KR20170142476A - 광학 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치 및 이들의 제조방법 - Google Patents

광학 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치 및 이들의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에는 기재 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 하드코팅층 상에 고분자 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조방법, 이를 이용한 편광판의 제조방법, 상기 방법에 의하여 제조된 광학 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치가 기재된다.

Description

광학 필름, 편광판 및 액정 디스플레이 장치 및 이들의 제조방법{OPTICAL FILMS, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 출원은 광학 필름, 편광판 및 디스플레이 장치와, 이들의 제조방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이는 음극선관 디스플레이에 비해 소비 전력이 낮고, 부피가 작고, 가벼워 휴대가 용이하기 때문에 광학 디스플레이 소자로서 보급이 확산되고 있다. 일반적으로 액정 디스플레이는 액정 셀의 양측에 편광판을 설치한 기본 구성을 가진다.
상기 편광판은 일반적으로 편광자 및 편광자의 양측에 각각 구비된 보호필름으로 구성된다. 상기 편광판은 2 장의 보호필름과 편광자를 별도로 제조하여, 접착제로 합지하는 공정에 의하여 제조된다. 따라서, 제조 공정과 합지 공정을 따로 해야하므로 공정 효율성 및 비용 상승이 문제된다. 또한, 상기와 같은 공정을 이용하는 경우, 보호필름이 너무 얇으면 찢어지기 쉬워 취급이 어렵다. 따라서, 현재는 25 마이크로미터 이상의 보호필름을 사용하고 있다. 그러나, 이 경우 전체 편광판의 두께를 얇게 하는데 한계가 있으므로, 갈수록 박형화가 요구되는 액정 디스플레이 장치의 추세에 어긋난다.
한국 특허출원 공개 제2004-0071485호
본 출원은 공정이 단순하게 될 뿐만 아니라, 편광판의 박형화와 갈림방지 기능을 개선할 수 있는 광학 필름 및 편광판의 제조방법과, 이와 같은 공정을 이용하여 제조된 광학 필름, 편광판 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태는
기재 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 하드코팅층 상에 고분자 코팅층을 형성하는 단계
를 포함하는 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는
상기 방법에 의하여 광학 필름을 제조하는 단계;
상기 광학 필름의 고분자 코팅층을 편광자에 합지하는 단계; 및
상기 광학 필름 중 기재를 박리하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 기재; 상기 기재 상에 구비된 하드코팅층; 및 상기 하드코팅층 상에 구비된 고분자 코팅층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 상기 광학 필름으로서, 상기 고분자 코팅층이 상기 편광자에 인접하여 배치된 광학 필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 편광자; 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 고분자 코팅층; 및 상기 고분자 코팅층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 구비된 하드코팅층을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 전술한 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 편광판 보호필름의 역할을 할 수 있는 고분자 코팅층과 하드코팅층을 모두 코팅 방법에 의하여 도입함으로써, 편광자와 보호필름의 합지 공정 또는 보호필름 상에의 하드코팅층 도입 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 제조비용을 크게 절감할 수 있다. 또한, 고분자 코팅층과 하드코팅층을 코팅 방법에 의하여 도입함으로써, 그 두께를 필요에 따라 조절할 수 있고, 이에 따라 기존 두께보다 얇은 층을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 편광자와의 합지를 위하여 추가의 접착 또는 점착 층을 필요로 하지 않으므로 편광판의 박형화를 기대할 수 있다. 또한, 기존의 압출 공법에 의한 보호 필름 제조 공정에 비하여, 두께의 편차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 코팅 공정은 압출 공정 또는 용융 캐스팅 공정에 비하여 공정 온도가 낮기 때문에, 고분자 코팅층의 재료를, 내열성이 우수한 고분자 또는 첨가제로 한정할 필요가 없으므로, 재료 선택 관점에서도 유리하고, 저렴한 재료를 선택할 수도 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 광학 필름의 제조 공정 모식도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시상태에 따른 광학 필름의 적층 구조를 예시한 것이다.
도 3 및 4는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판의 제조 공정 모식도이다.
도 5 및 6은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판의 적층 구조를 예시한 것이다.
도 7 및 8은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 액정 디스플레이 장치의 적층 구조를 예시한 것이다.
도 9는 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 열충격 평가, 내열 평가 및 내수 평가 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 출원의 실시상태들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 광학 필름의 제조방법은 기재 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 하드코팅층 상에 고분자 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1에 상기 광학 필름의 제조방법의 순서를 예시하였다. 먼저, 기재 상에 하드코팅층을 형성한 후, 상기 하드코팅층 상에 고분자 코팅층을 형성한다. 이와 같이 함으로써, 종래에 보호필름을 압출 공정 등을 통하여 제조한 후, 편광자와 합지하고 필요에 따라 하드코팅층을 도입하는 종래기술에 비하여, 편광자와 보호필름의 합지 공정 또는 보호필름 상에의 하드코팅층 도입 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라, 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
상기 기재는 상기 광학 필름을 편광자의 일면에 합지한 후 박리될 것이므로, 상기 광학 필름의 제조 공정 도중 지지체의 역할을 할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 기재는 지지체로서의 역할을 할 수 있도록 기계적 물성과 필름 공정에서 필요한 유연성을 가지고 있는 것이라면, 투명할 필요는 없다. 예컨대, 상기 기재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, COP(cyclo olefin polymer) 필름, PC(폴리카보네이트) 필름, TAC(트리에틸렌테레프탈레이트) 필름, PES(polyethersulphone) 필름 등이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 추가로, 상기 기재로는 단일층 필름을 그 자체로 사용할 수도 있으나, 기재의 일면에 이형층이 구비되거나, 일면이 대전방치처리된 것을 사용할 수도 있다. 예컨대, 표면에 이형층이 코팅된 이형 필름을 사용할 수 있으며, 이 경우 합지 후 필름의 박리가 용이하다. 대전방지처리된 필름을 사용하는 경우, 합지 후 박리하는 과정에서 발생하는 정전기를 차단함으로써 패널에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
상기 하드코팅층은 추후 기재 박리 후, 고분자 코팅층의 표면에서 내후성, 내구성을 발현할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 하드코팅층은 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체; 광경화성 탄성 중합체 및 광 개시제를 포함하는 하드코팅 조성물에 의하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 조성물에 의하여 형성된다는 것은 상기 조성물을 경화시킴으로써 형성된 것을 의미하고, 이는 상기 조성물의 경화물을 포함한다는 표현으로 이해될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 하드코팅 조성물은 무용제(solvent-free) 형태의 조성물이다.
