KR20230011116A - 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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김규식
김윤정
구준모
박은수
신광호
이상흠
정리라
정한맘
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Abstract

제1 층 및 상기 제1 층의 하부면에 제1 프라이머층을 매개로 적층된 제2 층을 포함하고, 상기 제1 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체를 포함하는 것인, 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
유기발광소자 표시장치는 외부광의 반사로 인하여 시인성과 콘트라스트(contrast)가 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 편광자와 위상차 필름을 포함하는 편광판이 발광소자패널에 적층될 수 있다. 위상차 필름은 편광자와 발광소자패널 사이에 위치된다. 위상차 필름은 보다 완전한 반사 방지를 위해서는 서로 다른 위상차를 갖는 2층 이상의 위상차 필름으로 형성되는 것이 일반적이다.
최근 편광판을 박형화시키는 추세에 따라, 편광판에 포함되는 위상차 필름도 박형화하고자 하는 시도가 계속되고 있다. 이에, 서로 다른 위상차를 갖는 위상차 필름 2매를 접착시키기 보다는 위상차 필름에 위상차를 갖는 코팅층을 형성함으로써 편광판의 두께를 보다 박형화시킬 수 있다.
위상차 필름 상에 위상차를 갖는 코팅층이 형성된 필름은 위상차 필름 또는 위상차가 없는 필름을 기재 필름으로 하고, 상기 기재 필름에 코팅층을 형성하기 위한 조성물을 코팅하여 도막을 형성한 후 상기 기재 필름과 도막 전체를 고온에서 연신시킴으로써 형성될 수 있다. 이를 통해 기재 필름과 코팅층 모두 반사 방지 기능에 필요한 위상차를 확보할 수 있다.
그런데, 고온에서의 연신 과정에서 기재 필름과 도막이 서로 분리됨으로써 원하는 위상차를 달성하기 어렵다는 문제점이 있다. 그렇다고, 기재 필름과 위상차를 갖는 코팅층을 별개로 제조한 다음 전사 및 점착층 등에 의해 합지하는 방법을 고려할 수 있지만 이 경우 점착층을 추가로 포함시켜야 하므로 박형화에는 역효과가 나며 점착층을 별도로 제조해야 하므로 공정성도 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 10-2013-0103595호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 서로 다른 재료를 포함하는 층 간의 박리력이 우수하고 헤이즈가 낮아 광학적 투명성이 우수한 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학 필름 제조시 연신 과정을 거친 이후에도 형상 및/또는 물성의 변화가 낮은 프라이머층을 구비함으로써 고온 침수시 내구성 및 제조 공정성이 개선된 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사 방지 기능에 영향을 주지 않는 프라이머층을 구비하는 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 광학 필름이다.
1.광학 필름은 제1 층 및 상기 제1 층의 하부면에 제1 프라이머층을 매개로 적층된 제2 층을 포함하고, 상기 제1 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체(trimer)를 포함한다.
2.1에서, 상기 지환족 이소시아네이트계 화합물은 메틸렌 비스(사이클로헥실 이소시아네이트), 사이클로헥실렌 디이소시아네이트, 사이클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 1,3-비스(디이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토메틸 사이클로헥산, 이소포론 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3.1-2에서, 상기 이소시아네이트계 삼량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 3]
Figure pat00001
(상기 화학식 3에서, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴렌기이다).
4.1-3에서, 상기 이소시아네이트계 삼량체는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머, 이소포론 디이소시아네이트 트리머 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5.1-4에서, 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 우레탄계 폴리머 100 중량부에 대하여 20중량부 내지 160중량부로 포함될 수 있다.
6.1-5에서, 상기 제1 프라이머층은 유리전이온도가 60℃ 초과일 수 있다.
7.1-6에서, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 다른 재료로 형성되고, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 다른 복굴절을 가질 수 있다.
8.1-7에서, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 소수성일 수 있다.
9.1-8에서, 상기 제1 층은 고리형 폴리올레핀(COP)계, 환상 올레핀 중합체(COC)계 중 1종 이상을 포함하고, 상기 제2 층은 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함할 수 있다.
10.9에서, 상기 할로겐은 불소일 수 있다.
11.9에서, 상기 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00002
(상기 화학식 1에서,
Figure pat00003
은 연결 부위이고, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고, R은 각각 독립적으로 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노기이고, R1, R2, R3 중 하나 이상이 할로겐이거나 및/또는 적어도 하나의 R은 할로겐이고, n은 0 내지 5의 정수이다).
12.1-11에서, 상기 제1 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이고, 상기 제2 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 70nm 내지 120nm일 수 있다.
13.1-12에서, 상기 제2 층의 하부면에 제2 프라이머층을 매개로 적층된 제3 층을 더 포함할 수 있다.
14.13에서, 상기 제1 층과 상기 제3 층은 서로 다른 재료로 형성되고, 상기 제1 층과 상기 제3 층은 서로 다른 복굴절을 가질 수 있다.
15.13-14에서, 상기 제1 층은 고리형 폴리올레핀(COP)계, 환상 올레핀 중합체(COC)계 중 1종 이상을 포함하고, 상기 제3 층은 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함할 수 있다.
16.15에서, 상기 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00004
(상기 화학식 1에서,
Figure pat00005
은 연결 부위이고, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고, R은 각각 독립적으로 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노기이고, R1, R2, R3 중 하나 이상이 할로겐이거나 및/또는 적어도 하나의 R은 할로겐이고, n은 0 내지 5의 정수이다).
