KR102037495B1 - 편광자 보호 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법 - Google Patents

편광자 보호 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자와 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이 가교 결합을 형성하고 있는 바인더 수지층을 포함한 편광자 보호 필름과 상기 편광자 보호 필름을 포함한 편광판과 상기 편광자 보호 필름을 형성하는 단계를 포함하는 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

편광자 보호 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법{POLARIZER PROTECTING FILM, POLARIZER PLATE, AND METHOD FOR PREPARING POLARIZER PLATE}
본 발명은 편광자 보호 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이 중 하나이다. 일반적으로 액정 디스플레이는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정층이 봉입된 구조를 취한다. 상기 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하면 그 사이에 봉입된 액정층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고 이를 이용해 영상을 표시하게 된다.
한편, 어레이 기판과 칼라필터 기판의 외측에는 편광판이 구비되어 있다. 편광판은 백라이트로부터 입사되는 빛 및 액정층을 통과한 빛 중 특정 방향의 빛을 선택적으로 투과함으로써 편광을 제어할 수 있다. 편광판은 일반적으로 빛을 특정 방향으로 편광시킬 수 있는 편광자(polarizer)에, 상기 편광자를 지지 및 보호하기 위한 보호 필름을 접착시킨 구조로 이루어진다.
상기 보호 필름으로는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 고분자 필름이 사용되고 있다. 그런데 상기 TAC 필름은 단독으로 사용할 경우 표면 경도가 약하고 습도에 취약하여, 표면 경도를 높이고 내마모성을 확보하기 위하여 기능성 코팅층을 추가하는 방법 등이 사용되고 있다. 그러나 이와 같이 기능성 코팅층을 추가로 사용하는 경우 보호 필름의 전체 두께가 커져서 전자 소자의 박형화 요구에 부합하지 못할 뿐만 아니라 추가 코팅으로 인해 필름에 컬이나 크랙 등이 발생할 우려가 있다.
한편, 얇은 두께를 갖는 대형 화면을 갖는 디스플레이 장치에는 표면에 요철 또는 패턴을 갖는 확산층(Diffusion Layer)이 하층 평관판과 미세한 간격, 예를 들어 1 내지 3 ㎜의 간격을 가지면서 설치되는데, 상술한 바와 같이 TAC 필름이 충분한 표면 경도나 내마모성을 갖지 못하여 상기 확산층에 의하여 편광자 보호 필름이 마모되거나 스크래치가 다량 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 표면의 마모 또는 스크래치에 의한 물성 및 광학 특성의 저하를 방지할 수 있고 대량 생산 공정에 적합하도록 충분한 가요성을 구현할 수 있는 편광자 보호 필름을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 편광자 보호 필름을 포함한 편광판을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 편광자 보호 필름을 포함한 편광판을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자와 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이 가교 결합을 형성하고 있는 바인더 수지층을 포함하고, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20인, 편광자 보호 필름이 제공된다.
또한, 본 명세서에서는, 편광자; 및 상기 편광자 보호 필름;을 포함한 편광판이 제공된다.
또한, 본 명세서에서는, 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자; 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물; 및 광개시제를 포함한 코팅 조성물을 광경화하여 편광자 보호 필름을 형성하는 단계; 및 편광자의 일 면에 상기 편광자 보호 필름을 라미네이트하여 접착시키는 단계를 포함하고, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20인, 편광판의 제조방법이 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 편광자 보호 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따르면, 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자와 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이 가교 결합을 형성하고 있는 바인더 수지층을 포함하고, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20인, 편광자 보호 필름이 제공될 수 있다.
상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 유연성이 좋고, 상기 바인더 수지층 내에서 가교 구조의 망간 길이를 상대적으로 긴 수준으로 유지하여, 상기 바인더 수지층에 높은 수준의 탄성도를 발현시킬 수 있다. 이러한 높은 수준의 탄성도로 인해, 편광자 보호 필름 상에 외부의 물리적 자극에 의해 스크래치 등 손상이 발생하더라도, 해당 손상부가 탄성에 의해 서서히 메워져 상기 편광자 보호 필름이 우수한 자기 복원 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 편광자 보호 필름은 얇은 두께를 가지면서도 표면의 마모 또는 스크래치에 의한 물성 및 광학 특성의 저하를 방지할 수 있고 대량 생산 공정에 적합하도록 충분한 가요성을 구현할 수 있다.
상기 바인더 수지층은 최종 제조되는 편광자 보호 필름이 스크래치 발생시 표면에 대한 자기 복원력을 확보하면서 보다 높은 내마모성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성과 향상된 광학 특성을 갖도록 하기 위하여, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20, 또는 5 내지 15일 수 있다.
