KR20070068282A - 편광판용 점착제, 점착제 부착 편광판 및 그의 제조방법 - Google Patents

편광판용 점착제, 점착제 부착 편광판 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광판을 액정 셀에 접착성 좋게 접착할 수 있고, 이로부터 얻어지는 액정 표시장치가 고온 고습 환경하에서도 광 누출이 생기기 어려운 특성이 있으며, 재박리성을 갖는 편광판용 점착제, 이 점착제를 부착한 편광판 및 그의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 편광판용 조성물은 (A) 카르복실기를 함유하는 모노머가 모노머 조성비로 0.5 중량% 이하인 아크릴계 공중합체 및 (B) 활성 에너지 빔-경화형 화합물을 포함하는 점착성 재료에 활성 에너지 빔을 조사함으로써 제조되고, 23℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상이다.

Description

편광판용 점착제, 점착제 부착 편광판 및 그의 제조방법{PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE FOR POLARIZING PLATES, POLARIZING PLATE WITH PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE AND PRODUCTION PROCESS FOR THE SAME}
도 1은 LCD 의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 LCD 의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제 부착 편광판의 광 누출성을 평가하는 방법을 나타내는 설명도이다.
< 부호의 설명 >
1, 2: 액정 표시장치
11, 21: 편광판
12, 22, 25: 점착제
13, 23: 유리 (액정 셀)
24: 위상차 필름
본 발명은 편광판용 점착제, 점착제 부착 편광판 및 그의 제조방법, 그리고 상기 점착제 부착 편광판을 이용한 광학 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 편광판, 특히 시야각 확대 필름 등과 일체화된 편광판 또는 편광판에 위상차 필름 (retardation film)이 적층된 경우에 적합하게 적용되어, 이 편광판을 액정 셀에 점착성 좋게 접착할 수 있음과 동시에, 얻어진 액정 표시 장치가 고온 고습 환경하에서도 광 누출 (light leakage)이 생기기 어려운 특성이 있고, 또한 접합을 잘못 했을 때 용이하게 박리할 수 있는 편광판용 점착제, 이 점착제를 부착한 편광판 및 그의 제조 방법, 그리고 광학 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래, 유리, 세라믹스, 금속 등의 피착체에 점착제를 개입시켜 유기 재료로 이루어진 시트를 접합했을 경우, 시간이 경과됨에 따라 시트 단부 (end part)가 벗겨져 나가거나 들리는 등 바람직하지 않은 사태가 자주 발생하였다.
이와 같은 바람직하지 않은 사태를 해결하기 위해서, 일반적으로는 점착제를 구성하는 성분의 분자량을 증가시키거나 가교 밀도를 높임으로써 점착 성능을 높인 강력 점착성 재료를 이용하고 있다. 그러나 이와 같은 강력 점착성 재료를 이용했을 경우, 보관 유지력은 향상하지만, 고온 고습 조건하에서 유기 재료로 이루어진 시트의 수축 및 팽윤에 의해서 점착제가 형상의 변화를 따라가지 못하게 되어, 여러 가지 문제의 발생 요인이 되고 있다.
그런데 광학 부품 중에는 그 표면에 편광판을 붙여서 사용하는 것이 있는데, 그 대표적인 예로 액정 표시 장치 (LCD)의 액정 셀을 들 수 있다. 이하에서 이를 도 1을 참조로 하여 설명한다.
액정 셀 (13)은 일반적으로 각각 배향층을 형성하는 2매의 투명 전극 기판을 배향층을 안쪽으로 하고, 스페이서에 의해 소정의 간격이 되도록 배치해, 그 주변을 봉합하고, 상기 간격에 액정 재료를 삽입함과 동시에 상기 2매의 투명 전극 기판에 각각 점착제 (12)를 개입시켜 편광판 (11)이 배치된 구조이다. 일반적으로, 상기 편광판은 폴리비닐 알코올계 편광자의 양면에, 광학적 등방성 필름, 예를 들면 트리아세틸 셀룰로오스 (TAC) 필름을 점착한 3층 구조를 가지는 편광 필름을 포함한다. 또한, 편광판의 한 면에는, 액정 셀 등의 광학 부품에 붙이는 것을 목적으로 한 점착제 층이 더 설치되어 있다.
