KR20180031598A - 슬립성 및 자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름, 및 이를 포함하는 편광판 - Google Patents

슬립성 및 자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름, 및 이를 포함하는 편광판 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 광학 필름은, 주쇄에 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 아크릴계 수지를 사용하면서도 자외선 차단 기능이 우수하고 슬립성이 우수하여 셀프 와인딩이 가능하다는 특징이 있다.

Description

슬립성 및 자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름, 및 이를 포함하는 편광판{Optical film with high slip property and excellent property of blocking UV light, and polarizing plate comprising the same}
본 발명은 슬립성 및 자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름, 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 편광된 빛을 이용하는 것으로 이를 위하여 편광판이 사용되고 있으며, 대표적으로 PVA 소자가 사용되고 있다. 그러나, PVA 소자와 같은 편광판은 자체의 기계적 특성이 약하고 외부 환경, 예를 들어 온도나 습도의 영향을 쉽게 받기 때문에 이를 보호하기 위한 보호 필름이 필요하다.
이러한 보호 필름은 광학적 특성이 우수하여야 하고 기계적 특성이 우수하여야 한다. 편광판에 사용되는 PVA 소자의 보호 필름으로 종래에는 TAC 필름(Tri-Acetyl-Cellulose Film)이 사용되어 왔으나, 최근에는 TAC 필름보다 우수한 내흡수성 특성을 가지는 아크릴계 필름이 사용되고 있다.
이러한 편광판 보호용 아크릴계 필름은 연신 가공을 통하여 제조되는데, 고온에서의 치수 변화가 적고 광학적 특성이 안정적으로 유지될 수 있도록, 일반적으로 유리전이온도가 120℃ 이상인 아크릴계 수지가 사용된다. 또한, 아크릴계 수지의 치수 안정성과 광학적 특성을 보다 향상시키기 위하여 주쇄에 고리 구조를 도입하고 있으며, 이를 위하여 내열성을 부여하는 고리(cyclic) 구조의 단량체를 도입하고 있다. 그러나, 고리 구조의 단량체를 도입할 경우, 원료의 단가가 높아질 뿐만 아니라, 보다 고온에서의 가공을 하여야 하는 문제가 있다.
한편, 아크릴계 수지, 특히 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 투명성이 우수하여 편광판 보호용 필름으로의 가능성이 있으나, 유리전이온도가 낮으며, 이에 따라 고온에서 연신 이력이 풀려 치수 안정성이 나빠지는 문제가 있다. 또한, 폴리메틸메타크릴레이트는 연신하여 필름으로 제조하면 연신 조건에 따라 편광판인 PVA 소자와의 접착력이 달라지게 되는 문제가 있다.
또한, 편광판 보호용 아크릴계 필름은 마찰에 의한 정전기가 크고, 필름간 접촉시 들러붙는 블로킹(blocking) 현상이 심하여, 필름의 권취를 위해서는 폴리올레핀계 또는 폴리에스테르계 마스킹 필름(masking film)을 사용하거나 슬립성을 부여할 수 있는 프라이머층을 도입하는 것이 필요하다. 그러나 이러한 마스킹 필름의 제거 과정에서 상기 아크릴계 필름에 흔적을 남길 수 있어 아크릴계 필름의 품질의 저하를 야기할 수 있고, 더욱이 마스킹 필름의 추가 및 제거, 또는 프라이머층을 도입하기 위한 설비가 요구될 뿐 아니라, 추가적인 필름 또는 프라이머의 사용으로 인한 제품 단가의 상승이라는 경제적인 문제도 있어 왔다.
이에 본 발명자들은, 주쇄에 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 아크릴계 수지를 사용하면서도 자외선 차단 기능이 우수하고, 별도의 마스킹 필름을 사용하지 않아도 셀프 와인딩(self-winding)이 가능하도록 슬립성이 우수한 광학 필름을 제조하기 위하여 예의 노력한 결과, 후술할 바와 같이 자외선 흡수제 및 유기 입자를 포함시켜 연신하여 제조한 2축 연신 광학 필름이, 상기를 달성함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 슬립성 및 자외선 차단 기능이 우수한 2축 연신 광학 필름을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 2축 연신 상기 광학 필름을 포함하는 편광판을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기재층을 포함하는 2축 연신 광학 필름에 있어서, 상기 기재층은, 아크릴계 수지, 평균 입경이 0.3 ㎛ 내지 3 ㎛인 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자 및 자외선 흡수제를 포함하고, 필름간 정마찰계수가 0.7 이하인, 2축 연신 광학 필름을 제공한다.
아크릴계 수지는 투명성이 우수하여 광학용 필름, 특히 편광판 보호용 필름으로 사용할 수 있다. 그러나, 아크릴계 수지를 필름으로 제조할 경우 기계적 강도를 높이기 위하여 연신 공정을 사용하여야 하는데, 아크릴계 수지는 유리전이온도가 낮기 때문에 연신하여 제조한 광학용 필름은 고온에서 연신 이력이 풀려 치수 안정성이 나빠지는 문제가 있다. 이를 개선하기 위하여, 아크릴계 수지의 주쇄에 고리 구조를 도입하는 방법이 있으나, 제조 공정이 복잡하고, 원료의 단가가 높아질 뿐만 아니라, 보다 고온에서의 가공을 하여야 하는 문제가 있다.
