KR20200088170A - 편광판, 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20200088170A
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Abstract

본 발명은, 편광자; 상기 편광자의 일면 측에 형성되고, 고분자 기재와 방현층을 포함하는 광학 적층체; 및 상기 편광자의 다른 일면 측에 형성되고, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 열가소성 수지층;을 포함하는 편광판과, 상기 편광판을 포함하는 액정 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

편광판, 및 디스플레이 장치{OPTICAL LAMINATE, POLARIZING PLATE, AND DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 편광판, 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자 (OELD), 또는 액정 표시 소자 (LCD) 와 같은 화상 표시 장치에 있어서는, 외광의 반사 또는 상의 비침에 의한 콘트라스트의 저하나, 시인성의 저하를 방지하는 것이 요구된다. 이를 위해, 광의 산란 또는 광학 간섭 등을 이용해 상의 비침이나 반사 등을 줄이기 위해, 화상 표시 장치의 표면에 반사 방지 필름 등의 광학 적층 필름이 형성되고 있다.
예를 들어, 액정 표시 소자 등에 있어서는 이전부터 방현층을 포함하는 광학 적층 필름이 일반적으로 형성되어 왔다. 이러한 방현층은 주로 바인더와, 이러한 바인더 내에 포함된 미립자를 포함하며, 이러한 미립자는 통상 바인더 표면에 일부가 돌출되게 요철이 형성되어 있다. 즉, 상기 방현층은 상기 바인더 표면에 돌출된 미립자에 의한 표면 요철을 가짐에 따라, 광 산란/광 반사 등을 제어하여 화상 표시 장치의 시인성 저하 등을 억제할 수 있다.
그러나, 이전에 알려진 방현층을 포함하는 광학 필름의 경우, 표면에 요철을 형성시키기 위해 유기 입자와 무기 나노 입자를 함께 사용하였으나, 무기 나노 입자는 바인더 및 용매에 대한 분산성이 낮아 무기 나노 입자끼리 응집이 발생하는 문제점이 발생하였다.
특히, 상기 무기 나노 입자는 유기 입자의 표면을 둘러싸면서 유기 입자의 응집을 유도하는데, 이러한 무기 나노 입자로 둘러싸인 유기 입자가 방현층 표면에 수직한 방향으로 지나치게 응집되는 경우, 표면 요철이 지나치게 크거나 많이 형성되는 요철 불량이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 요철 불량으로 인해, 오히려 방현층의 광학 특성이 저하되어 광 산란/광 반사 등을 제어하는 방현 특성 등이 제대로 발현되지 못하고, 그 부위에서 상이 일그러져 상선명성도 저하되거나 빛의 반사가 주변부보다 증폭되어 반짝이게 되는 불량, 일명 스파클링(반짝임) 현상이 발생할 수 있어 개선이 필요하다.
본 발명은, 열과 물에 대한 내구성이 높으며, 높은 명암비 및 우수한 상선명도를 구현하고 높은 내마모성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성을 갖는 편광판을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 광학 적층체를 포함하는 액정 패널 및 디스플레이 장치를 각각 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 편광자; 상기 편광자의 일면 측에 형성되고, 고분자 기재와 방현층을 포함하는 광학 적층체; 및 상기 편광자의 다른 일면 측에 형성되고, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 열가소성 수지층;을 포함하고, 상기 고분자 기재는 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자를 포함하고, 상기 방현층은 바인더 수지 및 상기 바인더 상에 분산되어 있는 유기 미립자 또는 무기 미립자를 포함하고, 상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 직경 100㎛ 이상인 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 존재하는 비율이 50 개/㎡ 이하인, 편광판이 제공될 수 있다.
또한 본 명세서에서는, 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 광학 적층체, 편광판, 및 디스플레이 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 명세서에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, (메트)아크릴[(meth)acryl]은 아크릴(acryl) 및 메타크릴(methacryl) 양쪽 모두를 포함하는 의미이다.
또한, 중공 구조의 무기 나노입자라 함은 무기 나노입자의 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미한다.
또한, (공)중합체는 공중합체(co-polymer) 및 단독 중합체(homo-polymer) 양쪽 모두를 포함하는 의미이다.
발명의 일 구현예에 따르면, 편광자; 상기 편광자의 일면 측에 형성되고, 고분자 기재와 방현층을 포함하는 광학 적층체; 및 상기 편광자의 다른 일면 측에 형성되고, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 열가소성 수지층;을 포함하고, 상기 고분자 기재는 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자를 포함하고, 상기 방현층은 바인더 수지 및 상기 바인더 상에 분산되어 있는 유기 미립자 또는 무기 미립자를 포함하고, 상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 직경 100㎛ 이상인 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 존재하는 비율이 50 개/㎡ 이하인, 편광판이 제공될 수 있다.
상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 직경 100㎛ 이상인 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 존재하는 비율이 50 개/㎡ 이하, 또는 1 내지 30개/㎡, 또는 실질적으로 존재하지 않음에 따라서, 상기 광학 적층체을 포함하는 상기 구현예의 편광판은 상대적으로 낮은 헤이즈 값을 가지면서도 높은 명암비 및 균일하고 양호한 상선명도를 구현할 수 있다.
상기 방현층/또는 편광판은 A광원 하에서의 투과율이 90%이상, 헤이즈가 10% 이하 또는 8% 이하일 수 있다(예를 들어, 측정기기 HM-150, 측정규격 JIS K 7105).
보다 구체적으로, 상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 미세 돌기가 100㎛ 이상의 직경을 갖는 정도의 크기가 되면 육안으로 시인되는 스파클링(반짝임) 현상이 나타날 수 있는데, 상기 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 형성되는 비율이 상대적으로 낮음에 따라서, 반사광의 증폭에 의한 스파클링(반짝임) 현상을 방지할 수 있고, 영상의 상선명도가 균일하며, 이에 따라 고해상도 이미지를 선명하게 구현할 수 있다.
