KR20160049473A - 편광판용 점착 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

편광판용 점착 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 식 1의 K 값이 0.2 내지 0.5인 편광판용 점착필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다:
<식 1>
K = △G′ x △R0
(상기 식 1에서, 상기 △G′ 및 △R0는 상기 상세한 설명 내에서 정의된 바와 같다).

Description

편광판용 점착 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 {ADHESIVE FILM FOR POLARIZING PLATE, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME AND OPTICAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판용 점착 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정을 포함하는 액정표시장치용 패널, 상기 패널에 형성된 편광판으로 구성되고, 편광판은 편광판용 점착층에 의해 상기 패널에 고정된다. 편광판은 편광자, 상기 편광자 상에 형성된 보호필름을 포함하여 다층으로 구성된다.
편광자와 보호필름은 서로 다른 분자 구조 및 조성을 갖는 재료로 제조되므로, 편광자와 보호필름은 서로 상이한 물리적 특성을 갖는다. 또한, 편광자는 편광성을 갖기 위해 일방성 분자 배열을 갖도록 연신된다. 따라서, 고온 및/또는 고습에서는 편광자의 수축 또는 팽창에 따라 편광판의 치수가 변화될 수 있다. 특히, 편광판이 점착제에 의해 패널에 고정되어 있는 경우, 고온 및/또는 고습에서는 편광판의 수축 또는 팽창에 따른 응력이 보호필름에 집중되게 되고, 이로 인해 보호필름에는 복굴절이 발생되어 빛샘이 생기게 된다.
빛샘은 점착층의 응력 조절에 의해 보호필름에 잔류 응력이 남지 않도록 함으로써 억제될 수 있는데, 고온 및/또는 고습에서는 보호필름이 잔류 응력을 가지게 되고, 이로 인해 점착필름 내 가교 중합체가 특정 방향으로 배향되어 복굴절을 나타낼 수 있다. 일반적으로 아크릴계 점착제는 음의 복굴절을 나타내게 된다.
빛샘을 억제하는 방법으로 편광판용 점착필름의 저장 탄성율을 낮추어 응력 완화하는 방법이 있지만 이 방법은 7 인치 이하의 소형 크기의 표시장치에는 효과적이나, 점착제가 너무 유연성이 좋아 장시간 사용시나 고온 고습으로 인한 응력에 의해 기포 또는 박리 발생 등 내구성에 문제가 생길 수 있고, 점착제의 빠짐 등 가공성이 취약해 질 수 있다. 다른 방법으로, 편광판용 점착필름의 저장 탄성율을 아예 높여 응력을 억제함으로써 고온 고습에서의 보호필름의 위상차 변화를 낮추는 방법이 있다. 그러나, 표시장치 화면의 중앙에서는 빛샘이 억제될 수 있지만 화면 중앙에서 단부로 갈수록 응력이 커져 단부 또는 극단부에서는 빛샘이 강하게 나타날 수 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2009-0112916호는 아크릴계 공중합체, 및 구조 중에 메조젠 코어를 함유하는 액상의 광학 이방성 화합물을 포함하여 우수한 응력 완화 기능을 가지면서 잔류 응력에 의한 점착층의 음의 복굴절을 양의 복굴절로 조절할 수 있는 아크릴계 점착제 조성물을 개시하고 있다.
상기와 같이 양의 복굴절을 갖는 응력완화형 점착제를 사용할 경우 고온/고습 조건에서 보호필름의 위상차 변화가 큰 화면 단부의 빛샘은 효과적으로 억제 할 수 있지만, 반면에 보호필름의 위상차 변화가 거의 없는 화면에서의 중앙부위의 빛샘이 오히려 커지는 현상이 발생한다.
본 발명이 해결하려는 과제는 고온 및/또는 고습에서 편광판의 치수 변화에 의한 빛샘을 억제할 수 있는 편광판용 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 응력 억제 및 광 보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있는 편광판용 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 대형 표시장치의 화면에서 중앙뿐만 아니라 단부 또는 극단부에서도 빛샘을 억제할 수 있는 편광판용 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판용 점착 필름은 하기 식 1의 K 값이 0.2 내지 0.5가 될 수 있다:
<식 1>
K = △G´ x △R0
(상기 식 1에서, 상기 △G´은 하기 식 2로 정의되고, 상기 △R0는 하기 식 3으로 정의된다)
<식 2>
△G´= G1 - G2
(상기 식 2에서, 두께가 500㎛인 적층된 편광판용 점착필름에 대해 ARES(Advanced Rheometry Expansion System, TA instrument)를 사용하여 각속도(angular frequency) 1rad/sec에서 0℃ 내지 100℃의 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서 Temperature sweep 테스트(strain 5%, normal force: 100N) 하였을 때, 상기 G1은 23℃에서의 저장 탄성율(단위: MPa) 값이고, 상기 G2는 85℃에서의 저장탄성율(단위: MPa) 값이다)
<식 3>
△R0 = R01 - R02
(상기 식 3에서, 상기 R01 및 R02는 두께 1mm의 편광판용 점착필름에 대해 125mN/15mm의 응력 및 0℃ 내지 100℃ 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서 측정하였을 때, 상기 R01는 파장 590nm에서의 85℃의 위상차 값(단위: nm)이고, 상기 R02는 파장 590nm에서의 23℃의 위상차 값(단위: nm)이다).
한 구체예에서 상기 편광판용 점착필름은 G1이 0.45 MPa 내지 1 MPa일 수 있다.