17.13에서, 상기 제2 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체를 포함할 수 있다.
18.13에서, 상기 이소시아네이트계 삼량체는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머, 이소포론 디이소시아네이트 트리머 중 1종 이상을 포함하고, 상기 지환족 이소시아네이트계 화합물은 메틸렌 비스(사이클로헥실 이소시아네이트), 사이클로헥실렌 디이소시아네이트, 사이클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 1,3-비스(디이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토메틸 사이클로헥산, 이소포론 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 편광판이다.
편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 적층된 본 발명의 광학 필름을 포함한다.
본 발명의 또 다른 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
본 발명은 서로 다른 재료를 포함하는 위상차층 간의 박리력이 우수하고 헤이즈가 낮아 광학적 투명성이 우수한 광학 필름을 제공하였다.
본 발명은 광학 필름 제조시 연신 과정을 거친 이후에도 형상 및/또는 물성의 변화가 낮은 프라이머층을 구비함으로써 고온 침수시 내구성 및 제조 공정성이 개선된 광학 필름을 제공하였다.
본 발명은 반사 방지 기능에 영향을 주지 않는 프라이머층을 구비하는 광학 필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "면내 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 B로 표시되고, "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 C로 표시될 수 있다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A 내지 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 상기 식 A 내지 식 C에서 측정 파장은 450nm, 550nm 또는 650nm가 될 수 있다.
본 명세서에서 "단파장 분산성"은 Re(450)/Re(550)이고, "장파장 분산성"은 Re(650)/Re(550)이다. Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 위상차층 단독 또는 위상차층 적층체의 파장 450nm, 550nm 및 650nm에서의 면내 위상차(Re)를 의미한다. Re(450)/Re(550)은 Re(450)를 Re(550)로 나눈 값이고, Re(650)/Re(550)은 Re(650)을 Re(550)으로 나눈 값이다.
본 명세서에서 각도 기재시 "+"는 기준을 중심으로 반시계 방향, "-"는 기준을 중심으로 시계 방향을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 수치 범위를 나타낼 때 "X 내지 Y"는 "X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)"를 의미한다.
본 발명의 광학 필름은 제1 층 및 제1 층의 하부면에 제2 층을 포함한다. 본 발명의 광학 필름은 제1 층의 상부면에 제3 층을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 광학 필름은 반사 방지용 편광판에 포함되어 반사 방지 기능을 제공할 수 있다.
제1 층은 제2 층 및 제3 층 대비 서로 다른 재료를 포함한다. 본 발명의 광학 필름은 서로 다른 재료를 포함하는 제1 층과 제2 층 간의 박리력 및 제1 층과 제3 층 간의 박리력이 우수하고, 헤이즈가 낮아 광학적 투명성이 우수하다.
또한, 본 발명의 광학 필름은 제1 층, 제2 층 및 제3 층으로 인한 반사 방지 기능에 영향을 주지 않는 프라이머층을 포함한다. 본 발명의 광학 필름은 하기에서 설명되겠지만 제1 층용 미연신 또는 연신된 필름과 제2 층용 코팅층을 동시에 연신시킴으로써 제조될 수 있다. 이때, 본 발명의 광학 필름은 광학 필름 제조시 상기 연신을 거친 이후에도 형상 및/또는 물성의 변화가 낮은 프라이머층을 구비함으로써 제1 층과 제2 층이 목적으로 하는 위상차를 제대로 구현할 수 있게 함으로써 광학 필름의 제조 공정성이 우수하고 고온 침수시 내구성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서, 제1층과 제2층 간의 박리력, 제1층과 제3층 간의 박리력은 200gf/25mm 이상, 예를 들면 200gf/25mm 내지 500gf/25mm이 될 수 있다.
일 구체예에서, 광학 필름은 헤이즈가 0.5% 이하, 예를 들면 0.01% 내지 0.5%, 바람직하게는 0.01% 내지 0.3%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 반사 방지 기능에 영향을 주지 않을 수 있다. 광학 필름은 광 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 광학 필름을 보다 상세하게 설명한다.
광학 필름은 제1 층 및 상기 제1 층의 하부면에 제1 프라이머층을 매개로 적층된 제2 층을 포함하고, 상기 제1 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체(trimer)를 포함한다.
광학 필름은 상기 제1 층의 상부면에 제2 프라이머층을 매개로 적층된 제3 층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 프라이머층은 상기 제1 프라이머층과 동일한 조성물로 형성될 수 있다. 따라서, 광학 필름은 제1 층, 상기 제1 층의 하부면에 제1 프라이머층을 매개로 적층된 제2 층 및 상기 제1 층의 상부면에 제1 프라이머층을 매개로 적층된 제3 층을 포함할 수 있다.
제1 층
제1 층은 실질적으로 면내 위상차를 가지지 않을 수도 있지만, 바람직하게는 위상차 층으로서, 소정 범위의 면내 위상차를 가짐으로써 광학 필름이 반사 방지 기능을 내도록 할 수 있다.
일 구체예에서, 제1 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm가 될 수 있다. 이를 통해, 하기 상술되는 파장 550nm에서 면내 위상차를 갖는 제2 층과 조합시 측면 및 정면에서 반사율을 현저하게 낮추고 측면에서의 타원율(원편광도)을 높일 수 있다. 바람직하게는, 제1 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 235nm가 될 수 있다.