또한, 편광판 보호 필름의 권취를 위해서는 블로킹 현상이 발생하지 않도록 마스킹 필름 또는 프라이머층의 사용이 요구되는 데, 이들의 사용으로 인한 품질 저하 및 단가 상승의 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는 후술할 바와 같은 아크릴계 수지에, 자외선 흡수제를 사용하여 자외선 차단 기능이 우수하고, 유기 입자의 도입에 따른 표면의 요철에 의해 우수한 슬립성을 가져 별도의 마스킹 필름의 사용이 요구되지 않는 2축 연신 광학 필름을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
아크릴계 수지
본 발명에서 사용하는 용어 '아크릴계 수지'는, 아크릴레이트계 단량체를 중합하여 제조되는 수지를 의미하며, 본 발명에서 기재층을 구성하는 주성분이다. 특히, 상기 '아크릴계 수지'는 주쇄에 고리 구조를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 아크릴레이트계 단량체로는 주쇄에 고리 구조가 없는 것으로, 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 및 벤질 메타크릴레이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 필요에 따라 상기 아크릴계 수지는 스티렌계 단량체, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, m-메틸스티렌, 또는 벤조일 스티렌, 또는 아크릴로 나이트릴을 추가로 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 수지의 유리전이온도는 100℃ 내지 120℃이다. 상기 유리전이온도가 100℃ 미만인 경우에는 필름으로 제조하였을 때 열적 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 상기 아크릴계 수지의 중량평균분자량은 100,000 내지 150,000 g/mol이다. 상기 중량평균분자량이 100,000 g/mol 미만인 경우에는 필름으로 제조하였을 때 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있고, 상기 중량평균분자량이 150,000 g/mol 초과인 경우에는 압출 가공이 어렵다는 문제가 있다.
특히, 상기 아크릴계 수지는 메틸 메타크릴레이트 및 메틸 아크릴레이트의 공중합체인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴레이트계 단량체로 메틸 메타크릴레이트 및/또는 메틸 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 아크릴계 수지는 메틸 메타크릴레이트를 90 내지 99 중량%로 포함하고, 메틸 아크릴레이트를 1 내지 10 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 메틸 아크릴레이트는 공중합체의 분해를 억제하는 역할을 한다.
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트 외에 메틸 아크릴레이트가 사용되는 점을 제외하고는, 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 유화 중합법, 유화-현탁 중합법, 현탁 중합법 등의 방법으로 제조될 수 있다. 또한, 메틸 아크릴레이트 단량체를 폴리메틸메타크릴레이트의 말단에 도입하기 위하여, 폴리메틸메타크릴레이트를 먼저 중합한 후 메틸 아크릴레이트 단량체를 중합할 수 있다.
폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자
본 발명에서 사용하는 용어 '폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자'란, 산화규소, 산화지르코늄, 또는 산화아연 등과 같은 무기 미립자와는 구별되는 것으로, (메타)아크릴레이트계 단량체를 50 중량% 이상 사용하여 제조된 중합체 입자를 의미한다. 이때, 폴리(메타)아크릴레이트계 상기 유기 입자는 탄성을 갖지 않는 경질의 입자 및 유기 비드(bead)라는 점에서, 탄성 중합체이거나 혹은 탄성체층을 포함하는 연질의 입자와 구분된다.
상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 본 발명의 광학 필름의 표면에 슬립성을 부여하여 셀프 와인딩이 가능하도록 도입된다. 구체적으로 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 상술한 아크릴계 수지 및 폴리카보네이트 수지에 분산되어, 필름의 표면에 요철을 부여함으로써 광학 필름의 슬립성을 개선한다. 슬립성의 개선 여부는 후술할 바와 같이 필름간 마찰계수를 측정함으로써 확인할 수 있는데, 본 발명에 따른 광학 필름은 0.7 이하의 필름간 정마찰계수를 나타내어 우수한 슬립성을 가짐을 알 수 있다.
상기 기재층에 포함된 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자가 2축 연신한 광학 필름의 표면에 요철을 부여하면서도 광 투과도를 저하시키지 않도록, 상기 유기 입자의 평균 입경은 0.3 ㎛ 내지 3 ㎛ 범위 이내이다. 상기 유기 입자의 입경이 0.3 ㎛ 미만인 경우 광학 필름 표면에 요철이 너무 작게 형성되어 필름간 마찰계수의 증가로 셀프 와인딩이 용이하지 않을 수 있고, 상기 입경이 3 ㎛ 초과인 경우 표면 헤이즈가 높아지고 필름의 광 투과도가 감소하게될 뿐만 아니라, 압출 가공시 문제를 야기할 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자의 입경은 0.35 ㎛ 내지 2 ㎛, 또는 0.4 ㎛ 내지 1.5 ㎛일 수 있다.
또한, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 단분산 입자일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 입경 분포가 -20% 내지 +20%인 것이 바람직하다. 상기 분포를 갖는 유기 입자를 사용하여, 상기 광학 필름의 헤이즈의 증가 및 광 투과도의 감소를 방지할 수 있다.
또한, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 가교 중합체 입자일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 (메타)아크릴레이트계 단량체로부터 유래된 반복 단위로 이루어진 주쇄가 가교제 에 의해 가교된 구조를 갖는 가교 중합체 입자일 수 있다. 가교 중합체 입자를 사용하는 경우 비가교 중합체 입자에 비해 우수한 내열성을 가져 바람직하다.
