KR20180022010A - 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기재, 상기 기재의 일면에 형성된 편광 코팅층, 상기 편광 코팅층 상에 형성된 제1접착층, 상기 제1접착층 상에 형성된 제1위상차 코팅층, 상기 제1위상차 코팅층 상에 형성된 제2접착층, 상기 제2접착층 상에 형성된 제2위상차 코팅층 및 상기 제2위상차 코팅층 상에 형성된 소프트층을 포함하고, 상기 소프트층은 수정 인성이 1,000 내지 40,000MPa·%인 편광판을 제공한다. 본 발명에 따른 편광판은 내굴곡성이 우수하여 플렉서블 디스플레이에 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 {Polarizing Plate and Image Display Device Comprising the Same}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막 경량화된 구조이면서도 내굴곡성이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치 등에 사용되는 편광판은 일반적으로 일정한 방향으로 배열된 폴리비닐알코올계(polyvinyl alcohol, PVA) 수지 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 편광자('편광필름'이라고도 함)를 포함하며, 편광자의 양 면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름(triacetyl cellulose, TAC)으로 대표되는 제1 및 제2 편광자 보호필름이 접착제를 통하여 각각 적층되어 있다.
최근에는 슬림형 대형 벽걸이 TV, 모바일 타입의 컴퓨터, 휴대전화 등과 같은 슬림화된 화상표시장치에 대한 시장이 급격하게 확대되고 있고, 또한 유연성이 없는 유리 기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 디스플레이가 차세대 표시장치로 급부상하고 있다. 따라서, 박형화 및 경량화되고 폴딩 특성을 가지는 편광판이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2014-0030060호에는 기재와 위상차층과 편광층을 지니고, 위상차층과 편광층이 함께 코팅층이며, 위상차층과 편광층의 두께의 합계가 10㎛ 이하이고, 상기 편광층이 이색성 색소를 함유하는 것을 특징으로 하는 원편광판이 개시되어 있다. 상기 원편광판은 광대역 원편광판으로서의 충분한 성능을 지니고, 그 두께도 표시 장치의 박형화를 만족할 수 있는 것이나, 플렉서블 디스플레이에 요구되는 폴딩 특성이 부족한 문제점이 있었다.
따라서, 플렉서블 디스플레이에 적용될 수 있는 우수한 내굴곡성을 가진 편광판의 개발이 절실히 요구되어 왔다.
대한민국 공개특허 제2014-0030060호
본 발명의 한 목적은 박막 경량화된 구조이면서 내굴곡성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 기재, 상기 기재의 일면에 형성된 편광 코팅층, 상기 편광 코팅층 상에 형성된 제1접착층, 상기 제1접착층 상에 형성된 제1위상차 코팅층, 상기 제1위상차 코팅층 상에 형성된 제2접착층, 상기 제2접착층 상에 형성된 제2위상차 코팅층 및 상기 제2위상차 코팅층 상에 형성된 소프트층을 포함하고, 상기 소프트층은 하기 수학식 1로 정의되는 수정 인성이 1,000 내지 40,000MPa·%인 편광판을 제공한다.
[수학식 1]
수정 인성 = 최대 응력 × 최대 변형률
상기 식에서,
최대 응력은 응력-변형률 곡선에서 파괴점에서의 응력을 나타내고,
최대 변형률은 응력-변형률 곡선에서 파괴점에서의 변형률을 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 소프트층은 코팅층 또는 기재 필름일 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판은 위상차 코팅층 상에 수정 인성이 1,000 내지 40,000 MPa·%인 소프트층을 포함하여 내굴곡성이 우수하다. 따라서, 본 발명에 따른 편광판은 플렉서블 디스플레이에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 고분자 소재 필름의 응력-변형률 곡선을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판(100)은 기재(110), 상기 기재의 일면에 형성된 편광 코팅층(120), 상기 편광 코팅층 상에 형성된 제1접착층(125), 상기 제1접착층(125) 상에 형성된 제1위상차 코팅층(130), 상기 제1위상차 코팅층(130) 상에 형성된 제2접착층(135), 상기 제2접착층(135) 상에 형성된 제2위상차 코팅층(140) 및 상기 제2위상차 코팅층(140) 상에 형성된 소프트층(150)을 포함하고, 상기 소프트층은 하기 수학식 1로 정의되는 수정 인성(amended toughness)이 1,000 내지 40,000 MPa·%이다.
[수학식 1]
수정 인성 = 최대 응력 × 최대 변형률
상기 식에서,
최대 응력은 응력-변형률 곡선에서 파괴점에서의 응력을 나타내고,
최대 변형률은 응력-변형률 곡선에서 파괴점에서의 변형률을 나타낸다.
상기 응력-변형률 곡선(stress-strain curve)은 응력-변형률 그래프, 응력-변형도 선도 등의 용어와 혼용되어 사용될 수 있으며, 응력-변형률 곡선은 재료의 시편에 가한 하중과 변형 정도를 측정하여 얻을 수 있다. 예를 들어, ASTM D 882에 의거하여 만능시험기(Universal Testing Machine: UTM)을 이용하여 측정 및 도출할 수 있다.