제1 층은 정파장 분산성으로서, 단파장 분산성이 1 내지 1.1이고, 장파장 분산성이 0.96 내지 1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용시 정면과 측면에서 반사율을 낮출 수 있고, 타원율을 높일 수 있다. 바람직하게는, 제1 층은 단파장 분산성이 1.03 내지 1이고, 장파장 분산성이 0.98 내지 1, 0.99 내지 1, 0.995 내지 1이 될 수 있다. 일 구체예에서, 제1 층은 파장 450nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 280nm, 바람직하게는 185nm 내지 260nm, 더 바람직하게는 190nm 내지 250nm, 파장 650nm에서 면내 위상차가 175nm 내지 270nm, 바람직하게는 180nm 내지 255nm, 바람직하게는 185nm 내지 240nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1 층의 단파장 분산성, 장파장 분산성에 용이하게 도달할 수 있다.
제1 층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 80nm 내지 250nm, 바람직하게는 95nm 내지 200nm, 더 바람직하게는 105nm 내지 180nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율의 개선 효과가 있을 수 있다.
제1 층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1 내지 1.5, 바람직하게는 1 내지 1.3, 더 바람직하게는 1.1 내지 1.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율 개선 효과가 있을 수 있다.
제1 층은 두께가 70㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 70㎛ 이하, 20㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름에 사용될 수 있다.
제1 층은 비 액정성 필름으로서, 광학적으로 투명한 수지로 형성된 연신 필름을 포함할 수 있다. 상기 "비 액정성 필름"은 액정 모노머, 액정 올리고머, 액정 폴리머 중 1종 이상으로 형성되지 않거나 광 조사 등에 의해 액정 모노머, 액정 올리고머 또는 액정 폴리머로 변환되지 않는 물질로 형성되는 필름을 의미할 수 있다.
예를 들면, 제1 층은 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 환상 올레핀 중합체(COC)계, 고리형 폴리올레핀(COP)계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 1종 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다.
바람직하게는, 제1 층은 상기 단파장 분산성, 장파장 분산성을 확보하기 위하여 고리형 폴리올레핀(COP)계 필름을 포함할 수 있다. 고리형 폴리올레핀계 필름은 본 발명의 편광판에 있어서 정면 반사율 개선 면에서 효과를 제공할 수 있고, 본 발명의 제1 프라이머층 적용시 박리력이 우수하였다.
제1 층은 소수성 필름일 수 있다. 예를 들면, 소수성 필름은 고리형 폴리올레핀(COP)계 필름, 환상 올레핀 중합체(COC)계 필름 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 제1 층은 고유 복굴절이 양(+)인 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다.
제1 층은 미연신된 제1 층용 필름에 제1 프라이머층을 형성하고 코팅층용 도막을 형성한 다음, 미연신된 제1 층용 필름, 제1 프라이머층 및 코팅층용 도막의 적층체를 동시에 연신시킴으로써 상술한 위상차를 가질 수 있다. 또는 제1 층은 일부 연신된 제1 층용 필름에 제1 프라이머층을 형성하고 코팅층용 도막을 형성한 다음, 일부 연신된 필름, 제1 프라이머층 및 코팅층용 도막의 적층체를 동시 연신시킴으로써 상술한 위상차를 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 효과를 보다 잘 구현하기 위해서는 후자의 경우에 따라 제조될 수 있다. 이에 대해서는 보다 상세하게 설명한다.
제2 층
제2 층은 제1 프라이머층의 하부면에 형성되며, 실질적으로 면내 위상차를 가지지 않을 수도 있지만, 바람직하게는 반사 방지 기능을 제공하기 위하여, 제2 층은 위상차층으로서 파장 550nm에서 면내 위상차가 70nm 내지 120nm가 될 수 있다. 이를 통해, 제1 층과 조합시 반사 방지층으로서 측면 및 정면에서 반사율을 현저하게 낮춤과 동시에 측면에서 타원율(원편광도)을 높일 수 있다. 바람직하게는, 제2 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 115nm, 90nm 내지 110nm가 될 수 있다.
제2 층은 정파장 분산성으로서, 단파장 분산성이 1 내지 1.15, 장파장 분산성이 0.94 내지 1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1 층 대비 파장 분산성이 차이가 줄어들어 파장별 원편광도가 높아져 반사 성능을 좋게 할 수 있다. 바람직하게는, 제2 층은 단파장 분산성이 1 내지 1.06이고, 장파장 분산성이 0.97 내지 1이 될 수 있다. 일 구체예에서, 제2 층은 파장 450nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 120nm, 바람직하게는 85nm 내지 115nm, 더 바람직하게는 90nm 내지 110nm, 파장 650nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm, 바람직하게는 85nm 내지 105nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2 층의 단파장 분산성, 장파장 분산성에 용이하게 도달할 수 있다.
제2 층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -250nm 내지 -50nm, 바람직하게는 -150nm 내지 -60nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에 대한 원편광도가 높아져 측면 반사율에 대한 효과가 있을 수 있다.
제2 층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -2 내지 -0.1, 바람직하게는 -1.5 내지 -0.1, 더 바람직하게는 -0.5 내지 -0.1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에 대한 원편광도가 개선되어 측면 반사율의 저하 효과를 얻을 수 있다.
제2 층은 전광선 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%, 헤이즈가 2% 이하, 예를 들면 0% 내지 2%, 0.5% 초과 2% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름에 사용될 수 있다.
제2 층은 두께가 10㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 10㎛ 이하, 1㎛ 내지 10㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 8㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름의 박막화 효과를 얻을 수 있다.
