KR20190076791A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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Abstract

편광자, 상기 편광자의 상부면에 형성된 보호층, 및 상기 편광자의 하부면에 형성된 배리어층을 포함하고, 상기 배리어층은 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물 및 개시제를 포함하는 배리어층용 조성물로 형성된 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 보호층, 편광자, 배리어층이 순차적으로 형성된 편광판에 있어서, 편광자와 배리어층 간의 밀착력이 우수하고, 배리어층이 제전성(static dissipative) 효과를 가지면서 광학적 투명성이 우수하고, 고온 또는 고온 고습에서 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
액정표시장치는 액정패널, 액정패널의 양면에 각각 형성된 편광판을 포함한다. 편광판은 편광자 및 편광자의 양면에 각각 형성된 보호필름을 포함한다. 최근, 편광자의 일면에는 보호필름을 형성하고 편광자의 다른 일면에는 코팅층을 형성함으로써 편광판을 박형화하고 있다.
편광자는 수분에 취약하고 고온에서는 더욱 더 수분에 취약하다. 고온 고습에서 편광판은 외부의 수분 침투로 인해 내구성이 떨어질 수 있고 편광자의 크랙성이 떨어질 수 있다. 고온에서 내구성을 높인 편광판이 개발되고 있다. 그러나, 고온/고습은 고온보다 가혹한 조건이며 편광자는 수분에 취약하다. 따라서, 고온에서의 내구성이 높은 편광판이더라도 고온/고습에서도 내구성을 높이는 데에는 한계가 있다.
한편, 편광판을 액정패널에 부착시에는 이형필름을 제거한 후 점착제층에 의해 액정패널 표면에 부착하게 된다. 이때, 이형필름을 제거하거나 보호필름을 박리시 정전기에 의해 필름이 손상되는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 각 층 간의 이물질이 존재하게 되면 광학표시장치 화면에 이상 표시가 발생하게 되고 정상적인 액정 표시되지 않거나 가동 중에 오 작동되는 문제점이 있다.
이를 방지하기 위한 방법으로, 편광판의 보호필름에 도전층을 형성하거나, 도전성 접착제 또는 도전성 접착제를 이용하거나 도전성이 있는 보호필름을 사용하는 방법이 고려될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 필름의 광학적 투명성이 저하될 수 있고 필름의 밀착성이 저하될 수 있다. 또한, 온도 및/또는 습도에 의해 도전 성능이 저하되거나 발포 현상을 나타낼 수 있어서 사용하기에는 충분하지 않다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2010-0018462호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 편광자에 대한 밀착성이 우수하고 제전성 효과를 갖는 배리어층을 포함하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학적으로 투명한 배리어층을 포함하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고온 및 고습에서의 내구성이 좋은 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은 편광자, 상기 편광자의 상부면에 형성된 보호층, 및 상기 편광자의 하부면에 형성된 배리어층을 포함하고, 상기 배리어층은 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물 및 개시제를 포함하는 배리어층용 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 편광자에 대한 밀착성이 우수하고 제전성 효과를 갖는 배리어층을 포함하는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 광학적으로 투명한 배리어층을 포함하는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 고온 및 고습에서의 내구성이 좋은 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간체 등의 다른 구조를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서에서 "수분투과도"는 보호층에 대해 KS A1013에 준하여 40℃ 및 90% 상대습도에서 측정된 값이다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "비치환된 또는 치환된"에서 "치환된"은 작용기 중 하나 이상의 수소 원자가 C1 내지 C10의 알킬기, 수산기, 아미노기, C6 내지 C10의 아릴기, 할로겐, 시아노기, C3 내지 C10의 시클로알킬기, 또는 C7 내지 C10의 아릴알킬기로 치환된 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 편광판(100)은 편광자(110), 보호층(120) 및 배리어층(130)을 포함할 수 있다. 편광판(100)은 보호층(120), 편광자(110), 배리어층(130)이 순차적으로 형성될 수 있다.
편광판(100)은 하기 식 1의 편광도 변화율이 3% 이하, 구체적으로 0% 내지 1%, 더 구체적으로 0% 내지 1%, 보다 더 구체적으로 0% 내지 0.5%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 고온 및 고습에서의 내구성이 좋아 광학표시장치에 사용될 수 있다.
<식 1>
편광도 변화율 = ｜P0 - P500｜/P0 x 100
(상기 식 1에서, P0는 편광판의 초기 편광도(단위:%),
P500는 편광판을 60℃ 및 95% 상대습도의 항온 및 항습에서 500시간 동안 방치하고 25℃에서 1시간 동안 방치한 후의 편광판의 편광도(단위:%)). 편광판(100)은 상기 식 1에서 P500≤P0이고, P500, P0은 각각 90% 이상, 구체적으로 95.000% 내지 99.990%가 될 수 있다.