본 명세서 전체에서 상기 아크릴레이트계란, 아크릴레이트 뿐만 아니라 메타크릴레이트, 또는 아크릴레이트나 메타크릴레이트에 치환기가 도입된 유도체를 모두 의미한다.
상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 예를 들어 하이드록시에틸아크릴레이트(HEA), 하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 헥산디올디아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 에틸렌글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있다. 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 단독으로 또는 서로 다른 종류를 조합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체는 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 상기 광경화성 탄성 중합체, 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여약 20 내지 약 79.5 중량부, 또는 약 20 내지 약 49.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체가 상기 범위에 있을 때 고경도, 내찰상성 등의 양호한 물성을 갖는 하드코팅층을 형성할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 하드코팅 조성물은 광경화성 탄성 중합체를 포함한다. 본 명세서 전체에서 상기 광경화성 탄성 중합체란, 자외선 조사에 의해 가교 중합될 수 있는 관능기를 포함하며 탄성을 나타내는 고분자 물질을 의미한다. 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체는 ASTM D638에 의해 측정하였을 때 약 15% 이상, 예를 들어 약 15 내지 약 200%, 또는 약 20 내지 약 200%, 또는 약 20 내지 약 150%의 신율(elongation)을 가질 수 있다.
상기 광경화성 탄성 중합체는, 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체와 가교 중합되어 경화 후 하드코팅층을 형성하며 형성되는 하드코팅층에 유연성 및 내충격성을 부여할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체 및 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체의 중량비는 약 20:80 내지 약 80:20 또는 약 20:80 내지 약 50:50일 수 있다. 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체와 광경화성 탄성 중합체가 상기 함량비로 가교 중합될 때 충분한 내충격성을 나타내면서 광학적 특성의 저하없이 양호한 물성을 갖는 하드코팅층을 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체는 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 약 600,000 g/mol, 또는 약 10,000 내지 약 600,000 g/mol의 범위인 폴리머 또는 올리고머일 수 있다.
상기 광경화성 탄성 중합체는 예를 들어 폴리카프로락톤, 우레탄 아크릴레이트계 폴리머, 및 폴리로타세인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 광경화성 탄성 중합체로 사용할 수 있는 물질 중 폴리카프로락톤은 카프로락톤의 개환 중합에 의해 형성되며 유연성, 내충격성, 내구성 등의 물성이 우수하다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 폴리머는 우레탄 결합을 포함하여 탄성 및 내구성이 우수한 특성을 가진다.
상기 폴리로타세인(polyrotaxane)은 덤벨 모양의 분자(dumbbell shaped molecule)와 고리형 화합물(macrocycle)이 구조적으로 끼워져 있는 화합물을 의미한다. 상기 덤벨 모양의 분자는 일정한 선형 분자 및 이러한 선형 분자의 양 말단에 배치된 봉쇄기를 포함하며, 상기 선형 분자가 상기 고리형 화합물의 내부를 관통하며, 상기 고리형 화합물이 상기 선형 분자를 따라서 이동할 수 있으며 상기 봉쇄기에 의하여 이탈이 방지된다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 말단에 (메타)아크릴레이트계 화합물이 도입된 락톤계 화합물이 결합된 고리형 화합물; 상기 고리형 화합물을 관통하는 선형 분자; 및 상기 선형 분자의 양 말단에 배치되어 상기 고리형 화합물의 이탈을 방지하는 봉쇄기를 포함하는 로타세인 화합물을 포함할 수 있다.
이때, 상기 고리형 화합물은 상기 선형 분자를 관통 또는 둘러쌀 수 있을 정도의 크기를 갖는 것이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 다른 중합체나 화합물과 반응할 수 있는 수산기, 아미노기, 카르복실기, 티올기 또는 알데히드기 등의 작용기를 포함할 수도 있다. 이러한 고리형 화합물의 구체적인 예로 α-사이클로덱스트린, β-사이클로덱스트린, γ-사이클로덱스트린 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한 상기 선형 분자로는 일정 이상의 분자량을 가지면 직쇄 형태를 갖는 화합물은 큰 제한 없이 사용할 수 있으나, 폴리알킬렌계 화합물 또는 폴리락톤계 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 8의 옥시알킬렌 반복 단위를 포함하는 폴리옥시알킬렌계 화합물 또는 탄소수 3 내지 10의 락톤계 반복단위를 갖는 폴리락톤계 화합물을 사용할 수 있다.
한편, 상기 봉쇄기는 제조되는 로타세인 화합물의 특성에 따라서 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들어 디니트로페닐기, 시클로덱스트린기, 아마만탄기, 트리릴기, 플루오레세인기 및 피렌기로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기와 같은 폴리로타세인 화합물은 우수한 내찰상성을 가져 스크래치 또는 외부 손상이 발생한 경우 자기 치유 능력을 발휘할 수 있다.
