KR20140147196A - 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판 - Google Patents

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KR20140147196A
KR20140147196A KR20130069746A KR20130069746A KR20140147196A KR 20140147196 A KR20140147196 A KR 20140147196A KR 20130069746 A KR20130069746 A KR 20130069746A KR 20130069746 A KR20130069746 A KR 20130069746A KR 20140147196 A KR20140147196 A KR 20140147196A
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조천희
권혜림
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 평광판용 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 접착성 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

Description

편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판{ADHESIVE COMPOSITION FOR POLARIZING PLATE AND POLARIZING PLATE USING THE SAME}
본 발명은 접착력 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD), 전계발광(EL) 표시장치, 플라즈마 표시장치(PDP), 전계방출 표시장치(FED), OLED 등과 같은 각종 화상표시장치에 사용되고 있는 편광판은 일반적으로 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 편광자를 포함하며, 편광자의 한 면에는 편광자 보호필름이 순서대로 적층되어 있으며, 편광자의 다른 한 면에는 편광자 보호필름, 액정셀과 접합되는 점착제층과 이형필름이 순서대로 적층된 다층 구조를 갖는다.
최근에는 각종 화상표시장치가 점차 대형화되고 있으며, 이에 따라 사용되는 편광자 및 편광판도 대형화되고 있다. 따라서, 공정시 핸들링 과정에서 취급이 더욱 불리해지고, 사용 중 반복적인 고온 및 저온 환경 하에서 발생되는 변형량은 더욱 증가하게 되어 내구성이 우수한 편광판이 요구되고 있다.
내구성이 우수한 편광판은 고온, 고습의 극한 환경에서도 크랙, 파단 등의 변형이 일어나지 않고 사용될 수 있으나, 이러한 편광자는 통상적으로 사용되는 보호필름과 접착력이 저하되어 쉽게 박리가 일어나는 문제점이 있다.
보호필름과 편광자는 접착제에 의해 접합되며, 내구성이 뛰어난 편광자에 적용되기 위한 접착제는 접착력이 뛰어날 뿐만 아니라, 내수성, 박리력 등의 기능이 모두 우수한 것이어야 한다.
한국공개특허 제2010-0888572호는 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유하는 편광판용 수계접착제가 개시되어 있지만 내구성이 우수한 편광자를 사용하는 경우에 보호필름과의 접착력이 저하되는 문제를 해결하지는 못하고 있다.
한국공개특허 제2010-0888572호
본 발명은 가습열 조건에서도 박리되지 않는 우수한 내수성을 가지며, 보호기재 및 편광자에 우수한 접착력을 가지는 편광판용 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 접착제 조성물을 사용하여 제조된 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 하기 화학식 1로 표시되는 β-치환 화합물을 포함하는 편광판용 접착제 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 중에서, X는 산소 원자 또는 황 원자이고,
R1은 수소 원자; 또는 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 아릴기, 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
R2는 카르복시기; 아미드기; 수산기; 머르캅토기; 아미노기; 암모늄기; 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 탄소수 1 내지 3의 알콕시기 포함 또는 비포함하는 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 4 내지 20의 헤테로 아릴기; 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기로 치환된 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기이되, R1이 수소 원자인 경우에는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기인 경우를 더 포함함).