도 2에는 여러 고분자 소재 필름의 응력-변형률 곡선이 예시되어 있는데, 각 곡선 끝단의 원으로 표시된 부분이 파괴점(fracture point)에 해당한다. 상기 수학식 1의 수정 인성은 파괴점에서의 x값(최대 변형률)과 y값(최대 응력)의 곱으로서, 도 2에는 여러 고분자 소재 필름 중 어느 하나의 필름에서의 수정 인성이 박스로 표시되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판(100)은 수정 인성이 1,000 내지 40,000 MPa·%인 소프트층을 구비하여 플렉서블 디스플레이에 요구되는 폴딩 특성을 확보할 수 있다. 상기 수정 인성이 1,000 MPa·% 미만이면 내굴곡성 개선 효과가 미미할 수 있다. 한편, 수정 인성이 높을수록 내굴곡성 개선 효과가 우수하여 상한은 특별히 한정되지 않으나, 경제적인 이유로 40,000MPa% 이하, 바람직하게는 35,000 MPa% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판은 두께가 30 내지 200㎛, 바람직하게는 40 내지 130㎛ 일 수 있다.
<기재>
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 기재로는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.
상기 기재의 두께는 10 내지 200㎛, 바람직하게는 20 내지 100㎛일 수 있다.
<편광 코팅층>
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광 코팅층은 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름, 즉 편광자의 역할을 하는 것으로, 기재의 적어도 일면에 형성될 수 있다.
예를 들어, 기재 상에 배향막 형성 조성물을 도포하고 배향성을 부여하여 배향막층을 형성하고, 상기 배향막층 상에 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 코팅층 형성 조성물을 도포하여 액정 코팅층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
이러한 편광 코팅층은 통상의 편광판, 즉 폴리비닐알콜계 편광자 및 상기 편광자의 양면에 접착제를 통해 부착된 보호필름을 포함하는 편광판에 비해 얇은 두께로 형성될 수 있다.
상기 배향막 형성 조성물은 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 배향제, 광중합 개시제 및 용제를 포함할 수 있다.
상기 배향제로는 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 배향제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리아크릴레이트계 고분자, 폴리아믹산, 폴리이미드계 고분자 또는 신나메이트기를 포함하는 고분자를 배향제로 사용할 수 있으며, 광배향을 적용하는 경우에는 신나메이트기를 포함하는 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 배향제로 사용되는 고분자는 중량평균 분자량이 10,000-500,000 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광중합 개시제로서는 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 광중합 개시제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 트리아진 화합물, 요오드늄염 및 술포늄염을 들 수 있다. 광중합 개시제로서 시판품을 사용할 수도 있다. 구체적으로는, 이가큐어(Irgacure) 907, 이가큐어 184, 이가큐어 651, 이가큐어 819, 이가큐어 250, 이가큐어 369(이상, 전부 BASF 재팬(주) 제조), 세이크올 BZ, 세이크올 Z, 세이크올 BEE(이상, 전부 세이코카가쿠(주) 제조), 카야큐어(kayacure) BP100(니혼카야쿠(주) 제조), 사이라큐어(CYRACURE) UVI-6992(다우케미컬 제조), 아데카옵토머 SP-152, 아데카옵토머 SP-170(이상, 전부 (주)ADEKA 제조), TAZ-A, TAZ-PP(이상, DKSH 재팬 제조), TAZ-104(산와케미컬 제조) 등을 들 수 있다.
상기 용제로서는 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 용제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 페놀 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; 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소계 용제를 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로 이용할 수도 있고, 복수를 조합하여 이용할 수도 있다.
상기의 배향막 형성 조성물은 필요에 따라 충진제, 경화제, 레벨링제, 밀착촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 연쇄 이동제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 배향막 형성 조성물로 시판품을 사용하여도 좋고, 그 구체예로서는 Rolic사로부터 시판되고 있는 ROP-108 EXP115 을 들 수 있다.
상기 배향막 형성 조성물의 도포는 예를 들면 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터, 롤 등 당해 분야에 알려진 통상적인 도공 방식을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 배향막 형성 조성물을 기재 상에 도포한 후에는 건조공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 건조는 120℃ 이하, 바람직하게는 30 내지 120℃, 보다 바람직하게는 50 내지 120℃에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 배향막 형성 조성물이 도포 및 필요에 따라 건조된 후에는 배향처리를 한다. 상기 배향처리는 당해 분야에 알려진 다양한 방법을 제한 없이 채택할 수 있으며, 바람직하게는 광경화를 사용할 수 있다.
상기 코팅층 형성 조성물은 광학 이방성을 가지고, 광 또는 열에 의한 가교성을 가지는 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함할 수 있다.
상기 액정 화합물은 일례로 반응성 액정 화합물(RM)이 포함될 수 있다. 반응성 액정 화합물(RM)의 예로서는 인포메이션디스플레이 10권 1호(반응성 액정 단량체(RM)의 최신 연구 동향)에 기재된 것을 들 수 있다.
상기 반응성 액정 화합물은 액정성을 발현할 수 있는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 말단기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 단량체 분자를 의미한다. 반응성 액정 화합물을 중합하게 되면 액정의 배열된 상을 유지하면서 가교된 고분자 네트워크를 얻을 수 있게 된다. 반응성 액정 화합물 분자는 투명점(clearing point)으로부터 냉각하게 되면 같은 구조의 액정 고분자를 사용하는 경우보다 액정상에서 상대적으로 낮은 점도에서 보다 잘 배향된 구조를 갖는 대면적의 도메인을 얻을 수 있다.
