KR20180002445A - 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광자, 상기 편광자의 일면에 구비되는 보호 필름, 상기 편광자의 타면에 구비되는 제1점착제층, 상기 보호필름 상에 구비되는 제2점착제층 및 상기 제1점착제층 상에 구비되는 반사형 편광부재를 포함하고, 하기 식 (1)로 표시되는 85℃에서의 제1점착제층과 제2점착제층의 저장 모듈러스의 차(ΔG'85℃)가 5만 내지 40만 Pa인 편광판에 관한 것이다.
식(1) : ΔG'85℃ = G'1, 85℃ - G'2, 85℃
상기 식 (1)에서 G'1, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제1점착제층의 저장 모듈러스 값이며, 상기 G'2, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제2점착제층의 저장 모듈러스 값임.

Description

편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{POLARIZING PLATE AND DISPLAY DEVICE COMAPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고온 및/또는 고습 조건 하에서 편광자의 균열(crack), 반사형 편광부재의 들뜸 및 패널 휨(bending) 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 장치들이 점점 더 슬림화(slim)되어감에 따라 디스플레이 장치에 적용되는 편광판 역시 박형(Thin type)일 것이 요구되고 있다. 이에 따라 편광자의 일면에 부착되던 보호 필름을 생략하고 편광자에 점착제층을 바로 형성하는 편면형 편광판이 제안되었다. 그러나 이와 같은 편면형 편광판은 편광자의 양면에 보호 필름을 포함하는 편광판에 비해 고온 및/또는 고습 환경 하에서 편광자의 크랙(Crack)이 잘 발생한다는 문제점이 있다. 이는 보호필름이 생략됨으로 인해 고온 및/또는 고습 환경에서 편광자의 열분해가 발생하거나, 편광자로 유입되거나 편광자로부터 유출되는 수분량이 많아져 고분자 사슬 내로 유입된 수분으로 인해 사슬 간 거리가 멀어지면서 균열이 발생하기 때문이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 국제공개특허 WO2009/145150(특허문헌 1)에서는 보호 필름이 생략되어 있는 편광자와 점착제층 사이에 인장 탄성율이 100MPa 이상인 보호층을 적용함으로써 편광자의 균열을 억제하는 기술을 제안하였다. 그러나 상기 기술의 경우 보호 필름 대신 보호층을 형성하는 것으로 박형화에 한계가 있으며, 보호층 형성을 위해 별도의 공정을 수행하여야 한다는 번거로움이 있다.
한편, 편광자 크랙을 방지하기 위해, 편광자에 부착되는 점착제층의 저장 모듈러스를 높여 수분 차단성을 향상시키는 방안도 고려될 수 있으나, 이 경우 편광판을 패널에 부착하였을 때 패널 휨(bending)이 발생하고, 이로 인해 빛샘 등의 불량이 야기된다는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 디스플레이 장치의 광학 물성을 개선하기 위해 위상차 필름이나 휘도향상필름 등과 같은 기능성 필름을 편광판에 일체화하여 사용하는 경우가 있다. 그러나, 종래의 편면형 편광판에 이러한 기능성 필름을 합지하여 사용할 경우, 고온 고습 하에서 점착제층의 점착력이 떨어져 기능성 필름이 박리되거나 들뜨는 현상이 발생한다는 문제점이 있으며, 패널 부착 시에 패널 휨(bending)이 발생하여 빛샘 등의 불량을 야기한다는 문제점이 있다.
따라서, 고온 고습 환경에서 편광자 크랙이 발생하지 않고, 기능성 필름 합지 시에 들뜸이나 박리 현상이 발생하지 않으면서, 패널 휨을 최소화할 수 있는 편면형 편광판의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온 및/또는 고습 과 같이 가혹한 조건에서도 편광자 크랙(crack)이 발생하지 않는 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 고온 고습 조건 하에서도 우수한 점착력을 가져 반사형 편광부재를 일체로 형성하여도 반사형 편광부재의 들뜸이나 박리가 발생하지 않는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 패널 부착 시에 패널 휨을 최소화할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 본 발명의 편광판을 포함하여, 신뢰성 및 광학 특성이 우수한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 편광자, 상기 편광자의 일면에 구비되는 보호 필름, 상기 편광자의 타면에 구비되는 제1점착제층, 상기 보호 필름 상에 구비되는 제2점착제층 및 상기 제1점착제층 상에 구비되는 반사형 편광부재를 포함하고, 하기 식 (1)로 표시되는 85℃에서의 제1점착제층과 제2점착제층의 저장 모듈러스의 차(ΔG'85℃)가 5만 내지 40만 Pa인 편광판을 제공한다.
식(1) : ΔG'85℃ = G'1, 85℃ - G'2, 85℃
상기 식 (1)에서 G'1, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제1점착제층의 저장 모듈러스 값이며, 상기 G'2, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제2점착제층의 저장 모듈러스 값이다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기와 같은 편광판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 상부 기판, 하부 기판 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치되는 액정셀을 포함하는 액정 패널; 상기 하부 기판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛; 상기 상부 기판의 상면에 배치되는 제1편광판; 및 상기 하부 기판의 하면에 배치되는 제2편광판을 포함하며, 상기 제2편광판이 상기한 본 발명의 편광판인 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판은 고온에서 저장 탄성율이 상이한 제1점착제층 및 제2점착제층을 사용함으로써, 고온 및/또는 고습 환경에서의 편광자 크랙, 반사형 편광부재의 들뜸/박리 및 패널 부착 시의 패널 휨 발생을 최소화할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명에 따른 편광판은 패널 적용 시에 패널 휨 발생을 최소화하여, 신뢰성 및 광학 특성이 우수한 디스플레이 장치를 구현할 수 있도록 하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.
'상부', '상면', '하부', '하면' 등과 같은 위치 관계는 도면을 기준으로 기재된 것일 뿐, 절대적인 위치 관계를 나타내는 것은 아니다. 즉, 관찰하는 위치에 따라, '상부'와 '하부' 또는 '상면'과 '하면'의 위치가 서로 변경될 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴」은 아크릴 및 메타아크릴의 총칭이다. 예를 들면, (메타)아크릴레이트는 메타크릴레이트와 아크릴레이트를 포함하며, (메타)아크릴산은 메타크릴산과 아크릴산을 포함한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 「X 내지 Y」는 「X 이상 Y 이하」를 의미한다.
