KR20160116900A - 복합 편광판 - Google Patents

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KR20160116900A
KR20160116900A KR1020150045297A KR20150045297A KR20160116900A KR 20160116900 A KR20160116900 A KR 20160116900A KR 1020150045297 A KR1020150045297 A KR 1020150045297A KR 20150045297 A KR20150045297 A KR 20150045297A KR 20160116900 A KR20160116900 A KR 20160116900A
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안홍준
서용원
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 복합 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일면에 편광 코팅층을 구비한 편광판; 위상차 코팅층; 및 상기 편광판 및 위상차 코팅층 사이에 개재된 탄성율 10 MPa 이상의 광경화성 접착층;을 포함함으로써, 보다 박막 경량화된 표시 장치를 구현하며, 굴곡성이 우수하여 굴곡 크랙을 줄일 수 있어, 플렉서블 표시 장치에 적용될 수 있는 복합 편광판에 관한 것이다.

Description

복합 편광판 {COMPLEX POLARITZAION PLATE}
본 발명은 복합 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴곡성이 우수하여 플렉서블 표시 장치에 적용될 수 있는 복합 편광판에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형화 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 디스플레이 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
정보화 추세에 따라 정보를 시각적으로 전달하기 위한 전자 디스플레이가 다양한 형태로 등장하고 있으며, 최근 휴대 통신의 발달로 휴대성이 요구되는 디스플레이의 개발이 강하게 대두되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 브라운관 방식에서 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED:Organic Electro Luminescence Display) 등의 방식으로 변화되었다. 특히, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 기존의 브라운관 방식에 비해 소비 전력이 낮고, 소형화 및 경량박형화가 가능하며, 유해 전자파를 방출하지 않는 장점이 있다. 이로 인해 차세대 첨단 디스플레이로 주목받아 오고 있으며, 현재에는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리 기기에 장착 되어 사용되고 있다.
최근에는 유리 기판 대신에 고분자 필름을 이용하여 종래의 패널보다 더욱 얇고 가벼우며 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.
플렉서블 디스플레이는 플라스틱 필름(Plastic Film) LCD, 유기 EL, wearable 디스플레이, 전자책, 전자 종이 등의 형태로 제작될 수 있으며, 응용범위 또한 매우 광범위하여 이동 통신 단말기용 디스플레이, 휴대 정보통신기기용 디스플레이와 같이 얇고 가벼운 조건 이외에도 외부 충격에 강하고, 특히 휘어지거나 다양한 형상의 디스플레이를 요구하는 제품에 적용할 수 있다.
하지만, 현재 사용되고 있는 플렉서블 액정 디스플레이는 기판 소재만 기존의 유리 기판에서 고분자 필름 기판으로 대체했을 뿐, 편광판, 백라이트 등 디스플레이 구현에 필요한 주변 소재 및 부품들은 아직까지도 유리 기판에서 적용되었던 방법을 그대로 사용하고 있다.
예를 들어, 상기 종래의 액정 디스플레이는 편광판의 두께가 200 내지 400㎛이고, 편광자의 보호를 위해 사용된 보호층의 단일 두께가 25 내지 100 ㎛으로 이를 경박단소화 함에 있어서 한계가 존재하는 단점이 있어, 얇은 카드와 같은 구조물에 적용하기에는 어려움이 존재한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 한국공개특허 제2008-73252호는 액정셀에 접합되는 편광판 중 액정셀에 접하게 되는 보호필름을 제거하여 박형 구조를 달성한 기술을 개시하고 있다.
한국공개특허 제2008-73252호
본 발명은 박막 경량화된 복합 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 굴곡성이 우수하며, 굴곡 피로에 대한 내크랙성이 우수한 복합 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 일면에 편광 코팅층을 구비한 편광판;
위상차 코팅층; 및
상기 편광판 및 위상차 코팅층 사이에 개재된 광경화성 접착층;을 포함하는, 복합 편광판.
2. 위 1에 있어서, 상기 편광판은 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면에 편광 코팅층을 구비한 것인, 복합 편광판.
3. 위 1에 있어서, 상기 편광 코팅층은 중합성 액정 화합물, 2색성 색소, 레벨링제 및 용제를 포함하는 편광 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것이고,
상기 위상차 코팅층은 중합성 액정 화합물, 레벨링제 및 용제를 포함하는 위상차 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것인, 복합 편광판.
4. 위 3에 있어서, 상기 중합성 액정 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 복합 편광판:
[화학식 1]
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2
(식 중, X1, X2 및 X3는 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기 또는 시클로헥산-1,4-디일기이나, 이들 중 적어도 하나는 p-페닐렌기이고;
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 단일결합, -CH2CH2-, -CH2O-, -COO-, -OCOO-, -N=N-, -CRa=CRb-, -C≡C- 또는 CRa=N-이고;
U1은 수소 원자 또는 중합성기이고;
U2는 중합성기이고;
W1 및 W2는 서로 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, -COO- 또는 OCOO-기이며;
V1 및 V2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알칸디일기임).
5. 위 1에 있어서, 상기 편광 코팅층은 두께가 0.5 내지 10㎛이고, 위상차 코팅층은 두께가 0.5 내지 10㎛인, 복합 편광판.
6. 위 1에 있어서, 상기 광경화성 접착층은 탄성율이 10 MPa 이상인, 복합 편광판.
7. 위 1에 있어서, 상기 광경화성 접착층은 두께가 0.5 내지 10㎛인, 복합 편광판.
8. 위 1 내지 7 중 어느 한 항의 복합 편광판을 구비한 화상 표시 장치.