전술한 하드코팅 조성물을 이용하는 경우, 광경화성 탄성 중합체를 포함하여 광 경화시킴으로써 하드코팅층에 고경도 및 유연성을 부여하며, 특히 외부 충격에 의한 손상을 방지하여 우수한 내충격성을 확보할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 광경화성 탄성 중합체는 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 상기 광경화성 탄성 중합체, 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여 약 20 내지 약 79.5 중량부, 또는 약 20 내지 약 49.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량비를 벗어나 상기 광경화성 탄성 중합체의 함량이 너무 많으면 경화 후 컬의 발생이 심해지거나 내찰상성이 저하되는 등 하드코팅층의 물성이 열화될 수 있다. 또한, 상기 광경화성 탄성 중합체의 함량이 너무 적으면 내충격성을 충분히 달성하지 못할 수 있다.
본 명세서의 하드코팅 조성물은 광 개시제를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 광 개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, αα-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광 개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 광 개시제는 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 상기 광 경화성 탄성 중합체, 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여, 약 0.5 내지 약 10 중량부, 또는 약 1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광 개시제가 상기 범위에 있을 때 하드코팅층의 물성을 저하시키지 않으면서 충분한 가교 광중합을 달성할 수 있다.
본 명세서의 하드코팅 조성물은 유기 용매를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면 상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 유기 용매의 함량은 본 명세서의 하드코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로 특별히 제한하지는 않으나, 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 상기 광경화성 탄성 중합체, 및 상기 광 개시제를 포함하는 고형분 100 중량부에 대하여 고형분: 유기 용매의 중량비가 약 70 : 30 내지 약 99 : 1 의 범위가 되도록 포함할 수 있다.상기와 같이 고형분을 높은 함량으로 포함함으로써, 고점도 조성물이 얻어지며 이에 따라 후막 코팅(thick coating)이 가능하게 하여 높은 두께, 예를 들어 50㎛이상의 하드코팅층을 형성할 수 있다.
한편, 본 명세서의 하드코팅 조성물은 전술한 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 광경화성 탄성 중합체, 광 개시제 및 유기 용매 외에도, 계면활성제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 본 명세서의 하드코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 상기 하드코팅 조성물 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 10 중량부로 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 예를 들어 상기 하드코팅 조성물은 첨가제로 계면활성제를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 이때 상기 계면활성제는 상기 가교 공중합체 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다.
또한, 상기 첨가제로 황변 방지제를 포함할 수 있으며, 상기 황변 방지제로는 벤조페논계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물 등을 들 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 하드코팅 조성물의 점도는 적절한 유동성 및 도포성을 갖는 범위이면 특별히 제한되지는 않으나 상대적으로 고점도를 나타낼 수 있다. 예를 들어 본 명세서의 하드코팅 조성물은 25℃의 온도에서 약 100 내지 약 1,200cps의 점도, 또는 약 100 내지 약 1,200cps, 또는 약 150 내지 약 1,200 cps, 또는 약 300 내지 약 1,200cps의 점도를 가질 수 있다.
본 명세서의 다른 측면에 따르면, 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 광경화성 탄성 중합체, 및 광 개시제를 포함하는 무용제(solvent-free) 형태의 하드코팅 조성물을 제공한다.
무용제 형태의 하드코팅 조성물에 있어서도 상기 1 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체, 광경화성 탄성 중합체, 광 개시제 및 기타 첨가제 등에 대한 구체적인 설명, 예시적인 화합물 및 함량 등은, 용매를 포함하는 하드코팅 조성물에서 상술한 바와 같다. 다만, 무용제 형태의 하드코팅 조성물은 유기 용매를 포함하지 않아 더욱 고점도를 나타낼 수 있다. 예를 들어 본 명세서의 하드코팅 조성물은 25℃의 온도에서 약 300 내지 약 1,200 cps의 점도, 또는 약 300 내지 약 1,200cps, 또는 약 500 내지 약 1,200 cps, 또는 약 800 내지 약 1,200 cps의 점도를 가질 수 있다.
상술한 성분들을 포함하는 본 명세서의 하드코팅 조성물은 기재 상에 도포 후 광경화시킴으로써 하드코팅층을 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 본 명세서의 하드코팅 조성물을 이용하여 두께가 약 50㎛ 이상, 예를 들어 약 50 내지 약 300㎛, 또는 약 50 내지 약 200㎛, 또는 약 50 내지 약 150㎛, 또는 약 70 내지 약 150㎛의 두께를 갖는 하드코팅층을 형성할 수 있다.
전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 하드코팅층을 형성하는 경우, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 통상의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 먼저 기재 상에 전술한 하드코팅 조성물을 도포한다. 이 때 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 또는 솔루션 캐스팅(solution casting)방식 등을 이용할 수 있다. 다음에, 도포된 하드코팅 조성물에 대해 자외선을 조사하여 광경화함으로써 하드코팅층을 형성할 수 있다. 상기와 같은 방법으로 전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 내충격성이 우수한 하드코팅층을 형성할 수 있다.
본 명세서의 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층을 포함하는 필름은 우수한 고경도, 내충격성, 내찰상성, 고투명도, 내구성, 내광성, 고투과율 등을 나타낼 수 있다.
전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층을 포함하는 필름은 유리를 대체할 수 있을 정도로 우수한 내충격성을 가질 수 있다. 예를 들어, 전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층을 포함하는 필름은, 22g의 쇠구슬을 50cm의 높이에서 10회 반복하여 자유 낙하시켰을 때 균열이 생기지 않을 수 있다.
또한, 전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층은, 마찰시험기에 스틸울(steel wool) #0000을 장착한 후 500g의 하중으로 400회 왕복시킬 경우에 스크래치가 2개 이하로 발생할 수 있다.
또한, 전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층은, 광투과율이 91.0% 이상, 또는 92.0% 이상이고, 헤이즈가 1.0% 이하, 또는 0.5% 이하, 또는 0.4%이하일 수 있다.
또한, 전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층은, 초기 color b값이 1.0 이하일 수 있다. 또한, 초기 color b값과, UVB 파장 영역의 자외선 램프에 72 시간 이상 노출 후 color b값의 차이가 0.5 이하, 또는 0.4 이하일 수 있다.