본 발명자들은 고온 및/또는 고습 조건 하에서도 편광자 크랙 및 반사형 편광부재의 들뜸이 발생하지 않으며, 패널 부착 시에 패널 휨을 최소화할 수 있는 편광판을 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 반사형 편광부재/제1점착제층/편광자/보호필름/제2점착제층 순으로 적층되고, 제1점착제층과 제2점착제층의 고온 저장 모듈러스가 특정한 관계를 만족할 경우, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판이 개시되어 있다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 편광판에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 편광판(10)은 편광자(11), 보호 필름(13), 제1점착제층(15), 제2점착제층(17) 및 반사형 편광부재(19)을 포함한다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판(10)은, 편광자(11), 상기 편광자(11)의 일면에 구비되는 보호 필름(13), 상기 편광자(11)의 타면에 구비되는 제1점착제층(15), 상기 보호필름(13) 상에 구비되는 제2점착제층(17) 및 상기 제1점착제층(15) 상에 구비되는 반사형 편광부재(19)을 포함한다.
본 발명의 편광판(10)은 하기 식 (1)로 표시되는 85℃에서의 제1점착제층과 제2점착제층의 저장 모듈러스의 차(ΔG'85℃)가 5만 내지 40만Pa, 바람직하게는 5만 내지 35만Pa, 더 바람직하게는 5만 내지 25만Pa이 되도록 형성된다.
식(1) : ΔG'85℃ = G'1, 85℃ - G'2, 85℃
상기 식 (1)에서 G'1, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제1점착제층(15)의 저장 모듈러스 값이며, 상기 G'2, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제2점착제층(17)의 저장 모듈러스 값이다.
구체적으로는, 상기 G'1, 85℃ 및 G'2, 85℃는 다음과 같은 방법으로 측정된다.
먼저, 점착제층을 형성하는 점착제 조성물을 이형 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 도포하고, 90℃에서 4분간 건조시켜 20㎛ 두께의 점착제층을 형성한다. 그런 다음, 35℃, 상대습도 45%의 조건으로 3일간 보관하여 점착제층을 경화시킨 다음, 경화된 점착층을 복수개 적층하여 1mm 두께의 점착층을 갖는 점착 시트를 제조한다. 그런 다음, 상기 점착 시트를 지름 8mm의 원형으로 절단하여 시편을 제조하고, 저장 탄성율 측정기(MCR-501, Physica사)를 이용하여 85℃의 온도, 10-3 ~ 102rad/s의 진동수에서 frequency sweep test를 실시하여 저장 탄성율을 측정한다. 측정된 저장 탄성율 중 최소값을 저장 모듈러스 값으로 한다.
ΔG'85℃가 상기 범위를 만족할 경우, 고온 고습 환경 하에서도 편광자 균열 크랙 및 반사형 편광부재의 들뜸이 발생하지 않으며, 편광판을 패널 부착하였을 때 패널 휨을 최소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 각 구성 요소들에 대해 보다 자세히 설명한다.
편광자
편광자(11)는 자연광 또는 임의의 편광을 특정 방향으로 진동하는 편광으로 만들기 위한 것이다. 상기 편광자(11)로는, 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 편광자들이 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 염료 또는 요오드를 염착시킨 후 연신시켜 제조되는 폴리비닐알코올계 편광필름 또는 폴리비닐알코올계 필름을 탈수시킨 폴리엔계 편광자일 수 있다.
보호 필름
보호 필름(13)은 상기 편광자(11)를 보호하고 지지하기 위한 것으로, 편광자(11)의 일면에 구비된다. 상기 보호 필름(13)으로는, 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 보호 필름들이 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 상기 보호 필름(13)으로는 광학적으로 투명한 수지, 예를 들면, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계, 폴리(메타)아크릴레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 수지로 형성된 필름이 사용될 수 있다.
한편, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 보호 필름(13)은 접착제층을 매개로 편광자(11)에 부착될 수 있다. 상기 접착제층은 당해 기술 분야에 잘 알려진 접착제들에 의해 형성될 수 있으며, 보호 필름(13)의 재질 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 보호 필름으로 TAC을 사용하는 경우에는 폴리비닐알코올계 접착제와 같은 수계 접착제를 이용할 수 있고, 보호 필름으로 COP 필름을 사용하는 경우에는 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제와 같은 광 경화 또는 열경화성 접착제를 이용할 수 있다.
제1점착제층
다음으로, 상기 제1점착제층(15)은 편광자(11)에 후술할 반사형 편광부재(19)를 적층하기 위한 것으로, 상기 편광자(11)의 타면, 즉, 보호 필름(13)이 구비되지 않은 쪽의 면에 구비된다.
상기 제1점착제층(15)은 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 저장 모듈러스(G'1, 85℃)가 10만Pa 내지 50만Pa, 바람직하게는 10만 Pa 내지 45만 Pa, 더 바람직하게는 10만 Pa 내지 40만 Pa일 수 있다. 제1점착제층(15)의 85℃에서의 저장 모듈러스 값이 상기 범위를 만족할 경우, 고온 환경에서도 낮은 수분 투과율을 유지할 수 있어, 급격한 수분 유입, 유출에 따른 편광자의 균열 발생을 최대한 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1점착제층은 180°박리 테스트(Peel Test)를 통해 측정한 박리강도가 1000gf/inch 이상, 바람직하게는 1000 내지 2000 gf/inch, 더 바람직하게는 1000 내지 1500gf/inch일 수 있다. 제1점착제층의 박리강도가 상기 범위를 만족할 경우, 고온 고습 환경에서도 반사형 편광부재를 박리되거나 들뜨지 않고 견고하게 부착될 수 있다.
