KR20130139134A - 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재 - Google Patents

접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 (A)(메타)아크릴계 라디칼 화합물, (B)에폭시계 양이온 화합물, (C)페녹시 수지 및 (D)광 개시제를 포함하는 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재에 관한 것이다.

Description

접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재{ADHESIVE COMPOSITION, POLARIZING PLATE USING THE SAME, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND OPTICAL MEMBER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 PVA 등으로 제조된 편광자를 보호필름의 편면 또는 양면에 접착하는 접착제층으로 높은 가교 밀도로 접착력과 신뢰성이 높고, 응집력, 내구성 및 내수성이 우수한 접착제층을 구현할 수 있고, 도공성이 우수한 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재에 관한 것이다.
편광판용 접착제는 PVA 필름을 포함하는 편광자의 편면 또는 양면에 보호필름을 접착하는데 사용된다. 이러한 편광판용 접착제로 친수성 및 수용성의 수계 PVA 접착제가 널리 이용되고 있다. 그러나, 수계 접착제를 이용하여 제조된 편광판은 백라이트의 열에 의해 편광판의 치수가 변하고, 그 치수 변화에 기인한 뒤틀림이 화면의 일부에 국재화(局在化)된다. 그 결과, 본래의 화면 전체가 검게 표시되어야 하는 경우에, 부분적으로 빛이 새어 버리는, 소위 빛샘(얼룩)이 현저해져 버리는 문제점이 있다. 그래서, 수계 접착제 대신에 양이온 중합성 자외선 경화형 접착제를 사용하는 것이 제안되고 있다(예:일본공개특허 제2008-233874호 등).
그러나, 양이온 중합성 자외선 경화형 접착제는, 자외선 조사 후에 암반응(후중합)이 일어나므로, 경화물을 권취 롤 형상으로 하는 경우에, 보관시 쉽게 말린다는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 양이온 중합성 자외선 경화형 접착제는, 경화시의 습도의 영향을 받기 쉬우며, 경화 상태의 편차가 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 그러므로, 균일한 경화 상태를 발현시키기 위해서는, 환경 습도는 물론, PVA계 편광자의 함수율을 엄격히 관리해야 할 필요가 있다.
편광판의 사용 환경이 더욱 가혹지고 있는 오늘날, 종래의 편광판보다 더 우수한 내습열성을 가지며, 접착력과 신뢰성이 높고, 응집력, 내구성 및 내수성이 우수한 접착제층을 갖는 편광판이 요망되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 편광자를 보호필름의 편면 또는 양면에 접착하는 접착제층으로 높은 가교 밀도로 접착력과 신뢰성이 높은 접착제층을 구현할 수 있는 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 응집력, 내구성 및 내수성이 우수한 접착제층을 구현할 수 있는 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 내습열성을 갖는 접착제층을 구현할 수 있는접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 접착제 조성물을 사용한 접착제층을 포함하고, 접착력과 신뢰성이 높고, 응집력, 내구성, 내수성 및 내습열성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 접착제 조성물 또는 편광판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 편광판을 포함하는 광학 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 접착제 조성물은 (A)(메타)아크릴계 라디칼 화합물, (B)에폭시계 양이온 화합물, (C)페녹시 수지 및 (D)광 개시제를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 접착제 조성물의 제조 방법은 (메타)아크릴계 라디칼 화합물, 에폭시계 양이온 화합물, 및 광 개시제를 혼합하고, 그리고 페녹시 수지를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 편광판은 편광자, 상기 편광자의 편면 또는 양면에 접착제층에 의해 적층된 보호필름을 포함하고, 편광판은 60도의 항온수에서 2시간 동안 침지시켰을 때 편광자 일 말단의 수축 길이의 최대값이 2mm 이하가 될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 접착제층은 상기 접착제 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 광학 부재는 상기 접착제층 또는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 편광자를 보호필름의 편면 또는 양면에 접착하는 접착제층으로 높은 가교 밀도로 접착력과 신뢰성이 높은 접착제층을 구현할 수 있고, 응집력, 내구성 및 내수성이 우수하며, 내습열성이 우수한 접착제층을 구현할 수 있는 접착제 조성물을 제공하였다. 본 발명은 상기 접착제 조성물을 사용한 접착제층을 포함하고, 접착력과 신뢰성이 높고, 응집력, 내구성, 내수성 및 내습열성이 우수한 편광판을 제공하였다. 본 발명은 상기 접착제 조성물 또는 편광판의 제조 방법 및 상기 편광판을 포함하는 광학 부재를 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 구체예의 편광판의 단면도를 나타낸 것이다.