또한, 전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 형성한 하드코팅층은, 50℃ 이상의 온도 및 80% 이상의 습도에서 70 시간 이상 노출시킨 후 평면에 위치시켰을 때, 상기 하드코팅층의 각 모서리 또는 일 변이 평면에서 이격되는 거리의 최대값이 약 1.0 mm 이하, 또는 약 0.6 mm이하, 또는 약 0.3 mm이하일 수 있다. 보다 구체적으로는, 50 내지 90℃의 온도 및 80 내지 90%의 습도에서 70 내지 100시간 노출시킨 후 평면에 위치시켰을 때, 상기 하드코팅층의 각 모서리 또는 일 변이 평면에서 이격되는 거리의 최대값이 약 1.0 mm 이하, 또는 약 0.6 mm이하, 또는 약 0.3 mm이하일 수 있다.
상기 고분자 코팅층은 편광자의 보호필름으로서 역할을 할 수 있고, 광학적으로 투명하며, 코팅 공정에 의하여 층 형성이 가능한 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 여기서, 광학적으로 투명하다는 것은 가시광선 투과율이 70% 이상, 바람직하게는 85% 이상인 것을 의미한다.
상기 고분자 코팅층은 열가소성 수지로 형성될 수 있으며, 예컨대 (메트)아크릴계 수지 혹은 스티렌계 수지를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 고분자 코팅층은 초고분자량 스티렌 아크릴로니트릴(SAN) 수지 또는 아크릴계 충격보강제 또는 아크릴과 부틸 아크릴레이트의 블록 공중합체 수지를 포함할 수 있다.
상기 초고분자량 스티렌 아크릴로니트릴(SAN) 수지로는 중량평균분자량(Mw)이 500만 이상, 바람직하게는 600만 이상의 수지가 사용될 수 있으며, 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 예컨대, Galata chemical 사의 Blendex 869 수지를 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 충격보강제로는 코어-쉘 고무(Core-shell rubber), 예컨대 PMMA용 코어-쉘 고무를 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 아크릴계 충격보강제로는 코어(Core)에는 메틸메타크릴레이트를 주성분으로 포함하고, 2층은 부틸 아크릴레이트와 스티렌 단량체를 포함하며, 최외각에는 메틸메타크릴레이트를 주성분으로 포함하는 것을 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 충격보강제의 입경은 100-400 nm일 수 있다.
예컨대 상기 고분자 코팅층은 아크릴계 수지 또는 메타아크릴계 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 아크릴계 수지 또는 메타크릴계 수지는 특별히 한정되지 않으나, (메트)아크릴계 단량체의 호모 또는 공중합체; (메트)아크릴계 단량체와 방향족 비닐계 단량체의 공중합체; (메트)아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 아크릴로니트릴계 단량체의 공중합체; (메트)아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 산 무수물의 공중합체; 또는 아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 아크릴로니트릴계 단량체 및 산 무수물의 공중합체; 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체 등이 사용될 수 있다.
본 명세서에서 공중합체라 함은, 본 명세서에서 단량체로 언급된 요소가 중합되어 공중합체 수지 내에서 반복 단위로서 포함되는 것을 의미하며, 본 명세서에서 상기 공중합체는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 공중합체에 포함되는 단량체를 언급하는 경우에도, 언급된 단량체만을 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서, 상기 언급된 단량체 외에 다른 단량체를 공단량체로 추가로 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 수지는 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체를 포함한다. 이와 같은 공중합체를 이용하여 코팅층을 형성하는 경우, 코팅층 형성시 발생하는 냄새를 저감시키고, 열 안정성이 우수하여 생산 효율성이 향상될 뿐만 아니라, 내열성 및 광학특성이 뛰어난 필름을 제공할 수 있다.
상기 공중합체는 공중합체 100 중량부를 기준으로 알킬메타크릴레이트계 단량체 70 내지 98 중량부, 스티렌계 단량체 0.1 내지 10 중량부, 페닐말레이미드계 단량체를 1 내지 15 중량부; 및 알킬아크릴레이트계 단량체 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 알킬메타크릴레이트계 단량체는 수지 조성물 또는 코팅층에 고투명한 광학적 특성을 제공할 수 있다.
상기 알킬메타크릴레이트계 단량체의 알킬 부(moiety)는 치환 또는 미치환된 알킬기이거나 시클로알킬기일 수 있고, 이때, 알킬 부의 탄소수는 1 내지 10 정도인 것이 바람직하며, 1 내지 6인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 가장 바람직하다. 구체적으로 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트 및 시클로헥실메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알킬메타크릴레이트계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 70 내지 98 중량부 정도이며, 82 내지 97 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 광학 특성이 우수한 필름을 얻을 수 있으며, 연신 시 발생하는 복굴절성을 최소화할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체는 각 단량체 간의 중합 효율을 향상시켜, 제조된 공중합체 내 포함된 잔류 모노머를 저감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 또한 스티렌계 단량체가 포함된 공중합체를 포함하는 수지 조성물에 의해 제조된 필름은 연신 위상차를 보다 용이하게 제어할 수 있어서 우수한 복굴절성을 가진 제로 위상차 필름을 제공할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체는 치환되지 않은 스티렌 단량체 또는 치환된 스티렌 단량체일 수 있다. 상기 치환된 스티렌 단량체는 벤젠고리 또는 비닐기에 지방족 탄화수소 또는 헤테로 원자를 포함하는 치환기로 치환된 스티렌일 수 있다. 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-클로로스티렌, 4-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌 및 β-브로모스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는, C1-4 알킬 또는 할로겐으로 치환된 스티렌을 사용할 수 있다. 보다 상세하게 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모 스티렌, p-메틸 스티렌 및 p-클로로 스티렌으로 이루어진 군으부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 스티렌, α-메틸스티렌 및 p-메틸 스티렌이다.
