KR101595622B1 - 편광판용 폴리비닐알코올계 수지 접착제, 이를 포함하는 편광판 및 화상표시장치 - Google Patents

편광판용 폴리비닐알코올계 수지 접착제, 이를 포함하는 편광판 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 것으로 접착력, 내습성 및 내수성이 개선된 편광판용 수지 접착제, 이를 포함하는 편광판 및 화상표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판용 폴리비닐알코올계 수지 접착제, 이를 포함하는 편광판 및 화상표시장치{Poly Vinyl Alcohol Based Adhesive For Polarizing Plate, Polarizing Plate and Display Apparatus Comprising the Same}
본 발명은 편광자에 보호 필름 또는 보상 필름을 부착하기 위한 편광판용 접착제, 이를 이용한 편광판 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리비닐알코올계 수지와 사염화 지르코늄을 포함함으로써, 내습성 및 내수성이 개선된 편광판용 폴리비닐알코올계 수지 접착제, 이를 포함하는 편광판 및 화상표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 전계발광소자 등 각종 화상표시장치에 사용되는 편광판은 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어진 편광자와 편광자의 최소 일면에 보호 필름이 형성된 구조로 되어 있다. 이때, 편광자와 보호 필름의 접착에 이용되는 편광판용 접착제로 수계 접착제가 주로 사용되었으며, 특히 폴리비닐알코올계 수지 수용액에 가교제를 혼합한 폴리비닐알코올계 접착제가 사용된다.
기존 폴리비닐알코올계 수지 접착제를 사용하는 경우, 폴리비닐알코올계 수지 접착제의 수소결합에 의해 편광자와 보호 필름이 접착된다. 그러나, 폴리비닐알코올계 접착제는, 가습 조건하에서는, 편광자와 보호 필름과의 계면에서 박리가 발생되는 경우가 많다. 이는 접착제의 주성분인 폴리비닐알코올계 수지가 수용성 고분자로서 가습 조건하에서 접착제가 용해될 가능성을 생각할 수 있다.
이러한 문제를 개선하기 위해 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지 및 가교제를 함유하는 편광판용 접착제가 제시되었다. 또한, 폴리비닐알코올과 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산등의 소수성 비닐 모노머의 공중합체 수지 (공중합도 1,900내지 2,500)를 포함하는 편광판용 접착조성물도 제안되었다.
그러나, 최근 편광판의 생산성 향상을 위해 라인 스피드(Line speed, 연신 속도)가 빨라짐에 따라, 종래 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 이용한 편광판용 접착제의 내습성, 내수성 및 접착력 또한 충분하지 않은 문제가 있다. 뿐만 아니라, 알칼리성 pH 조건에서 얼룩이 발생하는 문제가 있다.
한편, 최근 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지에 글리옥실산염 가교제를 함유하는 방법이 제시되어, 접착성 및 내수성을 개선하고자 하였으나, 접착력이 부족하여 내수성 개선에는 한계가 있었다.
또한, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지에 아민계 금속화합물 가교제를 포함하는 경우, 가교제의 양이 지나치게 많으며, 아민의 함량이 높아 편광판의 광학특성(투과도 및 편광도)이 저하되는 단점이 있었다.
따라서, 편광판의 광학특성을 유지하면서도, 편광자와 보호 필름에 대한 우수한 접착성, 내습성 및 내수성을 갖는 편광자와 보호 필름 접착용 접착제가 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 다양한 고분자 필름에 대해 내습성 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 구현은 상기 본 발명의 일 구현에 의한 편광판용 접착제를 포함하는 내수성 및 내습성이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현에 의하면, 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 편광판용 접착제가 제공된다.
본 발명의 다른 구현에 의하면, 폴리비닐알코올계 수지 100중량부, 사염화 지르코늄 화합물 10 내지 80 중량부 및 물 1000중량부 내지 10000중량부를 포함하는 편광판용 접착제가 제공된다.
본 발명의 또 다른 구현에 의하면, 본 발명의 일 구현에 의한 편광판용 접착제로 편광자와 고분자 필름이 접착된 편광판이 제공된다.
나아가 본 발명의 또 다른 구현에 의하면, 표시 패널 및 상기 표시 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 있고, 본 발명의 일 구현에 의한 편광판을 포함하는 화상표시장치가 제공된다.
본 발명의 일 구현에 의해, 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 편광판용 접착제는 우수한 내습성 및 내수성을 나타낸다.
