KR20170051618A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents
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Abstract
편광자, 상기 편광자 하부에 형성된 광학필름 및 상기 광학필름 하부에 형성된 편광판용 점착필름을 포함하고, 상기 편광판용 점착필름은 식 1의 팽윤도가 200% 이하이고, 상기 편광판용 점착필름은 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 5중량% 내지 30중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 (메트)아크릴계 공중합체를 포함하고, 상기 광학필름은 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름인 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.
Description
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정 패널 및 액정 패널의 양면에 부착된 편광판을 포함한다. 편광판은 편광자 및 편광자의 일면 또는 양면에 형성된 보호필름을 포함한다. 편광판은 편광판용 점착필름에 의해 액정 패널에 부착된다. 편광판용 점착필름은 편광판용 점착제 조성물로 형성된다.
보호필름 중 위상차 필름으로 많이 사용되는 폴리카보네이트계, 고리형 폴리올레핀계 또는 (메트)아크릴계 보호필름은 화상 표시 장치 조립 공정 중 용제 접촉 및 열 처리 과정 중에서 크랙이 발생할 수 있다. 크랙이 발생된 보호필름을 포함하는 편광판은 크랙 발생 부위에 빛샘 현상이 발생할 수 있고 보호필름이 편광자의 외부 환경에 대한 영향을 차단하지 못하여 편광판의 내구 신뢰성이 떨어질 수 있다. 또한 위상차 필름으로서의 본래 위상차 제공 기능을 하지 못함으로써 편광판 화상 품질이 떨어질 수 있다. 최근 편광판 박형화에 따라 보호 필름도 박형화되면서 취급 문제 및 접착제 및 점착제를 구성하는 용제에 의한 크랙이 발생할 염려도 커졌다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2014-032270호에 기재되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광학필름의 유기 용제에 의한 크랙 발생이 억제될 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 투명성이 우수하고 박형화된 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 내구 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 소수성의 광학필름에 대한 점착력이 높은 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은 편광자, 상기 편광자 하부에 형성된 광학필름 및 상기 광학필름 하부에 형성된 편광판용 점착필름을 포함하고, 상기 편광판용 점착필름은 하기 식 1의 팽윤도가 200% 이하이고,
<식 1>
팽윤도 = (B - A)/0.2 x 100
(상기 식 1에서, A, B는 하기 발명의 상세한 설명에서 정의한 바와 같다)
상기 편광판용 점착필름은 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 5중량% 내지 30중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 (메트)아크릴계 공중합체를 포함하고, 상기 광학필름은 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메타)아크릴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름일 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 상기 편광판용 점착 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 광학필름의 유기 용제에 의한 크랙 발생이 억제된 편광판을 제공하였다.
본 발명은 투명성이 우수하고 박형화된 편광판을 제공하였다.
본 발명은 내구 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 소수성의 광학필름에 대한 점착력이 높은 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 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 "상부", "하부"는 도면을 기준으로 한 것으로서, 반드시 상부와 하부로 고정되는 것은 아니고, 보는 시각에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 "편광판용 점착 필름", "편광판용 점착제 조성물"은 각각 "점착 필름", "점착제 조성물"로 표기될 수도 있다. 본 명세서에서 "(메타)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 점착 필름의 "팽윤도"는 점착 필름 0.2g을 철망(무게:A, 단위:g, 200mesh)에 넣고, 상기 점착 필름이 들어있는 철망을 250ml 병 안에 넣고, 상기 병 안에 유기 용제를 넣어 상기 철망 안에 담긴 점착 필름이 완전히 잠기도록 하여 25℃에서 3일 동안 방치하고, 점착 필름이 들어있는 철망을 건져 25℃에서 30분 방치한 후 점착 필름이 들어있는 철망 전체의 무게(B, 단위:g)를 측정하고, 하기 식 1로 계산한 값이다:
<식 1>
팽윤도 = (B - A)/0.2 x 100
유기 용제는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 점착 필름은 점착제 조성물을 이형필름(예:폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름)에 코팅하고 35℃ 및 상대습도 45%에서 2일 동안 숙성시켜 두께 25㎛의 점착 필름을 제조하고, 이형필름으로부터 이형시킨 것이다.
