KR20160001501A - 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

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KR20160001501A
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Abstract

본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 보호층을 포함하는 편광판이며, 상기 보호층은 유무기 하이브리드 화합물, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 및 양이온 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화형 조성물의 경화물인 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치{POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 편광자의 적어도 일면에 보호층이 형성되어 있는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
편광판은 통상 이색성 염료 또는 요오드로 염색된 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, 이하 'PVA'라 함)계 수지로 이루어진 편광자의 양면에 보호 필름을 적층한 구조로 사용되어 왔다. 보호필름이 존재하지 않으면, 편광자의 취약한 치수 안정성으로 인해 내구성 및 광학 물성이 크게 떨어지고, 내수성도 현경히 취약하게 되는 문제점이 있기 때문이다. 이때, 상기 보호 필름으로는 광학적 투명성이나 투습성이 우수하다는 점에서 트리아세틸셀룰로오스(TAC, triacetyl cellulose)계 필름이 많이 사용되고 있다.
한편, 최근 액정표시장치의 노트북형 개인용 컴퓨터, 휴대 전화, 카 내비게이션 등의 모바일 기기로의 전개에 따라, 액정표시장치를 구성하는 편광판에는 박형 경량화가 요구되게 되고 있다. 그러나, 상기와 같이 보호 필름으로 TAC 필름 등을 적층한 편광판에서는, 작업시의 취급성이나 내구 성능의 관점에서 보호 필름의 두께를 20 ㎛ 이하로 하는 것이 곤란하여, 박형 경량화에 한계가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 편광자의 한쪽 면에만 보호 필름을 구비하고, 반대 면에는 활성 에너지선 경화성 조성물을 도공하여, 투명 박막층을 형성하는 기술이 제안되고 있다. 한편, 현재까지 제안된 상기 활성 에너지선 경화성 조성물로는 경화방식에 따라 라디칼 경화형 조성물과 양이온 경화형 조성물로 나눌 수 있다. 한편, 양이온 경화형 조성물을 이용하여 투명 박막층을 형성하는 경우 편광자와의 우수한 밀착성을 가지며, 내수성이 우수하는 장점이 있으나, 경화 속도가 느리고, 경화도가 좋지 못한 양이온 경화 방식의 한계에 의하여 두께 방향에 따라 균일한 경화도를 확보하는 것이 어려우며, 따라서 투명 보호층의 두께를 약 10㎛ 이상으로는 확보할 수 없다는 구조적인 문제점을 가진다.
이와 반대로, 라디칼 경화형 조성물을 이용하여 투명 박막층을 형성하는 경우 경화속도가 빠르고, 경화도가 우수한바, 약 100㎛ 두께까지는 경화도에 따른 막의 경화 불균일성에 대한 문제점이 없다는 장점이 있으나, 라디칼 경화형 조성물에 PVA 편광소자와의 접착을 위해 일반적으로 포함되는 친수성 관능기가 투명 보호층의 최외면으로 들어남으로써 내수성에 취약하며, 또한 형성되는 보호층의 모듈러스가 낮고, 유리전이온도가 낮은 등 내열성 역시 취약하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경도 및 유연성을 자유롭게 설계할 수 있고, 내수성 및 내열성이 우수하며, 보호층과 편광자의 밀착성이 우수하고, 나아가 박형으로 제조가 가능한 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 보호층을 포함하는 편광판이며, 상기 보호층은 유무기 하이브리드 화합물, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 및 양이온 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화형 조성물의 경화물인 편광판을 제공한다.
한편, 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 유무기 하이브리드 화합물 30 내지 60 중량부, 에폭시 화합물 10 내지 40 중량부, 옥세탄 화합물 10 내지 40 중량부, 및 양이온 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기 유무기 하이브리드 화합물은 양이온 중합성 관능기를 포함하는 실세스퀴옥산 화합물인 것이 바람직하다.
이때, 상기 양이온 중합성 관능기는 에폭시기 또는 옥세탄기를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 실세스퀴옥산 화합물은 랜덤(Random)형, 케이지(Cage)형, 또는 래더(Ladder)형 구조의 화합물일 수 있다.
구체적으로, 상기 실세스퀴옥산 화합물은, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물로서, 랜덤(Random)형, 케이지(Cage)형, 또는 래더(Ladder)형 구조를 가지는 것일 수 있다.
식 (1): [RSiO3 /2]n
상기 식 (1)에서, R은 에폭시기 및 옥세탄기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합성 관능기를 포함하는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C1 -20의 탄화수소기이며, n은 6, 8, 10, 또는 12이다.
한편, 상기 보호층은 투습도가 500g/m2·day 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 보호층은 모듈러스가 500MPa 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 보호층은 유리전이온도가 70℃ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 편광판은 상기 편광자의 보호층이 형성된 면의 반대면에 접착제층을 매개로 투명 보호 필름이 부착될 수 있다.
이때, 상기 편광판은 하기 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
식 (2): dHD > 30㎛ - (dPF - dPVA)
상기 식 (2)에서, dHD는 보호층의 두께이고, dPF는 투명 보호 필름의 두께이고, dPVA는 편광자의 두께이며, dHD, dPF 및 dPVA의 단위는 모두 ㎛이다.