이와 같이 형성된 대면적의 액정상 가교 네트워크 필름은 액정이 가지는 광학 이방성이나 유전율 등의 특성을 그대로 유지하면서도 고체상의 박막 형태를 가지고 있기 때문에 기계적이나 열적으로 안정하다.
상기 반응성 액정 화합물로 시판품을 사용하여도 좋고, 그 구체예로서는 BASF사로부터 시판되고 있는 파리오컬러 LC242를 들 수 있다. 이들 반응성 액정 화합물은 단독으로 이용할 수도 있고, 복수를 조합시켜 이용할 수도 있다.
상기 이색성 염료는 결정된 파장 영역에 대하여, 두 개의 편광 직교 성분들 중 하나의 광을 흡수하고 다른 하나의 편광 직교 성분을 투과시키는 염료를 의미한다. 즉, 이색성 염료는 광을 선형으로 편광시키는 특성을 갖는다. 이러한 이색성 염료로는 안트라키논계(anthraquinone) 염료, 프탈로시아닌계(phthalocyanine) 염료, 프로피린아조 염료, 비아조 염료, 및 트리아조 염료가 사용될 수 있다. 특히, 이색성 아조(azo) 염료가 적합하다.
상기 이색성 염료는 반응성 액정 화합물을 중합하게 되면 액정 사이에 분산되어 상기 액정과 같은 방향으로 배향된다.
상기 코팅층 형성 조성물은 코팅 공정의 효율성 및 코팅층의 균일성을 확보하기 위하여 용제에 희석시켜 사용하며, 바람직하기로는 액정 화합물을 용해시킬 수 있는 용제에 용해되어 균일함을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 반응성 액정 화합물은 이를 중합 및 가교시키기 위한 개시제를 포함하여 코팅층 형성 조성물을 제조한다. 상기 개시제는 공지의 광중합 개시제 또는 열중합 개시제를 사용할 수 있으며, 광중합 개시제가 반응시간 및 제어가 용이하여 바람직하다. 상기 개시제는 반응성 액정 화합물 전체 고형분에 대해서 10중량% 이하, 바람직하게는 0.1 내지 6중량%로 사용될 수 있다.
또한, 반응성 액정 화합물은 첨가제를 추가로 포함하여 코팅층 형성 조성물을 제조할 수 있다. 첨가제는 일례로 광 증감제, 분산제, 결합제(예컨대, 유리 라디칼 중합성 및 양이온성 중합성 결합성분), 방부제(예컨대, 글루타르디알데히드, 테트라메틸올아세틸렌우레아), 실란커플링제, 레벨링제, 가교제, 산화방지제, 탈기제, 소포제, 점도조절제, 유동 개선제, 침강방지제, 광택개선제, 윤활제, 접착 촉진제, 메팅제, 유화제, 안정제, 소수성 제제, 자외선 흡수제, 처리 개선제, 대전방지제 등이 사용될 수 있다.
상기 코팅층 형성 조성물을 도포하는 방법은 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 다이 코팅, 핀 코팅, 롤 코팅, 디스펜싱 코팅, 그라비아 코팅 등이 사용될 수 있다. 코팅 방법에 따라 용제의 종류 및 사용량을 결정하는 것이 바람직하다.
상기 코팅층 형성 조성물에 함유된 용제는 건조 공정을 통하여 증발시키게 된다.
건조는 특별히 한정하지 않으며, 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조온도는 통상 50 내지 150℃, 바람직하게는 70 내지 130℃이고, 건조시간은 통상 30 내지 600초, 바람직하게는 60 내지 300초이다. 또한, 건조는 동일한 온도 조건에서 수행하거나, 단계적으로 온도를 상승시키면서 수행할 수 있다.
건조한 후 자외선 등의 광 조사에 의해 광경화시켜, 또는 가열기 등의 열 조사에 의해 열경화시켜 액정 코팅층을 형성한다.
상기 광경화는 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등을 이용할 수 있으며, 램프의 경제성과 출력면을 고려할 때 고압 수은등과 메탈할라이드 램프의 이용이 바람직하다.
조도는 10 내지 5000 mJ/cm2, 바람직하게는 30 내지 3000 mJ/cm2, 보다 바람직하게는 50 내지 2000 mJ/cm2의 범위일 수 있다. 상기 조도가 10mJ/cm2 미만이면 경화시간이 길어져 생산성이 떨어질 수 있으며, 5000 mJ/cm2 초과이면 높은 조도로 인해 필름에 열 손상을 가해 필름이 변형될 수 있다.
상기 편광 코팅층의 두께는 0.5 내지 10㎛, 바람직하게는 2 내지 4㎛일 수 있다.
< 위상차 코팅층>
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 위상차 코팅층은 λ/2층, λ/4층, 포지티브 C층 등을 총칭한다.
상기 위상차 코팅층은 전사 필름 상에 배향막 형성 조성물을 도포하고 배향성을 부여하여 배향막층을 형성하고, 상기 배향막층 상에 액정 화합물을 포함하는 코팅층 형성 조성물을 도포하여 액정 코팅층을 형성한 후, 이를 접착층과 부착한 다음 전사 필름을 제거하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전사 필름으로는 상술한 기재로서 예시한 고분자 필름을 사용할 수 있다.