구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트계 단량체로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 및 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 (메타)아크릴레이트계 단량체가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 가교제로는, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 알릴 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 2,2-디메틸프로판-1,3-디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에톡실레이트화 비스페놀 A 디(메타)아크릴레이트, 폴리(부탄디올) 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 글리세릴 프로폭시 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠(DVB), 비닐우레탄, 디알릴에테르, 디알릴에스테르, 비닐폴리에스테르, 트리비닐벤젠, 디비닐톨루엔, 디알릴옥시아세트산, 디비닐피리딘, 디비닐나프탈렌, 디닐자일렌, 디에틸렌글리콜 디비닐에테르, 비스아크릴아미드, 트리알릴시아뉴레이트, 트리비닐시클로헥산, 디비닐 실란, 트리비닐 실란, 디메틸디비닐 실란, 디비닐메틸 실란, 메틸트리비닐 실란, 디페닐디비닐 실란, 트리비닐페닐 실란, 디비닐메틸페닐 실란, 테트라비닐 실란, 디메틸비닐 디실록산, 폴리(메틸비닐실록산), 폴리(비닐하이드로실록산) 및 폴리(페닐비닐실록산)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 단량체 형태의 화합물 또는 단분자 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는 상기 기재층을 구성하는 주성분인 아크릴계 수지, 구체적으로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와의 굴절률(1.49)과의 차이가 0.05 이하가 되도록 선택될 수 있다. 이는, 미립자와 미립자가 분산되어 있는 수지와의 굴절률 차이가 커서 필름 내 산란에 의해 내부 헤이즈가 증가되는 것을 방지하기 위함이다.
이에 따라, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자의 굴절률은 1.44 내지 1.54인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자의 10%의 열분해온도(Thermal Degradation; Td, in air)는 250℃ 이상일 수 있다. 이때, '유기 입자의 10%의 열분해온도'라 함은, 열중량분석기에 의해 측정시 열분해에 따라 유기 입자의 중량이 감소된 비율이 10%에 도달되는 시점의 온도를 의미한다. 250℃ 미만의 열분해온도를 갖는 유기 입자의 경우 충분한 내열성을 갖지 못하여 상기 필름의 연신 및/또는 성형 가공 중에 분해되어 흄(fume), 기포 등이 발생할 수 있고, 이로 인한 필름의 외관 불량이 야기될 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 입자의 10%의 열분해온도(Td)는 250℃ 내지 270℃인 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자와 같은 경질의 입자가 아닌 탄성을 갖는 연질의 입자의 경우, 낮은 열분해온도를 가지기 때문에 열안정성이 떨어져 압출 가공 시 열분해되어 흄을 발생시킬 수 있고, 이로 인해 필름의 외관 불량 문제가 발생할 수 있다.
이러한 상기 유기 입자는 상기 아크릴계 수지 및 상기 폴리카보네이트 100 중량부 대비 0.01 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량이 0.01 미만인 경우 필름간 마찰계수가 증가하여 셀프 와인딩이 불가능하고, 0.5 중량부를 초과한 경우 필름의 표면 요철의 증가로 필름의 헤이즈가 증가할 수 있고, 연신 시 필름이 파단될 수 있다. 바람직하게는, 상기 유기 입자의 함량(중량부)은 상기 아크릴계 수지 및 상기 폴리카보네이트 100 중량부 대비 0.05 중량부 이상, 0.06 중량부 이상이고, 또는 0.07 중량부 이상이고, 또한, 0.4 중량부 이하, 0.3 중량부 이하, 또는 0.2 중량부 이하이다.
자외선 흡수제
본 발명에서, 자외선 흡수제는 기재층에 포함되는 것으로, 외부로부터 유입되는 자외선을 효과적으로 차단하기 위하여 포함된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 자외선 흡수제로는, 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름이, 후술할 바와 같이, 광학 필름의 두께가 40 ㎛인 조건에서, 파장 380 nm의 광 투과도를 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하로 할 수 있는 자외선 흡수제이면 특별한 제한없이 사용이 가능하다. 예컨대, 상기 자외선 흡수제로는 당해 기술분야에 잘 알려진 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있다.
그 중에서도 트리아진계 자외선 흡수제가 바람직하다. 이 경우 열 안정성과 자외선 흡수 효과가 우수하여, 적정량의 함량으로도 충분한 자외선 차단 효과를 가질 수 있으며, 나아가 제막 과정에서 발생할 수 있는 퓸(fume) 현상이나 마이그레이션(migration) 현상 등을 방지할 수 있다. 상기 트리아진계 자외선 흡수제의 예로는 2,4,6-트리페닐-1,3,5-트리아진 골격을 갖는 화합물을 주 성분으로 포함하는 것으로서, 당해 기술분야에서 시판되는 다양한 트리아진계 자외선 흡수제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 자외선 흡수제는, 상기 아크릴계 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자외선 흡수제가 상기 범위보다 적은 경우에는 충분한 자외선 차단 효과를 가지지 못하며, 자외선 흡수제가 상기 범위를 초과하는 경우에는, 광학 필름 제조과정에서 자외선 흡수제가 분해되면서 필름 밖으로 빠져 나오는 마이그레이션이 발생하는 문제가 있다.
기재층
본 발명에서 기재층은, 상술한 아크릴계 수지, 유기 입자 및 자외선 흡수제를 포함하는 조성물로 제조된다. 일례로, 상기 아크릴계 수지, 유기 입자 및 자외선 흡수제를 용융 혼련하여 조성물로 제조한 다음, 이를 미연신 필름으로 제조하여 상기 기재층을 제조할 수 있다.
또한, 상기 기재층은 위상차 조절을 위하여 위상차 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 아크릴계 수지를 연신하게 되면, 연신 방향에 대하여 수직인 방향으로 굴절율이 커지는 부의 복굴절 특성을 가지므로, 위상차를 구현하기 위해서는, 연신 방향으로 굴절율이 커지는 정의 복굴절 특성을 가지는 위상차 조절제가 필요하다.
바람직하게는, 상기 위상차 조절제는 폴리카보네이트를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 용어 '폴리카보네이트'란, 방향족 디올 화합물 및 카보네이트 전구체가 반응하여 형성되는 것으로, 계면 중합 또는 용액 중합으로 제조될 수 있다. 일례로, 비스페놀A와 포스겐을 계면 중합하여 제조할 수 있다.