게다가, 도 2의 개략도에 나타낸 바와 같이, 시야각 특성을 향상시키기 위하여 어떤 경우에는, 편광판 (21) 및 액정 셀 (23) 사이에, 위상차 필름 (24)이 점착제 (22, 25)를 개입시켜 배치된다.
이와 같은 구성의 편광판을 액정 셀 등의 광학 부품에 점착하거나 위상차 필름에 점착하는 경우, 이종 재료의 다층 구조가 되어 재료 특성으로부터 치수 안정성이 부족하고, 특히 고온 고습 환경하에서는 수축 및 팽윤에 의한 치수 변화가 증가한다. 일반적으로 상기 편광판에는 점착제로서, 전술한 강력 점착성 재료가 일반적으로 이용되기 때문에, 편광판의 치수 변화에 수반하는 들림 (lifting) 및 벗겨짐 (peeling)은 억제할 수 있다. 그러나 상기 편광판의 치수 변화에 수반하는 응력을 점착제 층에서 흡수하지 못하여 편광판에 있어서의 잔류 응력이 불균일하게 된다. 그 결과, TN 액정 셀에서는 이른바 "광 누출"이, STN 액정 셀에서는 "색 불균일"이 발현하기 쉬워진다는 문제가 생긴다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 예를 들면 점착제에 가소제 등의 저분자량체를 첨가함으로써 점착제를 적당히 부드럽게 해 응력 완화성을 부여하는 기술이 개시되어 있다 (예를 들면, 일본 특허 제3272921호 공보 참조). 그렇지만, 저분자량체를 첨가하는 것은 편광판을 박리했을 때 피착체를 오염하는 원인이 되어, 보관 유지력을 저하할 뿐만 아니라 시간 경과에 의한 들림 및 벗겨짐이 발생하기 더 쉬워진다.
한편, 아크릴계 공중합체 (A)와 측쇄에 방사선-중합성 기를 가지는 아크릴계 공중합체 (B)를 중량비 100:1 ~ 100:100의 비율로 포함하는 혼합물을 방사선 가교해서 형성되는 점착제 시트가 개시되어 있다 (예를 들면, 일본 특허 공개 2001-107005호 공보 참조).
이 공보에는 편광판에 대한 실시예가 기재되어 있지만, 어느 실시예에도 광 누출성에 관해 평가된 샘플의 크기에 관한 기재는 없다. 본 발명자들이 이 공보의 실시예에 기재된 점착제를 이용해 광 누출성을 15인치 크기의 편광판으로 평가한 결과, 충분히 만족할 만한 것이 아니었다.
이와 같이, 편광판용 점착제에 있어서는, 접착 내구성과 광 누출 방지성을 양립시키는 것이 어려워, 이것을 양립시키는 것이 주요 과제가 되고 있다.
액정 표시 장치 등의 제조 공정에 있어서, 편광판을 액정 셀 등의 광학 부품에 접합할 때, 접합 위치가 벗어나는 등, 접합 후 시간이 경과한 후에 편광판을 박리해 고가의 액정 셀을 재이용할 필요가 있는 경우가 있다. 따라서, 편광판에 도포된 점착제를 개입시켜 접합한 후, 일정 시간 경과 후에 있어서도 액정 셀로부터 비교적 용이하게 박리할 수 있는 점착제가 요구되고 있다. 이는 접착 내구성을 부여하기 위한 접착력을 강화하는 것과는 상반되는 성질로서, 이를 양립하는 것이 과제이다.
본 발명은, 이와 같은 상황 하에서, 편광판, 특히 시야각 확대 필름 등과 일체화된 편광판에 또는 편광판에 위상차 판이 적층된 경우에 적용되며, 이 편광판을 액정 셀에 내구성 높게 접착할 수 있음과 동시에, 얻어진 액정 표시 장치가 고온 고습 환경하에서도 광 누출이 생기기 어려운 특성을 갖는 한편 접합 후 어느 정도 시간이 경과한 후에도 액정 셀로부터 박리하는 것 (이하 "재박리"라고 한다)이 용이한 편광판용 점착제; 및 이 점착제를 부착한 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들이 열심히 연구 및 조사를 거듭한 결과, 특정의 아크릴계 공중합체와 활성 에너지 빔-경화형 화합물을 포함한 점착성 재료에 활성 에너지 빔을 조사하여 이루어진 점착제가 그 목적을 달성하는데 적합하다는 것을 발견하였다.