도 1은 실시예 1에 의해 제조된 편광판을 내수성 평가를 거친 후 표면을 촬영한 사진이다.
도 2는 비교예 1에 의해 제조된 편광판을 내수성 평가를 거친 후 표면을 촬영한 사진이다.
도 3은 비교예 2에 의해 제조된 편광판을 내수성 평가를 거친 후 표면을 촬영한 사진이다.
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 발명자들은 고습 환경에서도 광학 물성 및 접착력이 안정적으로 유지되는 내습성 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제를 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 혼합하여 사용할 경우, 고온, 고습 환경에서도 접착력 및 광학 물성이 우수하다는 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 편광판용 접착제는 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 편광판용 접착제는 폴리비닐알코올계 수지 100중량부, 사염화 지르코늄 7중량부 내지 80중량부; 및 물 1000중량부 내지 10000중량부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 폴리비닐알코올계 수지는, 접착성을 부여하는 역할을 하는 것으로, 당해 기술 분야에 편광판용 수계 접착제로 사용되는 것으로 알려져 있는 다양한 폴리비닐알코올계 수지가 제한없이 사용될 수 있으며, 폴리비닐알코올계 수지의 종류를 특히 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 폴리비닐알코올계 수지로는 폴리비닐알코올 수지뿐만 아니라, 변성 폴리비닐알코올계 수지를 사용할 수도 있다. 이러한 변성 폴리비닐알코올계 수지로서는, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지, 양이온 변성 폴리비닐알코올계 수지 및 음이온 변성 폴리비닐알코올계 수지로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용한 경우에는, 접착제층의 내수성이 향상된다고 하는 이점이 있으므로 더욱 바람직하다.
이 중에서도 특히 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 아세토아세틸기는 높은 반응성을 가진다는 점에서, 편광판용 접착제에 사용했을 때 보다 고도로 가교됨으로써 높은 내구성을 나타낼 수 있다. 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 다이케텐을 공지의 방법으로 반응시켜서 얻을 수 있다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시키고, 이것에 다이케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 다이메틸포름아마이드 또는 다이옥산 등의 용매에 미리 용해시키고, 이것에 다이케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올에 다이케텐 가스 또는 액상 다이케텐을 직접 접촉시키는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 편광판에 있어서의 접착제층에 이용되는 접착제는, 전술한 변성 폴리비닐알코올계 수지를 2종 이상 포함하는 것이라도 물론 좋고, 또한 미변성의 폴리비닐알코올계 수지 및 전술한 변성 폴리비닐알코올계 수지 모두를 포함하는 것이라도 좋다.
폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 500 내지 3000인 것이 바람직하고, 1000 내지 2000인 것이 보다 바람직하다. 중합도가 500 이상이면, 내구성 및 내열성이 우수하다는 점에서 바람직하다. 한편, 중합도가 3000 이하이면, 점도가 지나치게 높아지지 않아, 접착제가 편광자와 보호 필름 사이에서 균일한 두께가 된다는 점에서 바람직하다.
또한 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도(검화도)는, 90mol% 내지 100mol%인 것이 바람직하며, 90mol% 내지 99mol%인 것이 보다 바람직하다. 비누화도가 90mol% 이상이면, 내구성 및 내열성이 우수하다는 점에서 바람직하다. 상기 바람직한 비누화도의 값으로부터도 명백히 알 수 있듯이, 폴리비닐알코올은, 자신이 가진 다수의 하이드록시기에 의해 접착성을 나타내는 것이다.
한편, 본 발명에 이용되는 접착제에 있어서의 전술한 폴리비닐알코올계 수지의 농도는 특별히 제한되지 않지만, 물 100중량부에 대하여 1중량부 내지 10중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 1중량부 내지 5중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 농도가 물 100중량부에 대하여 1중량부 미만인 경우에는, 접착성이 쉽게 저하되는 경향이 있고, 또한 폴리비닐알코올계 수지의 농도가 물 100중량부에 대하여 10중량부를 넘는 경우에는, 얻어지는 편광판의 광학 특성이 쉽게 저하되는 경향이 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 접착제에 이용되는 물은, 순수, 초순수, 수돗물 등 특별히 제한되지 않지만, 형성되는 접착제층의 균일성, 투명성을 유지하는 관점에서는 순수 또는 초순수가 바람직하다.