100:편광판, 10:편광자, 20,30:보호필름, 40,50:접착제층
본 발명의 일 관점인 접착제 조성물은 (A)(메타)아크릴계 라디칼 화합물, (B)에폭시계 양이온 화합물, (C)페녹시 수지, 및 (D)광 개시제를 포함한다.
본 명세서에서 '화합물'은 모노머, 올리고머, 수지 등을 포함할 수 있다.
( 메타 )아크릴계 라디칼 화합물
(메타)아크릴계 라디칼 화합물은 편광자의 수분에 의한 반응 저해를 받지 않고 높은 반응성을 가진다. 또한, 경화 과정에서 편광자 또는 보호필름의 각 계면과의 접착성 및 활성화된 에폭시계 양이온 화합물과의 사슬 이동 결합을 할 수 있다.
상기 라디칼 화합물은 1개 이상의 친수성기를 갖는 (메타)아크릴계 화합물을 사용할 수 있다. 친수성기는 수산기, 카르복시기 또는 이들의 혼합이 될 수 있고, 바람직하게는 수산기가 될 수 있다.
상기 라디칼 화합물은 편광판 접착제의 구조적 유연성 측면에서 다관능 보다는 단관능인 것을 사용할 수 있다.
상기 라디칼 화합물은 1개 이상의 친수성기를 갖는 탄소수 1-20의 알킬기, 1개 이상의 친수성기를 갖는 탄소수 3-20의 지환족기, 또는 1개 이상의 친수성기를 갖는 탄소수 6-20의 아릴기를 갖는 (메타)아크릴레이트가 될 수 있다.
구체예에서, 상기 라디칼 화합물은 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노 (메타)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시부틸 (메타)아크릴레이트 및 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
(메타)아크릴계 라디칼 화합물은 상기 (A)+(B)+(C) 100중량부 중 1-86중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 응집력 저하로 접착성이 저하되지 않고, 모듈러스 저하에 의한 tack성이 발생하지 않아 신뢰성이 저하되지 않으며, 온수 침지 시에 편광자가 탈색되지 않아 내수성이 좋을 수 있다. 바람직하게는 10-77.5중량부, 더 바람직하게는 19.85-49.85중량부로 포함될 수 있다.
에폭시계 양이온 화합물
에폭시계 양이온 화합물은 편광자와 보호필름 간의 접착력을 부여하고 에폭시 자체의 구조적 강인함으로 고신뢰성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 (메타)아크릴계 라디칼 화합물과 물리적인 분자쇄의 꼬임 및 친수성기와의 사슬 이동 결합에 의해 응집력을 제공할 수 있다.
에폭시계 양이온 화합물은 지환족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물, 지방족 에폭시계 화합물, 수소화 에폭시계 화합물, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
지환족 에폭시계 화합물은 지환식 고리에 1개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이 될 수 있다. 지환족 에폭시계 화합물은 지환족 디에폭시 카르복실레이트가 될 수 있다. 구체예에서, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산-메타-디옥산, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실)아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실-3',4'-에폭시-6'-메틸시클로헥산카르복실레이트, ε-카프로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 트리메틸카프로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, β-메틸-δ-발레로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3'4,'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산), 에틸렌글리콜의 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 에폭시시클로헥사히드로프탈산디옥틸, 에폭시시클로헥사히드로프탈산 디-2-에틸헥실 등을 들 수 있다.