한 구체예에서 상기 편광판용 점착필름은 G2가 0.01 MPa 내지 0.3 MPa일 수 있다.
한 구체예에서 상기 편광판용 점착필름은 (A) 가교성 관능기를 갖는 가교성 (메타)아크릴계 공중합체, (B) 양의 복굴절을 갖는 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체, 및 (C) 경화제를 포함하는 편광판용 점착제 조성물로 이루어질 수 있다.
한 구체예에서 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교성 관능기를 포함하는 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체이며, 한 구체예에서 상기 가교성 관능기 함유 단량체는 상기 단량체 혼합물 전체중량에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교성 관능기를 포함하는 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체이며, 상기 가교성 관능기 함유 단량체는 상기 단량체 혼합물 전체중량에 대하여 0 중량% 내지 1 중량% 미만으로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 각각 1,000,000 g/mol 미만일 수 있다.
한 구체예에서 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 300,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 미만일 수 있다.
한 구체예에서 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 중 하나 이상과, 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 방향족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 하기 화학식 2의 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체 일 수 있다:
<화학식 2>
Figure pat00001
(상기 화학식 2에서, 상기 A는 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기이고, 상기 B는 -O- 또는 -S-이고, 상기 R1은 수소 또는 메틸기이며, 상기 R2는 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기이고, 상기 n 은 1 내지 5의 정수이다).
한 구체예에서 상기 화학식 2의 (메타)아크릴계 단량체는 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여, 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 60 중량부 내지 95 중량부 포함되고, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 5 중량부 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 편광판용 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 편광판은 상기 편광판용 점착필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 고온 및/또는 고습에서 편광판의 치수 변화에 의한 빛샘을 억제할 수 있고, 응력 억제 및 광 보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있으며, 대형 표시장치의 화면에서 중앙뿐만 아니라 단부 또는 극단부에서도 빛샘을 억제할 수 있는 편광판용 점착필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 광학표시장치의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 “(메타)아크릴”은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미하고, “(메타)아크릴레이트”는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미하고, 본 명세서에서, ‘상부’, 및 ‘하부’는 도면을 기준으로 한 것으로서, 반드시 상부와 하부로 고정되는 것은 아니고, 편광판을 보는 시각에 따라 ‘상부’가 ‘하부’로, ‘하부’가 ‘상부’로 변경될 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판용 점착필름을 설명한다.
본 발명의 편광판용 점착필름은 고온 및/또는 고습에서 편광판의 치수 변화에 의한 빛샘을 억제할 수 있다. 상기 편광판용 점착필름은 응력 억제 및 광 보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있다. 또한 상기 편광판용 점착필름은 대형 표시장치의 화면에서 중앙뿐만 아니라 단부 또는 극단부에서도 빛샘을 억제할 수 있다.
본 발명 일 실시예의 편광판용 점착필름은 편광판을 편광자, 편광자의 적어도 일면에 형성된 편광자 보호층(광학필름 및 코팅층 등)을 포함한다고 할 때, 편광판을 광학표시장치의 패널에 고정시키거나 또는 편광판을 또 다른 광학필름에 고정시키는데 사용되는 것으로, 하기 식 1의 K 값이 0.2 내지 0.5가 될 수 있다:
<식 1>
K = △G´ x △R0
(상기 식 1에서, 상기 △G´은 하기 식 2로 정의되고, 상기 △R0는 하기 식 3으로 정의된다).
<식 2>
△G´ = G1 - G2
(상기 식 2에서, 두께가 500㎛인 적층된 편광판용 점착필름에 대해 ARES(Advanced Rheometry Expansion System, TA instrument)를 사용하여 각속도(angular frequency) 1rad/sec에서 0℃ 내지 100℃의 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서 Temperature sweep 테스트(strain 5%, normal force: 100N)하였을 때, 상기 G1은 23℃에서의 저장 탄성율(단위: MPa) 값이고, 상기 G2는 85℃에서의 저장탄성율(단위: MPa) 값을 의미한다.)
<식 3>
△R0 = R01 - R02
(상기 식 3에서, 상기 R01 및 R02는 두께 1mm의 편광판용 점착필름에 대해 125mN/15mm의 응력 및 0℃ 내지 100℃의 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서 측정하였을 때, 상기 R01는 파장 590nm에서의 85℃의 위상차 값(단위: nm)이고, 상기 R02는 파장 590nm에서의 23℃의 위상차 값(단위: nm)이다).
상기 편광판용 점착필름의 저장 탄성율 및 위상차(R0) 측정은 편광판용 점착제 조성물을 두께 50㎛로 이형필름(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)에 코팅하고 20℃ 내지 100℃에서 1분 내지 7일 동안 숙성시켜 두께 50㎛의 점착필름을 제조하고 이를 복수 개 적층하여 형성된 두께 500㎛ 내지 1mm의 편광판용 점착필름 시편에 대해 측정한 것이다.
상기 K 값은 편광판용 점착필름이 23℃에서 85℃로 고온 상태로 변화되었을 때, 고온에서 저장 탄성율이 높아 응력 억제 효과를 가짐과 동시에 편광판용 점착필름 단부에서 점착필름의 분자 배향에 의한 광보상 효과를 가져 편광판용 점착필름의 중앙뿐만 아니라 단부 또는 극단부에서도 빛샘을 억제할 수 있는 효과를 구현할 수 있음을 평가하는 수단이다.