또한, 상기 점착제 부착 편광판은 박리 시트의 박리층 위에 형성된 점착성 재료층에 편광판을 접합해, 박리 시트 측으로부터 활성 에너지 빔을 조사함으로써, 효율적으로 제조할 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명은, 전술한 발견 및 정보에 근거해 완성한 것이다.
즉, 본 발명은 하기와 같은 것을 제공한다:
(1) (A) 카르복실기를 함유하는 모노머가 모노머 조성비로 0.5 중량% 이하인 아크릴계 공중합체 및 (B) 활성 에너지 빔-경화형 화합물을 포함하는 점착성 재료에 활성 에너지 빔을 조사함으로써 제조되고, 23℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상인 편광판용 점착제.
(2) 23℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3~15MPa 인 상기 (1)에 기재된 편광판용 점착제.
(3) 80℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 편광판용 점착제.
(4) 80℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3~10MPa 인 상기 (3)에 기재된 편광판용 점착제.
(5) 편광판을 액정 유리 셀에 접합시키는데 사용되는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(6) 상기 성분 (B)의 활성 에너지 빔-경화형 화합물은 분자량 1000 미만의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(7) 상기 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머는 환상 구조를 갖는 상기 (6)에 기재된 편광판용 점착제.
(8) 상기 성분 (A) 대 성분 (B)의 함유 비율은 중량비로 100:1 ~ 100:100 인 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(9) 상기 점착성 재료는 (C) 가교제를 더 포함하는 상기 (1) 내지 (8) 중 어 느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(10) 상기 점착성 재료는 (D) 실란 커플링제를 더 포함하는 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(11) 무알칼리 유리에 대한 점착력이 0.2~20 N/25mm 인 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(12) 접합 후 168 시간 경과 후의 무알칼리 유리에 대한 접착력의 상승률이 초기값에 대하여 20% 이하인 상기 (11)에 기재된 편광판용 점착제.
(13) 편광판을 무알칼리 유리에 대한 접착 면적 100㎟ (10㎜×10㎜)로 접합시키고, 전단 속도 0.1㎜/min 에서 전단 하중을 측정할 때, 4000% 이하의 변형 (distortion)에서의 최대 전단 하중이 70N 이하인 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(14) 겔 분율이 85% 이상인 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제.
(15) 편광판 위에 상기 (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 점착제를 포함하는 층을 갖는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 편광판.
(16) 박리 시트의 박리층 위에 형성된 점착성 재료층 위에 편광판을 접합한 후, 박리 시트 측에 활성 에너지 빔을 조사하는 것을 포함하는 상기 (15)에 기재된 점착제 부착 편광판의 제조방법 및
(17) 점착제가 박리 시트의 박리층 측에 접하도록 2매의 박리 시트 사이에 상기 (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 점착제를 협지하여 제조되는 점착 시트.
본 발명에 따르면, 편광판, 특히 시야각 확대 필름 등과 일체화해서 이루어지는 편광판 또는 편광판에 위상차 필름이 적층된 경우에 적합하게 적용되어, 이 편광판을 액정 셀에 내구성 좋게 접착할 수 있음과 동시에, 얻어진 액정 표시 장치가 고온 고습 환경하에서도 광 누출이 생기기 어려운 특성이 있고, 또한 접합 후 어느 정도 시간이 경화한 후에도 액정 셀로부터 비교적 용이하게 박리할 수 있는 편광판용 점착제 및 이 점착제를 부착한 편광판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 점착제 부착 편광판을 효율 좋게 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 편광판용 점착제는 (A) 카르복실기를 함유하는 모노머가 모노머 조성비로 0.5 중량% 이하인 아크릴계 공중합체 및 (B) 활성 에너지 빔-경화형 화합물을 포함하는 점착성 재료에 활성 에너지 빔을 조사함으로써 제조되는 편광판용 점착제이다.
성분 (A)의 아크릴계 공중합체로는 (메트)아크릴산 에스테르 중합체를 들 수 있다. 본 발명에서, (메트)아크릴산 에스테르는 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르 모두를 의미한다. 다른 유사한 용어도 동일하다. 또, 중합체는 "단독중합체 (homopolymer)" 또는 "공중합체 (copolymer)" 모두를 의미한다.