일반적으로 헤이즈 값이 높을수록 외부광의 확산 정도가 커져, 눈부심 방지 효과가 탁월한 반면, 표면의 산란에 의한 이미지의 왜곡현상과 내부산란에 의한 백화현상으로 명암비가 떨어지는 문제점이 나타난다. 이에 반해, 상기 구현예의 편광판은 상술한 방현층을 포함하여 그리 높지 않은 헤이즈 값을 가지면서도 높은 명암비 및 우수한 상선명도를 나타낼 수 있다.
상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 미세 돌기의 직경은 상기 방현층의 표면에 평행한 방향으로의 단면 폭으로 결정될 수 있으며, 100㎛ 이상, 또는 100㎛ 내지 300 ㎛, 또는 110㎛ 내지 250 ㎛, 또는 120 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 직경 100㎛ 이상인 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 존재하는 비율이 50 개/㎡ 이하, 또는 1 내지 30개/㎡일 수 있고, 또한 하기 일반식 1로 정의되는 방현층의 일면 중 미세 돌기가 위치하는 영역의 비율이 0.5면적%이하, 0.3 면적%이하, 또는 0.01 내지 0.5면적%, 또는 0.02 내지 0.2면적%, 또는 0.05 내지 1면적% 일 수 있다.
[일반식1]
방현층의 일면 중 미세 돌기가 위치하는 영역의 비율 = (미세 돌기의 개수 * 5 mm의 지름을 갖는 원의 면적) / 방현층의 일면의 면적 (㎟)
상기 일반식1에서의 "5 mm의 지름을 갖는 원"은 상기 미세 돌기가 위치하는 영역으로 정의한다.
상술한 방현층의 특성은 상기 방현층을 형성하기 위한 코팅 조성물에서 용매를 제외한 고형분의 함량이나 방현층 형성시 사용하는 유기 용매의 종류 등을 특정함에 따른 것이다.
보다 구체적으로, 상기 방현층을 형성하기 위한 코팅 조성물에서 용매를 제외한 고형분의 함량은 25 내지 40중량% 또는 30 내지 35중량% 일 수 있다. 상술한 범위로 상기 방현층을 형성하기 위한 코팅 조성물이 고형분 함량이 조절됨에 따라서, 상기 방현층 형성시 유기 미립자 또는 무기 미립자의 유동이 원활할 수 있으며, 이에 따라 이들의 응집체인 미세 돌기가 실질적으로 생성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 방현층을 형성하기 위한 코팅 조성물은 특정의 혼합 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기 용매는 알코올 및 비알코올류의 유기 용매를 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 상기 유기 용매는 n-부틸 아세테이트 및 2-부탄올을 포함하는 혼합 용매일 수 있다. 또한, 상기 유기 용매는 n-부틸 아세테이트 및 2-부탄올을 1: 2 내지 1:5의 중량비로 포함할 수 있다.
상술한 유기 용매를 사용함에 따라서, 상기 방현층 형성시 유기 미립자 또는 무기 미립자의 유동이 원활할 수 있으며, 이에 따라 이들의 과응집체인 미세 돌기가 실질적으로 생성되지 않을 수 있다.
한편, 상기 광학 적층체에서는, 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75%이내에, 또는 두께의 50% 이내, 또는 30% 이내에 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자가 존재하는데, 이에 따라 상기 광학 적층체는 낮은 광택도 및 반사율과, 적절한 수준의 헤이즈 특성 등의 우수한 광학 특성 및 방현 특성 등을 나타내면서 동시에 상대적으로 높은 내스크래치성 및 내구성을 가질 수 있다.
상기 고분자 기재에 포함되는 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자는 상기 광학 적층체의 제조 과정에서 상기 방현층으로 침투하여 방현층의 외부면으로까지 노출될 수 있는데, 본 발명자들은 상기 고무 입자가 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75 % 이내에 또는 50% 이내에, 또는 두께의 30% 이내의 범위까지만 위치하도록 조절하였다.
이와 같이, 상기 고무 입자가 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75% 이내에 또는 50% 이내에, 또는 두께의 30% 이내의 범위까지만 위치하여, 상기 고무 입자가 방현층의 외부면으로 노출되거나 방현층의 상면에 위치하여 상기 광학 적층체의 내스크래치성를 저하시키거나 반사율이나 헤이즈 특성을 높이게 되는 현상을 방지하였다.
보다 구체적으로, 상기 방현층을 형성하기 위한 코팅 조성물을 도포하고 열처리 또는 건조시 60℃를 초과하는 온도를 적용하는 경우 상기 고무 입자가 상기 고분자 기재에서 상기 형성되는 방현층으로 올라오게 되며, 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75 % 를 초과하는 범위까지 상기 고무 입자가 위치할 수 있다.
이에 따라, 상기 상기 방현층을 형성하기 위한 코팅 조성물을 도포하고 열처리 또는 건조시 60℃이하의 온도를 적용할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 광학 적층체의 제조 과정에서 상기 고분자 기재에 포함되는 고무 입자의 일부가 상기 방현층으로 이동할 수 있는데, 이에 따라 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75% 이내에 존재하는 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자와 상기 고분자 기재에 포함되는 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자는 동일한 성분의 고무 입자일 수 있다.
상기 고무 입자는 통상적으로 알려진 천연 고무 또는 합성 고무 일 수 있다. 예를 들어 상기 고무 입자는 스티렌계 고무, 부타디엔계 고무, 스티렌-부타디엔계 고무 및 아크릴계 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무를 포함할 수 있다.
상기 스티렌계, 스티렌-부타디엔계 고무의 제조에 사용되는 상기 스티렌계 단량체는 치환되지 않은 스티렌 단량체 또는 치환된 스티렌 단량체일 수 있다.
상기 치환된 스티렌 단량체는 벤젠고리 또는 비닐기에 지방족 탄화수소 또는 헤테로 원자를 포함하는 치환기로 치환된 스티렌일 수 있다. 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-클로로스티렌, 4-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌 및 β-브로모스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는, C1-4 알킬 또는 할로겐으로 치환된 스티렌을 사용할 수 있다.
