용 점착제 조성물이 실란 커플링제 (D)를 포함하는 경우에는, 편광판이 삽입된 액정 표시 장치가 고온 고습의 환경하에 놓여도, 점착제층과 편광판 또는 액정셀 사이에 박리가 일어나기 어렵기 때문에 바람직하다. 특히, 본 발명의 편광판용 점착제 조성물은 평활한 유리에 충분한 접착력을 나타내기 때문에 바람직하다.
실란 커플링제 (D)로서는, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기 함유 실란 화합물, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란 및 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란 등의 머캅토기 함유 실란계 화합물, 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시 구조를 갖는 실란 화합물, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 아미노기 함유 실란 화합물, 및 트리스-(3-트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
실란 커플링제 (D)로서는, 예를 들면 「KBM-403」(신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조)의 상품명에 의해 시판되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 편광판용 점착제 조성물은, 에폭시계 가교제를 포함하는 것이 바람직하다. 편광판용 점착제 조성물이 에폭시계 가교제를 포함하는 경우에는 응집력의 조정이 용이하게 가능하고, 액정 표시 장치를 고온 고습하에 사용하여도 외관이상을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
에폭시계 가교제로서는, 예를 들면 「TETRAD-X」, 「TETRAD-C」(모두 미츠비시 가스 가가꾸 가부시끼가이샤 제조, TETRAD는 등록 상표)의 상품명에 의해 시판되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)와 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B) 각각의 유리 전이 온도(Tg)는 -60 ℃ 이상 -40 ℃ 이하가 바람직하다. 각각의 (메트)아크릴계 공중합체의 Tg가 -60 ℃ 이상인 경우에는 점착제 조성물이 충분한 응집력을 갖고, 액정 표시 장치를 고온 고습하에 사용하여도 편광판과 액정셀의 박리를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 각각의 (메트)아크릴계 공중합체의 Tg가 -40 ℃ 이하인 경우에는, 점착제층과 편광판 또는 액정셀 사이에 박리가 일어나기 어렵기 때문에 바람직하다.
(메트)아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도(Tg)는, 하기 수학식 1의 계산에 의해 구해지는 온도(K)를 (℃)로 환산한 값이다.
<수학식 1>
1/Tg=M1/Tg1+M2/Tg2+M3/Tg3+ㆍㆍㆍㆍ+ Mn/Tgn
식 중, Tg1, Tg2, Tg3ㆍㆍㆍ 및 Tgn은, 성분 1, 성분 2, 성분 3ㆍㆍㆍ 및 성분 n 각각의 단독 중합체의 유리 전이 온도(K)를 나타낸다. 또한, 식 중, M1, M2, M 3ㆍㆍㆍ 및 Mn은 각종 성분의 몰분율을 나타낸다.
본 발명에 이용하는 (메트)아크릴계 공중합체의 중합 방법은 특별히 제한되지 않으며, 용액 중합, 유화 중합, 현탁 중합 등의 방법을 이용할 수 있다. 처리 공정이 비교적 간단하고, 단시간에 행할 수 있기 때문에 용액 중합이 바람직하다.
용액 중합은, 일반적으로 중합조 내에 소정의 유기 용매, 단량체, 중합 개시제 및 필요에 따라 이용되는 연쇄 이동제를 투입하고, 질소 기류 중 또는 유기 용매의 환류하에 교반하면서 수 시간 가열 반응시킨다.
본 발명에 이용하는 (메트)아크릴계 공중합체의 중합에 이용하는 개시제로서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 아조계 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명에 이용하는 (메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 반응 온도, 시간, 용제량, 촉매의 종류나 양을 조정함으로써, 원하는 분자량으로 할 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 하기의 방법에 의해 측정된 값이다.
(중량 평균 분자량(Mw)의 측정 방법)
하기 (1) 내지 (3)에 따라 측정한다.
(1) (메트)아크릴계 공중합체 용액을 박리지에 도공하고, 100 ℃에서 2분간 건조하여, 필름상의 (메트)아크릴계 공중합체를 얻는다.