2. 위 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 접착제 조성물 100중량부에 대하여 20 내지 70 중량부인 편광판용 접착제 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 크로토닉에시드, 푸마릭에시드, 4-메틸-펜트-2-에노익에시드, 소빅에시드, 에틸소베이트, 3-(2-푸릴)아크릴릭에시드, 4-(1-아제파닐)-4-옥소부텐-2-오익에시드, 트란스-시나믹에시드, 메틸시나메이트, S-부틸(2E)3-페닐-2-프로펜에이트, p-쿠마릭에시드, 카페익에시드, 2,4-디히드록시시나믹에시드, 4-메톡시시나믹에시드, 트란스-이소페루익에시드, 트란스-페루익에시드 및 에틸3-(N,N-디메틸아미노)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 p-쿠마릭에시드, 카페익에시드, 에틸소베이트, 메틸시나메이트 및 2,4-디히드록시시나믹에시드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
5. 위 1에 있어서, 아크릴레이트 화합물을 더 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
6. 위 5에 있어서, 상기 아크릴레이트 화합물은 N-메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-부틸(메타)아크릴아미드, N-헥실(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴아미드, N-메틸올-N-프로판(메타)아크릴아미드, 아미노메틸(메타)아크릴아미드, 아미노에틸(메타)아크릴아미드, 머르캅토메틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-t-부틸페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐폴리에틸렌글리콜프로필(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트 및 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
7. 위 5에 있어서, 상기 아크릴레이트 화합물은 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 6-히드록시헥실아크릴레이트 및 8-히드록시옥틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
8. 위 1에 있어서, 가교제 및 라디칼 광개시제를 더 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
9. 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 편광판용 접착제 조성물로 접합된 편광판.
10. 위 9에 있어서, 상기 보호필름은 아크릴계 필름, 셀룰로오스계 필름, 폴리올레핀계 필름 및 폴리에스테르계 필름 중에서 선택된 적어도 1종인 편광판.
본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물은 수소 결합을 통해 편광자에 우수한 접착성을 나타낸다.
본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물은 우수한 내수성을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 편광판의 내수성 평가 시험 방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 아크릴레이트 화합물을 포함함으로써, 접착성 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기 화학식 1로 표시되는 β-치환 화합물은 접착제 조성물의 접착성 및 바인더 기능을 부여하는 성분이다. 화학식 1로 표시되는 β-치환 화합물은 경화반응을 통해, 수소결합이 가능한 관능기를 포함하는 경화물로 고화되는데, 상기 경화물은 기재 표면과의 수소 결합을 높여 보호기재 및 편광자에 대한 우수한 접착성 및 가습열 조건에서도 박리되지 않는 우수한 내수성을 가진다.
본 발명에 있어서, 전술한 ‘β-치환 화합물’이란 카보닐기의 β위치에 치환기가 결합합 화합물을 의미 하는 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00002
(식 중에서, X는 산소 원자 또는 황 원자이고,
R1은 수소 원자; 또는 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 아릴기, 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
R2는 카르복시기; 아미드기; 수산기; 머르캅토기; 아미노기; 암모늄기; 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 탄소수 1 내지 3의 알콕시기 포함 또는 비포함하는 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 4 내지 20의 헤테로 아릴기; 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기로 치환된 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기이되, R1이 수소 원자인 경우에는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기인 경우를 더 포함함).
상기 식 중 R1의 ‘헤테로아릴기’란 방향족 고리에 적어도 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 것으로서, 헤테로 원자의 구체적인 예로 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다.
상기 식 중의 포함의 의미는 알킬 사슬 내에 작용기가 분자간의 결합으로 연결된 경우를 의미하는 것이다.
상기 화학식 1의 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 크로토닉에시드, 푸마릭에시드, 4-메틸-펜트-2-에노익에시드, 소빅에시드, 에틸소베이트, 3-(2-푸릴)아크릴릭에시드, 4-(1-아제파닐)-4-옥소부텐-2-오익에시드, 트란스-시나믹에시드, 메틸시나메이트, S-부틸(2E)3-페닐-2-프로펜에이트, p-쿠마릭에시드, 카페익에시드, 2,4-디히드록시시나믹에시드, 4-메톡시시나믹에시드, 트란스-이소페루익에시드, 트란스-페루익에시드, 에틸3-(N,N-디메틸아미노)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 p-쿠마릭에시드, 카페익에시드, 에틸소베이트, 메틸시나메이트, 2,4-디히드록시시나믹에시드 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 접착제 조성물 100중량부 대하여 20 내지 70중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 65중량부인 것이 좋다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 20중량부 미만인 경우 접착성이 저하될 수 있으며, 70중량부를 초과하는 경우 겔화될 가능성이 있다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 아크릴레이트 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트 화합물은 화학식 1로 표시되는 화합물과 경화반응을 통해 접착제 조성물의 접착성 및 바인더 기능을 부여하는 성분으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 아크릴레이트 화합물을 동시에 사용하는 경우, 접착제 조성물의 접착성 및 내수성을 현저히 상승시킬 수 있다.