상기 K 값은 0.2 내지 0.5가 될 수 있는데, 상기 범위일 때 고온 상태의 편광판용 점착필름은 빛샘 억제 효과가 우수하다. 이와 같이, 편광판용 점착필름의 K 값이 0.2 내지 0.5가 되도록 함으로써, 응력 억제 효과 및 중앙에 비해 응력이 큰 점착필름의 단부 또는 극 단부에서도 분자 배향에 의한 광 보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있다. 구체예에서 상기 K 값은 0.2 내지 0.45가 될 수 있다. 예를 들면, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45 또는 0.5가 될 수 있다.
상기 식 1에서, 상기 G1은 0.45 MPa 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 G2는 0.45 MPa 내지 1.0 MPa가 될 수 있다. 상기 범위에서 상온에서 편광판의 재단성을 향상시켜 줄 수 있다. 예를 들면, 0.45, 0.46, 0.47, 0.48, 0.49, 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95 또는 1.0 MPa가 될 수 있다.
또한 상기 식 1에서 상기 G2는 0.01 MPa 내지 0.3 MPa가 될 수 있다. 상기 범위에서 고온에서도 응력 억제 효과가 있어 빛샘을 억제할 수 있다. 예를 들면, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 또는 0.3 MPa가 될 수 있다.
구체예에서 상기 R01 및 R02는 각각 0 nm 내지 10 nm가 될 수 있다. 예를 들면 각각 0, 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 nm가 될 수 있다.
특히, 편광판용 점착필름은 상기 K 값 이외에, 상기 G2가 높아 고온에서도 응력 억제 효과가 있어 빛샘을 억제할 수 있다.
이러한 편광판용 점착필름은 본 발명 일 실시예의 편광판용 점착제 조성물에 의해 구현될 수 있다. 이하, 본 발명 일 실시예의 편광판용 점착제 조성물을 설명한다.
본 발명 일 실시예의 편광판용 점착제 조성물은 (A) 가교성 관능기를 갖는 가교성 (메타)아크릴계 공중합체, (B) 양의 복굴절을 갖는 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체, 및 (C) 경화제를 포함할 수 있다.
상기 (A) 가교성 관능기를 갖는 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 경화제에 의해 가교 구조를 구현하여 점착필름의 저장 탄성율을 높임으로써 고온 및/또는 고습에서 편광판의 치수 변화에 따른 응력을 억제하여 빛샘을 억제할 수 있다. 상기 ‘가교성 관능기’는 수산기 및 카르복시산기 중 하나 이상이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교성 관능기 함유 단량체를 포함하는 제1 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다. 상기 가교성 관능기 함유 단량체는 상기 제1 단량체 혼합물 중 1 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 점착필름의 저장 탄성율을 높여 빛샘을 억제할 수 있다. 구체예에서 3 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 중량%로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 가교성 관능기 함유 단량체는 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체중 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 말단 또는 구조 내에 수산기를 갖는, 탄소수 2-20의 알킬기, 탄소수 5-20의 사이클로알킬기 또는 탄소수 6-20의 아릴기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르가 될 수 있다. 예를 들면, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 4-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, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 디(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로펜틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 및 사이클로헥산 디메탄올 모노(메타)아크릴레이트 중에서 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니고, 이들은 단독 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
구체예에서 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 중 0 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 빛샘 억제 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예를 들면 0.1 중량% 내지 5 중량% 포함될 수 있다. 구체예에서는 0.1 중량% 내지 2 중량% 포함될 수 있다. 예를 들면 상기 수산기를 갖는 (메타) 아크릴계 공중합체 중 0, 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 또는 10 중량% 포함될 수 있다.
상기 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 (메타)아크릴산 및 β-카르복시에틸 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니고, 이들은 단독 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
구체예에서 상기 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 중 0 중량% 내지 10 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위에서 빛샘 억제 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예를 들면 1 중량% 내지 6 중량% 포함될 수 있다. 예를 들면 0, 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 또는 10 중량% 포함될 수 있다.
한 구체예에서는 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체와 상기 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 중 3 중량% 내지 6 중량% 일 수 있다.
다른 구체예에서 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체를 위한 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 점착필름의 기계적 강도 및 신뢰성을 개선하기 위한 것으로, 선형 또는 분지형의 탄소수 1-20의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, iso-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, iso-옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트 및 도데실 (메타)아크릴레이트 중에서 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니며, 이들은 단독 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
구체예에서 상기 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 (A) 제1 단량체 혼합물 중 80 중량% 내지 99 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 신뢰성이 우수한 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 90 중량% 내지 97 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 또는 99 중량%로 포함될 수 있다.
상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 방향족기를 갖지 않는 비-방향족계 (메타)아크릴계 공중합체일 수 있다. 상기와 같이 방향족기를 포함하지 않더라도 상기 점착필름은 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체로 인해 빛샘 억제 효과를 가질 수 있다.
상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 1,000,000 g/mol 미만일 수 있지만, 이에 대한 범위는 크게 한정되지 않는다. 구체적으로 300,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 미만이 될 수 있다.
상기 (B) 양의 복굴절을 갖는 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 경화제에 의해 가교되지는 않지만 가교성 (메타)아크릴계 공중합체와 IPN(interpenetrating polymer network) 구조를 형성함으로써 점착필름의 저장 탄성율을 높이는 효과를 구현할 수 있다. 또한, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교되지 않으므로 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 대비 고온 및/또는 고습에서 편광판의 치수 변화에 따라 쉽게 분자 배향될 수 있고, 이때 방향족기가 배향되어 양의 복굴절을 나타냄으로써 음의 복굴절을 나타내는 보호필름 및 (메타)아크릴계 점착 수지를 복굴절을 상쇄시킴으로써 광 보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 방향족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 제2 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다.