제2 층은 제1 층보다 굴절률이 낮으며, 제2 층은 굴절률이 1 내지 2, 바람직하게는 1.4 내지 1.6, 더 바람직하게는 1.5 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1층 대비 굴절률이 제어되어 광학 필름의 헤이즈가 낮아지고 투명성이 높아지도록 하는데 도움을 제공할 수 있다.
제2 층은 제1층 대비 서로 다른 재료로 형성되며, 서로 다른 복굴절을 가지며, 소수성이고, 고유 복굴절이 음(-)인 재료로 형성될 수 있다.
제2 층은 주 성분으로서, 할로겐, 바람직하게는 불소 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함한다. 본 발명에서는 상술한 위상차 및 파장 분산성을 확보하기 쉽고 박막화하는 점을 고려하여, 제2 층을 할로겐, 바람직하게는 불소 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함하는 조성물로 형성하였다. 본 명세서에서 '중합체'는 올리고머, 폴리머, 또는 수지를 포함하는 의미로 사용된다. 상기 "주 성분"은 제2 층 중 중량% 기준으로 95중량% 이상, 구체적으로 95중량% 내지 99중량%로 포함되는 성분을 의미한다.
할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00006
(상기 화학식 1에서,
Figure pat00007
은 연결 부위이고,
R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고,
R은 각각 독립적으로 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노기이고,
R1, R2, R3 중 하나 이상이 할로겐이거나 및/또는 적어도 하나의 R은 할로겐이고,
n은 0 내지 5의 정수이다).
일 구체예에서, 할로겐은 바람직하게는 불소일 수 있다.
할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체는 예를 들면, 1-(2,2-디플루오로에테닐)-2-플루오로벤젠, 1', 2', 2'-트리플루오로스티렌 중 1종 이상을 포함하는 혼합물을 중합하여 형성될 수 있다. 상기 혼합물은 스티렌을 더 포함할 수 있다.
제2 층용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 파장 분산성을 조절하는 역할을 할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제로는 2-나프틸벤조에이트, 안트라센, 페난트렌, 2,6-나프탈렌다이카르복실산 다이에스테르 등을 포함할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 제2 층용 조성물 중 0.1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차 발현율, 파장 분산성을 조절하는 효과가 있다. 제2 층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 안료, 산화 방지제, 대전방지제, 열안정제 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제1 프라이머층
하기 상술되겠지만, 광학 필름은 제1 층용 미연신 필름 또는 일부 연신 필름의 하부면에 제2 층용 조성물을 코팅하여 코팅층용 도막을 형성하고 전체를 연신시켜 제조된다. 제1 프라이머층은 이러한 고온 연신 과정에서 상술 필름과 도막이 분리되지 않아서 제조 공정성이 개선되며 상술 위상차 및 파장 분산성을 확보하도록 할 수 있다. 제1 프라이머층은 상술 필름과 코팅층 간의 박리력을 높여 광학 필름의 신뢰성도 높일 수 있다. 제1 프라이머층은 서로 다른 재료를 포함하는 위상차층 간의 박리력이 우수하고 이들 재료 간의 상용성을 높여 헤이즈를 낮추고 광학적 투명성이 우수한 광학 필름을 제공하였다. 제1 프라이머층은 광학 필름의 반사 방지 기능에 영향을 주지 않는다.
제1 프라이머층은 유리전이온도가 60℃ 초과, 예를 들면 60℃ 초과 150℃ 이하, 75℃ 이상, 75℃ 내지 130℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 고온 연신에서도 제1 층과 제2 층간의 분리 없이 위상차 구현이 가능하고, 이 상태에서 고온 신뢰성(85℃, 85% 상대습도에서 500시간 방치) 평가에도 제1 프라이머층과 제1 층 또는 제2 층 간의 박리가 없어 신뢰성이 높을 수 있다. 또한, 제1 프라이머층은 상술 유리 전이 온도를 가짐으로써 제1 프라이머층을 고온의 물(85℃)에 침수시키고 1시간 동안 두었을 때 결정화도가 충분하여 박리력이 우수하고 헤이즈가 높아지지 않을 수 있다.
제1 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체를 포함한다. 이를 통해, 제1 프라이머층은 상술 모든 효과를 얻을 수 있다. 이소시아네이트계 경화제로서 이소시아네이트계 삼량체를 포함하지 않는 조성물로 형성된 프라이머층은 제1 층과 제2 층 간의 박리력(박리력)이 낮아서 사용이 어렵다. 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하지 않는 우레탄계 폴리머를 포함하는 조성물로 형성된 프라이머층은 박리력이 낮아 100℃ 물에서 1시간 동안 완전히 침수시켰을 때 박리가 발생하여 신뢰성이 좋지 않다.
우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함한다. 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함함으로써 본 발명의 상술 모든 효과 구현이 보다 용이할 수 있다.