편광판(100)은 파장 400nm 내지 700nm에서 하기 식 2의 광 투과도 변화율이 3.5% 이하, 구체적으로 0% 내지 3.5%가 될 수 있다: 상기 범위에서, 편광판의 고온 또는 고온 고습에서의 내구성이 좋아 광학표시장치에 사용될 수 있다:
<식 2>
광 투과도 변화율 = ｜T500 - T0｜/ T0 x 100
(상기 식 2에서, T0는 편광판의 초기 광 투과도(단위:%),
T500는 편광판을 60℃ 및 95% 상대습도의 항온 및 항습에서 500시간 동안 방치한 후 편광판의 광 투과도(단위:%)). 편광판(100)은 T500≤T0이고, T500, T0은 30% 이상, 구체적으로 30% 내지 50%, 더 구체적으로 40% 내지 49%가 될 수 있다.
이와 같이, 편광판(100)은 편광자(110) 일면에는 보호층(120)을 포함하고 편광자(110) 다른 일면에는 보호층(120) 없이 배리어층(130)을 포함함에도 불구하고, 배리어층(130)이 고온 및 고습에서 편광자(110)의 다른 일면으로의 수증기 및/또는 수분 침투를 억제함으로써 상기 식 1의 편광도 변화율과 식 2의 광 투과도 변화율이 낮아서 편광판을 박형화시킬 수 있고 고온 또는 고온 고습에서 내구성을 좋게 할 수 있다. 편광판(100)은 두께가 250㎛ 이하, 구체적으로 200㎛ 이하, 더 구체적으로 150㎛ 이하가 될 수 있다. 예를 들면, 편광판(100)은 두께가 50㎛ 내지 115㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
편광판(100)은 배리어층(130)을 포함함으로써 제전성 효과를 낼 수 있고 편광자(110)와 배리어층(130) 간의 밀착력도 높일 수 있다. 이를 통해 편광판을 LCD 패널에 사용시 LCD 패널에 의해 부가될 수 있는 정전기에 의한 패널 손상을 방지할 수 있다. 특히, 편광판(100)은 배리어층(130) 단독에 의해 광학적 투명성의 저하 없이 제전성 효과, 배리어 효과를 나타낼 수 있고 편광자(110)에 대한 배리어층(130)의 밀착력이 우수하여서 편광판의 현저한 박형화를 가능하게 할 수 있다. 배리어층 일면에 제전성 효과가 있는 점착층을 부가하여 LCD 패널에 점착시킬 수 있으나 이러한 경우 온도 또는 습도에 의해 제전성 효과가 저하되거나 발포 현상이 일어나는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 고온 또는 고온 고습에서 편광자와 배리어층 간의 분리를 막아 배리어 효과를 높이고 신뢰성을 높일 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 편광자(110), 보호층(120), 배리어층(130), 점착층(140) 및 이들의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
편광자 (110)
편광자(110)는 보호층(120)과 배리어층(130) 사이에 형성되는 것으로, 편광판(100)으로 입사되는 외광을 편광시킬 수 있다.
편광자(110)는 폴리비닐알콜계 수지 필름으로 제조된 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 편광자는 폴리비닐알콜계 수지 필름에 요오드, 이색성 염료 중 하나 이상이 흡착된 폴리비닐알콜계 편광자가 될 수 있다. 또한, 편광자는 폴리비닐알콜계 수지 필름을 탈수시켜 제조된 폴리엔계 편광자가 될 수 있다.
폴리비닐알콜계 수지 필름은 비누화도가 85몰% 내지 100몰%, 구체적으로 98몰% 내지 100몰%가 될 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지 필름은 중합도가 1,000 내지 10,000, 구체적으로 1,500 내지 10,000이 될 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지 필름은 두께가 30㎛ 내지 200㎛가 될 수 있다. 상기 비누화도, 중합도 및 두께 범위에서, 편광자를 제조할 수 있다.
구체적으로, 폴리비닐알콜계 편광자는 폴리비닐알콜계 수지 필름에 요오드, 이색성 염료 중 하나 이상을 흡착시키고 최종 연신비 2배 내지 8배, 구체적으로 3배 내지 6배로 MD(machine direction) 1축 연신하여 제조될 수 있다. 연신은 건식 연신, 습식 연신 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로, 폴리엔계 편광자는 폴리비닐알콜계 수지 필름에 산 촉매를 가하여 탈수, 건조시킴으로써 제조될 수 있다. 산 촉매는 파라-톨루엔 술폰산 등을 포함하는 톨루엔 술폰산 등의 방향족 술폰산을 포함하는 유기산, 무기산 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
편광자(110)는 두께가 5㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다. 편광판의 박형화가 요구됨에 따라, 편광자(110)는 5㎛, 6㎛, 7㎛, 8㎛, 9㎛, 10㎛, 11㎛ 또는 12㎛의 두께를 가져 편광판을 박형화시킬 수도 있다.
보호층(120)
보호층(120)은 편광자(110)의 일면(광 출사면)에 형성되어 편광자(110)를 보호하는 것으로, 편광자(110)의 일면에 형성될 수 있다. 보호층(120)은 편광자(110)의 광 출사면에 형성될 수 있다.