상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20, 또는 5 내지 15의 범위를 벗어나는 경우, 예를 들어 상기 중량비가 1 미만 경우 상기 편광자 보호 필름이 충분한 내스크래치성이나 표면 경도를 확보하기 어려우며 또한 급격한 온도 변화에 대하여 안정성이 갖기 어려울 수 있다. 또한, 상기 중량비가 20을 초과하는 경우 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자로부터 기이한 하는 효과, 예를 들어 자기 복원력이나 향상된 기계적 물성과 향상된 광학 특성 등의 구현이 어려울 수 있다.
한편, 상기 바인더 수지층은 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자와 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이 광경화를 통하여 가교 결합을 형성함으로서 제조될 수 있다.
상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 3관능 이상의 우레탄 결합을 가지며, 상기 우레탄 결합을 매개로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 각각 결합되어 있고, 상기 각각의 우레탄 결합에 결합된 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들 중 적어도 2종은 서로 다른 반복수를 갖는 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함할 수 있다 (예를 들어, 3 내지 6 관능의 우레탄 결합에 서로 다른 반복수의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함하는 2 내지 4 종의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 결합될 수 있음).
한편, 상술한 우레탄 결합 반응은 통상적인 우레탄 반응 조건에 따라 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 우레탄 반응은 약 20 내지 100℃에서 약 1시간 내지 10시간 동안 교반하여 이루어질 수 있으며, DBTDL(Dibutyl tin dilaurate)과 같은 주석 등 금속 함유 촉매의 존재 하에서 진행될 수 있다.
상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자의 보다 구체적인 예로는, 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자 또는 폴리프로필렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나, 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다. 보다 적절하게는, 상기 편광자 보호 필름의 신율 및 자기 복원 특성 등을 보다 향상시키기 위해, 상기 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자 및 폴리프로필렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 혼합하여 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는, 3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물; 및 서로 다른 반복수로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함하는 2종 이상의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물; 간의 반응물일 수 있다.
예를 들어, 상기 3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물과, 서로 다른 반복수로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함하는 2종 이상의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물을 우레탄 반응시켜 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자가 형성될 수 있다. 상기 우레탄 반응의 결과, 상기 다가 이소시아네이트계 화합물의 각 이소시아네이트기와, 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위 말단의 히드록시기가 우레탄 결합을 형성하면서 서로 연결되어 상술한 구조 및 특성을 갖는 고분자가 얻어질 수 있다.
상기 다가 이소시아네이트계 화합물은 디이소시아네이트 화합물의 올리고머, 디이소시아네이트 화합물의 폴리머, 디이소시아네이트 화합물의 고리형 다량체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 이소시아누레이트 (Hexamethylene diisocyanate isocyanurate), 이소포론 디이소시아네이트 이소시아누레이트 (Isophorone diisocyanate isocyanurate), 톨루엔 2,6-디이소시아네이트 이소시아누레이트, 트리이소시아네이트 화합물 및 이들의 이성질체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 될 수 있고, 이외에도 다양한 3관능 이상의 다가 이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 다가 이소시아네이트계 화합물의 구체적인 예 중에서, 디이소시아네이트 화합물의 올리고머, 폴리머, 고리형 다량체 또는 이소시아누레이트는 통상적인 지방족 또는 방향족 디이소시아네이트 화합물로부터 형성될 수 있으며, 상용화된 디이소시아네이트 화합물의 올리고머 등(예를 들어, HDI의 트라이머인 애경화학의 DN980S 등)을 입수하여 사용할 수도 있다. 이러한 디이소시아네이트 화합물의 보다 구체적인 예로는, 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3- 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 등을 들 수 있다.
상기 2종 이상의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물은 각각 약 200 내지 1000, 혹은 약 250 내지 800의 수 평균 분자량을 가질 수 있고, 2 내지 10, 혹은 4 내지 6의 반복수를 갖는 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 각각 포함할 수 있다.
또한, 각각의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물은 상술한 범위 내에서 서로 다른 반복수를 갖는 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함할 수 있고, 이에 따라 서로 다른 분자량을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 우레탄 결합에 결합된 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들 중 적어도 2종 간의 수평균분자량의 차이가 100 내지 500일 수 있다. 이러한 수평균분자량을 상기 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물에 대하여 gas chromatograph-mass spectrometer(가스 크로마토그래프 질량분석계) 등의 통상적으로 알려진 방법으로 측정할 수 있다.