한편, 상기 투명 보호 필름은 아크릴계 필름, 셀룰로오스계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 또는 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer) 필름일 수 있다.
한편, 본 발명의 편광판은 상기 보호층 상부에 점착층을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 편광자는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올계 필름인 것이 바람직하다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 편광판은 보호층 형성을 위한 조성물에 유무기 하이브리드 화합물을 혼합하여 사용하는바, 경도 및 유연성을 자유롭게 설계할 수 있으며, 나아가 내수성 및 내열성을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 편광판은 보호층 형성을 위한 조성물에 에폭시 화합물을 혼합하여 사용하는바, 보호층과 편광자의 밀착성이 우수하고, 나아가 보호층의 코팅성 및 내구성이 우수하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 편광판은 보호층 형성을 위한 조성물에 옥세탄 화합물을 혼합하여 사용하는바, 저점도 구현이 가능하며, 그 결과 코팅성을 더욱 향상시킬 수 있고, 나아가 보호층의 두께를 얇게 구현하기가 용이하다.
또한, 본 발명의 편광판은 종래의 투명 보호 필름을 갖는 편광판에 비해 두께가 얇은 보호층을 갖는바, 박형으로 제조가 가능 하다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명자들은 RF(Retardation Free) 편광판용 보호층 재질로 기존의 양이온 경화물의 경화 특성과 라디칼 경화물의 낮은 내수성 및 내열성을 극복하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 보호층을 형성하기 위한 조성물에 유무기 하이브리드 화합물을 에폭시 화합물 및 옥세탄 화합물과 혼합하여 사용하는 경우 경도 및 유연성을 자유롭게 설계할 수 있고, 내수성 및 내열성을 향상시킬 수 있으며, 보호층과의 밀착성 역시 우수하고, 나아가 박형으로 제조할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 보호층을 포함하는 편광판이며, 상기 보호층은 유무기 하이브리드 화합물, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 및 양이온 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화형 조성물의 경화물이다.
이때, 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 전체 조성물 100중량부에 대하여, 유무기 하이브리드 화합물 30 내지 60 중량부, 에폭시 화합물 10 내지 40 중량부, 옥세탄 화합물 10 내지 40 중량부, 및 양이온 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
1. 편광자
먼저, 본 발명의 상기 편광자는 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자는 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 편광자는 보호층(또는 보호 필름)을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광자와 보호층(또는 보호 필름)을 포함하는 상태를 의미한다.
한편, 상기 편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛, 보다 바람직하게는 5㎛ 내지 25㎛ 정도일 수 있다. 편광자의 두께가 상기 범위보다 얇으면 광학특성이 떨어질 수 있으며, 상기 범위보다 두꺼우면 저온(-30℃ 정도)에서의 편광자 수축량이 커져서 전체적인 편광판의 열에 관련한 내구성에 문제가 될 수 있다.
한편, 상기 편광자가 폴리비닐알코올계 필름인 경우, 폴리비닐알코올계 필름은 폴리비닐알코올 수지 또는 그 유도체를 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올 수지의 유도체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또는, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 사용되는 시판되는 폴리비닐알코올계 필름, 예컨대, 구라레 사의 P30, PE30, PE60, 일본합성사의 M2000, M3000, M6000 등을 사용할 수도 있다.
한편, 상기 폴리비닐알코올계 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도인 것이 좋다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있기 때문이다.
2. 보호층
다음으로, 본 발명의 상기 보호층은 편광자를 지지 및 보호하기 위하여 상기 활성 에너지선 경화형 조성물을 이용하여 형성된 것으로, 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 편광자의 일면에 상기 활성 에너지선 경화형 조성물을 당해 기술 분야에 잘 알려진 코팅 법, 예컨대 스핀 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 블레이드 코팅 등의 방법으로 도포하여 보호층을 형성한 다음, 활성 에너지선, 예를 들면 자외선, 가지광선, 전자선, X선 등의 조사를 통해 경화시키는 방법으로 수행될 수 있다. 활성 에너지선 조사 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 자외선 조사장치(fusion lamp, D bulb)를 이용하여 300 내지 2500mJ/cm2 정도의 자외선을 조사하는 방법으로 수행할 수 있다.
(1) 유무기 하이브리드 화합물
먼저, 본 발명의 활성 에너지선 경화형 조성물에 포함되는 상기 유무기 하이브리드 화합물은 보호층의 경도 및 유연성을 자유롭게 설계하고, 나아가 내수성 및 내열성을 향상시키기 위하여 포함되는 것으로, 양이온 중합성 관능기를 포함하는 무기 성분이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다.