지환족 이소시아네이트계 화합물은 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 지환족기를 갖는 이소시아네이트계 화합물로서 2관능 이상 바람직하게는 2관능의 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 지환족 이소시아네이트계 화합물은 메틸렌 비스(사이클로헥실 이소시아네이트), 사이클로헥실렌 디이소시아네이트, 사이클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 1,3-비스(디이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토메틸 사이클로헥산, 이소포론 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이소포론 디이소시아네이트가 사용될 수 있고, 이것은 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
우레탄계 폴리머는 폴리올과 지환족 이소시아네이트계 화합물을 사용하고 촉매를 사용하여 통상의 중합 방법으로 제조될 수 있다. 폴리올은 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리아크릴계 폴리올, 폴리카프로락톤계 폴리올, 폴리카보네이트계 폴리올 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 폴리올은 디올, 트리올, 테트라올 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 지환족 이소시아네이트계 화합물은 폴리올 100중량부에 대해 50중량부 내지 200중량부, 바람직하게는 50중량부 내지 150중량부로 포함될 수 있다. 촉매는 주석계 화합물로서 디부틸 주석 디라우레이트(DBTDL), 2-에틸헥산산 주석 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 우레탄계 폴리머는 반응기 내에 폴리올 혼합물을 넣고 질소 퍼징 하에서 80℃ 내지 100℃에서 10분 내지 30분 가열하여 잔여 수분을 완전히 제거한 다음, 상기 반응기 내부 온도를 65℃ 내지 70℃까지 낮추고, 지환족 이소시아네이트계 화합물 및 촉매를 투입하고, 65℃ 내지 75℃에서 3시간 내지 4시간 동안 1차 중합 시킨 다음, 75℃ 내지 85℃에서 60분 내지 120분 동안 2차 중합시킴으로써 수행될 수 있다.
우레탄계 폴리머는 유리전이온도가 20℃ 내지 100℃, 구체적으로 50℃ 내지 70℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명 효과 구현이 용이할 수 있다.
이소시아네이트계 삼량체는 3개의 이소시아네이트계 경화제가 어덕트 반응을 통해 하기 화학식 2의 모이어티를 가짐으로써 본 발명의 효과 구현에 용이할 수 있다:
[화학식 2]
Figure pat00008
(상기 화학식 2에서, *은 원소의 연결 부위이다).
이소시아네이트계 경화제는 3관능 이상, 바람직하게는 3관능 내지 5관능의 이소시아네이트계 경화제일 수 있다.
이소시아네이트계 삼량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다:
[화학식 3]
Figure pat00009
(상기 화학식 3에서, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴렌기이다).
일 구체예에서, 이소시아네이트계 삼량체는 지방족 알킬렌 디이소시아네이트의 삼량체로서, 예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머, 이소포론 디이소시아네이트 트리머 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
이소시아네이트계 경화제는 고형분 기준으로 우레탄계 폴리머 100중량부에 대하여 20중량부 내지 160중량부, 바람직하게는 38중량부 내지 115중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 박리력이 잘 나올 수 있고, 과량의 이소시아네이트계 경화제가 남아서 광학적 투명성이 좋지 않게 되는 것이 없을 수 있다.
제1 프라이머층용 조성물은 수계 용매를 더 포함할 수 있다. 유기계 용매는 제1 층과 제2 층을 녹이거나 또는 잔량으로 남아 제1 프라이머층을 녹여 헤이즈, 상용성 등이 좋지 않은 문제점이 있는데, 수계 용매는 이러한 문제점이 없다. 수계 용매는 초순수 등을 포함하는 물 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 수계 용매는 상기 조성물 중 잔량으로 포함될 수 있다. 본 발명은 수계 용매를 사용하는 프라이머층용 조성물로서 제1 층과 제2 층간의 박리력을 높이고, 제1 층과 제2 층 간의 상용성을 높여 헤이즈 상승 문제점이 없도록 하였다.
제1 프라이머층용 조성물은 상술한 성분 이외에 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
제1 프라이머층은 두께가 500nm 이하, 예를 들면 0nm 초과 500nm 이하, 구체적으로 100nm 내지 500nm, 바람직하게는 150nm 내지 300nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1 층과 제2 층 간의 신뢰성을 높일 수 있다.
제3 층
제3 층은 측면 반사율의 개선 효과를 더 구현할 수 있다. 제3 층은 실질적으로 면내 위상차를 가지지 않을 수도 있지만, 제3 층은 nz>nx≒ny(nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 제3 층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절률이다)인 포지티브 C 층을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 제3 층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -300nm 내지 0nm, 예를 들면 -200nm 내지 -10nm가 될 수 있다. 제3 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 10nm, 예를 들면 0nm 내지 5nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 정면 반사율의 저감 효과를 구현할 수 있다.
제3 층은 제2 층과 실질적으로 동일한 조성물로 형성될 수 있다. 즉, 제3 층은 상기 화학식 1의 반복 단위를 갖는, 할로겐, 바람직하게는 불소 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 일 구체예에서, 불소 함유 폴리스타이렌계 중합체는 1-(2,2-디플루오로에테닐)-2-플루오로벤젠, 1', 2', 2'-트리플루오로스티렌 중 1종 이상을 포함하는 혼합물을 중합하여 형성될 수 있다. 상기 혼합물은 스티렌을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 광학 필름의 제조 방법을 설명한다.
광학 필름은 제1 층용 미연신된 필름 또는 일부 연신된 필름에 제1 프라이머층을 형성하고, 제1 프라이머층 상에 제2 층용 조성물을 코팅하여 도막을 형성하고, 상기 필름, 제1 프라이머층 및 제2 층용 도막 전체를 연신시킴으로써 제조될 수 있다. 이를 통해, 제1 층, 제1 프라이머층, 제2 층이 순차적으로 형성된 본 발명의 광학 필름이 제조될 수 있다.