보호층(120)은 수분투과도가 100g/m2ㆍday 이하, 구체적으로 1g/m2ㆍday 내지 70g/m2ㆍday, 더 구체적으로 5g/m2ㆍday 내지 60g/m2ㆍday 가 될 수 있다. 상기 범위에서 외부의 수분이 편광자에 침투되는 것을 차단함으로써 편광판의 고온 고습에서의 내구성을 높일 수 있고, 편광판의 고온 고습에서의 내구성을 더 높일 수 있다.
보호층(120)은 두께가 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 150㎛, 더 구체적으로 50㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 배리어층과 함께 편광판의 휨을 억제할 수 있다.
보호층(120)은 광학적으로 투명한 수지로 형성된 보호 필름 또는 보호 코팅층을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 보호 필름은 상기 수지 또는 수지를 포함하는 보호 필름용 조성물을 용융 및 압출하여 형성될 수 있다. 필요할 경우에는 연신 공정을 더 추가할 수도 있다. 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 비환형-폴리올레핀계 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 등을 포함하는 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 보호 필름은 MD 1축 연신, TD 1축 연신, MD/TD 2축 연신 필름으로서 소정 범위의 위상차를 가질 수도 있다. 상기 보호 필름용 조성물은 상기 수지 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 첨가제는 자외선 흡수제, 레벨링제, 및 대전방지제 등을 포함할 수 있다. 자외선 흡수제는 파장 200nm 내지 400nm의 광을 흡수하는 통상의 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 자외선 흡수제는 페놀계, 벤조트리아졸계, 살리실란계, 트리아진계, 인돌계 및 옥스아미드계 등에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 보호층은 보호 코팅층이 될 수 있다. 보호 코팅층은 편광자(110)에 대한 양호한 밀착성, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 내구성을 높일 수 있다. 보호코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다.
활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성의 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시계 화합물, 분자 내에 적어도 하나의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물이 될 수 있다.
에폭시계 화합물은 수소화 에폭시계 화합물, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물, 고리형 지방족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물 중 하나 이상이 될 수 있다.
라디칼 중합성의 경화성 화합물은 경도와 기계적 강도가 우수하고 내구성이 높은 보호코팅층을 구현할 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머, 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻을 수 있고 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머를 들 수 있다.
(메트)아크릴레이트 모노머로는 분자 내에 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단관능(메트)아크릴레이트 모노머, 분자 내에 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 2관능(메트)아크릴레이트 모노머, 및 분자 내에 3개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 다관능(메트)아크릴레이트 모노머가 될 수 있다.
(메트)아크릴레이트 올리고머는 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭시(메트)아크릴레이트 올리고머 등이 될 수 있다.
중합 개시제는 활성 에너지선 경화성 화합물을 경화시킬 수 있다. 중합 개시제는 광양이온 개시제, 광증감제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
광양이온 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광양이온 개시제는 양이온과 음이온을 포함하는 오늄염(onium salt)을 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온은 디페닐요오드늄, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄, (4-메틸페닐)[(4-(2-메틸프로필)페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드 등을 들 수 있다. 구체적으로, 음이온은 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 등을 들 수 있다.
광증감제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광증감제는 티오크산톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 옥심계 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
중합 개시제는 활성 에너지선 경화성 화합물 전체 100중량부에 대해 0.01 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 경화가 충분히 되어 기계적 강도가 높고 편광자와의 밀착성이 좋을 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 실리콘계 레벨링제, 자외선 흡수제, 대전방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 활성 에너지선 경화성 화합물 전체 100중량부에 대해 0.01 내지 1중량부로 포함될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호층(120)이 보호 필름으로 이루어질 경우, 접착층에 의해 편광자(110)에 접착될 수 있다. 접착층은 당업자에게 알려진 통상의 편광판용 접착제 예를 들면 수계 접착제(예:폴리비닐알콜계), 광경화형 접착제(예: 에폭시계, (메트)아크릴레이트계) 등으로 형성될 수 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 보호층(120)의 일면에는 기능성 코팅층을 더 포함함으로써 편광판에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, 기능성 코팅층은 하드코팅층, 반사방지층, 내지문성층, 대전방지층, 저반사층, 프라이머층 등에서 하나 이상이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 기능성 코팅층은 두께가 1㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 50㎛, 더 구체적으로 1㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 보호필름에 영향을 주지 않으면서 편광판에 추가적인 기능을 제공할 수 있고, 편광판에 사용될 수 있다.
배리어층 (130)
배리어층(130)은 편광자(110)의 다른 일면(광 입사면)에 형성되어, 편광자(110)에 대해 보호층(120)과는 반대편에서 편광자(110)를 보호하고 외부의 수분이 편광자(110)에 침투되는 것을 차단함으로써 편광판(100)의 고온 및 고습에서의 내구성을 높일 수 있다. 배리어층(130)은 편광자(110)의 광입사면에 형성될 수 있다.