본 명세서에서 점착 필름의 "모듈러스"는 저장 모듈러스이고, 두께 25㎛의 점착 필름을 복수 개 적층하고 절단하여 두께 1mm 및 직경 8mm의 원형의 시편을 제조하고, 제조한 시편에 대해 Physica MCR501(Anton paar사)를 사용하여 직경 8mm의 디스크 상에서 25℃에서 120℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온하면서 shear rate 1rad/sec 및 5% strain에서 평가하였을 때 25℃에서의 값을 의미한다. 이때, 점착 필름은 점착제 조성물을 이형필름(예:PET 필름)에 코팅하고 35℃ 및 상대습도 45%에서 2일 동안 동안 숙성시켜 두께 25㎛의 점착 필름을 제조하고, 이형필름으로부터 이형시킨 것이다.
본 명세서에서 광학필름의 "면내 위상차(Re)"는 하기 식 2로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 3으로 표시된다:
<식 2>
Re = (nx - ny) x d
<식 3>
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
(상기 식 2, 식 3에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 광학필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절률이고, d는 광학필름의 두께(단위:nm)).
본 명세서에서 "광학필름"은 보호필름 또는 위상차필름을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 편광판(100)은 편광판용 점착필름(110), 제1보호필름(120), 편광자(130) 및 제2보호필름(140)을 포함할 수 있다.
편광판용 점착필름(110)은 팽윤도가 200% 이하가 될 수 있다.
팽윤도는 편광판용 점착 필름이 유기 용제 등을 흡수하는 정도이다. 팽윤도가 낮은 편광판용 점착 필름은 유기 용제 등을 흡수 및/또는 흡수하는 정도가 낮아서 제1보호필름(120)이 유기 용제 등에 의해 크랙이 발생되는 것을 막을 수 있다. 구체적으로, 편광판용 점착필름의 팽윤도는 50% 내지 200%가 될 수 있다. 구체적으로, 유기 용제는 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 따라서, 편광판(100)은 유기 용제 접촉 및 열 처리에 노출되더라도 제1보호필름(120)의 크랙 발생을 낮출 수 있다. 크랙 발생이 쉬운 박형의 제1보호필름(120) 적용시에도 크랙 발생을 억제하여 편광판 박형화에 용이하며, 편광판용 점착 필름은 제1보호필름(120)의 유기 용제에 의한 크랙을 억제하여 편광판의 내구 신뢰성도 높일 수 있다.
이하, 편광판용 점착필름(110)을 상세히 설명한다.
편광판용 점착 필름(110)은 제1보호필름(120) 상에 형성되어, 편광판(100)을 액정표시장치용 패널 등의 광학소자에 점착시킬 수 있다.
편광판용 점착 필름(110)은 제1보호필름(120)에 직접적으로 형성되어 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 편광판용 점착 필름(110)과 제1보호필름(120) 사이에 다른 점착층 및/또는 접착층이 개재되지 않은 것을 의미한다. 그렇다고 하더라도, 편광판용 점착 필름(110)은 팽윤도가 200% 이하가 됨으로써, 제1보호필름(120)이 유기 용제 등에 의해 크랙이 발생되는 것을 막을 수 있다.
편광판용 점착 필름(110)은 25℃에서 모듈러스가 0.5MPa 이상, 구체적으로 0.5MPa 내지 10MPa, 더 구체적으로 0.5MPa 내지 1MPa가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 응집력이 높아서 점착 필름은 유기 용제 등을 덜 흡수할 수 있고, 보호필름의 유기 용제 등에 의한 크랙 발생을 억제할 수 있으며, 우수한 가공성을 나타낼 수 있다.
