KR20130071444A - 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 구비한 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 편광자층; 상기 편광자층의 적어도 일면에 형성된 광경화형 접착제층; 및 액정층, 배향막 및 기재가 순서대로 접하고 있는 구조를 포함하고 상기 액정층이 상기 광경화형 접착제층에 접착되는 위상차 필름;을 구비하며, 상기 배향막은 상기 기재 표면의 반응성기 및 상기 액정층의 액정성 화합물의 반응성기와 각각 결합될 수 있는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하는 접착력 강화제를 포함하는 배향막 형성용 조성물로 형성됨으로써, 제조공정이 단순하고 층간 접착력이 우수하며 박형화가 가능한 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이를 구비한 화상표시장치{POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조공정이 단순하고 박형화가 가능한 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원 화상표시 기술은 근거리에서 입체감을 인식하는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하고 있다.
양안시차 원리는 적어도 두 개의 입체 화상 취득용 카메라로 서로 다른 각도에서 시청자가 좌안을 통하여 시청하는 좌안상과 우안을 통하여 시청하는 우안상을 촬영한 후 이를 분리하여 시청자의 눈에 전달하는 방식이다. 인간의 두 눈이 각기 다른 각도에서 망막을 통하여 사물을 받아들이고 이들 두 개의 상이 대뇌에서 합성됨으로써 가능한 것이다.
입체 영상의 구현이 가능한 액정표시장치 등의 화상표시장치에는 패턴화된 위상차 필름이 포함되는 경우가 많다. 패턴화된 위상차 필름은 각 패턴 영역의 광축을 서로 다른 방향으로 구성하여 편광 안경을 쓴 시청자의 좌, 우안에 전달되는 영상이 다르도록 함으로써 입체 영상을 구현한다.
도 1에는 종래의 패턴화된 위상차 필름의 적용방식이 개략적으로 나타나 있는데, 패턴화된 위상차 필름(100)은 컬러필터층을 통과한 광이 지나는 상부 편광판(200) 위에 접착된다.
그런데, 입체 영상을 구현하기 위해 패턴화된 위상차 필름을 화상표시장치에 적용하기 위해서는, 위상차 필름의 패턴 간격과 컬러필터의 화소 간격을 맞추어 접착되어야 하는데, 이러한 공정이 용이하지 않아 제조 공정시 제품의 불량률을 높이는 원인이 된다.
한편, 이러한 패턴화된 위상차 필름(100)은 투명 기재(110), 배향막(120) 및 경화 액정층(130)이 순차로 적층된 구조를 갖는다. 그런데, 위 위상차 필름은 각 층간의 접착강도가 작아서, 위상차 필름을 점착제로 기판 상에 부착한 후 보호필름을 제거하는 공정에서 위상차 필름의 층간 박리가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 위상차 필름을 편광판에 일체화한 위상차 필름 일체형 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 편광판에 일체화된 위상차 필름에 있어서, 각 층간의 접착력이 우수한 위상차 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 편광자층; 상기 편광자층의 적어도 일면에 형성된 광경화형 접착제층; 및 액정층, 배향막 및 기재가 순서대로 접하고 있는 구조를 포함하고 상기 액정층이 상기 광경화형 접착제층에 접착되는 위상차 필름;을 구비하며,
상기 배향막은 상기 기재 표면의 반응성기 및 상기 액정층의 액정성 화합물의 반응성기와 각각 결합될 수 있는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하는 접착력 강화제를 포함하는 배향막 형성용 조성물로 형성된 편광판.
2. 위 1에 있어서, 상기 접착력 강화제는 하기 화학식 1 내지 4의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 것인 배향막 형성용 조성물:
Figure pat00001
(식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R3 및 R7은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R4 및 R6은 서로 독립적으로 아미드기, 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R5는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
Figure pat00002
(식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R9 및 R11은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R10은 (a)
Figure pat00003
또는 (b)
Figure pat00004
이고, E1 및 E3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고, E2는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
Figure pat00005
(식 중, R12는 수소 또는 메틸기이고,
R13은 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임) 및
Figure pat00006
(식 중, R14는 수소 또는 메틸기이고,
R15는 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
3. 위 2에 있어서, 상기 접착력 강화제는 상기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나와 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 혼합물인 편광판.
4. 위 1에 있어서, 상기 배향막은 신나메이트기를 포함하는 고분자를 광배향제로 포함하는 편광판.
5. 위 4에 있어서, 상기 광배향제 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 20 중량부의 접착력 강화제를 포함하는 편광판.
6. 위 1에 있어서, 상기 기재 표면의 반응성기는 수산기, 티올기, 카르복시기, (메타)아크릴레이트기, 아민기 및 에폭시기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 편광판.
7. 위 1에 있어서, 상기 기재는 검화 처리, 프라이머 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 및 코팅 처리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 처리로 표면처리된 것인 편광판.
8. 위 7에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 원격 플라즈마(Remote plasma) 처리, 직접 플라즈마(Direct plasma) 처리 및 단량체 플라즈마(Monomer plasma) 처리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 편광판.