이때, 상기 양이온 중합성 관능기는 조성물에 함께 혼합하여 사용되는 후술할 에폭시 화합물과의 중합을 위한 것으로, 이러한 양이온 중합성 관능기로는 에폭시기, 옥세탄기 등을 포함하는 유기 작용기를 들 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 유무기 하이브리드 화합물은 그 중에서도 특히 양이온 중합성 관능기를 포함하는 실세스퀴옥산(Silsesquioxane) 화합물인 것이 바람직하다. 본 발명의 발명자들의 연구에 의하면, 이와 같이 양이온 중합성 관능기를 포함하는 실세스퀴옥산 화합물을 후술할 에폭시 화합물 및 옥세탄 화합물과 혼합하여 보호층 조성물로 사용하는 경우, 형성되는 보호층이 편광자와 우수한 밀착성을 가질뿐 아니라, 나아가 내수성 및 내열성 역시 매우 우수하였다. 이와 달리, 라디칼 중합성 관능기를 갖는 실세스퀴옥산 화합물을 아크릴계 올리고머 등과 혼합하여 보호층 조성물로 사용하는 경우에는, 위와 같은 우수한 밀착성, 내열성 및 내수성을 동시에 만족하기 어려웠다.
이때, 상기 실세스퀴옥산(Silsesquioxane) 화합물의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 랜덤(Random)형, 케이지(Cage)형, 또는 래더(Ladder)형 구조의 화합물일 수 있다. 한편, 상기 케이지(Cage)형의 경우 완전 케이지형 구조뿐만 아니라, 불환전 케이지형 구조일 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 실세스퀴옥산 화합물은, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물로서, 랜덤(Random)형, 케이지(Cage)형, 또는 래더(Ladder)형 구조를 가지는 것일 수 있다.
식 (1): [RSiO3 /2]n
상기 식 (1)에서, R은 에폭시기 및 옥세탄기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합성 관능기를 포함하는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C1 -20의 탄화수소기이며, n은 6, 8, 10, 또는 12이다.
이러한, 실세스퀴옥산 화합물로는 당해 기술분야에서 시판되고 있는 물질을 입수하여 사용할 수 있으며, 예를 들면, 토아고세이社 TX-100, SI-20, ME-20 등을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같은 유무기 하이브리드 화합물은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있으며, 그 함량은 전체 조성물 100중량부에 있어서, 30 내지 60 중량부인 것이 바람직하고, 35 내지 55 중량부 또는 40 내지 50 중량부인 것이 보다 바람직하다. 유무기 하이브리드 화합물의 함량이 상기 범위보다 많은 경우에는 점도나 경화도 측면에서 불리할 수 있으며, 상기 범위보다 적은 경우에는 경도나 내열적인 측면에서 불리할 수 있다.
(2) 에폭시 화합물
다음으로, 본 발명의 활성 에너지선 경화형 조성물에 포함되는 상기 에폭시 화합물은 밀착성 및 코팅성 향상을 위하여 포함되는 것으로, 분자 내에 적어도 1개의 에폭시기를 갖는 통상의 에폭시 화합물이면 특별한 제한이 없이 사용이 가능하다. 이와 같이 유무기 하이브리드 화합물을 에폭시 화합물과 함께 혼합하여 사용하는 경우, 유무기 하이브리드 화합물을 단독으로 사용하는 경우에 비하여 편광자와의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 나아가 코팅성 및 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 에폭시 화합물은 방향족 에폭시 화합물, 수소화 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등 다양한 종류의 에폭시 화합물을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 방향족 에폭시 화합물은, 분자 내에 적어도 하나 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 에폭시 화합물을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 비스페놀 S의 디글리시딜에테르와 같은 비스페놀형 에폭시 화합물; 페놀노볼락 에폭시 화합물, 크레졸노볼락 에폭시 화합물, 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락 에폭시 화합물과 같은 노볼락형의 에폭시 화합물; 테트라히드록시페닐 메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화폴리비닐페놀과 같은 다관능형의 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 수소화 에폭시 화합물은, 상기 방향족 에폭시 화합물을 촉매의 존재하에 가압하에서 선택적으로 수소화 반응을 행함으로써 얻어지는 에폭시 화합물을 의미하며, 예를 들면 수소화한 비스페놀 A의 디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
또한, 상기 지환식 에폭시 화합물은, 에폭시기가 지방족 탄화수소 고리를 구성하는 인접하는 2개의 탄소 원자 사이에 형성되어 있는 에폭시 화합물을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 2-(3,4-에폭시)시클로헥실-5,5-스피로-(3,4-에폭시)시클로헥산-m-다이옥산, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트, 비닐시클로헥산디옥시드, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 엑소-엑소비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 엔도-엑소비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)시클로헥실]프로판, 2,6-비스(2,3-에폭시프로폭시시클로헥실-p-다이옥산), 2,6-비스(2,3-에폭시프로폭시)노르보르넨, 리모넨디옥시드, 2,2-비스(3,4-에폭시시클로헥실)프로판, 디시클로펜타디엔디옥시드, 1,2-에폭시-6-(2,3-에폭시프로폭시)헥사히드로-4,7-메타노인단, p-(2,3-에폭시)시클로펜틸페닐-2,3-에폭시프로필에테르, 1-(2,3-에폭시프로폭시)페닐-5,6-에폭시헥사히드로-4,7-메타노인단, o-(2,3-에폭시)시클로펜틸페닐-2,3-에폭시프로필에테르), 1,2-비스[5-(1,2-에폭시)-4,7-헥사히드로메타노인다노키실]에탄시클로펜테닐페닐글리시딜에테르, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산)에틸렌글리콜디(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 3,4-에폭시시클로헥산 메탄올의 ε-카프로락톤(1~10몰) 부가물과 다원자가(3~20값) 알코올(GR, TMP, PE, DPE, 헥사펜타에리트리톨)의 에스테르화 화합물 등을 들 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 에폭시 화합물은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있으며, 그 함량은 전체 조성물 100 중량부에 있어서, 10 내지 40 중량부인 것이 바람직하고, 15 내지 35 중량부 또는 20 내지 30 중량부인 것이 보다 바람직하다. 에폭시 화합물이 상기와 같은 함량 범위로 사용되는 경우, 보호층의 경화도를 유지하면서도 우수한 내구성을 만족시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 경우 필요에 따라 에폭시 희석제를 더 포함할 수 있다. 에폭시 희석제는 불포화 에폭시 단량체인 것이 바람직하며, 이로써 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 비닐시클로헥센 모노옥사이드(VCMX), 비닐시클로헥센 디옥사이드(VCHDO), 리모넨디옥시드, 4-비닐시클로헥센디옥시드, 3,4-에폭시헥사하이드로벤질 아크릴레이트, 디에폭시리모넨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
한편, 상기한 바와 같은 에폭시 희석제는 상기 에폭시 화합물 100 중량부당 0.1 내지 50 중량부 정도로 포함되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 10 내지 40 중량부 또는 15 내지 30 중량부 정도로 포함될 수 있다.
