KR20180096051A - 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

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KR20180096051A
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권혜림
이원범
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은 Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는 가교성 모노머 0.5 내지 20중량부를 포함하고, 상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 아지리딘계 가교제를 0.2 내지 5중량부 및 이소시아네이트 가교제를 5 내지 50중량부로 포함함으로써, 접착제층 없이도 편광자와 보호필름의 접합이 가능하여 박형화할 수 있고, 내구성 또한 우수한 편광판에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치{POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 산업은 CRT(Cathode-Ray Tube)에서 PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light-Emitting Diode), LCD(Liquid-Crystal Display) 등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격히 변화해왔다. 그 중 LCD는 거의 모든 산업에서 사용되는 화상표시장치로 널리 이용되고 있으며, 그 응용 범위는 지속적으로 확대되고 있다.
이와 같은 화상표시장치에 사용되고 있는 편광판은 일반적으로 일정한 방향으로 배열된 폴리비닐알코올계(polyvinyl alcohol, PVA) 수지 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 염료가 흡착 배향된 편광자('편광 필름'이라고도 함)를 포함하며, 편광자의 양면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름(triacetyl cellulose, TAC)으로 대표되는 제1 및 제2 편광자 보호필름이 접착제 내지 점착제를 통하여 각각 적층되어 있는 다층구조를 갖는다.
최근에는 슬림형 대형 벽걸이 TV, 모바일 타입의 컴퓨터, 차량용 TV, 차량용 네비게이션 시스템의 디스플레이, 휴대전화 등과 같은 슬림화된 화상표시장치에 대한 시장이 급격하게 확대되고 있어, 화상표시장치의 모듈 전체를 얇게 하기 위해 박형화 및 경량화된 초박형 편광판이 요구되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 일본 공개특허 제2010-039229호에는 폴리비닐알코올계 편광자의 편면에 활성 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 경화성 조성물의 경화물로 이루어지는 제1보호층이 접착제층을 통해 접합되어 있고, 상기 편광자의 반대면에는 열가소성 수지 필름을 포함하는 제2보호층이 접착제층을 통해 접합된 구성의 편광판에 대한 것으로서, 슬림형 경량성 및 내구성능을 개선한 편광판에 대하여 기재되어 있다.
하지만, 이와 같은 편광판의 구성은 각 층의 구성을 접합하기 위해 접착제층이 사용되기 때문에, 전체 편광판의 두께에 접착제층의 두께가 포함됨으로써, 박형의 편광판을 만들기에는 적합하지 않은 문제가 있다.
일본공개특허 제2010-039299호(2010.02.18.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 편광자의 적어도 일면에 별도의 접착제층 없이 보호층을 형성함으로써, 내구성이 우수하며 박형 및 경량화된 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층;을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은 Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제;를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5중량부; Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45중량부; 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는 가교성 모노머 0.5 내지 20중량부;를 포함하고, 상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 아지리딘계 가교제를 0.2 내지 5중량부; 및 이소시아네이트 가교제를 5 내지 50중량부;로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판은 우수한 내구성과 밀착력으로 편광자 보호기능을 제공할 수 있는 보호코팅층을 포함함으로써, 접착제층의 사용 없이 박형으로 제조가 가능하면서도 우수한 내구성을 갖는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 화상표시장치는 전술한 편광판을 포함함으로써, 상기와 같은 이점이 있다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
<편광판>
본 발명의 한 양태에 따른 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층;을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은 Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제;를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5중량부; Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45중량부; 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는 가교성 모노머 0.5 내지 20중량부;를 포함하고, 상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 아지리딘계 가교제를 0.2 내지 5중량부; 및 이소시아네이트 가교제를 5 내지 50중량부;로 포함함으로써, 별도의 접착제층을 사용하지 않고도 우수한 내구성과 밀착력으로 편광자의 적어도 일면에 접합되어 박형의 편광판을 제조할 수 있는 이점이 있다.
편광자
본 발명의 한 양태에서, 상기 편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 당해 분야에서 일반적으로 편광기능을 수행할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 편광자는 구체적으로, 폴리비닐 알코올계 필름, 부분 포르말화된 폴리비닐 알코올계 필름, 또는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머계 부분 비누화된 필름 등의 친수성 폴리머 필름 상에 요오드 또는 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시키고 상기 필름을 일축 연신함으로써 제조된 필름; 및 폴리비닐 알코올계 필름의 탈수화물 또는 폴리비닐 염화계 필름의 탈염화물 등의 폴리엔계 배향 필름을 포함한다. 이 중에서, 요오드 등의 이색성 물질을 폴리비닐 알코올계 필름에 흡착시키고 상기 필름을 일축 연신함으로써 제조된 편광자가, 고편광 이색성의 관점에서 특히 바람직하다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 약 5 내지 30㎛이다.