9. 위 1에 있어서, 상기 배향막은 상기 기재와 우레탄 결합, 티올렌 결합 또는 탄소-탄소 포화결합에 의해 접합된 편광판.
10. 위 9에 있어서, 상기 우레탄 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 이소시아네이트기와 상기 기재의 수산기, 티올기, 카르복시기, 아민기 또는 에폭시기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
11. 위 9에 있어서, 상기 티올렌 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 (메타)아크릴레이트기와 상기 기재의 티올기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
12. 위 9에 있어서, 상기 탄소-탄소 포화 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 (메타)아크릴레이트기와 상기 기재의 (메타)아크릴레이트기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
13. 위 1에 있어서, 상기 액정층은 탄소-탄소 불포화 결합, 수산기, 에폭시기 또는 시아노기를 갖는 액정성 화합물로 형성된 것인 편광판.
14. 위 1에 있어서, 상기 배향막은 상기 액정층과 우레탄 결합 또는 탄소-탄소 포화 결합으로 접합된 편광판.
15. 위 14에 있어서, 상기 우레탄 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 이소시아네이트기와 상기 액정층의 액정성 화합물의 수산기, 에폭시기 또는 시아노기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
16. 위 14에 있어서, 상기 탄소-탄소 포화 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 (메타)아크릴레이트기와 상기 액정층의 액정성 화합물의 탄소-탄소 불포화 결합의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
17. 위 1에 있어서, 상기 광경화형 접착제층과 상기 액정층은 탄소-탄소 포화 결합으로 접합된 편광판.
18. 위 1에 있어서, 상기 위상차 필름은 광축의 방향이 서로 다른 제1 패턴과 제2 패턴을 구비한 패턴화된 위상차 필름인 편광판.
19. 위 1 내지 18 중 어느 한 항의 편광판을 구비한 화상표시장치.
본 발명의 편광판은 위상차 필름이 편광판에 일체화됨으로써 제조공정에서의 불량률을 감소시키고 생산성의 향상 및 제조비용의 감소를 달성할 수 있다.
본 발명의 편광판은 위상차 필름이 편광판에 일체화됨으로써 박형화된 편광판을 제공할 수 있다.
본 발명의 편광판에 일체화된 위상차 필름은 층간 접착력이 매우 높기 때문에 제조공정 시에 박리 현상이 현저하게 감소하여 불량율이 낮으며 그에 따라 생산성을 향상할 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광자와, 위상차 필름의 액정층과의 접착력이 우수하여 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 편광판은 광경화형 접착제를 사용하여 제조공정이 단순하므로 생산성이 향상된다.
본 발명의 편광판은 각 층간의 접착력이 우수하여 보다 우수한 선명도를 위해 열 발생량이 많은 백라이트를 사용할 수 있다.
본 발명의 편광판은 박형화가 가능하므로 편광판과 백라이트의 거리가 짧은 화상표시장치에도 효과적으로 활용될 수 있다.
도 1은 종래의 위상차 필름과 편광판의 접합 방식을 개략적인 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 위상차 필름 일체형 편광판의 일 실시예를 개략적인 나타낸 단면도이다.
도 3은 내수성 평가방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은, 편광자층; 상기 편광자층의 적어도 일면에 형성된 광경화형 접착제층; 및 액정층, 배향막 및 기재가 순서대로 접하고 있는 구조를 포함하고 상기 액정층이 상기 광경화형 접착제층에 접착되는 위상차 필름;을 구비하며, 상기 배향막은 상기 기재 표면의 반응성기 및 상기 액정층의 액정성 화합물의 반응성기와 각각 결합될 수 있는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하는 접착력 강화제를 포함하는 배향막 형성용 조성물로 형성됨으로써, 제조공정이 단순하고 층간 접착력이 우수하며 박형화가 가능한 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 일 구현예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명의 편광판의 일 구현예를 개략적으로 도시한 단면도가 나타나 있다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 배향된 액정층 측에 위치하는 투명기재(310)은 그 표면에 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와 반응할 수 있는 반응성기를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 반응성기로는 수산기, 티올기, 카르복시기, (메타)아크릴레이트기, 아민기, 에폭시기 등을 예로 들 수 있다.
따라서, 당분야에서 사용되는 기재 중에서 그러한 반응성기를 갖고 있는 기재라면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있으며, 또한 당분야에서 통상적으로 사용되는 기재가 그 자체로는 그러한 반응성기가 없더라도 당분야에 알려진 표면처리 공정을 통해 표면에 반응성기가 도입될 수 있다면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있다.
예를 들면, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알콜계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.