본 발명의 복합 편광판은 편광 코팅층 및 위상차 코팅층을 구비하여, 화상 표시장치에 적용시, 보다 박막 경량화된 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 복합 편광판은 굴곡성이 우수하여, 지속적으로 굴곡을 가하는 경우 발생하는 크랙을 줄일 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 표시 장치에 바람직하게 적용될 수 있다.
도 1은 실시예 1의 복합 편광판의 SEM 사진이다.
도 2는 실시예 3의 복합 편광판의 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 4의 복합 편광판의 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 8의 복합 편광판의 SEM 사진이다.
도 5는 비교예 1의 복합 편광판의 SEM 사진이다.
도 6은 비교예 2의 복합 편광판의 SEM 사진이다.
본 발명은 일면에 편광 코팅층을 구비한 편광판; 위상차 코팅층; 및 상기 편광판 및 위상차 코팅층 사이에 개재된 광경화성 접착층;을 포함함으로써, 보다 박막 경량화된 표시 장치를 구현하며, 굴곡성이 우수하여 굴곡 크랙을 줄일 수 있어, 플렉서블 표시 장치에 적용될 수 있는 복합 편광판에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 복합 편광판은 일면에 편광 코팅층을 구비한 편광판; 위상차 코팅층; 및 상기 편광판 및 위상차 코팅층 사이에 개재된 광경화성 접착층;을 포함한다.
본 명세서에서 복합 편광판은 편광판 및 위상차판의 복합 구성의 적층체를 의미한다.
통상의 편광판은 폴리비닐알콜계 편광자(편광 필름) 및 편광자의 양면에 접착제를 통해 접착된 보호 필름을 포함한다.
그러나, 본 발명의 복합 편광판은 일면에 편광 코팅층을 구비한 편광판을 포함한다. 이에 따라 보다 얇은 두께의 복합 편광판을 구현할 수 있어 굴곡성이 우수하며, 굴곡 피로를 지속적으로 가하는 경우 발생하는 크랙을 줄일 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치에 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 편광판은 구체적으로, 기재 필름 및 기재 필름의 일면에 위치한 편광 코팅층을 포함한다.
기재 필름으로는 당 분야에 널리 사용되는 소재로 제조된 투명 필름이 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들면, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4´-디카르복실레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌(예: 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌), 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리메틸펜텐), 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 제조된 필름일 수 있다.
기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10 내지 100㎛일 수 있다. 기재 필름의 두께가 상기 범위 미만이면 공정 수행이 어려울 수 있고, 상기 범위 초과이면 과도한 두께로 인해 굴곡성이 저하되고, 반복되는 굴곡 피로에 크랙이 발생할 수 있어 플렉서블 표시 장치에 적용이 어려울 수 있다.
편광 코팅층은 편광층 형성용 조성물을 기재 필름 상에 도포하고, 배향시켜 형성된 것일 수 있다.
기재 필름은 편광 코팅층이 형성되는 면에 배향막이 형성되어 있는 것일 수 있다.
배향막은 배향성 폴리머 또는 이를 함유한 조성물을 포함한 것일 수 있다.
배향성 폴리머로서는, 분자 내에 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 분자 내에 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 알킬 변성 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산에스테르류 등의 폴리머를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하거나, 공중합하여 사용할 수 있다. 이들 폴리머는, 탈수나 탈아민 등에 의한 중축합이나, 라디칼 중합, 음이온 중합, 양이온 중합 등의 연쇄 중합, 배위 중합이나 개환 중합 등으로 용이하게 얻을 수 있다.
배향성 폴리머는 용제에 용해하고, 도포할 수 있다. 용제로서는, 물; 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제; 아세토니트릴 등의 니트릴 용제; 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제; 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소 치환 탄화수소 용제; 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 사용가능한 시판되는 배향막 재료로서는 산에바(등록상표, 닛산 가가쿠 고교(주) 제조), 옵토머(등록상표, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다.
기재 필름 상에 배향막을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 상기 기재 필름 상에 상기 배향성 폴리머의 용액이나 시판되는 배향막 재료를 도포하고, 어닐링하여 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 배향막의 두께는, 예를 들면 10nm 내지 10000nm이며, 바람직하게는 10nm 내지 1000nm이다.
상기 배향막에 대하여 배향 규제력을 부여하기 위해서, 필요에 따라서 러빙 혹은 편광 UV 조사를 하는 것이 바람직하다. 배향 규제력을 부여함으로써 후술할 중합성 액정 화합물을 원하는 방향으로 배향시킬 수 있다.
배향막을 러빙하는 방법으로서는, 예컨대 러빙천이 감겨져, 회전하고 있는 러빙 롤을, 스테이지에 실려 반송되고 있는 배향막에 접촉시키는 방법을 들 수 있다. 러빙 혹은 편광 UV 조사를 할 때에 마스킹을 행하면, 얻어지는 편광자에 지상축((遲相軸)의 방향이 다른 복수의 영역(패턴)을 형성할 수도 있다.
편광층 형성용 조성물은 중합성 액정 화합물, 2색성 색소, 레벨링제 및 용제를 포함하는 것일 수 있다.
중합성 액정 화합물은 스메틱상을 나타내는 중합성 액정 화합물이며, 스메틱상을 나타내는 온도와 등방상을 나타내는 온도와의 사이에서, 네마틱상을 나타내는 중합성 액정 화합물인 것이 바람직하다. 중합성 액정 화합물이 이러한 화합물이라면, 수평 배향의 스메틱상을 용이하게 얻을 수 있는 경향이 있다.
스메틱상으로서는, 스메틱 A상, 스메틱 B상, 스메틱 D상, 스메틱 E상, 스메틱 F상, 스메틱 G상, 스메틱 H상, 스메틱 I상, 스메틱 J상, 스메틱 K상 등을 들 수 있고, 배향 질서도 측면에서 스메틱 B상, 스메틱 F상, 스메틱 I상이 바람직하고, 스메틱 B상이 보다 바람직하다.