배리어층(130)은 편광자(110)에 대한 밀착성이 높아서, 편광자(110)의 바로 위에 형성되어 접착층 없이 편광자(110)에 직접적으로 형성됨으로써 편광판(100)의 박형화 효과를 구현할 수 있다. 상기 '직접적으로 형성'은 편광자(110)와 배리어층(130) 사이에 점착층, 접착층 등을 포함하는 어떠한 층도 개재되지 않은 것을 의미한다.
배리어층(130)은 두께가 20㎛ 이하, 구체적으로 1㎛ 내지 15㎛, 더 구체적으로 2㎛ 내지 12㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 보호층과 접착층에 대해 적정 두께비를 가져 편광판의 휨을 억제할 수 있고, 배리어성을 높여 편광자의 크랙을 방지할 수 있다.
배리어층(130)은 편광자 일면에 구비되고 상기 배리어층의 또 다른 일면에는 직접적으로 하기 상술되는 점착층에 의해 액정표시패널에 점착됨으로써, 편광판(100)을 액정표시패널에 고정시킬 수 있다.
배리어층(130)은 파장 300nm 내지 700nm에서 광 투과도가 90% 이상이 될 수 있다.
배리어층(130)은 배리어층용 조성물로 형성될 수 있다. 배리어층용 조성물은 광경화 조성물이고, 자외선, 전자선 등을 포함하는 활성 에너지선으로 경화될 수 있다. 이하, 배리어층용 조성물에 대해 상세히 설명한다.
배리어층용 조성물은 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제를 포함할 수 있다. 따라서, 제전성(static dissipative) 효과가 있고 편광자에 대한 밀착성이 높으며 광학적으로 투명하고 배리어 효과를 낼 수 있다.
전도성 고분자는 배리어층에 제전성 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 편광판에 대해 측정된 표면 저항의 상용로그 값은 10Ω/□ 이하, 예를 들면 9Ω/□ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 배리어층이 제전성 기능을 가져 편광판을 LCD 패널에 사용시 LCD 패널에 의해 부가될 수 있는 정전기에 의한 패널 손상을 방지할 수 있다.
전도성 고분자는 당업자에게 알려진 통상의 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌), 폴리티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리피롤, 폴리(p-페닐렌설파이드), 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(티에닐렌 비닐렌), 폴리아닐린 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전도성 고분자는 전도성 고분자 자체로 배리어층용 조성물에 포함될 수 있고 또는 전도성 고분자 함유 분산액으로 배리어층용 조성물에 투입될 수 있다.
본 발명에서, 전도성 고분자는 도판트로 도프된 전도성 고분자를 의미할 수 있다. 예를 들면, 전도성 고분자는 수계 도판트 예를 들면 폴리스티렌술포네이트로 도프될 수 있다. 예를 들면, 전도성 고분자는 폴리스티렌술포네이트로 도프된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)을 포함할 수 있다.
전도성 고분자는 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 0.001중량부 내지 20중량부, 구체적으로 0.1중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 배리어층의 광학 특성과 제전 특성을 동시에 만족할 수 있다.
셀룰로스 에스테르는 수산기 함유 (메트)아크릴레이트와 함께 편광자에 대한 배리어층의 밀착력을 높일 수 있고 편광판의 광 투과도 변화율과 편광도 변화율을 동시에 현저하게 낮추고 밀착성을 개선할 수 있다. 셀룰로스 에스테르만 포함하는 경우 고온 고습 하에서 광학특성이 저하될 수 있다. 수산기 함유 (메트)아크릴레이트만 포함하는 경우 밀착성이 저하될 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 크로스 컷(cross cut)에 의한 평가시 분리된 시편의 개수가 5개 미만, 예를 들면 0개일 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 대한 밀착성이 우수하여 표시장치에 사용될 수 있다. 상기 "크로스 컷"은 하기 상술되는 방법으로 측정할 수 있다.
셀룰로스 에스테르는 셀룰로스의 -OH 또는 -CH2-OH의 -OH기의 일부가 하나 이상의 -O-(C=O)-R로 변형된 에스테르를 포함할 수 있다. 이때, R은 C1 내지 C10의 알킬기, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 또는 부틸기가 될 수 있다. 셀룰로스 에스테르 바인더는 동종 또는 이종의 -O-(C=O)-R을 포함할 수도 있다. 구체적으로, 셀룰로스 에스테르는 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 프로피오네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
셀룰로스 에스테르는 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 1중량부 내지 50중량부, 구체적으로 20중량부 내지 50중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 대한 배리어층의 밀착력을 높일 수 있다.
수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 셀룰로스 에스테르와 함께 편광자에 대한 배리어층의 밀착력을 높이고, 내구성 향상 효과가 있을 수 있다.
수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노 (메트)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜 모노(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 디(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로펜틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메트)아크릴레이트 및 사이클로헥산디메탄올 모노(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 단관능 (메트)아크릴레이트일 수 있다.