보다 구체적인 예에서, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들로서, 약 100 내지 400의 수 평균 분자량 및 이에 상응하는 반복수로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 갖는 화합물과, 약 400 내지 1000의 수 평균 분자량 및 이에 상응하는 반복수의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 갖는 화합물을 각각 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지층은 적절한 탄성을 나타내는 다른 공지된 성분을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 바인더 수지층은 폴리카보네이트 변성 2관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리카보네이트 변성 2관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 2관능 이상의 우레탄 결합을 가지며 상기 우레탄 결합을 매개로 폴리카보네이트 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 각각 결합된 고분자일 수 있다. 또한, 상기 바인더 수지층은 폴리로탁산(polyrotaxane) 또는 기타의 작용기나 화합물로 변성된 폴리로탁산을 더 포함할 수도 있다. 상기 폴리카보네이트 변성 2관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자 또는 폴리로탁산(polyrotaxane) 등이 추가로 상기 바인더 수지층에 포함됨에 따라, 상기 편광자 보호 필름의 신율 및 자기 복원 특성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물은 다관능 우레탄 아크릴레이트, 9-에틸렌글리콜 디아크릴레이트(9-EGDA), 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트라이/테트라아크릴레이트 (pentaerythritol tri/tetraacrylate; PETA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexa-acrylate, DPHA), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate; TMPTA) 및 헥사메틸렌 다이아크릴레이트 (hexamethylene diacrylate; HDDA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 편광자; 및 상기 편광자 보호 필름;을 포함한 편광판이 제공될 수 있다.
상기 편광자 보호 필름에 관한 내용은 상기 일 구현예의 편광 필름에 관하여 상술한 내용을 모두 포함한다.
편광자는 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 특성을 나타낸다. 이러한 특성은 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 달성할 수 있다. 예를 들어 보다 구체적으로, PVA 필름을 수용액에 담가 팽윤(swelling) 시키는 팽윤하는 단계, 상기 팽윤된 PVA 필름에 편광성을 부여하는 이색성 물질로 염색하는 단계, 상기 염색된 PVA 필름을 연신(stretch)하여 상기 이색성 염료 물질을 연신 방향으로 나란하게 배열시키는 연신 단계, 및 상기 연신 단계를 거친 PVA 필름의 색을 보정하는 보색 단계를 거쳐 편광자를 형성할 수 있다. 그러나, 상기 구현예의 편광판에 포함되는 편광자가 상술한 PVA(poly vinyl alcohol)에 한정되는 것은 아니다.
상기 편광자 및 상기 보호 필름 사이에 위치하는 접착제층을 더 포함할 수 있다. 상기 접착제층은 투명성을 갖고 편광자의 편광 특성이 유지될 수 있는 편광자용 접착제를 포함하는 것일 수 있다. 사용 가능한 접착제로는 당 기술분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 일액형 또는 이액형의 폴리비닐알콜(PVA)계 접착제, 아크릴계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 스티렌 부타디엔 고무계(SBR) 접착제, 또는 핫멜트형 접착제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 접착제층의 두께는 상기 편광판의 특성에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 약 0.1 내지 약 10㎛, 또는 약 0.1 내지 약 5㎛의 범위 일 수 있다.
상기 편광판은 상기 편광자의 일 면에 형성되는 제2편광자 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 편광자의 일면에는 상술한 일 구현예의 편광자 보호 필름이 부착되며, 상기 편광자의 다른 일면에는 통상적으로 알려진 TAC과 같은 편광자 보호 필름 또는 상기 일 구현예의 편광자 보호 필름을 제2편광자 보호 필름으로 부착될 수 있다.
상기 편광자 보호 필름의 두께는 1 ㎛ 내지 100 ㎛이며, 상기 편광자의 두께는 5 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자; 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물; 및 광개시제를 포함한 코팅 조성물을 광경화하여 편광자 보호 필름을 형성하는 단계; 및 편광자의 일 면에 상기 편광자 보호 필름을 라미네이트하여 접착시키는 단계를 포함하고, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20인, 편광판의 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 코팅 조성물을 소정의 기재 또는 이형 필름 상에 도포하고 광경화함으로서 편광자 보호 필름을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 편광판의 제조방법에 의하여 제조되는 편광자 보호 필름이 스크래치 발생시 표면에 대한 자기 복원력을 확보하면서 보다 높은 내마모성 및 내스크래치성 등의 기계적 물성과 향상된 광학 특성을 갖도록 하기 위하여, 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 1 내지 20, 또는 5 내지 15일 수 있다.
상기 편광판의 제조방법에서는 상기 편광자 보호 필름을 직접 편광자 상에 형성하는 방법을 통하지 않고, 상대적으로 탈착이 용이한 별도의 기재 또는 이형 필름 상에 도포 및 경화하여 제조함으로서, 상기 광경화된 코팅 조성물을 보다 쉽게 필름 형태로 떼어내어 편광자 보호 필름으로 사용할 수 있다.