(2) 상기 (1)에서 얻어진 필름상의 (메트)아크릴계 공중합체를 테트라히드로푸란으로 고형분 0.2 ％가 되도록 용해시킨다.
(3) 하기 조건으로 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 (메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)을 측정한다.
(조건)
GPC: HLC-8220 GPC〔도소(주) 제조〕
칼럼: TSK-GEL GMHXL 4개 사용
이동상 용매: 테트라히드로푸란
표준 시료: 표준 폴리스티렌
유속: 0.6 ml/분
칼럼 온도: 40 ℃
본 발명의 편광판용 점착제 조성물에서는 각종 첨가제 및 용제를 적절하게 배합할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물의 한쪽 피착체는 편광판, 보다 상세하게는 셀룰로오스트리아세테이트(TAC)이다. 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물이 적정한 양이기 때문에, 본 발명의 점착제 조성물은 셀룰로오스트리아세테이트(TAC)와 충분히 접착한다.
본 발명의 점착제 조성물의 다른쪽 피착체는 액정셀, 보다 상세하게는 무알칼리 유리이다. 실란 커플링제를 포함하기 때문에, 본 발명의 점착제 조성물은 액정 표시 장치에 이용되는 평활인 유리에 있어서도 충분히 접착한다.
또한, 본 발명의 별도의 실시 형태는, 본 발명의 점착제 조성물이 적층된 점착제 부착 편광판이다. 본 발명의 점착제 조성물을 이용하여 박리 시트 위에 도공 후 건조하고, 박리 시트 위에 점착제층을 형성한 후, 편광판에 점착제층을 전사하고, 양생시켜 본 발명의 점착제 부착 편광판을 제작할 수 있다.
상기 박리 시트로서는, 불소계 수지, 파라핀 왁스, 실리콘 등의 이형제로 이형 처리를 실시한 폴리에스테르 등의 합성 수지 시트를 이용할 수 있다. 박리 시트 위에 형성되는 점착제층의 바람직한 두께는, 건조 후의 두께로 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하이다.
박리 시트 위에 도공한 점착제 조성물은, 열풍 건조기로 70 내지 120 ℃, 1 내지 3분 정도의 온도 조건으로 건조한다.
본 발명에 이용하는 편광판의 구성은, 폴리비닐알코올을 주체로 하는 편광자를 포함하는 필름의 표면 및 이면에 셀룰로오스트리아세테이트(TAC)가 라미네이트되어 있다. 또한, 본 발명에 이용하는 편광판의 두께는 약 190 ㎛이다.
본 발명의 점착제 부착 편광판은, 적층되는 액정셀의 크기가 19인치 와이드(260 mm×415 mm) 이상이어도 적용 가능하다. 액정셀의 크기가 19인치 와이드(260 mm×415 mm) 이상이면, 편광판의 열이나 습도의 영향에 의한 팽창, 수축이 커진다. 따라서, 종래의 점착제 부착 편광판에서는, 고온 고습하에서도 응력을 억제할 수 없으며, 대형 액정 표시 장치의 광원 점등시 베셀 주변에 발생하는 「백색 줄무늬」를 억제할 수 없다. 한편, 본 발명의 점착제 부착 편광판은, 공중합체의 수지 설계, 및 가교제의 종류 및 양이 적정하고, 고온 고습하에서도 응력을 억제할 수 있기 때문에 19인치 와이드(260 mm×415 mm) 이상의 크기의 액정셀에도 바람직하다.
이하, 실시예 및 비교예를 설명한다.
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체의 제조 방법 (A)
(제조예 1a)
온도계, 교반기, 질소 도입관 및 환류 냉각관을 구비한 반응기 내에 n-부틸아크릴레이트(BA) 98.0 중량부, 아크릴산(AA) 2.0 중량부, 아세트산에틸(EAc) 90.0 중량부 및 아조비스디메틸발레로니트릴(ABVN) 0.3 중량부를 넣은 후, 반응기 내를 질소 치환하였다. 그 후, 상기 혼합물을 교반하고, 반응기 내의 혼합물을 65 ℃로 승온시키고, 8시간 동안 유지하여 중합 반응을 행하였다. 중합 반응 종료 후, 반응 혼합물을 아세트산에틸로 희석함으로써 고형분 23.0 ％로 조정하여, 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 용액을 얻었다. 상기 조건으로 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 (메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)을 측정하였다.