수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 1중량부 내지 15중량부, 5중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 대한 배리어층의 밀착력을 높이고 내구성 향상 효과가 있을 수 있다.
반응성 불포화 화합물은 수산기를 포함하지 않는 비수산기 반응성 불포화 화합물이 될 수 있다. 예를 들면, 호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상이고 1관능 또는 2관능의 (메트)아크릴레이트, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트의 혼합물을 포함할 수 있다.
반응성 불포화 화합물은 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 5중량부 내지 60중량부, 바람직하게는 15중량부 내지 50중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 내구성 향상 효과가 있을 수 있다.
호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트는 배리어층의 기계적 강도 및 모듈러스를 높여 편광판의 고온 및 고습에서의 내구성과 내습성을 높일 수 있다. 구체적으로, 호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트는 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이상, 예를 들면 80℃ 이상, 60℃ 내지 200℃, 60℃ 내지 150℃인 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 상기 유리전이온도 범위에서, 배리어층의 모듈러스 상승에 따른 열충격 하의 내크랙성을 높일 수 있다. 상기 "호모폴리머의 유리전이온도"는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정할 수 있다.
호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트는 단관능 (메트)아크릴레이트, 2관능 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 배리어층용 조성물에 포함될 수 있다. 단관능(메트)아크릴레이트는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 배리어층용 조성물에 포함될 수 있다. 2관능(메트)아크릴레이트는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 배리어층용 조성물에 포함될 수 있다.
구체적으로, 호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트는 디메틸올 트리시클로데칸 디(메트)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트, 9,9-비스[4-(2-(메트)아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌, 히드록시피발알데히드 모디파이드(modified) 트리메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 노난디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜프로폭실레이트 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리(프로필렌글리콜) 디(메트)아크릴레이트 및 디프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등을 포함하는 폴리(알킬렌글리콜) 디(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 '알킬렌'은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌이 될 수 있다. 더 구체적으로, 호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트는 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트를 포함하는, 이소시아누레이트기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 포함함으로써, 편광판의 고온 및 고습에서의 내구성을 더 높일 수 있다.
호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트는 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 1중량부 내지 50중량부, 구체적으로 10중량부 내지 40중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 고온 또는 고온 고습에서 편광도 변화율과 광투과도 변화율을 낮출 수 있다.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물은 호모폴리머의 유리전이온도가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트와 함께 배리어층의 수증기 및/또는 물의 침투를 막아 편광판의 고온 및/또는 고습에서의 내수성과 내습성을 높이고, 수증기 및/또는 물에 의한 편광자의 탈색을 방지하여 편광판의 편광도 변화율을 낮출 수 있다. 특히, 화학식 1의 비닐 에스테르(R3이 비닐기인 화합물)는 활성 에너지선에 의해 열화되지 않아, 편광판의 변색을 억제할 수도 있다.
<화학식 1>
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 비치환 또는 치환된 C1 내지 C20의 알킬기이고, R3은 수소 또는 비닐기이다). 화학식 1의 화합물은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 또는 옥틸기가 될 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 R1 및 R2의 전체 탄소수의 합이 6 내지 8, 구체적으로 6, 7 또는 8이 되는 알킬기가 될 수 있다. 구체적으로, 화학식 1에서 R3은 비닐기가 되어, 화학식 1의 화합물은 비닐 에스테르가 될 수 있다. 이때, 편광판의 편광도 함유율과 수분함량 변화율이 더 낮아질 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은 상업적으로 판매되는 상품 VeoVa-9, VeoVa-10, VeoVa-11(이상, Momentive 社), versatic acid(Hexicon 社) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, VeoVa-10은 접착성, 내수성, 및 발수성이 우수하며 UV에 의하여 열화가 일어나지 않아 변색에 강한 특성을 가진다.
화학식 1의 화합물은 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 0.1중량부 내지 10중량부, 구체적으로 0.5중량부 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 고온 및/또는 고습에서의 내수성과 내습성을 높이고, 수증기 및/또는 물에 의한 편광자의 탈색을 방지하여 편광판의 편광도 변화율을 낮추는 효과가 있을 수 있다.
3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 배리어층의 가교 밀도를 향상시켜 배리어층의 응집 에너지를 높이고 신뢰성을 높일 수 있다. 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 광에너지에 의해 개시되는 라디칼에 반응하여 경화될 수 있다. 구체적으로, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 3관능 내지 6관능의 다관능 (메트)아크릴레이트, 더 구체적으로 3관능, 4관능, 5관능, 또는 6관능의 (메트)아크릴레이트가 될 수 있다.
구체적으로, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 비치환된, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 비치환된 3관능 이상의 지방족 폴리올의 다관능(메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 또한, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 할로겐 치환된 지방족 폴리올의 다관능(메트)아크릴레이트, 글리세린의 알킬렌옥사이드 부가물의 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판의 알킬렌옥사이드 부가물의 트리(메트)아크릴레이트, 1,1,1-트리스[(메트)아크릴로일옥시에톡시에톡시]프로판, 트리스(히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트, 6관능의 폴리에스테르 아크릴레이트(PS-610, 미원 상사) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 배리어층용 조성물에 포함될 수 있다.
