WO2013180504A1 - 수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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이남정
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Definitions

  • the present invention relates to a resin composition and an optical film formed using the same, and more particularly, a copolymer formed by polymerizing a (meth) acryloyl morpholine monomer, a maleimide monomer and an alkyl (meth) acrylate monomer. It relates to a resin composition comprising a, an optical film formed using the same, a polarizing plate and a liquid crystal display including the same.
  • Liquid crystal displays have a lower power consumption, smaller volume, and lighter weight than portable cathode ray tube displays.
  • the liquid crystal display has a basic configuration in which polarizing plates are provided on both sides of the liquid crystal cell, and the orientation of the liquid crystal cell is changed depending on whether an electric field is applied to the driving circuit, thereby changing the characteristics of transmitted light emitted through the polarizing plate. Visualization takes place.
  • Such a polarizing plate is usually composed of a polarizer and a protective film.
  • an iodine or a dichroic dye is adsorbed onto a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol (PVA) and stretched orientated.
  • the protective film is for increasing the durability and mechanical properties of the polarizer, it may be attached to one side or both sides of the polarizer through the adhesive.
  • the protective film in order not to change the optical properties of the polarizer is preferably a film having a small phase difference characteristics, in particular, it is preferable that the retardation in the surface direction and thickness direction is maintained at zero (0) level.
  • general optical films have a problem in that retardation values change to some extent by external stress.
  • the polarizer since the polarizer has very sensitive properties to moisture and heat, the polarizer is easily changed in dimension according to the external environment, and as a result, curling of the polarizing plate and light leakage phenomenon are likely to occur. Since the light leakage phenomenon is a major factor in degrading display image quality, suppressing curl characteristics of the polarizer is one of the important issues in the display technology field.
  • the present invention is to solve the above problems, a resin composition for an optical film that has a low coefficient of thermal expansion and can suppress the occurrence of curling of the polarizing plate and an optical film, a polarizing plate and a liquid crystal display comprising the same prepared using the same To provide.
  • a copolymer formed by polymerizing (A) (a) (meth) acryloyl morpholine monomer, (b) maleimide monomer and (c) alkyl (meth) acrylate monomer
  • a resin composition comprising a is provided.
  • the copolymer (A) is based on 100 parts by weight of the copolymer (a) 0.5 to 40 parts by weight of (meth) acryloyl morpholine monomer, (b) 1 to 15 parts by weight of the maleimide monomer and (c) It is preferable to include 50 to 98 parts by weight of the alkyl (meth) acrylate monomer.
  • the (meth) acryloyl morpholine monomer is preferably at least one selected from the group consisting of methacryloyl morpholine, acryloyl morpholine and phenyl acryloyl morpholine.
  • the maleimide monomer is methyl maleimide, ethyl maleimide, propyl maleimide, isopropyl maleimide, butyl maleimide, allyl maleimide, benzyl maleimide, cyclohexyl maleimide, phenyl maleimide, nitrophenyl maleimide, hydride At least one selected from the group consisting of oxymaleimide, methoxymaleimide, ethoxymaleimide, monochlorophenyl maleimide, dichlorophenyl maleimide, monomethylphenyl maleimide, dimethylphenyl maleimide, and ethylmethylphenyl maleimide desirable.
  • the alkyl (meth) acrylate monomer is selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl methacrylate hydroxy ethyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate It is preferable that it is at least one.
  • the copolymer (A) may further include a styrene monomer as a comonomer, and in this case, the styrene monomer may be included in an amount of 0.1 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer.
  • the styrene monomer is preferably at least one member selected from the group consisting of styrene, ⁇ -methylstyrene, p-bromostyrene, p-methylstyrene, and p-chlorostyrene.
  • the resin composition of this invention can further contain (B) polycarbonate resin as needed.
  • the polycarbonate (B) is preferably included in an amount of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total resin composition.
  • the absolute value of the plane direction retardation and the absolute value of the thickness direction retardation of the optical film manufactured using the resin composition can be adjusted to 5 nm or less, respectively, and can be usefully used as a protective film.
  • the said resin composition is a compounding resin.
  • an optical film formed using the resin composition is provided, and the optical film is preferably a protective film for polarizer.
  • an object of the present invention is to provide a polarizing plate and a liquid crystal display device including the optical film.
  • the resin composition according to the present invention can provide a film having excellent optical properties and excellent optical transparency, low haze, excellent mechanical strength, and particularly low dimensional change due to external temperature change due to low thermal expansion coefficient. Therefore, the optical film formed using the resin composition of the present invention can be used in information electronic devices such as display devices for various purposes.
  • a copolymer formed by polymerizing (A) (a) (meth) acryloyl morpholine monomer, (b) maleimide monomer and (c) alkyl (meth) acrylate monomer
  • a resin composition comprising a is provided.
  • the copolymer means that the elements mentioned as monomers in the present specification are polymerized and included as repeating units in the copolymer resin.
  • the copolymer may be a block copolymer or a random copolymer.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the copolymer (A) is not limited to the tertiary copolymer consisting of the monomers of the above (a) to (c), and other monomers other than the monomers mentioned above within the scope not departing from the object of the present invention. It may further comprise as a comonomer.
  • the retardation characteristics of the optical film produced therefrom may vary depending on the composition, the stretching direction, the stretching ratio and the stretching method of the respective components. Therefore, in this invention, an optical film can be manufactured by adjusting the composition and the extending
  • the (a) (meth) acryloyl morpholine monomer has a hydrophilic property that is well soluble in water, and forms a physical crosslink in the polymer through interactions such as hydrogen bonds, including It is for imparting elasticity to the film produced by the resin composition of the present invention.
  • the coefficient of thermal expansion decreases, and when the coefficient of thermal expansion is low, the dimensional change is reduced, thereby providing a film having a small change in the phase difference value due to stress.
  • the (a) (meth) acryloyl morpholine monomer refers to a (meth) acryloyl morpholine monomer or a derivative thereof, and the (meth) acryloyl morpholine monomer is methacryloyl morpholine or acryl Loyl morpholine, particularly preferably acryloyl morpholine.
  • the (meth) acryloyl morpholine derivatives that can be used in the present invention may be, for example, substituted or unsubstituted (meth) acryloyl morpholine.