상기 부타디엔계, 스티렌-부타디엔계 고무의 제조에 사용되는 상기 부타디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔 및 클로로프렌으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 공중합성이 양호하다는 관점에서 1,3-부타디엔을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 고무의 제조에 사용되는 상기 아크릴레이트계 단량체는 메타크릴산 에스테르류, 아크릴산 에스테르류, 불포화 카르복실산, 산 무수물 및 하이드록시기를 함유하는 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 상기 아크릴레이트계 단량체의 구체적인 예로는, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 및 벤질 메타크릴레이트를 포함하는 메타크릴산 에스테르류; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 메타아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트를 포함하는 아크릴산 에스테르류; 아크릴산 및 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 모노글리세롤 아크릴레이트를 포함하는 하이드록시기를 함유하는 에스테르; 또는 이들의 혼합물; 또는 상기 아크릴계 단량체를 다관능 단량체의 존재하에 중합시키는 화합물을 사용할 수 있다.
고무 입자는, 이러한 고무 탄성을 갖는 입자가 단층으로 형성된 것일 수도 있고, 고무 탄성층을 적어도 1층 갖는 다층 구조체일 수도 있다. 다층 구조의 아크릴계 고무 입자로서는, 상기와 같은 고무 탄성을 갖는 입자를 핵으로 하고, 그의 주위를 경질의 메타크릴산알킬에스테르계 중합체로 덮은 것, 경질의 메타크릴산알킬에스테르계 중합체를 핵으로 하고, 그의 주위를 상기와 같은 고무 탄성을 갖는 아크릴계 중합체로 덮은 것, 또한 경질의 핵의 주위를 고무 탄성의 아크릴계 중합체로 덮고, 또한 그의 주위를 경질의 메타크릴산알킬에스테르계 중합체로 덮은 것 등을 들 수 있다. 탄성층에서 형성되는 고무 입자는, 그의 평균 직경이 통상 10 내지 500nm 정도의 범위에 있다.
한편, 상기 고분자 기재는 10 내지 150㎛, 20 내지 120㎛, 또는 30 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 고분자 기재의 두께가 10㎛ 미만이면 유연성이 떨어져 공정을 제어하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 고분자 기재가 과다하게 두꺼워지면 고분자 기재의 투과율이 감소하여 광학 물성이 하락할 수 있으며, 이를 포함하는 화상 표시 장치를 박막화하기 어렵다는 문제점이 있다.
상기 방현층은 1 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 방현층의 두께가 너무 얇으면, 필름의 경도가 낮아지거나 내스크래치 특성이 하락하여 광학적층체의 최외부 필름으로 사용하기에 부적합할 수 있다. 상기 방현층의 두께가 너무 두꺼우면, 필름에 휨이 발생하고, 굴곡 특성이 나빠져 필름이 잘 부러질 수 있으며, 이에 따라 롤공정 시 필름 주행이 어려울 수 있다.
한편, 상기 고분자 기재의 두께 대비 상기 방현층의 두께의 비율이 0.008 내지 0.8, 또는 0.01 내지 0.5일 수 있다. 상기 상기 고분자 기재의 두께 대비 상기 방현층의 두께의 비율이 너무 작으면 기재의 표면을 방현층이 충분히 보호하지 못하여 연필 경도 등 기계 물성의 확보가 어려울 수 있다. 또한, 상기 상기 고분자 기재의 두께 대비 상기 방현층의 두께의 비율이 너무 크면 적층체의 유연성이 줄어 내크랙성이 부족할 수 있다.
상기 고분자 기재는 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다
상기 고분자 기재에서 상기 바인더 수지 대비 상기 고무 입자의 함량이 너무 작으면, 외력으로부터의 충격 흡수를 할 수 없어 필름이 잘 부서지거나, 일정곡률 이하로 구부릴 경우 필름이 깨지게 되는 문제가 생길 수 있다.
상기 고분자 기재에서 상기 바인더 수지 대비 상기 고무 입자의 함량이 너무 높으면, 필름의 기계적 강도가 약해져 필름이 쉽게 변형될 수 있고 바인더 수지의 가교밀도가 낮아져 하드코팅시 용매 침식이 증가하여 필름의 경도와 내스크래치 성이 악화될 수 있으며, 고무입자와 고분자기재 성분의 굴절율 차이로 인해 투과도가 하락하여 광학 특성이 저하될 수 있다.
상기 고분자 기재의 구체적인 성분이 크게 한정되는 것은 아니지만, 소정의 광투과도와 함께 내습 특성을 확보하기 위해서 상기 고분자 수지는 (메트)아크릴레이트 수지, 셀룰로스 수지, 폴리올레핀 수지 및 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 광학 적층체에서, 40˚C, 습도100% 조건에서 24시간 동안 측정한 상기 고분자 기재의 수분 투과량이 150 g/㎡이하, 100 g/㎡이하, 또는 75 g/㎡ 이하, 또는 5 내지 75 g/㎡ 일 수 있다.
보다 구체적으로 상기 고분자 기재는 40˚C, 습도100% 조건에서 24시간 동안의 수분 투과량을 측정하였을 때(측정기기 lab think社 Water Vapor Permeability Tester), 수분 투과량이 150 g/㎡이하, 100 g/㎡이하, 또는 75 g/㎡ 이하, 또는 5 내지 75 g/㎡ 일 수 있다.
한편, 상기 방현층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 유기 미립자 또는 상기 무기 미립자를 각각 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 방현층에서 상기 바인더 수지 대비 상기 유기 미립자 또는 고무 입자의 함량이 너무 작으면, 외부 광의 산란/반사 등이 제대로 제어되지 못하여 방현 특성이 크게 저하될 수 있으며, 건조시 입자의 안정성이 급격히 하락하여 수백㎛크기의 돌기가 생성될수 있어 광학특성이 확보되기 어렵다. 또한, 상기 고분자 기재에서 상기 바인더 수지 대비 상기 고무 입자의 함량이 너무 높으면, 투과 이미지 광의 굴절이 증가하여 광학 필름의 상 선명도가 크게 저하될 수 있고, 중첩된 입자가 많이 생겨 미세 돌기가 증가하거나, 백탁이 발생하거나 필름의 블랙 선명도가 하락할 수 있다.