상기 방향족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 제2 단량체 혼합물 중 5 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 고온에서 분자 배향에 의한 광 보상 효과를 가져, 빛샘을 억제할 수 있다. 예를 들면 5 중량% 내지 35 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 방향족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00002
(상기 화학식 1에서, Y는 수소 또는 메틸기이고, p는 0 내지 10의 정수이고, X는 페녹시기, 페닐기, 메틸페닐기, 메틸에틸페닐기, 메톡시페닐기, 프로필페닐기, 시클로헥실페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 페닐페닐기, 벤질기 및 벤질페닐기로 이루어진 군으로부터 선택된다).
또한, 상기 방향족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 페녹시 (메타)아크릴레이트, 2-에틸페녹시 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 2-페닐에틸 (메타)아크릴레이트, 3-페닐프로필 (메타)아크릴레이트, 4-페닐부틸 (메타)아크릴레이트, 2-2-메틸페닐에틸 (메타)아크릴레이트, 2-3-메틸페닐에틸 (메타)아크릴레이트, 2-4-메틸페닐에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-프로필페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-(1-메틸에틸)페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-사이클로헥실페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-클로로페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-클로로페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-클로로페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-브로모페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-페닐페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트 및 2-(4-벤질페닐)에틸 (메타)아크릴레이트 중에서 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
구체예에서 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체를 위한 제2 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 점착필름의 기계적 강도, 신뢰성을 개선하기 위한 목적으로 포함될 수 있다. 예를 들면, 선형 또는 분지형의 탄소수 1-20의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다.
상기 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 제2 단량체 혼합물 중 0.1 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 신뢰성 보강 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 1 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50 중량%로 포함될 수 있다.
구체예에서 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체를 위한 제2 단량체 혼합물은 하기 화학식 2의 (메타)아크릴계 단량체를 더 포함할 수 있다:
<화학식 2>
Figure pat00003
(상기 화학식 2에서, A는 탄소수 1-20의 지방족 탄화수소기이고, B는 -O- 또는 -S-이고, R1은 수소 또는 메틸기, R2는 탄소수 1-20의 지방족 탄화수소기이고, n은 1 내지 5의 정수이다).
일 구체예에서, 상기 A는 탄소수 1-10의 지방족 탄화수소기, 구체적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1-10의 알킬렌기, 더 구체적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1-5의 알킬렌기가 될 수 있고, R2는 탄소수 1-10의 지방족 탄화수소기, 구체적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1-10의 알킬기, 더 구체적으로 선형 또는 분지형의 탄소수 1-5의 알킬기가 될 수 있다. 예를 들면, 화학식 2의 관능기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메타)아크릴레이트가 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 화학식 2의 단량체는 통상의 방법으로 합성하거나, 상품으로 구입 가능하다. 상기 화학식 2의 단량체는 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체에 포함됨으로써 점착필름의 광 특성을 개선하여 빛샘 개선 효과가 있고, 점착력을 확보할 수 있게 한다. 화학식 2의 단량체는 상기 제2 단량체 혼합물 중 10 중량% 내지 85 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위에서 빛샘을 억제할 수 있다. 구체예에서 55 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 또는 85 중량%로 포함될 수 있다.
그 결과, 편광판용 점착필름은 하기 화학식 3의 관능기를 포함할 수 있다:
<화학식 3>
Figure pat00004
(상기 화학식 3에서, *는 연결 부위이고, A, B, R2 및 n은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다).
구체예에서 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교성 관능기 함유 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다. 구체적으로, 상기 가교성 관능기 함유 단량체로는 전술한 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체예에서 상기 가교성 관능기 함유 단량체는 상기 단량체 혼합물 전체중량에 대하여 0 중량% 내지 1 중량% 미만 포함될 수 있다. 예를 들면 0, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 또는 1 중량% 미만 포함될 수 있다.
상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 1,000,000 g/mol 미만일 수 있다. 상기 범위에서 빛샘 억제 효과가 있을 수 있다. 구체적으로 300,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 미만일 수 있다.
상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 60 중량부 내지 95 중량부 포함될 수 있고, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 5 중량부 내지 40 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 점착필름은 응력 억제 및 광보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있다. 구체적으로는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 70 중량부 내지 90 중량부, (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 10 중량부 내지 30 중량부 포함될 수 있다.
예를 들면 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94 또는 95 중량부 포함될 수 있다. 또한, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 또는 40 중량부 포함될 수 있다.
상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체를 위한 단량체 혼합물은, 각각 지환족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 헤테로고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 지환족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 탄소수 3 내지 10의 지환족기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르로, 구체적으로 이소보르닐 (메타)아크릴레이트 및 사이클로헥실(메타)아크릴레이트 등이 될 수 있다. 상기 지환족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체 전체중량에 대하여, 각각 10 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 리웍 특성이 좋을 수 있다. 예를 들면 0 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면, 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 중량% 포함될 수 있다.