상기 제1점착제층의 박리 강도는 Texture Analyzer Peel test mode로 측정하였으며, 반사형 편광부재/제1점착제층/편광자/보호필름/제2점착제층 순으로 적층된 편광판을 210mm×25mm 크기로 재단하고, 제2점착제층을 30mm×130mm 크기의 유리 기판 상에 부착하여 고정한 다음, knife로 반사형 편광부재와 제1점착제층을 분리한 후에 Texture Analyzer 지그에 반사형 편광 부재를 팽팽하게 고정한 후, 박리각도 180°, 300mm/min의 속도로 반사형 편광 부재를 잡아당겨 제1점착제층과 편광자 사이를 박리시키면서 측정하였다.
한편, 상기 제1점착제층의 두께는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 50㎛ 이하, 바람직하게는 1 내지 30㎛, 더 바람직하게는 5 내지 10㎛일 수 있다. 제1점착제층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 본 발명의 효과를 보다 더 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 제1점착제층은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, (A)(메타)아크릴계 중합체, (B) 이소시아네이트계 경화제, (C)카르보디이미드 경화제, (D)실란 커플링제 및 (E)점착 부여제(Tackifier)를 포함하는 제1점착제 조성물을 경화시켜 형성된 것일 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 제1점착제 조성물은, (A)(메타)아크릴계 중합체 100중량부, (B)이소시아네이트계 경화제 0.01 내지 20중량부, (C)카르보디이미드계 경화제 0.01 내지 5중량부, (D)실란 커플링제 0.05 내지 5중량부, 및 (E)점착 부여제 1 내지 10중량부를 포함할 수 있다.
이하, 상기 제1점착제 조성물의 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
(A)(메타)아크릴계 중합체
상기 (메타)아크릴계 중합체는, 1종 이상의 (메타)아크릴계 모노머를 중합하여 형성되는 것으로, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 점착제용 (메타)아크릴계 중합체 또는 공중합체들이 제한없이 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 (메타)아크릴계 중합체는 (a-1)알킬기를 갖는 비닐계 단량체, (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체, (a-3) 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체 및 (a-4) 방향족 고리를 갖는 비닐계 단량체 중 1종 이상을 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 제조된 것일 수 있다.
이때, 상기 (a-1) 알킬기를 갖는 비닐계 단량체는, 비환형인 탄소수 1~20의 선형 또는 분지형의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 알킬기를 갖는 비닐계 단량체로, 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, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트 또는 라우릴 (메타)아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체는 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르일 수 있다. 상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르는 말단 또는 구조 내에 1개 이상의 수산기와 탄소수 1 ~ 20의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르일 수 있다.
구체적으로는, 상기 (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체로, 예를 들면, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-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, 사이클로헥산디메탄올 모노(메타)아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (a-3) 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체는 말단 또는 구조 내에 1개 이상의 카르복시기를 갖는 탄소수 1 ~ 10개의 (메타)아크릴산 에스테르 또는 비닐기를 갖는 카르복시산일 수 있다. 예를 들면, 상기 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체로 (메타)아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 또는 무수 말레산 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (a-4) 방향족 고리를 갖는 비닐계 단량체는 방향족 고리를 갖는 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 예를 들면, 상기 (a-4) 방향족 고리를 갖는 비닐계 단량체로, 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 또는 2-(4-벤질페닐)에틸 (메타)아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구체예에 따르면, 상기 (메타)아크릴계 중합체는, (a-1)알킬기를 갖는 비닐계 단량체, (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체 및 (a-3) 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 공중합하여 제조되는 공중합체일 수 있다. 구체적으로는 상기 (메타)아크릴계 중합체는 상기 (a-1)알킬기를 갖는 비닐계 단량체 84~99.8중량%, 바람직하게는 85~95중량%, (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체 0.1~10중량%, 바람직하게는 0.5~5중량%, 및 (a-3) 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체 0.1~6중량%, 바람직하게는 1~4중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 공중합하여 제조되는 공중합체일 수 있다.
다른 구체예에 따르면, 상기 (메타)아크릴계 중합체는, (a-1)알킬기를 갖는 비닐계 단량체, (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체, (a-3) 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체 및 (a-4) 방향족 고리를 갖는 비닐계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 공중합하여 제조되는 공중합체일 수 있다. 구체적으로는, 상기 (메타)아크릴계 중합체는 (a-1)알킬기를 갖는 비닐계 단량체 50~89.4중량%, 바람직하게는 60~75중량%, (a-2) 수산기를 갖는 비닐계 단량체 0.5~5중량%, 바람직하게는 0.5~3중량%, (a-3) 카르복시기를 갖는 비닐계 단량체 0.1~3중량%, 바람직하게는 0.1~3중량%, 및 (a-4) 방향족 고리를 갖는 비닐계 단량체 10~42중량%, 바람직하게는 15~35중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 공중합하여 제조되는 공중합체일 수 있다.
(메타)아크릴계 공중합체의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않고, 용액 중합법, 광 중합법, 벌크 중합법, 유화중합법 또는 에멀젼 중합법에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, (메타)아크릴계 공중합체는 용액 중합법을 사용하여 제조하고, 중합 온도는 50℃-140℃인 것이 바람직하다. 이때 사용될 수 있는 개시제로는 아조비스이소부티로니트릴 또는 아조비스시클로헥산카르보니트릴과 같은 아조계 중합 개시제; 및/또는 과산화 벤조일 또는 과산화 아세틸과 같은 과산화물 등을 포함하는 통상의 것을 사용할 수 있다.
(B) 이소시아네이트계 경화제
상기 제1점착제 조성물은 이소시아네이트 경화제를 포함할 수 있다. 상기 이소시아네이트 경화제로는 당해 기술 분야에 알려진 통상의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 톨루엔 디이소시아네이트, 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 이소포름 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메틸 시클로헥산, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 변성 톨루엔 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메틸올프로판의 크실렌 디오소시아네이트 어덕트, 토리페닐메탄토리이소시아네이트, 메틸렌 비스 트리 이소시아네이트, 이들의 폴리올(트리메틸올프로판) 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
상기 (B)이소시아네이트계 경화제는 상기 (A)(메타)아크릴계 중합체 100중량부에 대하여, 0.01 내지 20중량부, 바람직하게는, 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
(C) 카르보디이미드 경화제
상기 제1점착제 조성물은 (C)카르보디이미드 경화제를 포함할 수 있다. 상기 (C)카르보디이미드 경화제는 가교 반응 속도가 빠르기 때문에, 이를 포함할 경우 이소시아네이트계 경화제를 단독으로 사용하는 경우에 비해 점착제 조성물의 숙성 시간을 단축할 수 있고, 경화가 촉진되어 점착성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서 이용되는 상기 (C)카르보디이미드 경화제는, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 (C)카르보디이미드 경화제로 카보다이이미드기(-N=C=N-)를 분자 내에 2개 이상 지니는 화합물이 사용될 수 있으며, 공지의 폴리카보디이미드가 사용될 수 있다.