방향족 에폭시계 화합물은 비스페놀 A, F, 및 페놀 노블락, 크레졸 노블락, 비스페놀 A-노블락, 다이클로로펜타디엔 노블락, 트리페놀메탄의 글리시딜 에테르, 트리글리시딜 파라아미노페놀, 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린 등이 될 수 있다.
지방족 에폭시계 화합물은 구체예로서 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린트리글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르류; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥시드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르류; 지방족 장쇄 이염기산의 디글리시딜에스테르류; 지방족 고급 알코올의 모노글리시딜에테르류; 고급 지방산의 글리시딜에테르류; 에폭시화 대두유; 에폭시스테아르산부틸; 에폭시스테아르산옥틸; 에폭시화아마인유; 에폭시화 폴리부타디엔 등을 들 수 있다.
수소화 에폭시계 화합물은 방향족 에폭시 수지를 촉매 존재 하에 가압 하에서 선택적으로 수소화 반응을 행하여 얻어지는 수지를 의미한다. 상기 방향족 에폭시 수지로는 예를 들면, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르, 비스페놀 S의 디글리시딜 에테르 등과 같은 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락에폭시 수지와 같은 노볼락형 에폭시 수지; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜 에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜 에테르, 에폭시화 폴리비닐 페놀과 같은 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 방향족 에폭시 수지의 모핵 수소 첨가 물이 수소화 에폭시 수지가 되지만, 이 중에서 수소화한 비스페놀 A의 글리시딜 에테르를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 에폭시계 양이온 화합물은 상기 (A)+(B)+(C) 100중량부 중 10-95중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자와 보호필름의 접착력이 좋고, 접착제 조성물의 점도가 과도하게 상승하지 않으며, 높은 모듈러스로 brittle한 특성에 의한 재단성 저하 문제가 발생하지 않을 수 있다. 바람직하게는 20-87.5중량부, 더 바람직하게는 50-80중량부로 포함될 수 있다.
(메타)아크릴계 라디칼 화합물 및 에폭시계 양이온 화합물은 상기 (A)+(B) 100중량부 중 (A) : (B)는 10:90 ~ 50:50(중량비)인 것이 바람직하다. 상기 범위에서, 편광자와 보호필름의 접착력과 고신뢰성의 효과가 있을 수 있다.
(메타)아크릴계 라디칼 화합물 및 에폭시계 양이온 화합물은 상기 (A)+(B) 100중량부 중 (A)는 0.01-59중량%, (B)는 41-99.9중량%가 바람직하다. 상기 범위에서, 편광자와 보호필름의 접착력과 고신뢰성의 효과가 있을 수 있다.
페녹시 수지
페녹시 수지는 (메타)아크릴계 라디칼 화합물 및 에폭시계 양이온 화합물에 첨가되어 경화 구조에 물리적 응집력을 향상시키는 효과를 제공한다. 즉, 본 발명의 접착제 조성물은 (메타)아크릴계 라디칼 화합물이 광 개시제 특히, 광 라디칼 개시제에 의해 경화되고, 에폭시계 양이온 화합물이 광 개시제 특히, 광 양이온 개시제에 의해 경화되며, 얻은 경화된 산물에 상기 페녹시 수지는 물리적 꼬임을 부가하여 응집력을 높일 수 있다.
또한, 일반적으로 페녹시 수지는 용매에 용해시켜 접착제 조성물에 포함되지만, 본 발명의 접착제 조성물은 (메타)아크릴계 라디칼 화합물과 에폭시계 양이온 화합물이 페녹시 수지를 위한 용매 역할을 수행하므로, 무용제 타입(용제를 포함하지 않음)의 조성물이다.
상기 페녹시 수지는 연화 온도(softening point)가 0-200도(바람직한 범위 100-200도), 유리전이온도(Tg)는 0-200도(바람직한 범위 50-100도), 중량평균분자량이 100-200만g/mol(바람직한 범위 3만-6만g/mol)이 될 수 있다. 상기 범위에서 높은 가교밀도와 응집력 상승에 기인하여 접착력과 신뢰성의 상승 효과를 갖는다.