편광판용 점착 필름(110)은 두께가 30㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 표시 장치에 사용될 수 있다.
편광판용 점착 필름(110)은 (메트)아크릴계 점착 수지 및 경화제를 포함하는 편광판용 점착제 조성물로 형성되고, (메트)아크릴계 점착 수지는 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 5중량% 내지 30중량%를 포함하는 단량체 혼합물로 중합되고, 경화제는 (메트)아크릴계 점착 수지 100중량부에 대해 10중량부 내지 25중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 응집력을 가지며 점착 필름의 가교도를 높여 팽윤도 역시 낮아지게 할 수 있으며 내구 신뢰성도 확보할 수 있다.
편광판용 점착 필름은 편광판용 점착제 조성물을 소정의 두께로 코팅하고 건조시킨 후, 25℃ 내지 50℃ 및 상대습도 30% 내지 60%의 항온 항습에서 숙성시킴으로써 제조될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판용 점착제 조성물을 설명한다.
본 실시예에 따른 편광판용 점착제 조성물은 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 5중량% 내지 30중량%, 구체적으로 10중량% 내지 30중량%, 더 구체적으로 15중량% 내지 25중량% 포함하는 단량체 혼합물로 중합된 (메트)아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름이 소수성인 알킬기를 적정량 포함하여 점착 필름의 팽윤도를 낮출 수 있고 내구 신뢰성 역시 확보할 수 있다.
C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 선형의 C11 내지 C20의 비치환된 선형의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트로서, 예를 들면, 라우릴(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트, 미리스틸(메트)아크릴레이트, 펜타데실(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 노나데실(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 제1보호필름(120)에 대한 유기 용제의 크랙 발생을 억제하는 효과를 줄 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트; 및 C1 내지 C10의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및 카르복시산기를 갖는 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체일 수 있다. 따라서, 편광판용 점착 필름(110)은 팽윤도 200% 이하를 확보하고 제1보호필름(120)에 대한 점착력이 좋을 수 있다.
C1 내지 C10의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, iso-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, iso-옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. C1 내지 C10의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 단량체 혼합물 중 65중량% 내지 85중량%, 구체적으로 70중량% 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름에 기계적 강도를 제공하고 우수한 점착 특성을 가질 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 하나 이상의 수산기를 갖는, C1 내지 C20의 알킬기, C3 내지 C10의 시클로알킬기 또는 C6 내지 C20의 아릴기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 구체적으로, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노 (메트)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로펜틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 단량체 혼합물 중 0.1중량% 내지 5중량% 구체적으로 0.5중량% 내지 2.5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 가교도가 높고 점착 필름의 보호필름에 대한 점착력이 좋을 수 있다.
카르복시산기를 갖는 단량체는 (메트)아크릴산, 2-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-카르복시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-카르복시부틸 (메트)아크릴레이트, 이타콘산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 무수 말레산 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 단량체 혼합물 중 0.1중량% 내지 5중량% 구체적으로 1.5중량% 내지 2.5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 가교도가 높고 점착 필름의 보호필름에 대한 점착력이 좋을 수 있다.