상기 방현층에 포함되는 바인더 수지는 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지는 자외선 등의 광이 조사되면 중합 반응을 일으킬 수 있는 광중합성 화합물의 (공)중합체를 의미한다.
상기 광중합성 화합물의 구체적인 예로는 비닐계 단량체 또는 올리고머나 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 올리고머로부터 형성된 (공)중합체를 들 수 있다.
상기 광경화성 수지의 예로는, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭사이드 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 반응성 아크릴레이트 올리고머 군; 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세린 프로폭시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로필 트리아키를레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 다관능성 아크릴레이트 단량체로 이루어진 군;으로부터 형성된 중합체 또는 공중합체나, 에폭시기, 지환식 에폭시기, 글리시딜기 에폭시기 또는 옥세탄기를 포함하는 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
상기 바인더 수지는 상술한 광경화성 수지와 함께 중량평균분자량이 10,000g/mol 이상인 (공)중합체(이하, 고분자량 (공)중합체라 함)를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자량 (공)중합체는, 예를 들어, 셀룰로오스계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 스티렌계 폴리머, 에폭사이드계 폴리머, 나일론계 폴리머, 우레탄계 폴리머 및 폴리올레핀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 유기 또는 무기 미립자는 입경의 구체적으로 한정되는 것은 아니다.
상기 방현층에 포함되는 유기 미립자는 미크론(㎛) 스케일일 수 있으며, 상기 방현층에 포함되는 무기 미립자는 나노(nm) 스케일일 수 있다. 본 명세서에서, 미크론(㎛) 스케일이라 함은, 1mm 미만, 즉, 1000㎛ 미만의 입자 크기 또는 입경을 가짐을 지칭하며, 나노(nm) 스케일이라 함은 1㎛ 미만, 즉, 1000 nm 미만의 입자 크기 또는 입경을 가짐을 지칭하고, 서브-미크론(sub-㎛) 스케일이라 함은 미크론 스케일 또는 나노 스케일의 입자 크기 또는 입경을 가짐을 지칭한다.
보다 구체적으로, 상기 유기 미립자는 1 내지 50㎛, 또는 1 내지 10㎛의 단면 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 무기 미립자는 1 ㎚ 내지 500 ㎚, 또는 1㎚ 내지 300㎚의 단면 직경을 가질 수 있다.
상기 하드 코팅층에 포함되는 유기 또는 무기 미립자의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 유기 또는 무기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭사이드 수지 및 나일론 수지로 이루어진 유기 미립자이거나 산화규소, 이산화티탄, 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄 및 산화아연으로 이루어진 무기 미립자일 수 있다.
한편, 상기 구현예의 광학 적층체는 상기 방현층의 일면에 형성되고, 380nm 내지 780nm 파장 영역에서의 굴절율이 1.20 내지 1.60인 저굴절층을 더 포함할 수 있다.
상기 380nm 내지 780nm 파장 영역에서의 굴절율이 1.20 내지 1.60인 저굴절층은 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 유기 미립자 또는 유기 미립자를 포함할 수 있으며, 선택적으로 광반응성 작용기를 갖는 함불소 화합물 및/또는 광반응성 작용기를 갖는 실리콘계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 다관능 (메트)아크릴레이트계 반복단위를 포함하는 (공)중합체를 포함하고, 이러한 반복단위는 예를 들어, 트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물로부터 유래한 것일 수 있다.
상기 함불소 화합물 또는 실리콘계 화합물에 포함되는 광반응성 작용기는 (메트)아크릴레이트기, 에폭사이드기, 비닐기(Vinyl) 및 싸이올기(Thiol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기를 포함할 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 함불소 화합물은 i) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 탄소에 1이상의 불소가 치환된 지방족 화합물 또는 지방족 고리 화합물; ii) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고, 적어도 하나의 수소가 불소로 치환되고, 하나 이상의 탄소가 규소로 치환된 헤테로(hetero) 지방족 화합물 또는 헤테로(hetero)지방족 고리 화합물; iii) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 실리콘에 1이상의 불소가 치환된 폴리디알킬실록산계 고분자; 및 iv) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고 적어도 하나의 수소가 불소로 치환된 폴리에테르 화합물;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
상기 저굴절층은 중공형 무기 나노 입자, 솔리드형 무기 나노 입자 및/또는 다공성 무기 나노입자를 포함할 수도 있다.
상기 중공형 무기 나노 입자는 200㎚ 미만의 최대 직경을 가지며 그 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미한다. 상기 중공형 무기 나노 입자는 1 내지 200㎚, 또는 10 내지 100㎚ 의 수평균 입경을 갖는 무기 미세 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 중공형 무기 나노 입자는 1.50 g/㎤ 내지 3.50 g/㎤의 밀도를 가질 수 있다.
상기 중공형 무기 나노 입자는 표면에 (메트)아크릴레이트기, 에폭사이드기, 비닐기(Vinyl) 및 싸이올기(Thiol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 작용기를 함유할 수 있다. 상기 중공형 무기 나노 입자 표면에 상술한 반응성 작용기를 함유함에 따라서, 보다 높은 가교도를 가질 수 있다.
상기 솔리드형 무기 나노입자는 0.5 내지 100nm의 수평균 입경을 갖는 솔리드형 무기 미세 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다공성 무기 나노입자는 0.5 내지 100nm의 수평균 입경을 갖는 무기 미세 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 저반사층은 상기 (공)중합체 100중량부 대비 상기 무기 나노 입자 10 내지 400중량부; 및 상기 광반응성 작용기를 포함한 함불소 화합물 및/또는 실리콘계 화합물 20 내지 300중량부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 구현예의 편광판은 상기 광학 적층체를 편광자 보호 필름으로 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 편광판은 편광자와 상기 편광자의 일면 측에 형성되고, 고분자 기재와 방현층을 포함하는 광학 적층체와 상기 편광자의 다른 일면 측에 형성되고, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 열가소성 수지층을 포함할 수 있다.