3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 0.1중량부 내지 10중량부, 구체적으로 0.5중량부 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 가혹 조건에서 내구성 향상 효과가 있을 수 있다.
개시제는 반응성 불포화 화합물을 경화시킬 수 있다. 개시제는 광라디칼 개시제, 광양이온 개시제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 개시제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
광라디칼 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광라디칼 개시제는 티오크산톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 옥심계 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광라디칼 개시제는 인계 예를 들면 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)(2,4,4-트리메틸펜틸)포스핀옥시드 등을 사용할 수 있다.
광양이온 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광양이온 개시제는 양이온과 음이온을 포함하는 오늄염(onium salt)을 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온은 디페닐요오드늄, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄, (4-메틸페닐)[(4-(2-메틸프로필)페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드 등을 들 수 있다. 구체적으로, 음이온은 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 등을 들 수 있다.
개시제는 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제의 총합 100중량부 중 0.1중량부 내지 15중량부, 구체적으로 1중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 경화성 성분이 충분히 경화될 수 있고, 잔량의 개시제가 남아서 배리어층의 투명도가 저하되는 것을 막을 수 있다.
배리어층용 조성물은 용제를 포함하지 않는 무용제형 조성물이나, 코팅성, 도공성 또는 가공성을 용이하게 하기 위해 용제를 더 포함할 수도 있다. 용제는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
배리어층용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 배리어층에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, 첨가제는 UV 흡수제, 반응 억제제, 접착성 향상제, 요변성 부여제, 도전성 부여제, 색소 조정제, 안정화제, 대전방지제, 산화방지제, 및 레벨링제 등에서 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
배리어층은 편광자 일면에 배리어층용 조성물을 도포하고 경화시켜 제조할 수 있다. 배리어층용 조성물은 다이 코팅, 그라비아 코팅 등으로 도포될 수 있다. 경화는 활성 에너지선 구체적으로 UV에서 100mW/cm2 내지 2,000mW/cm2, 100mJ/cm2 내지 2,000mJ/cm2으로 조사하는 것을 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 편광판(200)은 편광자(110), 보호층(120), 배리어층(130), 및 점착층(140)을 포함할 수 있다. 편광판(200)은 배리어층(130)의 하부면에 점착층(140)이 형성됨으로써, 액정패널과 같은 광학표시장치용 패널과 편광판을 점착시킬 수 있다. 점착층이 더 형성된 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판과 실질적으로 동일하다. 이에, 이하에서는 점착층에 대해서만 설명한다.
점착층(140)은 배리어층의 하부면에 형성되어 편광판을 패널 등에 점착시킬 수 있다.
점착층(140)은 두께가 5㎛ 내지 40㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
점착층(140)은 (메트)아크릴계 공중합체와 가교제를 포함하는 점착층용 조성물로 형성될 수 있다. 이하, 점착층용 조성물에 대해 설명한다.
점착층용 조성물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체와 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 (메트)아크릴계 공중합체와 가교제를 포함할 수 있다.
알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 구체적으로, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, N-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 1개 이상의 수산기를 갖는 C1 내지 C20의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 구체적으로, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
단량체 혼합물은 고형분 기준 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 90중량부 내지 99중량부, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 1중량부 내지 10중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 배리어층 및 액정 유리에 대한 점착력이 높을 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 단량체 혼합물에 개시제를 첨가하고, 50℃ 내지 100℃에서 반응시켜 제조될 수 있다. 개시제는 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 등을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 개시제는 단량체 혼합물 100중량부에 대해 0.01중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, (메트)아크릴계 공중합체의 생성 수율을 높일 수 있다.
가교제는 (메트)아크릴계 공중합체를 경화시키는 것으로, 통상의 이소시아네이트 가교제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 가교제는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 변성 톨릴렌디이소시아네이트 어덕트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가교제는 (메트)아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착제 조성물이 잘 가교되어 점착 효과가 구현될 수 있다.
점착제 조성물은 실란커플링제, 가교 촉매 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학표시장치는 본 발명의 실시예들에 따른 편광판을 포함할 수 있다. 광학표시장치는 액정표시장치, 유기발광표시장치가 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
이하, 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
①전도성 고분자: 폴리스티렌술폰산으로 도프된 폴리에틸렌디옥시티오펜, (Batron PH, Starck)
②셀룰로스 에스테르: 셀룰로스 아세테이트 부티레이트: CAB381, Eastman
③수산기 함유 (메트)아크릴레이트: 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트: (HEMA, Daejung)
④반응성 불포화 화합물 중 호모폴리머의 유리전이온도가 50℃ 이상인 (메트)아크릴레이트: 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 디아크릴레이트(호모폴리머의 Tg:131℃, M-2370, 미원상사)
⑤반응성 불포화 화합물 중 화학식 1의 화합물: VeoVa-10(호모폴리머의 Tg:-3℃, Momentive사)
⑥반응성 불포화 화합물 중 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트: 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA, 미원상사)
⑦개시제: 인계 개시제: Darocure TPO, Ciba사
실시예 1
(1)편광자 제조
폴리비닐알콜계 필름(비누화도:99.5몰%, 중합도:2000, 두께:80㎛)을 0.3% 요오드 수용액에 침지시켜 염착시켰다. 연신비 5.0으로 1축 연신 시켰다. 연신된 폴리비닐알콜계 필름을 3%의 붕산 수용액과 2% 요오드화 칼륨 수용액에 침지시켜 색상 보정을 하였다. 50℃에서 4분 동안 건조시켜 편광자(두께:23㎛)를 제조하였다.