카르복시산기를 갖는 단량체는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 대비 단량체 혼합물에 과량 포함될 수 있다. 예를 들면, 단량체 혼합물 중 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 대비 카르복시산기를 갖는 단량체 함량의 중량비는 1.5 내지 5, 구체적으로 1.5 내지 3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 소수성의 보호필름에 대한 점착력이 확보될 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 중량평균분자량(Mw)이 130만 이하, 구체적으로 90만 내지 130만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 내구성이 우수할 수 있다. 중량평균분자량은 겔투과크로마토그래피 법에서의 폴리스티렌 환산에 의해 구한 값이 될 수 있다. (메트)아크릴계 공중합체는 유리전이온도가 -80℃ 내지 -10℃, 구체적으로 -75℃ 내지 -20℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 Wetting성으로 점착 성능을 가질 수 있다. (메트)아크릴계 공중합체는 다분산도가 2.0 내지 10.0 구체적으로 3.0 내지 7.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 고온에서 내구성을 확보할 수 있다. (메트)아크릴계 공중합체는 산가가 5.0mgKOH/g 이하, 더 구체적으로 0.1mgKOH/g 내지 3.0mgKOH/g가 될 수 있다. 상기 범위에서, 피착체에 대해 직접적으로 또는 간접적으로 부식 방지 효과를 구현할 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 단량체 혼합물을 통상의 중합 방법으로 중합시켜 제조될 수 있다. 중합 방법은 당업자에게 알려진 통상의 방법을 포함할 수 있다. 예를 들면, (메트)아크릴계 공중합체는 단량체 혼합물에 개시제를 첨가한 후, 통상의 공중합체 중합 예를 들면 현탁중합, 유화중합, 용액 중합 등으로 제조될 수 있다. 중합온도는 65℃ 내지 70℃, 중합시간은 6시간 내지 8시간이 될 수 있다. 개시제는 아조계 중합 개시제; 및/또는 과산화 벤조일 또는 과산화 아세틸과 같은 과산화물 등을 포함하는 통상의 것을 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 편광판용 점착제 조성물은 경화제를 포함할 수 있다. 경화제는 (메트)아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 10중량부 내지 25중량부, 구체적으로 15중량부 내지 20중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 가교도를 높여 팽윤도가 낮아지게 할 수 있다.
경화제는 다관능성의 경화제로, 예를 들면 이소시아네이트계 경화제, 금속 킬레이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 아민계 경화제, 카르보디이미드계 경화제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 경화제는 이소시아네이트계 경화제와 금속 킬레이트계 경화제의 혼합물을 포함함으로써, 경화도를 높이면서 숙성 시간을 단축할 수 있고 팽윤도 저하에 기여할 수 있다. 더 구체적으로, 이소시아네이트계 경화제는 금속 킬레이트계 경화제 대비 과량으로 포함되어, 이소시아네이트계 경화제는 9중량부 내지 20중량부와 금속 킬레이트계 경화제 0.1중량부 내지 5중량부의 혼합물을 포함할 수 있다.
이소시아네이트계 경화제는 2관능 이상 예를 들면 3관능 내지 6관능의 이소시아네이트계 경화제를 포함할 수 있고, 이때 점착 필름의 모듈러스와 겔분율을 쉽게 높일 수 있다. 구체적으로, 이소시아네이트계 경화제는 3관능의 트리메틸올프로판 변성 톨루엔 디이소시아네이트 어덕트, 3관능의 톨루엔디이소시아네이트 트라이머, 트리메틸올프로판 변성 자일렌 디이소시아네이트 어덕트 등을 포함하는 3관능의 이소시아네이트 경화제, 6관능 트리메틸올프로판 변성 톨루엔 디이소시아네이트, 6관능 이소시아누레이트 변성 톨루엔디이소시아네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
금속 킬레이트계 경화제는 알루미늄, 지르코늄, 티타늄, 코발트 등, 더 구체적으로 알루미늄을 포함할 수 있다. 금속 킬레이트계 경화제는 아세틸아세토네이트 알루미네이트, 알루미늄 트리스(아세틸아세토네이트), 알루미늄 트리스(에틸아세토아세테이트, 알루미늄 비스(에틸아세토아세테이트), 지르코늄 트리스(아세틸아세토네이트), 코발트 트리스(아세틸아세토네이트) 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
에폭시계 경화제는 비스페놀 A 에피클로로히드린형 에폭시수지, 에틸레글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 글리세린트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)벤젠, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실렌디아민 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 편광판용 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함할 수 있다. 실란커플링제는 실란커플링제는 유리와 같은 피착체에 대한 점착 필름의 점착력을 높일 수 있다.