특히, 이전에 알려진 편광판들은 편광자를 중심으로 양쪽에 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름 등을 위치하는 구조를 가졌는데 반하여, 상기 구현예의 편광판은 한쪽에 상술한 특성을 갖는 광학 적층체가 위치하고 다른 한쪽에 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 열가소성 수지층이 위치하여 이전에 알려진 다른 편광판 구조에 비하여 보다 얇은 두께를 통해서도 견고한 구조를 구현할 수 있으며, 또한 외부 열에 의해서 내구 구조나 물성이 크게 변하지 않는 특성을 가질 수 있다.
상기 열가소성 수지층의 두께가 크게 한정되는 것은 아니지만, 상기 편광판의 구조 및 물성 등을 고려하여 10 ㎛ 내지 80 ㎛, 또는 20 ㎛ 내지 60 ㎛, 또는 30 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
한편, 상기 광학 적층체에 포함되는 고분자 기재의 두께 대비 상기 열가소성 수지층의 두께가 크게 한정되는 것은 아니지만, 상기 고분자 기재의 두께 대비 상기 열가소성 수지층의 두께의 비가 적정 범위를 갖지 못하면, 편광판에 휨이 발생할 수 있고 유연성이 떨어져 공정을 제어하기 어려울 수 있다. 이에 따라 상기 구현예의 편광판에서 상기 광학 적층체에 포함되는 고분자 기재의 두께 대비 상기 열가소성 수지층의 두께의 비율이 0.3 내지 2.0, 또는 0.4 내지 1.2, 또는 0.5 내지 0.9일 수 있다.
한편, 상기 열가소성 수지층은 (메트)아크릴레이트계 수지 이외로 기계적 강도 향상을 위한 고무입자를 더 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지층에 포함되는 (메트)아크릴레이트계 수지의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, (메트)아크릴레이트 (공)중합체, (메트)아크릴레이트 에스테르 (공)중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 열가소성 수지층에 포함되는 (메트)아크릴레이트계 수지는 130℃ 이하, 또는 125℃ 이하의 유리전이온도를 가질 수 있으며, 또는 100℃ 내지 125℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
상기 열가소성 수지층은 상기 편광자의 다른 일면 측에 접착제층을 매개로 결합될 수 있다. 상기 접착제층은, 예를 들면, 접착제 조성물을 편광자의 일면에 도포하고, 건조, 가열 또는 전자기파의 조사 등에 의해 경화시켜 형성할 수 있다. 상기 접착제층으로 사용할 수 있는 구체적인 종류는, 경화되어 목적하는 접착 특성을 발현할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제; 아크릴 접착제; 비닐 아세테이트계 접착제; 우레탄계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리올레핀계 접착제; 폴리비닐알킬에테르계 접착제; 고무계 접착제; 염화비닐-비닐아세테이트계 접착제; 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 접착제; 스티렌-부타디엔-스티렌의 수소 첨가물(SEBS)계 접착제; 에틸렌계 접착제; 및 아크릴산 에스테르계 접착제 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있다. 상기와 같은 접착제층은, 예를 들면, 수계, 용제계 또는 무용제계 접착제 조성물을 경화시켜 조제할 수 있다. 또한, 상기 접착제층은, 열경화형, 상온 경화형, 습기 경화형 또는 광경화형 접착제 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제층으로는, 수계 폴리비닐알코올계 접착제 조성물; 무용제형 아크릴 접착제 조성물; 또는 무용제형 비닐 아세테이트계 접착제 조성물을 경화된 상태로 포함하는 접착제층를 사용할 수 있다.
상기 구현예의 편광판은 편광자를 포함한다. 상기 편광자는 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 이때, 상기 편광자는 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시키고 연신하여 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
한편, 상기 편광자가 폴리비닐알코올 필름인 경우, 폴리비닐알코올 필름은 폴리비닐알코올 수지 또는 그 유도체를 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올 수지의 유도체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또는, 상기 폴리비닐알코올 필름은 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 사용되는 시판되는 폴리비닐알코올 필름, 예를 들어, 구라레 사의 P30, PE30, PE60, 일본합성사의 M3000, M6000 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 폴리비닐알코올 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1000 내지 10000 또는 1500 내지 5000일 수 있다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있다. 또한, 상기 편광자가 두께는 40㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 1 내지 20㎛, 또는 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 이 경우, 상기 편광자를 포함하는 편광판이나 화상 표시 장치 등의 디바이스의 박형 경량화가 가능하다.
상기 편광판은 상기 편광자와 상기 광학 적층체의 고분자 기재 사이에 위치하고 0.1㎛ 내지 5㎛의 두께를 갖는 접착층;을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층에는 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 편광판용 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 광학 적층체 또는 편광판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 액정표시장치 (Liquid Crystal Display]), 플라즈마 디스플레이 장치, 유기발광 다이오드 장치(Organic Light Emitting Diodes) 등의 장치일 수 있다.
하나의 일 예로, 상기 디스플레이 장치는 서로 대향하는 1쌍의 편광판; 상기 1쌍의 편광판 사이에 순차적으로 적층된 박막트랜지스터, 컬러필터 및 액정셀; 및 백라이트 유닛을 포함하는 액정디스플레이 장치일 수 있다.
상기 디스플레이 장치에서 상기 광학 적층체 또는 편광판은 디스플레이 패널의 관측자측 또는 백라이트측의 최외각 표면에 구비될 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 상기 디스플레이 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 적어도 일면에 위치하는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 양면에 각각 구비된 광한 적층체를 포함하는 액정 표시 장치일 수 있으며, 이때, 상기 편광판 중 적어도 하나가 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광자를 포함하는 편광판일 수 있다.
이때, 상기 액정 표시 장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 높은 명암비 및 우수한 상선명도를 구현하고 높은 내마모성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성을 갖는 편광판과, 상기 편광판을 포함하는 액정 패널 및 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
도1은 제조예1의 광학 적층체에서 확인되는 100㎛ 이상의 미세 돌기를 레이저 현미경(Optical Profiler)로 찍은 사진이다.