  • examples of the substituent that may be substituted with the (meth) acryloyl morpholine include an alkyl group, an aromatic group, a cyclic group containing a hetero atom, and the like, and preferably, phenyl acryloyl morpholine.
  • the content of the (a) (meth) acryloyl morpholine monomer is about 0.5 to 40 parts by weight, preferably about 1 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer. May be enough.
  • the (a) (meth) acryloyl morpholine monomer is in the above content range, an effect of reducing the coefficient of thermal expansion of the film in proportion to the content occurs.
  • it contains 20 weight part or less the color of a resin composition and a film will show transparency.
  • the said (b) maleimide-type monomer is for improving the heat resistance of a resin composition and a film, and improving compounding compatibility with polycarbonate resin.
  • the (b) maleimide monomer examples include methyl maleimide, ethyl maleimide, propyl maleimide, isopropyl maleimide, butyl maleimide, allyl maleimide, benzyl maleimide, cyclohexyl maleimide, phenyl maleimide, From the group consisting of nitrophenylmaleimide, hydroxymaleimide, methoxymaleimide, ethoxymaleimide, monochlorophenyl maleimide, dichlorophenyl maleimide, monomethylphenyl maleimide, dimethylphenyl maleimide, and ethylmethylphenyl maleimide It is preferred that it is at least one selected.
  • the maleimide monomer (b) preferably contains about 1 to 15 parts by weight, and more preferably about 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer.
  • the content of the maleimide monomer is in the above range, the heat resistance of the resin composition or the film is strengthened, mixed well with the polycarbonate (B) resin, and the film can be formed without precipitation.
  • the (c) alkyl (meth) acrylate monomer is for imparting high transparency optical properties to the resin composition or film.
  • the (c) alkyl (meth) acrylate monomer means that it can include both 'alkyl acrylate monomer' and 'alkyl methacrylate monomer'.
  • the alkyl moiety of the alkyl (meth) acrylate monomer is preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group. Specifically, at least one selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl methacrylate, hydroxy ethyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate, but It is not limited.
  • the (c) alkyl (meth) acrylate-based monomers include about 50 to 98 parts by weight, and more preferably about 65 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer. When the content is in the above range, the light transmittance of the resin composition or the film is excellent, and heat resistance may be maintained.
  • the (a) (meth) acryloyl morpholine-based monomer imparts negative birefringence characteristics and a weak thickness direction retardation characteristic to the optical film
  • (b) maleimide-based The monomer imparts positive birefringence properties and negative thickness direction retardation (R th ) properties to the optical film to a lesser extent.
  • the (c) alkyl (meth) acrylate monomers impart negative birefringence characteristics and positive thickness direction retardation (R th ) characteristics similar to those of morpholine monomers.
  • the negative birefringence characteristic means a characteristic in which the refractive index becomes largest in the direction perpendicular to the stretching direction during film stretching
  • the positive birefringence characteristic means a characteristic in which the refractive index becomes largest in the stretching direction
  • the surface direction retardation value R in and the thickness direction retardation value R th refer to values defined by the following [Equation 1] and [Equation 2], respectively, and the negative thickness direction retardation is Means that R th represented by the following [formula 2] has a negative value, and a positive thickness direction retardation means that R th represented by the following [formula 2] has a positive value.
  • n x is the largest refractive index of the in-plane refractive index of the optical film
  • n y is the refractive index of the direction perpendicular to n x of the in-plane refractive index of the optical film
  • n z is the refractive index in the thickness direction
  • d is the thickness of the film.
  • the copolymer of the present invention may further comprise a styrene monomer as a comonomer.
  • a styrene monomer as a comonomer.
  • the film produced by the resin composition containing the styrene monomer can more easily control the stretching retardation can provide a zero retardation film having excellent birefringence.
  • the content is preferably about 0.1 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer (A). This is because when the content of the styrene monomer satisfies the above range, more preferable effects can be obtained in terms of residual monomer reduction effect and retardation characteristics.
  • the styrene monomer may be an unsubstituted styrene monomer or a substituted styrene monomer.
  • the substituted styrene monomer may be styrene substituted with a substituent containing an aliphatic hydrocarbon or hetero atom in a benzene ring or vinyl group.
  • styrene substituted with C 1-4 alkyl or halogen can be used. More specifically, the styrene monomer may be used at least one selected from the group consisting of styrene, ⁇ -methylstyrene, p-bromostyrene, p-methylstyrene and p-chlorostyrene, most preferably styrene, It is substituted with one or more substituents selected from the group which consists of (alpha) -methylstyrene and p-methylstyrene.
  • Another aspect of the present invention relates to a resin composition containing the copolymer (A) and the polycarbonate (B).
  • the polycarbonate (B) is added to adjust the phase difference is contained in an amount of about 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total resin composition, it is preferably included in about 0.5 to 5 parts by weight.
  • the polycarbonate (B) is contained in a smaller amount than this, there is a problem in that the thickness direction retardation of the stretched film is increased in the negative direction.
  • the thickness direction retardation of the stretched film is in the positive direction.
  • the absolute value of the surface direction retardation and the absolute value of the thickness direction retardation may be added to adjust the content so as to be 5 nm, preferably 3 nm, more preferably 0, respectively.
  • the resin composition of the present invention containing an acrylic copolymer resin and a polycarbonate resin for example, can be prepared using a method well known in the art, such as compounding method.
  • the resin composition may further include various additives generally used in the art, for example, lubricants, antioxidants, UV stabilizers, thermal stabilizers, and the like, as necessary.
  • the additives may be included in an appropriate amount within a range that does not impair the physical properties of the resin composition, for example, may be included in about 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin composition.
  • the glass transition temperature of the resin composition which concerns on this invention it is more preferable that it is 120 degreeC or more.
  • the glass transition temperature of the resin composition may be 130 ° C. or less, but is not limited thereto. If the glass transition temperature is less than 110 ° C, there is a problem that the deformation of the film is likely to occur under high temperature and high humidity conditions due to lack of heat resistance, thereby resulting in non-uniform compensation characteristics of the film.
  • the weight average molecular weight of the resin composition is preferably 50,000 to 500,000 in terms of heat resistance, processability, productivity, and the like.