한편, 상기 사염화 지르코늄은, 편광자용 수계 접착제에 포함되어 편광자에 대한 접착성을 높이고, 접착제의 내습성 및 내수성을 향상시키는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 사염화 지르코늄을 사용할 경우, 물에 대한 용해도가 높아 수계 접착제에 사용하는 가교제로 적합하며, 특히 금속인 지르코늄의 경우 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지의 하이드록시기 및 아세토아세틸기와 모두 결합을 이룰 수 있으므로 폴리비닐알코올계 수지의 가교제 역할을 할 수 있기 때문이다.
상기 사염화 지르코늄은 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대해 7중량부 내지 80중량부 정도, 바람직하게는 10중량부 내지 60중량부 정도, 더욱 바람직하게는 10중량부 내지 50중량부 정도로 포함될 수 있다. 이때, 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대하여 사염화 지르코늄의 함량이 7중량부 미만인 경우에는, 내수성을 충분히 발현할 수 없는 문제점이 있고, 80중량부 초과인 경우에는, 접착력 및 광학 특성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 편광판용 접착제의 제조 방법에 대해서는, 특히 제한은 없고, 공지의 방법에 의해서 제조할 수 있다. 예를 들면 소정량의 폴리비닐알코올계 수지 및 소정량의 경화제를 수중에서 혼합하고, 얻어진 혼합액 중에 소정량의 사염화 지르코늄을 첨가, 교반함으로써, 접착제를 제조할 수 있다.
상기 접착제는, 필요에 따라, 점착제, 자외선흡수제, 산화방지제, 안정화제, 실란커플링제 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 해당 첨가제를 첨가하는 것에 의해, 원하는 성능을 갖는 접착제가 될 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 편광판에 대해 설명한다.
본 발명의 편광판은 편광자; 상기 편광자의 일면 또는 양면에 부착되는 고분자 필름; 및 상기 편광자와 고분자 필름을 부착시키기 위한 접착제층을 포함하며, 이때, 상기 접착제층은 상기한 본 발명의 편광판용 접착제, 즉 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 편광판용 접착제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 편광자는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면, 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름이 사용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 편광자는 보호 필름을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 보호 필름을 포함하는 상태를 의미한다.
다음으로, 상기 고분자 필름은 편광자 보호 필름 또는 편광자의 광 특성을 보상하기 위한 보상 필름으로, 당해 기술 분야에 알려진 고분자 필름을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 상기 고분자 필름은 예를 들면, 아크릴계 필름, PET 필름, 아크릴계 프라이머 처리된 PET 필름, 폴리노르보넨(PNB)계 필름, COP 필름, 폴리카보네이트 필름 및 NRT(후지필름), N TAC(코니카), V TAC(후지필름), UZ TAC(후지필름) 등을 포함하는 TAC 필름으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.
특히, 셀룰로오스 에스테르, 트리아세틸 셀룰로오스 필름(TAC 필름), 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 필름 등의 셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트계 필름(PC 필름), 폴리스티렌계 필름, 폴리아릴레이트계 필름, 노르보르넨 수지계 필름 및 폴리술폰계 필름이 투명성, 기계적 성질, 광학적 이방성이 없는점 등에서 바람직하다. 트리아세틸 셀룰로오스 필름(TAC 필름) 및 카보네이트 필름(PC 필름)이 제막성이 용이하고 가공성이 우수하므로 보다 바람직하고, 편광특성 또는 내구성으로 인하여 TAC 필름이 가장 바람직한 것이다.
상기 고분자 필름은 고분자 필름이 접착되는 편광자에 대한 접착력 및 밀착력을 향상시키기 위해 표면 개질 처리될 수 있다. 표면처리의 구체적 예로는, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 코로나 처리, 글로우(glow) 방전 처리, 화염 처리, 산 처리, 알칼리 처리, 플라즈마 처리, 초음파 처리 및 자외선 조사 처리 등이 있다. 또한, 접착성을 개선하기 위해 고분자 필름에 언더코트층을 제공하는 방법도 이용될 수 있다.