상기 배향막 형성 조성물 및 그의 도포 및 건조 방법 등은 상기 편광 코팅층에서 설명한 바와 동일하므로, 중복을 피하기 위해 기재를 생략한다.
상기 코팅층 형성 조성물의 조성은 이색성 염료를 포함하지 않은 것을 제외하고는, 상기 편광 코팅층에서 설명한 바와 동일하다. 또한, 상기 코팅층 형성 조성물의 도포, 건조 및 경화 방법 등도 상기 편광 코팅층에서 설명한 바와 동일하므로, 중복을 피하기 위해 기재를 생략한다.
상기 위상차 코팅층의 두께는 0.5 내지 10㎛, 바람직하게는 1 내지 4 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 위상차 코팅층은 코팅층의 두께, 중합성 액정 화합물의 배향 상태 등에 의해 광학 특성을 조절할 수 있다.
구체적으로, 위상차층의 두께를 조절함으로써, 원하는 면내 위상차를 부여하는 위상차층을 제작할 수 있다. 얻어지는 위상차층의 면내 위상차값(면내 리타데이션값, Re(λ))은 하기 수학식 2와 같이 결정된다. 원하는 Re(λ)를 얻기 위해서는 Δn(λ)과 막 두께(d)를 조절하면 된다.
[수학식 2]
Re(λ)=d×Δn(λ)
상기 식에서,
Re(λ)는 파장 λnm에서의 면내 위상차값을 나타내고, d는 막 두께를 나타내며, Δn(λ)는 파장 λnm에서의 복굴절률을 나타낸다.
중합성 액정 화합물의 배향에 의해 형성되는 굴절률 타원체를 고려할 경우, 3 방향의 굴절률, 즉 nx, ny 및 nz를 다음과 같이 정의한다. nx는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에서의 기재 평면에 대하여 평행한 방향의 주 굴절률을 나타낸다. ny는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에서의 기재 평면에 대하여 평행하며, nx의 방향에 대하여 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에서의 기재 평면에 대하여 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.
위상차층이 λ/4층인 경우에, 면내 위상차값 Re(550)은 113 내지 163nm의 범위, 바람직하게는 130 내지 150nm의 범위이다. 위상차층이 λ/2층인 경우에, Re(550)은 250 내지 300nm의 범위, 바람직하게는 265 내지 285nm의 범위이다.
또한, 중합성 액정 화합물의 배향 상태에 따라, 두께 방향의 위상차를 발현하는 위상차층을 제작할 수 있다. 두께 방향의 위상차를 발현한다는 것은, 하기 수학식 3에서 두께 방향의 위상차값 Rth가 음이 되는 특성을 나타내는 것이다.
[수학식 3]
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d
상기 식에서, nx, ny, nz 및 d는 상술한 정의와 같다.
포지티브 C층의 면내 위상차값 Re(550)은 통상 0 내지 10nm의 범위, 바람직하게는 0 내지 5nm의 범위이고, 두께 방향의 위상차값 Rth는 통상 -10 내지 -300nm의 범위, 바람직하게는 -20 내지 -200nm의 범위이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1위상차 코팅층은 원편광을 만들기 위한 λ/4층이고, 제2위상차 코팅층은 사면 색감 개선을 위한 포지티브 C층일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 제1위상차 코팅층은 사면 색감 개선을 위한 포지티브 C층이고, 제2위상차 코팅층은 원편광을 만들기 위한 λ/4층일 수 있다.
<접착층>
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층은 편광 코팅층과 제1위상차 코팅층 또는 제1위상차코팅층과 제2위상차코팅층 사이에 개재되어, 이들을 서로 부착시키는 역할을 하며, 점착제 또는 접착제에 의해 형성될 수 있다.
상기 점착제로서는 아크릴계 공중합체 및 가교제를 포함하는 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체와 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체를 라디칼 중합시켜 제조할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체의 구체적인 예로는, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 n-부틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체는 하기 가교제와의 화학 결합에 의해 점착제의 응집력 또는 점착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여하기 위한 성분으로서, 예를 들어 히드록시기를 갖는 단량체, 카르복시기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체, 3차 아민기를 갖는 단량체 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 10-히드록시데실비닐에테르 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 또는 4-히드록시부틸비닐에테르가 바람직하다.
카르복시기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 및 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
아미드기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-3차부틸아크릴아미드, 3-히드록시프로필(메타)아크릴아미드, 4-히드록시부틸(메타)아크릴아미드, 6-히드록시헥실(메타)아크릴아미드, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시에틸헥실(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴아미드가 바람직하다.
3차 아민기를 갖는 단량체로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체는 탄소수 1-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 100 중량부에 대하여 0.05 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 8 중량부인 것이 보다 바람직하다. 함량이 0.05 중량부 미만인 경우 점착제의 응집력이 작아지게 되어 내구성이 저하될 수 있으며, 10 중량부 초과인 경우 높은 겔분율에 의해 점착력이 떨어지고 내구성에 문제를 야기할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 상기 단량체들 이외에 다른 중합성 단량체를 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예를 들어 총량에 대하여 10중량% 이하로 더 함유할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제, 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 통상 50,000 내지 2,000,000이며, 바람직하게는 500,000 내지 2,000,000이다.
상기 가교제는 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제의 응집력을 강화하기 위한 성분으로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트계 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1몰에 디이소시아네이트 화합물 3몰을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3몰을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰 중 2몰로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1몰의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.