상기 아크릴레이트 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 통상적인 아크릴레이트 화합물 이외에 아크릴아미드 화합물도 포함하는 것으로, 구체적인 예를 들면 N-메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-부틸(메타)아크릴아미드, N-헥실(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴아미드, N-메틸올-N-프로판(메타)아크릴아미드, 아미노메틸(메타)아크릴아미드, 아미노에틸(메타)아크릴아미드, 머르캅토메틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-t-부틸페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐폴리에틸렌글리콜프로필(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, , 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 6-히드록시헥실아크릴레이트, 8-히드록시옥틸아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트를 의미한다.
본 발명에 따른 아크릴레이트 화합물이 함량은 특별히 한정되지 않으며, 접착제 조성물 100중량부에 대하여 20 내지 70중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 70중량부인 것이 좋다. 상기 아크릴레이트 화합물이 30중량부 미만인 경우, 접착성이 저하될 수 있으며, 70중량부 초과인 경우 내수성이 저하될 수 있다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 상기 화합물 외에 가교제 및 라디칼 광개시제를 더 포함할 수 있다.
가교제는 본 발명의 편광판용 접착제 조성물의 반응성을 향상시키는 기능을 하는 것으로서, 상기 가교제의 종류는 본 발명의 화학식1로 표시되는 화합물과 아크릴레이트 화합물의 가교 반응성을 향상시키는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는, 경화 반응을 통해 서로 가교될 수 있는 (메타)아크릴레이트기를 2개 이상 포함하는 아크릴레이트계 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 가교제로서, 시판되는 구체적인 상품명의 예를 들면, A-HD-N, A-NOD, A-DOD, A-NPG, A-200, A-400, A-600, APG-100, APG-400, APG-700, A-DCP, A-DOG, A-TMM, A-TMMT, A-DPH, A-TMPT 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종이상 혼합하여 적용될 수 있다.
가교제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 편광판용 접착제 조성물 100중량부에 대하여 0.01 내지 5중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 1중량부인 것이 좋다.
라디칼 광중합 개시제는 본 발명의 아크릴레이트 화합물을 광중합시킬 수 있는 것으로 당분야에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 카르보닐계 광개시제, 벤조인에테르계 광개시제 및 아세토페논계 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 시판되어지는 라디칼 광개시제의 구제적인 예로, darocur 1173, darocur 4265, darocur BP, darocur TPO, darocur MBF, irgacure 184, irgacure 500, irgacure 2959, irgacure 754, irgacure 651, irgacure 369, irgacure 907, irgacure 1300, irgacure 819, irgacure 2022, irgacure 819DW, irgacure 2100, irgacure 784, irgacure 250 등을 들 수 있다.
라디칼 광개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 편광판용 접착제 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 5중량부인 것이 좋다. 라디칼 광개시제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우 본 발명의 접착제 조성물이 충분히 경화가 일어나지 않는 문제가 발생할 수 있고, 10중량부를 초과하는 경우 경화에 참여하지 않는 미반응 광중합 개시제가 황변을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 필요에 따라 적절한 첨가제를 더 포함할 수 있다.
첨가제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 증감제, 실란 커플링제, 접착 촉진제, 레벨링제, 자외선 흡수제, 노화 방지제, 염료, 가공 보조제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 점착 부여제, 충전제, 가소제, 발포 억제제, 대전 방지제, 방향제, 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
첨가제의 함량을 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 편광판용 접착제 조성물 100중량부에 대하여 0.01 내지 3중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 1중량부인 것이 좋다.