도 2은 제조예1의 광학 적층체의 단면 TEM 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 비교제조예 2의 광학 적층체의 단면 TEM 사진을 나타낸 것이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1 내지 3 및 비교제조예 1 내지 3: 광학 적층체의 제조]
(1) 방현층 형성용 코팅 조성물의 제조
하기 표1에 기재된 성분을 혼합하여 방현층 형성용 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 광학 적층체의 제조
하기 표1에 기재된 고분자 기재 상에 상기 제조된 방현층 형성용 코팅액 각각을 #12번 mayer bar로 코팅한 후 40℃의 온도에서 2분 건조하고, UV경화하여 방현층 (코팅두께는 4 ㎛)을 형성했다. UV경화시, UV램프는 H bulb를 이용하였으며, 질소분위기 하에서 경화반응을 진행하였고 경화 시 조사된 UV광량은 150 mJ/㎠ 이다.
　 제조예 1 제조예 2 제조예 3 비교제조예 1 비교제조예 2 비교제조예 3
고분자기재 아크릴 필름(WOLF, S㎛itomo 제공, 두께: 60 ㎛, 300nm의 평균입경을 갖는 아크릴 고무 입자 포함)
방현층
코팅
조성물		 TMPTA 9.85 7.88 8.77 10.7 8.76 6.93
PETA 6.11 7.88 7.18 4.67 6.81 8.92
UA-306T 6.11 5.32 6.98 4.67 5.26 5.35
G8161 6.9 7.88 5.98 8.76 7.79 7.93
D1173 0.89 0.83 0.83 0.83 0.83 0.89
I184 0.89 0.83 0.83 0.83 0.83 0.89
Tego270 0.04 0.04 0.06 0.04 0.05 0.05
BYK350 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
유기 미립자
XX-103BQ		 0.97 1.16 1.32 1.15 1.31 1.53
무기 미립자MA-ST 0.18 0.18 0.18 0.2 0.16 0.21
EtOH 　 　 　 41.84 9.73 0
n-BA 12.81 12.8 13.12 　 29.2 10.76
2-BuOH 55.18 55.13 54.68 26.24 29.2 56.47
코팅두께
(㎛)		 4 4 4 4 4 4
TMPTA: 트리메틸로일프로필트리아크릴레이트
PETA: 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트
UA-306T: 우레탄 아크릴레이트로 톨루엔 디이소시아네이트와 펜타 에리스리톨트리아크릴레이트의 반응물 (Kyoeisha제품)
G8161: 광경화형 아크릴레이트 폴리머(Mw ~ 200,000, San nopco 제품)
IRG-184: 개시제 (Irgacure 184, Ciba사)
Tego-270: Tego 사 레벨링제
BYK350: BYK사 레벨링제
IPA 이소프로필 알코올
XX-103BQ(2.0㎛ 1.515): 폴리스타이렌과 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합 입자(Sekisui Plastic 제품)
XX-113BQ(2.0㎛ 1.555): 폴리스타이렌과 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합 입자(Sekisui Plastic 제품)
MA-ST(30% in MeOH) : 크기 10~15nm의 나노실리카 입자가 메틸알코올에 분산된 분산액(Nissan Chemical제품)
EtOH: 에탄올
n-BA: n-부틸 아세테이트
2-BuOH: 2-부탄올
[실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3: 편광판의 제조]
상기 제조예 및 비교제조예 각각에서 제조된 광학 적층체의 고분자기재 측에 UV접착제를 이용하여 폴리비닐알콜 편광자(두께:25㎛, 제조사:엘지화학)를 접합하였다.
그리고, UV접착제를 이용하여 상기 폴리비닐알콜 편광자의 다른 일면에 40㎛ 두께의 아크릴레이트 수지 필름(LG 화학 제품: 40㎛ 폴리메틸메타크릴레이트 기재)를 접합하고 편광판을 제조하였다.
[실험예 1 내지 5: 광학적층체의 물성 측정]
실험예 1: 광학 적층체의 헤이즈 평가
상기 제조예 및 비교제조예 각각에서 얻어진 광학 적층체으로부터 4cm x 4cm의 시편을 준비하고 헤이즈 측정기(HM-150, A 광원, 무라카미사)로 3회 측정하여 평균값을 계산하고, 이를 전체 헤이즈 값으로 산출하였다. 측정시, 투광도와 헤이즈는 동시에 측정되며, 투광도는 JIS K 7361 규격, 헤이즈는 JIS K 7136 규격에 의해 측정하였다.
실험예 2: 상선명도(%) 측정
상기 제조예 및 비교제조예 각각에서 얻어진 광학 적층체에 대하여 슈가 테스트 인스트루먼드(Suga Test Instr㎛ent Co., LTD.)사의 ICM-1T를 이용하여 상선명도를 측정하였다. 상선명도는 슬릿 폭 0.125mm, 0.5mm, 1mm, 2mm 에서 측정하여 총합으로 표시한다.
실험예 3: 방현층 표면에서 응집하는 미립자의 비율 확인
상기 제조예 및 비교제조예 각각에서 얻어진 광학 적층체로부터 50cm * 50cm (가로* 세로)로 자른 샘플을 조도 700lux의 LED 조명하에 검정색 무광 종이 위에 내려놓았다. 그리고, 상기 샘픔 필름 표면 기준으로 빛이 70도로 입사되도록 필름을 배치한 후 빛이 반사되는 쪽에서 관찰하여 주변부보다 반짝임이 강한 미세 돌기를 찾았다.
미세 돌기로 확인되는 부분은 지름 5mm의 원으로 표시하고, 개수를 세어 다음 식에 따라 돌기수와 돌기면적비율을 계산하였다. 이때, 돌기수는 아래 일반식2로 계산하고, 상기 유기 미립자 또는 무기 미립자들의 응집체 중 그 크기가 직경 100㎛ 이상인 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 형성되는 면적 비율은 하기 일반식 1로 정의하였다.
[일반식1]
방현층의 일면 중 미세 돌기가 위치하는 영역의 비율 = (미세 돌기의 개수 * 5 mm의 지름을 갖는 원의 면적) / 방현층의 일면의 면적 (㎟)
상기 일반식1에서의 "5 mm의 지름을 갖는 원"은 상기 미세 돌기가 위치하는 영역으로 정의한다.