이 중에서 더욱 통상적으로 사용되는 필름은 TAC(triacetyl cellulose)계, COP(cyclo-olefin polymer)계, PMMA(poly (methyl methacrylate))계 중합체 등을 포함하는 필름이다. TAC, COP, PMMA로 제조된 기재는 그 표면에 이소시아네이트 또는 (메타)아크릴레이트와 반응할 수 있는 반응성기를 갖고 있지 않다. 따라서, 표면처리를 통해 표면에 반응성기를 도입할 수 있는데, 수산기를 예로 설명하면, TAC 표면에 검화(safonification) 처리를 하면 표면에 수산기가 도입되며, COP의 표면에 플라즈마 처리를 하면 표면에 수산기가 도입될 수 있다. 이 외에 다른 표면처리로는 코로나 처리, 프라이머 처리 등의 건식 처리; 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리; 용이한 접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다. 바람직하기로는 셀룰로오스계 필름은 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리; 아크릴계, 폴리올레핀계 및 폴리에스테르계 필름은 코로나 처리 또는 플라즈마 처리 등의 건식 처리가 유리하다. 상기 플라즈마 처리의 보다 구체적인 예로는, 원격 플라즈마(Remote plasma), 직접 플라즈마(Direct plasma), 단량체 플라즈마(Monomer plasma) 중에서 적어도 한 공정이상을 실시할 수 있다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 배향막(320)은 기재(310) 표면의 반응성기 및 액정층(330)의 액정성 화합물의 반응성기와 각각 결합될 수 있는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하는 접착력 강화제를 포함하는 배향막 형성용 조성물로 형성된다.
본 발명에 따른 접착력 강화제는 (메타)아크릴레이트기 말단 및 이소시아네이트기 말단을 각각 적어도 하나씩 포함한다. 본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 또는 경우에 따라서는 아크릴레이트와 메타아크릴레이트를 동시에 지칭한다.
본 발명에 있어서 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트기 및 이소시아네이트기는, 접착력 강화제가 배향막 형성용 조성물과 혼합되는 당시에는 (메타)아크릴레이트기 및/또는 이소시아네이트기를 말단에 포함하고 있지 않더라도, 액정성 화합물 및 기재와 화학적 결합을 하기 전에 추가적인 처리, 예를 들면 열처리와 같은 후처리를 통해 (메타)아크릴레이트기 또는 이소시아네이트기가 생성되는 작용기도 지칭하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 열처리를 통해 이소시아네이트기가 생성되는 작용기로서, 접착력 강화제의 말단에 아미드 결합으로 연결된 피라졸기를 들 수 있다. 위 피라졸기는 열처리 과정을 통해 분리되고, 말단에 이소시아네이트기가 형성된다.
배향막(320)은 액정의 배향을 유도하는 층으로서 그 일면은 액정층(330)과 접촉하게 되고, 다른 일면은 기재 필름(310)과 접촉하게 된다. 전술한 바와 같이, 종래에는 배향막과 그와 접착되는 다른 층과의 층간 접착력이 좋지 않은 문제점이 있었으나, 본 발명은 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하고 있는 접착력 강화제를 배향막(320)에 도입하여, 위 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기가 접촉하고 있는 기재 필름(310)의 표면 및 액정층(320)의 표면에 각각 노출된 반응성기와 화학적 결합을 함으로써 층간 접착력을 강화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 접착력 강화제의 보다 구체적인 예시는 하기 화학식 1, 화학식 2, 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 들 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00007
(식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R3 및 R7은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R4 및 R6은 서로 독립적으로 아미드기, 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R5는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
[화학식 2]
Figure pat00008
(식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R9 및 R11은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R10은 (a)
Figure pat00009
또는 (b)
Figure pat00010
이고, E1 및 E3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고, E2는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
[화학식 3]
Figure pat00011
(식 중, R12는 수소 또는 메틸기이고,
R13은 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임) 및
[화학식 4]
Figure pat00012
(식 중, R14는 수소 또는 메틸기이고,
R15는 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
본 발명의 배향막 형성용 조성물에 있어서, 위 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 접착력 강화제는 보다 우수한 층간 접착력을 확보하기 위해 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나와 위 화학식 1로 표시되는 화합물의 혼합물로 사용될 수 있다.
위 화학식 1 내지 화학식 4의 접착력 강화제의 보다 구체적인 예시는 하기 화학식 5 내지 화학식 15로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 들 수 있다:
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
위 화학식 4로 표시되는 화합물 및 그 화합물의 예시인 위 화학식 12, 화학식 13, 화학식 14 및 화학식 15로 표시되는 화합물은 말단의 디메틸 피라졸기가 건조 공정 등의 열처리 과정을 통해 분리되고, 그에 따라 말단에 이소시아네이트기를 갖게 된다.
본 발명에 따른 배향막 형성용 조성물은 위 접착력 강화제 외에 당분야에서 통상적으로 사용되는 배향제, 광개시제 및 유기용매를 포함할 수 있다.
배향제로는 당분야에서 통상적으로 사용되는 배향제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리아크릴레이트계 고분자, 폴리아믹산, 폴리이미드계 고분자, 또는 신나메이트기를 포함하는 고분자를 배향제로 사용할 수 있으며, 광배향을 적용하는 경우에는 신나메이트기를 포함하는 고분자를 사용할 수 있다.
배향제로 사용되는 고분자는 중량평균 분자량이 10,000-500,000 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 접착력 강화제는 배향제 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 위 범위에서 충분한 접착력을 확보할 수 있으며, 지나치게 과량으로 첨가되면 접착력은 개선되지만 광학필름에 적용시 다른 물성이 저하될 수 있다.