실란커플링제는 당업자에게 알려진 통상의 실란커플링제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 실란커플링제는 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시드옥시프로필트리에톡시실란, 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-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸 디메톡시실란 등의 아미노기 함유 규소 화합물; 및 3-클로로 프로필 트리메톡시실란 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
실란커플링제는 (메트)아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 0.05중량부 내지 5중량부, 구체적으로 0.05중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 우수한 점착 성능으로 내구 신뢰성 또한 확보 할 수 있다.
본 실시예에 따른 편광판용 점착제 조성물은 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 대전방지제, 자외선흡수제, 산화방지제, 점착부여수지(tackifier), 가소제 등을 포함할 수 있다.
편광판용 점착제 조성물은 25℃에서 점도가 500cPs 내지 2,500cPs가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 두께 조절이 용이할 수 있고, 점착필름에 얼룩이 없으며, 코팅면이 균일한 효과가 있을 수 있다.
이하, 제1보호필름(120)에 대해 설명한다.
제1보호필름(120)은 편광자(130) 상 및 편광판용 점착 필름(110) 상에 형성되어, 편광자(130)를 보호할 수 있다. 제1보호필름(120)은 광학적으로 투명하고 유기 용제 등에 접촉시 크랙 발생이 쉬운 수지로 형성된 필름일 수 있다. 예를 들면, 제1보호필름(120)은 시클릭폴리올레핀 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메트)아크릴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름일 수 있다. 예를 들면, 제1보호필름(120)은 유기 용제(예:에틸아세테이트, 톨루엔, 메틸에틸케톤 등)에 노출하면서 170℃ 내지 220℃에서 열처리하였을 때 크랙이 발생되는 필름일 수 있다.
제1보호필름(120)은 소수성의 필름으로 25℃에서 물 접촉각이 100° 내지 120°가 될 수 있다. 제1보호필름(120)은 점착필름(110)과의 접착 강도를 높이기 위해 프라이머 또는 코로나 처리등의 표면 처리를 한 필름일 수도 있다. 본 발명의 편광판용 점착필름은 소수성인 제1보호필름에 대해서도 점착력이 좋다.
제1보호필름(120)은 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차필름으로 편광판에 시야각을 좋게 하고 화상 품질을 개선할 수 있다. 구체적으로, 제1보호필름(120)은 Re가 0nm 내지 200nm, Rth가 -200nm 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판 적용시 화상 품질을 좋게 할 수 있다. LCD 모듈에 따라 달라질 수 있으며, VA(vertical alignment) 모드일 경우에는 Re 값이 30nm 내지 80nm이고, Rth가 100nm 내지 200nm가 바람직하며, IPS(in-plane switching) 모드일 경우에는 Re가 0nm 내지 20nm, Rth가 -10nm 내지 10nm가 바람직할 수 있다.
제1보호필름(120)은 두께가 5㎛ 내지 80㎛, 예를 들면 20㎛ 내지 60㎛, 더 구체적으로 40㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
이하, 편광자(130)에 대해 설명한다.
편광자(130)는 외광 또는 내광을 편광시키는 것으로, 폴리비닐알콜계 필름에 요오드 등을 염색시킨 폴리비닐알콜계 편광자, 폴리비닐알콜계 필름을 탈수시켜 제조된 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐알콜계 편광자는 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. 편광자(130)는 두께가 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
이하, 제2보호필름(140)에 대해 설명한다.
