KR20130072920A

KR20130072920A - 점착제 조성물 및 이를 포함하는 편광판

Info

Publication number: KR20130072920A
Application number: KR1020110140543A
Authority: KR
Inventors: 정진석; 김인기; 김민석
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-07-02

Abstract

본 발명은 액정셀의 상부에 접합하는 상부편광판의 점착제와 액정셀의 하부에 접합하는 하부편광판의 점차제의 탄성율을 조절하여 가혹조건에서의 빛샘 및 패널이 휘는 현상을 방지하고, 신뢰성이 우수한 점착제와 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.

Description

점착제 조성물 및 이를 포함하는 편광판 {ADHESIVE COMPOSITION AND POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 편광판의 상부와 하부 점착제의 탄성율을 조절하여 가혹조건에서의 빛샘 및 패널이 휘는 현상을 방지하고, 신뢰성이 우수한 점착제 조성물 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 일정하게 배열되어 있는 액정층과 투명 전극층을 포함하는 투명한 유리판 또는 플라스틱계 판상소재로 구성되어 있는 액정셀을 기준으로 하여 접착제층 또는 점착제층에 의해 합체되어 있는 편광판을 포함한다. 또한, 액정표시장치의 기능을 향상시키기 위하여 위상차판, 광시야각 보상판, 휘도향상 필름 등이 더 포함된다.

또한, 편광판은 일정한 방향으로 연신되고 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 편광자(또는 ‘편광필름’이라고 함)와 상기 편광자의 양면을 보호하기 위하여 적층된 편광자 보호필름을 포함한다. 구체적으로, 편광자의 한 면에는 트리아세틸셀룰로오스계(Triacetyl cellulose, TAC) 등의 편광자 보호필름과 상기 보호필름 상에 액정셀과 접합하게 되는 점착제층과 이형필름이 차례대로 구비되고, 다른 한 면에는 편광자 보호필름과 표면보호필름이 차례대로 적층된 다층으로 구성된다.

일반적으로 액정셀과의 접합을 위한 점착제는 내열성, 내습열성과 같은 내구성과 리워크성을 동시에 만족시켜야 하나, 이들 물성을 만족시키기 위해 요구되는 점착제의 특성이 서로 상충되기 때문에 현재까지 이들 모두를 만족시키는 것은 완전히 해결되지 못하고 있다.

또한, 기존에는 편광자의 상측면과 하측면의 탄성율이 비슷한 점착제를 사용하였으나, 이 경우 가혹 조건에서의 빛샘 및 패널이 휘어지는 현상이 생기는 문제점이 있었다.

본 발명은 액정셀의 상부에 접합하는 상부편광판의 점착제와 액정셀의 하부에 접합하는 하부편광판의 점차제의 탄성율을 조절하여 가혹조건에서의 빛샘 및 패널이 휘는 현상을 방지하고, 신뢰성이 우수한 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 점착제 조성물로 이루어진 점착제층이 적층된 편광판을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 의한 편광판은 액정셀의 상부에 위치하는 상부편광판, 상기 액정셀의 하부에 위치하는 하부편광판, 상기 액정셀과 상기 상부편광판을 접합하는 상부편광판 점착제 및 상기 상부편광판 점착제의 탄성율보다 높은 탄성율을 갖고, 상기 액정셀과 상기 하부편광판을 접합하는 하부편광판 점착제를 포함한다.

본 발명의 점착제 조성물을 포함하는 편광판은 가혹조건에서의 빛샘 및 패널이 휘는 현상을 방지하고, 신뢰성이 우수하다.

도 1은 본 발명에 의한 편광판을 포함하는 표시 장치에 관한 도면이다.

상기 상부편광판 점착제의 저장탄성율은 0.05Mpa이하일 수 있다.

상기 하부편광판 점착제의 저장탄성율은 0.05Mpa 보다 클 수 있다.

상기 상부편광판 점착제의 두께는 10㎛ 내지 25㎛일 수 있다.

상기 하부편광판 점착제의 두께는 15㎛내지 25㎛일 수 있다.

상기 상부편광판의 두께는 70㎛ 내지 110㎛일 수 있다.

상기 하부편광판의 두께는 110㎛ 내지 180㎛일 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

액정셀(50)을 기준으로 디스플레이가 표시되는 액정셀(50)의 상부에는 상부편광판(10)이 배치되며, 이때 상부편광판 점착제(30)로 상부편광판(10)과 액정셀(50)을 접합한다. 액정셀(50)의 하부에는 하부편광판(20)이 배치되며, 이때 하부편광판 점착제(40)는 하부편광판(20)과 액정셀(50)을 접합한다.

편광필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐 및 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산 비닐에 공중합되는 다른 단량체로서는, 예를 들면 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰％ 정도이고, 바람직하게는 98 내지 100몰％ 정도이다. 이 폴리비닐알코올계 수지는 또한 변성되어 있을 수도 있고, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 또한, 이 폴리비닐알코올계 수지는, 그의 중합도가 통상 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 중합도 1,500 내지 5,000 정도이다.