폴리비닐 알코올계 필름 상에 요오드를 흡착시키고 상기 필름을 일축 연신함으로써 제조된 편광자는 예를 들어, 폴리비닐 알코올계 필름을 착색을 위해 요오드 수용액에 침지하고, 상기 필름을 원 길이의 3 내지 7 배 길이로 연신함으로써 제조될 수 있다. 수용액은 필요에 따라 붕산, 황산 아연, 염화 아연 등을 포함하거나, 또는 폴리비닐 알코올계 필름이 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지될 수 있다. 또한, 폴리비닐 알코올계 필름은 필요에 따라 착색 이전에 물에 침지 및 세정될 수 있다. 폴리비닐 알코올계 필름의 세정은 필름 표면의 오염물을 제거하거나 블로킹 방지제를 세정해낼 뿐만 아니라, 폴리비닐 알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 불균일한 착색 등의 불균일성을 방지한다. 필름의 연신은 요오드로 필름을 착색한 이후 수행되거나, 필름의 착색 동안 수행되거나, 또는 요오드로 필름을 착색하기 이전에 수행될 수 있다. 연신은 붕산 또는 요오드화 칼륨 수용액에서, 또는 수욕에서 수행될 수 있다.
상업적으로 입수할 수 있는 폴리비닐 알코올계 필름의 예로는, VFPS7500, VF-PE6000, VF-PE5000, VF-PE4500, VF-PE3000, VF-PE2000(Kuraray), M-7500(Nippon Gosei) 등을 들 수 있다.
보호코팅층
본 발명의 한 양태에서, 상기 보호코팅층은 Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되는 데, 이 때 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는 가교성 모노머 0.5 내지 20중량부를 포함하고, 상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 아지리딘계 가교제를 0.2 내지 5중량부 및 이소시아네이트 가교제를 5 내지 50중량부로 포함함으로써, 별도의 접착제층 없이도 우수한 내구성 및 밀착력으로 별도의 접착제층을 사용하지 않아도 편광자의 적어도 일면 상에 형성되어 편광자를 보호하고, 박형의 편광판을 제조할 수 있는 이점이 있다. 상기 아크릴계 공중합체는 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함한다. 본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 고 Tg 모노머는 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머 중에서 Tg가 100℃ 이상인 것이면 제한 없이 사용이 가능하다.
상기 비닐 모노머는 방향족 비닐 모노머, 질소 원자 및 에틸렌계 불포화 결합을 고리 내에 갖는 고리형 질소 함유 비닐 모노머일 수 있다. 구체적으로, 상기 고 Tg 모노머로는 메틸메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, N-페닐말레이미드 및 알파메틸스타이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 고 Tg 모노머의 함량은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 50 내지 99.5중량부이다. 상기 함량이 50 중량부 미만이면 편광판의 내구성이 떨어질 수 있고, 99.5중량부 초과이면 밀착력이 떨어질 수 있다.
상기 저 Tg 모노머는 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머 중에서 Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 것이면 제한 없이 사용이 가능하다.
구체적으로, 상기 저 Tg 모노머로는 스타이렌 및 이소보닐아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 저 Tg 모노머의 함량은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0 내지 45 중량부이다. 상기 함량이 45 중량부 초과이면 편광판의 기계적 특성이 저하되어 내구성 확보가 어려울 수 있다.
상기 가교성 모노머는 후술하는 가교제와의 화학 결합에 의해 보호코팅층 형성용 조성물의 응집력 또는 밀착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여하기 위한 성분으로서, 가교제와의 화학 결합을 형성하기 위한 작용기로서 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 밀착력을 보다 향상시킬 수 있다는 점에서 카르복실기를 갖는 가교성 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 히드록실기를 갖는 가교성 모노머로는 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 예로 들 수 있으며, 이들 중에서 2-히드록시메틸아크릴레이트가 바람직하다.