중합성 액정 화합물로는 예를 들면 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 1]
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2
(식 중, X1, X2 및 X3는 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기 또는 시클로헥산-1,4-디일기이나, 이들 중 적어도 하나는 p-페닐렌기이고;
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 단일결합, -CH2CH2-, -CH2O-, -COO-, -OCOO-, -N=N-, -CRa=CRb-, -C≡C- 또는 CRa=N-이고;
U1은 수소 원자 또는 중합성기이고;
U2는 중합성기이고;
W1 및 W2는 서로 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, -COO- 또는 OCOO-기이며;
V1 및 V2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알칸디일기임).
p-페닐렌기는 메틸기, 에틸기, 부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기; 시아노기 및 플루오로기(불소 원자), 클로로기(염소 원자), 브로모기(브롬 원자) 등의 할로게노기(할로겐 원자); 등으로 치환될 수 있으나, 무치환인 것이 바람직하다.
시클로헥산-1,4-디일기는 메틸기, 에틸기, 부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기; 시아노기 및 플루오로기(불소 원자), 클로로기(염소 원자), 브로모기(브롬 원자) 등의 할로게노기(할로겐 원자); -O-; -S-; NR- 등으로 치환될 수 있다. R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 페닐기이다. 바람직하게는 트랜스-시클로헥산-1,4-디일기일 수 있고, 이는 무치환인 것이 보다 바람직하다.
U1 및 U2는 중합성기인 것이 바람직하고, 광 라디칼 중합성기 또는 광 양이온 중합성기인 것이 보다 바람직하며, 더욱 바람직하게는 동일 종류의 기일 수 있다.
중합성기로는 예를 들면, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
탄소수 1 내지 20의 알칸디일기는 시아노기 및 플루오로기(불소 원자), 클로로기(염소 원자), 브로모기(브롬 원자) 등의 할로게노기(할로겐 원자); -O-; -S-; NH-; 등으로 치환될 수 있다.
탄소수 1 내지 20의 알칸디일기로는 예를 들면 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 데칸-1,10-디일기, 테트라데칸-1,14-디일기 및 이코산-1,20-디일기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 2 내지 12의 알칸디일기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 알칸디일기이다.
화학식 1의 화합물로는 예를 들면 하기 식 (1-1) 내지 (1-21)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
중합성 화합물은 편광 코팅층 형성용 조성물의 고형분 총 중량 중 70 내지 99.9중량%로 포함될 수 있다. 함량이 상기 범위 내인 경우 배향성이 높아질 수 있다.
2색성 색소는 염료라도 좋고, 안료라도 좋다. 2색성 색소로서는, 300 내지 700 nm에 극대 흡수 파장을 갖는 2색성 색소가 바람직하다. 2색성 색소로서는, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소를 들 수 있다. 2종 이상의 2색성 색소를 조합하여 이용하더라도 좋다.
2색성 색소로서는 아조 색소가 바람직하다. 아조 색소로서는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소를 들 수 있고, 비스아조 색소 및 트리스아조 색소가 바람직하다.
아조 색소로서는, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 2]
A1(-N=N-A2)p-N=N-A3
(식 중, A1 및 A3는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 나프틸기 또는 1가의 복소환기이고;
A2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기, 나프탈렌-1,4-디일기 또는 2가 복소환기이고;
P는 1 내지 4의 정수이고, p가 2 이상인 경우 복수의 A2는 서로 동일하거나 상이할 수 있음).
1가의 복소환기로서는, 퀴놀린환, 티아졸환, 벤조티아졸환, 티에노티아졸환, 이미다졸환, 벤조이미다졸환, 옥사졸환, 벤조옥사졸환 등의 복소환에서 1개의 수소 원자를 뺀 기를 들 수 있다. 또한, 2가의 복소환기로서는, 상기한 복소환에서 2개의 수소 원자를 제한 기를 들 수 있다.
A1 및 A3에서의 페닐기, 나프틸기 및 1가의 복소환기 및 A2에서의 p-페닐렌기, 나프탈렌-1,4-디일기 및 2가의 복소환기는 메틸기, 에틸기, 부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기; 메톡시기, 에톡시기, 부톡시기 등의 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 트리플루오로메틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 불화알킬기; 시아노기; 니트로기; 플루오로기, 클로로기, 브로모기 등의 할로게노기; 아미노기; 디에틸아미노기, 피롤리디노기 등의 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 아미노기(아미노기로 치환된 2개의 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 내지 8의 알칸디일기를 형성할 수 있음)를 들 수 있다.
아조 색소는 바람직하게는 하기 식 (2-1) 내지 (2-6)으로 표시되는 화합물일 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
(식 중, B1 내지 B20은 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기로 치환된 아미노기(아미노기로 치환된 2개의 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 내지 8의 알칸디일기를 형성할 수 있음), 클로로기(염소 원자) 또는 트리플루오로메틸기이고;
n1 내지 n4는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수임).
안트라퀴논 색소로는 하기 식 (2-7)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00005
(식 중, R1 내지 R8은 서로 독립적으로 수소 원자, -Rx, 아미노기, -NHRx, -SRx 또는 할로겐 원자이고;
Rx는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기임).
아크리딘 색소로는 식 (2-8)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00006
(식 중, R9 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 원자, -Rx, 아미노기, -NHRx, -SRx 또는 할로겐 원자이고;
Rx는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기임).
옥사존 색소로는 식 (2-9)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00007
(식 중, R16 내지 R23은 서로 독립적으로 수소 원자, -Rx, 아미노기, -NHRx, -SRx 또는 할로겐 원자이고;
Rx는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기임).