  • the optical film according to the present invention can be formed using the resin composition as described above. Specifically, after obtaining the resin composition, the optical film according to the present invention may be prepared, including forming a film, and may further include uniaxially or biaxially stretching the film.
  • any method known in the art may be used, and an example may be a melt extrusion method.
  • the resin composition is dried in vacuo to remove moisture and dissolved oxygen, and then fed from a raw material hopper to a single or twin extruder substituted with nitrogen, and melted at a high temperature to obtain raw material pellets, and thus obtained raw material pellets.
  • fusing from the raw material hopper to the extruder with the nitrogen-substituted single extruder it is made to pass through the coat hanger type T-die, and a film can be manufactured through a chrome plating casting roll, a drying roll, etc. At this time, film forming temperature becomes like this.
  • a T die is attached to the front-end
  • simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, etc. can also be performed by extending
  • stretching temperature is a range near the glass transition temperature of the resin composition which is a film raw material, Preferably it is (glass transition temperature -30 degreeC)-(glass transition temperature +100 degreeC) More preferably, it exists in the range of (glass transition temperature -20 degreeC)-(glass transition temperature +80 degreeC). If the stretching temperature is less than (glass transition temperature -30 ° C), there is a fear that a sufficient stretching ratio may not be obtained. On the contrary, when extending
  • the draw ratio defined by the area ratio is preferably 1.1 to 25 times, more preferably 1.3 to 10 times. If the draw ratio is less than 1.1 times, there is a fear that it does not lead to the improvement of the toughness accompanying stretching. When a draw ratio exceeds 25 times, there exists a possibility that the effect by raising a draw ratio may not be recognized.
  • the stretching speed is preferably 10 to 20,000% / min, more preferably 100 to 10.000% / min in one direction. If the stretching speed is less than 10% / min, it takes a long time to obtain a sufficient draw ratio, there is a fear that the manufacturing cost increases. When the stretching speed exceeds 20,000% / min, breakage of the stretched film may occur.
  • the optical film may be subjected to heat treatment (annealing) or the like after the stretching treatment in order to stabilize its optical isotropy and mechanical properties.
  • the heat treatment conditions are not particularly limited and may employ any suitable conditions known in the art.
  • the optical film formed using the resin composition of the present invention preferably has a thickness of 5 to 200 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the optical film prepared by the resin composition of the present invention has a thermal expansion coefficient of 50 to 80 ppm / ° C, preferably 50 to 75 ppm / ° C, most preferably 55 to 70 ppm / ° C, and conventional optical films.
  • the difference in thermal expansion coefficient is very small, and thus the change in the size of the polarizing plate can be effectively suppressed when the polarizing plate is applied.
  • the optical transmittance of the optical film is 90% or more
  • haze (haze) characteristics may be in the range of 2.5% or less, preferably 1% or less.
  • the transmittance of the optical film is less than 90% and the haze is more than 2.5%, the brightness of the liquid crystal display device in which such an optical film is used may decrease.
  • the optical film manufactured using the compounding resin of a copolymer (A) and a polycarbonate (B) it is represented by the absolute value of the surface direction phase difference represented by said [Equation 1], and [Equation 2].
  • the absolute value of the thickness direction retardation is about 5 nm, preferably about 3 nm, respectively, so that it can be very usefully used as a protective film for polarizing plates.
  • the last aspect of the present invention relates to a polarizing plate including the optical film of the present invention and a liquid crystal display including the polarizing plate, and more specifically look as follows.
  • the polarizing plate means a state including a polarizer and a protective film, and as the polarizer, a film made of polyvinyl alcohol (PVA) containing iodine or dichroic dye may be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the polarizer may be prepared by dyeing iodine or dichroic dye on the PVA film, but a method of manufacturing the same is not particularly limited.
  • the protective film and the polarizer may be bonded by a method known in the art.
  • it may be made by an adhesive method using an adhesive. That is, first, an adhesive is coated on the surface of a PVA film which is a protective film or a polarizer (polarizing film) by using a roll coater, gravure coater, bar coater, knife coater or capillary coater. Before the adhesive is completely dried, the protective film and the polarizer are bonded by heating or pressing at room temperature with a paper roll. In the case of using a hot melt adhesive, a heat press roll should be used.
  • Adhesives that can be used when the protective film and the polarizer are laminated include, but are not limited to, PVA adhesive, polyurethane adhesive, epoxy adhesive, styrene butadiene rubber (SBR) adhesive or hot melt adhesive.
  • PVA adhesive polyurethane adhesive
  • SBR styrene butadiene rubber
  • hot melt adhesive it is preferable to use the polyurethane adhesive manufactured using the aliphatic isocyanate type compound which does not yellow by light.
  • the polarizing plate of the present invention preferably further has an adhesive layer in order to facilitate lamination to a liquid crystal cell or the like, and may be disposed on one side or both sides of the polarizing plate.
  • the adhesive may be sufficiently cured by heat or ultraviolet rays after adhesion, and thus the mechanical strength may be improved to an adhesive level.
  • the adhesive strength is also large, so that the adhesive does not peel off without breakage of either film to which the adhesive is attached. It is desirable to have.
  • the adhesive which can be used is excellent in optical transparency, and it is preferable to show the adhesive characteristic of moderate wettability, cohesion, or adhesiveness.
  • the adhesive etc. which suitably prepared polymers, such as an acryl-type polymer, a silicone type polymer, polyester, a polyurethane, a polyether, synthetic rubber, as a base polymer, are mentioned.
  • the present invention provides a liquid crystal display device including the polarizing plate.
  • the liquid crystal display according to the present invention is a liquid crystal display comprising a liquid crystal cell and a first polarizing plate and a second polarizing plate respectively provided on both sides of the liquid crystal cell, wherein at least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate is It is characterized in that the polarizing plate according to the present invention. That is, one or two or more optical films according to the present invention are provided between the first polarizing plate and the liquid crystal cell, between the second polarizing plate and the liquid crystal cell, or between the first polarizing plate and the liquid crystal cell and between the second polarizing plate and the liquid crystal cell. It may be provided. It is preferable that the optical film or polarizer protective film provided on the opposite side to the liquid crystal cell of the said polarizing plate contains a UV absorber.