[일반식2]
돌기수(개/㎡): 50cm*50cm에서 측정된 개수*4
실험예 4: 단면 측정
상기 샘플을 0.5 cm폭으로 잘라 단면을 취하고, 마이크로 토밍 기법을 이용하여 단면 샘플을 제작하였다. 관찰하고자 하는 표면과 단면을 백금(Pt)로 코팅한 후, SEM으로 코팅층 두께, 침식층의 두께, 고무입자의 위치 등을 관찰하였다. 침식층이 잘 보이지 않을 경우, 단면샘플의 표면을 마이크로웨이브로 에칭하고 백금 코팅한 후 관찰하여 침식층의 두께를 확인하였다.
실험예 5: 내스크래치성 측정
내스크래치 측정 기기(KPD-301, 기배이엔티)을 이용하여 스틸울(#0000)에 하중을 걸고 폭 2.5cm, 길이 13cm의 구간을 27rpm의 속도로 10회 왕복하며 실시예 및 비교예에서 얻어진 반사 방지 필름의 표면을 문질렀다. 육안으로 관찰되는 1cm이하의 스크래치 1개 이하가 관찰되는 최대 하중을 측정하였다.
실험예의 결과
제조예 1 제조예 2 제조예 3 비교제조예 1 비교제조예 2 비교제조예 3
헤이즈(%) 2.1 2.1 2 2.0 2.1 2.3
상선명도 368 360 343 300 이하 300 이하 300 이하
돌기수
(ea/m2)		 3 16 38 약1000 약 300 약100
돌기면적비율(%) <0.1 <0.1 <0.1 ~2% 0.5% 0.2%
고무 입자가 관찰되는 방현층의 최대 두께 <25% <25% <50% <25% <90% <50%
내스크래치성 700gf 700gf 500gf 500gf 500gf NG 500gf NG
도2에 나타난 바와 같이, 제조예 1의 광학 적층체에서는 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 25% 이내에 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자가 존재한다는 점이 확인되었다. 이에 반하여, 도3에서 확인되는 바와 같이 비교제조예 2의 광학 적층체에서는 상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 90% 의 범위까지 에 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자가 존재한다는 점이 확인되었다.
그리고, 상기 표1에 나타난 바와 같이, 제조예들의 광학 적층체는 높은 내스크래치성을 가지면서도 방현성이 구현될 수 있는 수준의 헤이즈 및 높은 상선명도를 구현한다는 점이 확인되는데 반하여, 비교제조예들의 광학 적층체는 낮은 수준의 내스크래치성이나 상대적으로 낮은 상선명도를 나타낸다는 점이 확인된다.
[실시예 4 및 비교예 4 및 5: 편광판의 제조]
실시예 4
(1) 저반사층 형성용 코팅액(C)의 제조
트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트(TMPTA) 100g, 중공형 실리카 나노 입자(직경범위: 약 42 ㎚ 내지 66 ㎚, JSC catalyst and chemicals사 제품) 283g, 솔리드형 실리카 나노 입자(직경범위: 약 12 ㎚ 내지 19 ㎚) 59g, 제1 함불소 화합물(X-71-1203M, ShinEtsu사) 115g, 제2 함불소 화합물 (RS-537, DIC사) 15.5g 및 개시제 (Irgacure 127, Ciba사) 10g를, MIBK(methyl isobutyl ketone)용매에 고형분 농도 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사층 형성용 코팅액을 제조하였다.
(2) 편광판의 제조
상기 실시예1에서 고분자 기재 상에 상기 방현층을 형성한 이후에, 상기 저반사층 형성용 코팅액(C) 을 #4 mayer bar로 두께가 약 110 내지 120㎚가 되도록 코팅하고 40℃에서 1분동안 건조 및 경화(252mJ/㎠의 자외선을 조사)하여 저굴절층을 형성한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 4
UV접착제를 이용하여 폴리비닐알콜 편광자(두께: 17㎛, 제조사:엘지화학)의 일면에 TAC(트리아세틸 셀룰로오스)필름(두께:60㎛)을 접합하고, 상기 TAC 필름 상에 상기 제조예1의 코팅액을 #12번 mayer bar로 코팅한 후 40℃의 온도에서 2분 건조하고, UV경화하여 방현층 (코팅두께는 4 ㎛)을 형성했다. UV경화시, UV램프는 H bulb를 이용하였으며, 질소분위기 하에서 경화반응을 진행하였고 경화 시 조사된 UV광량은 150 mJ/㎠ 이다.
그리고, UV접착제를 이용하여 상기 폴리비닐알콜 편광자의 다른 일면에 40㎛ 두께의 아크릴레이트 수지 필름(LG 화학 제품: 40㎛ 폴리메틸메타크릴레이트 기재)을 접합하고 편광판을 제조하였다.
비교예 5
UV접착제를 이용하여 폴리비닐알콜 편광자(두께: 17㎛, 제조사:엘지화학)의 일면에 60㎛ 두께의 MUV 아크릴레이트 수지 필름(LG 화학 제품, 100 nm두께의 primer층이 일면에 형성된 60 ㎛ 두께의 아크릴레이트 필름)을 접합하고, 상기 프라미어층 상에 상기 제조예1의 코팅액을 #12번 mayer bar로 코팅한 후 40℃의 온도에서 2분 건조하고, UV경화하여 방현층 (코팅두께는 4 ㎛)을 형성했다. UV경화시, UV램프는 H bulb를 이용하였으며, 질소분위기 하에서 경화반응을 진행하였고 경화 시 조사된 UV광량은 150 mJ/㎠ 이다.
그리고, UV접착제를 이용하여 상기 폴리비닐알콜 편광자의 다른 일면에 40㎛ 두께의 아크릴레이트 수지 필름을 접합하고 편광판을 제조하였다.
[실험예6: 열충격 평가]
상기 실시예 4 및 비교예 4 및 5에서 제조된 편광판을 TV용 유리(가로 12cm, 세로12cm, 두께 0.7mm)의 일면에 접합하여 열충격 및 내수성 평가용 샘플을 제조한다. 이 때, 편광자의 MD방향이 정사각형의 한변과 평행하도록 편광판을 재단한다.