상기 카르복실기를 갖는 가교성 모노머로는 (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 예로 들 수 있으며, 이들 중에서도 (메타)아크릴산을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 아민기를 갖는 가교성 모노머로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 예로 들 수 있다.
상기 가교성 모노머의 함량은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부이다. 상기 가교성 모노머의 함량이 0.5 중량부 미만이면 편광자와의 밀착력이 떨어질 수 있고, 20 중량부 초과이면 내열/내습열 조건에서 내구성이 악화되는 문제를 야기할 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 Tg가 90℃ 이상이고, 예를 들어 90 내지 200℃일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 Tg가 90℃ 미만이면 편광판의 내구성이 떨어질 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 5만 내지 150만이며, 예를 들어 10만 내지 100만일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량이 5만 미만이면 기계적 물성이 부족하고 150만 초과이면 일정 두께로 보호코팅층을 형성하는데 어려움이 있을 수 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 가교제는 아크릴 공중합체 전체 100중량부에 대하여, 이지리딘계 가교제 0.2 내지 5중량부; 및 이소시아네이트계 가교제 5 내지 50중량부를 포함한다. 가교효과를 향상시킬 수 있다는 점에서 상기 이소시아네이트 가교제는 10 내지 40중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 아지리딘계 가교제의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 밀착력이 저하될 수 있고, 상기 함량 범위를 초과하는 경우, 저장 안정성의 저하 또는 내습열 조건에서 편광자의 색빠짐 현상이 나타날 수 있다. 또한, 상기 이소시아네이트계 가교제의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 기계적 강도가 작아져 내구성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우, 가교반응이 과하게 일어나 내구성이 저하될 수 있다.
상기 아지리딘계 가교제는 트리메틸올프로판 트리[3-(1-아지리디닐)프로피오네이트], 트리메틸올프로판-트리스-(베타-N-아지리디닐)프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트), 2-메틸아지리딘, 리튬 L-아지리딘-2-카르복실레이트, N-토실아지리딘, 1-(2-시아노에틸)아지리딘, 1-(벤질설포닐)아지리딘, 1-(p-토실)아지리딘 및 1-페닐메탄설포닐아지리딘로 이루이진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 톨릴렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4- 또는 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 및 디이소시아네이트의 트리메티롤프로판 등의 다가 알코올계 화합물에의 어덕트체 또는 트라이머 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 가교제는 전술한 아지리딘계 가교제 및 이소시아네이트계 가교제 이외에 필요에 따라 에폭시계 화합물, 과산화물계 화합물, 금속킬레이트계 화합물, 옥사졸란계 화합물, 멜라민계 화합물, 글리옥실산염계 화합물 등과 같은 가교제를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 보호코팅층을 형성하기 위한 보호코팅층 형성용 조성물은 전술한 아크릴계 공중합체 및 가교제 이외에 상기 아크릴계 공중합체가 편광자 상에 도포될 수 있도록 하고, 이후 건조에 의해 제거됨으로써 코팅층이 형성될 수 있도록 하는 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 용매는 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아세톤, 이소프로필알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 메틸에틸케톤, 톨루엔, N-메틸-2-피롤리돈 등을 들 수 있고, 도공성, 안정성, 건조의 용이성 측면에서 2종 이상의 용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
필요에 따라, 상기 보호코팅층 형성용 조성물은 본 발명에서 목적하는 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 당해 분야에 공지된 가소제, 실란 커플링제, 대전 방지제, 레벨링제, 염기성 물질 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
전술한 보호코팅층의 두께는 예를 들면 10 내지 60㎛, 바람직하게는 10 내지 50㎛일 수 있다. 두께가 10㎛ 미만이면 편광자 보호 효과가 충분하지 못할 수 있고, 60㎛ 초과이면 코팅액의 건조 중에 기포가 발생하여 편광판의 외관 불량 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판은 편광자의 적어도 일면에 상기 보호코팅층 형성용 조성물을 도포 및 건조하여 제조할 수 있다.
상기 보호코팅층 형성용 조성물의 도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 슬릿 코팅법, 나이프 코팅법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 디스펜서 인쇄법, 노즐 코팅법, 모세관 코팅법 등을 이용할 수 있다.
도포된 조성물의 건조는 열풍, 원적외선 등의 당해 분야에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 건조 온도는 예를 들면 60 내지 100℃일 수 있으며, 건조 시간은 예를 들면 1 내지 10분일 수 있다. 건조 온도 및 시간이 상기 범위 내인 경우 도포 품질이 우수할 수 있다.