상기 폴리카보디이미드는 카보다이이미드화 촉매의 존재 하에서 다이아이소사이아네이트를 탈탄산축합반응시킴으로써 제조될 수 있다.
이때, 상기 다이아이소사이아네이트로는, 4,4'-다이페닐메탄 다이아이소사이아네이트, 3,3'-다이메톡시-4,4'-다이페닐메탄 다이아이소사이아네이트, 3,3'-다이메틸-4,4'-다이페닐메탄 다이아이소사이아네이트, 4,4'-다이페닐에터 다이아이소사이아네이트, 3,3'-다이메틸-4,4'-다이페닐에터 다이아이소사이아네이트, 2,4-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 2,6-톨릴렌다 이아이소사이아네이트, 1-메톡시페닐-2,4-다이아이소사이아네이트, 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 4,4'-다이사이클로헥실메탄 다이아이소사이아네이트, 테트라메틸자일릴렌 다이아이소사이아네이트 중 1종, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 카보다이이미드화 촉매로서는, 1-페닐-2-포스포렌-1-옥사이드, 3-메틸-2-포스포렌-1-옥사이드, 1-에틸-3-메틸-2-포스포렌-1-옥사이드, 1-에틸-2-포스포렌-1-옥사이드, 혹은 이들의 3-포스포렌 이성질체 등의 포스포렌옥사이드를 이용할 수 있다.
상기 (C)카르보디이미드 경화제는 합성해도 되고 시판품을 사용해도 된다. 상기 (C)카르보디이미드 경화제의 시판품으로서는, 예를 들어, 닛신보케미컬 주식회사 제품의 카보디라이트(등록상표) 시리즈를 들 수 있다. 그 중에서도 예를 들어, 카보디라이트(등록상표) V-03, V-09, V-09GB 등은 유기용제와의 상용성이 우수하여 바람직하다.
상기 (C)카르보디이미드 경화제는 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 (C)카르보디이미드 경화제는 상기 (A) (메타)아크릴계 중합체 100중량부에 대하여, 0.01 내지 5중량부, 바람직하게는 0.05 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.
(D) 실란 커플링제
상기 제1점착제 조성물은 (D)실란 커플링제를 포함할 수 있다. (D)실란 커플링제는 점착제 조성물의 내열성 및 내습성을 개선하고, 고온 및/또는 고습 조건 하에서 접착 신뢰성을 향상시킨다.
상기 (D)실란 커플링제는, 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 실란 커플링제가 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 (D)실란 커플링제로, 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, (메타)아크릴옥시 프로필 트리메톡시실란 등의 중합성 불화기 함유 규소 화합물; 감마 에폭시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시드옥시 프로필 트리메톡시실란, 3-글리시드옥시 프로필메틸 디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡실란 등의 에폭시 구조를 갖는 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 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 (D) 실란 커플링제는 합성해도 되고 시판품을 사용해도 된다. 실란 커플링제의 시판품으로서는, 예를 들어, 신에츠 실리콘(등록상표) KBM-303, KBM-403, KBE-402, KBM-403, KBE-502, KBE-503, KBM-5103, KBM-573, KBM-802, KBM-803, KBE-846, X-41-1805, X-41-1810, X-41-1810, X-41-1053, X-41-1058 (이상, 신에츠카가쿠코교 주식회사 제품) 등을 들 수 있다.
상기 (D) 실란 커플링제는 (A)(메타)아크릴계 중합체 100중량부에 대하여 0.01 내지 5중량부, 바람직하게는 0.05 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.
(E) 점착 부여제(Tackifier)
상기 제1점착제 조성물은 (E) 점착 부여제를 포함할 수 있다. 상기 (E) 점착 부여제는 제1점착제 조성물의 점착력을 향상시키기 위한 것으로, 예를 들면, 하기 <화학식 1>의 구조를 갖는 아크릴 변성 석유 수지 점착 부여제일 수 있다.
<화학식 1>
R'-CO-O-R
상기 <화학식 1>에서 R'은 석유수지이고, R은 탄소수 1~20의 알킬기 또는 탄소수 6~50의 아릴기이다. 구체적으로는, 상기 R'은 석유계 액상 수지로서, 스티렌계, α-스티렌계, 테르펜계, 방향족 변성 테르펜계, 수소 첨가된 테르펜계, 크실렌계, 지방족계 또는 로진 수지일 수 있으며, 바람직하게는 스티렌계, α-스티렌계, 또는 방향족 변성 테르펜계 수지일 수 있다.
바람직하게는 상기 (E)점착 부여제는 하기 <화학식 2>로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00001
상기 <화학식 2>에서, R은 탄소수 1 ~ 20의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 50의 아릴기이고, R1 내지 R23은 수소 또는 탄소수 1~ 5의 알킬기이고, n은 0 ~ 5의 정수이고, m은 0 ~ 10의 정수이다.
한편, 상기 아크릴 변성 석유수지 점착 부여제는 통상의 합성 방법을 이용해서 제조될 수 있다. 일 예로, 석유계 수지의 제조를 위한 단량체 A와 아크릴 관능기를 갖는 단량체 B를 Diels-Alder 반응한 후, 수소화 반응 함으로써 제조될 수 있다. 상기 단량체 A로는 아크릴 관능기가 없는 단량체 예를 들면, 탄소수 5 ~ 10의 디엔 단량체로서, 1,3-시클로펜타디엔, 이소프렌(isoprene), 피페릴렌(piperylene) 등이 될 수 있다. 상기 단량체 B로는 탄소수 1 ~20의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 50의 아릴기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르가 될 수 있다. 예를 들면, 화학식 2에서 n이 0인 경우, Diels-Alder 반응에 의해 하기 화학식 4의 중간체를 제조하고, 수소화 반응(hydrogenation)에 의해 화학식 2의 수지를 제조할 수 있다.