  • the primary polymerization was carried out at 80 °C, after the suspension reached 80 °C 60 minutes after the polymerization peak was confirmed that the temperature was raised to 115 °C to perform a secondary polymerization for about 40 minutes.
  • the suspension was cooled to 30 ° C., and the polymerized bead form of the resin composition was washed with distilled water, dehydrated, and dried.
  • the obtained resin composition was fed from a raw material hopper to an extruder of 24 ⁇ in which nitrogen was substituted, and melted at 250 ° C. to prepare a raw material pellet.
  • the prepared resin was measured for glass transition temperature (Tg) using DSC, the results are shown in Table 1 below.
  • the raw pellets obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were vacuum dried and melted with an extruder at 250 ° C., passed through a T-die of a coat hanger type, and a chrome plated casting roll and An optical film having a thickness of 200 ⁇ m was manufactured through a drying roll.
  • the optical film was stretched at a speed of 200 mm / min at 113 to 133 ° C. under conditions of 5 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of each film using an experimental film drawing equipment to prepare a biaxially stretched film.
  • Tg glass transition temperature
  • the physical property evaluation method in the Example of this invention is as follows, and the result is as Table 2 below.
  • the retardation of the prepared film was measured using a birefringence measuring instrument (Axoscan, Axometrics), the measurement wavelength was carried out at 500nm.
  • the coefficient of thermal expansion was measured at 100 ° C./min rate at 30 to 160 ° C. using TMA (Thermal Mechanical Analyzer, Mettler Toledo, SDTA840).
  • the measured coefficient of thermal expansion of the film refers to linear expansion, not to volume expansion of the film, and means expansion of the film length by 1 ° C. increase in the MD or TD direction of the film. Represents a linear relationship.
  • the haze value was measured using HAZEMETER HM-150 from Murakami color Research Laboratory.
  • Example 4 when comparing Example 4 and Example 1, it was confirmed that the phase difference of the stretched film can be controlled to zero level when the polycarbonate is compounded.

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Abstract

본 발명은 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 광학 필름에 관한 것으로, (A)(a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체, (b) 말레이미드계 단량체 및 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체를 중합하여 형성된 공중합체 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 광학 필름에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 광학적 특성이 뛰어난 동시에 광학적 투명도가 우수하며, 헤이즈가 적고, 기계적 강도가 우수하며, 특히, 열팽창 계수가 감소되어 치수 변화가 작고, 외부 응력에 의한 위상차 값의 변화가 작은 필름을 제공할 수 있다.

Description

수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정 표시 장치
본 발명은 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 광학 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체, 말레이미드계 단량체 및 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체를 중합하여 형성된 공중합체를 포함하는 수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이는 음극선관 디스플레이에 비해 소비 전력이 낮고, 부피가 작고 가벼워 휴대가 용이하기 때문에 광학 디스플레이 소자로서 보급이 확산되고 있다. 일반적으로 액정 디스플레이는 액정 셀의 양측에 편광판을 설치한 기본 구성을 가지며, 구동회로의 전계 인가 여부에 따라 액정 셀의 배향이 변하게 되고, 그에 따라 편광판을 통해 나온 투과광의 특성이 달라지게 됨으로써 빛의 가시화가 이루어진다.
이러한 편광판은 통상 편광자와 보호 필름으로 구성되는데, 이때, 상기 편광자로는 폴리비닐알코올(PVA) 등의 친수성 고분자에 요오드 또는 2색성 염료를 흡착시키고, 연신 배향 시킨 것이 일반적으로 사용되고 있다. 한편, 상기 보호 필름은 편광자의 내구성 및 기계적 물성을 증대시키기 위한 것으로, 편광자의 일면 또는 양면에 접착제를 개재하여 부착될 수 있다.
한편, 상기 보호 필름의 경우, 편광자의 광학 물성을 변화시키기 않도록 하기 위해서는 위상차 특성이 적은 필름인 것이 바람직하며, 특히 면 방향 및 두께 방향 위상차가 제로(0) 수준으로 유지되는 것이 바람직하다. 그러나, 일반적인 광학 필름들은 외부 응력에 의해 어느 정도 위상차 값이 변화하는 문제점이 있다.
또한, 편광자는 수분 및 열에 매우 민감한 특성을 지니고 있기 때문에, 외부 환경에 따라 편광자의 치수가 변화하기 쉽고, 그 결과, 편광판이 휘어지는 컬 현상 및 이로 인한 빛샘 현상이 발생하기 쉽다. 이와 같은 빛샘 현상은 디스플레이 화질을 저하시키는 주요 요인이 되기 때문에, 편광판의 컬 특성을 억제하는 것은 디스플레이 기술 분야에서 매우 중요한 사안 중 하나이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 낮은 열팽창 계수를 가져 편광판의 컬 발생을 억제할 수 있는 광학 필름용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 광학 필름, 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 견지에 의하면, (A)(a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체, (b) 말레이미드계 단량체 및 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체를 중합하여 형성된 공중합체를 포함하는 수지 조성물이 제공된다.
한편, 상기 공중합체(A)는 공중합체 100 중량부를 기준으로 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체 0.5 내지 40 중량부, (b) 말레이미드계 단량체 1 내지 15 중량부 및 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체 50 내지 98 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체는 메타크릴로일 모르폴린, 아크릴로일 모르폴린 및 페닐 아크릴로일 모르폴린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 말레이미드계 단량체는 메틸말레이미드, 에틸말레이미드, 프로필말레이미드, 이소프로필말레이미드, 부틸말레이미드, 알릴말레이미드, 벤질말레이미드, 시클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드, 니트로페닐말레이미드, 히드록시말레이미드, 메톡시말레이미드, 에톡시말레이미드, 모노클로로페닐 말레이미드, 디클로로페닐 말레이미드, 모노메틸페닐 말레이미드, 디메틸페닐 말레이미드, 및 에틸메틸페닐 말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸에타크릴레이트 히드록시 에틸메타크릴레이트 및 시클로 헥실 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 공중합체(A)는 공단량체로 스티렌계 단량체를 추가로 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 스티렌계 단량체는 상기 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5.0 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모스티렌, p-메틸스티렌 및 p-클로로스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 수지 조성물은 필요에 따라, (B) 폴리카보네이트 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리카보네이트(B)는 전체 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 5 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 수지 조성물을 이용하여 제조된 광학 필름의 면 방향 위상차의 절대값 및 두께 방향 위상차의 절대값을 각각 5nm 이하로 조절할 수 있어, 보호 필름으로 유용하게 사용될 수 있다.