또한, 이와 같이 제조된 편광자 보호 필름은 낮은 위상차 값을 나타내며, 광투과율, 헤이즈 등 광학 물성의 저하 없이 높은 경도를 확보할 수 있다. 상기 기재 또는 이형 필름은 수지 조성물의 경화 후 상기 보호 필름을 편광자에 부착하기 전이나 또는 후에 선택적으로 박리하여 제거될 수 있다.
상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 또는 솔루션 캐스팅방식 등을 이용할 수 있다.
상기 코팅 조성물의 도포 두께가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 건조 및 경화 과정 이후에 형성되는 상기 편광자 보호 필름의 두께가 약 1 ㎛ 내지 100 ㎛가 되도록 도포할 수 있다.
상기 도포된 코팅 조성물에 자외선 등을 조사하여 광경화 반응을 수행함으로써 보호 필름을 형성할 수 있다. 상기 자외선을 조사하기 전, 상기 코팅 조성물의 도포면을 평탄화하고 조성물에 포함된 용매를 휘발시키기 위해 건조하는 과정을 더 수행할 수 있다.
상기 자외선의 조사량은, 예를 들면 약 20 내지 약 600 mJ/cm2일 수 있다. 자외선 조사의 광원으로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 블랙 라이트(black light) 형광 램프 등을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 유연성이 좋고, 상기 바인더 수지층 내에서 가교 구조의 망간 길이를 상대적으로 긴 수준으로 유지하여, 상기 편광자 보호 필름에 높은 수준의 탄성도를 발현시킬 수 있다. 이러한 높은 수준의 탄성도로 인해, 편광자 보호 필름 상에 외부의 물리적 자극에 의해 스크래치 등 손상이 발생하더라도, 해당 손상부가 탄성에 의해 서서히 메워져 상기 편광자 보호 필름이 우수한 자기 복원 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 편광자 보호 필름은 얇은 두께를 가지면서도 표면의 마모 또는 스크래치에 의한 물성 및 광학 특성의 저하를 방지할 수 있고 대량 생산 공정에 적합하도록 충분한 가요성을 구현할 수 있다.
상기 바인더 수지층은 상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자와 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이 광경화를 통하여 가교 결합을 형성함으로서 제조될 수 있다.
상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 3관능 이상의 우레탄 결합을 가지며, 상기 우레탄 결합을 매개로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 각각 결합되어 있고, 상기 각각의 우레탄 결합에 결합된 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들 중 적어도 2종은 서로 다른 반복수를 갖는 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함할 수 있다.
또한, 각각의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물은 상술한 범위 내에서 서로 다른 반복수를 갖는 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함할 수 있고, 이에 따라 서로 다른 분자량을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 우레탄 결합에 결합된 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들 중 적어도 2종 간의 수평균분자량의 차이가 100 내지 500일 수 있다.
한편, 상술한 우레탄 결합 반응은 통상적인 우레탄 반응 조건에 따라 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 우레탄 반응은 약 20 내지 100℃에서 약 1시간 내지 10시간 동안 교반하여 이루어질 수 있으며, DBTDL(Dibutyl tin dilaurate)과 같은 주석 등 금속 함유 촉매의 존재 하에서 진행될 수 있다.
상기 광개시제로는 벤조 페논계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 또는 이들의 혼합물을 들 수 있고, 보다 구체적인 예로는 벤조페논(Benzophenone), 벤조일 메틸 벤조에이트(Benzoyl methyl benzoate), 아세토페논(acetophenone), 2,4-디에틸 티오크산톤(2,4-diehtyl thioxanthone), 2-클로로 티오크산톤(2-chloro thioxanthone), 에틸 안트라키논(ethyl anthraquinone), 1-히드록시 시클로헥시 페닐 케톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 시판 제품으로는 Ciba사의 Irgacure 184) 또는 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판온(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one) 등을 들 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기 용매; 또는 무기 나노 입자, 계면 활성제, 레벨링제 및 분산 안정제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 용매의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 메틸 아이소부틸 케톤 (methyl isobutyl ketone), 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone), 다이메틸 케톤 (dimethyl ketone) 등의 케톤계 유기 용매; 아이소프로필 알콜 (isopropyl alcohol), 아이소부틸 알콜 (isobutyl alcohol) 또는 노르말 부틸 알콜 (normal butyl alcohol) 등의 알코올 유기 용매; 에틸 아세테이트 (ethyl acetate) 또는 노르말 부틸 아세테이트 (normal butyl acetate) 등의 아세테이트 유기용매; 에틸 셀루솔브 (ethyl cellusolve) 또는 부틸 셀루솔브 (butyl cellusolve) 등의 셀루솔브 유기 용매 등을 사용할 수 있다.
상기 계면 활성제, 레벨링제 또는 분산 안정제와 같은 첨가제로는 이전부터 코팅층 형성을 위한 조성물에 사용 가능한 것으로 알려진 성분을 제조 또는 상업적으로 입수하여 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다.