상기 페녹시 수지는 하기 광 개시제에 의해 경화 반응이 일어나지 않는 비경화성 타입의 페녹시 수지라면 특별히 제한되지 않는다.
구체예에서, 페녹시 수지는 비스페놀 A 반복 구조를 갖는 하기 화학식 1의 수지를 사용할 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00001
(상기에서, R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8은 동일하거나 또는 다르고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1-10의 알킬기, 탄소수 6-20의 아릴기, 탄소수 5-20의 시클로알킬기 또는 니트로기이고,
R9,R10,R11,R12,R13,R14는 동일하거나 또는 다르고, 각각 독립적으로 수소 또는 수산기이고, R9,R10,R11,R12,R13,R14 중 적어도 하나 이상은 수산기이고,
X1은 단일결합, 탄소수 1-5의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기이고,
Z는 수산기 또는 에폭시기이고,
n은 30-400의 정수이다)
상기 페녹시 수지는 상기 (A)+(B)+(C) 100중량부 중 0.1-5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 접착제 조성물의 점도가 과도하게 상승하여 도공성이 불리하게 되는 문제점이 없다. 바람직하게는 0.15-2.5중량부로 포함될 수 있다.
광 개시제
광 개시제는 광 라디칼 개시제, 광 양이온 개시제 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
광 개시제는 상기 (A)+(B)+(C) 100중량부에 대하여 0.1-10중량부로 포함될 수 있다. 더 바람직하게는 0.1-2.5중량부로 포함될 수 있다.
광 라디칼 개시제는 광경화성 반응을 수행할 수 있는 통상의 광 라디칼 개시제를 제한없이 포함한다.
예를 들면, 광 라디칼 개시제는 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 옥심계 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체예에서, 비스벤조일페닐 포스핀옥시드, 벤조일디페닐 포스핀옥시드 또는 이들의 혼합물인 인계 광 라디칼 개시제를 사용할 수 있다.
광 라디칼 개시제는 상기 (A)+(B)+(C) 100중량부에 대하여 0.1-6중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, (메타)아크릴계 라디칼 화합물의 중합이 충분히 될 수 있고 잔량의 개시제가 남는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 0.1-1중량부로 포함될 수 있다.
광 양이온 개시제는 광경화성 반응을 수행할 수 있는 통상의 광 양이온 개시제를 사용할 수 있다.
예를 들면, 오늄 이온인 양이온과 음이온의 오늄염을 사용할 수 있다. 오늄 이온의 구체예로서는 디페닐요오드늄, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)-페닐]술피드, 비스[4-(디(4-(2-히드록시에틸)페닐)술포니오)-페닐]술피드, η5-2,4-(시클로펜타디에닐)[1,2,3,4,5,6-η]-(메틸에틸)-벤젠]-철(1+) 등을 들 수 있다.
음이온의 구체예로서는, 테트라플루오로보레이트(BF4-), 헥사플루오로포스페이트(PF6-), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6-), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6-), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6-) 등을 들 수 있다.
광 양이온 개시제는 상기 (A)+(B)+(C) 100중량부에 대하여 0.1-5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 에폭시계 양이온 화합물의 중합이 충분히 될 수 있고 잔량의 개시제가 남는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 0.1-3중량부로 포함될 수 있다.
접착제 조성물은 상기 (메타)아크릴계 라디칼 화합물, 에폭시계 양이온 화합물, 광 개시제를 혼합하고, 그리고 페녹시 수지를 첨가하여 제조할 수 있다.
접착제 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 이온계 도전제, 도전성 금속 산화물 미립자 등의 도전성 부여 첨가제, 광확산성 부여 첨가제, 점도 조절제 등을 포함할 수 있다.