상기 수지 조성물은 컴파운딩 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 수지 조성물을 이용하여 형성된 광학 필름이 제공되며, 상기 광학 필름은 편광자용 보호 필름인 것이 바람직하다.
이에 본 발명은 상기 광학 필름을 포함하는 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 광학적 특성이 뛰어난 동시에 광학적 투명도가 우수하며, 헤이즈가 적고, 기계적 강도가 우수하며, 특히 열팽창 계수가 낮아 외부 온도 변화에 의한 치수 변화가 작은 필름을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 수지 조성물을 이용하여 형성된 광학 필름은 다양한 용도로 디스플레이 장치 등 정보전자 장치에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, (A)(a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체, (b) 말레이미드계 단량체 및 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체를 중합하여 형성된 공중합체를 포함하는 수지 조성물이 제공된다.
본 명세서에서 공중합체라 함은, 본 명세서에서 단량체로 언급된 요소가 중합되어 공중합체 수지 내에서 반복 단위로서 포함되는 것을 의미하며, 본 명세서에서 상기 공중합체는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 공중합체(A)는 상기한 (a) 내지 (c)의 단량체로 이루어진 3원 공중합체로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서, 상기 언급한 단량체 외에 다른 단량체를 공단량체로 추가로 포함할 수 있다.
전술한 각 단량체의 특성에 의해, 이로부터 제조되는 광학 필름의 위상차 특성은 각 성분들의 조성, 연신 방향, 연신비 및 연신 방법에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 각 성분의 조성과 연신 방법을 조절하여 광학 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체는 물에 잘 녹는 친수성의 특성을 가지며, 수소 결합과 같은 상호작용을 통해 고분자 내에서 물리적인 가교를 형성하여, 이를 포함하는 본 발명의 수지 조성물에 의해 제조된 필름에 탄성을 부여하기 위한 것이다. 이와 같이 탄성이 증가하면 이에 상응하여 열팽창 계수가 감소하고, 열팽창 계수가 낮을 경우 치수 변화가 감소하여 응력에 의한 위상차 값의 변화가 적은 필름을 제공할 수 있다.
상기 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체는 (메트)아크릴로일 모르폴린 단량체 또는 이의 유도체를 말하는 것으로, 상기 (메트)아크릴로일 모르폴린 단량체는 메타크릴로일 모르폴린 또는 아크릴로일 모르폴린일 수 있고, 특히 바람직하게는 아크릴로일 모르폴린일 수 있다. 한편, 본 발명에 사용될 수 있는 (메트)아크릴로일 모르폴린 유도체는 예를 들면, 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴로일 모르폴린일 수 있으며. 이때 상기 (메트)아크릴로일 모르폴린에 치환될 수 있는 치환기로는 알킬기, 방향족기, 헤테로 원자를 포함하는 사이클릭기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 페닐 아크릴로일 모르폴린 등이다.
상기 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 40 중량부 정도, 바람직하게는 1 내지 30 중량부 정도, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 중량부 정도일 수 있다. 상기 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체가 상기 함량 범위일 경우, 함량에 비례하여 필름의 열팽창 계수가 감소하는 효과가 발생하다. 또한, 20 중량부 이하를 포함하는 경우에는 수지 조성물 및 필름의 색상이 투명성을 띄게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 말레이미드계 단량체는, 수지 조성물 및 필름의 내열성을 향상시키고, 폴리카보네이트 수지와의 컴파운딩 상용성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 (b) 말레이미드계 단량체의 구체적인 예로는 메틸말레이미드, 에틸말레이미드, 프로필말레이미드, 이소프로필말레이미드, 부틸말레이미드, 알릴말레이미드, 벤질말레이미드, 시클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드, 니트로페닐말레이미드, 히드록시말레이미드, 메톡시말레이미드, 에톡시말레이미드, 모노클로로페닐 말레이미드, 디클로로페닐 말레이미드, 모노메틸페닐 말레이미드, 디메틸페닐 말레이미드, 및 에틸메틸페닐 말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 (b) 말레이미드계 단량체는 공중합체 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부 정도를 포함하는 것이 바람직하고, 3 내지 10 중량부 정도의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 말레이미드계 단량체의 함량이 상기 범위일 경우, 수지 조성물 또는 필름의 내열성이 강화되고, 폴리카보네이트(B) 수지와 잘 혼합되며, 석출 없이 필름 제막을 할 수 있다.
본 발명에 있어서, (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 고투명한 광학적 특성을 수지 조성물 또는 필름에 부여하기 위한 것이다.
상기 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 '알킬아크릴레이트계 단량체' 및 '알킬메타크릴레이트계 단량체'를 모두 포함할 수 있는 것을 의미한다. 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체의 알킬 부(moiety)는 탄소수가 1 내지 6인 것이 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸에타크릴레이트, 히드록시 에틸메타크릴레이트 및 시클로 헥실 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 공중합체 100 중량부를 기준으로 50 내지 98 중량부 정도를 포함하며, 65 내지 90 중량부 정도를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 함량이 상기 범위일 경우 수지 조성물 또는 필름의 광 투과도가 우수하며, 내열성이 유지될 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체는 광학 필름에 부의 복굴절 특성과, 약한 정도의 양의 두께 방향 위상차 특성을 부여하며, 상기 (b) 말레이미드계 단량체는 광학 필름에 약한 정도로 정의 복굴절 특성과 음의 두께 방향 위상차(Rth) 특성을 부여한다. 한편, (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 모르폴린계 단량체와 유사한 정도의 부의 복굴절 특성 및 양의 두께 방향 위상차(Rth) 특성을 부여한다.
여기서, 부의 복굴절 특성이란, 필름 연신 시에 연신 방향과 수직한 방향으로 굴절율이 가장 커지는 특성을 의미하며, 정의 복굴절 특성이란 연신 방향으로 굴절율이 가장 커지는 특성을 의미한다.