<화학식 4>
Figure pat00002
상기 <화학식 4>에서 R은 탄소수 1 ~ 20의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 50의 아릴기이고, R1 내지 R10, R13 내지 R23은 수소 또는 탄소수 1~ 5의 알킬기이고, m은 0 ~ 10의 정수이다.
또는, 아크릴 변성 석유수지 점착 부여제는 상업적으로 시판되는 제품(예:PX-95, 코오롱 인더스트리)을 사용할 수 있다.
상기 (E) 점착 부여제는 (메타)아크릴계 중합체 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부, 바람직하게는 1 내지 7중량부로 포함될 수 있다.
(F) 첨가제
상기 제1점착제 조성물은, 상기 (A) ~ (E) 성분들에 첨가제로서, 예를 들어, 경화 촉진제, 리튬염, 무기 충전제, 연화제, 산화 방지제, 노화 방지제, 안정제, 점착 부여 수지, 개질수지(폴리올 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 에폭시화 폴리뷰타다이엔 수지 등), 레벨링제, 소포제, 가소제, 염료, 안료(착색 안료, 체질안료 등), 처리제, 자외선차단제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 윤활제 및 용제와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
이들 중, 상기 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 다이뷰틸주석 다이라우레이트, JCS-50(조호쿠카가쿠코교 주식회사 제품), 포메이트(등록상표) TK-1(미츠이카가쿠 주식회사 제품) 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제로서는, 예를 들어, 다이뷰틸하이드록시톨루엔(BHT), 이르가녹스(등록상표) 1010, 이르가녹스(등록상표) 1035FF, 이르가녹스(등록상표) 565(모두 바스프 재팬 주식회사 제품) 등을 들 수 있다.
상기 첨가제를 사용할 경우의, 첨가제의 사용량은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 성분 (A) 100중량부에 대해서, 0.1 내지 20중량부일 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 점착제 조성물은 위에서 기술한 각 성분을 일괄하여 혼합하거나, 각 성분을 순차 혼합하거나, 또는 임의의 복수의 성분을 혼합한 후에 나머지 성분을 혼합하여, 균일한 혼합물이 되도록 교반함으로써 제조할 수 있다. 보다 구체적으로는, 실온 또는 필요에 따라서 가온(예를 들어, 30 내지 40℃의 온도로 가온)시키고, 교반기 등에서 균일해질 때까지, 예를 들어, 5분 내지 5시간 교반함으로써 조제할 수 있다.
상기와 같은 제1점착제 조성물은 2종의 경화제와 점착부여제를 함께 사용함으로써 고온에서 높은 저장 모듈러스와 점착력을 갖는다. 따라서, 상기 제1점착제 조성물을 이용하여 편광자와 반사형 편광부재 사이에 제1점착제층을 형성할 경우, 편광자 수분 유, 출입을 효과적으로 방지할 수 있으며, 편광자와 반사형 편광부재를 견고하게 부착시킬 수 있다.
제2점착제층
다음으로, 상기 제2점착제층(17)은 편광판(10)을 표시패널에 부착하기 위한 것으로, 상기 보호필름(13) 상에 구비된다.
상기 제2점착제층(17)은 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 저장 모듈러스(G'2, 85℃)가 5만 Pa 내지 30만 Pa, 바람직하게는 5만Pa 내지 20만Pa, 더 바람직하게는 6만Pa 내지 10만Pa일 수 있다. 제2점착제층(17)의 85℃에서의 저장 모듈러스(G'2, 85℃)가 상기 범위를 만족할 경우, 편광판을 패널에 부착하였을 때, 패널 휨이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이때, 상기 저장 모듈러스 G'2, 85℃는 제1점착제층에서 설명한 것과 동일한 방법으로 측정되었다.
또한, 상기 제2점착제층(17)은 180°박리 테스트(Peel Test)를 통해 측정한 박리강도가 500gf/inch 이하, 바람직하게는 100 내지 500gf/inch, 더 바람직하게는 200 내지 400gf/inch일 수 있다. 제2점착제층의 박리강도는 상기 범위를 만족할 경우, 양호한 리워크성을 갖는다.
상기 제2점착제층의 박리강도는 반사형 편광부재/제1점착제층/편광자/보호필름/ 제2점착제층 순으로 적층된 편광필름을 25mm×150mm 크기로 재단하여 시험편을 제작하고, 제2점착제층을 패널 유리 기판에 배치한 후, 2kg Roller로 1회 왕복하여 부착시킨 후 22 ±2℃, 65±5%RH 조건에서 60분 경과한 후에 Texture Analyzer 지그에 제2점착제층을 고정한 후에 180°, 300mm/min의 속도로 제2점착제층을 박리시키면서 측정하였다.상기 제2점착제층의 두께는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 1 내지 30㎛, 바람직하게는 10 내지 30㎛ 일 수 있다. 제2점착제층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 패널과의 점착력이 충분히 확보될 수 있다.
한편, 상기 제2점착제층은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, (A')(메타)아크릴계 중합체 및 (B') 경화제를 포함하는 제2점착제 조성물을 경화시켜 형성된 것일 수 있다.
일 구체예에 따르면, 상기 제2점착제 조성물은, (A')(메타)아크릴계 중합체 100중량부 및 (B') 경화제 0.5 내지 20중량부를 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 (A')(메타)아크릴계 중합체는 1종 이상의 (메타)아크릴계 모노머를 중합하여 형성되는 것으로, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 점착제용 (메타)아크릴계 중합체 또는 공중합체들이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 상술한 제1점착제 조성물에 기재된 (A) (메타)아크릴계 중합체를 사용할 수 있다.