상기 스티렌계 단량체의 함량은 상기 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부 정도인 것이 바람직하며, 0.5 내지 5 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 스티렌계 단량체의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 잔류 모노머가 저감되는 효과 및 공중합체의 유리전이온도가 증가되는 효과를 얻을 수 있으며, 필름의 연신 위상차 조절이 용이하여 필름의 광학적 특성 면에서 보다 바람직한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
상기 페닐말레이미드계 단량체는, 수지 조성물 및 필름의 열 안정성 및 내열성을 향상시키고, 폴리카보네이트 수지와의 컴파운딩 상용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존의 시클로헥실 말레이미드를 사용할 때와는 달리, 자극적인 냄새의 발생을 억제할 수 있다.
일반적으로, 말레이미드계 잔류 모노머는 가공 과정에서 자극적인 냄새를 발생시키며, 쉽게 고체화되어 광학 필름 제조시 외관 불량을 발생시킬 수 있다. 그러나, 페닐말레이드계 단량체는 시클로헥실말레이미드 단량체와는 달리 치환되어 있는 페닐기의 영향으로 단량체의 화학적인 구조가 일정하여 알킬메타크릴레이트계 단량체 및 스티렌계 단량체와 공중합체 형성이 용이하고, 내열성을 향상시킬 수 있으며, 중합시간이 상대적으로 짧은 장점이 있다. 이로 인해, 공중합체 형성 후 수지 내 잔류하는 페닐말레이미드계 단량체 양이 시클로헥실말레이미드계 함유 수지보다 매우 낮으며, 잔류하는 단량체로 인해 발생하는 가공과정에서의 냄새 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 페닐말레이미드계 단량체의 구체적인 예로는 페닐말레이미드, 니트로페닐 말레이미드, 모노클로로페닐 말레이미드, 디클로로페닐 말레이미드, 모노메틸페닐 말레이미드, 디메틸페닐 말레이미드, 및 에틸메틸페닐 말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 페닐말레이미드계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부 정도인 것이 바람직하고, 2 내지 10 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 페닐말레이미드계 단량체의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 수지 조성물 또는 필름의 내열성이 강화되고, 폴리카보네이트 수지와 잘 혼합되며, 석출 없이 필름 제막을 할 수 있다.
상기 알킬아크릴레이트계 단량체는, 수지 조성물에 중합 안정성 및 열 안정성과 연신된 필름에 강인성을 부여할 수 있다. 공중합체에, 이 구조 단위를 도입함으로써, 이형성 등의 성형 가공성이 향상되고, 공정 중 열에 의한 중량 감소를 방지하는 등 내열성이 뛰어난 조성물이 얻어지게 된다.
상기 알킬아크릴레이트계 단량체의 알킬 부(moiety)는 치환 또는 미치환된 알킬기이거나 시클로알킬기일 수 있고, 이때, 알킬 부의 탄소수는 1 내지 10 정도인 것이 바람직하며, 1 내지 6인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 가장 바람직하다. 구체적으로 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트 n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 히드록시메틸 아크릴레이트 또는 히드록시에틸 아크릴레이트일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알킬아크릴레이트계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 정도이며, 0.5 내지 3 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 공중합체 형성 시 알킬메타크릴레이트계 단량체와 페닐말레이미드계 단량체 간 중합이 용이해져 수지 조성물 내 페닐말레이미드 잔류물을 감소시키는 효과가 있고, 수지 용융 과정에서 발생할 수 있는 페닐말레이미드에 의한 열 분해 현상을 극복할 수 있으며, 필름 연신 시 강인성을 부여하여 연신 공정이 용이하게 진행되는 효과가 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 페닐말레이미드계 단량체와 알킬아크릴레이트계 단량체의 중량비가 2 : 1 내지 10 : 1 정도인 것이 바람직하며, 2 : 1 내지 7 : 1 정도인 것이 더욱 바람직하다. 상기 두 단량체의 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우 공중합체 내에 잔류 모노머 함량이 저감될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 수지를 포함하는 고분자 코팅층은 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체를 포함하고, 미반응 페닐말레이미드계 단량체의 함량이, 30 ppm 이하, 더 바람직하게는 20 ppm 이하인 조성물을 이용하여 제조될 수 있다. 제조시, 전술한 하드코팅층의 제조방법으로 예시한 코팅 방법을 이용할 수 있다. 종래에 내열성 수지를 구성하는 공중합체의 단량체로서 주로 사용하는 시클로헥실말레이미드 단량체는 시클로헥실기의 회전성이 커 비교적 중합도가 떨어짐을 알아냈다. 따라서, 공중합체 중합 후 수지 내에 잔류하는 단량체 양이 많을 뿐만 아니라, 상기 시클로헥실말레이미드 단량체는 자극적이고 해로운 냄새가 발생하므로, 공정상 문제점을 일으킨다. 그러나, 페닐말레이미드계 단량체는 안정된 방향족 고리로 인해, 시클로헥실말레이미드계 단량체에 비하여 중합도가 우수하여, 공중합체 내 잔류하는 단량체 양이 극히 미미하여, 공정의 안정성을 향상시키는 장점이 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 수지를 포함하는 고분자 코팅층은 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체와 함께 폴리카보네이트를 포함한다. 상기 폴리카보네이트는 위상차 조절을 위해 첨가되는 것으로 전체 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있으며, 1 내지 5 중량부 정도로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 폴리카보네이트가 0.1 중량부 이상으로 포함되는 경우 연신 필름의 두께 방향 위상차가 양의 방향으로 증가되는 문제를 방지할 수 있고, 10 중량부 이하로 포함되는 경우 연신 필름의 두께 방향 위상차가 음의 방향으로 증가되는 문제를 방지할 수 있고, 아크릴계 수지 조성물과 상용성이 양호하여 백화 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 범위의 조성에 따라 하기 [식 1]로 정의되는 면 방향 위상차(Rin)의 절대값 및 하기 [식 2]로 정의되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값을 각각 5nm 이하, 바람직하게는 3nm 이하, 더욱 바람직하게는 0이 되도록 함량을 조절하여 첨가할 수 있다.