Rx에서의 탄소수 1 내지 4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있다. Rx에서의 탄소수 6 내지 12의 아릴기로서는, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
시아닌 색소로는 식 (2-10) 및 (2-11)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00008
(식 중, D1 및 D2는 서로 독립적으로 식 (2-10a) 내지 (2-10d)로 표시되는 기이고;
n5는 1 내지 3의 정수임)
Figure pat00009
.
Figure pat00010
(식 중, D3 및 D4는 서로 독립적으로 식 (2-11a) 내지 (2-11h)호 표시되는 기이고;
n6는 1 내지 3의 정수임)
Figure pat00011
.
2색성 색소는 중합성 액정 화합물 100중량부에 대하여 50중량부 이하, 바람직하게는 0.1중량부 내지 20중량부, 보다 바람직하게는 0.1중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 2색성 색소의 함유량이 50중량부 초과이면 중합성 액정 화합물의 배향이 저하될 수 잇다.
레벨링제는, 폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제 및 불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로서는, BYK-350, BYK-352, BYK-353, BYK-354, BYK-355, BYK-358N, BYK-361N, BYK-380, BYK-381, BYK-392(BYK Chemie사) 등을 들 수 있다.
불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로서는, 메가팍크(상품명) R-08, 동 R-30, 동 R-90, 동 F-410, 동 F-411, 동 F-443, 동 F-445, 동 F-470, 동 F-471, 동 F-477, 동 F-479, 동 F-482, 동 F-483(이상, 모두 DIC(주)제조), 사프론(상품명) S-381, 동 S-382, 동 S-383, 동 S-393, 동 SC-101, 동 SC-105, KH-40, SA-100(이상, 전부 AGC세이미케미칼(주) 제조), 상품명 E1830, 동 E5844((주)다이킨파인 케미칼 겡큐죠 제조), 에프톱(상품명) EF301, 동 EF303, 동 EF351, 동 EF352(이상, 전부 미츠비시 마테리알 덴시 카세이(주) 제조) 등을 들 수 있다.
레벨링제는 중합성 액정 화합물 100중량부에 대하여 0.3중량부 내지 5중량부, 바람직하게는 0.5중량부 내지 3중량부로 포함될 수 있다. 레벨링제의 함유랑이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 조성물의 수평 배향이 용이하고, 평활한 도막을 얻을 수 있다. 레벨링제의 함량이 5중량부 초과이면 도막에 얼룩이 발생할 수 있다.
레벨링제는 폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제 및 불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 이용되고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다.
레벨링제는 폴리아크릴레이트 화합물, 불소 원자 함유 화합물 또는 그 양방인 것이 바람직하다.
용제로서는, 중합성 액정 조성물의 각 성분을 용해할 수 있는 용제가 바람직하다. 또한, 중합성 액정 조성물의 중합 반응에 불활성인 용제인 것이 바람직하다.
용제로서는 예를 들면 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 2-헵타논, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제; 아세토니트릴 등의 니트릴 용제; 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제; 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소 함유 용제; 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
용제는 편광 코팅층 형성용 조성물 총 중량 중 50 내지 98중량%로 포함될 수 있다. 함량이 50중량% 미만이면 형성되는 코팅층의 두께가 얇아 편광자로서의 충분한 성능을 나타내기 어려울 수 있고, 98중량% 초과이면 조성물의 점도가 낮아, 균일한 두께의 코팅층을 형성하기 어려울 수 있고, 얼룩이 발생할 수 있다.
편광 코팅층 형성용 조성물은 중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
중합 개시제는 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 개시하는 화합물이며, 빛 및/또는 열의 작용에 의해 활성 라디칼이나 산을 발생한다. 그 중에서도, 빛의 작용에 의해 활성 라디칼 또는 산을 발생하는 중합 개시제, 즉 광중합 개시제인 것이 바람직하고, 광 조사에 의해 라디칼을 발생하는 광중합 개시제가 보다 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 트리아진 화합물, 요오드늄염, 술포늄염 등을 들 수 있다.
벤조인 화합물로서는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
벤조페논 화합물로서는, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
알킬페논 화합물로서는, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1,2-디페닐-2,2-디메톡시에탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
아실포스핀옥사이드 화합물로서는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.
트리아진 화합물로서는, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
광중합 개시제로서는, 이르가큐어(Irgacure) 907, 이르가큐어 184, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 이르가큐어 250, 이르가큐어 369(이상, 전부 치바 내지 재팬(주) 제조), 세이쿠올(SEIKUOL) BZ, 세이쿠올 Z, 세이쿠올 BEE(이상, 전부 세코카가쿠(주) 제조), 카야큐어(kayacure) BP100(니혼카야쿠(주) 제조), 카야큐어 UVI-6992(다우사 제조), 아데카옵토마 SP-152 또는 아데카옵토마 SP-170(이상, 전부 (주)ADEKA 제조), TAZ-A, TAZ-PP(이상, 니혼시이벨헤그나사 제조), TAZ-104(산와케미컬사 제조) 등의 시판되는 광중합 개시제도 이용할 수 있다.
열중합 개시제로서는, 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물; 과산화수소, 과황산염, 과산화벤조일 등의 과산화물; 등을 들 수 있다.
중합 개시제의는 중합성 액정 화합물 100중량부에 대하여 0.1중량부 내지 30 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5중량부 내지 10중량부, 보다 바람직하게는 0.5중량부 내지 8중량부로 포함될 수 있다. 함량이 상기 범위 내인 경우 중합성 액정 화합물의 배향을 저해하지 않으면서 중합이 가능하다.