상기 헤테로고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 헤테로원자(예: 질소, 산소, 황 중 하나 이상)를 갖는 탄소수 2-10의 지방족 또는 지환족의 포화 또는 불포화 헤테로고리 또는 탄소수 4-20의 방향족 헤테로고리를 갖는 단량체가 될 수 있다. 예를 들면, 아크릴로일모르폴린을 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리를 갖는 (메타)아크릴계 단량체는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체 전체중량에 대하여 각각 10 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 리웍 특성이 좋을 수 있다. 예를 들면 0 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면, 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 중량% 포함될 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 공중합체의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않고, 용액 중합법, 광 중합법, 벌크 중합법, 유화 중합법 또는 에멀젼 중합법에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, (메타)아크릴계 공중합체는 용액 중합법을 사용하여 제조하고, 중합 온도는 50℃ 내지 140℃, 중합 시간은 5 시간 내지 24 시간인 것이 바람직할 수 있다. 중합에서 개시제로는 아조비스이소부티로니트릴 또는 아조비스시클로헥산카르보니트릴과 같은 아조계 중합 개시제; 및/또는 과산화 벤조일 또는 과산화 아세틸과 같은 과산화물 등을 포함하는 통상의 것을 사용할 수 있다. 상기 개시제는 상기 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 공중합체가 충분히 중합될 수 있다. 상기 중합시 용제는 특별히 제한되지 않지만, 에틸 아세테이트 및 메틸에틸케톤 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 중량부 포함될 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 공중합체는 고형분 기준으로 상기 편광판용 점착제 조성물 중 90 중량% 내지 99 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 도막 형성에 유리하며 배합시 점착제 구성 성분의 분포가 균일한 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 90 중량% 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 또는 99 중량%로 포함될 수 있다.
상기 경화제는 (메타)아크릴계 공중합체를 경화시키는 것으로, 이소시아네이트계, 에폭시계, 아지리딘계, 멜라민계, 아민계, 이미드계, 카르보디이미드계 및 아미드계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 가교성 (메타)아크릴계 공중합체와의 가교 반응하여 저장탄성율을 높여 응력 억제 효과를 높이기 위해서 다관능 경화제가 바람직하게 포함될 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제로는 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트 등을 포함하는 톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI), 1,3-크실렌디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트 등을 포함하는 크실렌디이소시아네이트(XDI), 수소화 톨릴렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아네이토메틸시클로헥산, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 변성 톨루엔 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판의 톨릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메틸올프로판의 크실렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트 및 메틸렌비스트리이소시아네이트 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 경화제는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대해 0.1 중량부 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 점착제의 내구 신뢰성이 우수하며, 시간에 의한 성분 및 물성의 변화가 적을 수 있다. 구체적으로 5 중량부 내지 8 중량부 포함될 수 있다. 예를 들면, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 중량부 포함될 수 있다.
상기 경화제는 고형분 기준으로 상기 편광판용 점착제 조성물 중 1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 점착제의 내구 신뢰성이 우수하며, 시간에 의한 성분 및 물성의 변화가 적을 수 있다. 예를 들면 0.1 중량% 내지 9 중량%, 예를 들면 5 중량% 내지 8 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 중량% 포함될 수 있다.
상기 편광판용 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함할 수 있다. 실란커플링제는 점착제 조성물에 포함되어, 편광판용 점착필름의 내습, 내습열 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 실란커플링제는 당업자에게 알려진 통상의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시드옥시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡실란 등의 에폭시 구조를 갖는 규소 화합물; 비닐 트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, (메타)아크릴옥시 프로필 트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기 함유 규소 화합물; 3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸 디메톡시실란 등의 아미노기 함유 규소 화합물; 및 3-클로로 프로필 트리메톡시실란 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 에폭시 구조를 갖는 실란 커플링제를 사용할 수 있다.
상기 실란커플링제는 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대해 0.1 중량부 내지 5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 점착제의 내구 신뢰성이 우수하며, 시간에 의한 성분 및 물성의 변화가 적을 수 있다. 구체적으로 0.1 중량부 내지 0.5 중량부 포함될 수 있다. 예를 들면 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4 또는 5 중량부 포함될 수 있다.
상기 실란커플링제는 고형분 기준으로 상기 편광판용 점착제 조성물 중 0.1 중량% 내지 9 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 액정 패널과의 접착력이 우수하고 (메타)아크릴계 공중합체의 저장 안정성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.1 중량% 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들면 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9 중량% 포함될 수 있다.
상기 편광판용 점착제 조성물은 용매를 더 포함할 수도 있다. 용매는 특별히 제한되지 않지만, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다. 상기 편광판용 점착제 조성물은 자외선 흡수제 및 산화 방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 편광판용 점착제 조성물은 25℃에서 점도가 1,000 cPs 내지 6,000 cPs가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착필름의 두께 조절이 용이할 수 있고, 점착필름에 얼룩이 없으며, 코팅면이 균일한 효과가 있을 수 있다.
본 발명의 편광판용 점착필름은 상기 편광판용 점착제 조성물을 건조 및/또는 숙성시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 점착제 조성물의 숙성은 열 경화, 또는 20℃ 내지 35℃에서 1 시간 내지 1 주일 동안 방치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 점착 필름은 상기 편광판용 점착제 조성물을 이형 필름(예:폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 위에 코팅하고, 건조하고, 20℃ 내지 35℃에서 경화시켜 제조할 수 있다.
편광판용 점착필름은 두께가 5㎛ 내지 200㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서, 편광판용 점착필름의 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 편광판은 상기 편광판용 점착필름 또는 상기 편광판용 점착제 조성물로 형성된 점착층을 포함한다. 이하, 본 발명 일 실시예의 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명 일 실시예의 편광판(100)은 편광자(1); 편광자(1)의 상부에 형성된 제1 보호필름(2); 편광자(1)의 하부에 형성된 제2 보호필름(3); 및 제2 보호필름(3)의 하부에 형성된 제1 점착필름(4)을 포함하고, 제1 점착필름(4)는 본 발명 일 실시예의 편광판용 점착필름 또는 편광판용 점착제 조성물로 형성될 수 있다.