에폭시계 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 레졸신디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 아디핀산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 트리스(글리시딜)이소시아누레이트, 트리스(글리시독시에틸)이소시아누레이트, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민 등을 들 수 있다.
또한, 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물과 함께 멜라민계 화합물을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 추가로 사용할 수 있다.
멜리민계 화합물로는 헥사메틸올멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등을 들 수 있다.
상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 2 중량부로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 부족한 가교도로 인해 응집력이 작아지게 되어 들뜸과 같은 내구성 저하가 유발되고 절단성을 해칠 수 있으며, 5 중량부 초과인 경우 과다 가교반응에 의해 잔류응력 완화에 문제가 발생할 수 있다.
상기 점착제를 구성하는 각 성분을 아세트산에틸 등의 적당한 용제에 용해시켜서 점착제 조성물을 얻고, 해당 점착제 조성물을 기재 상에 도포한 후에 건조시켜서, 접착층이 형성된다. 일부, 용제에 용해되지 않는 성분이 있는 경우에는 그들은 계 중에 분산한 상태일 수 있다.
상기 접착제로서는 접착 성분을 물에 용해 또는 분산시킨 수계 접착제, 및 활성 에너지선 조사를 받아서 경화하는 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다.
상기 수계 접착제로서는 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄 수지를 포함하고, 접착성을 향상시키기 위해서 이소시아네이트계 화합물이나 에폭시 화합물 등의 가교제 또는 경화성 화합물을 포함하는 조성물 등을 들 수 있다.
편광 코팅층과 위상차 코팅층 또는 위상차 코팅층들을 수계 접착제에 의해 접착할 경우, 수계 접착제를 양 코팅층 사이에 주입한 후, 상술한 건조 방법으로 물을 증발시키면서, 열 가교 반응을 진행시킴으로써 양자에 충분한 접착성을 부여할 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화형 접착제로서는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 포함하는 양이온 중합성 활성 에너지선 경화형 접착제, 아크릴계 경화 성분과 라디칼 중합 개시제를 포함하는 라디칼 중합성 활성 에너지선 경화형 접착제, 에폭시 화합물 등의 양이온 중합성 경화 성분 및 아크릴계 화합물 등의 라디칼 중합성 경화 성분의 양자를 포함하고, 양이온 중합 개시제 및 라디칼 중합 개시제를 더 포함하는 활성 에너지선 경화형 접착제, 및 전자선을 조사함으로써 경화시키는 전자선 경화형 활성 에너지선 경화형 접착제 등을 들 수 있다. 상기 전자선 경화형 활성 에너지선 경화형 접착제는 개시제를 포함하지 않는다.
그 중에서도, 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 포함하는 양이온 중합성 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 접착제는 실질적으로 용제를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
상기 활성 에너지선 경화형 접착제는 기재 상에 도포한 후에 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하여 접착층이 형성된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접착층을 형성하는 방법으로서는 기재로서 박리 필름을 사용하여, 기재 또는 기재 상에 형성한 층 위에 점착제 또는 점착제를 도포하여 접착층을 형성하고, 얻어지는 접착층(이하, "전사 접착층"이라고 함)을 피착체의 표면에 전사하는 방법, 피착체의 표면에 점착제 또는 접착제를 직접 도포하여 접착층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 1매의 박리 필름 또는 박리 필름 상에 형성한 층 위에 접착층을 형성한 후, 그 접착층 상에 다른 박리 필름을 더 접합하여, 양면 세퍼레이터형 시트로 할 수도 있다. 양면 세퍼레이터형 시트는 필요한 때에 편측의 박리 필름을 박리하고, 피착체에 접합된다. 양면 세퍼레이터형 시트의 시판품으로서는 린텍 가부시키가이샤나 닛토 덴코 가부시키가이샤에서 판매하고 있는 넌캐리어(noncarrier) 점착제 필름이나 넌캐리어 점착제 시트가 있다.
박리 필름으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 등의 각종 수지를 포함하는 필름을 기재로 하고, 이 기재의 접착층과의 접합면에 실리콘 처리 등의 이형 처리가 실시된 것 등을 들 수 있다. 박리 필름은 세퍼레이트 필름 또는 세퍼레이터라고도 불린다.
상기 접착층의 두께는 그 접착력에 따라 조절될 수 있으며, 0.1 내지 10㎛, 바람직하게는 2 내지 5㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1접착제층 및 제2 점착제층은 동일 재료로 또는 다른 재료로 제조될 수 있으며, 동일 두께 또는 상이한 두께를 가질 수 있다.
< 소프트층 >
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 소프트층은 위상차 코팅층의 보호층으로서, 코팅층 또는 기재 필름일 수 있다.