이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막 형성한 것이 편광 필름의 원반(原反) 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 막 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법으로 막 형성할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 원반 필름의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 5 ㎛ 내지 150 ㎛ 정도, 바람직하게는 10㎛ 내지 150㎛ 정도이다.

요오드계 편광 필름은, 이러한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드로 염색하여 상기 요오드를 흡착시키는 공정, 요오드가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정,및 이 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 경유하여 제조된다.

일축 연신은 요오드 염색 전에 행할 수도 있고, 요오드 염색과 동시에 행할 수도 있으며, 요오드 염색 후에 행할 수도 있다. 일축 연신을 요오드 염색 후에 행하는 경우에는, 이 일축 연신은 붕산 처리 전에 행할 수도 있고, 붕산 처리 중에 행할 수도 있다. 물론, 이들 복수개의 단계에서 일축 연신을 행하는 것도 가능하다. 일축 연신할 때에는 주속(周速)이 다른 롤 사이에서 일축으로 연신할 수도 있고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신할 수도 있다. 또한, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신일 수도 있고, 용제로 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신일 수도 있다. 연신 배율은 통상 4 내지 8배 정도이다.

폴리비닐알코올계 수지 필름에의 요오드의 흡착은 요오드를 포함하는 수용액, 통상 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 수용액에, 이 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색함으로써 행해진다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 상기 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다. 요오드 및 요오드화칼륨을 포함하는 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 물 100 중량부당 0.01 내지 1 중량부 정도이고, 요오드화칼륨의 함유량은 물 100 중량부당 0.5 내지 20 중량부 정도이다. 이 수용액의 온도는 20 내지 40 ? 정도이고, 이 수용액에의 침지 시간은 20 내지 1,800 초 정도이다.

요오드 염색 후의 붕산 처리는 요오드에 의해 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 수용액에 있어서의 붕산의 함유량은 물 100중량부당 통상 2 내지 15중량부 정도, 바람직하게는 5 내지 12중량부 정도이다. 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 수용액이 요오드화칼륨을 함유하는 경우, 그 요오드화칼륨의 양은 물 100중량부당 통상 40중량부 이하, 바람직하게는 30중량부 이하이다. 또한, 이 요오드화칼륨은 물 100 중량부당 0.1중량부 이상, 또한 1중량부 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 붕산 수용액에의 침지 시간은 통상 60 내지 1,200초 정도, 바람직하게는 150 내지 600초 정도, 더욱 바람직하게는 200 내지 400초 정도이다.

붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행해진다. 수세 후에는 건조 처리가 실시되고, 요오드가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지 필름, 즉 요오드계 편광 필름이 얻어진다.

얻어지는 편광 필름은 그의 한면 또는 양면에 보호 필름을 적층하여 편광판으로 만든다. 보호 필름으로서는, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스아세테이트 수지 필름, 아크릴 수지 필름, 폴리에스테르 수지 필름, 폴리아릴레이트 수지 필름, 폴리에테르술폰 수지 필름, 노르보르넨과 같은 환상 올레핀을 단량체로 하는 환상 폴리올레핀 수지 필름 등을 들 수 있다. 보호 필름의 두께는 통상 10㎛ 내지 200㎛ 정도이다.

보호 필름을 양면에 적층하는 경우에는 양면의 보호필름이 동일한 기재이어도 무방하고, 각기 상이한 기재이어도 무방하다.

또한, 이 편광판은 한쪽 표면, 즉 보호 필름의 노출면에 반사 방지층이나 방현층, 하드 코팅층, 접착층 등 공지된 각종 기능성층을 가질 수도 있다.

상기 요오드계 편광필름과 상기 보호필름을 적층하는 단계에서는 접착제를 사용하여 적층한다. 상기 편광 필름과 투명 보호 필름의 접착 처리에서는 접착제를 사용할 수 있다. 접착제로서는 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐 알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐 폴리머계 라텍스형 접착제, 수용성 폴리에스테르계 접착제 등을 언급할 수 있다. 상기 접착제는 일반적으로 수용액을 포함하는 접착제로서 사용되며, 일반적으로 0.5 내지 60중량%의 고형분을 포함한다.

접착제의 도포는 보호 필름이나 요오드계 편광 필름 중 하나에 수행할 수 있고 그들 양쪽에 수행할 수도 있으며, 일반적으로 접착 후에 건조 처리를 실시하여 도포된 건조층을 포함하는 접착층을 형성한다. 편광 필름과 투명 보호 필름의 접착 처리는 롤 라미네이터 등을 사용하여 수행할 수 있다. 접착층의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 대략 0.1 내지 5㎛ 이다

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

점착제층의 제조

본 발명에 사용되는 점착제층의 제법은 특별히 제한되지 않고 공지의 방법대로 제작할 수 있다. 단, 상부 편광판에 사용될 점착제의 경우 저장탄성율이 0.01~0.05Mpa이 되는 점착제 조성물을 사용한다. 하부 편광판에 사용할 점착제는 0.05Mpa 내지 0.1Mpa의 저장탄성율을 갖도록 한다.