한편, 본 명세서에 있어서 면 방향 위상차 값(Rin) 및 두께 방향 위상차 값(Rth) 은 각각 하기 [식 1] 및 [식 2]에 의해 정의된 값을 의미하며, 음의 두께 방향 위상차는 하기 [식 2]로 표시되는 Rth가 음의 값을 갖는 것을 의미하며, 양의 두께 방향 위상차는 하기 [식 2]로 표시되는 Rth가 양의 값을 갖는 것을 의미한다.
[식 1] Rin = (nx - ny) × d,
[식 2] Rth = (nz - ny) × d
상기 [식 1] 및 [식 2]에 있어서,
nx는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고,
ny는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이고,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
한편, 본 발명의 상기 공중합체는, 필요에 따라, 상기한 단량체 이외에, 공단량체로 스티렌계 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 스티렌계 단량체를 추가로 포함할 경우, 각 단량체 간의 중합 효율을 향상시켜, 제조된 공중합체 내 포함된 잔류 모노머를 저감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 또한 스티렌계 단량체가 포함된 수지 조성물에 의해 제조된 필름은 연신 위상차를 보다 용이하게 제어할 수 있어서 우수한 복굴절성을 가진 제로 위상차 필름을 제공할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체가 추가로 포함될 경우, 그 함량은 상기 공중합체(A) 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5.0 중량부 정도인 것이 바람직하다. 스티렌계 단량체의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 잔류 모노머 저감 효과 및 위상차 특성면에서 보다 바람직한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
한편, 상기 스티렌계 단량체는 치환되지 않은 스티렌 단량체 또는 치환된 스티렌 단량체 일 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 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는 C1-4 알킬 또는 할로겐으로 치환된 스티렌을 사용할 수 있다. 보다 상세하게 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모스티렌, p-메틸스티렌 및 p-클로로스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 스티렌, α-메틸스티렌 및 p-메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되는 것이다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 공중합체(A) 및 폴리카보네이트(B)를 포함하는 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 폴리카보네이트(B)는 위상차 조절을 위해 첨가되는 것으로 전체 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 10 중량부 정도의 함량으로 포함되고, 0.5 내지 5 중량부 정도로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 폴리카보네이트(B)가 이보다 적은 양으로 포함되는 경우 연신 필름의 두께 방향 위상차가 음의 방향으로 증가되는 문제가 있으며, 이를 초과하는 양으로 포함되는 경우 연신 필름의 두께 방향 위상차가 양의 방향으로 증가되는 문제가 있다. 따라서, 상기 범위의 조성에 따라 면 방향 위상차의 절대값 및 두께방향 위상차의 절대값을 각각 5nm, 바람직하게는 3nm, 더욱 바람직하게는 0이 되도록 함량을 조절하여 첨가할 수 있다.
한편, 아크릴계 공중합체 수지와 폴리카보네이트 수지를 포함하는 본 발명의 수지 조성물은, 예를 들면, 컴파운딩법과 같은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
나아가, 상기 수지 조성물은 필요에 따라, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 다양한 첨가제들, 예를 들면, 윤활제, 산화방지제, UV안정제, 열안정제 등을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨가제들은 수지 조성물의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 적절한 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 정도로 포함될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 수지 조성물의 유리 전이 온도는 110℃ 이상인 것이 바람직하고, 120℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 수지 조성물의 유리 전이 온도는 130℃ 이하일 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. 유리전이온도가 110℃ 미만인 경우, 내열성이 부족하여 고온 고습 조건에서 필름의 변형이 일어나기 쉽고 그로 인해 필름의 보상 특성이 불균일해지는 문제가 있다.
또한, 상기 수지 조성물의 중량평균 분자량은 내열성, 가공성, 생산성의 측면 등에서 50,000 내지 500,000인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 광학 필름은 상기와 같은 수지 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 광학 필름은 상기 수지 조성물을 획득한 후, 필름을 성형하는 단계를 포함하여 제조될 수 있으며, 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 필름의 제조 시에는 당해 기술분야에 알려진 어떠한 방법을 이용할 수 있고, 일 예로는 용융 압출 성형법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 조성물을 진공 건조하여 수분 및 용존 산소를 제거한 후, 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기를 질소 치환한 싱글 또는 트윈 압출기에 공급하고, 고온에서 용융하여 원료 펠렛을 얻고, 얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고, 원료 호퍼로부터 압출기까지를 질소 치환한 싱글 압출기로 용융한 후, 코트 행거 타입의 T-다이에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 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. 이 때, 권취롤의 온도를 적절히 조정하여 압출 방향으로 연신을 가함으로써 1축 연신할 수도 있다. 또한, 압출 방향과 수직인 방향으로 필름을 연신함으로써 동시 2축 연신, 축차 2축 연신 등을 실시할 수도 있다.
한편, 연신 공정이 실시될 경우, 연신 온도는, 필름 원료인 수지 조성물의 유리전이 온도 근처의 범위인 것이 바람직하고, 바람직하게는 (유리 전이 온도 -30℃) 내지 (유리 전이 온도 + 100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 -20℃) 내지 (유리전이온도 + 80℃)의 범위 내이다. 연신 온도가 (유리 전이 온도 -30℃) 미만이면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 연신 온도가 (유리 전이 온도 + 100℃)를 초과하면, 수지 조성물의 유동(플로우)이 일어나, 안정적인 연신을 실시하지 못할 우려가 있다.
면적비로 정의한 연신 배율은, 바람직하게는 1.1 내지 25배, 보다 바람직하게는 1.3 내지 10배이다. 연신 배율이 1.1배 미만이면, 연신에 수반되는 인성의 향상으로 이어지지 않을 우려가 있다. 연신 배율이 25 배를 초과하면, 연신 배율을 높인 만큼의 효과가 인정되지 않을 우려가 있다.
연신 속도는, 일 방향으로 바람직하게는 10 내지 20,000 %/min, 보다 바람직하게는 100 내지 10.000 %/min 이다. 연신 속도가 10%/min 미만인 경우에는 충분한 연신 배율을 얻기 위해 다소 오랜 시간이 소요되어 제조 비용이 높아질 우려가 있다. 연신 속도가 20,000 %/min을 초과하면 연신 필름의 파단 등이 일어날 우려가 있다.
상기 광학 필름은 이의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 연신 처리 후에 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 열처리 조건은 특히 제한되지 않으며 당업계에 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.