광개시제로는 당분야에서 통상적으로 사용되는 광개시제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 안트라센계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
위 트리아진계 화합물로서는, 예를 들면 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스 (트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리 클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
위 아세토페논계 화합물로서는, 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-프로필-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-부틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온,2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-메틸-2-메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디에틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
위 비이미다졸계 화합물로서는, 예를 들면 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라 페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
위 옥심계 화합물로서는, 0-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있다.
위 벤조인계 화합물로서는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
위 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
위 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
위 안트라센계 화합물로서는, 예를 들면 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
이 외에도 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸, 티타노센 화합물, 일본 특허 공표 2002-544205호 공보에 기재되어 있는 연쇄 이동을 일으킬 수 있는 기를 갖는 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
본 발명의 배향막 형성용 조성물의 다른 측면에 있어서, 광개시제를 포함하지 않을 수 있다. 광개시제는 광배향제가 광중합 반응을 용이하게 해주는 장점이 있다. 다만, 광개시제는 과량으로 사용되는 경우에는 불순물로 작용하여 배향력을 떨어뜨리고 액정배향을 무너뜨려 교차편광시 빛샘현상을 발생시키거나 광경화후 개시제가 승화되어 mask를 오염시킬 수도 있으며, 노광시 광배향제가 반응하는 파장대비 개시제 반응파장의 Intensity가 대단히 높을 경우는 광배향을 시키기 위해서 Line speed를 떨어뜨리는 등 생산효율이 떨어지는 부작용이 발생할 수 있다. 이러한 측면에서, 본 발명의 배향막 형성용 조성물은 광개시제를 극소량 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다.
유기용매로는 당분야에서 통상적으로 사용되는 유기용매가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르 및 에틸렌글리콜모노부틸에테르와 같은 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜에틸메틸에테르, 프로필렌글리콜디프로필에테르프로필렌글리콜프로필메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸프로필에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜부틸에테르프로피오네이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르프로피오네이트류; 메톡시부틸알코올, 에톡시부틸알코올, 프로폭시부틸알코올, 부톡시부틸알코올 등의 부틸디올모노알킬에테르류; 메톡시부틸아세테이트, 에톡시부틸아세테이트, 프로폭시부틸아세테이트, 부톡시부틸아세테이트 등의 부탄디올모노알킬에테르아세테이트류; 메톡시부틸프로피오네이트, 에톡시부틸프로피오네이트, 프로폭시부틸프로피오네이트, 부톡시부틸프로피오네이트 등의 부탄디올모노알킬에테르프로피오네이트류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에틸에테르 등의 디프로필렌글리콜디알킬에테르류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 히드록시아세트산메틸, 히드록시아세트산에틸, 히드록시아세트산부틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산프로필, 락트산부틸, 3-히드록시프로피온산메틸, 3-히드록시프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산프로필, 3-히드록시프로피온산부틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산프로필, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 에톡시아세트산프로필, 에톡시아세트산부틸, 프로폭시아세트산메틸, 프로폭시아세트산에틸, 프로폭시아세트산프로필, 프로폭시아세트산부틸, 부톡시아세트산메틸, 부톡시아세트산에틸, 부톡시아세트산프로필, 부톡시아세트산부틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산부틸, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-에톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산부틸, 2-부톡시프로피온산메틸, 2-부톡시프로피온산에틸, 2-부톡시프로피온산프로필, 2-부톡시프로피온산부틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산프로필, 3-메톡시프로피온산부틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산프로필, 3-에톡시프로피온산부틸, 3-프로폭시프로피온산메틸, 3-프로폭시프로피온산에틸, 3-프로폭시프로피온산프로필, 3-프로폭시프로피온산부틸, 3-부톡시프로피온산메틸, 3-부톡시프로피온산에틸, 3-부톡시프로피온산프로필, 3-부톡시프로피온산부틸 등의 에스테르류; 테트라히드로푸란, 피란 등의 고리형 에테르류; γ-부티로락톤 등의 고리형 에스테르류 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 배향막 형성용 조성물은 필요에 따라 충진제, 경화제, 레벨링제, 밀착촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 연쇄 이동제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 액정층(330)은 액정성 화합물이 경화되어 형성된다. 본 발명에 따른 액정층(330)은 반응성기를 가지며, 이러한 반응성기로는 예를 들면, 탄소-탄소 불포화 결합, 수산기, 에폭시기, 시아노기 등을 예로 들 수 있으며, 바람직하게는 탄소-탄소 불포화 결합을 들 수 있다. 보다 구체적인 예로는 위 탄소-탄소 불포화 결합은, 아크릴로일옥시기, 시아노아크릴레이트기, 알릴기, 신나메이트기 또는 알릴옥시기에 포함된 탄소-탄소 불포화 결합일 수 있다.