편광자는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지며, 제조방법에 관계 없이 폴리비닐알코올계 필름이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자는 부분 포르말화 폴리비닐알코올 필름 및 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올 필름 등의 변성 폴리비닐알코올 필름을 사용할 수 있다. 구체적으로, 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 일정방향으로 연신시켜 제조된다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계를 거쳐 제조된다. 각 단계를 수행하는 방법은 당업자들에게 통상적으로 알려져 있다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 10㎛ 내지 50㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
제1 보호필름 및 제2 보호필름은 각각 편광자의 일면에 적층될 수 있다. 제1 보호필름 및 제2 보호필름은 동일하거나 다를 수 있고, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계, 폴리(메타)아크릴레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 또는 이들의 혼합이 될 수 있다. 보호필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10㎛ 내지 200㎛, 예를 들면 30㎛ 내지 120㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
점착필름은 본 발명 일 실시예의 점착제 조성물을 보호필름 일면에 코팅하고 건조 및/또는 경화시켜서 형성할 수 있고, 점착필름의 두께는 5㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 점착필름(4)은 액정표시패널(도 1에서 도시되지 않음) 일면에 적층되어, 편광판을 액정표시패널에 고정시킨다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(1)와 제1 보호필름(2) 사이, 편광자(1)와 제2 보호필름(3) 사이에는 접착제층이 형성될 수 있고, 접착제층은 통상의 편광판용 접착제로 형성될 수 있다. 구체적으로 편광판용 접착제는 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 수계 접착제, (메타)아크릴계 접착수지를 포함하는 광경화형 접착제를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명 다른 실시예의 편광판을 도 2를 참고하여 설명한다. 도 2는 본 발명 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명 다른 실시예의 편광판(200)은 편광자(1); 편광자(1)의 상부면에 형성된 제1 보호필름(2); 편광자(1)의 하부면에 형성된 제2 보호필름(3); 제2 보호필름(3)의 하부면에 형성된 제1 점착필름(4); 제1 점착필름(4)의 하부면에 형성된 제3 보호필름(5); 및 제3 보호필름(5)의 하부면에 적층되는 제2 점착필름(6)을 포함하고, 제1 점착필름(4) 및 제2 점착필름(6) 중 하나 이상은 본 발명 일 실시예의 편광판용 점착제 조성물로 형성될 수 있다. 제1 점착필름의 하부면에 제3 보호필름과 제2 점착필름이 더 형성된 것을 제외하고는 본 발명 일 실시예의 편광판과 실질적으로 동일하다.
제3 보호필름은 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계, 폴리(메타)아크릴레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 또는 이들의 혼합이 될 수 있다. 보호필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10㎛ 내지 200㎛, 예를 들면 30㎛ 내지 120㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
도 2에서 도시되지 않았지만, 제2 점착필름(6)은 액정표시패널(도 2에서 도시되지 않음) 일면에 적층되어, 편광판을 액정표시패널에 고정시킨다.
본 발명의 디스플레이 장치는 상기 점착 필름 또는 상기 편광판을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는 TFT-LCD 등을 포함하는 액정 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명 일 실시예의 광학표시장치를 도 3을 참고하여 설명한다. 도 3은 본 발명 일 실시예의 광학표시장치의 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명 일 실시예의 광학표시장치(300)는 액정표시패널(310), 액정표시패널(310)의 상부면에 형성된 제1 편광판(320), 및 액정표시패널(310)의 하부면 및 액정표시패널(310)과 광원부(340) 사이에 형성된 제2 편광판(330)을 포함하고, 제1 편광판(320) 및 제2 편광판(330) 중 하나 이상은 본 발명 일 실시예의 편광판이 될 수 있다.
특히, 본 발명 일 실시예의 광학표시장치는 액정표시패널이 7 인치 이상의 대형 표시장치가 될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
제조예 1:(메타)아크릴계 공중합체의 제조
1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 50g, 메틸에틸케톤 10g, 부틸 아크릴레이트 95g, 아크릴산 4g, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 1g을 투입하고 70℃로 승온하고 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.06g을 에틸아세테이트 20g에 녹여 투입하고, 65℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 메틸에틸케톤 170g을 더 투입하여 40℃로 냉각시킴으로써, 25℃에서 점도 4,400cPs의 아크릴계 공중합체(Mw: 900,000 g/mol)를 제조하였다.
제조예 2: ( 메타 )아크릴계 공중합체 제조
1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 50g, 메틸에틸케톤 10g, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 60g, 부틸 아크릴레이트 10g, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 30g을 투입하여 70℃로 승온하고 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.06g을 에틸아세테이트 20g에 녹여 투입하였다. 65℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 메틸에틸케톤 170g을 투입하여 40℃로 냉각시킴으로써, 25℃에서 점도 4,400cPs의 아크릴계 공중합체(Mw: 600,000 g/mol)를 제조하였다.
제조예 3: ( 메타 )아크릴계 공중합체 제조
1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 50g, 메틸에틸케톤 10g, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 80g, 부틸 아크릴레이트 8g, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 7g, 아크릴산 4g, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 1g을 투입하여 70℃로 승온하고 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.06g을 에틸아세테이트 20g에 녹여 투입하였다. 65℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 메틸에틸케톤 170g을 투입하여 40℃로 냉각시킴으로써, 25℃에서 점도 4,400 cPs의 아크릴계 공중합체(Mw: 900,000 g/mol)를 제조하였다.