(2)배리어층용 조성물 제조
트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 디아크릴레이트 33중량부, VeoVa-10 4중량부 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 4중량부를 혼합하였다. 얻은 혼합물 41중량부에 2-히드록시에틸메타아크릴레이트 6중량부, 전도성 고분자 6중량부, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 41중량부, 개시제 6중량부를 혼합하고 10분 동안 혼합하여 배리어층용 조성물을 제조하였다. 하기 표 1(단위:중량부)은 배리어층용 조성물 100중량부 중 각 성분의 함량을 나타낸 것이다.
(3)편광판 제조
편광판은 22℃ 내지 25℃, 상대습도 20% 내지 60%에서 제조하였다. 보호층의 일면에 수계 접착층용 조성물을 도포하고 편광자의 일면과 합지하였다. 편광자의 다른 일면에 상기 배리어층용 조성물을 도포하고 금속 할라이드 램프로 400mW/cm2, 1000mJ/cm2에서 자외선 조사하여, 배리어층(두께:5㎛), 편광자(두께:23㎛), 및 보호층(TAC 필름, 두께:80㎛)이 순차로 형성된 편광판을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4
실시예 1에서, 각 성분의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
실시예1 6 41 6 33 4 4 6
실시예2 4 48 10 27 3 3 5
실시예3 5 37 5 36 5 5 7
비교예1 2 77 0 14 2 2 3
비교예2 6 0 45 35 4 4 6
비교예3 32 34 34 0 0 0 0
비교예4 0 0 0 67 10 10 13
실시예와 비교예의 편광판에 대해 하기 표 2의 물성을 평가하였다.
(1)표면 저항의 상용로그 값: 실시예와 비교예의 편광판 중 배리어층의 일면에 점착층(두께:20㎛, 아크릴계, 전도성 고분자를 포함하지 않음)을 합지하였다. 상기 제조한 편광판의 점착층 면에서 SIMCO ST-3 장치를 사용해서 23℃ 및 상대습도 55%에서 표면 저항을 측정하고 표면 저항의 상용 로그 값(단위:Ω/□)을 얻었다.
(2)밀착성(크로스-컷, cross-cut): 실시예와 비교예의 편광판을 길이x폭(25mmx25mm)으로 절단하여 정사각형 시편을 제조하였다. 상기 시편을 가로 방향으로 10줄, 세로 방향으로 10줄을 그어 총 100개의 분획을 얻었다. 배리어층 일면에 3M 아크릴 스카치 테이프를 붙이고 한 번에 뜯어서 뜯겨진 분획의 개수를 얻었다. 뜯겨진 분획의 개수가 낮을수록 편광자에 대한 배리어층의 밀착성이 우수함을 의미한다.
(3)편광도 변화율: 실시예, 비교예의 편광판을 길이x폭(25mmx25mm)으로 절단하고 유리판 중앙에 라미네이션 시킨 후 V-7170(Jasco社)을 사용하여 파장 400nm 내지 700nm에서 편광판의 초기 편광도(P0)를 측정하였다. 편광판을 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 동안 방치하고, 25℃에서 1시간 동안 방치한 후 V-7170(Jasco社)을 사용하여 파장 400nm 내지 700nm에서 편광판의 편광도(P500)를 측정하였다. 상기 식 1에 따라 편광도 변화율을 계산하였다.
(4)광 투과도 변화율: 실시예, 비교예의 편광판에 대해 UV-530(Jasco社)을 사용하여 파장 400nm 내지 700nm에서 편광판의 초기 광투과도(T0)를 측정하였다. 편광판을 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 동안 방치하고, 25℃에서 1시간 동안 방치한 후 UV-530(Jasco社)을 사용하여 파장 400nm 내지 700nm에서 편광판의 광투과도(T500)를 측정하였다. 상기 식 2에 따라 광 투과도 변화율을 계산하였다.
(5)광 투과도: 실시예, 비교예의 배리어층용 조성물을 Glass에 두께 5㎛로 도포하고 금속 할라이드 램프로 400mW/cm2, 1000mJ/cm2에서 자외선 조사하여 배리어층을 형성하였다. 배리어층에 대해 파장 400nm 내지 700nm에서 UV-530(Jasco社)을 사용하여 광 투과도를 측정하였다.