따라서, 당분야에서 사용되는 액정성 화합물 중에서 반응성기를 갖고 있는 기재라면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있으며, 또한 당분야에서 통상적으로 사용되는 액정성 화합물이 그 자체로는 그러한 반응성기가 없더라도 당분야에 알려진 전처리 공정을 통해 말단에 반응성기가 도입될 수 있다면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 액정층(330)은 전술한 액정성 화합물 외에, 중합 개시제 및 유기용매를 포함하는 조성물을 경화시켜 제조되며, 중합 개시제로는 당분야에서 통상적으로 사용하는 광중합 개시제 또는 열중합 개시제가 사용될 수 있고, 광중합 개시제로는 앞서 예시한 광개시제가 사용될 수 있다. 유기 용매 역시 앞서 예시한 유기 용매 중에서 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
액정층(330)은 액정의 배향방향에 따라 위상차 기능을 갖게 된다. 본 발명에 있어서, 액정층(330)의 배향방향은 모두 동일하거나, 광축의 방향이 서로 다른 제1 패턴과 제2 패턴을 구비할 수 있다. 광축의 방향이 서로 다른 제1 패턴과 제2 패턴을 구비하는 경우에는 서로 다른 광축은 실질적으로 직교할 수 있다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 배향막(320)은 투명 기재(310) 표면의 반응성기 및 광경화 액정층(330) 표면에 노출된 액정성 화합물의 반응성기와 반응하여 화학적 결합을 형성한다. 이 때, 투명 기재(310)와 액정층(330)의 표면에 노출된 반응성기는 서로 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.
상기 화학적 결합의 구체적인 예를 들면, 접착력 강화제의 이소시아네이트 말단은 투명 기재(310) 또는 액정층(330)의 수산기, 티올기, 카르복시기, 아민기, 에폭시기 또는 시아노기와 반응하여 우레탄 결합을 형성할 수 있다.
상기 수산기, 티올기, 카르복시기, 아민기, 에폭시기 또는 시아노기가 이소시아네이트기와 반응하여 우레탄 결합을 형성하는 반응식은 다음과 같다. 참고로, 시아노기는 가열하면서 H2O로 전처리하여 아민기 또는 카르복시산으로 변형시켜 이소시아네이트기와 반응시킬 수 있다.
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화학적 결합의 구체적인 다른 예를 들면, 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트 말단은 투명 기재(310) 또는 액정층(330)의 (메타)아크릴레이트기, 탄소-탄소 불포화 결합과 반응하여 탄소-탄소 포화 결합을 형성할 수 있다.
화학적 결합의 구체적인 다른 예를 들면, 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트 말단은 투명 기재(310)의 티올기와 반응하여 티올렌 결합을 형성할 수 있다.
이러한 우레탄 결합, 탄소-탄소 포화 결합, 티올렌 결합 등의 화학적 결합을 통해 본 발명의 배향막(320)은 투명 기재(310) 및 광경화 액정층(330)과 높은 접착력으로 부착되게 된다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 광경화형 접착제층(340)은 액정층(330)과 편광자(350)을 직접 접착하는 기능을 한다. 이에 의해 본 발명의 편광판(300)은 위상차 필름이 일체화된 편광판의 구조를 갖게 된다.
본 발명에 있어서, 광경화형 접착제란 UV 등의 광을 조사하여 경화되는 접착제를 지칭한다. 광경화형 접착제는 광경화 후 별도의 건조 공정이 필요없으므로 제조공정이 단순하여 생산성이 향상된다. 본 발명에서 사용되는 광경화형 접착제층(340)은 당분야에서 사용되는 광경화형 접착제를 특별한 제한 없이 사용하여 형성될 수 있다.
광경화형 접착제의 바인더 성분으로는 에폭시기, 아크릴레이트기 및 이소시아네이트기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 관능기를 갖는 고분자가 사용되는 것이 바람직하다. 이 때, 광경화형 접착제의 바인더 성분이 에폭시기를 갖는 경우에는 액정층(330)의 액정성 화합물이 에폭시기를 반응성기를 갖는다면 광경화형 접착제층(340)의 에폭시기와 액정층(330)의 에폭시기를 반응시켜 탄소-탄소 포화 결합을 형성할 수 있다.
광경화형 접착제층(340)의 두께는, 통상 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 접착제층이 두꺼워지면, 접착제 조성물의 반응률이 저하되고, 편광판의 내습열성이 악화되는 경향이 있다
광경화형 접착제층(340)은 편광자(350)의 접합면에 형성할 수도 있고, 액정층(330) 에 형성할 수도 있다. 광경화형 접착제층(340)의 도공 방식은, 예를 들면 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등 당분야에 알려진 통상적인 도공 방식을 제한없이 사용할 수 있다. 또한, 편광자(350)와 액정층(330)을 구비한 위상차 필름을 양자의 접합면이 내측이 되도록 연속적으로 공급하면서, 그 사이에 접착제 조성물을 유연시키는 방식을 채용할 수도 있다. 각 도공 방식에는 각각 최적인 점도 범위가 있기 때문에, 용매를 이용하여 접착제층의 점도 조정을 행하는 것도 유용한 기술이다. 이를 위한 용매에는, 편광자의 광학 성능을 저하시키지 않고, 광경화형 접착제층(340)을 양호하게 용해시키는 것이 이용되지만, 그 종류에 특별한 한정은 없다. 예를 들면, 톨루엔으로 대표되는 탄화수소류나 아세트산에틸로 대표되는 에스테르류 등의 유기 용매를 사용할 수 있다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 편광자(350)는 당분야에서 사용되는 편광자가 제한없이 사용될 수 있다. 통상적으로 사용되는 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.