제조예 4: ( 메타 )아크릴계 공중합체 제조
1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 50g, 메틸에틸케톤 10g, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 60g, 부틸 아크릴레이트 40g을 투입하고 70℃로 승온하고 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.06g을 에틸아세테이트 20g에 녹여 투입하였다. 65℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 메틸에틸케톤 170g을 투입하여 40℃로 냉각시킴으로써, 25℃에서 점도 4,400 cPs의 아크릴계 공중합체(Mw: 900,000 g/mol)를 제조하였다.
제조예 5: ( 메타 )아크릴계 공중합체 제조
1L 4구 플라스크에 에틸 아세테이트 50g, 메틸에틸케톤 10g, 부틸 아크릴레이트 65g, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 30g, 아크릴산 4g, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 1g을 투입하여 70℃로 승온하고 유지하였다. 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.06g을 에틸아세테이트 20g에 녹여 투입하였다. 65℃에서 3시간 동안 반응시킨 후, 메틸에틸케톤 170g을 투입하여 40℃로 냉각시킴으로써, 25℃에서 점도 1,200 cPs의 아크릴계 공중합체(Mw: 250,000g/mol)를 제조하였다.
실시예 1
상기 제조예 1의 공중합체 및 제조예 2의 공중합체를 하기 표 1(단위:중량부)의 함량으로 배합하여 메틸에틸케톤 18 중량부에 넣고, 25℃에서 30분 동안 교반하고, 이소시아네이트계 경화제(트리메틸올프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트, 콜로네이트-L:일본폴리우레탄사제) 7.1 중량부, 실란 커플링제(3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, KBM-403:신예츠 화학 공업사) 0.5 중량부를 더 첨가하고 혼합하여 편광판용 점착제 조성물을 제조하였다. 제조된 편광판용 점착제 조성물을 이형 필름(예: 실리콘 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 상에 도포 후 100℃에서 3 분간 건조 후 두께가 20㎛가 되도록 하여 편광판용 점착 필름을 형성하였다. 상기 편광판용 점착 필름을 편광판에 적층하고, 항온 항습 조건(35℃, 45% 상대습도)에서 숙성시켰다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 6
실시예 1에서 각 성분의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판용 점착제 조성물 및 편광판용 점착필름을 제조하였다.
단위(중량부) 실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6
제조예 1 90 80 70 - 90 80 100 - 50 - -
제조예 2 10 20 30 10 10 - - - 50 100 -
제조예 3 - - - 90 - - - 100 - - -
제조예 4 - - - - - 20 - - - - -
제조예 5 - - - - - - - - - - 100
경화제 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1
실란 커플링제 0.5 0.5 0.5 0.5 - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
상기 실시예 및 비교예의 편광판용 점착제 조성물 및 이로부터 도포 및 경화시켜 제조된 점착필름에 대해 하기의 물성을 평가하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure pat00005
(1) 저장 탄성율 변화(△G´, 단위: MPa)
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~6의 편광판용 점착제 조성물을 이형 필름(예:폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 상에 도포하고 100℃에서 3 분간 건조 후 두께가 50㎛가 되도록 하여 편광판용 점착필름을 형성하였다. 점착필름을 두께 500㎛로 적층시키고, 지름 8mm의 원형으로 절단하여 시편을 준비하였다. 상기 시편을 이용하여, 저장탄성율 측정기(ARES(Advanced Rheometry Expansion System, TA instrument))를 사용하여 0℃ 내지 100℃의 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서, 각속도(angular frequency) 1rad/sec에서 Temperature sweep 테스트(strain 5%, normal force: 100N)를 진행하여 23℃에서의 저장 탄성율(G1)과, 85℃에서의 저장 탄성율(G2)을 각각 측정하였으며, 하기 식 2에 따라 저장 탄성율 변화(△G´)를 계산하였다.
<식 2>
△G´= G1 - G2
(2) 위상차(단위: nm)
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~6의 편광판용 점착제 조성물을 이형 필름(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 상에 도포하고 100℃에서 3분간 건조 후 두께가 50㎛가 되도록 하여 편광판용 점착필름을 형성하였다. 편광판용 점착필름을 두께 1,000㎛ 로 적층시킨 후, 재단하여 가로 x 세로 x 두께(2㎝ × 10㎝ x 1,000㎛)의 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 양단을 분광 엘립소미터[닛폰 분광 (주) 제조의 제품명「M-220」] 를 사용하여 협지하고, 125mN/15mm의 응력을 가하며, 분광 엘립소미터 내 온도를 0℃ 내지 100℃ 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서, 파장 590nm에서의 시편 중앙부의 위상차(R0) 값을 측정하였다. 85℃에서의 위상차 값(R01)과 23℃에서의 위상차 값(R02)을 각각 측정한 후, 하기 식 3에 따라 위상차 변화(△R0)를 구하였다:
<식 3>
△R0 = R01 - R02
(3) K 값
상기에서 도출된 저장 탄성율 변화량(△G´) 및 위상차 변화량(△R0)에 대하여, 하기 식 1에 의해 K값을 구하였다:
<식 1>
K = △G´ x △R0
(4) 빛샘
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~6에서 숙성시킨 편광판을 가로 x 세로(1,200 ㎜ × 900 ㎜)으로 재단하여 유리 기판에 합지하고 압력 4 kg/cm2 내지 5 kg/cm2를 가하여 편광판 시편을 제작하였다. 제작된 편광판 (1,200 ㎜ × 900 ㎜) 시편을 7인치 TN 모드 LCD 패널에 광축을 교차하여 양면에 부착하였다. 85℃의 온도에서 500 시간 동안 방치 후, 상온에서 꺼내고, 백라이트를 이용하여 암실에서 빛이 새어 나오는 부분이 있는지를 관찰하여 평가하였다. 빛샘은 패널의 중앙부와 단부로 나누어 관찰하였다.