상기 무기 나노 입자의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 약 5 내지 50 nm, 혹은 약 10 내지 40nm의 입경을 갖는 실리카 나노 입자를 사용할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 상술한 유기 용매 5 내지 75중량%를 포함할 수 있다. 또한, 상기 코팅 조성물은 상술한 첨가제 0.1 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
본 명세서에서는, 표면의 마모 또는 스크래치에 의한 물성 및 광학 특성의 저하를 방지할 수 있고 대량 생산 공정에 적합하도록 충분한 가요성을 구현할 수 있는 편광자 보호 필름 및 이의 제조 방법과 편광판이 제공된다.
도 1은 제조예 1에서, 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더의 제조를 위한 우레탄 반응을 진행하기 전과, 진행한 후의 FT-IR 스펙트럼을 비교하여 도시한 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]
제조예 1: 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 ( 메트 ) 아크릴레이트계 바인더의 제조
HDI계 트라이머인 애경화학의 DN980S를 3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물로서 사용하고, 폴리에틸렌글리콜 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물로서, 서로 다른 반복수의 폴리에틸렌글리콜 반복 단위를 포함하여 서로 다른 수 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=300)와, 폴리에틸렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=500)를 각각 사용하였다.
이러한 다가 이소시아네이트계 화합물의 40g, 폴리에틸렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=300)의 30g, 폴리에틸렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=500)의 30g을 DBTDL(Dibutyl tin dilaurate) 0.1g 및 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone) 200g과 함께 혼합하고, 60℃에서 약 5 시간 동안 교반하여 우레탄 반응을 진행하였다.
이러한 우레탄 반응의 종료에 의해, 제조예 1의 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 제조하였다. 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성은 FT-IR을 통하여 확인하였다. 참고로, 상기 우레탄 반응 전, 후의 FT-IR 스펙트럼을 도 1에 나타내었다. 도 1을 참고하면, 약 2268.5cm-1의 위치에서 나타나는 이소시아네이트기(-NCO) 유래 피크가 사라지는 것을 확인하여, 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성이 확인될 수 있다.
제조예 2: 폴리프로필렌글리콜 변성 다관능 우레탄 ( 메트 ) 아크릴레이트계 바인더의 제조
HDI계 트라이머인 애경화학의 DN980S를 3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물로서 사용하고, 폴리프로필렌글리콜 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물로서, 서로 다른 반복수의 폴리프로필렌글리콜 반복 단위를 포함하여 서로 다른 수 평균 분자량을 갖는 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=400)와, 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=600)를 각각 사용하였다.
이러한 다가 이소시아네이트계 화합물의 40g, 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=400)의 40g, 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=600)의 40g을 DBTDL(Dibutyl tin dilaurate) 0.15g 및 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone) 300g과 함께 혼합하고, 60℃에서 약 5 시간 동안 교반하여 우레탄 반응을 진행하였다.
이러한 우레탄 반응의 종료에 의해, 제조예 2의 폴리프로필렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 제조하였다. 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성은 제조예 1과 동일하게 FT-IR을 통하여 약 2268.5cm-1의 위치에서 나타나는 이소시아네이트기(-NCO) 유래 피크가 사라지는지 여부를 통하여 확인하였다.
비교제조예1 : 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 ( 메트 ) 아크릴레이트계 바인더의 제조
HDI계 트라이머인 애경화학의 DN980S(3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물) 40g 및 폴리에틸렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=300)의 70g을 DBTDL(Dibutyl tin dilaurate) 0.1g 및 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone) 200g과 함께 혼합하고, 60℃에서 약 5 시간 동안 교반하여 우레탄 반응을 진행하였다.
이러한 우레탄 반응의 종료에 의해, 비교제조예1의 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 제조하였다. 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성은 실시예1과 동일한 방법으로 FT-IR을 통하여 확인하였다.
비교제조예2 : 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 ( 메트 ) 아크릴레이트계 바인더의 제조
HDI계 트라이머인 애경화학의 DN980S(3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물) 40g 및 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=600)의 80g을 DBTDL(Dibutyl tin dilaurate) 0.15g 및 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone) 300g과 함께 혼합하고, 60℃에서 약 5 시간 동안 교반하여 우레탄 반응을 진행하였다.
이러한 우레탄 반응의 종료에 의해, 비교제조예2의 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 제조하였다. 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성은 실시예1과 동일한 방법으로 FT-IR을 통하여 확인하였다.
비교제조예3 : 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 ( 메트 ) 아크릴레이트계 바인더의 제조
HDI계 트라이머인 애경화학의 DN980S(3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물) 40g 및 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=200)의 80g을 DBTDL(Dibutyl tin dilaurate) 0.15g 및 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone) 300g과 함께 혼합하고, 60℃에서 약 5 시간 동안 교반하여 우레탄 반응을 진행하였다.