[식 1] Rin = (nx - ny) x d,
[식 2] Rth = (nz - ny) x d
상기 [식 1] 및 [식 2]에 있어서,
nx는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고,
ny는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이고,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
상기 공중합체 수지와 폴리카보네이트 수지를 포함하는 수지 조성물은, 예를 들면, 컴파운딩법과 같은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 (메트)아크릴계 수지를 포함하는 고분자 코팅층을 제조하기 위한 공중합체 또는 이를 포함하는 수지 조성물의 유리전이온도는 100 ℃ 내지 150 ℃ 정도인 것이 바람직하며, 105 ℃ 내지 140 ℃인 것이 더 바람직하고, 110 ℃ 내지 130 ℃인 것이 가장 바람직하다. 유리전이온도가 100 ℃ 이상인 경우, 내열성이 우수하여 고온 고습 조건에서 필름의 변형을 방지할 수 있고, 그로 인해 편광판의 변형을 방지하여 액정 패널의 불균일성을 방지할 수 있다. 유리전이온도가 150 ℃이하인 경우, 수지 가공 특성이 양호하여, 적당한 점도로 인해 코팅층 형성이 용이하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.
전술한 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체 또는 이를 포함하는 수지 조성물은 열 안정성이 뛰어나다. 일반적으로, 알킬메타크릴레이트를 포함하는 수지는 260 ℃ 부근에서, 알킬메타크릴레이트를 포함하는 수지 특유의 지퍼 분해(zipper decomposition)가 일어난다. 이것은 말단의 이중 결합이 기점이 되어 진행하는 것이 알려져 있다. 이에 반해 전술한 공중합체는, 이 260 ℃ 부근에서의 열분해를 억제함으로써 성형 불량을 저감할 수 있고, 또 색조를 악화시키는 일 없이 안정된 광학 물품의 제조를 실현할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 열 안정성은 열중량 분석 장치(TGA)를 이용하여 평가할 수 있다. 예컨대, 질소 환경에서, 10℃/min 속도로 30℃에서부터 500℃로 승온하는 과정에서, 수지의 2% 중량이 감소되는 온도를 측정하여 그 온도를 비교하여 열 안정성을 평가할 수 있다. 2% 중량 감소 온도는 280℃ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300℃ 이상, 가장 바람직하게는 320℃ 이상이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 수지 또는 블록 공중합체 수지로서 중량평균분자량이 1,000 내지 200만, 구체적으로 1만 내지 50만, 일 예로서 10만에서 15만인 수지를 사용할 수 있다. 일 예에 따른 (메트)아크릴계 수지의 유리전이온도는 100~150℃이며, MI(220℃, 10kg) 10이하, 바람직하게는 4~10이며, 내부 헤이즈 0.1~0.3%의 특징을 갖는다. 상기 MI는 수지의 흐름을 나타내는 척도로 230℃에서 하중 3.8kg으로 눌렀을 때 분당 흐르는 양을 나타낸다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 고분자 코팅층은 필요에 따라 자외선 흡수제를 더 포함할 수 있다.
상기 실시상태에 있어서, 자외선 흡수제는 당기술분야에 공지된 것들이 1 종 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으며, 예컨대 벤조페논계 자외선 흡수제, (벤조)트리아졸계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제 등이 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 비스 (bis) (2,2,6,6-테트라메틸(tetramethyl)-4-피페리딜(piperidyl)) 세바케이트(sebaceate) 등의 힌더드 아민(hindered amine)계 광안정제 등을 사용할 수 있다. 바람직하게로는 Tinuvin 328, Tinuvin 321, Tinuvin 326 및 Tinuvin 360이 사용될 수 있다. 열안정제로는 Igafos 168, Iganox 1076, Iganox 245 등이 첨가될 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 함량은 이를 포함하는 고분자 코팅층 중량을 기준으로 0.5-10 중량%로 포함될 수 있다.
그외, 상기 고분자 코팅층은 필요에 따라 안티블로킹제(anti-blocking agent), 가소제, 윤활제, 충격완화제, 정전기 방지제, 안정제, 산화방지제, UV 안정제, 열안정제 등 각종 공지의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨가제들은 고분자 코팅층을 포함하는 광학 필름의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 적절한 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 전체 고분자 코팅층 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 정도로 포함될 수 있다.