중합 개시제로서 광중합 개시제를 이용하는 경우, 광증감제를 병용할 수 있다. 광증감제로는 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤 화합물(예컨대, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등); 안트라센, 알콕시기 함유 안트라센(예컨대, 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물; 페노티아진; 루브렌 등을 들 수 있다.
광증감제를 이용함으로써, 중합성 액정 화합물의 중합을 고감도화할 수 있다. 광증감제는 중합성 액정 화합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 30중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8중량부로 포함될 수 있다.
편광 코팅층 형성용 조성물은 중합 금지제를 더 포함할 수 있다. 중합 금지제를 포함함으로써 중합성 액정 화합물의 중합이 제어하기 쉽게 되어, 조성물의 안정성을 향상시킬 수 있다.
중합 금지제로는 예를 들면 히드로퀴논, 알콕시기 함유 히드로퀴논, 알콕시기 함유 카테콜(예컨대 부틸카테콜 등), 피로갈롤, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시라디칼 등의 라디칼 보충제; 티오페놀류; β-나프틸아민류; β-나프톨류; 등을 들 수 있다.
중합 금지제는 중합성 액정 화합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 30중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8중량부로 포함될 수 있다. 함량이 상기 범위 내인 경우 중합성 액정 화합물의 배향을 저해하지 않으면서 중합이 가능하다.
편광 코팅층 형성용 조성물은 도포 이후에 건조될 수 있다.
건조 방법으로서는 예를 들면 자연건조법, 통풍건조법, 감압건조법 등을 들 수 있다. 건조 온도는 0℃ 내지 250℃일 수 있고, 바람직하게는 50℃ 내지 220℃일 수 있다. 건조 시간은 예를 들면 10초 내지 60분일 수 있고, 바람직하게는 30초 내지 30분일 수 있다.
조성물에 포함된 중합성 액정 화합물은 액정상을 나타내는 온도로 가열될 수 있다. 액정상은 스메틱상인 것이 바람직하다. 또한, 중합성 액정 화합물이 네마틱상으로 전이하는 온도 이상으로 가열하고, 이어서 상기 중합성 액정 화합물이 스메틱상을 나타내는 온도까지 냉각함으로써, 스메틱상을 형성시킨 막을 얻는 것이 보다 바람직하다.
네마틱상을 경유함으로써, 편광 코팅층 형성용 조성물에 포함되는 레벨링제가 유동하기 쉽게 되어, 수평 배향한 막을 용이하게 얻을 수 있다.
가열하는 온도로서는, 네마틱상 전이점 이상 네마틱상 전이점보다 100℃ 높은 온도 이하가 바람직하고, 네마틱상 전이점 이상 네마틱상 전이점보다 50℃ 높은 온도 이하가 보다 바람직하다. 액정상으로 배향시키기 위한 가열과 상기한 건조는 동시에 행하더라도 좋다.
이어서, 액정상을 형성시킨 막에 포함되는 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 편광판을 얻을 수 있다. 중합 방법은 중합성 액정 화합물에 포함되는 중합성 기에 따라 열 중합 또는 광 중합 방법에 의할 수 있다. 광중합의 경우 내열성이 낮은 기재 필름을 사용할 수 있으므로 바람직하다.
편광 코팅층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 0.5 내지 10㎛일 수 있다. 두께가 0.5㎛ 미만이면 충분한 편광 성능을 구현하기 어려울 수 있고, 10㎛ 초과이면 굴곡성이 저하되어, 굴곡 피로에 의해 복합 편광판의 크랙이 발생할 수 있다. 우수한 편광 성능 및 굴곡성을 동시에 나타낸다는 측면에서 바람직하게는 0.5 내지 5㎛일 수 있다.
위상차 코팅층은 우수한 콘트라스트를 구현하는 코팅층으로서, 위상차 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것일 수 있다.
통상 위상차 필름은 기재 필름 및 액정층을 구비하나, 본 발명의 복합 편광판은 위상차 필름 대신에 위상차 코팅층만을 구비하여, 보다 박막 경량화를 구현할 수 있다. 이에 따라 굴곡성도 우수하여, 굴곡에 대한 내크랙성이 우수하다.
위상차 코팅층 형성용 조성물은 2색성 색소를 포함하지 않은 것을 제외하고는 전술한 편광 코팅층 형성용 조성물과 동일한 조성을 갖는 것일 수 있다.
위상차 코팅층은 전사 필름 상에 위상차 코팅층 형성용 조성물을 도포하고, 배향시켜 형성한 다음, 이를 접착층과 부착한 다음에 전사 필름을 제거하여 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전사 필름은 전술한 기재 필름으로 예시한 고분자 필름을 사용할 수 있다.
위상차 코팅층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 0.5 내지 10㎛일 수 있다. 두께가 0.5㎛ 미만이면 충분한 위상 지연 성능을 구현하기 어려울 수 있고, 10㎛ 초과이면 굴곡성이 저하되어, 굴곡 피로에 의해 복합 편광판의 크랙이 발생할 수 있다. 우수한 위상 지연 성능 및 굴곡성을 동시에 나타낸다는 측면에서 바람직하게는 0.5 내지 5㎛일 수 있다.
접착층은 상기 편광판 및 위상차 코팅층 사이에 개재되어, 이들을 서로 부착시키는 역할을 한다.
통상 편광판과 위상차판의 부착에는 점착제가 사용되는데, 그러한 점착제로 부착된 복합 편광판의 경우 굴곡성이 낮아, 반복되는 굴곡 피로를 가하는 경우에 크랙이 발생하는 문제가 있다.
그러나, 본 발명은 이와 달리 접착제를 사용하여 상기 문제를 해결한다.