또한, 본 발명은 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 본 발명의 편광판용 접착제 조성물로 접합된 편광판에 관한 것이다.
편광자는 연신된 폴리비닐알코올계 수지필름에 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 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소를 함유하는 수용액에 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.
이색성 색소로서 이색성 염료를 이용하는 경우는 통상 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 2색성 염료의 함유량은, 물 100 중량부당 통상 1×10-4 내지 10 중량부, 바람직하게는 1×10-3 내지 1 중량부이다. 이 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 함유할 수도 있다. 염색에 이용하는 염료 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 또한 이 수용액에 대한 침지 시간은 통상 10 내지 1,800 초이다.
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.
본 발명에 따른 편광자의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 5 내지 40㎛일 수 있다.
보호필름의 종류는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 아크릴계 수지필름, 셀룰로스계 수지필름, 폴리올레핀계 수지필름 및 폴리에스테르계 수지필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 각종 투명 수지필름을 사용할 수 있다.
상기 보호필름의 구체적인 예를 들면, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지필름; 디아세틸셀룰로스, 트리아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 수지필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지필름; 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보호필름의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 10 내지 200㎛일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 150㎛인 것이 좋다. 보호필름의 두께가 10 내지 200㎛인 경우, 편광자의 양면에 편광자 보호필름이 적층되는 경우 각 보호필름은 서로 동일하거나 상이한 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물을 상기 편광자의 적어도 일면에 도포하여 접착제층을 형성할 수 있으며, 상기 접착제층을 매개로 하여 편광자와 보호필름이 니프롤 등의 당분야에 공지된 방식을 사용하여 접합될 수 있다.
본 발명의 접착제 조성물을 도포하여 형성된 접착제층의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 0.01 내지 10㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 5㎛인 것이 좋다. 접착제층의 두께가 0.5㎛ 이하인 경우에는 접합시 기포 혼입 가능성이 높은 문제점이 있으며, 접착제층의 두께가 5㎛ 이상인 경우에는 가격이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 접착성을 향상시키기 위해, 편광자 및/또는 보호 필름의 표면에 프라이머 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 비누화(알칼리) 처리 등의 화학 처리의 표면 처리를 적절하게 실시할 수도 있다. 비누화(알칼리) 처리로는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
일면에 보호필름이 접합된 편광자의 다른 면은 필요에 따라, 하드코트 처리, 반사방지 처리, 스티킹 방지 처리, 확산 또는 안티글래어 목적으로한 처리 등의 표면처리를 적절하게 실시할 수도 있다.
또한, 일면에 보호필름이 접합된 편광자의 다른 면은 전술한 표면처리 외에도, 필요에 따라 하드코팅층, 반사방지층, 방현층, 대전방지층 등의 표면처리층이 더 적층될 수 있으며, 점착제층에 의해 광학 기능성 필름이 더 적층될 수도 있다.
상기 광학 기능성 필름의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 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.
이러한 편광판은 통상의 화상장치에 모두 적용 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 - 편광자 제조
평균중합도가 2,400이고, 비누화도가 99.9몰% 이상인 75㎛ 두께의 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 약 5배로 일축 연신하고, 연신 상태를 유지한 채로 60℃의 물(증류수)에 1분 동안 침지한 후 요오드/요오드화칼륨/증류수의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에서 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/증류수의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃ 수용액에 300초 동안 침지하고, 26℃의 증류수로 20초 동안 세정한 후 65℃에서 건조하여 PVA계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
실시예 1
p-쿠마릭에시드 44 중량부(알드리치사), 4-히드록시부틸아크릴레이트(TCI사) 50 중량부, 가교제 (A-TMM, 한농사) 1 중량부, 라디칼 광개시제 (TPO, 시바사) 5중량부를 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
상기 제조예 의 요오드가 흡착 배향된 편광자의 양면에, 상기 접착제 조성물을 두께가 2㎛가 되도록 도포한 후 니프롤을 이용하여 코로나 처리된 트리아세틸셀룰로스 보호필름(KC8UX, 코니카사) 과 코로나처리된 노르보넨계 COP보호필름(제온사)을 접합시킨 후 고압수은램프(UVA 적산광량 500mJ/cm2, 조도 500mW/cm2)에서 UV 경화를 시켜 편광판을 제조하였다.