(제조예 2a 내지 7a)
표 1에 기재한 각 제조예의 (메트)아크릴계 단량체의 부수로 변경하고, 적절하게 ABVN과 EAc의 첨가량을 조정한 것 이외에는, 제조예 1a와 동일하게 하여 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 용액을 얻었다.
카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)
(제조예 1b)
온도계, 교반기, 질소 도입관 및 환류 냉각관을 구비한 반응기 내에 n-부틸아크릴레이트(BA) 84.5 중량부, t-부틸아크릴레이트(tBA) 14.0 중량부, 아크릴산(AA) 1.0 중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트(2EHA) 0.5 중량부, 아세트산에틸(EAc) 90 중량부 및 아조비스디메틸발레로니트릴(ABVN) 0.3 중량부를 넣은 후, 반응기 내를 질소 치환하였다. 그 후, 상기 혼합물을 교반하고, 반응기 내의 혼합물을 65 ℃로 승온시키고, 8시간 동안 유지하여 중합 반응을 행하였다. 중합 반응 종료 후, 반응 혼합물을 아세트산에틸로 희석함으로써 고형분 23.0 ％로 조정하여, 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 용액을 얻었다. 상기 조건으로 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 (메트)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)을 측정하였다.
(제조예 2b 내지 14b)
표 2에 기재한 각 제조예의 (메트)아크릴계 단량체의 중량부수로 변경하고, 적절하게 ABVN과 EAc의 첨가량을 조정한 것 이외에는, 제조예 1b와 동일하게 하여 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 용액을 얻었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
편광판용 점착제 조성물의 제작
(실시예 1)
카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)로서 제조예 1a에서 제작한 (메트)아크릴계 공중합체를 고형분 환산으로 85 중량부, 및 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)로서 제조예 1b에서 제작한 (메트)아크릴계 공중합체를 고형분 환산으로 15 중량부 가하여 교반하여, (메트)아크릴계 공중합체의 혼합물을 얻었다. 공중합체 혼합물에, 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)로서 코로네이트 L(닛본 폴리우레탄 고교 가부시끼가이샤 제조; 유효 성분 75 ％)을 고형분 환산으로 14.0 중량부, 및 실란 커플링제 (D)로서 KBM-403(신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조)을 유효 성분 환산으로 0.1 중량부 가하고, 23 ℃의 환경하에 반응기 내에서 교반하여 편광판용 점착제 조성물을 얻었다.
(실시예 2 내지 12, 및 비교예 1 내지 20)
각 실시예 및 각 비교예는, 표 3 및 표 4에 기재한 (메트)아크릴계 단량체의 조성, 공중합체 중량비, 가교제, 및 실란 커플링제의 조성으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판용 점착제 조성물을 얻었다.
실시예, 및 비교예에서 제작한 편광판용 점착제 조성물을 평가하였다. 시험편의 제작 방법 및 각종 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 점착제 부착 편광판의 제작
실리콘계 이형제로 표면 처리한 박리 시트 위에 점착제 조성물을 도공하였다. 이 때의 점착제 조성물의 도공량은, 용제 건조 후에 점착제 조성물의 두께가 25 ㎛가 되도록 제조하였다. 점착제 조성물의 고형분은 20.0 중량％로 하였다. 이어서, 100 ℃로 유지한 열풍 순환식 건조기를 이용하여, 점착제를 도공한 박리 시트를 90초간 건조시켜 점착제층을 제작하였다. 이어서, 편광판의 한쪽면에 점착제층을 가압 닙롤을 통해 압착하였다. 압착 후, 23 ℃, 50 ％ RH 환경하에 10일간 양생시켜, 점착제 부착 편광판을 얻었다.