구체적으로, 본 발명의 복합 편광판은 편광 코팅층 및 위상차 코팅층을 포함하여, 통상의 편광판 및 위상차 필름에 대하여 보다 박막화 경량화를 구현할 수 있고, 우수한 굴곡성을 나타낼 수 있다. 또한, 이들을 점착제가 아닌 고탄성의 접착제로 부착함으로써, 굴곡성을 더욱 개선할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 복합 편광판은 현저히 개선된 굴곡성을 나타내어, 반복되는 굴곡 피로에 대해서 내크랙성이 우수하여 플렉서블 표시 장치에 바람직하게 적용될 수 있다.
광경화성 접착층은 상기 편광판의 일면에 위치하는 것으로, 편광판의 편광 코팅층 측에 위치하거나, 기재 필름 측에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 광경화성 접착층은 탄성율이 10 MPa 이상인 것이 바람직하다. 탄성률이 10 MPa 미만이면 굴곡 크랙 개선 효과가 저하되어, 굴곡 피로에 의해 복합 편광판의 크랙이 발생할 수 있다. 우수한 밀착력 및 굴곡성을 동시에 나타낸다는 측면에서 바람직하게는 탄성율이 10 내지 104 MPa일 수 있다.
광경화성 접착층은 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 광경화성 접착제 조성물로 형성된 것일 수 있다.
광중합성 화합물은 접착층이 전술한 탄성율 범위를 나타내도록 하는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 아크릴계 모노머, 에폭시계 모노머, 비닐에테르계 모노머, 옥세탄계 모노머 등을 들 수 있다. 우수한 탄성율을 나타낸다는 측면에서 바람직하게는 에폭시계 모노머, 비닐에테르계 모노머, 옥세탄계 모노머를 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아크릴계 모노머로는 예를 들면 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, tert-부틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 글리세롤모노(메타)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1.6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올메탄트리(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈, 아크릴로일모포린, 우레탄(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴알코올의 모노ε-카프롤락톤 부가물의 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴알코올의 디ε-카프롤락톤 부가물의 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴알코올의 모노β-메틸-δ-발레롤락톤 부가물의 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴알코올의 디β-메틸-δ-발레롤락톤 부가물의 (메타)아크릴레이트, ω-카복시-폴리카프롤락톤모노아크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
에폭시계 모노머로는 방향족 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
방향족 에폭시 화합물로는 예를 들면 비스페놀A의 디글리시딜에테르, 비스페놀F의 디클리시딜에테르, 페녹시 글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
지환족 에폭시 화합물로는 예를 들면 디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드, 4-비닐시클로헥센디옥시드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트 등을 들 수 있다.
지방족 에폭시 화합물로는 예를 들면 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
비닐에테르계 모노머로는 예를 들면, 디에틸렌글리콜디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜디비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르, 폴리에틸렌글리콜디비닐에테르, 1,4-시클로헥산디메탄올디비닐에테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
옥세탄계 모노머로는 예를 들면 2-에틸헥실옥세탄, 자일리렌비스옥세탄, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(2-에틸헥실록시메틸)옥세탄, 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(시클로헥실록시메틸)옥세탄, 페놀노볼락옥세탄, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광중합 개시제로는 통상의 양이온 개시제, 라디칼 개시제를 사용할 수 있다.
양이온 개시제로는 예를 들면 오늄염 화합물, 철-아렌 착물 등을 들 수 있다.
오늄염 화합물로는 벤젠디아조늄헥사플루오로안티모네이트, 젠디아조늄헥사플루오로포스페이트, 벤젠디아조늄헥사플루오로보레이트 등의 방향족 디아조늄염; 디페닐요오드늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트, 디(4-노닐페닐)요오드늄헥사플루오로포스페이트 등의 방향족 요오드늄염; 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐[4-(페닐티오)페닐]술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4,4'-비스[디페닐술포니오]디페닐술피드비스헥사플루오로포스페이트, 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드비스헥사플루오로안티모네이트, 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드비스헥사플루오로포스페이트, 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤헥사플루오로안티모네이트, 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-페닐카보닐-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드헥사플루오로포스페이트, 4-(p-tert-부틸페닐카보닐)-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드헥사플루오로안티모네이트, 4-(p-tert-부틸페닐카보닐)-4'-디(p-톨루일)술포니오-디페닐술피드테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐[4-(페닐티오)페닐]술포늄의 인산염 등의 방향족 술포늄염; 등을 들 수 있다.
철-아렌 착물로는 예를 들어 자일렌-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로안티모네이트, 쿠멘-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로포스페이트, 자일렌-시클로펜타디에닐철(II)-트리스(트리플루오로메틸술포닐)메타나이드 등을 들 수 있다.
라디칼 개시제로는 아세토페논계, 벤조인계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아세토페논계 화합물은 예를 들면 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-[2-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 및 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
벤조인계 화합물은 예를 들면 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르 등을 들 수 있다.
벤조페논계 화합물은 예를 들면 벤조페논, 메틸 o-벤조일 벤조에이트, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐 설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
티오크산톤 화합물은 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
트리아진계 화합물은 예를 들면 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다
광중합 개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광중합성 화합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 함량이 상기 범위 내인 경우 적정 수준으로 경화되어 상기 탄성율 범위를 나타내는 접착층을 형성할 수 있다.
접착층은 광경화성 접착제 조성물을 편광 코팅층 또는 위상차 코팅층 상에 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다.
접착층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 0.5 내지 10㎛일 수 있다. 두께가 0.5㎛ 미만이면 응집력 및 탄성율이 낮아지고, 10㎛ 초과이면 굴곡성이 저하되어, 굴곡 피로에 의해 복합 편광판의 크랙이 발생할 수 있다. 우수한 응집력, 탄성율 및 굴곡성을 동시에 나타낸다는 측면에서 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 복합 편광판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명은 복합 편광판은 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.