(3) 옥세탄 화합물
다음으로, 본 발명의 활성 에너지선 경화형 조성물에 포함되는 상기 옥세탄 화합물은 조성물의 점도를 낮추어 코팅성을 향상시키고, 나아가 보호층의 박막화를 구현하기 위한 성분으로, 분자 내에 적어도 1개의 옥세타닐기를 갖는 것이면, 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 다양한 옥세탄 화합물을 사용할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 상기 옥세탄 화합물로는, 3-에틸-3-〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕옥세탄, 1,4-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕벤젠, 1,4-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠, 1,3-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠, 1,2-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠, 4,4'-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕비페닐, 2,2'-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕비페닐, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕비페닐, 2,7-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕나프탈렌, 비스〔4-{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}페닐〕메탄, 비스〔2-{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}페닐〕메탄, 2,2-비스〔4-{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}페닐〕프로판, 노볼락형페놀-포름알데히드 수지의 3-클로로메틸-3-에틸옥세탄에 의한 에테르화 변성물, 3(4),8(9)-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕-트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸, 2,3-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕노르보르난, 1,1,1-트리스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕프로판, 1-부톡시-2,2-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕부탄, 1,2-비스〔{2-(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}에틸티오〕에탄, 비스〔{4-(3-에틸옥세탄-3-일)메틸티오}페닐〕술피드, 1,6-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕-2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로헥산 등을 들 수 있다. 한편, 옥세탄 화합물이 옥세타닐기를 2개 갖는 경우 보호층의 유리전이온도를 높이는데 효과적이며, 옥세타닐기를 1개 갖는 경우 편광자와의 밀착성이 우수하다.
한편, 상기한 바와 같은 옥세탄 화합물은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있으며, 그 함량은 전체 조성물 100중량부에 있어서, 10 내지 40 중량부인 것이 바람직하고, 15 내지 35 중량부 또는 20 내지 30 중량부인 것이 보다 바람직하다. 옥세탄 화합물의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 특히 우수한 점도 특성을 구현할 수 있다.
(4) 양이온 개시제
다음으로, 본 발명의 활성 에너지선 경화형 조성물에 포함되는 상기 양이온 개시제는 활성 에너지선에 의해 산(H+)을 발생시키는 화합물로, 양이온 개시제를 추가로 포함할 경우, 경화 속도를 보다 향상시킬 수 있으며, 나아가 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 사용 가능한 양이온 개시제는, 예를 들면 설포늄 염(Sulfonium salt) 또는 요오드늄 염(Iodonium salt)이 포함된 것이 바람직하다. 설포늄 염(Sulfonium salt) 또는 요오드늄 염(Iodonium salt)이 포함된 양이온 개시제의 구체적인 예로는, 예를 들면 디페닐(4-페닐티오)페닐설포늄 헥사플루오로안티몬네이트(Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafluoroantimonate), 디페닐(4-페닐티오)페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트(Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafluorophosphate), (페닐)[4-(2-메틸프로필) 페닐]-요오드늄 헥사플루오로포스페이트((phenyl)[4-(2-methylpropyl) phenyl]-Iodonium hexafluorophosphate), (티오디-4,1-페닐렌)비스(디페닐설포늄) 디헥사플루오로안티몬네이트((Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroantimonate) 및 (티오디-4,1-페닐렌)비스(디페닐설포늄) 디헥사플루오로포스페이트((Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluorophosphate)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 양이온 개시제의 함량은 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 라디칼 경화형 조성물에 양이온 개시제가 상기 수치범위의 함량으로 포함되는 경우, 포함되지 않거나, 상기 수치범위를 만족하지 않는 경우에 비해 경화가 우수하게 진행되며, 밀착성이 보다 향상되는 장점이 있다.