상기 폴리카보네이트를 추가로 포함할 경우, 아크릴계 수지와의 상용성을 고려하여, 상기 폴리카보네이트의 중량평균분자량은 10,000 내지 20,000이 바람직하다. 상기 폴리카보네이트의 중량평균분자량이 20,000을 초과하는 경우에는, 아크릴계 수지와의 상용성이 떨어져 전체적으로 불투명한 조성물이 되어 광학 필름으로 사용하기에 바람직하지 않다.
또한, 상기 폴리카보네이트는, 상기 아크릴계 수지 및 상기 폴리카보네이트 총중량을 기준으로, 10 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 함량이 10 중량%를 초과하게 되면, 전체적으로 불투명한 조성물이 되어 바람직하지 않다. 또한 바람직하게는, 상기 폴리카보네이트는, 상기 아크릴계 수지 및 상기 폴리카보네이트 총중량을 기준으로, 1 중량% 이상, 또는 2 중량% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 조성물은, 필요에 따라 열 안정화제, 윤활제 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨가제들은 조성물의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 적절한 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 조성물로 필름을 제조하는 방법으로는, 당해 기술분야에 알려진 어떠한 방법, 예를 들면, 용액 캐스터법이나 압출법 등을 이용할 수 있고, 일례로 용융 압출 성형법을 이용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광학 재료용 수지 조성물을 건조하여 수분을 제거한 후, 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기를 싱글 또는 트윈 압출기에 공급하고, 고온에서 용융하여 원료 펠렛을 얻고, 얻어진 원료 펠렛을 건조하고, 원료 호퍼로부터 압출기까지를 싱글 압출기로 용융한 후, 코트 행거 타입의 T-다이에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 냉각 롤 등을 거쳐 필름을 제조할 수 있다. 이때, 필름 성형 온도는 바람직하게는 150℃ 내지 350℃, 보다 바람직하게는 200℃ 내지 300℃이다. 한편, 상기와 같이, T 다이법으로 필름을 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 T-다이를 장착하고, 필름 형상으로 압출된 필름을 권취하여 롤 형상의 필름을 얻을 수 있다. 또한, 필름 성형시 이물질을 제거하기 위하여 폴리머 필터를 사용할 수 있다.
프라이머층
상기 광학 필름은, 상기 기재층의 일면 상에 형성된 프라이머층을 더 포함할 수 있다. 이때, 프라이머층은 필요에 따라 편광판과 부착되는 기재층의 일면에 형성되어, 후술할 바와 같이 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였을 때, 광학 필름과 편광판, 예를 들어 PVA 소자간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 프라이머층은 광학 필름의 표면 코팅 시 코팅액에 의한 필름의 침식을 방지할 수 있다.
상기 프라이머층은 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 또는 이의 혼합물을 포함한다. 상기 프라이머층이 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지를 모두 포함하는 경우 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지를 각각 70 내지 95 중량부 및 5 내지 30 중량부 포함한다.
상기 폴리에스테르계 수지는 주쇄에 카르복시산과 알코올의 반응에 의해 형성되는 에스테르기를 포함하는 수지를 의미하는 것으로, 바람직하게는 수분산성 폴리에스테르 수지일 수 있으며, 더 바람직하게는, 다염기산(polybasic acid)과 폴리올(polyol)의 반응에 의해 형성되는 폴리에스테르 글리콜을 포함한다.
그리고, 상기 폴리우레탄계 수지는 주쇄에 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 형성된 우레탄 반복 단위를 포함하는 수지를 의미하는 것으로, 이때, 상기 이소시아네이트는 2 이상의 NCO기를 갖는 화합물이며, 상기 폴리올은 2 이상의 수산기를 포함하는 화합물로서, 예를 들어, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에테르 폴리올 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 프라이머층은 필요에 따라 수분상성 미립자 및 수분산성 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 수분산성 미립자로는, 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 및 안티몬계 미립자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 실리카를 사용할 수 있다. 실리카를 사용할 경우, 콜로이달 실리카로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수분산성 미립자의 직경은 50 nm 내지 500 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 300 nm이다.
상기 프라이머층은, 폴리에스테르계 수지 및 폴리우레탄계 수지를 포함하는 프라이머 용액을 코팅하여 제조할 수 있으며, 코팅 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 바(bar) 코팅, 마이크로그라비어 코팅, 슬롯 다이 코팅, 콤마 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 필요에 따라 상기 프라이머층은 대전방지 특성을 가질 수 있으며, 이를 위하여 상기 프라이머층은 계면활성제, 유기염, 무기염, 전도성 필러, 전도성 고분자, 블록 공중합체, 금속 산화물 등을 0.1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라 상기 프라이머층은 자외선 차단 특성을 가질 수 있으며, 이를 위하여 상기 프라이머층은 자외선 흡수제를 0.1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다. 상기 자외선 흡수제로는 광학 필름에 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 트리아진계, 벤조트리아졸계, 벤조페놀계 자외선 흡수제를 사용할 수 있다.
상기와 같은 프라이머층을 사용할 경우, 기재층과의 접착력이 우수하고, 기재층과 프라이머층의 2축 연신에서도 각 층의 특성을 유지하면서도 프라이머층의 접착력을 향상시킬 수 있다.
2축 연신 광학 필름
본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름은, 상술한 기재층을 포함한다. 상기의 2축 연신이란, 기재층을 포함하는 미연신 필름을 2축 연신한 것을 의미한다. 구체적으로, 2축 연신이란, 기재층을 포함하는 미연신 필름을 종방향으로 일축 연신한 다음, 이후 횡방향으로 연신하거나, 또는 미연신 필름을 횡방향으로 일축 연신한 다음, 이후 종방향으로 연신한 것을 의미한다.
이때, 상기 2축 연신 광학 필름은, 상술한 기재층을 포함하는 미연신 필름을 제조하는 단계; 및 상기 미연신 필름을 2축 연신하는 단계를 포함하는 제조 방법으로 제조된다.