연신은 상기 필름, 제1 프라이머층 및 제2 층용 도막 전체를 연신비 1.1배 내지 1.8배, 바람직하게는 1.1배 내지 1.5배로, 더 바람직하게는 1.1배 내지 1.3배로 바람직하게는 110℃ 내지 150℃에서 수행될 수 있다. 연신은 상기 필름, 제1 프라이머층 및 제2 층용 도막 전체를 상기 필름의 MD, TD 또는 경사 방향으로 1축 또는 2축 연신시킴으로써 수행될 수 있다.
연신은 건식 연신, 습식 연신 중 어느 하나에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 건식 연신에서 수행됨으로써 기재 필름, 코팅층의 물성 변화를 줄일 수 있다.
일 구체예에서, 광학 필름은 일부 경사 연신된 필름에 제1 프라이머층을 형성하고 제1 프라이머층 상에 제2 층용 조성물을 코팅하여 도막을 형성한 다음 연신시켜 제조될 수 있다. 다른 구체예에서, 광학 필름은 미연신 필름에 제1 프라이머층을 형성하고 연신한 다음 제1 프라이머층 상에 제2 층용 조성물을 코팅하여 도막을 형성한 다음 연신시켜 제조될 수 있다.
편광판
본 발명의 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 본 발명의 광학 필름을 포함한다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 형성된 본 발명의 광학 필름을 포함한다.
도 1을 참조하면, 편광판은 보호층(300), 편광자(100), 광학 필름을 포함하고, 광학 필름은 제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230)을 포함한다. 편광판에 있어서, 편광자(100)의 하부면으로부터 제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230)이 순차적으로 형성되어 있다.
제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230)은 각각 광학 필름에서 설명된 바와 실질적으로 동일하다.
편광자(100)는 입사된 자연광 또는 편광을 중 특정 방향의 직선 편광으로 변환시킬 수 있다. 편광자(100)는 두께가 2㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 25㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.
편광자(100)는 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름으로부터 제조될 수 있다. 보호층(300)은 편광판의 기계적 강도를 높이고, 외부 환경으로부터 편광자를 보호한다.
보호층(300)은 광학적으로 투명한, 보호 코팅층, 보호 필름 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 보호 코팅층은 활성 에너지선 경화형 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 코팅층을 포함할 수 있다. 보호 필름은 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다. 보호층(300)은 두께가 0.1㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 15㎛ 내지 45㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다. 보호층(300)을 생략하더라도 편광판의 기능에 문제가 없다면 보호층(300)은 생략될 수 있다. 도 1에서 도시되지 않았지만, 보호층(300) 구체적으로 보호 필름은 접착제층에 의해 편광자에 접착될 수 있다. 접착제층은 광경화형 접착제, 수계 접착제 중 1종 이상으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 편광판은 보호층(300), 편광자(100), 광학 필름을 포함하고, 광학 필름은 제3 층(240), 제2 프라이머층(250), 제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230)을 포함한다. 편광판에 있어서, 편광자(100)의 하부면으로부터 제3 층(240), 제2 프라이머층(250), 제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230)이 순차적으로 형성되어 있다.
제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230), 제3 층(240), 제2 프라이머층(250)은 각각 광학 필름에서 설명된 바와 실질적으로 동일하다. 편광자(100), 보호층(300)은 상기 도 1에서 설명된 바와 실질적으로 동일하다.
제2 프라이머층(250)은 제1 프라이머층(220)과 실질적으로 동일할 수도 있으므로, 편광판은 편광자(100)의 하부면으로부터 제3 층(240), 제1 프라이머층(220), 제1 층(210), 제1 프라이머층(220), 제2 층(230)이 순차적으로 형성되어 있을 수도 있다.
광학표시장치
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 편광판을 포함한다. 광학표시장치는 유기발광소자(OLED) 표시장치, 액정표시장치를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 유기발광소자 표시장치는 플렉서블형 기판을 포함하는 유기발광소자 패널, 상기 유기발광소자 패널 상에 적층된 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 유기발광소자 표시장치는 비-플렉서블형 기판을 포함하는 유기발광소자 패널, 상기 유기발광소자 패널 상에 적층된 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
물에 분산된 폴리올(UPA-0103-5.5, DBE,LTD.) 45중량부, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 55중량부를 포함하는 혼합물을 제조하고 중합 촉매 디부틸틴 디라우레이트(DBTDL, TCI社)를 첨가하고 중합 반응시켜 우레탄계 폴리머를 제조하였다. 상기 제조한 우레탄계 폴리머 13중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머(HDI trimer) 5중량부를 포함하고, 물 82중량부를 혼합하여 수 분산성인 제1 프라이머층용 조성물을 제조하였다.
MD 기준으로 45° 방향으로 연신한 고리형 폴리올레핀(COP)계 필름(Zeon社, ZD film)의 하부면에 상기 제조한 제1 프라이머층용 조성물을 소정의 두께로 도포하고 건조 및 경화시켜 제1 프라이머층을 형성하였다.
제1 프라이머층의 하부면에 제2 층용 조성물[불소 함유 폴리스티렌계 중합체를 포함]을 도포하고 건조시켜 제2 층을 형성하기 위한 도막을 형성하였다.