접착제 조성물은 상술한 성분을 배합한 것이지만, 25도 점도는 150cPs 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 접착제 조성물의 도공성이 좋을 수 있다. 바람직하게는 점도는 1-135cPs, 더 바람직하게는 40-135cPs가 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 편광판은 상기 접착제 조성물로 형성된 접착제층을 포함할 수 있다. 도 1은 본 발명의 편광판 단면도를 나타낸 것이다. 도 1과 같이, 편광판(100)은 보호필름(20), 편광자(10) 및 보호필름(30)이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 보호필름과 편광자 사이에는 상기 접착제 조성물로 형성된 접착제층(40,50)이 형성될 수 있다.
도 1은 편광자의 양면에 본 발명의 접착제 조성물로 형성된 접착제층이 형성된 경우를 도시하였다. 그러나, 본 발명의 접착제 조성물로 형성된 접착제층은 편광자의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. 편광자의 양면에 형성된 접착제층은 동일하거나 또는 다를 수 있다.
편광자는 폴리비닐알코올계 수지로 된 필름으로부터 제조될 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 또는 에틸렌 초산 비닐 공중합체의 검화물 등을 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지로 된 필름의 검화도는 99 이상, 바람직하게는 99-99.5, 중합도는 2000 이상, 바람직하게는 2000-2500, 두께는 10㎛-200㎛가 될 수 있다.
편광자는 폴리비닐알코올계 수지로 된 필름에 요오드를 염착시키고, 연신하여 제조될 수 있다. 연신비는 2.0-6.0이 될 수 있다. 연신 후, 붕산 용액과 요오드화 칼륨 수용액의 침지 과정에 의한 색 보정 단계를 거칠 수도 있다.
보호필름은 편광자의 일면 또는 양면에 적층되는 것으로, 편광판의 용도에 적합하도록 투명한 필름이라면 특별히 제한되지 않는다. 구체예로서, 트리아세틸셀룰로스(TAC)를 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀(COP)계, 폴리카보네이트(PC)계, 폴리아크릴레이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 또는 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재질로 된 필름일 수 있다.
보호필름은 25㎛-500㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위에서, 편광 소자에 적층시 편광판으로 사용할 수 있다. 바람직하게는 25㎛-100㎛의 두께를 가질 수 있다.
보호필름은 접착제 조성물의 도포 전 또는 편광판 제조 전에 표면 처리, 예를 들면 250mJ/cm2 이상 코로나 전처리 단계를 거칠 수도 있다.
편광판은 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 구체예로서, 보호필름 한쪽 면에 접착제 조성물을 도포하여, 접착제 조성물 층을 갖는 보호필름을 제조한다. 필요에 따라 건조 등을 행할 수 있다. 도포 방법으로는 예를 들면 다이코팅법, 롤코팅법, 그라비아코팅법, 스핀코팅법을 사용할 수 있다. 상기 접착제 조성물 층을 갖는 보호필름을 편광자의 상면 및 하면 각각에 적층하여 적층체를 얻는다. 자외선을 조사하여 접착제 조성물 층을 경화시킴으로써 접착제층을 형성한다.
자외선 조사량은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 파장 200-450nm, 조도 1-500mW/cm2의 빛을 조사량이 10-10,000mJ/cm2이 되도록 조사한다. 자외선 조사는 메탈 할라이드 램프 등을 사용할 수 있다. 자외선 조사는 22-25도, 및 상대습도 20-60% 환경 하에서 수행될 수 있다.
본 발명의 편광판은 높은 응집력과 내구성을 가지며, 높은 가교 밀도를 가져 고접착/고신뢰성을 갖는다.
구체예에서, 편광판은 60도의 항온수에서 2시간 동안 침지시켰을 때 편광자 일 말단의 수축 길이의 최대값이 2mm 이하, 바람직하게는 0.1-2mm가 될 수 있다. 더 바람직하게는 0.1 ~ 1.7mm, 가장 바람직하게는 0.3-1.0mm이다. 이때 편광판은 가로 X 세로는 5cm x 5cm이 되도록 하며, 편광자 20μm의 두께에 양면에 접착제층을 1μm씩 적층한 후, 두께가 30~80μm인 보호필름을 적층시켜 도 1과 같은 구조를 갖는다.