실시예 2 내지 11 및 비교예 1 내지 6
하기 표 1에 기재된 성분 및 조성비를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 접착제 조성물 및 편광판을 제조하였다(단, BYK-331는 계면활성제(BYK-Chemie 사)임).
모노머 가교제 첨가제 라디칼 광개시제
화학식 1(중량부) 아크릴레이트 A (중량부) 아크릴레이트 B (중량부) 아크릴레이트 C (중량부)
실시예 1 P-쿠마릭에시드 (44) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 2 P-쿠마릭에시드 (24) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (70) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 3 P-쿠마릭에시드 (54) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (40) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 4 P-쿠마릭에시드 (64) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (30) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 5 에틸소베이트(44) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 6 메틸시나메이트 (44) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 7 카페익에시드 (44) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 8 2,4-디히드록시시나믹에시드 (44) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) A-TMM(1) TPO(5)
실시예 9 P-쿠마릭에시드 (44) 4-히드록시부틸아크릴레이트 (49.5) A-TMM(1) BYK-331(0.5) TPO(5)
실시예 10 P-쿠마릭에시드 (95) TPO(5)
실시예 11 P-쿠마릭에시드 (45) N-아크릴로일모르폴린
(50)		 TPO(5)
비교예 1 4-히드록시부틸아크릴레이트 (95) TPO(5)
비교예 2 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) N-아크릴로일모르폴린(45) TPO(5)
비교예 3 4-히드록시부틸아크릴레이트 (50) N-아크릴로일모르폴린(44) A-TMM(1) TPO(5)
비교예 4 4-히드록시부틸아크릴아미드 (50) N-아크릴로일모르폴린(45) TPO(5)
비교예 5 N-아크릴로일모르폴린
(95)		 TPO(5)
비교예 6 N-히드록시에틸아크릴아미드 (95) TPO(5)
시험예
실시예 및 비교예로 얻을 수 있던 각각의 편광판에 대하여, 하기의 평가 시험을 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
(1) 접착력(커터 평가)
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 1시간 상온에서 방치한 후, 편광판의 각 필름 사이(편광자와 편광자 보호필름 사이)에 커터의 날을 넣고, 날을 밀고 나아갔을 때의 날이 들어가는 방식을 하기의 기준으로 평가하였다.
[평가방법]
◎: 커터의 날이 어느 필름 사이에도 들어가지 않는다.
○: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 1 내지 2 mm 들어갔을 때 멈춘다.
△: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 3 내지 5 mm 들어갔을 때 멈춘다.
×: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 무리 없이 들어간다.
(2) 내수성
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에서 24 시간 방치한 후 내수성을 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 빠짐 길이로 하였다. 상기 수축길이와 요오드 빠짐 길이의 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(내수성)이 높다고 판단할 수 있다.