다음으로, 상기 접착제층은 상기한 본 발명의 편광판용 접착제에 의해 형성된다. 편광판용 접착제에 대한 구체적인 내용은 상기한 바와 동일하므로 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 편광판용 접착제에 의해 형성되는 접착제층의 두께는 0.03㎛ 내지 5㎛ 이하 정도, 바람직하게는 0.05㎛ 내지 1㎛ 정도인 것이 좋다. 접착제층 두께가 0.03㎛ 미만인 경우에는, 접착제층의 균일도 및 접착력이 저하될 수 있으며, 접착제층 두께가 5㎛를 초과하는 경우에는 비용 상승과 편광판 외관이 주름지는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 본 발명에 따른 편광판은 상술한 편광자, 고분자 필름으로서 편광자 보호 필름 또는 보상 필름, 및 본 발명에 따른 접착제를 이용하여 당해 기술분야에 알려진 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 편광판은 편광자의 적어도 한 면에 본 발명의 접착제를 도포하고, 편광자 일면 또는 양면에 고분자 필름을 적층한 후, 가열 처리를 통해 접착제를 경화시키는 방법으로 제조될 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 이때 상기 가열 처리 조건은 원하는 접착제 물성에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
본 발명의 일 구현에 의한 접착제를 사용하여 편광자와 보호 필름을 접합하여 제조된 편광판은 접착제의 우수한 접착력으로 인하여 우수한 내수성 및 내습성을 나타낸다.
구체적으로, 하기의 실험예에서 살펴볼 바와 같이, 60℃ 온도 및 100%의 상대습도에서 24시간 방치하였을 때, 전체 면적에 대한 박리된 면적 비율이 10% 이하이고, 바람직하게는 5% 이하이다. 내습조건에서 박리된 면적 비율이 10%를 초과하는 경우, 편광판의 내구성 및 광학 물성의 저하 및 상품성이 떨어지는 문제가 발생하여, 상용화에 어려움을 겪게 된다.
실시예에 따른 본 발명의 편광자는 박리된 면적 비율이 5% 미만으로, 내습성 및 내수성이 매우 우수함을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 편광판용 접착제를 이용한 편광판의 경우 우수한 광학 물성을 갖는다.
구체적으로, 상기 본 발명에 따른 편광판은 41% 내지 45%의 단체투과도(Ts)와 99.90% 이상의 편광도를 가지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 42% 내지 44%의 단체투과도와 99.95% 이상의 편광도를 가지는 것이 바람직하다. 단체투과도가 41% 미만인 경우에는 휘도가 감소하여 시인성이 저하될 수 있으며, 단체투과도가 45%를 초과하는 경우에는 편광도와의 상관관계에 의하여 상기에 기술한 99.90% 이상의 편광도를 확보하기 어려운 문제점이 있다. 99.90% 미만의 편광도를 가지는 경우 LCD 패널에 부착 시 CR이 저하되는 문제점이 발생한다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 편광판의 적절한 색상으로, 단체색상 a값은 -3 내지 -1, 단체색상 b값은 3.0 내지 5.5, 직교색상 a값은 0.1 내지 0.6 및 직교색상 b값은 -1.5 내지 0.5인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서 사용되는 단체색상이라는 것은, 하나의 편광판에 자연광이 조사될 때 얻어지는 색상을 말하며, 직교색상이라는 것은, 흡수축이 직각으로 서로 직교하도록 하나의 편광판 위에 다른 편광판이 적층된 2개의 편광판에 자연광이 조사될 때 얻어지는 색상을 말한다.
또한, 상기 색상 a 및 색상 b는 CIE 좌표계에서 색상을 표현하는 값을 말하는 것으로, 보다 구체적으로는 상기 색상 a값은 a=500[(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3]으로 계산되며, +a는 빨강, -a는 녹색을 의미한다. 또한 상기 색상 b값은 b=200[(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3]으로 계산되며, +b는 노랑, -b는 파랑을 의미한다. (여기서 Xn, Yn, Zn은 기준이 되는 화이트 색상의 X, Y, Z에 해당한다.)
즉, 단체색상 a, b값은 단일의 편광자 색상을 색차계를 사용하여 측정한 CIE 좌표계에서의 색상 a, b값을 의미하며, 직교색상 a, b값은 한쌍의 편광자를 흡수축이 직교하는 상태로 배치하였을 때의 색상을 색차계를 사용하여 측정한 CIE 좌표계에서의 색상 a, b값을 의미한다.