한편, 상기 (B')경화제로는 당해 기술 분야에 알려진 통상의 경화제들이 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 상기 제1점착제 조성물에 기재된 이소시아네이트계 경화제 및/또는 카르보디이미드 경화제 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 제2점착제 조성물은, 상기 (A') 및 (B') 성분들 이외에, 경화 촉진제, 리튬염, 무기 충전제, 연화제, 산화 방지제, 노화 방지제, 안정제, 점착 부여 수지, 개질수지(폴리올 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 에폭시화 폴리뷰타다이엔 수지 등), 레벨링제, 소포제, 가소제, 염료, 안료(착색 안료, 체질안료 등), 처리제, 자외선차단제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 윤활제 및 용제와 같은 첨가제(F)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 첨가제를 사용할 경우의, 첨가제의 사용량은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 성분 (A') 100중량부에 대해서, 0.1 내지 20중량부일 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 제2점착제 조성물은 위에서 기술한 각 성분을 일괄하여 혼합하거나, 각 성분을 순차 혼합하거나, 또는 임의의 복수의 성분을 혼합한 후에 나머지 성분을 혼합하여, 균일한 혼합물이 되도록 교반함으로써 제조할 수 있다. 보다 구체적으로는, 실온 또는 필요에 따라서 가온(예를 들어, 30 내지 40℃의 온도로 가온)시키고, 교반기 등에서 균일해질 때까지, 예를 들어, 5분 내지 5시간 교반함으로써 조제할 수 있다.
반사형 편광부재
상기 반사형 편광부재(19)은 특정한 진동 방향의 직선 편광만 투과시키고, 다른 편광을 반사시키는 광학 부재로, 상기 제1점착제층(15) 상에 구비된다. 이때, 상기 반사형 편광부재(19)의 투과축이 편광자(11)의 투과축과 평행하게 배치된다.
본 발명의 편광판과 같이 반사형 편광부재(19)을 일체로 포함하는 편광판을 표시장치의 백라이트 측에 배치되는 편광판으로 사용할 경우, 표시장치의 휘도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 백라이트 유닛에서 출사한 빛이 반사형 편광부재(19)에 도달하면, 편광자(11)의 투과축 방향으로 진동하는 편광만 투과시키고, 나머지 광들은 백라이트 방향으로 리사이클링된다. 이에 따라 편광자(11)의 투과축으로 진동하는 광들만 편광자에 도달하게 되므로, 편광자(11)에서 흡수되는 광량이 최소화되어 광 이용효율이 높아지게 되고, 그 결과 표시장치의 휘도 향상 효과를 얻을 수 있다.
상기 반사형 편광부재(19)으로는, 특정한 진동 방향의 직선 편광을 투과시키고, 다른 편광을 반사시키는 광학 부재들, 예를 들어, 이방성 다중 박막, 이방성 반사 편광자, 또는 반사 그리드 편광자 등이 사용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 상기 이방성 다중 박막으로는 예를 들어, 3M 제조의 DBEF, APF 등을 들 수 있다. 또한, 이방성 반사 편광자로는 닛토 덴코 제조의 PCF와 같은 콜레스테릭 액정층과 λ/4판의 복합체 또는 반사 그리드 편광자 등을 들 수 있다. 반사 그리드 편광자로는 금속에 미세 가공을 실시하여, 가시광 영역에서도 반사 편광을 내는 것과 같은 금속 격자 반사 편광자 (미국 특허제6288840호 명세서 등 참조), 금속의 미립자를 고분자 매트릭스 중에 넣어 연신한 것과 같은 것(일본 공개특허공보 평8-184701호 등 참조) 을 들 수 있다.
종래에는 편면형 편광판에 상기와 같은 반사형 편광부재를 일체로 형성할 경우, 고온 및/또는 고습 환경에서 편광판의 엣지(edge) 부분의 반사형 편광부재가 박리되는 엣지 들뜸 현상이 발생한다는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 편광판의 경우, 고온에서도 높은 점착력이 유지되어 이와 같은 엣지 들뜸 현상이 발생하지 않는다. 구체적으로는, 본 발명의 편광판을 85℃, 상대습도 80%의 조건 하에 500시간동안 방치한 다음, 다시 상온에서 1시간 동안 방치한 후에 측정한 반사형 편광부재와 편광자 사이의 간격(Δd)이 3mm 이하, 바람직하게는 1mm이하이다.
다음으로, 본 발명의 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 디스플레이 장치는 상기한 본 발명에 따른 편광판을 포함한다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 디스플레이 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 액정패널(100), 제1편광판(200), 제2편광판(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 백라이트 유닛(400) 측에 배치되는 제2편광판(300)으로 전술한 본 발명에 따른 편광판이 사용될 수 있다. 제2편광판(300)으로 본 발명에 따른 편광판이 사용될 경우, 상기한 바와 같이, 반사형 편광부재에 의해 광 이용효율이 향상되어 디스플레이 장치의 휘도를 보다 더 향상시킬 수 있다.
상기 액정패널(100)은 상부 기판(110), 하부 기판(130) 및 상기 상부 기판(110)과 하부 기판(130) 사이에 개재되는 액정셀(120)을 포함한다. 본 발명에 있어서, 상기 상부 기판(110)은 액정패널 중 관찰자 측에 배치되는 기판을 의미하고, 하부 기판(130)은 백라이트 유닛 측에 배치되는 기판을 의미하는 것으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 상부 기판(110), 하부 기판(130) 및 액정 셀(120)의 재질, 구성 등은 특별히 제한되지 않고, 당해 기술 분야에서 액정 패널 구성을 위해 사용되고 있는 다양한 상부 기판, 하부 기판 및 액정셀들이 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 상기 액정 패널은 그 구동 모드가 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 모드의 액정패널들, 예를 들면, TN(Twist-Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In-Plane Swiching) 모드의 액정패널들이 제한 없이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 제1편광판(200)은 액정 패널의 상부 기판(110) 상부, 즉, 관찰자 측에 배치되는 편광판이고, 상기 제2편광판(300)은 액정 패널의 하부 기판(130)의 하부, 즉 백라이트 유닛(400) 측에 배치되는 편광판이다.
