KR20150017858A - 점착제 조성물 및 이를 이용한 복합 편광판 - Google Patents

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KR20150017858A
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Abstract

본 발명은 점착제 조성물 및 이를 이용한 복합 편광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 상기 (메타)아크릴레이트 모노머 100 중량부에 대하여 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머 30 내지 60중량부를 포함하여 중합된 공중합체; 및 가교제를 포함함으로써, 편광자와 패턴화된 위상차층을 접합하여 복합 편광판을 제조하는데 사용될 경우에, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 접합력을 현저히 개선하고, 내열성 및 내습열성을 개선할 뿐만 아니라 우수한 3D 입체효과를 갖도록 하는 점착제 조성물 및 이를 이용한 복합 편광판에 관한 것이다.

Description

점착제 조성물 및 이를 이용한 복합 편광판{PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITION AND COMPLEXED POLARIZATION PLATE USING THE SAME}
본 발명은 점착제 조성물 및 이를 이용한 복합 편광판에 관한 것이다.
입체 영상 구현용 액정표시장치 등의 디스플레이에는 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 다르게 함으로써 입체 영상을 구현한다.
패턴화된 위상차 필름은 통상적으로 유리 기판 상에 배향막을 형성시키고 이 배향막 위에 액정을 코팅 및 배향시켜 형성될 수 있다. 광반응성 액정 물질은 배향막 상에서 배향된 후 자외선 등의 광 조사에 의해 가교되어 고분자 액정 필름의 형태가 된다. 이 때 배향막의 표면 배향에 준하는 액정의 배향 방향에 따라 리타더 패턴의 기능을 하게 된다.
패턴화된 위상차 필름은 통상적으로 편광판의 한 면에 접착제 또는 점착제를 매개로 접합되고, 근래에는 보다 박막 경량화를 위해 폴리비닐알콜 편광자의 한 면에 접합되기도 한다.
이러한 패턴화된 위상차 필름과 편광판 또는 편광자 사이의 밀착성이 떨어지는 경우에는 공정시 취급 과정 또는 사용 중에 변형이 발생할 수 있으며, 고온 다습한 조건에 장시간 노출되는 경우에 박리되거나 밀림 현상이 발생할 수도 있다. 그리고 통상의 폴리비닐알콜 편광자는 연신 방향으로 수축할 수 있는데, 이에 따라 위상차층의 위치별로 위상차가 상이해져 3D 입체감이 저하될 수 있다.
이에 따라 접합력이 우수하면서, 내온수성, 내습열성 등의 기능을 고루 갖춘 우수한 접착제 또는 점착제의 개발이 요구되는 실정이다.
한국공개특허 제2013-0028881호에는 필름 패턴드 리타더의 제조 방법, 그리고 필름 패턴드 리타더, 및 그것을 갖는 편광판 및 화상 표시 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제2013-0028881호
본 발명은 편광자와 패턴화된 위상차층을 접합하여 복합 편광판의 제조하는데 사용될 경우에, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 접합력을 현저히 개선할 수 있는 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 점착제 조성물을 통해 접합된 복합 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 상기 (메타)아크릴레이트 모노머 100 중량부에 대하여 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머 30 내지 60중량부를 포함하여 중합된 공중합체; 및 가교제를 포함하는, 점착제 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머는 하기 화학식 1로 표시되는, 점착제 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, X는 산소 원자 또는 ?H-이며, R2는 히드록시기, 카르복시기, 페닐이소프로필기 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄인 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기 또는 탄소수 1 내지 6의 페닐알킬기이고, R2가 페닐알킬기인 경우 산소 원자, -CO-, -COO-, -NH- 또는 탄소수 5 내지 10의 시클로알케닐기에 의해 중단될 수 있음).
3. 위 1에 있어서, 상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, n-노닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트 및 라우릴 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 점착제 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 공중합체는 히드록시기를 갖는 모노머 및 카르복시기를 갖는 모노머 중 적어도 1종을 더 포함하여 중합되는 것인, 점착제 조성물.
5. 위 1에 있어서, 상기 히드록시기를 갖는 모노머는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 및 10-히드록시데실비닐에테르로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 점착제 조성물.