상기의 색상 (단체색상 a, 단체색상 b, 직교색상 a, 직교색상 b) 범위를 벗어날 경우 색재현성 규현에 어려움이 있다. 또한 색상 값은 단체투과도 및 편광도와 상관관계를 가지므로, 상기 색상 범위는 고객이 원하는 스펙에 따라 선택적으로 양산 가능한 범위를 나타낸다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 편광판은 표시 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 화상표시장치에 유용하게 적용될 수 있다. 상기 표시 패널은 액정 패널, 플라즈마 패널 및 유기발광 패널일 수 있으며, 이에 따라, 상기 화상표시장치는 액정표시장치(LCD, liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP, plasma display pannel) 및 유기전계발광 표시장치(OLED, organic light emitting diode) 일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화상표시장치는 액정 패널 및 이 액정 패널의 양면에 각각 구비된 편광판들을 포함하는 액정표시장치일 수 있으며, 이때, 상기 편광판 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 편광판일 수 있다. 즉, 상기 편광판은 요오드 또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 포함하고, 국지적으로 단체 투과도가 70% 이상인 편광 해소 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액정표시장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 종류에 제한되지 않고, 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. 또한, 액정표시장치를 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 상부 및 하부 기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
실시예 1
(1) 편광필름(편광자)의 제조
두께 60㎛의 폴리비닐알코올 필름을 가이드롤을 이용하여 움직이면서, 요오드와 요오드화칼륨의 염색액에 침지하여 염색한 후 약 3 내지 6배 연신 처리하였다. 이어서, 상기 필름을 붕산과 요오드화칼륨의 조 안으로 투입하여 가교처리를 하고, 80℃에서 5 내지 8분간 건조하여 편광필름을 얻었다
(2) 접착제의 제조
순수에 폴리비닐알코올(평균중합도 1100, 검화도 99%)을 80℃에서 녹여 4%의 수용액을 제조한 후, 가교제 사염화 지르코늄을 폴리비닐알코올계 수지 100중량당, 10중량부 첨가하여 접착제를 제조하였다.
(3) 편광판의 제조
폴리비닐알코올계 편광필름의 양면에 보호 필름으로서 두께 60㎛의 비누화 처리된 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름을 얻어진 수계 접착제를 이용하여 접착시키고 라미네이트 한 후, 80℃ 오븐에서 5분간 건조하여 편광판을 제조하였다.
비교예 1
순수에 폴리비닐알코올(평균중합도 1100, 검화도 99%)을 80℃에서 녹여 4%의 수용액을 제조한 후, 가교제 글리옥실산 나트륨을 폴리비닐알코올계 수지 100중량당, 10중량부 첨가하여 접착제를 제조한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방식을 적용하여 편광판을 제조하였다.
비교예 2
순수에 폴리비닐알코올(평균중합도 1100, 검화도 99%)을 80℃에서 녹여 4%의 수용액을 제조한 후, 가교제 옥시염화 지르코늄을 폴리비닐알코올계 수지 100중량당, 20 중량부 첨가하여 접착제를 제조한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방식을 적용하여 편광판을 제조하였다.
비교예3
순수에 폴리비닐알코올(평균중합도 1100, 검화도 99%)을 80℃에서 녹여 4%의 수용액을 제조한 후, 가교제 사염화 지르코늄을 폴리비닐알코올계 수지 100중량당, 5중량부 첨가하여 접착제를 제조한 것을 제외하고, 나머지는 실시예와 동일한 방식을 적용하여 편광판을 제조하였다.
실험예
(1) 내수성 평가
실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따라 편광판을 제조한 후 아크릴레이트 계열의 점착제를 편광판의 트리아세틸셀루로스(TAC)필름 한면에 도포하였다. 이와 같이 얻어진 편광판을 50㎜×80㎜ 크기로 잘랐다. 이때, 편광 필름의 연신 방향을 장축으로 하고, 그에 직교하는 방향을 단축으로 하였다. 도포된 점착제를 매개로 하여 편광판을 유리에 적층하여 시편을 제조한 후 내수성을 평가하였다.
내수성은 60℃ 온도 및 100%의 상대습도(항온조 이용)에서 24시간 방치하였을 때의 박리 정도를 측정하여 평가하였다. 박리 정도는 편광자와 보호필름 사이에 수분이 흘러 들어감으로써, 편광판 단부로부터 보호필름이 벗겨지거나 들린 영역의 면적을 측정하고, 이를 샘플의 크기에 대한 면적 비율로 확인하였다. 박리 정도가 작을수록 내수성이 우수한 것이다. 실시예 및 비교예의 편광판에 대한 물성평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 내수성 평가 후 표면을 촬영한 사진을 도 1 내지 도 4에 각각 도시하였다.