(6)내구성: 실시예, 비교예의 편광판을 길이x폭(400mmx200mm)으로 절단하고 유리판 양면에 편광자의 흡수축이 서로 수직이 되도록 부착하여 시편을 제조하였다. 제조한 시편을 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 동안 방치한 후 상온에서 꺼내어 평가하였다.
○ : 편광자에 Crack등 외관의 변화가 없음
△ : 편광자에 Crack/기포등 외관 결점 300㎛ 미만
× : 편광자에 Crack/기포등 외관 결점 300㎛ 이상
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4
표면저항의 상용 로그값
(Ω/□)		 7.8 8.2 8.8 8.3 8.3 7.9 측정 불가*
밀착성
(개)		 0 0 0 5 10 25 37
편광도 변화율
(%)		 0.3 0.2 0.3 0.2 0.5 2.0 3.0
광 투과도 변화율
(%)		 2.5 3.4 2.7 14.8 3.7 11.2 11.2
광 투과도
(%)		 91.7 92.5 92.8 92.5 92.5 92.5 92.5
내구성 ○ ○ ○ × × × ×
*측정 불가: 표면 저항이 너무 높아서 측정할 수 없음.
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 편광판은 편광자에 대한 밀착성이 우수하고 표면저항의 상용로그 값이 낮아서 제전성 효과가 우수하며 고온 및 고습에서의 내구성이 우수하였다.
반면에, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트가 없는 비교예 1은 편광자에 대한 밀착성, 내구성이 좋지 않았다. 셀룰로스 에스테르가 없는 비교예 2는 편광자에 대한 밀착성, 내구성이 좋지 않았다. 반응성 불포화 화합물이 결여된 비교예 3은 편광자에 대한 밀착성, 내구성이 좋지 않았으며, 광 투과도 변화율이 높았다. 반응성 불포화 화합물만으로 된 비교예 4는 제전성 효과가 없고, 편광자에 대한 밀착성, 내구성이 좋지 않았으며, 광 투과도 변화율이 높았다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (12)

  1. 보호층, 편광자, 및 배리어층이 순차적으로 형성된 편광판이고,
    상기 배리어층은 전도성 고분자, 셀룰로스 에스테르, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 반응성 불포화 화합물, 및 개시제를 포함하는 배리어층용 조성물로 형성된 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배리어층은 상기 편광자에 직접적으로 형성된 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자는 도판트로 도프된, 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌), 폴리티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리피롤, 폴리(p-페닐렌설파이드), 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(티에닐렌 비닐렌), 폴리아닐린 중 하나 이상을 포함하는, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로스 에스테르는 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 프로피오네이트 중 하나 이상을 포함하는 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반응성 불포화 화합물은 호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 1관능 또는 2관능의 (메트)아크릴레이트, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트의 혼합물을 포함하는, 편광판:
    <화학식 1>
    Figure pat00002

    (상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 비치환 또는 치환된 C1 내지 C20의 알킬기이고, R3은 수소 또는 비닐기이다).
  6. 제5항에 있어서, 상기 호모폴리머의 유리전이온도(Tg)가 50℃ 이상인 1관능 또는 2관능의 (메트)아크릴레이트는 이소시아누레이트기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 포함하는, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자, 상기 셀룰로스 에스테르, 상기 수산기 함유 (메트)아크릴레이트, 상기 반응성 불포화 화합물, 및 상기 개시제의 총합 100중량부 중,
    상기 전도성 고분자 0.001중량부 내지 20중량부,
    상기 셀룰로스 에스테르 1중량부 내지 50중량부,
    상기 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 1중량부 내지 15중량부,
    상기 반응성 불포화 화합물 5중량부 내지 60중량부, 및
    상기 개시제 0.1중량부 내지 15중량부를 포함하는, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 배리어층의 다른 일면에 점착층이 더 형성된, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배리어층은 파장 300nm 내지 700nm에서 광 투과도가 90% 이상인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 하기 식 1의 편광도 변화율이 3% 이하인 것인, 편광판:
    <식 1>
    편광도 변화율 = ｜P0 - P500｜/P0 x 100
    (상기 식 1에서, P0는 편광판의 초기 편광도(단위:%),
    P500는 편광판을 60℃ 및 95% 상대습도의 항온 및 항습에서 500시간 동안 방치하고 25℃에서 1시간 동안 방치한 후 편광판의 편광도(단위:%)).
  11. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 파장 400nm 내지 700nm에서 하기 식 2의 광 투과도 변화율이 3.5% 이하인, 편광판:
    <식 2>
    광 투과도 변화율 = ｜T500 - T0｜/ T0 x 100
    (상기 식 2에서, T0는 편광판의 초기 광 투과도(단위:%),
    T500는 편광판을 60℃ 및 95% 상대습도의 항온 및 항습에서 500시간 동안 방치한 후 편광판의 광 투과도(단위:%)).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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