또는 필요에 따라, 상기 2축 연신 광학 필름은, 상술한 기재층, 및 상기 기재층의 일면 상에 프라이머층을 형성하여 미연신 필름을 제조하는 단계; 및 상기 미연신 필름을 2축 연신하는 단계를 포함하는 제조 방법으로 제조된다. 또는, 상기 2축 연신 광학 필름은, 상술한 기재층을 종방향으로 일축 연신하는 단계; 상기 일축 연신된 기재층 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 기재층과 프라이머층을 횡방향으로 연신하는 단계를 포함하는 제조 방법으로 제조된다.
바람직하게는, 상기 연신 배율은 MD 방향(종방향)으로 1.2배 내지 3.0배 및 TD 방향(횡방향)으로 1.5배 내지 4.0배가 바람직하다. 상기 연신은 고분자를 정렬하는 것으로, 연신 정도에 따라 제조되는 2축 연신 광학 필름의 특성에 영향을 미친다. 보다 바람직하게는, 상기 MD 방향의 연신 배율과 TD 방향의 연신 배율의 비(TD 연신 배율/MD 연신 배율)이 1.0 내지 2.5이다.
또한, 상기 연신 온도는 상기 아크릴계 수지의 유리전이온도를 기준으로 -10℃ 내지 +20℃의 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 연신 온도는 2축 연신 광학 필름의 접착력에 영향을 주며, 상기 온도 범위 외에서는 접착력이 충분하지 않다는 문제가 있다.
또한, 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름은 치수 안정성이 우수하며, 이러한 열적 치수 안정성을 평가하기 위하여 TTS(Temperature of Thermal Shrinkage)라는 변수를 도입하였다.
TTS는 연신 공정으로 제조된 광학 필름이 연신 이력이 완화되면서 급격하게 수축하기 시작하는 온도를 의미한다. 구체적으로, 광학 필름에 온도를 가하였을 때, 온도가 증가함에 따라 팽창 후 수축이 시작되는 온도를 의미한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름의 MD 방향의 TTS 및 TD 방향의 TTS가 각각 95℃ 이상이고, 바람직하게는 100℃ 내지 120℃이다.
한편, 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름의 두께는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름은 상술한 바와 같이 유기 입자의 도입에 따라 필름의 표면에 nm 사이즈의 요철 구조를 가져 0.7 이하의 필름간 정마찰계수를 나타낸다. 상기 정마찰계수가 0.7을 초과하는 경우에는 필름간 마찰에 의해 블로킹 현상이 발생할 수 있어 셀프 와인딩이 불가능하다. 바람직하게는, 상기 2축 연신 광학 필름의 필름간 정마찰계수가 0.6 이하, 0.5 이하, 또는 0.45 이하이다. 상기 정마찰계수가 낮을수록 슬립성이 우수한 것이어서 그 하한에 제한은 없으나, 그 하한은 일례로 0.01 이상, 0.05 이상, 0.1 이상, 또는 0.2 이상일 수 있다.
추가적으로, 상기 2축 연신 광학 필름의 필름간 운동마찰계수 또한 0.7 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 2축 연신 광학 필름의 필름간 운동마찰계수가 0.6 이하, 0.5 이하, 또는 0.45 이하일 수 있고, 그 하한은 일례로 0.01 이상, 0.05 이상, 0.1 이상, 또는 0.2 이상일 수 있다.
이러한 정마찰계수는 접촉된 두 장의 광학 필름에 일정 하중을 부가한 후, 이 중 한 장의 필름이 정지상태에서 움직이기 시작하는 순간의 하중값으로부터 측정할 수 있고, 운동마찰계수는 접촉된 두 장의 광학 필름에 일정 하중을 부가한 후, 이 중 한 장의 필름이 움직이는 동안의 하중값으로부터 측정할 수 있다.
한편, 상기 2축 연신 광학 필름의 표면 요철의 형상은 표면의 평균 거칠기(Ra)를 측정하여 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 2축 연신 광학 필름의 표면의 평균 거칠기(Ra)는 4 nm 내지 30 nm일 수 있다. 표면 요철에 따른 평균 거칠기(Ra)가 4 nm 미만인 경우 필름간 마찰계수 값이 증가하여 슬립성이 좋지 않을 수 있고, 평균 거칠기(Ra)가 30 nm 초과인 경우 필름의 헤이즈가 증가될 수 있다. 구체적으로, 상기 표면의 평균 거칠기(Ra)는 바람직하게는 4.5 nm 내지 20 nm, 더욱 바람직하게는 4.5 nm 내지 10 nm일 수 있다.
여기서, 표면의 평균 거칠기(Ra)는 표면의 요철 형상의 높이의 절대값의 산술 평균을 나타내는 것으로, 하기 수학식 1에 의해 계산되며, AFM(Atomic Force Microscopy)에 의해 측정 가능하다:
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 수학식 1에서,
L은 측정을 실시하는 기준 길이를 의미하고, 함수 f(x)는 측정을 통해 얻은 거칠기 곡선을 의미한다.
또한, 상기 2축 연신 광학 필름의 내부 헤이즈는 0.5% 이하이고, 외부 헤이즈는 0.3% 내지 3.5%일 수 있다. 상술한 범위의 헤이즈를 나타내는 광학 필름의 경우 유기 입자의 도입에 의해 우수한 슬립성을 나타내면서도 광 투과도가 저하되지 않아 편광판의 보호필름으로 유용할 수 있다. 바람직하게는. 상기 2축 연신 광학 필름의 내부 헤이즈는 0 초과 0.3% 이하이고, 외부 헤이즈는 0.4% 내지 1.0%일 수 있다.