[평가방법]
◎: 총 침식길이(X) < 2㎜
○: 2㎜ ≤ 총 침식길이(X) < 3㎜
△: 3㎜ ≤ 총 침식길이(X) < 5㎜
×: 5㎜ ≤ 총 침식길이(X)
(3) 박리력 (N/㎜)
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 1시간 상온에서 방치한 후, 점착제를 이용해 소다글래스 위에 핸드롤러를 이용해서 접합을 진행한 후 압력 2atm, 온도 50℃, 시간 20분의 조건에서 오토 클레이브 처리를 진행하여 접합 시 발생된 기포를 제거하였다. 소다 글래스/점착제/코로나 처리된 미검화 셀롤로오즈 필름 또는 코로나 처리된 노르보넨계 COP 필름/편광자/코로나 처리된 미검화 셀롤로오즈 필름 또는 코로나 처리된 노르보넨계 COP 필름 구성에서, 소다 글래스 방향에 코로나 처리된 미검화 셀롤로오즈 필름 또는 코로나 처리된 노르보넨계 COP 필름 과 편광자 사이에 칼을 넣고 오토 그라프를 이용하여 편광자 박리시 접착제층면에서의 180˚박리력(측정속도 300mm/min)을 측정하였다
박리력 평균(N/25mm)
= (셀룰로오즈 필름 발리력 + 노르보넨계 COP 필름 박리력)/2
Figure pat00003
표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물로 편광자와 보호필름을 접합시킨 실시예 1 내지 11 의 경우에는 접착성, 내수성 및 박리력이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
화학식 1의 화합물을 다소 과량으로 포함하는 실시예 10은 아크릴레이트 및 가교제가 혼합되는 다른 실시예보다 내수성 및 박리력이 약간 저하된 것을 확인할 수 있었다.
아크릴레이트 화합물만으로 중합된 비교예 1 내지 6은 내수성이 현저히 저하되고 박리력 또한 저하되었으며, 다만, 수산기와 아미노기를 모두 가지는 아크릴레이트 화합물을 포함하는 비교예 4는 접착성이 다소 우수하였으며, 특히 가교제를 더 포함하는 비교예 3은 가교제를 포함하지 않은 실시예 10과 유사한 정도의 물성 수준을 나타내었다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 β-치환 화합물을 포함하는 편광판용 접착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00004

    (식 중에서, X는 산소 원자 또는 황 원자이고,
    R1은 수소 원자; 또는 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 아릴기, 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
    R2는 카르복시기; 아미드기; 수산기; 머르캅토기; 아미노기; 암모늄기; 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 탄소수 1 내지 3의 알콕시기 포함 또는 비포함하는 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 4 내지 20의 헤테로 아릴기; 또는 적어도 1개의 수산기, 머르캅토기, 아미노기, 암모늄기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 4 내지 20의 헤테로아릴기로 치환된 또는 비치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기이되, R1이 수소 원자인 경우에는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기인 경우를 더 포함함).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 접착제 조성물 100중량부에 대하여 20 내지 70 중량부인 편광판용 접착제 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 크로토닉에시드, 푸마릭에시드, 4-메틸-펜트-2-에노익에시드, 소빅에시드, 에틸소베이트, 3-(2-푸릴)아크릴릭에시드, 4-(1-아제파닐)-4-옥소부텐-2-오익에시드, 트란스-시나믹에시드, 메틸시나메이트, S-부틸(2E)3-페닐-2-프로펜에이트, p-쿠마릭에시드, 카페익에시드, 2,4-디히드록시시나믹에시드, 4-메톡시시나믹에시드, 트란스-이소페루익에시드, 트란스-페루익에시드 및 에틸3-(N,N-디메틸아미노)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 p-쿠마릭에시드, 카페익에시드, 에틸소베이트, 메틸시나메이트 및 2,4-디히드록시시나믹에시드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 아크릴레이트 화합물을 더 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 아크릴레이트 화합물은 N-메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-부틸(메타)아크릴아미드, N-헥실(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴아미드, N-메틸올-N-프로판(메타)아크릴아미드, 아미노메틸(메타)아크릴아미드, 아미노에틸(메타)아크릴아미드, 머르캅토메틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-t-부틸페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐폴리에틸렌글리콜프로필(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트 및 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 아크릴레이트 화합물은 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 6-히드록시헥실아크릴레이트 및 8-히드록시옥틸아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판용 접착제 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 가교제 및 라디칼 광개시제를 더 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
  9. 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 편광판용 접착제 조성물로 접합된 편광판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 보호필름은 아크릴계 필름, 셀룰로오스계 필름, 폴리올레핀계 필름 및 폴리에스테르계 필름 중에서 선택된 적어도 1종인 편광판.
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