상기와 같은 방법을 통해, 본 발명의 수지 조성물을 이용하여 형성된 광학 필름은 두께가 5 내지 200㎛인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같이 본 발명의 수지 조성물에 의해 제조된 광학 필름은 열팽창 계수가 50 내지 80 ppm/℃, 바람직하게는 50 내지 75ppm/℃, 가장 바람직하게는 55 내지 70ppm/℃으로, 종래의 광학 필름들에 비해 PVA 편광필름과의 열팽창 계수의 차가 매우 작아 편광판 적용 시에 편광판 치수 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 광학 필름의 광투과도는 90% 이상이고, 헤이즈(haze) 특성은 2.5%이하, 바람직하게는 1% 이하의 범위를 가질 수 있다. 상기 광학 필름의 투과도가 90% 미만이고, 헤이즈가 2.5%를 초과하는 경우, 이러한 광학 필름이 사용되는 액정표시장치의 휘도가 감소할 수 있다.
한편, 공중합체 (A)와 폴리카보네이트 (B)의 컴파운딩 수지를 이용하여 제조된 광학 필름의 경우, 상기 [식 1]로 표시되는 면 방향 위상차의 절대값 및 상기 [식 2]로 표시되는 두께 방향 위상차의 절대값이 각각 5nm 정도, 바람직하게는 3nm 정도로 매우 작아, 편광판용 보호 필름으로 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 마지막 측면은 상기한 본 발명의 광학 필름을 포함하는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
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.
한편, 본 발명의 편광판에 있어서, 보호 필름과 편광자는 당 기술분야에 알려져 있는 방법으로 접착 될 수 있다. 예컨대, 접착제를 이용한 접착방식에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 먼저 보호 필름 또는 편광자(편광막)인 PVA 필름의 표면 상에 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리코터 등을 사용하여 접착제를 코팅한다. 접착제가 완전히 건조되기 전에 보호 필름과 편광자를 합지롤로 가열 압착하거나 상온 압착하여 접착한다. 핫멜트형 접착제를 이용하는 경우에는 가열 압착롤을 사용하여야 한다.
상기 보호 필름과 편광자의 합지시 사용가능한 접착제는 PVA 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 스타이렌 부타디엔 고무계(SBR계) 접착제 또는 핫멜트형 접착제 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다. 상기 폴리우레탄계 접착제를 사용하는 경우, 광에 의해 황변되지 않는 지방족 이소시아네이트계 화합물을 이용하여 제조된 폴리우레탄계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 편광판은 액정 셀 등으로의 적층을 쉽게 하기 위하여 추가로 점착제층을 가지고 있는 것이 바람직하며, 상기 편광판의 한 면 또는 양면에 배치할 수 있다. 상기 점착제는 접착 후 열 또는 자외선에 의하여 충분히 경화가 일어나 기계적 강도가 접착제 수준으로 향상되는 것이 바람직하며, 계면 접착력도 커서 점착제가 부착된 양쪽 필름 중 어느 한 쪽의 파괴 없이는 박리되지 않는 정도의 점착력을 갖는 것이 바람직하다.
사용 가능한 점착제는 광학적 투명성이 뛰어나며, 적당한 습윤성, 응집성이나 접착성의 점착 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 구체적인 예로서는 아크릴계 폴리머나 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 합성 고무 등의 폴리머를 적절히 베이스 폴리머로서 조제된 점착제 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다. 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. 즉, 제1 편광판과 액정셀 사이에, 제2 편광판과 액정셀 사이에, 또는 제1 편광판과 액정셀 사이와 제2 편광판과 액정셀 사이 모두에 본 발명에 따른 광학 필름이 하나 또는 2 이상 구비될 수 있다. 상기 편광판의 액정셀과 반대측에 구비된 광학 필름 또는 편광자 보호 필름은 UV 흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.
1. 본 발명에 따른 수지 조성물의 제조 및 유리전이 온도.
<실시예 1>
메틸메타크릴레이트 84 중량부, N-시클로헥실말레이미드 6 중량부, 아크릴로일 모르폴린 10 중량부로 구성된 단량체 혼합물 1000g을 준비하여 5리터 반응기에 증류수 2000g, 5% 폴리비닐알콜 용액 8.4g(POVAL PVA217, Kuraray사), 붕산 0.1g, 노말옥틸메르캅탄 2.5g, 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 1.5g과 혼합하여 400rpm으로 교반하면서 수상에 분산시켰다.
1차 중합은 80℃로 수행하였으며, 현탁액이 80℃ 도달 후 약 60분 후 중합 최고점이 발생하는 것을 확인한 후 115℃로 승온하여 약 40분간 2차 중합을 실시하였다. 2차 중합 실시 후 현탁액을 30℃로 냉각하였으며, 중합된 비드 형태의 수지 조성물은 증류수로 세척하여 탈수한 후 건조 과정을 거쳐 사용하였다.
상기와 같은 얻어진 수지 조성물을 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기까지를 질소 치환한 24Φ의 압출기에 공급하여 250℃에서 용융하여 원료 펠렛(pellet)을 제조하였다. 상기 제조된 수지는 DSC를 이용하여 유리전이 온도(Tg)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<실시예 2>
메틸메타크릴레이트 74 중량부, N-시클로헥실말레이미드 6 중량부, 아크릴로일 모르폴린 20 중량부로 구성된 단량체 혼합물 1000g을 준비하여 <실시예 1>과 동일한 방법으로 중합 및 펠렛을 제조하였으며, DSC를 이용하여 유리전이온도(Tg)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<실시예 3>
메틸메타크릴레이트 54 중량부, N-시클로헥실말레이미드 6 중량부, 아크릴로일 모르폴린 40 중량부로 구성된 단량체 혼합물 1000g을 준비하여 <실시예 1>과 동일한 방법으로 중합 및 펠렛을 제조하였으며, DSC를 이용하여 유리전이 온도(Tg)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<실시예 4>
메틸메타크릴레이트 84 중량부, N-시클로헥실말레이미드 6 중량부, 아크릴로일 모르폴린 10 중량부로 구성된 단량체 혼합물 1000g을 준비하여 <실시예 1>과 동일한 방법으로 중합하였다. 이후 폴리카보네이트 수지를 98:2의 중량비로 균일하게 혼합한 수지 조성물을 <실시예 1>과 동일한 방법으로 원료 펠렛을 제조하여 DSC를 이용하여 유리전이온도(Tg)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<비교예 1>
메틸메타크릴레이트 94 중량부, N-시클로헥실말레이미드 6 중량부로 구성된 단량체 혼합물 1000g을 준비하여 <실시예 1>과 동일한 방법으로 중합 및 펠렛을 제조하였으며, DSC를 이용하여 유리전이 온도(Tg)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<비교예 2>
메틸메타크릴레이트 단량체 1000g 준비하여 <실시예 1>과 동일한 방법으로 원료 펠렛(pellet)을 제조하였으며 DSC를 이용하여 유리전이 온도(Tg)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
중합 비율(%) Tg(℃)
실시예 1 84:6:10 126
실시예 2 74:6:20 128
실시예 3 54:6:40 130
실시예 4 84:6:10, PC 2% 126
비교예 1 94:6 124
비교예 2 100:0 108
2. 광학 필름의 제조 및 물성 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고 250℃에서 압출기로 용융한 뒤, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 200㎛의 광학 필름을 제조하였다.