제2보호필름(140)은 편광자(130) 상에 형성되어 편광자(130)를 보호할 수 있다. 제2보호필름(140)은 제1보호필름(120)과 동종 또는 이종의 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2보호필름(140)은 고리형 폴리올레핀계, 폴리(메타)아크릴레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계, 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상으로 형성될 수 있다. 제2보호필름(140)은 제1보호필름(120) 대비 두께가 동일하거나 다를 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(130)와 제1보호필름(120) 사이 및 편광자(130)와 제2보호필름(140) 사이에는 접착제층이 형성될 수 있다. 편광판용 접착제는 수계 접착제, 감압 접착제, 자외선 경화형 접착제를 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시예의 편광판을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 편광판(200)은 제1점착필름(110a), 제1위상차필름(150), 제2점착필름(110b), 제2위상차필름(160), 및 편광자(130)가 순차적으로 적층될 수 있다. 제1점착필름(110a)과 제2점착필름(110b)은 각각 상술한 본 발명의 실시예의 편광판용 점착필름을 포함할 수 있다.
제1위상차필름(150)과 제2위상차필름(160)은 각각 시클릭폴리올레핀 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메트)아크릴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름이 될 수 있다. 따라서, 제1위상차필름(150)과 제2위상차필름(160)은 각각 유기 용제 접촉 및 열 처리에 노출되더라도 크랙 발생이 작아질 수 있다.
제1위상차필름(150)과 제2위상차필름(160)은 각각 두께가 5㎛ 내지 80㎛, 예를 들면 20㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
이상, 도 2는 제1점착필름(110a)과 제2점착필름(110b) 모두가 본 발명의 편광판용 점착필름인 경우를 나타낸 것이나, 제1점착필름(110a)과 제2점착필름(110b) 중 어느 하나가 본 발명의 편광판용 점착필름인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 도 2에서 도시되지 않았지만, 편광자의 상부면에도 통상의 보호필름 또는 위상차필름이 적층될 수도 있다. 또한, 도 2에서는 제1위상차필름과 제2위상차필름이 두께, 재질, 위상차 등이 다른 경우를 나타낸 것이나, 동일한 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 도 2에서 도시되지 않았지만, 편광자와 제2위상차필름 사이에는 점착층 또는 접착층이 형성될 수 있다.
본 발명 일 실시예의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학표시장치는 액정표시장치, 유기발광표시장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 액정표시장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명 일 실시예의 액정표시장치(300)는 액정표시패널(310), 액정표시패널(310)의 상부면에 형성된 제1편광판(320), 액정표시패널(310)의 하부면에 형성된 제2편광판(330), 제2편광판(330)의 하부에 형성된 백라이트유닛(340)을 포함하고, 제1편광판(320), 제2편광판(330) 중 하나 이상은 본 발명 실시예들의 편광판을 포함할 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.
실시예 1
질소 가스가 환류되고 온도 조절이 용이하도록 냉각장치가 설치된 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 77중량부, 라우릴아크릴레이트(LA) 20중량부, 아크릴산(AA) 2중량부, 및 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-HEMA) 1중량부를 포함하는 단량체 혼합물 100중량부를 제조하였다. 단량체 혼합물에 용제로서 에틸아세테이트 60중량부와 메틸에틸케톤 25중량부를 넣었다. 단량체 혼합물에 대해 65℃에서 30분 동안 질소 퍼징하고, 반응 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.04중량부를 에틸아세테이트 2중량부에 희석시켜 투입하였다. 반응기의 온도를 65℃로 유지하고 6시간 동안 반응시키고, 70℃에서 2시간 동안 더 반응시켰다. 반응 완료 후 에틸아세테이트 130중량부를 첨가하여 메타아크릴계 공중합체 용액을 제조하였다.
메타아크릴계 공중합체 100중량부에, 용제인 메틸에틸케톤 20중량부를 투입하고, 이소시아네이트계 경화제인 L-45(Soken사) 12중량부, 금속 킬레이트 가교제(아세틸아세토네이트 알루미네이트) 3.1중량부, 실란커플링제인 KBE-403(신예츠사) 0.08중량부를 투입하여 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 단량체 혼합물을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 4
실시예 1에서 단량체 혼합물, 경화제의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예, 비교예의 점착제 조성물, 이로부터 제조된 편광판용 점착 필름을 포함하는 편광판에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하였다.