상기 소프트층은 상기 수학식 1로 정의되는 수정 인성이 1,000 내지 40,000MPa·%인 조건을 만족하는 한, 코팅층 또는 기재 필름의 재질은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 소프트층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 광개시제 및 용제를 포함하는 소프트층 형성 조성물을 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 이소시아네이트 화합물과 분자내 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물을 우레탄 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물은 구체적으로 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물은 구체적으로 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라아크릴레이트 혼합물, 디펜타에리스리톨펜타/헥사아크릴레이트 혼합물 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 예를 들어, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머일 수 있다. 상기 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 시판품으로서는 CN9002, CN910A70, CN9167, CN9170A86, CN9200, CN963B80, CN964A85, CN965, CN966H90, CN9761, CN9761A75, CN981, CN991, CN996(이상, 살토머 알케마사), UF8001G, UF8002G, UF8003G, DAUA-167(이상, 공영사), SC2404, SC2565, PU-2560, UA-5210(이상, 미원사) 및 122P, 122P(D) 232P(이상, 신나카무라사) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상기 소프트층 형성 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 90 중량%, 바람직하게는 5 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 1 중량% 미만인 경우에는 충분한 내충격성을 나타낼 수 없으며, 90 중량% 초과인 경우에는 고점도로 인해 균일한 경화 도막 형성이 어려울 수 있다.
상기 광개시제는 당해 분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 화학구조 또는 분자결합 에너지의 차에 의해 분자의 분해로 라디칼이 생성되는 Type 1형 광개시제와 3차 아민과 공존하여 수소 탈환형의 Type 2형 광개시제가 있다. Type 1형 광개시제의 구체적인 예로는 4-페녹시디클로로아세트페논, 4-t-부틸디클로로아세트페논, 4-t-부틸트리클로로아세트페논, 디에톡시아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-l-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-l-온, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 아세트페논류, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인류, 아실포스핀옥사이드류, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다. Type 2형 광개시제의 구체적인 예로는 벤조페논, 벤조일벤조익에시드, 벤조일벤조익에시드메틸에테르, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤졸-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3'-메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류, 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤류 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한 Type 1형 광개시제와 Type 2형 광개시제를 단독으로 또는 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 광개시제는 상기 소프트층 형성 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 0.1 중량% 미만인 경우 경화가 충분히 진행되지 않아 최종 얻어진 도막의 기계적 물성이나 밀착력을 구현하기 어려우며, 10 중량% 초과인 경우 경화 수축으로 인한 접착력 불량이나 깨짐 현상 및 컬 현상이 발생할 수 있다.
상기 용제는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등), 셀로솔브계(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등이 사용될 수 있다. 상기 용제들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 상기 소프트층 형성 조성물 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 10 중량% 미만인 경우 점도가 높아 작업성이 떨어지고, 70 중량% 초과인 경우에는 코팅막 두께 조정이 어렵고 건조얼룩이 발생하여 외관불량이 생기는 단점이 있다.
상기 소프트층 형성 조성물은 상기한 성분들 이외에도, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 성분들, 예를 들어 레벨링제, 열 안정제, 항산화제, UV 흡수제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.
상기 레벨링제는 상기 소프트층 형성 조성물을 코팅 시 도막의 평활성 및 코팅성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 상기 레벨링제는 시판되는 실리콘 형태의 레벨링제, 불소 형태의 레벨링제, 아크릴 고분자 형태의 레벨링제 등을 사용할 수 있으며, 예를 들면 비와이케이 케미사의 BYK-323, BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-373, BYK-375, BYK-377, BYK-378, BYK-3570, 대구사의 TEGO Glide 410, TEGO Glide 411, TEGO Glide 415, TEGO Glide 420, TEGO Glide 432, TEGO Glide 435, TEGO Glide 440, TEGO Glide 450, TEGO Glide 455, TEGO Rad 2100, TEGO Rad 2200N, TEGO Rad 2250, TEGO Rad 2300, TEGO Rad 2500, 3M사의 FC-4430, FC-4432 등을 사용할 수 있다. 상기 레벨링제는 상기 소프트층 형성 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 3 중량% 범위로 포함될 수 있다.
상기 소프트층 형성 조성물은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아, 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용하여, 위상차 코팅층에 도공(Coating Process)이 가능하다.
상기 소프트층 형성 조성물을 위상차 코팅층에 도포한 후에는, 30 내지 150℃의 온도에서 10초 내지 1시간 동안, 보다 구체적으로는 30초 내지 30분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨 다음, UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 구체적으로 약 0.01 내지 10J/㎠일 수 있으며, 보다 구체적으로 0.1 내지 2J/㎠일 수 있다.
이때, 형성되는 코팅층의 두께는 1 내지 20㎛, 바람직하게는 3 내지 15㎛일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 상기 범위 내에 포함될 경우 우수한 내굴곡성 향상 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 소프트층은 상기 수학식 1로 정의되는 수정 인성이 1,000 내지 40,000MPa·%인 기재 필름을 상기 제2위상차 코팅층 상에 적층하여 형성될 수도 있다.
상기 기재 필름으로는 수정 인성이 1,000 내지 40,000 MPa·%인 조건을 만족하는 한, 편광 코팅층의 기재로서 예시한 고분자 필름을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 기재 필름은 상기 제2위상차 코팅층의 형성시 전사 필름 대신에 기재 필름을 사용하여 상기 제2위상차 코팅층 상에 적층될 수 있다.
상기 기재 필름의 두께는 10 내지 80㎛, 바람직하게는 20 내지 60㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판(100)은 상기 편광 코팅층(120)과 제1접착층(125) 사이에 편광 코팅 보호층(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 편광 코팅 보호층은 상술한 점착제 또는 접착제에 의해 형성될 수 있다.