편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 수세, 건조하는 공정을 경유하여 제조된다. 상기한 바와 같이 제조된 편광자의 두께는 5 내지 40㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 접착제층(360)은 편광자(350)를 투명기재 또는 위상차 필름(370)과 접착시키는 층으로서 당분야에서 사용되는 접착제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어 수계 접착제, 유기계 접착제, 광경화형 접착제 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 편광판(300)에 있어서, 투명기재 또는 위상차 필름(370)은 편광자(350)을 보호기능 및 경우에 따라서는 위상차 기능까지 갖는 층이다. 투명기재 및 위상차 필름은 당분야에서 사용되는 투명기재 및 위상차 필름이 특별한 제한없이 사용될 수 있다.
본 발명의 편광판(300)은 화상표시장치에 유용하게 사용될 수 있다. 적용될 수 있는 화상표시장치로는 특정한 것으로 한정되지는 않으나, 구체적으로 입체화상구현용 또는 반투과형 액정디스플레이 장치, 유기 EL 디스플레이 장치 등이 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1-7 및 비교예 1-2
<배향막 형성용 조성물의 제조>
하기 표 1에 기재된 조성으로 광배향제, 접착력 강화제, 광개시제(Irgacure 907, BASF사 제조), 유기용매(톨루엔)을 혼합하여 배향막 형성용 조성물을 제조하였다(단위: g).
성분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2
광배향제 1.932 1.739 1.739 1.739 1.739 1.739 1.626 2.000 1.948
접착력
강화제		 화학식5 0.010 0.325
화학식7 0.209
화학식9 0.209
화학식11 0.209
화학식13 0.209
화학식15 0.209
광개시제 0.052 0.052 0.052 0.052 0.052 0.052 0.052 0.052
유기용매 98.000 98.000 98.000 98.000 98.000 98.000 98.000 98.000 98.000
<편광판의 제조>
실시예 1-7의 경우:
상기 제조된 조성물을 검화 처리하여 표면에 수산기가 도입된 Fuji사의 TAC Film에 도포하고 100℃에서 1분간 건조를 실시한 후, 1차 노광 및 2차 노광을 각각 실시하여 A 패턴과 B 패턴을 갖는 배향막을 생성하였다. 위 배향막 상에 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 액정성 화합물을 포함하는 경화형 액정 조성물(RMS)을 도포하고 60℃의 온도에서 1분간 건조시켜 위상차 필름을 제조하였다.
다음으로 또 다른 Fuji사의 TAC Film에 접착제를 도포한 후 폴리비닐알콜계 편광자를 접착하고, 편광자 위에 광경화형 접착제를 도포하였다.
다음으로, 전술한 위상차 필름의 액정층이 광경화형 접착제층에 접하도록 위상차 필름을 광경화형 접착제층 위에 적층하고, 노광하여 경화반응을 유도하고 건조하여 위상차 필름 일체형 편광판을 제조하였다.
비교예 1-2의 경우:
제조된 위상차 필름의 액정층 위에 접착제층을 형성한 것(도 1 참조)을 제외하고는, 상기 실시예 1-7과 동일한 방법으로 위상차 필름을 제조하였다.
또한, 편광자 위의 수계 접착제층 상에 TAC 필름을 접착시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1-7과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
다음으로 상기 제조된 편광필름을 상기 제조된 위상차 필름의 접착제층에 부착하여 편광판을 각각 제조하였다.
실험예
< 배향각 >
루케오사의 WPA-100L 장비로 제조된 편광판의 A, B Pattern중 A의 배향각을 측정하였다
◎ ; 45° ± 3 (A pattern 경우) , 135° ± 3 (B pattern 경우)
○ : 45° ± 6 미만 (A pattern 경우) , 135° ± 6 미만 (B pattern 경우)
X : 45° ± 6 이상 (A pattern 경우) , 135° ± 6 이상 (B pattern 경우)
< 위상차 >
Rr ; 비교예1에서 제조된 편광판의 위상차
Rs ; 당해 편광판의 위상차
◎ ; 0.97 < Rs/Rr < 1.03
○ : 0.95 < Rs/Rr < 0.97 또는 1.03 < Rs/Rr < 1.05
△ : 0.90 < Rs/Rr < 0.95 또는 1.05 < Rs/Rr < 1.1
× : Rs/Rr 1.1 이상 또는 Rs/Rr 0.90 이하
<배향막과 액정층간의 접착력>
생성된 패턴을 광학현미경을 통하여 평가하였을 때 아래와 같은 패턴상에 뜯김 현상 정도로 평가하였다.