6. 위 1에 있어서, 상기 카르복시기를 갖는 모노머는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 3-(아크릴로일옥시)프로파노익산, 4-(2-(아크릴로일옥시)에톡시)-4-옥소부타노익산, 3-((2-(아크릴로일옥시)에톡시)카보닐)시클로헥산카복시산, 4-(2-아크릴아미도에톡시)-4-옥소부타노익산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산, 및 이들의 모노알킬에스테르(알킬기 탄소수 1 내지 5); 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체 및 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 점착제 조성물.
7. 편광자, 및 상기 편광자의 일면에 위 1 내지 6 중 어느 한 항의 점착제 조성물을 통해 접합된 패턴화된 위상차층을 포함하는, 복합 편광판.
8. 위 7에 있어서, 상기 편광자는 패턴화된 위상차층과 접합되는 면의 반대면에 보호필름 또는 위상차필름의 기능을 가진 필름이 더 접합된 것인, 복합 편광판.
9. 위 7에 있어서, 상기 패턴화된 위상차층은 벤젠 고리를 포함하는 반응성 액정 모노머를 함유한 액정 코팅층을 포함하는, 복합 편광판.
10. 위 7에 있어서, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 박리력이 4 N/25mm 이상인, 복합 편광판.
11. 위 7에 있어서, 상기 패턴화된 위상차층은 배향막을 포함하지 않는, 복합 편광판.
12. 위 7에 있어서, 60℃에 250시간 동안 노출된 경우에 패턴화된 위상차층의 단위 패턴 간격 변화율이 0.13%이하인, 복합 편광판.
13. 위 7의 복합 편광판을 포함하는 화상표시장치.
본 발명의 점착제 조성물은 편광자와 패턴화된 위상차층을 접합하여 복합 편광판의 제조하는데 사용될 경우에, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 접합력을 현저히 개선한다.
본 발명의 점착제 조성물로 접합된 복합 편광판은 내열성 및 내습열성이 우수하여 고온 다습 조건에 장시간 노출된 경우에도 박리 및 밀림 현상이 억제된다.
본 발명의 점착제 조성물로 접합된 복합 편광판은 편광 기능 및 개선된 3D 입체효과를 동시에 갖는다.
본 발명은, 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 상기 (메타)아크릴레이트 모노머 100 중량부에 대하여 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머 30 내지 (60 )중량부를 포함하여 중합된 공중합체; 및 가교제를 포함함으로써, 편광자와 패턴화된 위상차층을 접합하여 복합 편광판을 제조하는데 사용될 경우에, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 접합력을 현저히 개선하고, 내열성 및 내습열성을 개선할 뿐만 아니라 우수한 3D 입체효과를 갖도록 하는 점착제 조성물 및 이를 이용한 복합 편광판에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.
점착제 조성물
본 발명의 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체를 포함한다.
본 발명에 따른 아크릴계 공중합체는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머를 포함하여 중합된다. 본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트, 메타아크릴레이트 또는 이 둘을 동시에 지칭한다.
탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머의 구체적인 예시로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, n-노닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 공중합체는 상기 (메타)아크릴레이트 모노머 100 중량부에 대하여 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머 30 내지 60중량부를 포함한다.
본 발명의 점착제 조성물은 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머를 상기 함량 범위로 포함함으로써 편광자와 패턴화된 위상차층을 접합하는데 사용되는 경우 접합력이 매우 우수하며, 이러한 접합력 개선에 의해 내열성 및 내습열성도 개선된다. 이는 본 발명에 따른 상기 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 포함하는 아크릴계 모노머는 액정 코팅층 상에 함유되는 반응성 액정 모노머가 포함하는 벤젠 고리와의 파이 결합 상호 작용에 의해 달성되는 것으로 판단된다. 한편 편광자 표면과는 물리적 점착에 의해 접합력이 발현된다.
본 발명에 따른 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머의 함량이 30중량부 미만이면 액정 코팅층과의 접합력이 저하되고 내열성 및 내습열성이 저하되며, 60중량부 초과이면 밀착력이 저하되어 편광판의 절단 공정에서 층간 박리 불량이 발행하거나, 가열조건에서 박리가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머는 예를 들면 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
(식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, X는 산소 원자 또는 ?H-이며, R2는 히드록시기, 카르복시기, 페닐이소프로필기 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄인 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기 또는 탄소수 1 내지 6의 페닐알킬기이고, R2가 페닐알킬기인 경우 산소 원자, -CO-, -COO-, -NH- 또는 탄소수 5 내지 10의 시클로알케닐기에 의해 중단될 수 있음).
탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머의 보다 구체적인 예시로는 하기 화학식 a-1 내지 화학식 a-15를 들 수 있으며, 이는 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
[화학식 a-1]
Figure pat00003
[화학식 a-2]
Figure pat00004
[화학식 a-3]
Figure pat00005
[화학식 a-4]
Figure pat00006
[화학식 a-5]
Figure pat00007
[화학식 a-6]
Figure pat00008
[화학식 a-7]
Figure pat00009
[화학식 a-8]
Figure pat00010
[화학식 a-9]
Figure pat00011
[화학식 a-10]
Figure pat00012
[화학식 a-11]
Figure pat00013
[화학식 a-12]
Figure pat00014
[화학식 a-13]
Figure pat00015
[화학식 a-14]
Figure pat00016
[화학식 a-15]
Figure pat00017
또한, 본 발명에 따른 공중합체는 가교구조를 형성하고, 편광자와의 밀착력을 향상시키기 위하여, 히드록시기를 갖는 모노머 및 카르복시기를 갖는 모노머 중 적어도 1종을 추가적으로 공중합하여 제조될 수 있다.
히드록시기를 갖는 모노머로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 10-히드록시데실비닐에테르 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 4-히드록시부틸비닐에테르가 바람직하다.
카르복시기를 갖는 모노머로는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 3-(아크릴로일옥시)프로파노익산, 4-(2-(아크릴로일옥시)에톡시)-4-옥소부타노익산, 3-((2-(아크릴로일옥시)에톡시)카보닐)시클로헥산카복시산, 4-(2-아크릴아미도에톡시)-4-옥소부타노익산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르(알킬기 탄소수 1 내지 5); 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
선택적으로, 본 발명에 따른 공중합체는 공중합이 가능한 모노머를 추가적으로 포함하여 중합될 수도 있다. 공중합이 가능한 모노머로는, 메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐(메타)아크릴레이트, β-(메타)아실올옥시에틸히드로겐석시네이트, 메틸α-히드록시메틸아크릴레이트, 에틸α-히드록시메틸아크릴레이트, 프로필α-히드록시메틸아크릴레이트, 부틸α-히드록시메틸아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제, 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균 분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 20만 내지 150만, 바람직하게 40만 내지 120만일 수 있다. 분자량이 20만 미만이면 공중합체 간의 응집력이 부족하여 점착 내구성에 문제를 야기할 수 있고, 150만 초과이면 도공 시 공정성을 확보하기 위하여 다량의 희석 용매를 필요로 하는 문제가 있다.
본 발명의 공중합체는 가교제와 함께 혼합되어 점착제 조성물로 사용된다.
본 발명에 따른 가교제는 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제의 응집력을 강화시키는 것으로, 예를 들면 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제 등이 각각 단독 도는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다.
이소시아네이트 가교제로는 예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1몰에 디이소시아네이트 화합물 3몰을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3몰을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰과 트리메틸올프로판체와의 어덕트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰 중 2몰로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1몰의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
에폭시계 가교제로는 예를 들면, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 레졸신디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 아디핀산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 트리스(글리시딜)이소시아누레이트, 트리스(글리시독시에틸)이소시아누레이트, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민 등을 들 수 있다.
이러한 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부, 바람직하기로는 0.2 내지 1.0중량부 함유될 수 있다. 본 발명은 가교제의 사용 없이도 가교결합이 가능하나 가교제를 소량 첨가하여 보다 향상된 응집력 효과를 달성하고자 하는 것이다. 따라서, 함유량이 0.1중량부 미만이면 응집력 향상효과가 부족할 수 있으며, 5중량부를 초과할 경우에는 점착력이 저하될 수 있다.