<평가기준>
◎ (매우 우수) - 박리면적 < 5%
○ (우수) - 5% ≤ 박리면적 < 10%
△ (미흡) - 10% ≤ 박리면적 < 20%
× (나쁨) - 20% ≤ 박리면적
구분 접착제 조성 내수성
실시예 1 사염화 지르코늄이 10 중량부 첨가된 PVA ◎
비교예 1 글리옥실산 나트륨이 10 중량부 첨가된 PVA ×
비교예 2 옥시염화 지르코늄이 20 중량부 첨가된 PVA ×
비교예 3 사염화 지르코늄이 5 중량부 첨가된 PVA ×
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 편광판용 접착제는 물에 대한 내수성 면에서 매우 우수한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
또한, 하기 도 1을 살펴보면, 실시예 1에 의해 제조된 편광판은 내수성 평가 후, 박리 현상 및 편광자 내의 요오드의 탈색 현상을 거의 확인 할 수 없었다. 이에 반하여, 도 2 내지 3을 살펴보면, 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 편광판은 편광판의 전 영역에서 박리가 일어나게 되고, 이에 따라 편광자와 보호 필름 사이에 물이 스며들어 요오드 화합물을 제거하게 됨으로써, 일부 영역을 제외하고 편광자의 요오드의 탈색현상이 대부분의 영역에서 일어남을 확인할 수 있었다.
(2) 광학 물성 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 편광판을 40㎜×40㎜의 크기로 잘라, 이 시편을 측정홀더에 고정시킨 후 자외가시광선분광계(V-7100, JASCO사 제조)를 이용하여 초기광학 물성, 즉, 단체 투과도(Ts), 편광도, 색상(단체 a, 단체 b, 직교 a, 직교 b)을 측정하였다. 상기, 단체 투과도(Ts)와 단체색상(a, b)는 편광판 한 장에 대한 측정값이고, 직교색상(직교 a, 직교 b)은 재단된 편광판 두 장을 흡수축이 90°가 되도록 서로 직교시킨 후 측정하여 표2에 표시하였다.
편광도는 두 장의 편광판을 흡수축이 평행한 상태로 배치하였을 경우 얻어지는 평행 투과율(Tp)과 흡수축이 90°가 되도록 서로 직교시킨 후 얻어지는 직교 투과율(Tc)에 의해 하기 수학식 1으로 정의된다.
[수학식 1]
편광도 = [(Tp - Tc) / (Tp + Tc)]1/2
구분 접착제 조성 단체
투과도		 편광도 단체색상 a 단체색상 b 직교색상 a 직교색상 b
실시예 1 사염화 지르코늄이 10 중량부 첨가된 PVA 42.01 99.9953 -1.71 4.23 0.09 -0.15
비교예 1 글리옥실산 나트륨이 10 중량부 첨가된 PVA 41.99 99.9940 -1.77 4.24 0.13 -0.17
비교예 2 옥시염화 지르코늄이 20 중량부 첨가된 PVA 41.88 99.9940 -2.06 5.20 0.05 -0.09
상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 편광판은 편광판용 접착제는 내수성이 향상되는 동시에 광학 물성도 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 (9)

  1. 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 편광판용 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    폴리비닐알코올계 수지 100중량부;
    사염화 지르코늄 7중량부 내지 80중량부; 및
    물 1000중량부 내지 10000중량부를 포함하는 편광판용 접착제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리비닐알코올계 수지는 아세트아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지, 양이온 변성 폴리비닐알코올계 수지 및 음이온 변성 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 편광판용 접착제.
  4. 편광자;
    상기 편광자의 일면 또는 양면에 부착되는 고분자 필름; 및
    상기 편광자와 고분자 필름을 부착시키기 위한 접착층을 포함하며,
    상기 접착층은 폴리비닐알코올계 수지, 사염화 지르코늄 및 물을 포함하는 편광판용 접착제를 이용하여 형성된 것인 편광판.
  5. 제4항에 있어서,
    폴리비닐알코올계 수지 100중량부;
    염화 지르코늄 7중량부 내지 80중량부; 및
    물 1000 내지 10000중량부를 포함하는 편광판용 접착제를 포함하는 편광판.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 폴리비닐알코올계 수지는 아세트아세틸기 변성 폴리비닐알코올계수지, 양이온 변성 폴리비닐알코올계 수지 및 음이온 변성 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 편광판.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 고분자 필름이 셀룰로오스계 수지로 이루어진 보호 필름인 편광판.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 편광판을 60℃의 온도 및 100%의 상대습도에서 24시간 방치하였을 때, 전체 면적에 대한 박리된 면적 비율이 10% 이하의 범위인 편광판.
  9. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 있고, 상기 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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