본 발명의 복합 편광판은 굴곡성이 우수하여, 반복되는 굴곡 피로를 가하는 경우 발생하는 크랙을 줄일 수 있으므로, 플렉서블 화상 표시 장치에 특히 바람직하게 적용될 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.
제조예 1. 편광 코팅층 형성용 조성물의 제조
화합물(1-6)은 Lub et al., Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 115, 321-328(1996)에 기재된 방법에 따라서 합성했다.
Figure pat00012
이후에, 상기 화합물 (1-6) 100중량부, 아조 색소(NKX2029; 하야시바라 세이부츠 가가쿠 겡큐죠 제조) 2중량부, 중합 개시제로 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(이르가큐어 369; BASF재팬사 제조) 6중량부, 증감제로 이소프로필티오크산톤(니혼시이벨헤그나사 제조) 2중량부, 레벨링제로 폴리아크릴레이트 화합물(BYK-361N; BYK-Chemie사 제조) 1.2중량부 및 용제로 시클로펜타논 250중량부를 혼합하고, 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써, 편광 코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 2. 위상차 코팅층 형성용 조성물의 제조
아조 색소를 포함하지 않은 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로, 위상차 코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 3. 접착제 조성물의 제조
페녹시 글리시딜 에테르 45중량부, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 55중량부 및 CPI-110A(산 에프로사) 2중량부를 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
제조예 4. 접착제 조성물의 제조
3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4’-에폭시시클로헥산카복실레이트 25중량부 (Celloxide 2021P, Dicel사), 1,4-시클로헥산 디메탄올 디글리시딜에테르 25중량부, 3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄(도아 고세이 아론 옥세탄 DOX221) 35중량부, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄(도아 고세이 아론 옥세탄 OXA) 15중량부 및 CPI-100P(산 에프로사) 5중량부를 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
제조예 5. 접착제 조성물의 제조
4-히드록시부틸아크릴레이트 47중량부, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 50중량부 및 CPI-110A(산 에프로사) 2중량부를 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
제조예 6. 접착제 조성물의 제조
아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지〔코세놀 Z200, 일본 합성화학공업(주), 4% 수용액 점도 12.5 mPa?sec, 검화도 99.5 몰%〕 10중량% 농도의 수용액을 제조하였다. 이후, 상기 수용액과 글리옥살산나트륨을 수지와 글리옥살산나트륨 고형분 중량비가 1:0.1이 되도록 혼합하였다.
이후, 물과 알코올 중량비가 90:10인 용매 100중량부에 대하여 수지 농도가 1중량부가 되도록 희석하여, 접착제 조성물을 제조하였다.
제조예 7. 점착제 조성물의 제조
질소 가스가 환류되고 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 97 중량부, AOEHC(상품명: NK ESTER A-SA) 3중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07 중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량이 100 만 이상인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
고형분 함량을 기준으로, 상기에서 제조된 아크릴계 공중합체 점착제 조성물 100중량부에 대해서, 가교제로 트리메틸올프로판의 톨릴렌디이소시아네이트 부가물(COR-L) 0.5 중량부 및 KBM-403을 0.5 중량부를 혼합하고, 대전방지제로 IL-P18-2를 3중량부를 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다.
제조예 8. 편광판의 제조
평균중합도가 2,400이고, 비누화도가 99.9몰% 이상인 20㎛ 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 폴리비닐알콜계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
상기 편광자의 양면에 제조예 3의 접착제 조성물을 두께 1㎛로 도포하고, 두께 25㎛의 트리아세틸셀룰로오스 보호 필름을 부착하고, 접착제를 건조시켜, 편광판을 제조하였다.
실시예 1
두께 25㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 필름 상에 배향막 조성물을 다이 코팅 방법으로 도포하고 건조한 다음, 와이어 그리드를 통과한 UV를 조사하여 배향막을 형성하였다.
이후에, 상기 배향막 상에 제조예 1의 편광 코팅층 형성용 조성물을 도포하고 건조한 다음, UV로 경화시켜 두께 4.5㎛의 편광 코팅층을 형성하였다.
두께 40㎛의 PET 전사 필름 상에 동일한 방법으로 배향막을 형성하고, 배향막 상에 제조예 2의 위상차 코팅층 형성용 조성물을 다이 코팅 방법으로 도포하고 건조한 다음, UV로 경화시켜 두께 4㎛의 위상차 코팅층을 형성하였다.
이후에, 상기 편광 코팅층 상에 제조예 3의 접착제 조성물을 도포하고, 도포된 접착제 조성물 상에 위상차 코팅층 및 전사 필름을 적층한 다음, UV를 조사하여 두께 1㎛의 접착층을 형성하였다. 이후에, 전사 필름을 박리하여 복합 편광판을 얻었다.
실시예 2
접착제 조성물을 편광 코팅층 측이 아닌 기재 필름 측에 도포한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 3
제조예 4의 접착제 조성물을 사용하고, 위상차 코팅층의 두께가 2.5㎛, 접착층의 두께가 2㎛, 편광 코팅층의 두께가 3㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 4
제조예 5의 접착제 조성물을 사용하고, 위상차 코팅층의 두께가 3㎛, 접착층의 두께가 1㎛, 편광 코팅층의 두께가 4㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 5
편광 코팅층의 두께를 10㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 6
위상차 코팅층의 두께를 10㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 7
접착층의 두께를 10㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 8
편광 코팅층의 두께를 11.5㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 9
위상차 코팅층의 두께를 10.5㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
실시예 10
접착층의 두께를 11㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
비교예 1
제조예 6의 접착제 조성물을 사용하고, 위상차 코팅층의 두께가 2.5㎛, 접착층의 두께가 1㎛, 편광 코팅층의 두께가 4㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
비교예 2
접착제가 아닌, 제조예 7의 점착제 조성물을 사용하고, 위상차 코팅층의 두께가 1㎛, 점착층의 두께가 3㎛, 편광 코팅층의 두께가 2㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
비교예 3
접착제가 아닌, 제조예 7의 점착제 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
비교예 4
편광 코팅층 대신에 제조예 8의 편광판을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
구체적으로, 상기 편광판 상에 제조예 3의 접착제 조성물을 도포하고, 그 위에 위상차 코팅층 및 전사 필름을 적층한 다음, UV를 조사하여 접착층을 형성하였다. 이후에, 전사 필름을 박리하여 복합 편광판을 얻었다.