상기와 같은 성분 이외에, 본 발명에 따른 점착제 조성물은 용도에 따라 요구되는 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리전이온도, 대전방지성 등을 조절하기 위하여, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 부식방지제, 레벨링제, 표면윤활제, 염료, 안료, 소포제, 충전제, 광안정제, 대전방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 상기 모노머를 특정한 함량 범위로 혼합하고, 응집력을 확보하기 위하여 가교구조를 도입함으로서 내열성 및 내습열성을 개선하여, 본 발명의 점착제 조성물로 접합된 편광자와 패턴화된 위상차층이 고온 다습한 조건에 노출된 경우에도 서로 박리되거나 밀려 일어나는 것을 억제할 수 있다. 또한, 복합 편광판의 경우, 편광자의 수축 또는 팽창 응력에 의해 패턴화된 위상차층의 위치별 위상차 차이가 발생할 수 있으나, 접착제로 접합한 경우와 달리, 점착제의 응력완화 특성에 의하여 3D 입체감 저하를 억제할 수 있다.
복합 편광판
또한, 본 발명은 상기 점착제 조성물을 사용하여 제조된 복합 편광판을 제공한다.
본 발명의 복합 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 일면에 상기 점착제 조성물을 통해 접합된 패턴화된 위상차층을 포함한다.
본 발명의 복합 편광판은 상기 점착제 조성물을 통해 편광자와 패턴화된 위상차층이 접합되어, 그 접합력이 우수하다. 이 경우 전술한 바와 같이, 패턴화된 파이 결합 상호 작용을 형성할 수 있다.
편광자는 디스플레이 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로서 입사되는 빛을 편광시킬 수 있는 것이라면 특정의 것으로 한정되지 않는다. 예컨대 폴리 비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름에 요오드나 이색성 염료를 염색시키고 이를 일정 방향으로 연신시켜 제조된 것을 사용할 수 있다. 패턴화된 위상차층과 접합되는 면의 반대면에는 보호필름 또는 위상차필름의 기능을 가진 필름이 접합된 것일 수 있다.
패턴화된 위상차층의 구성은 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 일반적으로 사용되는 구성을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 기재, 배향막 및 액정코팅층의 순서로 적층된 구조를 가질 수 있고, 또는 배향막을 포함하지 않는 구조일 수도 있다.
패턴화된 위상차층은 액정 코팅층이 편광자쪽을 향하도록 접합된다.
기재는 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 위상차 균일성, 등방성 등이 우수한 소재로 형성된 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 아미드계 수지, 이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 황화 폴리페닐렌계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 소재로 형성된 기재를 사용할 수 있다.
패턴화된 위상차층이 배향막을 포함하는 경우, 상기 배향막은 기재 상에 당 분야에서 통상적으로 사용되는 배향막 형성용 조성물을 코팅하고 배향성을 부여한 후에, 서로 다른 배향 방향을 갖도록 패턴화하는 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 배향성 부여 방법은 러빙 방식, 광 배향 방식 등을 들 수 있고, 패턴화 방법은 포토마스크를 이용한 복수의 노광 공정에 의할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
노광에 사용되는 광은 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면 편광된 자외선 조사, 소정의 각도로 이온빔 또는 플라즈마빔 조사 및 방사선 조사 등을 사용할 수 있다. 예컨대 편광된 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.
액정 코팅층은 당 분야에 통상적으로 사용되는 반응성 액정 모노머(RM) 등을 포함하는 액정 코팅층 형성용 조성물을 배향막 상에 도포하고, 가교시켜 형성된 것일 수 있다.
반응성 액정 모노머는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 모노머가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 벤젠 고리를 갖는 모노머일 수 있다.
패턴화된 위상차층이 배향막을 포함하지 않는 경우에는, 배향막 없이 기재 상에 액정 코팅층 형성용 조성물을 도포하고, 노광시켜 패턴화 및 배향을 동시에 수행하여 패턴화된 위상차층을 형성할 수 있다.
이러한 경우에 액정 코팅층 형성용 조성물은 배향을 위해, 직선 광중합성 폴리머 등의 편광 자외선 광에 의해 배향이 가능한 화합물을 더 포함할 수도 있다.
패턴화된 위상차층이 배향막을 포함하지 않는 경우에는 보다 박막의 디스플레이를 구현할 수 있다.