상기 고분자 코팅층용 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다. 용매로는 공정상의 편의, 냄새, 가격 등의 요소를 고려할 때 MEK(메틸에틸케톤), 톨루엔(Toluene), DAA (Diacetone alcohol), MIBK(메틸 아이소부틸 케톤), ACAC(아세틸 아세톤) 등이 바람직하다. 용매를 포함하는 고분자 코팅층용 조성물 중 고형분 농도는 10-30 중량%, 바람직하게는 15-25 중량%, 예컨대 약 20 중량%일 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 비점과 휘발도가 상이한 2종 이상의 용매를 포함할 수 있다. 예컨대, 비점이 낮고 휘발도가 높은 제1 용매와 비점이 높고 휘발도가 낮은 제2 용매를 함께 사용할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 용매는 제1 용매로서 MEK(메틸에틸케톤)와 제2 용매로서 DAA (Diacetone alcohol), MIBK(메틸 아이소부틸 케톤), ACAC(아세틸 아세톤)를 포함할 수 있다. 이와 같이 2 종의 용매를 혼합하여 사용하는 경우, MEK만 단독으로 사용하는 경우 예컨대 약 120 ℃의 건조 오븐에 들어가기 전 단계에서 용매가 너무 빨리 휘발되어 T-다이 입구부터 응고되는 문제를 방지할 수 있다. 제1 용매와 제2 용매의 혼합 비율은 8:2 내지 6:4, 바람직하게는 약 7:3이다. 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 고분자 코팅층의 두께 편차는 1.5 μm 이하, 바람직하게는 1 μm 이하이다. 예컨대, 상기 고분자 코팅층의 두께 편차는 0-1.5 μm, 예컨대 0.5-1.5 μm일 수 있다. 전술한 바와 같이, 코팅 방식에 의하여 고분자 코팅층을 도입함으로써, 기존의 압출 공정이나 용융 캐스팅 방법에 비하여 두께 편차가 작다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 고분자 코팅층의 두께는 2 내지 40 마이크로미터이다. 기존에는 두께 40 마이크로미터 초과의 보호필름을 주로 사용하였으나, 본 출원의 실시상태들에 따르면, 고분자 코팅층을 얇게 도입할 수 있고, 이에 따라 편광판의 박형화를 실현할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 상기 광학 필름의 고분자 코팅층을 편광자에 합지하는 단계; 및 상기 광학 필름 중 투명 기재를 박리하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법을 제공한다. 편광판의 제조방법의 모식도를 도 2 및 3에 나타내었다. 도 2에 따르면, 편광자(4)의 일면에 전술한 광학 필름의 고분자 코팅층(3)이 접하도록 합지하는 단계가 예시되어 있다. 도 3에 따르면, 상기 편광자(4)의 타면에 추가의 광학 필름(5)이 구비되어 있다. 도 3의 추가의 광학 필름(5)는 기재(1), 하드코팅층(2) 및 고분자 코팅층(3)을 포함하는 광학 필름을 편광자에 합지하기 전 또는 후, 또는 동시에 편광자에 합지될 수 있다.
상기 편광자로는 당기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다. 예컨대 폴리비닐알코올계(이하, PVA라 함) 폴리머 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착 배향시킨 편광자가 사용될 수 있다.
상기 편광자와 상기 광학 필름의 고분자 코팅층은 접착 또는 점착제를 이용하여 합지될 수 있다. 상기 접착 또는 점착제로는 당기술분야에 알려진 것들이 사용될 수 있다.
상기 편광자의 타면에 구비된 추가의 광학 필름(5)으로는 당 기술 분야에 알려진 것을 사용할 수 있으며, 예컨대, 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC) 필름, 아크릴계 필름 개환 상호교환 중합(ring opening metathesis polymerization; ROMP)으로 제조된 폴리노보넨계 필름, 개환 중합된 고리형 올레핀계 중합체를 다시 수소 첨가하여 얻어진 HROMP(ring opening metathesis polymerization followed by hydrogenation) 중합체 필름, 폴리에스터 필름, 또는 부가중합(addition polymerization)으로 제조된 폴리노보넨계 필름 등이 사용될 수 있다. 이외에도 투명한 고분자 재료로 제조된 필름이 보호 필름 등이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태는 전술한 방법에 의하여 제조된 광학 필름을 제공한다. 도 4는 일 예에 따른 광학 필름의 적층 구조를 예시한 것이다. 도 4에 따른 광학 필름은 기재(1), 하드코팅층(2) 및 고분자 코팅층(3)을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태는 전술한 방법에 의하여 제조된 편광판을 제공한다. 도 5는 일 예에 따른 편광판의 적층 구조를 예시한 것이다. 도 5에 따른 편광판은 기재(1), 하드코팅층(2) 및 고분자 코팅층(3)을 포함하는 광학 필름과, 상기 광학 필름의 고분자 코팅층(3) 상에 구비된 편광자(4) 및 추가의 광학 필름(5)를 포함한다. 도 6은 고분자 코팅층(3)과 편광자(4) 사이에 구비된 점착 또는 접착층(7)과, 추가의 광학 필름(5)과 편광자(4) 사이에 구비된 점착 또는 접착층(6)이 추가로 도시되어 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 편광자; 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 고분자 코팅층; 및 상기 고분자 코팅층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 구비된 하드코팅층을 포함하는 편광판을 제공한다. 이와 같은 편광판은 전술한 방법에 의하여 제조된 편광판에서 기재(1)를 박리함으로써 얻어질 수 있다. 이 때, 편광판의 일면에 구비된 고분자 코팅층은 전술한 바와 같은 두께 편차 또는 두께 범위를 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는 전술한 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다. 도 7은 액정 디스플레이 장치의 적층 순서를 예시한 것이다. 액정 디스플레이 장치는 전술한 편광판의 편광자(4) 또는 추가의 광학 필름(5)이 액정 패널에 가깝게 배치될 수 있다. 도 7의 기재(1)는 전술한 편광판이 액정 패널에 부착된 후, 또는 부착되기 전에 박리될 수 있다. 기재(1)가 박리되는 경우 도 8과 같은 구조를 가질 수 있다. 상기 편광판은 액정 패널(8)에 감압접착제(PSA)를 통하여 부착될 수 있으며, 상기 감압접착제로는 당기술분야에 알려진 것들이 사용될 수 있다.
상기 액정 디스플레이 장치는 상기 하드코팅층(2) 측에 구비된 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 광원, 도광판, 집광필름이나 휘도향상 필름과 같은 광학 필름을 포함할 수 있으며, 당기술분야에 알려진 구성을 가질 수 있다. 다시 말하면, 상기 액정 디스플레이 장치에서, 본 출원의 실시상태에 따른 광학 필름을 포함하는 광학 필름은 액정 패널과 백라이트 유닛 사이에 구비될 수 있으며, 이 때, 하드코팅층은 백라이트 유닛 측에 가깝도록 배치될 수 있다. 이와 같이, 백라이트 유닛 측에 전술한 편광판의 하드코팅층이 구비됨으로써, 편광판이 백라이트 유닛의 구성요소들에 의하여 긁히는 문제를 개선할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 출원의 실시상태들을 예시한다. 이하의 실시예는 본 출원 발명을 예시하기 위한 것이며, 실시예들에 의하여 본 발명이 한정될 것을 의도한 것은 아니다.