(5) 보호층의 추가설명
한편, 상기와 같은 활성 에너지선 경화형 조성물을 이용하여 형성된 본 발명의 보호층은 내습 특성을 만족하기 위하여 투습도가 500g/m2·day 이하, 바람직하게는 50 내지 200 g/m2·day 정도이다. 보호층의 투습도가 상기 범위보다 낮은 경우에는 내수성에 취약하게 되어 편광자의 탈색 현상 등이 발생할 수 있다. 한편, 상기 투습도는 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 측정 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, 상대 습도 88.5%, 온도 37.8℃ 조건에서, 기재 위에 보호층을 3㎛으로 코팅한 후, 하루 동안 보호층을 투과하는 수분의 무게를 측정하는 방법으로 측정할 수 있다. 이때 측정 장비로는 공지의 장비, 예컨대 Ststech illiois社의 7002를 이용할 수 있다.
또한, 상기와 같은 활성 에너지선 경화형 조성물을 이용하여 형성된 본 발명의 보호층은 모듈러스가 500MPa 이상, 바람직하게는 1000Mpa 내지 2500Mpa 또는 1600Mpa 내지 2400Mpa 정도이다. 보호층의 모듈러스가 상기 범위를 만족하는 경우, 특히 열충격 안정성이 우수하다. 이때, 상기 모듈러스는 70℃ 온도에서 측정한 모듈러스를 의미한다. 한편, 상기 모듈러스는 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, TA instruments社 DMA Q800 장비를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기와 같은 활성 에너지선 경화형 조성물을 이용하여 형성된 본 발명의 보호층은 유리전이온도가 70℃이상, 바람직하게는 70 내지 100℃ 또는 80 내지 100℃ 정도이다. 보호층의 유리전이온도가 상기 범위를 만족하는 경우 열적으로 안정하므로, 이를 포함하는 편광판의 내열 신뢰성이 우수하다. 한편, 상기 유리전이온도 역시 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, TA instruments社 DMA Q800 장비를 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 상기와 같은 활성 에너지선 경화형 조성물을 이용하여 형성된 본 발명의 보호층은 두께가 5㎛ 내지 30㎛, 보다 바람직하게는 5㎛ 내지 15㎛ 정도일 수 있다. 보호층의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는 편광자의 수축에 따른 응력이 그대로 전달되어 열충격에 따른 크랙이 발생할 수 있으며, 상기 범위보다 두꺼운 경우에는 편광판의 박형화가 어려울 수 있다.
3. 보호 필름
한편, 본 발명의 상기 편광판은 필요에 따라서 편광자의 일면에 투명 보호 필름을 더 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 상기 편광판은 상기 보호층이 편광자의 일면에 형성된 경우, 보호층이 형성된 면의 반대면에 편광자를 지지 및 보호하기 위하여 접착제층을 매개로 별도의 투명 보호 필름을 부착할 수 있다.
이때, 상기 보호 필름은 편광자를 지지 및 보호하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 일반적으로 알려져 있는 다양한 재질의 보호 필름들, 예를 들면, 셀룰로오스계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer) 필름, 아크릴계 필름 등이 제한없이 사용될 수 있다. 이 중에서도 광학 특성, 내구성, 경제성 등을 고려할 때, 아크릴계 필름을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
한편, 본 발명에서 사용 가능한 아크릴계 필름은 아크릴계 수지를 주성분으로 포함하는 성형 재료를 압출 성형에 의해 성형하여 획득할 수 있다. 이때, 상기 아크릴계 수지는 (메트)아크릴레이트계 단위를 포함하는 수지를 주 성분으로 하는 것으로, (메트)아크릴레이트계 단위로 이루어진 호모 폴리머 수지뿐 아니라 (메트)아크릴레이트계 단위 이외에 다른 단량체 단위가 공중합된 공중합체 수지 및 상기와 같은 (메트)아크릴레이트계 수지에 다른 수지가 블랜드된 블랜드 수지도 포함하는 개념이다.
이때, 상기 (메트)아크릴레이트계 단위는, 예를 들면, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위일 수 있다. 여기서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단위는 알킬아크릴레이트계 단위 및 알킬메타크릴레이트계 단위를 모두 의미하는 것으로, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단위의 알킬기는 탄소수 1 ~ 10인 것이 바람직하며, 탄소수 1 ~ 4인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 단위와 공중합이 가능한 단량체 단위로는, 스티렌계 단위, 말레산 무수물계 단위, 말레이미드계 단위 등을 들 수 있다. 이때, 상기 스티렌계 단위로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌, α-메틸스티렌 등을 그 예로 들 수 있고; 상기 말레산 무수물계 단량체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며; 상기 말레이미드계 단량체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있다, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
한편, 상기 아크릴계 수지는 방향족 고리를 갖는 아크릴계 수지일 수 있으며, 방향족 고리를 갖는 아크릴계 수지로서는 한국공개특허 10-2009-0115040에 기재된 수지 조성물을 들 수 있다.