(2) 내구성의 평가
「(1) 점착제 부착 편광판의 제작」에서 제작한 점착제 부착 편광판을, 광의 편광축과 편광판의 긴 변이 45°의 각도가 되도록 260 mm×415 mm의 직사각형 형상의 크기로 컷트하였다. 두께 0.7 mm의 무알칼리 유리판(코닝사 제조, 품번 #1737)의 한쪽면에, 라미네이터를 이용하여 컷트한 점착제 부착 편광판을 첩부하여, 내구성 평가의 시험편으로 하였다. 이어서, 이 시험편을 오토클레이브 처리 후, 23 ℃, 50 ％ RH의 환경하에 24시간 동안 유지하였다. 오토클레이브의 조건은, 온도 50 ℃, 압력 5 kg/cm2에서 20분간으로 하였다. 시험편을 2개 준비하였다. 시험편을 1) 80 ℃ 조건, 및 2) 60 ℃, 90 ％ RH 조건의 각 환경하에 각각 1개씩 500시간 동안 유지하고, 내구성 시험 종료 후, 점착제층의 발포의 유무 및 점착제층과 편광판 또는 유리판의 박리 유무의 육안 확인을 행하여, 내구성을 평가하였다.
내구성 평가 기준은 이하와 같다.
a) 발포
○ 발포가 전혀 보이지 않고, 액정셀에 적용 가능함.
△ 발포가 다소 관찰되지만, 액정셀에 적용 가능함.
× 발포가 현저히 관찰되고, 액정셀에 적용 불가함.
b) 박리
○ 박리가 없고, 액정셀에 적용 가능함.
× 박리가 있고, 액정셀에 적용 불가함.
(3) 백색 줄무늬 현상의 평가
「(1) 점착제 부착 편광판의 제작」에서 제작한 점착제 부착 편광판을, 광의 편광축과 편광판의 긴 변이 45° 및 135°의 각도가 되도록 260 mm×415 mm의 직사강형 형상의 크기로 컷트한 것을 각각 1매씩 준비하였다. 두께 0.7 mm의 무알칼리 유리판(코닝사 제조, 품번 #1737)의 표면 및 이면에, 컷트한 점착제 부착 편광판을 서로의 편광축이 직교하도록 라미네이터를 이용하여 첩부하여, 백색 줄무늬평가의 시험편으로 하였다. 이어서, 이 시험편을 오토클레이브 처리 후, 23 ℃, 50 ％ RH 환경하에 24시간 동안 유지하였다. 오토클레이브의 조건은 온도 50 ℃, 압력 5 kg/cm2에서 20분간으로 하였다. 그 후, 시험편을 80 ℃의 환경하에 500시간 동안 유지하였다. 방치 후, 23 ℃, 50 ％ RH 환경하에 균일 광원(가부시끼가이샤 아이ㆍ시스템 제조) 위에 시험편을 설치하고, 얼룩 측정 시스템 Eye Scale-3W(가부시끼가이샤 아이ㆍ시스템 제조)를 이용하여 백색 줄무늬를 육안 확인으로 검사하였다. 얼룩 측정 시스템 Eye Scale-3W의 CCD 카메라는 시험편으로부터 200 cm 떨어진 위치에 설치하여, 백색 줄무늬를 평가하였다.
c) 백색 줄무늬 평가
◎ 백색 줄무늬가 전혀 보이지 않고, 액정셀에 적용 가능함.
○ 백색 줄무늬가 보이지만, 액정셀에 적용 가능함.
× 백색 줄무늬가 보이고, 백색 줄무늬 부위의 휘도가 높고, 액정셀에 적용 불가함.
(4) 점착제 조성물 도공 적성
실리콘계 이형제로 표면 처리한 박리 시트 위에 점착제 조성물을 도공하였다. 점착제 조성물의 도공액의 고형분을 20 ％로 용제를 이용하여 조정하고, 자동도공기(타이유 키자이 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 속도 10 m/분으로 도공하여, 얼룩, 외관 이상의 유무를 평가하였다.
d) 도공 적성
○ 불균일, 외관 이상 없이 도공 가능하고, 액정셀에 적용 가능함.
× 도공 불균일 또는 외관 이상이 있기 때문에, 액정셀에 적용 불가함.