< 실시예 1>
PET 기재 필름 위에 하드코팅액을 바코팅한 후 마티스 오븐(Mathis Labdryer 社製)에서 90℃에서 2분간 건조한 후 Fusion UV 경화기에서 193 mJ의 세기로 경화하여 3μm 두께의 하드코팅층을 얻었다.
글리시딜 메타크릴레이트(Glicydyl Methacrylate)와 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 공중합체 수지 100 중량부에 양이온 개시제를 2.5 중량부 첨가한 후 상기 하드코팅층 위에 바(Bar) 코팅하였다. 이를 110℃에서 5분간 건조한 후 Fusion UV 경화기에서 193 mJ의 세기로 경화하여 20㎛ 두께의 고분자 코팅층을 얻었다. PVA 편광자의 일면에는 상기 2층 코팅된 PET 필름을, PVA 편광자의 타면에는 아크릴 필름을 합지하되, 상기 2층 코팅된 PET 필름의 고분자 코팅층이 PVA 편광자 면과 만나도록 합지하여 편광판을 제조하였다. 이어서, PET 필름을 박리한 후 내구성 평가를 진행하였다.
< 실시예 2>
상기 공중합체 수지 대신 MMA-OH 이중결합된 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
< 비교예 >
코팅층이 형성된 PET 필름 대신, 아크릴 수지 필름(HP202, LGMMA社製)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 편광판 샘플의 열충격, 내열, 내수, 내습열 평가한 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
열충격 평가
(-40℃↔80℃,
100 Cycle)		 80℃ 내열
100시간		 60℃/90%
내습열
100시간		 60℃ 내수
24시간
실시예 1 크랙 없음 크랙 없음 초기 Ts 42.5%
내구 후
43.6%로서 1.1%증가		 수포 없음
실시예 2 크랙 없음 크랙 없음 초기 Ts 42.4%
내구 후
44.1%로서 약 1.7%증가		 수포 없음
비교예 PVA 및 아크릴
필름층에 Crack
발생함.		 PVA 및 아크릴
필름층에 Crack
발생함.		 초기 Ts 43.2%
내구 후
45.2%로서 2.0% 증가		 수포 다량 발생
상기 표 1의 열충격 평가, 내열 평가, 내수 평가 결과는 도 9에 나타내었다. 내습열 평가 결과는 편광판 샘플의 외관에는 큰 변화가 없었으므로 초기와 내구성 평가 후의 광특성을 평가하여 비교하였다. 실시예에서는 60℃/90% 내습열 조건에서 1000시간 내구를 거친 후 Ts (단체 투과도) 변화율이 2% 미만으로서 스펙 범위 내이었으나, 비교예의 경우 단 100시간 만에 2%에 도달하였으므로 스펙 아웃으로 판단된다.
1: 기재
2: 하드코팅층
3: 고분자 코팅층
4: 편광자
5: 추가의 광학 필름
6, 7, 9: 점착 또는 점착층
8: 액정 패널

Claims (13)

  1. 기재 상에 하드코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 하드코팅층 상에 고분자 코팅층을 형성하는 단계
    를 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자 코팅층의 두께 편차는 1.5μm 이하인 것인 광학 필름의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자 코팅층의 두께는 2 내지 40 마이크로미터인 것인 광학 필름의 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 한 항의 방법에 의하여 광학 필름을 제조하는 단계;
    상기 광학 필름의 고분자 코팅층을 편광자에 합지하는 단계; 및
    상기 광학 필름 중 기재를 박리하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.
  5. 기재; 상기 기재 상에 구비된 하드코팅층; 및 상기 하드코팅층 상에 구비된 고분자 코팅층을 포함하는 광학 필름.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 고분자 코팅층의 두께 편차는 1.5μm 이하인 것인 광학 필름.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 고분자 코팅층의 두께는 2 내지 40 마이크로미터인 것인 광학 필름.
  8. 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 청구항 5 내지 7 중 한 항의 광학 필름으로서, 상기 고분자 코팅층이 상기 편광자에 인접하여 배치된 광학 필름을 포함하는 편광판.
  9. 편광자; 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 고분자 코팅층; 및 상기 고분자 코팅층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 구비된 하드코팅층을 포함하는 편광판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 고분자 코팅층의 두께 편차는 1.5μm 이하인 것인 편광판.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 고분자 코팅층의 두께는 2 내지 40 마이크로미터인 것인 편광판.
  12. 청구항 8에 따른 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치.
  13. 청구항 9 내지 11 중 한 항에 따른 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102035717B1 (ko) * 2018-05-08 2019-10-24 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 적층체 및 그 제조 방법
KR20190128991A (ko) * 2018-05-08 2019-11-19 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 적층체 및 그 제조 방법
US11347109B2 (en) 2018-01-25 2022-05-31 Lg Chem, Ltd. Multilayer liquid crystal film, polarizing plate and method for preparing polarizing plate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040071485A (ko) 2003-02-06 2004-08-12 주식회사 엘지화학 일체형 편광판 및 이의 제조방법
JP2010066484A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光板およびその製造方法、ならびに光学部材、液晶表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040071485A (ko) 2003-02-06 2004-08-12 주식회사 엘지화학 일체형 편광판 및 이의 제조방법
JP2010066484A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光板およびその製造方法、ならびに光学部材、液晶表示装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11347109B2 (en) 2018-01-25 2022-05-31 Lg Chem, Ltd. Multilayer liquid crystal film, polarizing plate and method for preparing polarizing plate
KR102035717B1 (ko) * 2018-05-08 2019-10-24 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 적층체 및 그 제조 방법
KR20190128991A (ko) * 2018-05-08 2019-11-19 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 적층체 및 그 제조 방법

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