이러한 우레탄 반응의 종료에 의해, 비교제조예3의 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 제조하였다. 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성은 실시예1과 동일한 방법으로 FT-IR을 통하여 확인하였다.
비교제조예4 : 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 ( 메트 ) 아크릴레이트계 바인더의 제조
HDI계 트라이머인 애경화학의 DN980S(3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물) 40g 및 폴리프로필렌글리콜 모노 아크릴레이트(Mn=1,000)의 80g을 DBTDL(Dibutyl tin dilaurate) 0.15g 및 메틸 에틸 케톤 (methyl ethyl ketone) 300g과 함께 혼합하고, 60℃에서 약 5 시간 동안 교반하여 우레탄 반응을 진행하였다.
이러한 우레탄 반응의 종료에 의해, 비교제조예4의 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 제조하였다. 상기 우레탄 반응의 진행 여부 및 바인더의 생성은 실시예1과 동일한 방법으로 FT-IR을 통하여 확인하였다.
[실시예: 편광자 보호 필름 및 편광판의 제조]
실시예1
(1) 편광자 보호 필름 형성용 조성물의 제조
제조예 1에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더 및 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물로서 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 (Dipentaerythritol Hexacrylate; DPHA)을 1:8의 중량비로 혼합하여 바인더 형성용 조성물을 제조하였다.
그리고, 상기 바인더 형성용 조성물의 100 중량부에 대해, UV 개시제(Irgacure 184)의 2 중량부, 레벨링제(tego glide 270, Evonik사) 5 중량부 및 메틸 에틸 케톤 35 중량부를 혼합하여 실시예 1의 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 편광자 보호 필름의 제조
상기 실시예 1의 코팅 조성물을 PET 이형필름에 30 ㎛의 두께로 코팅한 후, 60℃ 오븐에서 2분간 건조하고 100mJ/㎠의 자외선을 조사하여 자기 복원 특성을 갖는 편광자 보호 필름을 제조하였다.
(3) 편광판의 제조
아크릴계 접착제(두께: 약 1㎛)을 이용하여 상기 제조된 편광자 보호 필름을 폴리비닐알콜(PVA) 필름과 라미네이션하여 접착하고, PET 이형필름을 박리하였다. 그리고, 상기 편광자 보호 필름이 부착되지 않은 폴리비닐알콜(PVA) 필름의 다른 한 면에는 60㎛두께의 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름을 아크릴계 접착제(두께: 약 1㎛)을 이용하여 라미네이션하여 접착시킴으로서 편광판을 제조하였다.
실시예2
제조예 2에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
실시예3
(1) 편광자 보호 필름 형성용 조성물의 제조
실시예1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 편광자 보호 필름의 제조
상기 제조된 코팅 조성물을 PET 이형필름에 60 ㎛의 두께로 코팅한 후, 60℃ 오븐에서 2분간 건조하고 100mJ/㎠의 자외선을 조사하여 자기 복원 특성을 갖는 편광자 보호 필름을 제조하였다.
(3) 편광판의 제조
아크릴계 접착제(두께: 약 1㎛)을 이용하여 상기 제조된 편광자 보호 필름을 폴리비닐알콜(PVA) 필름과 라미네이션하여 접착하고, PET 이형필름을 박리하였다. 그리고, 상기 편광자 보호 필름이 부착되지 않은 폴리비닐알콜(PVA) 필름의 다른 한 면에는 60㎛두께의 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름을 아크릴계 접착제(두께: 약 1㎛)을 이용하여 라미네이션하여 접착시킴으로서 편광판을 제조하였다.
실시예4
(1) 편광자 보호 필름 형성용 조성물의 제조
제조예 1에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더, 제조예 2에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더 및 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물로서 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 (Dipentaerythritol Hexacrylate; DPHA)을 1:1:10의 중량비로 혼합하여 바인더 형성용 조성물을 제조하였다.
그리고, 상기 바인더 형성용 조성물의 100 중량부에 대해, UV 개시제(Irgacure 184)의 2 중량부, 레벨링제 5 중량부 및 메틸 에틸 케톤 35 중량부를 혼합하여 실시예 4의 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 편광자 보호 필름 및 편광판의 제조
상기 실시예 4의 코팅 조성물을 사용한 점을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
[비교예]
비교예1
아크릴계 접착제(두께: 약 1㎛)을 이용하여 60 ㎛두께의 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름[편광자 보호 필름]을 폴리비닐알콜(PVA) 필름과 라미네이션하여 접착하였다. 그리고, 상기 폴리비닐알콜(PVA) 필름의 다른 한 면에는 60㎛두께의 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름을 아크릴계 접착제(두께: 약 1㎛)을 이용하여 라미네이션하여 접착시킴으로서 편광판을 제조하였다.