상기 수축 길이는 온수 침지 시험 후 편광판에 있어서, 보호 필름 말단에서부터 인접한 편광자 말단까지의 거리 중 최소값을 의미한다. 보호 필름은 온수 침지 시험 후 수축하지 않지만, 편광자는 온수에 침지시 수축될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 광학 부재는 상기 편광판 접착제 조성물, 상기 접착제 조성물로 형성된 접착제층, 또는 이를 포함하는 편광판을 포함할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
A.(메타)아크릴계 라디칼 화합물:
(A1)2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA)(100%, SK CYTEC),
(A2)4-히드록시부틸 아크릴레이트(4-HBA)(100%, Osaka Organic(JAPAN))
B.에폭시계 양이온 화합물:
(B1)지환족(Alicyclic) 디에폭시 카르복시레이트(CY-179, Huntmans),
(B2)지방족 에폭시(단관능, 수용성)(EX-216, Nagase),
(B3)비스페놀 A 방향족 에폭시(YX8000, JER)
C.페녹시 수지:
(C1)PKHB(Phenoxy resin, INCHEM, 연화 온도:200도, Tg:84도, Mw:32,000g/mol),
(C2)PKHH(Phenoxy resin, INCHEM, 연화 온도:200도, Tg:92도, Mw:52,000g/mol)
D. 광 개시제:
(D1)광 라디칼 개시제:2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드(Darocure TPO, Ciba),
(D2)광 양이온 개시제:음이온으로 PF6와 SbF6을 갖는 트리아릴술포늄 염형태(CPI-210S)
E.알킬기 포함 모노머:
(E1)에틸 아크릴레이트(100%, 삼전화학),
(E2)부틸 아크릴레이트(100%, 삼전화학)
실시예 1
용제 없이 (메타)아크릴계 라디칼 화합물인 (A1)2-히드록시에틸아크릴레이트 (2-HEA) 49.85중량부, 에폭시계 양이온 화합물인 (B1)지환족 디에폭시 카르복시레이트(CY-179) 50중량부, (D1)광 라디칼 개시제 0.5중량부 및 (D2)광 양이온 개시제 2중량부를 배합하였다. 여기에 페녹시 수지 (C1)PKHB 0.15중량부를 첨가하여 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 2-9, 비교예 1-7
상기 실시예 1에서 (메타)아크릴계 라디칼 화합물, 에폭시계 양이온 화합물, 페녹시 수지, 광 개시제의 함량 또는 종류를 하기 표 1(단위:중량부)과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 접착제 조성물을 제조하였다.
　 A B C D E
E1 E2
A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 D1 D2
실시예1 49.85 - 50 - - 0.15 - 0.5 2 - -
실시예2 39.85 - 60 - - 0.15 - 0.5 2 - -
실시예3 29.85 - 70 - - 0.15 - 0.5 2 - -
실시예4 19.85 - 80 - - 0.15 - 0.5 2 - -
실시예5 47.5 - 50 - - 2.5 - 0.5 2 - -
실시예6 - 39 60 - - 1 - 0.5 2 - -
실시예7 39 - 60 - - - 1 0.5 2 - -
실시예8 39 - - 60 - 1 - 0.5 2 - -
실시예9 39 - - - 60 1 - 0.5 2 - -
비교예1 60 - 40 - - - - 0.5 2 - -
비교예2 59.95 - 40 - - 0.05 - 0.5 2 - -
비교예3 44 - 50 - - 6 - 0.5 2 - -
비교예4 - - 40 - - 1 - 0.5 2 59 -
비교예5 - - -　 40 - 1 - 0.5 2 - 59
비교예6 - 60 -　 40 - - - 0.5 2 - -
비교예7 10 - 90 - - - - 0.5 2 - -
편광판의 제조
기재필름으로 80 ㎛ 두께의 폴리비닐알코올 필름(검화도:99.5, 중합도:2000)을 사용하였다. 상기 기재필름을 0.3% 요오드 수용액에 침지시켜 염착한 후, 연신배율이 5.0이 되도록 연신하였다. 이어서 연신된 기재필름을 3% 농도의 붕산 용액과 2% 요오드화 칼륨 수용액에 침지시켜 색상 보정을 한 후, 50 ℃에서 4분간 건조하여 편광자를 제조하였다.