상기 광학 필름을 실험용 필름 연신 장비를 사용하여 각 필름의 유리전이온도(Tg) 보다 5℃ 높은 조건인 113 내지 133℃에서 200mm/min의 속도로 연신하여 이축 연신 필름을 제조하였다. 이때, MD 및 TD 방향의 연신 비율은 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.
본 발명 실시예에 있어서 물성 평가 방법은 하기와 같으며, 그 결과를 정리하면 하기 표 2와 같다.
(1) 위상차 값
상기 제조된 필름의 위상차를 복굴절 측정기(Axoscan, Axometrics 사)를 이용하여 측정하였으며, 측정 파장은 500nm에서 수행하였다.
(2) 열팽창 계수
열팽창 계수는 TMA(Thermal Mechanical Analyzer, Mettler Toledo사, SDTA840)를 이용하여 30 내지 160℃ 구간에서 100℃/min 속도 조건으로 측정하였다. 상기 측정된 필름의 열팽창 계수는 필름의 부피 팽창을 의미하는 것이 아닌 선 팽창을 의미하는 것으로 필름의 MD 또는 TD 방향으로 온도 1℃ 증가에 따른 필름의 길이 팽창을 뜻하며 이 때 온도와 필름의 길이 변화는 선형적인 관계를 나타낸다.
(3) Haze 값
Murakami color Research Laboratory 사의 HAZEMETER HM-150을 사용하여 haze 값을 측정하였다.
표 2
필름의 원료 펠렛 연신 온도(℃) 연신율(%) 두께(㎛) 위상차(nm) 열팽창계수(ppm/℃) Haze(%)
MD TD Rin Rth
실시예 1 131 100 100 60 3.4 -32.8 67 0.1
실시예 2 133 100 100 60 4.1 -38.1 61 0.1
실시예 3 135 100 100 60 5.3 -37.3 62 0.2
실시예 4 131 100 100 60 0.6 -1.2 69 0.1
비교예 1 129 100 100 60 2.1 -36.7 82 0.1
비교예 2 113 100 100 60 2.8 -40.4 80 0.1
표 2에서 나타난 바와 같이 상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1을 대비해 보면 공중합체 내 아크릴로일 모르폴린계 단량체를 포함하는 경우 필름의 열팽창 계수가 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 4와 실시예 1을 비교해 보면, 폴리카보네이트가 컴파운드된 경우 연신 필름의 위상차를 제로 수준으로 제어할 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 광학 필름의 Haze 값을 통해, 실시예 1 내지 4에서 제조된 본 발명의 광학 필름은 투명도가 우수함을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (16)

  1. (A)(a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체, (b) 말레이미드계 단량체 및 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체를 중합하여 형성된 공중합체를 포함하는 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물은 (B) 폴리카보네이트를 추가로 포함하는 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공중합체(A)는 공중합체 100 중량부를 기준으로 (a) (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체 0.5 내지 40 중량부, (b) 말레이미드계 단량체 1 내지 15 중량부 및 (c) 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체 50 내지 98 중량부를 포함하는 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (메트)아크릴로일 모르폴린계 단량체는 메타크릴로일 모르폴린, 아크릴로일 모르폴린 및 페닐 아크릴로일 모르폴린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 말레이미드계 단량체는 메틸말레이미드, 에틸말레이미드, 프로필말레이미드, 이소프로필말레이미드, 부틸말레이미드, 알릴말레이미드, 벤질말레이미드, 시클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드, 니트로페닐말레이미드, 히드록시말레이미드, 메톡시말레이미드, 에톡시말레이미드, 모노클로로페닐 말레이미드, 디클로로페닐 말레이미드, 모노메틸페닐 말레이미드, 디메틸페닐 말레이미드 및 에틸메틸페닐 말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸에타크릴레이트, 히드록시 에틸메타크릴레이트 및 시클로 헥실 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공중합체(A)는 공단량체로 스티렌계 단량체를 추가로 포함하는 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스티렌계 단량체는 상기 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5.0 중량부를 추가로 포함하는 수지 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모스티렌, p-메틸스티렌 및 p-클로로스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 수지 조성물.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트(B)의 함량은 전체 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 5 중량부로 포함되는 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 수지 조성물로 제조된 광학 필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광학 필름은 열팽창 계수가 50 내지 80 ppm/℃인 광학 필름.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 광학 필름은 하기 [식 1]로 정의되는 면 방향 위상차(Rin)의 절대값 및 하기 [식 2]로 정의되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값이 각각 5nm이하인 광학 필름.
    [식 1] Rin = (nx - ny) × d,
    [식 2] Rth = (nz - ny) × d
    상기 [식 1] 및 [식 2]에 있어서,
    nx는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고,
    ny는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이고,
    nz는 두께 방향의 굴절율이고,
    d는 필름의 두께이다.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광학 필름은 편광판용 보호 필름인 광학 필름.
  15. 편광자; 및
    상기 편광자의 적어도 일면에 배치되는 제11항의 광학 필름을 포함하는 편광판.
  16. 제15항의 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
PCT/KR2013/004790 2012-06-01 2013-05-31 수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정 표시 장치 WO2013180504A1 (ko)

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