비교예2
비교제조예 1에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
비교예3
비교제조예 2에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
비교예 4
제조예 1에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더 및 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물로서 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 (Dipentaerythritol Hexacrylate; DPHA)을 2:1의 중량비로 혼합하여 바인더 형성용 조성물을 제조한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
비교예 5
디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 (Dipentaerythritol Hexacrylate; DPHA) 100중량부 대비 UV 개시제(Irgacure 184)의 2 중량부, 레벨링제(tego glide 270, Evonik사) 5 중량부 및 메틸 에틸 케톤 35 중량부를 혼합하여 코팅 조성물을 제조한 점을 제외하고는, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
비교예6
비교제조예 3에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
비교예7
비교제조예 4에서 얻어진 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 바인더를 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름 형성용 조성물, 편광자 보호 필름 및 편광판을 제조하였다.
[실험예]
1. 내스크래치 특성 측정
휘도 강화용 확산 필름에 일정 하중을 걸어 10회 왕복으로 상기 실시예 및 비교예의 편광자 보호 필름 각각의 표면에 문지른 후, 상기 편광자 보호 필름 표면에 스크래치 발생하는 하중을 비교하였다.
[OK: 해당 하중에서 스크래치 미발생 / NG: 해당 하중에서 스크래치 발생]
2. 동솔 스크래치 자기 복원 특성 측정
동송을 이용하여 상기 실시예 및 비교예의 편광자 보호 필름의 표면에 스크래치를 발생시킨 후 스크래치가 복원되는 시간을 측정하였다.
구체적으로, 상기 편광자 보호 필름의 뒷면에 Black PET 필름을 라미네이션 한 후, 질소 바람을 이용하여 필름 표면의 먼지를 제거하였다. 그리고, 삼파장 램프 하에서 필름 표면에 동솔로 스크래치를 발생시킨 후, 스크래치가 사라질때까지의 시간을 측정하였다. 이때, 스크래치 발생 여부는 삼파장 램프의 불빛이 스크래치에 반사되어 육안으로 확인되는지 여부로 결정하였으며, 스크래치가 사라지는지 여부 또한 삼파장 램프의 불빛이 육안으로 확인되는지 여부에 의하여 결정하였다.
3. 연필 경도 측정
연필 경도계(충북 테크)를 이용하여 일정 하중 500g 하에서 실시예 및 비교예의 편광자 보호 필름의 표면에 대한 연필 경도를 측정하였다. 구체적으로, 6B 내지 9H의 경도를 갖는 표준 연필(미쓰비시 사)을 이용하여 경도를 측정하였으며, 측정 길이 3cm로 5회 반복 하여 측정하였다. 이때, 측정부 초반 0.5 cm에서의 긁힘은 하중이 가해지기 시작하는 부분으로 힘이 고르게 작용하지 않을 수 있어, 후반 2.5 cm에서의 긁힘 여부를 이용하여 표면 경도를 결정하였다.
4. 열충격 테스트
실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판을 유리판에 접착제로 라미네이션 한 후 상온의 차광된 공간에서 24시간 두어 접착을 완료하였다. 이러한 방법으로 각각의 편광판에 대하여 테스트 샘플 6개를 제조하였다.
그리고, 이러한 테스트 샘플에 대하여 30분간 80℃의 온도에 노출하고 이후 30분간 -30℃에 노출하고 다시 80℃로 되돌아 오는 과정을 1싸이클(cycle)로 하는 온도 변화 조건을 적용하여, 100싸이클을 반복하였다.
상기 100싸이클 반복 이후 샘플을 관찰하여, 편광자의 변형, 크랙 발생 여부, 필름의 부착 상태를 평가하였다. 이때, 편광자의 변형은 편광자 축이 휘어졌는지 여부로 결정하였고, 크랙 발생 여부는 편광자에 틈이 발생하여 빛이 투과되는지 여부로 결정하였고, 필름의 부착 상태는 보호 필름이 들떠서 기포가 발생하거나 가장자리로부터 들뜨는 현상이 발생하였는지 여부로 결정하였다.
상기 편광자의 변형, 크랙 발생 여부 및 필름의 부착 상태 중 어느 하나라도 문제가 발생하는 경우 NG로 평가하고 모두 문제가 없는 경우 OK로 평가하였다.