여기서, 2축 연신 광학 필름의 내부 헤이즈는 헤이즈가 0인 점착제를 표면에 붙여 평탄화층을 만들어주거나, 혹은 알카리 처리를 한 표면에 평탄화층을 코팅하여 측정할 수 있고, 광학 필름의 외부 헤이즈는 필름 자체에 대해 헤이즈를 측정하여 얻은 전체 헤이즈에서 내부 헤이즈 값을 제하여 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학 필름은 자외선 차단 기능이 우수하며, 구체적으로 광학 필름의 두께가 40 ㎛인 조건에서, 파장 380 nm에서의 광 투과도가 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하라는 특징이 있다. 이는 상기 기재층에 자외선 흡수제가 포함된 것에 기인한다. 바람직하게는, 상기 380 nm에서의 광 투과도는 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 또는 5%이하이다. 또한, 상기 380 nm에서의 광 투과도는 그 값이 작을수록 우수한 것이어서 그 하한은 이론상 0%이며, 일례로 그 하한은 0.5%, 1%, 또는 2%일 수 있다. 상기 투과도는 Hitachi 사의 U-3310과 같은 분광분석기로 측정될 수 있다.
편광판
또한, 본 발명은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 상술한 2축 연신 광학 필름을 포함하는 편광판을 제공한다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름은 편광판의 보호 필름으로 사용할 수 있으며, 이에 따라 편광판의 기계적 특성을 보완하고, 외부 환경, 예를 들어 온도나 습도의 영향으로부터 편광판을 보호할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 편광판은 편광자와 보호 필름을 포함하는 상태를 의미하며, 상기 편광자로는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자는 PVA 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 보호 필름은 편광자의 양면에 구비될 수 있고, 일면에만 구비될 수도 있다. 본 발명의 광학 필름이 편광자의 일면에 구비될 경우, 다른 한 면에는, 당해 기술 분야에 잘 알려진 편광자 보호 필름, 예를 들면, 아크릴 필름, TAC 필름, PET 필름, COP필름, PC 필름, 노보넨계 필름 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 보호 필름과 편광자는 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 수계 접착제 또는 비수계 접착제인 자외선 경화형 접착제에 의해 접착될 수 있다. 이때, 접착제의 도포는 보호 필름의 프라이머층이 도포된 면 혹은 프라이머층이 도포되지 않은 면에 상관없이 가능하다. 구체적으로, 접착제로는, 폴리비닐알코올계 접착제, (메타)아크릴레이트계 접착제, 엔/티올계 접착제, 불포화 폴리에스테르계 접착제, 에폭시계 접착제, 또는 우레탄계 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하며, 더욱 바람직하게는 액정 표시 장치일 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 셀 및 이 액정 셀의 양면에 각각 구비된 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함하는 액정 표시 장치로서, 상기 제1 편광판 및 상기 제2 편광판 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 편광판인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 편광판의 액정셀과 반대측에 구비된 광학 필름 또는 편광자 보호 필름이 UV 흡수제를 포함하는 본 발명에 따른 보호 필름인 것이 바람직하고, 추가적으로, 상기 보호 필름 상에, AG 코팅(anti-glare 코팅), LR 코팅(low reflection 코팅) 등과 같은 표면 코팅을 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 2축 연신 광학 필름은, 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 아크릴계 수지를 사용하면서도 자외선 차단 기능이 우수하고 슬립성이 우수하여 셀프 와인딩이 가능하다는 특징이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 폴리메틸메타크릴레이트
5리터 반응기에, 메틸 메타크릴레이트 98 wt% 및 메틸 아크릴레이트 2 wt%의 단량체 혼합물 1000 g을 넣고, 증류수 2000 g, 5% 폴리비닐알코올 용액 8.4 g(POVAL PVA217, kuraray 사), 및 분산 조력제로 붕산 0.1 g을 투입하고 용해하였다. 여기에, 사슬이동제로 n-옥틸머캡탄 2.5 g, 중합개시제로 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 1.5 g을 투입하고 400 rpm으로 교반하면서 수상에 분산시켜 현탁액을 제조하였다. 80℃로 승온하여 90분 동안 중합시킨 후, 30℃로 냉각시켰다. 얻어진 비드를 증류수로 세척 및 탈수한 후에 건조하여 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다. 상기 제조된 수지의 유리전이온도와 분자량을 측정한 결과, 유리전이온도 114℃, 중량평균분자량은 120,000 g/mol이었다. 상기 유리전이온도는, Mettler Toledo 사의 시차주사열량계(DSC)를 이용하여, 10℃/min의 승온 조건으로 측정하였다.
제조예 2: 폴리카보네이트
폴리카보네이트로는, 유리전이온도가 유리전이온도가 134℃이고 중량평균분자량이 16,000 g/mol인 폴리카보네이트 수지(UF 1004A, 주식회사 엘지화학)를 사용하였다.
실시예 1 내지 3
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 제조예 1에서 제조한 폴리메틸메타크릴레이트및 제조예 2에서 제조한 폴리카보네이트를 혼합하였다. 여기에, 하기 표 1에 기재된 바와 같이 유기 입자(굴절율이 1.49이고, 평균 입경이 0.8 ㎛인 구형의 가교 아크릴 중합체 단분산 입자인 MX-80H3WT, Soken 사) 및 자외선 흡수제(LAF70, 아데카 사)를 첨가하고, 산화방지제(Irganox 1010, BASF 사)를 0.4 phr의 함량으로 처방하여 드라이 블렌드하고, 트윈 압출기로 컴파운딩하여 수지 조성물을 제조하였다. 상기 수지 조성물을 265℃에서 용융시키고, T-Die를 통하여 시트 형태로 압출 캐스팅하여 두게 180 ㎛의 미연신 필름을 얻었다.