실시예 | 비교예 | |||||
1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
BA(중량부) | 77 | 77 | 77 | 77 | 97 | 77 |
LA(중량부) | 20 | - | 20 | - | - | - |
SA* (중량부) | - | 20 | - | - | - | - |
EHA*(중량부) | - | - | - | 20 | - | - |
MA*(중량부) | - | - | - | - | - | 20 |
AA(중량부) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
2-HEMA(중량부) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
총합(중량부) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
이소시아네이트계 경화제(중량부) | 12 | 12 | 8 | 8 | 12 | 12 |
금속 킬레이트계 경화제(중량부) | 3.1 | 3.1 | 3.1 | 3.1 | 3.1 | 3.1 |
실란커플링제(중량부) | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
모듈러스(MPa) | 0.57 | 0.62 | 0.32 | 0.43 | 0.77 | 0.89 |
팽윤도(%) | 180 | 150 | 260 | 370 | 490 | 760 |
크랙 발생 여부 | ○ | ○ | △ | △ | × | × |
내구 신뢰성 | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | × |
* 표 1에서 SA는 스테아릴아크릴레이트 EHA는 에틸헥실아크릴레이트, MA는 메틸아크릴레이트.
상기 표 1에서와 같이, 본원 발명의 실시예의 편광판은 위상차필름의 크랙 발생을 억제하고 편광판의 내구 신뢰성을 높일 수 있다.
반면에, 비교예 1 내지 4의 편광판은 팽윤도가 200% 초과인 편광판용 점착 필름을 포함하여 크랙 발생이 많거나, 또는 내구 신뢰성이 좋지 않았다.
(1)점착 필름의 모듈러스: 실시예와 비교예의 점착제 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 코팅하고 35℃ 및 상대습도 45%에서 2일 동안 숙성시켜 두께 25㎛의 점착 필름을 제조하고, 이형필름으로부터 점착 필름을 이형하고, 얻은 점착 필름을 복수 개 적층하고 절단하여 두께 1mm 및 직경 8mm의 원형의 시편을 제조하고, 제조한 시편에 대해 Physica MCR501(Anton paar社)를 사용하여 직경 8mm의 디스크 상에서 25℃에서 120℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온하면서 shear rate 1rad/sec 및 5% strain에서 평가하였을 때 25℃에서의 값을 의미한다.
(2)팽윤도: 실시예와 비교예의 점착제 조성물 0.2g을 이형 필름에 코팅하고 35℃ 및 상대습도 45%에서 2일 동안 숙성시켜 두께 25㎛의 점착 필름 0.2g을 제조한다. 팽윤도는 점착 필름 0.2g에 대해 측정한다. 점착 필름을 철망(무게:A, 단위:g, 200mesh)에 넣고, 점착 필름이 들어있는 철망을 250ml 병안에 넣고 상기 병 안에 에틸아세테이트 100ml를 상기 철망이 잠길 정도로 넣고 25℃에서 3일 동안 방치하고, 점착 필름이 들어있는 철망을 건져 25℃에서 30분 방치한 후 점착 필름이 들어있는 철망 전체의 무게(B, 단위:g)를 측정하고, 상기 식 1로 계산한 값이다.