본 발명의 복합 편광판은 전술한 본 발명의 점착제 조성물을 사용함으로써, 고온 다습한 조건에 오래 노출되는 경우에도 편광자의 수축으로 발생한 응력에 의해 패턴화된 위상차층이 수축하는 것이 억제된다. 예를 들면, 60℃에서 250시간 동안 노출된 경우에 패턴화된 위상차층의 단위 패턴 간격 변화율이 0.13% 이하일 수 있다. 이에 따라 3D 입체감 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물을 사용하여 제조된 본 발명의 복합 편광판은 편광자와 패턴화된 위상차층 간의 접합력이 매우 우수하다. 예를 들면, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 박리력이 4 N/25mm 이상일 수 있고, 바람직하게는 4 내지 6 N/25mm일 수 있다.
화상표시장치
또한, 본 발명은 상기 복합 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
화상표시장치는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 입체화상구현용 또는 반투과형 액정디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 유기 EL 디스플레이 장치 등을 들 수 있다.
본 발명의 복합 편광판은 종래 편광판과 패턴화된 위상차층이 적층되는 위치에 사용될 수 있다.
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.
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 1-3
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 60중량부, 벤질메타크릴레이트(BzMA) 35중량부, 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 2중량부, 아크릴산(AA) 3중량부와 용제로 에틸아세테이트(아세톤) 100중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07중량부를 투입하고, 6시간 동안 반응시켜 중량평균분자량 약 1,000,000인 아크릴계 공중합체를 제조하였다(제조예 1).
제조예 2 내지 9는 하기 표 1의 조성 및 함량으로 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다(표 1에서, PEA:페녹시에틸아크릴레이트, MA:메틸아크릴레이트).
제조예 BA PEA BzMA MA HEA AA
1 60 - 35 - 2 3
2 60 35 - - 2 3
3 50 45 - - 2 3
4 40 55 - - 2 3
5 70 - 25 - 2 3
6 95 - - - 2 3
7 60 - - 35 2 3
8 30 65 - - 2 3
실시예 1-4
상기 제조예 1-4에서 제조된 아크릴계 공중합체의 고형분 100중량부 대비, 가교제로써 TDI-TMP 어덕트 (코로네이트-L, 일본우레탄사) 고형분 0.5중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다(TDI-TMP:톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 결합화합물).
제조된 점착제 조성물을 고형분 20%의 농도로 희석한 뒤에, 실리콘 이형처리된 PET필름에 건조 후 두께가 20㎛가 되로록 코팅하고, 100℃ 오븐에서 1분간 건조한 뒤, 일면에 TAC(40㎛)가 접합되어 있는 PVA편광자의 PVA면이 점착제에 접촉되로록 하여 접합하고, 상온에서 7일 보관하여 양생하였다.
양생이 완료된 뒤, 패턴화된 위상차층(MPR32, DNP사)의 위상차 액정 코팅면이 점착제와 접촉하도록 점착제면의 이형필름을 제거하고 접합하여, 복합 편광판을 제조하였다.
비교예 1-4
상기 제조예 5-8에서 제조된 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 복합 편광판을 제조하였다.
비교예 5
일면에 TAC(40㎛)가 접합되어 있는 PVA편광자의 PVA면이, 패턴화된 위상차층(MPR32, DNP사)의 위상차 액정층 코팅면과 접촉하도록 위치시키고, 그 사이에 폴리비닐알콜 2% 수용액과 가교제로서 글리옥살 0.2부를 녹인 수계 접착제를 이용하여, 접합한 뒤, 100℃ 건조오븐에서 3분 간 건조한 뒤 상온에서 24시간 방치하여, 복합 편광판을 제조하였다.
실험예
제조된 복합 편광판에 대하여 하기 실험을 수행하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
(1) 박리력 측정
상기 복합 편광판 제조시, 샘플의 끝단 부분에 이형필름을 삽입하여 점착제 면이 FPR 필름과 접촉하지 못하도록 접합한 뒤, 샘플을 25mm 폭으로 절단한 뒤, 180도 박리방향으로 300mm/min의 속도로 박리하여 측정하였다.
(2) 내열성, 내습열성 평가
복합 편광판의 TAC면에 미리 양생하여 준비된 점착제를 접합한 뒤, 소다글라스에 접합하고, 오토클레이브 처리하였다.
이후에 각각 80℃에서 500시간, 60℃, 90% RH에서 500시간 방치한 후에, 액정 코팅층과 편광자의 접합면에서의 기포나 박리 발생 여부를 확인하여, 하기 기준에 따라 내열성 및 내습열성을 평가하였다.