이상에서 측정된 물성 평가 결과를 하기 표 1 및 표2에 정리하여 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
내스래치 하중 700g
OK		 600g
OK		 700g
OK		 700g
OK
동솔 스크래치 자기 복원 특성 1초
이하		 1초
이하		 1초
이하		 1초
이하
연필경도
(500g)		 HB HB HB HB
열충격 테스트 OK OK OK OK
비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
내스래치 하중 10g OK
50g NG		 700g
OK		 10g OK
50g NG		 50g OK
100g NG		 700g
OK		 700g
OK		 10g OK
50g NG
동솔 스크래치 자기 복원 특성 복원X 3초 이상 1초
이하		 1초
이하		 복원X 5초 이상 1초
이하
연필경도
(500g)		 B HB B B 3H HB B
열충격 테스트 OK NG
(크랙)		 NG
(기포)		 NG
(기포)		 NG
(크랙)		 NG
(크랙)		 NG
(기포)
상기 표 1 및 표2에 나타난 바와 같이, 실시예에서 얻어진 편광자 보호 필름은 비교예의 편광자 보호 필름에 비하여 높은 내스크래치성을 가지면서도 표면의 마모 또는 스크래치에 의한 물성 및 광학 특성의 저하를 방지할 수 있고, 스크래치 발생시 표면의 자기 복원력을 갖는다는 점이 확인되었다.
또한, 실시예의 편광자 보호 필름은 우수한 연필 경도를 가질 뿐만 아니라, 반복적으로 발생하는 커다란 온도 변화에도 필름의 부착에 문제가 발생하거나 내부 및 외부의 형태 및 구조가 변형되지 않는 우수한 안정성을 갖는다는 점이 확인되었다.

Claims (17)

  1. 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자와 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이 가교 결합을 형성하고 있는 바인더 수지층을 포함하고,
    상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 5 내지 15인, 편광자 보호 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 3관능 이상의 우레탄 결합을 가지며,
    상기 우레탄 결합을 매개로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 각각 결합되어 있고,
    상기 각각의 우레탄 결합에 결합된 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들 중 적어도 2종은 서로 다른 반복수를 갖는 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함하는, 편광자 보호 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 우레탄 결합에 결합된 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물들 중 적어도 2종 간의 수평균분자량의 차이가 100 내지 500인,
    편광자 보호 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 폴리에틸렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자 및 폴리프로필렌글리콜 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 편광자 보호 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는,
    3관능 이상의 다가 이소시아네이트계 화합물; 및 서로 다른 반복수로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함하는 2종 이상의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물; 간의 반응물인, 편광자 보호 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다가 이소시아네이트계 화합물은 디이소시아네이트 화합물의 올리고머, 디이소시아네이트 화합물의 폴리머, 디이소시아네이트 화합물의 고리형 다량체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 이소시아누레이트 (Hexamethylene diisocyanate isocyanurate), 이소포론 디이소시아네이트 이소시아누레이트 (Isophorone diisocyanate isocyanurate), 톨루엔 2,6-디이소시아네이트 이소시아누레이트, 트리이소시아네이트 화합물 및 이들의 이성질체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 편광자 보호 필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 서로 다른 반복수로 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 반복 단위를 포함하는 2종 이상의 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물은 각각 200 내지 1000의 수 평균 분자량을 갖는, 편광자 보호 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지층은 폴리카보네이트 변성 2관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 더 포함하는, 편광자 보호 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 변성 2관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 2관능 이상의 우레탄 결합을 가지며 상기 우레탄 결합을 매개로 폴리카보네이트 변성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 각각 결합된 고분자인,
    편광자 보호 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물은 다관능 우레탄 아크릴레이트, 9-에틸렌글리콜 디아크릴레이트(9-EGDA), 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트라이/테트라아크릴레이트 (pentaerythritol tri/tetraacrylate; PETA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexa-acrylate, DPHA), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate; TMPTA) 및 헥사메틸렌 다이아크릴레이트 (hexamethylene diacrylate; HDDA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 편광자 보호 필름.
  11. 삭제
  12. 편광자; 및 제1항의 편광자 보호 필름;을 포함한 편광판.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 편광자 및 상기 보호 필름 사이에 위치하는 접착제층을 더 포함하는, 편광판.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 편광자의 일 면에 형성되는 제2편광자 보호 필름을 더 포함하는, 편광판.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 편광자 보호 필름의 두께는 1 ㎛ 내지 100 ㎛이며,
    상기 편광자의 두께는 5 ㎛ 내지 300 ㎛인, 편광판.
  16. 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자; 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물; 및 광개시제를 포함한 코팅 조성물을 광경화하여 편광자 보호 필름을 형성하는 단계; 및
    편광자의 일 면에 상기 편광자 보호 필름을 라미네이트하여 접착시키는 단계를 포함하고,
    상기 폴리(탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜) 변성 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자에 대한 상기 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비가 5 내지 15인, 편광판의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 코팅 조성물은 유기 용매; 또는 무기 나노 입자, 계면 활성제, 레벨링제 및 분산 안정제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 편광판의 제조방법.
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