투명 제1보호필름으로 80㎛ 두께의 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC)를 사용하였으며, 250 mJ/㎠ 이상 코로나 처리를 하였다.
투명 제2보호필름으로 30㎛ 두께의 시클로올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지를 총칭(COP)를 사용하였고, 250 mJ/㎠ 이상 코로나 처리를 하였다.
온도 22~25℃, 습도 20~60% 환경 하에서 제1보호필름 - 접착제 조성물 - 편광자 - 접착제 조성물 - 제2보호필름의 순서로 합지하고, 메탈 할라이드 램프(Metal halide lamp)로 400mW/㎠ ~ 1000 mJ/㎠ 조건으로 자외선을 조사하여, 편광판을 제조하였다.
상기 제조한 접착제 조성물 또는 편광판에 대하여 하기의 물성을 평가하고 표 2에 나타내었다.
(1)접착성: 편광판의 접착성을 확인하기 위해서 편광판 단부의 보호필름과 편광자의 사이에 커터 칼끝을 삽입하였다. 칼끝이 보호필름과 편광자 사이에 들어가지 않는 것을 ◎, 칼끝이 조금 들어간 것을 ○, 칼끝이 조금 들어갔지만 일정한 강도가 있어 도중에 보호필름이 찢어진 것을 △, 칼끝이 용이하게 들어간 것을 X로 평가하였다.
(2)재단성: 편광판의 재단성을 확인하기 위해서 제조한 편광판을 500mm×500mm의 커터날을 사용하여 보호필름(80㎛ 두께의 트리아세테이트 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC))측으로부터 펀칭하였다. 펀칭된 편광판 4면의 끝부분 박리 상태를 눈으로 관찰하였다. 전혀 박리되지 않은 것을 ◎, 0mm초과-1mm 이하 박리된 것을 ○, 1mm 초과 2mm 이하 박리된 것을 △, 2mm 초과 박리된 것을 X로 평가하였다.
(3)내수성(온수 침지 시험) : 상기 제조된 편광판을 가로 X 세로가 5cm X 5cm가 되도록 샘플을 만든다. 항온수(60℃) 중에 2시간 동안 각각 침지시켰다. 편광자의 탈색 여부와 편광자 일 말단의 수축 길이의 최고값을 측정하였다. 수축 길이는 온수 침지 시험 후 편광판에 있어서 보호 필름 말단에서부터 인접한 편광자 말단까지의 거리 중 최소값을 의미한다. 보호 필름은 내수성 테스트에서 수축하지 않지만, 편광자는 온수에 침지시 수축된다. 편광자가 탈색되지 않은 것을 ○(수축 길이가 2mm 이하), 일부 탈색된 것을 △(수축 길이가 3mm 이하 2mm 초과), 완전히 탈색된 것을 X(수축 길이가 3mm 초과)로 평가하였다.
(4)점도: 항온기(25℃)에서 24시간 동안 접착제 조성물을 보관한다. Brookfield 점도계인 DV-Ⅱ+ 로 500ml의 nalgene bottle(73.8 mm 외경 x 169.8 mm 높이)에 400g을 넣고 25℃에서 100 rpm, Spindle No. #7으로 측정한다.