<화상표시장치>
본 발명의 다른 양태는 전술한 편광판을 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 편광판은 통상의 액정표시장치뿐만 아니라, 전체 발광 표시장치, 플라스마 표시장치, 전계 방출 표시장치 등의 각종 화상표시장치에 적용 가능하다.
본 발명의 편광판을 포함하는 화상표시장치는 내구성이 우수하고 박형화 및 경량화 되는 이점이 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
제조예 1: 편광자의 제조
평균 중합도 약 2,400, 가수분해도 99.9몰% 이상으로 하여 두께 75㎛의 폴리비닐아세테이트 수지 필름을 30℃의 순수한 물에 2분간 침지하면서 약 1.5배로 연신하였다. 그런 다음, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.01/1.0/100인 수용액을 포함하고, 온도가 30℃인 염색조에 3분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 그런 다음, 요오드화칼륨/붕산/물을 중량비 10/5/100으로 혼합한 수용액에 53℃에서 1분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 그런 다음, 15℃의 순수한 물로 1.5초간 세정한 후 50℃에서 5분간 건조시켜 폴리비닐아세테이트에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
제조예 2: 아크릴계 공중합체의 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 하기 표 1의 조성으로 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트 100중량부를 투입하였다. 그런 다음, 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 하기 표 1의 Tg 및 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
실시예 및 비교예 : 편광판의 제조
제조예 2에서 수득한 아크릴계 공중합체 및 가교제를 하기 표 1의 조성으로 혼합한 후, 25 중량%의 농도(용매:메틸에틸케톤)로 희석하여 보호코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
상기에서 제조된 보호코팅층 형성용 조성물을 상기 제조예 1에서 수득한 편광자의 일면에 두께가 160㎛가 되도록 도포하고, 90℃에서 5분 동안 건조시켜 40㎛의 보호코팅층을 형성시킨 후, 반대 면도 동일한 방식으로 도공하여 양면에 보호코팅층이 코팅된 적층체를 제작하였다.
그런 다음, 부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트 및 아크릴산을 94 : 4 : 2의 중량비로 공중합시킨 중량평균분자량 150만의 아크릴레이트 공중합체 20중량부를 초산에틸 80중량부에 용해시킨 점착제 100중량부에 대해서, TDI계 경화제(닛폰 폴리오레탄 공업(주), 상품명: 코로네이트-L) 0.5중량부를 첨가하고 혼합한 도포액을 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름의 표면에 건조 후의 두께가 20㎛가 되도록 도포한 후, 100℃의 열풍 순환식 오븐에서 2분간 건조시켜 점착제 층을 형성시켰다. 상기 형성된 점착제 층을 상기 보호코팅층이 코팅된 적층체에 접합하여 편광판을 형성하였다. 얻어진 편광판을 23℃의 환경에서 5일간 양생하여 점착제가 부착된 편광판을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
아크릴계 공중합체(중량%) (A) MMA 68 68 68 68 48 68 68 68 65 65 69.7
IBOMA - - - - 20 - - - - - -
(B) SM 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
(C) AA 2 2 2 2 2 2 2 2 5 5 0.3
Tg(℃) 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3 99.3
분자량(Mw) 16만 16만 16만 16만 16만 16만 16만 11만 16만 16만 16만
가교제(중량부) (D) D-1 1 1 - - - 2 - 1 - - -
D-2 - - 1 1 1 - 2 - - 0.1 6
(E) E-1 20 - 20 - 20 30 30 - 20 3 55
E-2 - - 20 - 20 - - - - - -
(A) 고 Tg 모노머(Tg ≥ 100℃)
MMA: 메틸메타아크릴레이트(Tg: 228℃)
IBOMA: 이소보닐메타아크릴레이트(Tg: 150℃)

(B) 저 Tg 모노머(50℃ ≤ Tg < 100℃)
SM: 스타이렌(Tg: 98℃)

(C) 가교성 모노머
AA: 아크릴산(Tg: 105℃)

(D) 아지리딘계 가교제
D-1: CL-427(MENADIONA 사)
D-2: HDU-P25(MENADIONA 사)

(E) 이소시아네이트계 가교제
E-1: 코로네이트-L(닛폰 폴리우레탄 공업(주))
E-2: 코로네이트-HXR(닛폰 폴리오레탄 공업(주))
실험예 : 편광판의 물성 평가
상기 실시에 및 비교예에서 제조된 점착제 부착 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
(1) 강제박리 시험
상기 실시예 및 비교예에서 제작한 편광판의 이형필름을 제거한 후 드러난 점착체층을 소다 글래스 위에 핸드롤러를 이용하여 접합한 후, 압력 2atm, 온도 50℃, 시간 20분의 조건으로 오토클레이브 처리를 진행하여 접합 시 발생된 기포를 제거하였다. 상기 소다글래스/점착제/편광판의 접합체에서, 소다 글래스 방향에 보호코팅층과 편광자 사이에 칼을 넣어 박리한 뒤, 오토 그라프(AG-1S, SHIMADZU 사)를 이용하여 편광자 박리 시 보호코팅층면에서의 상온 180°박리력(측정속도: 300mm/min)을 측정하였다.