그리고, 상기 제조된 편광판과 편광판이 접합된 평가용 샘플에 대하여 다음과 같은 조건에서 열충격 및 내수성 실험을 진행하고 아래 사항에 대하여 측정 및 확인하였다.
1) 열충격 실험 측정 조건:
편광판과 평가용 샘플을 열충격 챔버에 수직으로 세워 놓는다. 상온에서 80℃로 승온하여 30분 방치하고, 이후 온도를 -30℃로 낮추어30분 방치 뒤 상온으로 온도 조절하는 것을 1 Cycle로 하여 총 100 Cycle을 반복하였다.
2) 꼭지점 들뜸(mm), 10x10/film 단품
상기 편광판 샘플의 네 꼭지점을 관찰하여 코팅층과 편광자 사이의 들뜸, 편광자와 보호필름 사이의 박리, 하드코팅과 점착층간의 박리와 휨을 관찰한다. 들뜸이 발생하여 휨이 나타날 경우, 편평하게 바닥에 놓은 상태에서 바닥에서부터 휘어진 높이를 측정하여 평균을 구하였다.
3) 내수성 실험
재단한 시편을 유리 기판(soda lime glass)에 부착하여 샘플을 제조하였다. 이어서, 제조된 샘플을 60℃의 온도에 물에 투입하고, 24 동안 방치한 후에 꺼내어 기포 또는 박리의 발생 여부를 관찰하여, 하기 기준으로 내수성을 평가하였다. 내수성의 측정 직전에 제조된 샘플을 상온에서 24 시간 동안 방치하고, 평가를 진행하였다. 평가 조건은 하기와 같다.
○: 코팅층과 기재층 및 접착제층과 점착제층의 계면에서 기포 및 박리 발생 없음
△: 코팅층과 기재층 및 접착제층과 점착제층의 계면에서 기포 및/또는 박리 약간 발생
×: 코팅층과 기재층 및 접착제층과 점착제층의 계면에서 기포 및/또는 박리 다량 발생
실시예4 비교예 4 비교예 5
열충격
평가결과		 Crack발생 X O O
기포 및 박리 X O △
꼭지점 들뜸(mm), 10x10/film 단품 2 30 10
내수성
평가결과		 기포 및 박리 X O △
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 실시예4의 편광판은 제조 과정에서 60℃ 이상의 온도가 가해지는 경우에도 세부 층간의 열수축율 등이 조절되고 편광판의 휨 밸런스(balance)도 양호하고 물에 장시간 노출되어야 높은 안정성을 갖는다는 점 또한 확인되어, 열과 물에 노출되는 외부 환경에 장치간 방치되어도 편광판의 크랙을 방지할 수 있고, 액정 표시 장치의 빛샘 현상을 방지할 수 있는 것을 확인되었다.
이에 반하여, 비교예 4 및 비교예5 각각의 편광판은 상기 열충격 평가 및 내수성 평가 결과 내열성 및 내수성이 취약하다는 점이 확인되었다.
1 고분자 기재
2 방현층
3 고무 입자
4 고분자 기재 및 방현층의 계면
5 방현층의 표면
6 고분자 기재 및 방현층의 계면으로부터 고무 입자가 존재하는 최대 범위

Claims (15)

  1. 편광자;
    상기 편광자의 일면 측에 형성되고, 고분자 기재와 방현층을 포함하는 광학 적층체; 및
    상기 편광자의 다른 일면 측에 형성되고, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 열가소성 수지층;을 포함하고,
    상기 고분자 기재는 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자를 포함하고,
    상기 방현층은 바인더 수지 및 상기 바인더 상에 분산되어 있는 유기 미립자 또는 무기 미립자를 포함하고,
    상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 직경 100㎛ 이상인 미세 돌기가 상기 방현층의 외부 표면에 존재하는 비율이 50 개/㎡ 이하인,
    편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기 미립자 또는 무기 미립자가 응집하여 형성되는 미세 돌기의 직경이 100㎛ 내지 300 ㎛인, 편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하기 일반식 1로 정의되는 방현층의 일면 중 미세 돌기가 위치하는 영역의 비율이 0.5면적%이하인, 편광판:
    [일반식1]
    방현층의 일면 중 미세 돌기가 위치하는 영역의 비율 = (미세 돌기의 개수 * 5 mm의 지름을 갖는 원의 면적) / 방현층의 일면의 면적 (㎟)
    상기 일반식1에서의 "5 mm의 지름을 갖는 원"은 상기 미세 돌기가 위치하는 영역으로 정의한다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75% 이내에 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자가 존재하는, 편광판..
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 (메트)아크릴레이트 수지, 셀룰로스 수지, 폴리올레핀 수지 및 폴리에스테르 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 편광판.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고분자 기재 및 상기 방현층의 계면으로부터 상기 방현층 두께의 75% 이내에 존재하는 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자와
    상기 고분자 기재에 포함되는 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자는 동일한 성분의 고무 입자인, 편광판.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 고무 입자는 스티렌계 고무, 부타디엔계 고무, 스티렌-부타디엔계 고무 및 아크릴계 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무를 포함하는, 편광판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 기재는 10 내지 150㎛의 두께를 가지며,
    상기 방현층은 1 내지 10 ㎛의 두께를 갖는, 편광판.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 고분자 기재의 두께 대비 상기 방현층의 두께의 비율이 0.008 내지 0.8인, 편광판.
  10. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 열가소성 수지층은 10 ㎛ 내지 80 ㎛의 두께를 갖는, 편광판.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 고분자 기재의 두께 대비 상기 열가소성 수지층의 두께의 비율이 0.3 내지 2.0인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 기재는 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 10 내지 500 nm의 단면 직경을 갖는 고무 입자 5 내지 50 중량부를 포함하는, 편광판.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 방현층은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 상기 유기 미립자 또는 무기 미립자를 각각 1 내지 10 중량부를 포함하는, 편광판.
  14. 제1항에 있어서,
    40˚C의 온도 및 100%의 습도 조건에서 24시간 동안 측정한 상기 고분자 기재의 수분 투과량이 150 g/㎡이하 인, 편광판.
  15. 제1항의 편광판을 포함하는 디스플레이 장치.
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