(5) 점착제 조성물 가용 시간(pot life)
(4)에서 이용한 점착제 조성물을 23 ℃, 50 ％ RH 조건으로 48시간 동안 유지한 후 도공하고, 점착제 조성물 및 도공면의 투명성 및 외관을 육안으로 평가하였다.
e) 가용 시간
○ 점착제 조성물 및 도공면의 투명성이 유지되어, 액정셀에 적용 가능함.
× 점착제 조성물 또는 도공면이 백탁되어, 액정셀에 적용 불가함.
상기 평가 방법에 의해 평가한 결과를 점착제 조성과 합하여 표 3 및 표 4에 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
표 3에 따르면, 본 발명의 점착제 조성물은 대형의 점착제 부착 편광판에 적용하여도 우수한 성능을 나타낸다. 예를 들면 실시예 1의 점착제 조성물은 응집력이 적정한 범위이기 때문에, 고온하에서도 발포가 발생하지 않고, 고온 고습하에서도 점착제층에 박리가 일어나지 않는다. 또한, 컨트롤된 가교 반응에 의해 제작됨으로써, 공중합체의 가교 밀도가 적정한 범위이기 때문에 실시예 1의 점착제 조성물은 백색 줄무늬가 일어나지 않는다. 또한, 실란 커플링제를 포함하기 때문에, 실시예 1의 점착제 조성물은 평활한 유리면과 충분한 접착력을 나타내고, 내구성 시험에 있어서 외관 이상은 일어나지 않는다. 또한, 공중합체의 분자량이 적정한 범위이기 때문에, 실시예 1의 점착제 조성물을 이용한 도공액은 고형분이 높아도 도공 적성이 우수하다. 또한, 컨트롤된 가교 반응에 의해 제작됨으로써, 실시예 1의 점착제 조성물의 도공액은 충분한 가용 시간을 유지한다.
표 4에 따르면, 예를 들면 비교예 3의 점착제 조성물은 대형의 점착제 부착 편광판에 적용하면, 응집력이 지나치게 높기 때문에 점착제층이 단단해지고, 내구성 시험에서 박리가 발생하였다.
표 4에 따르면, 예를 들면 비교예 2의 점착제 조성물은 가교 밀도가 적정한 범위가 아니기 때문에, 가용 시간이 적정하지 않다.
표 4에 따르면, 예를 들면 비교예 4의 점착제 조성물은 대형의 점착제 부착 편광판에 적용하면, 응집력이 부족하기 때문에 내구성 시험에서 발포가 발생하였다.
표 4에 따르면, 예를 들면 비교예 5의 점착제 조성물은 대형의 점착제 부착 편광판에 적용하면, 공중합체의 가교 밀도가 적정한 범위 외이기 때문에 백색 줄무늬가 발생하였다.
표 4에 따르면, 예를 들면 비교예 11의 점착제 조성물은 도공액의 고형분을 높게 했을 때 도공시에 외관 이상이 발생하였다.

Claims (3)

  1. 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B), 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C), 및 실란 커플링제 (D)를 포함하는 점착제 조성물에 있어서,
    상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A), 및 상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B) 각각의 중량 평균 분자량은 95만 이상 105만 이하이고,
    상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)와 상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)의 중량비 (A)/(B)가 70/30 내지 90/10의 범위이고,
    상기 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (A)는, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 1.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 97 중량％ 이상 98.5 중량％ 이하를 이용한 공중합체이고,
    상기 카르복실기 및 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 공중합체 (B)는, 적어도 카르복실기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.5 중량％ 이상 3 중량％ 이하, 수산기를 함유하는 (메트)아크릴계 단량체 0.3 중량％ 이상 1 중량％ 이하, 및 반응성 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴계 단량체 96 중량％ 이상 99.2 중량％ 이하를 이용한 공중합체이고,
    상기 점착제 조성물은, (메트)아크릴계 공중합체의 합계량 100 중량부에 대하여 상기 톨릴렌디이소시아네이트계 이소시아네이트 화합물 (C)를 10 중량부 이상 20 중량부 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판용 점착제 조성물.
  2. 제1항에 기재된 점착제 조성물이 적층된 점착제 부착 편광판.
  3. 제2항에 기재된 점착제 부착 편광판을 이용한 액정 표시 장치.
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