상기 편광 코팅 보호층의 두께는 0.5 내지 5㎛, 바람직하게는 0.7 내지 3㎛일 수 있다. 0.5um 미만인 경우에는 편광 코팅층의 보호 효과가 부족하여 광학성능의 저하를 억제하기 어려울 수 있고, 5㎛ 초과인 경우에는 굴곡 특성에 악영향을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 편광판은 통상의 액정표시장치뿐만 아니라, 전계발광 표시장치, 플라즈마 표시장치 등 각종 화상표시장치에 적용이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태는 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치, 특히 플렉서블 디스플레이에 관한 것이다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 1: 편광 코팅층 형성 조성물의 제조
중합성 액정 화합물로서 하기 화학식의 화합물 100 중량부, 아조 색소(NKX2029; 하야시바라 세이부츠 가가쿠 겡큐죠) 2 중량부, 중합 개시제로 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(이가큐어 369; BASF 재팬사) 6 중량부, 광 증감제로 이소프로필티오크산톤(니혼시이벨헤그나사) 2 중량부, 레벨링제로 폴리아크릴레이트 화합물(BYK-361N; BYK-케미사) 1.2 중량부 및 용제로 시클로펜타논 250 중량부를 혼합하고, 수득된 혼합물을 80℃에서 1시간 동안 교반함으로써, 편광 코팅층 형성 조성물을 제조하였다.
Figure pat00001

제조예 2: 위상차 코팅층 형성 조성물의 제조
아조 색소를 포함하지 않은 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 위상차 코팅층 형성 조성물을 제조하였다.
제조예 3: 소프트층 형성 조성물의 제조
하기 표 1의 조성으로 각 성분을 혼합하여 소프트층 형성 조성물을 제조하였다(단위: 중량부).
제조예 3-1 제조예 3-2 제조예 3-3 제조예 3-4 제조예 3-5
122P 5 10 20 40 0
SC2565 35 30 20 0 40
광개시제 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
레벨링제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
용제 60 60 60 60 60
122P: 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(신나카무라사)
SC2565: 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머(미원사)
광개시제: Irg-184 (BASF)
레벨링제: BYK-3570 (비와이케이 케미사)
용제: 메틸에틸케톤(MEK)
실시예 및 비교예 : 편광판의 제조
실시예 1:
(1) 편광코팅층의 형성
두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 ROP-108 EXP115(Rolic사)을 1㎛ 두께로 도포 및 건조 후 노광(250mJ/cm2)하여 배향막층을 형성하였다. 그런 다음, 제조예 1의 편광 코팅층 형성 조성물을 도포하고 건조한 다음, 500mJ/cm2로 1분간 UV 조사에 의해 경화하여 두께 2㎛의 편광 코팅층을 형성하였다.
(2) 제1위상차 코팅층(λ/4층)의 형성
두께 23㎛의 COP(ZF-14) 전사 필름 상에 ROP-108 EXP115(Rolic사)을 1㎛ 두께로 도포 및 건조 후 노광(250mJ/cm2)하여 배향막층을 형성하였다. 그런 다음, 제조예 2의 위상차 코팅층 형성 조성물을 다이 코팅 방법으로 도포하고 건조한 다음, 1000mJ/cm2로 1분간 UV 조사에 의해 경화하여 두께 2㎛의 제1위상차 코팅층을 형성하였다.
(3) 제2위상차 코팅층(포지티브 C층)의 형성
두께 23㎛의 COP(ZF-14) 전사 필름 상에 ROP-108 EXP115(Rolic사)을 1㎛ 두께로 도포 및 건조 후 노광(250mJ/cm2)하여 배향막층을 형성하였다. 그런 다음, 제조예 2의 위상차 코팅층 형성 조성물을 다이 코팅 방법으로 도포하고 건조한 다음, 1000mJ/cm2 로 1분간 UV 조사에 의해 경화하여 두께 1㎛의 제2위상차 코팅층을 형성하였다.
(4) 편광판의 제조
상기 편광 코팅층 상에 두께 5 ㎛의 아크릴계 점착제 필름(린텍사제 세퍼레이터 필름 부착 넌캐리어 필름)을 접합하고, 상기 전사 필름 상에 형성된 제1위상차 코팅층을 적층하였다. 이후에, 전사 필름을 박리한 다음, 5 ㎛의 아크릴계 점착제 필름(린텍사제 세퍼레이터 필름 부착 넌캐리어 필름)을 접합하고, 상기 전사 필름 상에 형성된 제2위상차 코팅층을 적층하였다. 이후에, 전사 필름을 박리한 다음, 제2위상차 코팅층 상에 제조예 3-1의 소프트층 형성 조성물을 도포 및 건조 후 노광(1.5J/cm2)하여 편광판을 제조하였다. 형성된 소프트층의 수정 인성은 1,200 MPa·%이었다.
실시예 2-3:
제조예 3-1의 소프트층 형성 조성물 대신에 제조예 3-2 및 3-3의 소프트층 형성 조성물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다. 형성된 소프트층의 수정 인성은 각각 1,600 및 2,400 MPa·%이었다.
실시예 4:
(1) 편광코팅층의 형성
두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 상에 ROP-108 EXP115(Rolic사)을 1㎛ 두께로 도포 및 건조 후 노광(250mJ/cm2)하여 배향막층을 형성하였다. 그런 다음, 제조예 1의 편광 코팅층 형성 조성물을 도포하고 건조한 다음, 500mJ/cm2로 1분간 UV 조사에 의해 경화하여 두께 2㎛의 편광 코팅층을 형성하였다.