◎ ; 패턴상 뜯김 없음
○ : 패턴상 뜯김 1~3개
△ : 패턴상 뜯김 4~8개
× : 패턴상 뜯김 8개 초과
<투과율>
상기에서 얻어진 편광판의 400㎚에서의 투과율(%)을 현미경 분광 측광 장치(OSP-SP200; OLYMPUS 사 제조)를 사용하여 측정하였다. 투과율은 100%에 근접할수록 양호하다.
◎: 투과율 99.5% 이상
○: 투과율 99% 이상 내지 99.5% 미만
△:투과율 98% 이상 내지 99% 미만.
×: 투과율 98% 미만.
<내수성>
23℃, 상대습도 55％의 환경하에서 24 시간 동안 방치한 각 편광판에 대해서, 이하의 내온수성 시험(온수 침지 시험)을 행하고, 내수성을 평가하였다.
우선, 편광판의 흡수축(편광자의 연신 방향)을 장변으로서 5cm×2cm의 스트립상으로 편광판을 절단하여 샘플로 하고, 그 장변 방향의 치수를 정확하게 측정하였다.
여기서 샘플은 편광자에 흡착된 요오드에 기인하여 전면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다.
도 3은, 내수성의 평가 시험 방법을 모식적으로 도시한 도면이고, (A)는 온수 침지 전의 샘플(1), (B)는 온수 침지 후의 샘플(1)을 나타내고 있다. 도 3(A)에 나타낸 바와 같이, 샘플의 한 단변측을 파지구(5)로 파지하고, 길이 방향의 8할 정도를 60 ℃의 수조에 침지하고, 4 시간 동안 유지하였다. 그 후, 샘플(1)을 수조로부터 취출하고, 수분을 닦아냈다.
온수 침지에 의해 편광판의 편광자(4)는 수축한다. 이 편광자(4)의 수축 정도를, 샘플(1)의 단변 중앙에서의 단부(1a)(투명 기재 필름의 끝)로부터 수축한 편광자(4)의 단부까지의 거리를 측정함으로써 평가하여, 수축 길이로 하였다.
또한, 도 3(B)에 도시한 바와 같이, 온수 침지에 의해 편광판의 중앙에 위치하는 편광자(4)가 수축됨으로써, 투명 기재 필름 사이에 편광자(4)가 존재하지 않는 영역(2)이 형성된다.
한편, 온수침지에 의해서, 온수에 접하는 편광자(4)의 주변부로부터 요오드가 용출되고, 샘플(1)의 주변부에 색이 빠진 부분(3)이 생긴다.
이 탈색 정도를 샘플(1)의 단변 중앙에서의 수축한 편광자(4)의 단부로부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리를 측정함으로써 평가하고, 요오드가 빠진 길이로 하였다. 상기 수축 길이와 요오드가 빠진 길이와의 합계를 총 침식 길이 X로 하였다. 즉, 총 침식 길이 X란, 샘플(1)의 단변 중앙에서의, 샘플(1)의 단부 (1a)( 투명 기재 필름의 끝)로부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리이다.
수축 길이, 요오드가 빠진 길이 및 총 침식 길이 X가 작을수록, 물 존재하에서의 접착성(내수성)이 높다고 판단할 수 있다. 그리고, 총 침식 길이 X에 따라서 이하의 4단계로 평가하였다.
◎: 총 침식 길이 X가 2 mm 미만.
○: 총 침식 길이 X가 2 mm 이상 3 mm 미만.
△: 총 침식 길이 X가 3 mm 이상 5 mm 미만.
×: 총 침식 길이 X가 5 mm 이상.
<편광도>
(A) 크로스니콜 투과율 TD (λ), 병렬 투과율 MD (λ)
닛본 분꼬(주) 제조의 "V-7100"형 자외 가시 분광 광도계에 연결한 시료실의 측정 광출사광부에, 특정 진동 방향의 편광광을 출사하도록 글란-테일러(Glan Taylor) 프리즘을 설치하였다.
그 출사 편광된 광의 광로 상에 편광판 샘플을 편광된 광이 수직으로 입사하도록 배치하고, 편광된 광의 투과율이 최소가 되는 방향으로 설정하여, 가시광범위 내의 각 파장λ에서의 투과율을 구하였다. 이것이 흡수축 방향의 직선 편광의 투과율, 즉 크로스니콜 투과율 TD(λ)가 된다.
이어서, 이 샘플을 샘플 면내에서 90°회전시키고, 다시 가시광 범위 내의 각 파장 λ에서의 투과율을 구하였다. 이것이 투과축 방향의 직선편광의 투과율, 즉 병렬 투과율 MD(λ)가 된다.
(B) 시감도 보정 편광도 Py
상기 (A)에서 측정한 TD(λ) 및 MD(λ)를 이용하여, 각 파장λ에서의 편광도 Py(λ)를 하기 수학식에 의해 구하였다.