점착제의 탄성율을 조정하기 위해 주폴리머와 가교제의 조합, UV경화 등의 방법을 사용 할 수 있다. 또한, 동일한 조성에서 점착제의 코팅 두께를 조절하여 제작할 수 있다.

내구신뢰성

상기 실시예1에서 제조된 점착제가 코팅된 편광판(196mm X 116mm)을 유리기판 (200mm x 120mm x 0.7mm)에 양면으로 광학흡수축이 크로스된 상태로 부착시켰다. 이 시편들을 내습열 특성을 파악하기 위하여 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건하에서 750hr 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다. 내열특성은 80?의 온도에서 750hr동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다. 신뢰성에 대한 평가기준은 다음과 같다.

○: 기포나 박리현상 없음

△: 기포나 박리현상 약간 발생

×: 기포나 박리현상 다량 발생

광투과 균일성(빛샘)

상기와 동일한 시편을 사용하여 광투과도의 균일성을 조사하기 위하여 백라이트를 이용하여 암실에서 빛이 새어 나오는 부분이 있는지를 관찰 하였다. 광투과 균일성을 시험하는 방법으로는 점착 코팅된 연신 방향이 0°인 상부 편광판 (196mm x 116mm)과 점착 코팅된 연신 방향이 90°인 하부 편광판(196mm x 116mm)을 유리기판 (200mm x 120mm x 0.7mm)에 광축을 교차하여 양면에 부착하였다. 이 시편은 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건에서 250hr 또는80℃의 온도에서 250hr 동안 방치 한 후 상온에서 꺼내어 방부 편광판을 윗쪽으로 하게 놓고 시료의 사면을 누른 후(액정 패널의 탑 케이스와 유사하게) 관찰하는 방법을 채택 하였다. 광투과도의 균일성은 다음과 같은 기준으로 평가 하였다.

○: 광투과성의 불균일현상 육안으로 판단하기 어려움

△: 광투과성의 불균일현상 약간 있음

× : 광투과성의 불균일현상 다량 있음

Glass 휨

상기와 동일한 시편을 사용하여, galss휨을 확인하는 방법으로는 점착 코팅된 연신 방향이 0°인 상부 편광판 (196mm x 116mm)과 점착 코팅된 연신 방향이 90°인 하부 편광판(196mm x 116mm)을 유리기판 (200mm x 120mm x 0.7mm)에 광축을 교차하여 양면에 부착하였다. 이 시편은 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건에서 250hr 또는80℃의 온도에서 250hr 동안 방치 한 후 상온에서 꺼내어 방부 편광판을 윗쪽으로 하게 놓고 3차원 측정기를 사용하여 Z(높이)를 측정하여 휘어짐 정도를 평가 하였다.

○: 기준점으로부터 휘어진 정도가 0.1mm이하

△: 기준점으로부터 휘어진 정도가 0.1mm내지 0.5mm 이하

× : 기준점으로부터 휘어진 정도가 0.5mm 이상.

실시예 2~3 및 비교예1~2

상기 하기 표 1과 같은 점착제층을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 또한 제조한 편광판을 이용하여 점착제의 두께, 내구신뢰성, 빛샘, 휨을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	점착제두께(um)		저장탄성율 (G, Mpa)		내구 신뢰성	빛샘	glass 휨
구분	상부 편광판	하부 편광판	상부 편광판	하부 편광판	750hr	250hr	250hr
실시예1	10um	20um	0.05Mpa	0.7Mpa	○	○	○
실시예2	15um	20um	0.05Mpa	0.7Mpa	○	○	○
실시예3	20um	20um	0.04Mpa	0.7Mpa	○	△	△
비교예1	25um	20um	0.04Mpa	0.7Mpa	○	△	ⅹ
비교예2	25um	25um	0.04Mpa	0.7Mpa	○	ⅹ	○

10 : 상부편광판
20 : 하부편광판
30 : 상부편광판 점착제
40 : 하부편광판 점착제
50 : 액정셀

Claims

액정셀의 상부에 위치하는 상부편광판;
상기 액정셀의 하부에 위치하는 하부편광판;
상기 액정셀과 상기 상부편광판을 접합하는 상부편광판 점착제; 및
상기 상부편광판 점착제의 탄성율보다 높은 탄성율을 갖고, 상기 액정셀과 상기 하부편광판을 접합하는 하부편광판 점착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서, 상기 상부편광판 점착제의 저장탄성율은 0.05Mpa이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
제2항에 있어서,
상기 하부편광판 점착제의 저장탄성율은 0.05Mpa 보다 큰 것을 특징으로 하는 편광판.
제3항에 있어서,
상기 상부편광판 점착제의 두께는 10㎛ 내지 25㎛인 것을 특징으로 하는 편광판.
제4항에 있어서,
상기 하부편광판 점착제의 두께는 15㎛내지 25㎛인 것을 특징으로 하는 편광판.
제3항에 있어서,
상기 상부편광판의 두께는 70㎛ 내지 110㎛인 것을 특징으로 하는 편광판.
제6항에 있어서,
상기 하부편광판의 두께는 110um 내지 180um인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항 내지 제7항에 있어서,
상기 상부편광판과 상기 하부편광판 사이에 배치되는 액정셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.