상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 굴절율이 1.49이고, 평균 입경이 0.4 ㎛인 구형의 유기 입자(MX-80H3WT, Soken 사)를 사용하여, 광학 필름을 제조하였다.
비교예 1
자외선 차단제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
비교예 2
유기 입자 및 자외선 차단제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
비교예 3
자외선 차단제를 사용하지 않고, 실시예의 유기 입자 대신, 유기 입자(굴절율이 1.59이고, 평균 입경이 3 ㎛인 구형의 가교 스티렌 중합체 단분산 입자인, SX-130H, Soken 사)를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
비교예 4
유기 입자를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
비교예 5
실시예의 유기 입자 대신, 유기 입자(굴절율이 1.59이고, 평균 입경이 3 ㎛인 구형의 가교 스티렌 중합체 단분산 입자인, SX-130H, Soken 사)를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
비교예 6
실시예의 유기 입자 대신, 유기 입자(굴절율이 1.49이고, 평균 입경이 0.2 ㎛인 구형의 가교 아크릴 입자)를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
비교예 7
유기 입자의 함량을 이하 표 1에 기재된 바와 같이 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 이하 표 1에 기재된 바와 같은 연신온도 및 연신배율로 각각 2축 연신하여 광학 필름을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 광학 필름을 이하의 방법으로 평가하였다.
1) TTS(Temperature of Thermal Shrinkage): 광학용 필름을 10 × 4.5 mm의 치수로 샘플을 제조한 후, TA TMA(Q400) 장비를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 승온 속도 10℃/min 및 하중 0.02 N의 조건으로 온도를 가하였을 때, 상기 샘플이 MD 및 TD 방향으로 각각 팽창 후 수축이 시작되는 변곡점의 온도(접선 기울기가 0)를 TTS 값으로 하였다.
2) 위상차: 복굴절 측정기(AxoScan, Axometrics 사)를 이용하여 550 nm의 파장에서 위상차를 측정하였다. 광학 필름의 면내에서 굴절율이 가장 큰 방향의 굴절율(nx), nx와 수직인 방향의 굴절율(ny), 광학 필름의 두께 방향의 굴절율(nz) 및 광학 필름의 두께(d, nm)를 측정값으로, 이하 수학식으로 면내 위상차(Rin) 및 두께 방향 위상차(Rth) 값을 계산하였다.
Rin(nm) = (nx-ny)×d
Rth(nm) = (nz-ny)×d
3) 광 투과도: 분광분석기(U-3310, Hitachi 사)를 이용하여, 파장 380 nm에서의 광 투과도를 측정하였다. 이때, 광학 필름의 두께는 40 ㎛ 이었다.
4) 헤이즈: 광학 필름의 전체 헤이즈는 내부 헤이즈와 외부 헤이즈의 합이며, 다음의 방법으로 전체 헤이즈 및 내부 헤이즈를 측정한 후, 측정된 전체 헤이즈와 내부 헤이즈의 차이로 외부 헤이즈를 계산한다. 구체적으로, 헤이즈 측정기(HM-150, A광원, 무라카미 사)를 사용하여, JIS K 7105 규격에 의해 헤이즈를 3 회 측정한 후, 각각의 평균값을 계산하여 전체 헤이즈를 구하였다. 또한, 제조된 광학 필름의 표면을 편평하게 만들어 주기 위해 헤이즈가 0인 접착제를 표면에 붙여 외부 요철이 접착제에 묻히도록 한 후 상기 헤이즈 측정기로 헤이즈를 3회 측정한 후 평균값을 계산하여 내부 헤이즈를 구하였다. 이후, 구해진 전체 헤이즈 값에서 내부 헤이즈 값을 빼서 외부 헤이즈를 구하였다.
5) 마찰계수: ASTM D1894 규격에 나타난 필름의 정마찰계수 측정 표준에 따라, 접촉된 2 장의 광학 필름에 일정 하중을 부가한 후, 이 중 한 장의 필름이 정지 상태에서 움직이기 시작하는 순간의 힘을 측정하여 필름간 정마찰계수를 측정하였다.
6) 표면 평균 거칠기(Ra): AFM(Atomic Force Microscopy)를 이용하여, 시료 표면을 일정한 속도로 두드리는 탭핑 모드를 통하여 상술한 수학식 1에 의해 광학 필름의 표면 평균 거칠기(Ra)를 측정하였다.