상기 COP계 필름, 제1 프라이머층 및 상기 도막의 적층체를 COP계 필름의 MD 기준으로 0° 방향에서 130℃에서 MD 연신비 1.3배로 연신시켜, 제1 층(정파장 분산성, 두께: 40㎛), 제1 프라이머층(두께: 200nm), 제2 층(정파장 분산성, 두께: 약 5㎛)이 순차적으로 형성된 광학 필름을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로, 제1 층, 제1 프라이머층 및 제2 층이 순차적으로 형성된 광학 필름을 제조하였다. 그런 다음, 제1 층의 상부면에 상기 제1 프라이머층용 조성물을 소정의 두께로 도포하고 건조 및 경화시켜 제1 프라이머층을 형성하였다. 그런 다음, 제1 프라이머층 상부면에 제2 층용 조성물[불소 함유 폴리스티렌계 중합체를 포함]을 도포하고 건조시켜 제3 층을 형성하였다. 이로 인해, 제3 층(포지티브 C 플레이트, 두께: 2㎛, Rth: -40nm), 제1 층(정파장 분산성, 두께: 40㎛), 제1 프라이머층(두께: 200nm) 및 제2 층(정파장 분산성, 두께: 약 6㎛)이 순차적으로 형성된 광학 필름을 제조하였다.
실시예 3
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물을 형성할 때, 우레탄계 폴리머 13중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머 10중량부를 포함하고, 물 77중량부를 혼합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
실시예 4
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물을 형성할 때, 우레탄계 폴리머 13중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머 15중량부를 포함하고, 물 72중량부를 혼합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물로 폴리에스테르계 수지(Paraloid B-44, Dow Inc.)를 포함하는 유기계 프라이머층용 조성물(HDI trimer를 함유하지 않음)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
비교예 2
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물로 우레탄계 폴리머 13중량부, 폴리에스테르계 수지(Paraloid B-44, Dow Inc.) 5중량부, 물 82중량부를 포함하는 수계 프라이머층용 조성물(HDI trimer를 함유하지 않음)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
비교예 3
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물로 우레탄계 폴리머 13중량부, 물 87중량부를 포함하는 수계 프라이머층용 조성물(HDI trimer를 함유하지 않음)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
비교예 4
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물로 우레탄계 폴리머 13중량부, 부탄 디이소시아네이트(Butane diisocyanate, BDI) 5중량부, 물 82중량부를 포함하는 수계 프라이머층용 조성물(HDI trimer를 함유하지 않음)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
비교예 5
실시예 2에서, 제1 프라이머층용 조성물로 상기 폴리올 및 부탄 디이소시아네이트(Butane diisocyanate, BDI)로부터 중합된 우레탄계 폴리머 13중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머 5중량부, 물 82중량부를 혼합한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
실시예와 비교예의 광학 필름을 가지고 아래 물성을 평가하고 하기 [표 1]에 나타내었다.
(1)광학 필름의 헤이즈(단위:%)와 광 투과율(단위%): HAZE 미터(NIPPON DENSHOKU社)를 사용하여 파장 380 내지 780nm에서 광학 필름의 광 투과율과 헤이즈를 측정하였다.
(2)박리력(단위: gf/25mm): 제조된 광학 필름을 25mm ×100mm의 크기로 재단하여 샘플을 제조하고, 무알칼리 유리판 위에 상기 샘플 중 제2층이 유리판 쪽에 합지되도록 PSA(점착제)를 이용하여 샘플을 라미네이터를 이용해서 부착시켰다. 이어서 오토클레이브(50℃ 및 5기압)에서 약 20분동안 압착 처리하고, 항온 항습(23℃, 50% RH)에서 4시간 동안 보관하였다. 그 후 박리력 측정기(Testure analyzer, 영국 스테이블 마이크로 시트템)를 이용하여 25℃에서 300mm/min의 박리 속도 및 180°의 박리 각도 조건으로 박리력을 측정하였다. 샘플 중에서 제1 층인 COP계 필름을 상기 박리력 측정기의 클립으로 고정시킨 후 180°로 일정한 힘으로 제2층으로부터 잡아당겨 제1층과 제2층 간의 층간 프라이머 박리력을 측정하였다.
(3)제2 층의 크로스 컷(cross cut): 크로스-컷(cross-cut) 방법에 의해 밀착성을 평가하였다. 광학 필름을 가로 x 세로(10 cm x 10 cm)의 정사각형 크기로 절단하고 가로 10칸, 세로 10칸으로 제1층까지만 절단하여 100개의 절편을 제조하였다. 제2 층면에 점착 테이프(NICHIBAN, Com. General Consumables)를 붙인 후 상기 점착 테이프를 박리시켰을 때 박리되지 않고 남아있는 절편의 개수를 세었다. 남아있는 절편의 개수가 많을수록 박리력이 우수함을 의미한다. 남아있는 절편의 개수가 100개인 경우 5B, 80개 이상 100개 미만인 경우 4B, 60개 이상 80개 미만인 경우 3B, 40개 이상 60개 미만인 경우 2B, 40개 미만인 경우 1B로 평가하였다.
(4)고온 침수시 내구성: 광학 필름을 가로 x 세로(10 cm x 10 cm)의 정사각형 크기로 절단하고 100℃의 물에 절단된 시편을 완전히 침수킨 다음 1시간 동안 방치하였다. 그런 다음, 제1 층과 제2 층 간의 박리 및 제1 층과 제3 층간의 박리 여부를 평가하였다. 박리가 전혀 없는 경우 "○", 박리가 조금이라도 있는 경우 "x"로 평가하였다.
(5)제1 층, 제2 층의 Re(단위: nm)와 제3층의 Rth(단위: nm): Re, Rth는 각각 Axoscan(Axometry社)를 사용하여 파장 550nm에서 측정하였다.