○: 기포나 박리가 없음
△: 기포나 박리가 있으나, 매우 작은 부분에 한정하여 확인됨
X: 기포나 박리가 육안으로 쉽게 확인됨
○의 경우, 내열성 및 내습열성 모두 상기 기준에 해당하는 경우에만 ○로 평가하였다. △ 및 X의 경우 내열성 및 내습열성 중 하나만 상기 기준에 해당하는 경우에도 △ 또는 X로 평가하였다.
(3) 입체감 평가
3D TV(47LA7400, LG 전자사)의 표시부 정중앙 부분을 15cm X 25cm로 절단하여 편광판 및 패턴화된 위상차층을 제거한 후에, 상기 실험예 2와 동일하게 제조되어 소다글래스에 접합된 복합 편광판을 동일 크기로 절단하여 해당 부위에 접합하고, 80℃에서 250시간 방치하였다.
이후에 TV 전원을 키고, 3D 안경(상기 3DTV의 부속품)을 착용하고 영상을 시청하여 하기 기준에 따라 입체감의 균일성을 평가하였다.
○: 전면에서 3D 입체감의 위치별 차이가 확인되지 않음
△: 수직방향(TD방향) 말단 부분에서 입체감의 저하가 미미하게 시인됨
X: 샘플의 수직방향(TD방향) 말단 부분에서 입체감의 저하가 확실히 시인됨
(4) 입체감 평가
실험예 (2)와 동일한 방법으로 복합편광판을 제조하고, 32인치 3D TV 픽셀과 복합 편광판(MPR32, DNP사)의 패턴화된 위상차층의 단위 패턴을 맞추어 접합하였다.
다음으로, 3D TV 단위 픽셀에 Red/Blue색상이 교차되어있는 이미지를 띄우고 좌원편광 또는 우원편광만으로 구현되는 영상의 초기 휘도를 화면의 중앙을 포함한 9 지점에서 측정하여 중앙부분과 나머지 주변 부분의 휘도차를 계산하고, 그로부터 좌안 영상 전체 휘도차와 우안 영상 전체 휘도차로부터, 전체 평균 휘도차를 산출하였다(하기 수학식 참조).
D=(DL+DR)/2
DL=|( LC - Le)|, DR=|( RC - Re)|,
Le=(Le1+Le2+…+Le8)/8, Re=(Re1+Re2+…+Re8)/8,
(식 중,
D: 전체 평균 휘도 차,
DL: 좌안 영상 전체 휘도차, DR: 우안 영상 전체 휘도차,
LC : 좌안 영상 중앙부분 휘도, Le: 좌안 영상 주변부분 평균 휘도,
RC : 우안 영상 중앙부분 휘도, Re: 우안 영상 주변부분 평균 휘도,
Le1, Le2, …, Le8 : 좌안 영상 주변부분 8 지점의 각 지점별 휘도
Re1, Re2, …, Re8 : 우안 영상 주변부분 8 지점의 각 지점별 휘도)
이후, 60℃ 250시간 방치한 후 다시 영상을 띄워 휘도를 측정하여 초기 D값과 방치후 D값의 휘도 변화율을 하기 기준에 따라 평가하였다.
[휘도 변화율에 따든 입체감 판정 기준]
○: D값 변화율이 0%이상 30%미만일 때 3D 입체감의 위치별 차이가 확인되지 않음
△: D값이 30%이상~60%미만일 때 입체감의 저하가 미미하게 시인됨
X: D값이 60%이상일 때 입체감의 저하가 확실히 시인됨
(5) 패턴화된 위상차층의 단위 패턴 간격 변화율 측정
실험예 (2)와 동일한 방법으로 복합편광판을 제조하고, 32인치 소다글라스에 접합하고 오토클레이브 처리 하였다. 초기 단위패턴의 간격을 측정하고, 60℃에서 250시간 방치한 후 다시 단위패턴의 간격을 측정하여 단위 패턴 간격 변화율을 평가하였다.