상기 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
폴리메틸메타크릴레이트(wt%) 100 100 97.3 100
폴리카보네이트(wt%) - - 2.7 -
유기
입자		 함량(phr)1 ) 0.07 0.1 0.1 0.07
굴절률 1.49 1.49 1.49 1.49
평균 입경(㎛) 0.8 0.8 0.8 0.4
자외선 흡수제(phr)1 ) 0.8 0.8 0.8 0.8
유리전이온도2 )(Tg, ℃) 114 114 115 114
연신온도(℃) Tg+15 Tg+20 Tg+15 Tg+15
연신배율(MD/TD) 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56
TTS(MD/TD, ℃) 103/102 105/104 103/104 102/102
위상차(Rin/Rth) 0.9/16.5 0.8/13.5 0.8/16.0 1.0/16.0
광 투과도(380 nm, %) 4.7 4.5 4.6 4.6
외부 헤이즈(%) 0.6 0.9 1.0 0.3
내부 헤이즈(%) 0.2 0.2 0.2 0.2
정마찰계수 0.49 0.43 0.39 0.68
평균 거칠기(Ra, nm) 4.8 5.0 4.9 4.1
1) 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리카보네이트의 총 100 중량부 대비 중량부
2) 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
폴리메틸메타크릴레이트(wt%) 97.3 97.3 97.3 100 100 100 100
폴리카보네이트(wt%) 2.7 2.7 2.7 - - - -
유기
입자		 함량(phr)1 ) 0.1 - 0.1 - 0.1 0.1 0.6
굴절률 1.49 - 1.59 - 1.59 1.49 1.49
평균입경(㎛) 0.8 - 3 - 3 0.2 0.8
자외선 흡수제(phr)1 ) - - - 0.8 0.8 0.8 0.8
유리전이온도2 )(Tg, ℃) 115 115 115 114 114 114 114
연신온도(℃) Tg+15 Tg+15 Tg+15 Tg+15 Tg+15 Tg+15 Tg+15
연신배율(MD/TD) 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56 1.8/2.56
TTS(MD/TD, ℃) 104/103 104/103 103/102 104/103 103/102 104/103 연신불가
위상차(Rin/Rth) 0.5/0.9 0.5/0.9 0.6/0.8 1.0/16.2 1.1/16.7 0.8/16.5 -
광 투과도(380 nm, %) 91.6 91.5 89.6 4.5 4.2 4.2 -
외부 헤이즈(%) 0.9 0 1.4 0 1.4 0.1 -
내부 헤이즈(%) 0.2 0.2 0.8 0.2 0.8 0.2 -
정마찰계수 0.43 측정불가 0.49 측정불가 0.50 0.8 -
평균거칠기(Ra, nm) 4.9 2.4 5.0 2.2 5.0 2.2 -
1) 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리카보네이트의 총 100 중량부 대비 중량부
2) 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4은 모두 380 nm에서의 광 투과도가 5% 미만으로 나타났으며, 헤이즈가 낮고 마찰계수가 0.5 이하임을 알 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 3은 자외선 흡수제가 포함되지 않아 380 nm에서의 광 투과도가 높게 나타나 실질적으로 자외선을 흡수하지 못함을 확인하였다. 또한, 비교예 2 및 4는 유기 입자가 포함되지 않아 필름 표면에 요철을 형성하지 못하여 낮은 평균 거칠기를 가져 정마찰계수를 측정할 수 없었다. 또한, 비교예 3 및 5는 굴절률이 높고 평균 입경이 큰 유기 입자를 사용하여 내부 및 외부 헤이즈가 높음을 알 수 있다. 또한, 비교예 6은 평균 입경이 작은 유기 입자를 사용하여 필름 표면에 요철이 적어 정마찰계수가 높아 슬립 특성이 저하되었고, 비교예 7은 유기 입자 함량이 높아 연신 시 필름이 파단되어 2축 연신 광학 필름의 제조가 불가하였다.
따라서, 본 발명에 따른 광학 필름은 자외선흡수 기능이 우수하면서도 슬립성 또한 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims (22)

  1. 기재층을 포함하는 2축 연신 광학 필름에 있어서,
    상기 기재층은, 아크릴계 수지, 평균 입경이 0.3 ㎛ 내지 3 ㎛인 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자 및 자외선 흡수제를 포함하고,
    상기 광학 필름은 필름간 정마찰계수가 0.7 이하인,
    2축 연신 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 주쇄에 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는,
    2축 연신 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지의 유리전이온도는 100 내지 120℃인,
    2축 연신 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지의 중량평균분자량은 100,000 내지 150,000 g/mol인,
    2축 연신 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 메틸 메타크릴레이트 및 메틸 아크릴레이트의 공중합체인,
    2축 연신 광학 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는 메틸 메타크릴레이트를 90 내지 99 중량%로 포함하고, 메틸 아크릴레이트를 1 내지 10 중량%로 포함하는,
    2축 연신 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자의 10%의 열분해온도(Td)는 250℃ 이상인,
    2축 연신 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자의 굴절률은 1.44 내지 1.54인,
    2축 연신 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(메타)아크릴레이트계 유기 입자는, 상기 아크릴계 수지 및 상기 폴리카보네이트의 합 100 중량부 대비 0.01 내지 0.5 중량부로 포함되는,
    2축 연신 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제는, 상기 아크릴계 수지 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부로 중량부로 포함되는,
    2축 연신 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기재층은 폴리카보네이트를 추가로 포함하는,
    2축 연신 광학 필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트의 중량평균분자량은 10,000 내지 20,000 g/mol인,
    2축 연신 광학 필름.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트는, 상기 아크릴계 수지 및 상기 폴리카보네이트의 총중량을 기준으로 10 중량% 이하로 포함되는,
    2축 연신 광학 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기재층의 일면 상에 형성된 프라이머층을 더 포함하는,
    2축 연신 광학 필름.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프라이머층은 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 또는 이의 혼합물을 포함하는,
    2축 연신 광학 필름.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 2축 연신의 배율은, MD 방향으로 1.2배 내지 3.0배 및 TD 방향으로 1.5배 내지 4.0배인,
    2축 연신 광학 필름.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 MD 방향의 연신 배율과 TD 방향의 연신 배율의 비(TD 연신 배율/MD 연신 배율)가 1.0 내지 2.5인,
    2축 연신 광학 필름.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 2축 연신 온도는, 상기 아크릴계 수지의 유리전이온도를 기준으로 -10℃ 내지 +20℃의 온도 범위인,
    2축 연신 광학 필름.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 2축 연신 광학 필름은, 필름의 두께가 40 ㎛인 조건에서, 380 nm의 광 투과도가 20% 이하인,
    2축 연신 광학 필름
  20. 제1항에 있어서,
    상기 2축 연신 광학 필름의 표면의 평균 거칠기(Ra)는 4 nm 내지 30 nm인,
    2축 연신 광학 필름.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 2축 연신 광학 필름의 내부 헤이즈는 0.5% 이하이고, 외부 헤이즈는 0.3% 내지 3.5%인,
    2축 연신 광학 필름.
  22. 편광자; 및
    상기 편광자의 적어도 일면에 구비된 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 2축 연신 광학 필름을 포함하는,
    편광판.
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