프라이머층 조성 프라이머층 헤이즈 광 투과율 박리력 크로스 컷 고온 침수 Re Rth
계열 우레탄계 폴리머용 이소시아네이트계 이소시아네이트계 경화제 두께
(nm)		 제1 층 제2 층 제3층
실시예1 우레탄계 IPDI HDI trimer 200 0.2 91.4 300 5B ○ 230 102 -
실시예2 우레탄계 IPDI HDI trimer 200 0.2 91.3 300 5B ○ 230 102 -35
실시예3 우레탄계 IPDI HDI trimer 200 0.2 91.2 350 5B ○ 231 102 -34
실시예4 우레탄계 IPDI HDI trimer 200 0.3 91.1 400 5B ○ 230 101 -35
비교예1 폴리에스테르계 - - 300 0.8 0.88 200 5B × 231 102 -34
비교예2 우레탄계+폴리에스테르계 IPDI - 200 0.7 90.5 50 1B × 231 101 -35
비교예3 우레탄계 IPDI - 200 0.15 91.4 80 2B × 230 101 -35
비교예4 우레탄계 IPDI BDI 200 0.6 90.8 30 1B × 230 102 -34
비교예5 우레탄계 BDI HDI trimer 200 0.5 90.9 30 1B × 230 102 -35
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 광학 필름은 서로 다른 재료를 포함하는 제1층과 제2층 간의 박리력, 제1층과 제3층 간의 박리력이 우수하고 헤이즈가 낮아 광학적 투명성이 우수하였다. 또한, 본 발명의 광학 필름은 광학 필름 제조시 연신 과정을 거친 이후에도 형상 및/또는 물성의 변화가 낮은 프라이머층을 구비함으로써 제조 공정성이 개선된 광학 필름을 제공하였다.
반면에, 본 발명의 프라이머층을 포함하지 않는 비교예의 광학 필름은 본 발명의 모든 효과를 제공하지 못하였다.
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 (20)

  1. 제1 층 및 상기 제1 층의 하부면에 제1 프라이머층을 매개로 적층된 제2 층을 포함하고, 상기 제1 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고,
    상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체(trimer)를 포함하는 것인, 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지환족 이소시아네이트계 화합물은 메틸렌 비스(사이클로헥실 이소시아네이트), 사이클로헥실렌 디이소시아네이트, 사이클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 1,3-비스(디이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토메틸 사이클로헥산, 이소포론 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 삼량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것인, 광학 필름:
    [화학식 3]
    Figure pat00010

    (상기 화학식 3에서, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴렌기이다).
  4. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 삼량체는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머, 이소포론 디이소시아네이트 트리머 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 우레탄계 폴리머 100 중량부에 대하여 20중량부 내지 160중량부로 포함되는 것인, 광학 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 프라이머층은 유리전이온도가 60℃ 초과인 것인, 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 다른 재료로 형성되고,
    상기 제1 층과 상기 제2 층은 서로 다른 복굴절을 갖는 것인, 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 소수성인 것인, 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 층은 고리형 폴리올레핀(COP)계, 환상 올레핀 중합체(COC)계 중 1종 이상을 포함하고, 상기 제2 층은 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함하는 것인, 광학 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 할로겐은 불소인 것인, 광학 필름.
  11. 제9항에 있어서, 상기 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 것인, 광학 필름:
    [화학식 1]
    Figure pat00011

    (상기 화학식 1에서,
    Figure pat00012
    은 연결 부위이고, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고, R은 각각 독립적으로 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노기이고, R1, R2, R3 중 하나 이상이 할로겐이거나 및/또는 적어도 하나의 R은 할로겐이고, n은 0 내지 5의 정수이다).
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이고, 상기 제2 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 70nm 내지 120nm인 것인, 광학 필름.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2 층의 하부면에 제2 프라이머층을 매개로 적층된 제3 층을 더 포함하는 것인, 광학 필름.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 층과 상기 제3 층은 서로 다른 재료로 형성되고,
    상기 제1 층과 상기 제3 층은 서로 다른 복굴절을 갖는 것인, 광학 필름.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 층은 고리형 폴리올레핀(COP)계, 환상 올레핀 중합체(COC)계 중 1종 이상을 포함하고, 상기 제3 층은 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체를 포함하는 것인, 광학 필름.
  16. 제15항에 있어서, 상기 할로겐 함유 폴리스타이렌계 중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 것인, 광학 필름:
    [화학식 1]
    Figure pat00013

    (상기 화학식 1에서,
    Figure pat00014
    은 연결 부위이고, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고, R은 각각 독립적으로 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노기이고, R1, R2, R3 중 하나 이상이 할로겐이거나 및/또는 적어도 하나의 R은 할로겐이고, n은 0 내지 5의 정수이다).
  17. 제13항에 있어서, 상기 제2 프라이머층은 우레탄계 폴리머; 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 우레탄계 폴리머는 지환족 이소시아네이트계 화합물로부터 유래되는 반복 단위를 포함하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 이소시아네이트계 삼량체를 포함하는 것인, 광학 필름.
  18. 제13항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 삼량체는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머, 이소포론 디이소시아네이트 트리머 중 1종 이상을 포함하고, 상기 지환족 이소시아네이트계 화합물은 메틸렌 비스(사이클로헥실 이소시아네이트), 사이클로헥실렌 디이소시아네이트, 사이클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 1,3-비스(디이소시아네이토메틸)사이클로헥산, 3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토메틸 사이클로헥산, 이소포론 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함하는 것인, 광학 필름.
  19. 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 광학 필름을 포함하는 것인, 편광판.
  20. 제19항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.

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