(3)크랙 발생 여부: 점착제 조성물을 이형필름에 코팅하여 이형필름 상에 점착시트를 제조하였다. 폴리비닐알코올 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다. 편광자의 일면에 트리아세틸셀룰로스 필름을 접착시키고 편광자의 다른 일면에 위상차필름인 폴리카보네이트계 필름을 접착시켰다. 위상차필름 일면에 점착 시트를 합지하고, 항온 항습(35℃, 45% 상대습도)에서 소정의 숙성 시간 동안 숙성시킴으로써 편광판을 제조하였다. 편광판을 가로x세로(25mmx50mm)로 절단하고, 슬라이드 글라스에 1mm 간격을 두고 편광판을 부착한다. 200℃에서 10초 동안 열처리하고, 10초 상온 방치 한 후 면봉을 이용하여 이소프로필알코올을 편광판 단부에 바른다. 내열 조건(85℃의 항온)에서 24시간, 내습열 조건(60℃ 및 95% 상대습도의 항온 항습)에서 24시간, 또는 열충격 조건(-40℃에서 30분 방치하고 85℃에서 30분 방치하는 것을 1 cycle로 하여 200 cycle로 진행)에 투입 후 위상차필름의 크랙 발생 여부를 현미경으로 관찰하였다.
○: 크랙 없음,
△: 길이가 1mm 이하인 크랙이 있음.
x: 길이가 1mm 초과인 크랙이 있음.
(4)내구 신뢰성: (3)과 동일 방법으로 편광판을 제조하였다. 편광판을 가로x세로(100mmx125mm)로 절단하고, 액정셀에 합지하고, (3)과 동일하게 내열 조건, 내습열 조건 또는 열충격 조건에서 방치하고, 25℃에서 1시간 방치한 후 목시 또는 현미경을 통해 기포, 박리 또는 들뜸 여부를 관찰하였다.
○:들뜸, 주름, 기포 발생 없음.
△:들뜸 및/또는 주름이 다소 있음
×:들뜸 및/또는 주름이 많음.
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 (12)
- 편광자, 상기 편광자 하부에 형성된 광학필름 및 상기 광학필름 하부에 형성된 편광판용 점착필름을 포함하고,
상기 편광판용 점착필름은 하기 식 1의 팽윤도가 200% 이하이고,
<식 1>
팽윤도 = (B - A)/0.2 x 100
(상기 식 1에서, A는 철망(200mesh)의 무게(단위:g), B는 상기 점착 필름 0.2g을 상기 철망에 넣고, 상기 점착 필름이 들어있는 상기 철망을 250ml 병안에 넣고, 상기 병 안에 에틸아세테이트를 넣어 상기 철망안에 담긴 점착 필름이 잠기도록 하여 25℃에서 3일 동안 방치하고, 상기 점착 필름이 들어있는 상기 철망을 건져 25℃에서 30분 방치한 후 상기 점착 필름이 들어있는 철망 전체의 무게(단위:g)),
상기 편광판용 점착필름은 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 5중량% 내지 30중량%를 포함하는 단량체 혼합물의 (메트)아크릴계 공중합체를 포함하고,
상기 광학필름은 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름인 것인, 편광판. - 제1항에 있어서, 상기 편광판용 점착필름은 상기 광학필름에 직접적으로 형성된 것인, 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 편광판용 점착필름은 25℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이상인 것인, 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 라우릴(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트, 미리스틸(메트)아크릴레이트, 펜타데실(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 노나데실(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함하는 것인, 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 (메트)아크릴계 공중합체는 상기 C11 내지 C20의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트, C1 내지 C10의 비치환된 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및 카르복시산기를 갖는 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 (메트)아크릴계 공중합체인 것인, 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 편광판용 점착필름은 상기 (메트)아크릴계 공중합체 및 경화제를 포함하는 점착제 조성물로 형성되고, 상기 경화제는 상기 (메트)아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 10중량부 내지 25중량부로 포함되는 것인, 편광판.
- 제6항에 있어서, 상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제, 금속 킬레이트계 경화제 중 하나 이상을 포함하는 것인, 편광판.
- 제7항에 있어서, 상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제 9중량부 내지 20중량부와 금속 킬레이트계 경화제 0.1중량부 내지 5중량부의 혼합물을 포함하는 것인, 편광판.
- 제6항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함하는 것인 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 광학필름은 위상차필름인 것인 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 편광자의 상부에 광학필름이 더 형성된 것인 편광판.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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