상기 제1편광판(200)으로는 당해 기술 분야에서 사용되고 있는 편광판들이 제한없이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 제1편광판(200)으로는, 편광자 양면에 보호 필름이 배치된 양면형 편광판 또는 편광자 일면에 보호 필름이 배치되고, 편광자의 타면에 점착제층이 배치된 편면형 편광판이 사용될 수 있다. 제1편광판(200)에 포함되는 편광자 및 보호 필름의 구체적인 내용은 상술한 편광자 및 보호 필름과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다. 한편, 상기 제1편광판(200)에는, 필요에 따라 광학 보상을 위한 위상차 필름, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층, 안티글레어 층과 같은 광학층이 추가로 포함될 수 있다.
상기 제2편광판(300)으로는 상기한 본 발명에 따른 편광판이 사용될 수 있다. 이때, 상기 제2편광판(300)은 제2점착제층이 액정 패널 측에 오도록 배치된다. 본 발명에 따른 편광판의 구체적인 내용은 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로, 상기 백라이트 유닛(400)은 액정 패널(100)에 빛을 공급하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 사용되고 있는 백라이트 유닛(400)이 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 백라이트 유닛은 적어도 하나 이상의 광원 및 이들 광원이 실장되는 인쇄회로 기판을 포함하는 광원 유닛과, 상기 광원 유닛의 빛을 집광 또는 확산시키기 위한 광학 필름들(예를 들면, 도광판, 집광필름, 확산 필름, 확산판 등)을 포함하여 구성될 수 있다.
다음으로, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 성분의 사양은 다음과 같다.
(A)(메타)아크릴계 중합체
(A1) Mw 160만g/mol, Tg가 -40℃인 (메타)아크릴계 공중합체를 사용하였다.
(A2) Mw 150만g/mol, Tg가 -33℃인 (메타)아크릴계 공중합체를 사용하였다.
(B) 이소시아네이트계 경화제: NipponPolyurethane Industry 제조의 디이소시아네이트의 트리메틸올 프로판 어덕트체 코로네이트 L을 사용하였다.
(C) 카르보디이드계 경화제: 니신보케미칼사의 V05S를 사용하였다.
(D)실란커플링제: 신에츠화학공업사의 KBM-403(3-글리시독시프로필메톡시실란)을 사용하였다.
(E)점착부여제: NCI사의 CK-500L을 사용하였다.
제조예: 점착제 조성물 제조
메틸에틸케톤 20중량부에 (A) ~ (C) 성분을 하기 [표 1]에 기재된 함량대로 혼합하고, 25℃에서 5분동안 교반한 후에, 실란커플링제(D)와 점착부여제(E)를 하기 [표 1]에 기재된 함량대로 첨가하고, 25℃에서 5분동안 교반하여 점착제 조성물 I ~XI를 제조하였다.
제조된 점착제 조성물의 85℃에서의 저장탄성율(G'85℃)를 하기 물성 측정방법을 통해 측정하였다. 측정 결과는 [표 1]에 기재하였다.
구분 (A)(중량부) (B)
(중량부)		 (C)
(중량부)		 (D)
(중량부)		 (E)
(중량부)		 G'85℃
(Pa)
(A1) (A2)
I 100 - 0.5 0.05 0.1 3 11만
II 100 - 1 0.1 0.08 5 12만
III 100 - 3 0.1 0.1 1 15만
IV 100 - 10 0.2 0.06 5 30만
V 100 - 12 0.05 0.05 10 35만
VI 100 - 2 0.1 0.30 7 13만
VII 100 - 5 0.15 0.50 3 20만
VIII 100 - 25 0.02 1.05 - 60만
IX 100 - 0.3 0.02 0.02 - 6만
X 100 0.1 6만
XI 100 0.3 10만
실시예 및 비교예
폴리비닐알코올계 편광자에 수계 접착제를 사용하여 보호필름을 합지하여 편광판을 제조하였다. 그런 다음, 보호필름이 합지되지 않은 폴리비닐알코올계 편광자의 면에 제1점착제층을 형성하고, 반사형 편광부재 APF FILM(제조사: 3M)를 합지하였고, 보호 필름의 상면에 제2점착제층을 형성하여 편광판을 제조하였다. 이때, 상기 제1점착제층 및 제2점착제층은 하기 [표 2]에 기재된 점착제 조성물을 이용하여 형성하였으며, 제1점착제층의 경화 후 두께는 10㎛였으며, 제2점착제층의 경화 후 두께는 20㎛였다.
상기와 같은 방법으로 제조된 편광판들의 제1점착제층 및 제2점착제층의 박리 강도, 편광자 크랙, 들뜸 정도 및 패널 휨을 하기 물성 측정 방법을 통해 측정하였다. 측정 결과는 [표 2]에 개시하였다.
물성 측정 방법
(1) 저장 모듈러스
점착제 조성물을 이형 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 도포하고, 90℃에서 4분간 건조시켜 20㎛ 두께의 점착제층을 형성하였다. 그런 다음, 35℃, 상대습도 45%의 조건으로 3일간 보관하여 점착제층을 경화시킨 다음, 경화된 점착층을 복수개 적층하여 1mm 두께의 점착층을 갖는 점착 시트를 제조하였다. 그런 다음, 상기 점착 시트를 지름 8mm의 원형으로 절단하여 시편을 제조한 다음, 저장 탄성율 측정기(MCR-501, Physica사)를 이용하여 85℃의 온도, 10-3 ~ 102rad/s의 진동수에서 frequency sweep test를 실시하여 저장 탄성율을 측정하였다. 측정된 저장 탄성율 중 최소값을 저장 모듈러스 값으로 하였다.
(2) 박리강도
실시예 및 비교예에 의해 제조된 반사형 편광부재/제1점착제층/편광자/보호필름/제2점착제층 순으로 적층된 편광판을 210mm×25 mm 크기로 재단하고, 제2점착제층을 30mm×130mm 크기의 유리 기판 상에 부착하여 고정하였다. 그런 다음, Texture Analyzer Peel test mode로 측정하였으며, TA 지그에 반사형 편광 부재를 팽팽하게 고정한 후 박리각도 180°, 300mm/min의 속도로 상기 반사형 편광 부재를 잡아당겨 제1점착제층과 편광자 사이를 박리시키면서 제1점착제층의 박리강도를 측정하였다.