또는, 상기 아크릴계 수지는 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지일 수 있으며, 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지의 구체적인 예로서는 예를 들어 일본 공개특허공보 제2000-230016호, 일본공개특허공보 제 2001-151814호, 일본 공개특허공보 제 2002-120326호 등에 기재된 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지를 들 수 있다.
상기 아크릴계 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아크릴계 수지와 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 임의의 적절한 혼합 방법에 의해 충분히 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조한 후 이를 필름 성형하여 제조하거나, 또는 아크릴계 수지와, 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 별도의 용액으로 제조한 후 혼합하여 균일한 혼합액을 형성한 후 이를 필름 성형할 수도 있다. 상기 필름 성형의 방법으로서는, 예를 들어 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있다.
한편, 상기 아크릴계 필름의 경우 슬립성 부여 및 라디칼 경화형 조성물과의 접착력 개선을 위하여 한 면에 프라이머층을 포함할 수도 있다. 이때, 상기 프라이머층은 수분산성 고분자 수지, 수분산성 미립자 및 물을 포함하는 코팅액을 바 코팅법, 그라비어 코팅법 등을 이용하여 아크릴계 필름 상에 도포하고 건조하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 상기 수분산성 고분자 수지는 예를 들면, 수분산 폴리우레탄계 수지, 수분산 아크릴계 수지, 수분산 폴리에스테르계 수지 또는 이들의 조합 등일 수 있으며, 수분산성 미립자는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아 등의 무기계 미립자나, 실리콘계 수지, 불소계 수지, (메트)아크릴계 수지, 가교 폴리비닐알코올 및 멜라민계 수지로 이루어진 유기계 미립자 또는 이들의 조합을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 아크릴계 필름에는 필요한 경우 접착력 향상을 위한 표면처리가 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 광학필름의 적어도 일면에 알칼리 처리, 코로나 처리, 및 플라즈마 처리로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 표면 처리를 수행할 수 있다.
한편, 상기 편광자와 보호 필름의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자 또는 보호 필름의 표면에 접착제를 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 또는 합지 후 UV 조사하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 편광판용 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 상기 보호 필름은 두께가 30㎛ 내지 60㎛, 보다 바람직하게는 40㎛ 내지 60㎛ 정도일 수 있다. 보호층의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는 편광자의 수축에 따른 응력이 그대로 전달되어 열충격에 따른 크랙이 발생할 수 있으며, 상기 범위보다 두꺼운 경우에는 편광판의 박형화가 어려울 수 있다.
한편, 상기와 같이 편광자의 보호층이 형성된 면의 반대면에 투명 보호 필름이 부착되는 경우, 상기 편광판은 하기 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다. 하기와 같은 두께의 관계를 만족하는 경우 열충격 특성이 매우 우수하다는 장점이 있다.
식 (2): dHD > 30㎛ - (dPF - dPVA)
상기 식 (2)에서, dHD는 보호층의 두께이고, dPF는 투명 보호 필름의 두께이고, dPVA는 편광자의 두께이며, dHD, dPF 및 dPVA의 단위는 모두 ㎛이다.
4. 점착층
한편, 본 발명의 편광판은, 표시장치 패널 또는 위상차 필름과 같은 광학 필름과의 부착을 위해, 필요에 따라, 상기 보호층의 상부에 점착층을 포함할 수 있다.
이때, 상기 점착층은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 다양한 점착제들을 사용하여 형성될 수 있으며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 점착층은 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이 중에서도 투명성 및 내열성 등을 고려할 때, 아크릴계 점착제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
한편, 상기 점착층은 보호층 상부에 점착제를 도포하는 방법으로 형성될 수도 있고, 이형 시트 상에 점착제를 도포한 후 건조시켜 제조되는 점착 시트를 보호층 상부에 부착하는 방법으로 형성될 수도 있다.
5. 화상표시장치
상기와 같은 본 발명의 편광판은 액정표시장치 등과 같은 화상표시장치에 유용하게 적용될 수 있다. 상기 화상표시장치는 예를 들면, 액정 패널 및 이 액정 패널의 양면에 각각 구비된 편광판들을 포함하는 액정 표시장치일 수 있으며, 이때, 상기 편광판 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 편광판일 수 있다. 이때, 상기 액정표시장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 종류에 제한되지 않고, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다. 또한, 액정표시장치를 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 상부 및 하부 기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다.
제조예 1 - 아크릴계 보호 필름의 제조
폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트), 스티렌-무수말레산 공중합체 수지 및 페녹시계 수지를 100:2.5:5의 중량비로 균일하게 혼합한 수지 조성물을 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기까지를 질소 치환한 24φ의 압출기에 공급하여 250℃에서 용융하여 원료 펠렛(pellet)을 제조하였다.
페녹시계 수지는 InChemRez사 PKFE(Mw=60,000, Mn=16,000, Tg=95℃)을 사용하였고, 스티렌-무수말레산 공중합체 수지는 스티렌 85 중량%, 무수말레익안하이드라이드 15 중량%인 Dylaeck 332를 사용하였으며, 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트) 수지는 NMR 분석 결과 N-시클로헥실말레이미드의 함량이 6.5 중량%인 것을 사용하였다.
얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고 260℃에서 압출기로 용융, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 150 ㎛의 필름을 제조하였다. 이 필름을 파일로트 연신 장비를 사용하여 125℃에서 MD 방향으로 롤의 속도 차를 이용하여 170% 비율로 연신하여 아크릴 필름을 제조하였다.
상기와 같은 과정을 통해 제조된 아크릴 필름을 코로나 처리한 후, 상기 아크릴 필름의 일면에 CK-PUD-F(조광 우레탄 분산액)을 순수로 희석하여 제조된 고형분 함량 10중량%의 프라이머 조성물에 카보디이미드계 가교제 (니신보사제, 카보디라이트 SV-02) 10중량부를 첨가한 프라이머 조성물을 코팅한 후 TD 방향으로 130℃에서 텐더를 이용하여 190% 연신하여 최종적으로 프라이머층 두께가 400nm인 아크릴계 보호 필름을 제조하였다. 제조된 보호 필름의 두께는 약 40㎛ 이였다.
제조예 2 - 보호층 조성물의 제조
(1) 보호층 조성물 A
양이온 중합성기를 갖는 실세스퀴녹산 화합물 40 중량% (토아고세이社 TX-100), 3-에틸-3[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄 30 중량% (토아고세이社 OXT-221), 비스페놀 F 형 에폭시 화합물 20 중량% (국도화학社 YDF-161), 에폭시 희석제 5 중량% (극도화학社 BGE), 및 양이온 개시제 5 중량% (사나프로社 CPI 100P)를 포함하는 보호층 조성물 A를 제조하였다.
(2) 보호층 조성물 B
양이온 중합성기를 갖는 실세스퀴녹산 화합물 40 중량% (토아고세이社 TX-100), 3-에틸-3[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄 30 중량% (토아고세이社 OXT-221), 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 20 중량% (다이셀社 Celooxide 2021P), 에폭시 희석제 5 중량% (극도화학社 BGE), 및 양이온 개시제 5 중량% (사나프로社 CPI 100P)를 포함하는 보호층 조성물 B를 제조하였다.
(3) 보호층 조성물 C
양이온 중합성기를 갖는 실세스퀴녹산 화합물 40 중량% (토아고세이社 TX-100), 3-에틸-3[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄 30 중량% (토아고세이社 OXT-221), 비스페놀 A형 에폭시 화합물 20 중량% (극도화학社 YD-128), 에폭시 희석제 5 중량% (극도화학社 BGE), 및 양이온 개시제 5 중량% (사나프로社 CPI 100P)를 포함하는 보호층 조성물 C를 제조하였다.
(4) 보호층 조성물 D
아크릴기를 갖는 실세스퀴녹산 화합물 40 중량% (토아고세이社 TA-100), 3-에틸-3[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄 30 중량% (토아고세이社 OXT-221), 1,9-노난디올 디아크릴레이트 22 중량% (NK ESTER社 A-NOD-N), 양이온 개시제 5 중량% (사나프로社 CPI 100P), 라디칼 개시제 3 중량% (BASF社 이가큐어 184)를 포함하는 보호층 조성물 D를 제조하였다.
(5) 보호층 조성물 E
아크릴기를 갖는 실세스퀴녹산 화합물 40 중량% (토아고세이社 TA-100), 3-에틸-3[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄 30 중량% (토아고세이社 OXT-221), 1-아다만틸 메타크릴레이트 22 중량% (오사카유기社 1-ADMA), 양이온 개시제 5 중량% (사나프로社 CPI 100P), 라디칼 개시제 3 중량% (BASF社 이가큐어 184)를 포함하는 보호층 조성물 E를 제조하였다.
실시예 1
제조예 1에 의해 제조된 아크릴 필름계 보호 필름의 프라이머 층에 스포이드로 통상의 편광판용 접착제 조성물을 도포하고, 편광자(PVA 소자)의 일면에 적층 한 다음, 라미네이트 하였다. 동시에, 편광자(PVA 소자)의 보호 필름이 적층된 면의 타면에 앞서 제조된 보호층 조성물 A를 도포하고, 자외선 조사장치((fusion lamp, D bulb)를 이용하여, 편광자(PVA 소자)의 한쪽 면 방향에 800mJ/cm2의 자외선을 조사하여, 편광자의 일면에는 보호 필름을 구비하고, 타면에는 보호층을 구비하는 편광판을 제조하였다. 한편, 사용한 편광자의 두께는 약 25㎛ 정도이며, 보호층의 두께는 약 10㎛ 정도였다.
실시예 2
상기 실시예 1에 있어서, 보호층 조성물 A 대신 보호층 조성물 B를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에 있어서, 보호층 조성물 A 대신 보호층 조성물 C를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에 있어서보호층 조성물 A 대신 보호층 조성물 D를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에 있어서, 보호층 조성물 A 대신 보호층 조성물 E를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 편광판의 보호층의 밀착성, 내열성, 열 충격 안정성, 내수성 등을 측정하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다. 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
1. 모듈러스 및 유리전이온도 측정: 이형 필름이 라미네이트된 두 유리 기판 사이에 상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에서 사용된 보호층 조성물을 얇게 도포한 후 자외선 조사 장치(fusion lamp, D bulb)를 이용하여 800mJ/cm2의 자외선을 양면에 조사하였다. 두 유리 기판을 제거한 후 보호층 조성물이 경화된 이형 필름을 폭 0.5cm, 길이 4cm로 재단한 후, DMA 측정기로 -30℃ 에서 150℃까지 5℃/min씩 승온하여 스토리지 모듈러스(E')와 유리전이온도(Tg)를 측정하였다.