(2) 내굴곡성 평가
JIS-K5600-5-1에 따라 내굴곡성 측정법(Mandrel)을 사용하여, 만드렐 Φ(지름, mm)별 크랙 발생 여부를 측정하였다. 측정 시료 사이즈는 2.5cm × 2.0cm(가로 × 세로)로 준비하였으며, 점착제층이 부착된 이형필름의 면이 바깥으로 위치하게 하여 평가하였다.
(3) 내구성(내열, 내습열, 내한) 평가
실시예 및 비교예의 편광판을 90mm × 170mm로 절단하고, 이형필름을 박리한 후 유리 기판(110mm × 190mm × 0.7mm)의 양면에 광학 흡수축이 직교하도록 부착하여 시편을 제작하였다. 이 때, 가해진 압력은 5kg/cm2이며, 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다.
내열 특성은 80℃의 온도에서 500시간 동안 방치한 후, 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였고, 내습열 특성은 60℃의 온도 및 90%RH의 조건 하에서 500시간 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였으며, 내한 특성은 -40℃의 온도의 조건 하에서 500시간 동안 방치한 후 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다. 이 때, 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24시간 방치한 후 관찰하였다.
<평가 기준>
◎: 기포나 박리 없음
○: 기포나 박리 < 5개
△: 5개 ≤ 기포나 박리 < 10개
×: 10개 ≤ 기포나 박리
(4) 열충격 시험(편광자 균열)
실시예 및 비교예의 편광판을 톰슨날로 50mm × 50mm로 재단하여 시험편으로 하였다. 열충격시험은 80℃에서 1시간, -40℃에서 1시간 방치하는 것을 100사이클 반복하는 것으로 하였다. 열충격을 준 후 편광자의 연신방향으로 편광판의 단부로부터 편광자 균열이 존재하는지 관찰하여 편광자 균열이 관찰된 경우에는 그 균열의 길이를 측정하였다. 균열이 복수 관찰되는 경우에는 그 평균치를 이용해서 평가하는 것으로 하였다.
<평가 기준>
◎: 편광자 균열 없음
○: 0.5mm 미만
×: 0.5mm 이상
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
박리력(N/25mm) 8.5 10.5 11.1 9.2 10.8 11.6 10.7 3.4 4.2 5.2 10.2
내굴곡성(Φ) 3 3 1 3 2 3 1 8 7 5 3
내열 ○ ◎ ◎ ○ ◎ ○ ◎ △ ○ ○ ○
내습열 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × × ×
내한 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ × × ○ ×
열충격 ○ ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎ × × × ×
상기 표 2를 참고하면, 본 발명의 구성을 모두 포함하는 편광판의 경우(실시예 1 내지 7), 본 발명의 구성을 포함하지 않는 편광판의 경우(비교예 1 내지 4)보다 편광자와 보호코팅층 사이의 밀착력이 우수하고, 내구성 또한 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. 편광자; 및
    상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층을 포함하는 편광판으로서,
    상기 보호코팅층은 Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고,
    상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는 가교성 모노머 0.5 내지 20중량부를 포함하고,
    상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 아지리딘계 가교제를 0.2 내지 5중량부 및 이소시아네이트 가교제를 5 내지 50중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가교성 모노머는 카르복실기를 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고 Tg 모노머는 메틸메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, N-페닐말레이미드 및 알파메틸스타이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저 Tg 모노머는 스타이렌 및 이소보닐아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가교성 모노머는 Tg가 50℃ 이상인 것을 특징으로 하는 편광판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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