제조예 실시예 및
비교예		 박리력(N/25mm) 내열성/내습열성 입체감 패턴화된 위상차층의 단위 패턴 간격 변화율(%)
제조예 1 실시예 1 4.3 ○ ○ 0.12
제조예 2 실시예 2 4.9 ○ ○ 0.11
제조예 3 실시예 3 5.6 ○ ○ 0.11
제조예 4 실시예 4 5.2 ○ ○ 0.12
제조예 5 비교예 1 2.1 △ ○ 0.12
제조예 6 비교예 2 1.7 X ○ 0.10
제조예 7 비교예 3 1.5 X ○ 0.14
제조예 8 비교예 4 1.0 △ △ 0.19
- 비교예 5 1.3 X △ 0.28
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4의 점착제 조성물은 박리력이 매우 우수하였다. 또한, 이를 이용하여 접합된 복합 편광판의 내열성 및 내습열성도 매우 우수하고, 위치별 차이 없이 매우 우수한 입체감을 나타냈다. 또한, 패턴화된 위상차층의 단위 패턴 간격 변화율(%)이 0.13% 이하로 매우 적어 입체감의 전면 균일성 확보가 용이하다.
그러나, 비교예 1 내지 5의 점착제 조성물은 박리력이 떨어지고, 내열성 및 내습열성이 불량하였다. 또한, 단위 패턴 간격 변화율(%)이 0.13% 초과로써 실시예보다 저하된 결과를 보였으며, 특히 벤젠 고리를 포함하는 모노머를 사용하지 비교예 2 및 3은 내열성/내습열성이 현저하게 저하되었으며, 방향족 아크릴계 모노머가 과량으로 사용된 비교예 4는 박리력이 가장 저하된 결과를 보였고, 수계 접착제를 사용한 비교예 5는 박리력 및 위치별 입체감이 저하된 결과를 보였다.

Claims (13)

  1. 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머 및 상기 (메타)아크릴레이트 모노머 100 중량부에 대하여 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머 30 내지 60중량부를 포함하여 중합된 공중합체; 및
    가교제를 포함하는, 점착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 탄소수 6 내지 18의 방향족 고리를 갖는 아크릴계 모노머는 하기 화학식 1로 표시되는, 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00018

    (식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고, X는 산소 원자 또는 ?H-이며, R2는 히드록시기, 카르복시기, 페닐이소프로필기 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄인 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기 또는 탄소수 1 내지 6의 페닐알킬기이고, R2가 페닐알킬기인 경우 산소 원자, -CO-, -COO-, -NH- 또는 탄소수 5 내지 10의 시클로알케닐기에 의해 중단될 수 있음).
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, n-노닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트 및 라우릴 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 점착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 공중합체는 히드록시기를 갖는 모노머 및 카르복시기를 갖는 모노머 중 적어도 1종을 더 포함하여 중합되는 것인, 점착제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 히드록시기를 갖는 모노머는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 및 10-히드록시데실비닐에테르로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 점착제 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 카르복시기를 갖는 모노머는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 3-(아크릴로일옥시)프로파노익산, 4-(2-(아크릴로일옥시)에톡시)-4-옥소부타노익산, 3-((2-(아크릴로일옥시)에톡시)카보닐)시클로헥산카복시산, 4-(2-아크릴아미도에톡시)-4-옥소부타노익산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산, 및 이들의 모노알킬에스테르(알킬기 탄소수 1 내지 5); 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체 및 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인, 점착제 조성물.
  7. 편광자, 및
    상기 편광자의 일면에 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 점착제 조성물을 통해 접합된 패턴화된 위상차층을 포함하는, 복합 편광판.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 편광자는 패턴화된 위상차층과 접합되는 면의 반대면에 보호필름 또는 위상차필름의 기능을 가진 필름이 더 접합된 것인, 복합 편광판.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 패턴화된 위상차층은 벤젠 고리를 포함하는 반응성 액정 모노머를 함유한 액정 코팅층을 포함하는, 복합 편광판.
  10. 청구항 7에 있어서, 편광자와 패턴화된 위상차층 사이의 박리력이 4 N/25mm 이상인, 복합 편광판.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 패턴화된 위상차층은 배향막을 포함하지 않는, 복합 편광판.
  12. 청구항 7에 있어서, 60℃에 250시간 동안 노출된 경우에 패턴화된 위상차층의 단위 패턴 간격 변화율이 0.13%이하인, 복합 편광판.
  13. 청구항 7의 복합 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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