비교예 5
위상차 코팅층 대신에 두께 50㎛의 폴리카보네이트계 위상차 필름 (WRS, Teijin 社)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합 편광판을 제조하였다.
구체적으로, 편광 코팅층 상에 제조예 3의 접착제 조성물을 도포하고, 그 위에 상기 위상차 필름이 접착제와 접하도록 적층하였다. 이후, UV를 조사하여 이들을 부착함으로써 복합 편광판을 제조하였다.
실험예
(1) 탄성률( storage modulus )의 측정
G'(스토리지 모듈러스)의 변화를 Rheometer(MCR-301, Anton Paar사)로 측정하였다. 기기의 스테이지 위에 실시예 및 비교예의 접착층(또는 점착층)을 직경 25㎜, 두께 1㎜의 원주상 시험편으로 제조한 후 비틀림 전단법(torsional shearmethod)을 이용하여 변형율 5%, 주파수 1 Hz, 측정 온도 25℃에 맞춰 측정하였다. 이의 결과를 표 1에 나타내었다.
(2) 크랙 발생 여부 확인
실시예 및 비교예의 복합 편광판을 편광판이 내측, 위상차 코팅층(또는 필름)이 외측에 오도록, 굴곡 반경 5mm의 굴곡을 부여한 상태로 100℃에서 72시간 동안 방치하며 지속적으로 관찰하였다. 이후에, 위상차 코팅층(또는 필름)측에 크랙 발생 여부를 SEM 현미경으로 관찰하였다.
○: 전체 층에 전혀 크랙이 발생하지 않음
△: 위상차 코팅층(또는 위상차 필름)에 미세 크랙 발생
X: 위상차 코팅층(또는 위상차 필름) 또는 그 하부층까지 파단됨
구분 접착층 또는 점착층
탄성율(Pa)		 크랙 평가
실시예 1 1,947 x 106 X
실시예 2 1,947 x 106 X
실시예 3 2,021 x 106 X
실시예 4 1,910 x 106 X
실시예 5 1,947 x 106 X
실시예 6 1,947 x 106 X
실시예 7 1,947 x 106 X
실시예 8 1,947 x 106 △
실시예 9 1,947 x 106 △
실시예 10 1,947 x 106 △
비교예 1 8.21 x 105 ○
비교예 2 1.04 x 104 ○
비교예 3 1.04 x 104 ○
비교예 4 1,947 x 106 ○
비교예 5 1,947 x 106 ○
상기 표 1 및 도 1 내지 3을 참조하면, 실시예 1 내지 7의 복합 편광판은 지속적으로 굴곡을 가한 경우에도 크랙이 발생하지 않아 우수한 굴곡성을 나타내었다. 이에 플렉서블 표시 장치에 바람직하게 적용될 수 있음을 확인하였다.
실시예 8 내지 10의 경우 위상차 코팅층에 미세 크랙이 발생하였으나(도 4), 여전히 우수한 굴곡성을 나타냄을 확인하였다.
그러나, 비교예의 복합 편광판은 굴곡에 의해 위상차 코팅층(또는 위상차 필름)이 파단되거나, 그 하부층까지 완전히 파단되는 것을 확인하였다(도 5 및 6).

Claims (8)

  1. 일면에 편광 코팅층을 구비한 편광판;
    위상차 코팅층; 및
    상기 편광판 및 위상차 코팅층 사이에 개재된 광경화성 접착층;을 포함하는, 복합 편광판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 편광판은 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면에 편광 코팅층을 구비한 것인, 복합 편광판.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 편광 코팅층은 중합성 액정 화합물, 2색성 색소, 레벨링제 및 용제를 포함하는 편광 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것이고,
    상기 위상차 코팅층은 중합성 액정 화합물, 레벨링제 및 용제를 포함하는 위상차 코팅층 형성용 조성물로 형성된 것인, 복합 편광판.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 중합성 액정 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 복합 편광판:
    [화학식 1]
    U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2
    (식 중, X1, X2 및 X3는 치환 또는 비치환된 p-페닐렌기 또는 시클로헥산-1,4-디일기이나, 이들 중 적어도 하나는 p-페닐렌기이고;
    Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 단일결합, -CH2CH2-, -CH2O-, -COO-, -OCOO-, -N=N-, -CRa=CRb-, -C≡C- 또는 CRa=N-이고;
    U1은 수소 원자 또는 중합성기이고;
    U2는 중합성기이고;
    W1 및 W2는 서로 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, -COO- 또는 OCOO-기이며;
    V1 및 V2는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알칸디일기임).
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 편광 코팅층은 두께가 0.5 내지 10㎛이고, 위상차 코팅층은 두께가 0.5 내지 10㎛인, 복합 편광판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 접착층은 탄성율이 10 MPa 이상인, 복합 편광판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 접착층은 두께가 0.5 내지 10㎛인, 복합 편광판.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 복합 편광판을 구비한 화상 표시 장치.
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