○: 빛샘 현상 육안으로 판단하기 어려움
△: 빛샘 현상 약간 있음
×: 빛샘 현상 다량 있음
(5) 신뢰성: 상기 실시예 1~5 및 비교예 1~6의 편광판용 점착필름이 코팅된 편광판을 가로 x 세로(100mm x 175mm)로 절단하고 유리기판에 합지 후 압력을 4 kg/cm2 내지 5 kg/cm2를 가하여 시편을 제작하였다. 시편을 60℃/85% 상대습도 조건 하에서 500 시간을 방치한 후, 기포나 박리가 발생했는지 관찰하였다.
○: 기포나 박리현상 없음.
△: 기포나 박리현상 다소 있음.
×: 기포나 박리현상 있음.
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 편광판용 점착필름은 소정 범위의 K 값을 가짐으로써 패널의 중앙부뿐만 아니라 단부에서도 빛샘 억제 효과가 있음을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 편광판용 점착필름은 고온 및/또는 고습에서 편광판의 치수 변화에 대해 응력 억제 및 광 보상에 의해 빛샘을 억제할 수 있었다.
반면에, 본 발명의 K 값 범위를 벗어난 비교예 1 내지 비교예 6의 경우, 상기 실시예 1 내지 실시예 5에 비하여 충분한 복굴절 상쇄효과가 없거나, 응력억제가 되지 않아서 빛샘이 발생하는 문제점이 있음을 알 수 있었다.
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 (15)

  1. 하기 식 1의 K 값이 0.2 내지 0.5인 편광판용 점착필름:
    <식 1>
    K = △G´ x △R0
    (상기 식 1에서, 상기 △G´은 하기 식 2로 정의되고, 상기 △R0는 하기 식 3으로 정의된다)
    <식 2>
    △G´= G1 - G2
    (상기 식 2에서, 두께가 500㎛인 적층된 편광판용 점착필름에 대해 ARES(Advanced Rheometry Expansion System, TA instrument)를 사용하여 각속도(angular frequency) 1rad/sec에서 0℃ 내지 100℃의 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서 Temperature sweep 테스트(strain 5%, normal force: 100N) 하였을 때, 상기 G1은 23℃에서의 저장 탄성율(단위: MPa) 값이고, 상기 G2는 85℃에서의 저장 탄성율(단위: MPa) 값이다)
    <식 3>
    △R0 = R01 - R02
    (상기 식 3에서, 상기 R01 및 R02는 두께 1mm의 편광판용 점착필름에 대해 125mN/15mm의 응력 및 0℃ 내지 100℃ 온도범위에서 승온(10℃/min)하면서 측정하였을 때, 상기 R01는 파장 590nm에서의 85℃의 위상차 값(단위: nm)이고, 상기 R02는 파장 590nm에서의 23℃의 위상차 값(단위: nm)이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광판용 점착필름은 G1이 0.45 MPa 내지 1 MPa인 편광판용 점착필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광판용 점착필름은 G2가 0.01MPa 내지 0.3MPa인 편광판용 점착필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 편광판용 점착필름은 (A) 가교성 관능기를 갖는 가교성 (메타)아크릴계 공중합체, (B) 양의 복굴절을 갖는 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체, 및 (C) 경화제를 포함하는 편광판용 점착제 조성물로 형성되는 편광판용 점착필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교성 관능기를 포함하는 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체이며,
    상기 가교성 관능기 함유 단량체는 상기 단량체 혼합물 전체중량에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체인 편광판용 점착필름.
  6. 제4항에 있어서, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 가교성 관능기를 포함하는 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체이며,
    상기 가교성 관능기 함유 단량체는 상기 단량체 혼합물 전체중량에 대하여 0 중량% 내지 1 중량% 미만으로 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체인 편광판용 점착필름.
  7. 제4항에 있어서, 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 각각 1,000,000 g/mol 미만인 편광판용 점착필름.
  8. 제4항에 있어서, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 300,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 미만인 편광판용 점착필름.
  9. 제4항에 있어서, 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 중 하나 이상과, 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체인 편광판용 점착필름.
  10. 제4항에 있어서, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 방향족기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 알킬기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체 및 하기 화학식 2의 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체인 편광판용 점착필름:
    <화학식 2>
    Figure pat00006

    (상기 화학식 2에서, 상기 A는 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기이고, 상기 B는 -O- 또는 -S-이고, 상기 R1은 수소 또는 메틸기이며, 상기 R2는 탄소수 1 내지 20의 지방족 탄화수소기이고, 상기 n 은 1 내지 5의 정수이다).
  11. 제10항에 있어서, 상기 화학식 2의 (메타)아크릴계 단량체는 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메타)아크릴레이트를 포함하는 편광판용 점착필름.
  12. 제4항에 있어서, 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체 및 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체의 합 100 중량부에 대하여, 상기 (A) 가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 60 중량부 내지 95 중량부 포함되고, 상기 (B) 비-가교성 (메타)아크릴계 공중합체는 5 중량부 내지 40 중량부로 포함되는 편광판용 점착필름.
  13. 제4항에 있어서, 상기 편광판용 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함하는 편광판용 점착필름.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 편광판용 점착필름을 포함하는 편광판.
  15. 제14항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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