접착성 재단성 내수성 점도(25도, cPs)
편광자 탈리 여부 편광자 수축 길이(mm)
실시예 1 ◎ ◎ ○ 0.5 40
실시예 2 ◎ ◎ ○ 0.3 68
실시예3 ◎ ○ ○ 1.7 103
실시예4 ◎ ○ ○ 1.5 127
실시예5 ◎ ◎ ○ 0.8 75
실시예6 ◎ ◎ ○ 0.7 87
실시예7 ◎ ◎ ○ 1.0 85
실시예8 ○ ◎ ○ 1.5 45
실시예9 ○ ◎ ○ 1.6 135
비교예1 △ ◎ X 5.5 28
비교예2 △ ◎ X 5.8 30
비교예3 △ X △ 2.4 250
비교예4 X X X 4.5 29
비교예5 X X X 3.7 32
비교예6 X △ △ 2.7 27
비교예7 △ X X 6.4 235
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 편광판 접착제 조성물로 제조된 접착제층을 포함하는 편광판은 접착성과 재단성이 높고, 내수성이 높아 온수 침지 시험에서도 편광자가 탈리되지 않고 편광자 수축 거리가 2mm 이하로 우수하였다. 또한,본 발명의 접착제 조성물은 점도가 150cPs 미만으로 도공성도 우수하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (14)

  1. (A)(메타)아크릴계 라디칼 화합물, (B)에폭시계 양이온 화합물, (C)페녹시 수지 및 (D)광 개시제를 포함하는 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (C)페녹시 수지는 상기 (A),(B),(C)의 합 100중량부 중 0.1-5중량부로 포함되는 접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 무용제 타입인 접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (A),(B)의 합 100중량부 중 상기 (A):(B) 중량비는 10:90 ~ 50:50인 접착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (C)페녹시 수지는 비경화성 타입의 페녹시 수지인 접착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (C)페녹시 수지는 비스페놀 A 반복 구조를 갖는 하기 화학식 1의 수지인 접착제 조성물:
    <화학식 1>
    Figure pat00002

    (상기에서, R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8은 동일하거나 또는 다르고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1-10의 알킬기, 탄소수 6-20의 아릴기, 탄소수 5-20의 시클로알킬기 또는 니트로기이고,
    R9,R10,R11,R12,R13,R14는 동일하거나 또는 다르고, 각각 독립적으로 수소 또는 수산기이고, R9,R10,R11,R12,R13,R14 중 적어도 하나 이상은 수산기이고,
    X1은 단일결합, 탄소수 1-5의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌기이고,
    Z는 수산기 또는 에폭시기이고,
    n은 30-400의 정수이다).
  7. 제1항에 있어서, 상기 (A)(메타)아크릴계 라디칼 화합물은 1개 이상의 친수성기를 갖는 탄소수 1-20의 알킬기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 모노머 또는 이의 혼합물인 접착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (B)에폭시계 양이온 화합물은 지환식 에폭시계, 방향족 에폭시계, 지방족 에폭시계, 수소화 에폭시계 또는 이들의 혼합물인 접착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물은
    상기 (A)(메타)아크릴계 라디칼 화합물 1-86중량부,
    상기 (B)에폭시계 양이온 화합물 10-95중량부,
    상기 (C)페녹시 수지 0.1-5중량부,
    상기 (A), (B) 및 (C)의 합 100중량부에 대하여 (D)광 개시제 0.1-10중량부를 포함하는 접착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 25도 점도가 40-135cPs인 접착제 조성물.
  11. 편광자, 상기 편광자의 편면 또는 양면에 접착제층에 의해 적층된 보호필름을 포함하는 편광판으로서,
    상기 편광판은 60도의 항온수에서 2시간 동안 침지시켰을 때 편광자 일 말단의 수축 길이의 최대값이 2mm 이하인 편광판.
  12. 제11항에 있어서, 상기 접착제층은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 접착제 조성물에 의해 형성된 편광판.
  13. 보호필름 한쪽 면에 제1항의 접착제 조성물을 도포하여, 접착제 조성물 층을 갖는 보호필름을 제조하고,
    상기 접착제 조성물 층을 갖는 보호필름을 편광자의 상면 및 하면 각각에 적층하고, 그리고
    자외선 조사하는 단계를 포함하는 편광판의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 접착제 조성물로 형성된 접착제층 또는 제11항의 편광판을 포함하는 광학부재.
KR1020120062917A 2012-06-12 2012-06-12 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 광학 부재 KR20130139134A (ko)

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