Py(λ)=〔MD(λ)-TD(λ)〕/〔MD(λ)+TD(λ)〕×100
이어서, 이와 같이 하여 구해진 편광도 Py(λ)에 대해서, JIS Z 8701에 준하여 C 광원 2°시야에 있어서의 자극값 Y에 의한 중량 평균을 행하고, 시감도 보정 편광도 Py를 구하였다. 결과를 이하의 3단계로 평가하였다.
○: Py가 99.996 ％ 이상.
△: Py가 99.993 ％ 초과 99.996 ％ 미만.
×: Py가 99.993 ％ 이하.
평가항목 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2
배향각(A 패턴) ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
배향각(B 패턴) ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
위상차(A 패턴) ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
위상차(B 패턴) ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
층간 접착력 △ ○ ◎ ○ △ △ ◎ × ×
투과율 ○ ○ ◎ ○ ○ ○ ◎ × ×
내수성 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
편광도 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
위 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들의 편광판은 비교예들의 편광판과 동일하거나 유사한 배향각, 위상차 성능, 내수성 및 편광도를 발휘하는 것을 알 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 실시예들의 위상차 필름 일체형 편광판은 배향막과 액정층간의 층간 접착력이 비교예들보다 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 편광판은 비교예들의 편광판보다 투과율이 매우 높은 것을 알 수 있다. 이는 실시예들의 편광판이 비교예들의 편광판과는 달리 판 내부에 투명 기재 필름을 갖고 있지 않음에서 기인한 것으로 판단된다.
1: 샘플 1a: 샘플(1)의 단변 중앙에서의 단부
2: 투명 기재 필름 사이에 편광자가 존재하지 않는 영역
3: 편광판 주변부의 색이 빠진 부분
4: 수축한 편광자 5: 파지구

Claims (19)

  1. 편광자층;
    상기 편광자층의 적어도 일면에 형성된 광경화형 접착제층; 및
    액정층, 배향막 및 기재가 순서대로 접하고 있는 구조를 포함하고 상기 액정층이 상기 광경화형 접착제층에 접착되는 위상차 필름;
    을 구비하며,
    상기 배향막은 상기 기재 표면의 반응성기 및 상기 액정층의 액정성 화합물의 반응성기와 각각 결합될 수 있는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하는 접착력 강화제를 포함하는 배향막 형성용 조성물로 형성된 편광판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 접착력 강화제는 하기 화학식 1 내지 4의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 것인 배향막 형성용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00030

    (식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
    R3 및 R7은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R4 및 R6은 서로 독립적으로 아미드기, 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R5는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
    [화학식 2]
    Figure pat00031

    (식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
    R9 및 R11은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R10은 (a)
    Figure pat00032
    또는 (b)
    Figure pat00033
    이고, E1 및 E3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고, E2는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
    [화학식 3]
    Figure pat00034

    (식 중, R12는 수소 또는 메틸기이고,
    R13은 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임) 및
    [화학식 4]
    Figure pat00035

    (식 중, R14는 수소 또는 메틸기이고,
    R15는 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 접착력 강화제는 상기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나와 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 혼합물인 편광판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 배향막은 신나메이트기를 포함하는 고분자를 광배향제로 포함하는 편광판.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 광배향제 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 20 중량부의 접착력 강화제를 포함하는 편광판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 기재 표면의 반응성기는 수산기, 티올기, 카르복시기, (메타)아크릴레이트기, 아민기 및 에폭시기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 편광판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 검화 처리, 프라이머 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 및 코팅 처리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 처리로 표면처리된 것인 편광판.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 원격 플라즈마(Remote plasma) 처리, 직접 플라즈마(Direct plasma) 처리 및 단량체 플라즈마(Monomer plasma) 처리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 편광판.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 배향막은 상기 기재와 우레탄 결합, 티올렌 결합 또는 탄소-탄소 포화결합에 의해 접합된 편광판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 우레탄 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 이소시아네이트기와 상기 기재의 수산기, 티올기, 카르복시기, 아민기 또는 에폭시기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 티올렌 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 (메타)아크릴레이트기와 상기 기재의 티올기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 탄소-탄소 포화 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 (메타)아크릴레이트기와 상기 기재의 (메타)아크릴레이트기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 액정층은 탄소-탄소 불포화 결합, 수산기, 에폭시기 또는 시아노기를 갖는 액정성 화합물로 형성된 것인 편광판.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 배향막은 상기 액정층과 우레탄 결합 또는 탄소-탄소 포화 결합으로 접합된 편광판.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 우레탄 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 이소시아네이트기와 상기 액정층의 액정성 화합물의 수산기, 에폭시기 또는 시아노기의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 탄소-탄소 포화 결합은 상기 배향막의 상기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물의 (메타)아크릴레이트기와 상기 액정층의 액정성 화합물의 탄소-탄소 불포화 결합의 반응에 의해 형성되는 것인 편광판.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화형 접착제층과 상기 액정층은 탄소-탄소 포화 결합으로 접합된 편광판.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 위상차 필름은 광축의 방향이 서로 다른 제1 패턴과 제2 패턴을 구비한 패턴화된 위상차 필름인 편광판.
  19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항의 편광판을 구비한 화상표시장치.
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