또한, 제2점착제층의 박리강도는 실시예 및 비교예에 의해 제조된 반사형 편광부재/제1점착제층/편광자/보호필름/ 제2점착제층 순으로 적층된 편광필름을 25mm×150mm 크기로 재단하여 시험편을 제작하고, 제2점착제층을 패널 유리 기판에 배치한 후, 2kg Roller로 1회 왕복하여 부착시킨 후 22 ±2℃, 65±5%RH 조건에서 60분 경과한 후에 Texture Analyzer TA지그에 제2점착제층을 고정한 후에 180°, 300mm/min의 속도로 제2점착제층을 박리시키면서 측정하였다.
(3) 편광자 크랙
실시예 및 비교예에 의해 제조된 편광판을 100mm×175mm 크기로 재단한 다음 제2점착층을 유리 기판에 합지하고, 2kg Roller로 1회 왕복하여 부착시킨 후 시편을 제작하였다. 제조된 시편을 85℃, 상대습도 80% 조건 하에서 시편을 500시간 방치한 후, 상온에서 1시간 동안 방치한 다음 크랙 발생 개수로 내습열 특성을 확인하였다.
또한, 제조된 시편을 85℃, 상대 습도 80% 조건 하에서 시편을 500시간 방치한 후, 상온에서 1시간 동안 방치한 다음 크랙 발생 개수로 내열 특성을 확인하였다. 크랙 발생 개수는 현미경으로 확인하였다.
(4) 엣지 들뜸
실시예 및 비교예에 따라 제조된 편광판을 85℃, 상대습도 85% 조건 하에서 시편을 500시간 방치한 후, 상온에서 1시간 동안 방치한 다음, 편광자와 반사형 편광 부재 사이의 간격을 현미경을 통해 관찰하여 수치로 나타내었다.
(5) 패널 휨
실시예 및 비교예에 따라 제조된 편광판을 유리 기판에 합지하여 부착한 후에 편평한 테이블 상면 위에 놓고, 상기 테이블 상면에서 상기 편광판이 부착된 유리 기판의 엣지부분까지의 거리(높이) h0를 측정하고, 상기 편광판이 부착된 유리 기판을 85℃에서 48시간동안 방치한 후에 동일한 방법으로 테이블 상면에서 유리 기판의 엣지 부분까지의 거리(높이) h1를 측정하였다. 그런 다음, 상기 h1에서 h0을 뺀 값을 패널 휨으로 평가하였다.
Figure pat00003
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 제1점착제층과 제2점착제층의 저장 모듈러스의 차(ΔG'85℃)가 5 ~ 40만Pa인 실시예 1 ~ 7의 편광판은 고온 고습 조건 하에서도 편광자 크랙이 발생하지 않고, 들뜸도 적었으며, 유리 기판에 부착한 후에 휨 발생도 적음을 확인할 수 있다. 이에 비해, 제1점착제층과 제2점착제층 사이의 저장 모듈러스의 차(ΔG'85℃)가 본원 발명의 범위를 벗어난 비교예 1 및 2의 편광판은 고온 고습 조건 하에서 편광자 크랙이 발생하였으며, 편광판 들뜸 및/또는 유리 기판 부착 후 휨 발생 실시예 1 ~ 7에 비해 크게 나타났다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 편광판
11 : 편광자
13 : 보호필름
15 : 제1점착제층
17 : 제2점착제층
19 : 반사형 편광부재
100 : 액정 패널
200 : 제1편광판
300 : 제2편광편
400 : 백라이트 유닛

Claims (11)

  1. 편광자;
    상기 편광자의 일면에 구비되는 보호 필름;
    상기 편광자의 타면에 구비되는 제1점착제층;
    상기 보호필름 상에 구비되는 제2점착제층; 및
    상기 제1점착제층 상에 구비되는 반사형 편광부재를 포함하는 편광판이며,
    하기 식 (1)로 표시되는 85℃에서의 제1점착제층과 제2점착제층의 저장 모듈러스의 차(ΔG'85℃)가 5만 Pa 내지 40만 Pa인 편광판.
    식(1) : ΔG'85℃ = G'1, 85℃ - G'2, 85℃
    상기 식 (1)에서 G'1, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제1점착제층의 저장 모듈러스 값이며, 상기 G'2, 85℃는 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 제2점착제층의 저장 모듈러스 값임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1점착제층은 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 저장 모듈러스(G'1, 85℃)가 10만Pa 내지 50만Pa인 편광판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1점착제층은 180°박리 테스트(Peel Test)를 통해 측정한 박리강도가 1000gf/inch 이상인 편광판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1점착제층은 (메타)아크릴계 중합체, 이소시아네이트 경화제, 카르보디이미드 경화제, 실란 커플링제 및 점착 부여제(Tackifier)를 포함하는 제1점착제 조성물에 의해 형성되는 것인 편광판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1점착제 조성물은, (메타)아크릴계 중합체 100중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.01 내지 20중량부, 카르보디이미드계 경화제 0.01 내지 5 중량부, 실란 커플링제 0.05 내지 5 중량부, 및 점착 부여제 1 내지 10중량부를 포함하는 것인 편광판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2점착제층은 85℃, 10-3 ~ 102 rad/s의 진동수에서 측정한 저장 모듈러스(G'2, 85℃)가 5만 Pa 내지 30만 Pa인 편광판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2점착제층은 180°박리 테스트(Peel Test)를 통해 측정한 박리강도가 500gf/inch 이하인 편광판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2점착제층은 (메타)아크릴계 중합체 및 경화제를 포함하는 제2점착제 조성물에 의해 형성되는 것인 편광판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 편광판을 85℃, 상대습도 80%의 조건 하에 500시간 동안 방치한 다음, 상온에서 1시간동안 방치한 후에 측정한 반사형 편광부재와 편광자 사이의 간격(Δd)이 3mm 이하인 편광판.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 상부 기판, 하부 기판 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치되는 액정셀을 포함하는 액정 패널;
    상기 상부 기판의 상면에 배치되는 제1편광판;
    상기 하부 기판의 하면에 배치되는 제2편광판; 및
    상기 하부 기판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 제2편광판은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 편광판인 디스플레이 장치.
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