2. 투습도 측정: 상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2의 편광판의 보호층의 투습도를 온도 40℃, 상대 습도 90%의 조건에서 하루 동안 보호층 투과하는 수분의 무게를 측정하는 방법으로 측정하였다. 투습도가 500g/m2·day 이하인 경우 OK, 이를 초과하는 경우를 NG로 표시하였다.
3. 밀착성 평가: 편광자(PVA 소자) 위에 상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에서 보호층 조성물을 도포하고 자외선 조사 장치(fusion lamp, D bulb)를 이용하여 800mJ/cm2의 자외선을 조사하여 편광자/보호층로 이루어진 박리력 샘플을 제조하였다. 제조된 샘플을 가로, 세로 10줄씩 크로스 컷(cross-cut) 하여 흠집을 낸 후, 테이프로 벗겨내서 떨어지는 면적을 측정하였다. 그 결과 떨어지는 면적이 10% 이상이면 NG로, 떨어지는 면적이 그 이하이면 OK로 표시하였다.
4. 열충격성 평가: 상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 편광판을 유리 기판에 라미네이션하고, 이를 -40℃에서 30분 동안 방치한 후, 이를 다시 70℃에서 30분 동안 방치하는 것을 100회 반복하여 수행하였다. 그런 다음 편광판 외관의 변형 여부를 육안으로 평가하였다. 편광판 외관에 단부에만 2mm 내외의 크랙 발생이 있는 경우를 우수로, 단부 이외의 5mm 이상 짧은 선상의 크랙만 확인되는 경우를 OK로, 편광판 전면에 다수의 크랙이 발생한 경우를 NG로 표시하였다.
5. 내수성 평가: 상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 편광판을 유리 기판에 라미네이션하고, 이를 60℃ 항온조에 침지시켰다. 8 시간 경과 후 편광판 단부의 탈색여부로 내수성을 판단하였으며, 변형이 없는 경우를 OK로, 탈색이 일어난 경우를 NG로 표시하였다.
구분 E'[Mpa] Tg[℃] 투습도[g/m2.day] 밀착성 열충격성 내수성
실시예 1 1700 81 OK OK OK OK
실시예 2 2000 88 OK OK OK OK
실시예 3 1800 74 OK OK OK OK
비교예 1 1400 76 OK NG NG OK
비교예 2 1500 80 NG OK NG OK
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예 1 ~ 3의 편광판은 밀착성이 우수하고, 투습도가 낮으며, 열충격성 평가에서도 우수한 효과를 보이고, 내수성 역시 우수하다. 그러나, 비교예 1 ~ 2의 편광판은 밀착성, 열충격성, 내수성이 모두 우수한 보호층의 형성이 어려운 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (15)

  1. 편광자; 및
    상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 보호층을 포함하는 편광판이며,
    상기 보호층은 유무기 하이브리드 화합물, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 및 양이온 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화형 조성물의 경화물인 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 전체 조성물 100중량부에 대하여,
    유무기 하이브리드 화합물 30 내지 60 중량부, 에폭시 화합물 10 내지 40 중량부, 옥세탄 화합물 10 내지 40 중량부, 및 양이온 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하는 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 화합물은 양이온 중합성 관능기를 포함하는 실세스퀴옥산 화합물인 편광판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 양이온 중합성 관능기는 에폭시기 또는 옥세탄기를 포함하는 것인 편광판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 실세스퀴옥산 화합물은 랜덤(Random)형, 케이지(Cage)형, 또는 래더(Ladder)형 구조의 화합물인 편광판.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 실세스퀴옥산 화합물은 하기 식 (1)로 표시되는 화합물인 편광판.
    식 (1): [RSiO3 /2]n
    상기 식 (1)에서, R은 에폭시기 및 옥세탄기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합성 관능기를 포함하는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C1 -20의 탄화수소기이며, n은 6, 8, 10, 또는 12임.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 투습도가 500g/m2·day 이하인 편광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 모듈러스가 500MPa 이상인 편광판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 유리전이온도가 70℃ 이상인 편광판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자의 보호층이 형성된 면의 반대면에 접착제층을 매개로 투명 보호 필름이 부착된 편광판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 편광판은 하기 식 (2)를 만족하는 것인 편광판.
    식 (2): dHD > 30㎛ - (dPF - dPVA)
    상기 식 (2)에서, dHD는 보호층의 두께이고, dPF는 투명 보호 필름의 두께이고, dPVA는 편광자의 두께이며, dHD, dPF 및 dPVA의 단위는 모두 ㎛임.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 투명 보호 필름은 아크릴계 필름, 셀룰로오스계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 또는 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer) 필름인 편광판.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 보호층 상부에 점착층을 더 포함하는 편광판.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올계 필름인 편광판.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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