(2) 제1위상차 코팅층의 형성
두께 23㎛의 COP(ZF-14) 전사 필름 상에 ROP-108 EXP115(Rolic사)을 1㎛ 두께로 도포 및 건조 후 노광(250mJ/cm2)하여 배향막층을 형성하였다. 그런 다음, 제조예 2의 위상차 코팅층 형성 조성물을 다이 코팅 방법으로 도포하고 건조한 다음, 1000mJ/cm2로 1분간 UV 조사에 의해 경화하여 두께 2㎛의 제1위상차 코팅층을 형성하였다.
(3) 제2위상차 코팅필름의 형성
수정 인성이 4,500 MPa·%인 두께 25㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 기재 필름 상에 ROP-108 EXP115(Rolic사)을 1㎛ 두께로 도포 및 건조 후 노광(250mJ/cm2)하여 배향막층을 형성하였다. 그런 다음, 제조예 2의 위상차 코팅층 형성 조성물을 다이 코팅 방법으로 도포하고 건조한 다음, 1000mJ/cm2 로 1분간 UV 조사에 의해 경화하여 두께 1㎛의 제2위상차 코팅층이 형성된 제2위상차 코팅필름을 제조하였다.
(4) 편광판의 제조
상기 편광 코팅층 상에 두께 5 ㎛의 아크릴계 점착제 필름(린텍사제 세퍼레이터 필름 부착 넌캐리어 필름)을 접합하고, 상기 전사 필름 상에 형성된 제1위상차 코팅층을 적층하였다. 이후에, 전사 필름을 박리한 다음, 5 ㎛의 아크릴계 점착제 필름(린텍사제 세퍼레이터 필름 부착 넌캐리어 필름)을 접합하고, 상기 제2위상차 코팅필름을 적층하여 편광판을 제조하였다.
실시예 5:
제2위상차 코팅필름의 제조에서 수정 인성이 4,500 MPa·%인 두께 25㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 기재 필름 대신에 수정 인성이 40,000 MPa·%인 두께 25㎛의 PET 기재 필름을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1:
제2위상차 코팅층 상에 제조예 3-1의 소프트층 형성 조성물을 도포 및 건조 후 노광하는 단계를 수행하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 2-3:
제조예 3-1의 소프트층 형성 조성물 대신에 제조예 3-4 및 3-5의 소프트층 형성 조성물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다. 형성된 소프트층의 수정 인성은 각각 250 및 720 MPa·%이었다.
실험예 1: 내굴곡성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 내굴곡성을 하기와 같은 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
편광판을 10mm x 80mm 크기로 재단하고, 플레이트(plate)의 간격이 5mm(2.5R)가 되도록 반원 운동을 하는 굽힘 테스트 장비에 부착한 후, 10만회를 반복해 작동시켰다. 1만회 단위로 외관을 확인하고 편광판의 손상(크랙)이 생기는 시점을 기록하였다.
소프트층의
수정 인성(MPa·%)		 내굴곡성
실시예 1 1,200 10만 OK
실시예 2 1,600 10만 OK
실시예 3 2,400 10만 OK
실시예 4 4,500 10만 OK
실시예 5 40,000 10만 OK
비교예 1 - 3만 NG
비교예 2 250 3만 NG
비교예 3 720 4만 NG
상기 표 1에서 보듯이, 수정 인성이 1,000 내지 40,000MPa·%인 소프트층을 포함하는 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 편광판은 10만회 굽힘 반복시에도 크랙이 발생하지 않을 정도로 내굴곡성이 우수하였다. 반면, 소프트층을 포함하지 않은 비교예 1의 편광판 및 수정 인성이 1,000 MPa·% 미만인 비교예 2 및 3의 편광판은 3만 또는 4만회 굽힘 반복시에 크랙이 발생하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기재, 상기 기재의 일면에 형성된 편광 코팅층, 상기 편광 코팅층 상에 형성된 제1접착층, 상기 제1접착층 상에 형성된 제1위상차 코팅층, 상기 제1위상차 코팅층 상에 형성된 제2접착층, 상기 제2접착층 상에 형성된 제2위상차 코팅층 및 상기 제2위상차 코팅층 상에 형성된 소프트층을 포함하고, 상기 소프트층은 하기 수학식 1로 정의되는 수정 인성이 1,000 내지 40,000MPa·%인 편광판:
    [수학식 1]
    수정 인성 = 최대 응력 × 최대 변형률
    상기 식에서,
    최대 응력은 응력-변형률 곡선에서 파괴점에서의 응력을 나타내고,
    최대 변형률은 응력-변형률 곡선에서 파괴점에서의 변형률을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차 코팅층은 λ/4층이고, 제2위상차 코팅층은 포지티브 C층인 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차 코팅층은 포지티브 C층이고, 제2위상차 코팅층은 λ/4층인 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 점착제에 의해 형성되는 점착제층 또는 접착제에 의해 형성되는 접착제층인 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소프트층은 코팅층인 편광판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 소프트층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 광개시제 및 용제를 포함하는 소프트층 형성 조성물로부터 형성되는 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 소프트층은 기재 필름인 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광 코팅층과 제1접착층 사이에 편광 코팅 보호층을 추가로 포함하는 편광판.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 편광판을 포함하는 플렉서블 디스플레이.
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