본 발명에서 성분 (A)는, 모노머 조성비로 0.5 중량% 이하로 카르복시기를 함유하는 모노머를 포함하는 것을 특징으로 한다. 통상, 점착제에 강점착성을 부 여하기 위해서, 카르복시기로 대표되는 가교점을 갖는 모노머를 가교점을 갖지 않는 (메트)아크릴산 에스테르 모노머와 공중합시켜 (메트)아크릴산 에스테르계 공중합체를 얻고, 이것이 점착제의 주제 (principal agent)로 사용된다. 이와 대조적으로, 본원 발명에서는 아크릴계 중합체 (A)는 카르복시기를 함유하는 모노머가 모노머 조성비로 0.5 중량% 이하이고, 나아가 카르복시기를 갖지 않는 (메트)아크릴산 에스테르 모노머의 중합체인 것이 바람직하다.
카르복시기를 함유하는 모노머의 함유량을 0.5 중량% 이하로 조절함으로써 본 발명의 목적인 재박리성을 확보할 수 있다. 카르복시기를 함유하는 모노머는 (메트)아크릴산, 크로톤산, 말레산 및 이타콘산을 포함한다.
(메트)아크릴산 에스테르 중합체로는 에스테르 부분의 알킬기의 탄소수가 1~20인 (메트)아크릴산 에스테르 중합체를 바람직하게 들 수 있다. 여기서, 에스테르 부분의 알킬기의 탄소수가 1~20인 (메트)아크릴산 에스테르의 예로서는, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 미리스틸 (메트)아크릴레이트, 팔미틸 (메트)아크릴레이트 및 스테아릴 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 이들은 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 조합해 이용해도 된다.
상기 화합물들 중에서, 특히 에틸 (메트)아크릴레이트 및 부틸 (메트)아크릴레이트가 제조할 때 분자량을 제어하기가 용이하다는 점에서 바람직하다.
상기 (메트)아크릴산 에스테르 공중합체로는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위라면, 구성 성분으로 공중합 가능한 성분을 포함하고 있어도 된다. 구체적으로는 관능기로서 수산기, 아미노기 및 아미드기를 포함하는 단량체이고, 구체적인 예로서는, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트 및 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트류; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N-메틸메타크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드 및 N-메틸올메타크릴아미드 등의 아크릴아미드류; 및 모노메틸 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 모노에틸 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 모노메틸 아미노프로필 (메트)아크릴레이트 및 모노에틸 아미노프로필 (메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산 모노알킬 아미노 에스테르류를 들 수 있다. 이러한 단량체는 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해 이용해도 된다.
상기 점착성 재료에 있어서, 성분 (A)로 이용되는 (메트)아크릴산 에스테르 공중합체는 중량 평균 분자량이 500,000 이상인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 500,000 이상이면, 피착체와의 밀착성이나 고온·고습 하에서 접착 내구성이 충분하게 되고, 들림이나 벗겨짐이 발생하지 않는다. 밀착성 및 접착 내구성을 고려하면, 중량 평균 분자량은, 1,000,000~2,200,000인 것이 바람직하고, 특히 1,200,000~2,000,000인 것이 바람직하다. 또한, 중량 평균 분자량 (Mw) 대 수 평균 분자량 (Mn)의 비율을 나타내는 분자량 분포 (Mw/Mn)는 20 이하가 바람직하다. 분자량 분포가 20 이하이면, 충분한 접착 내구성을 얻을 수 있다.
상기 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정한 폴리스티렌 환산 값이다.
상기 점착성 재료에 있어서, 성분 (A)인 (메트)아크릴산 에스테르 중합체는 1종 이용해도 되고, 2종 이상 조합하여 이용해도 된다.
본 발명의 점착성 재료에 있어서, 성분 (B)로서 이용되는 활성 에너지 빔-경화형 화합물로는 분자량 1000 미만의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머를 바람직하게 들 수 있다.
상기 분자량 1000 미만의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머는, 예를 들면 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 아디페이트 디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발릭산 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤-변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드-변성 포스포릭산 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴옥시에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 (메트)아크릴레이트, 디메틸올디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드-변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜-변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄 디(메트)아크릴레이트 및 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌과 같은 2 관능형; 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리 (메트)아크릴레이트, 프로피온산-변성 디펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌 옥사이드-변성 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 및 트리스(메트)아크릴옥시에틸 이소시아누레이트와 같은 3 관능형; 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트와 같은 4 관능형; 프로피온산-변성 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트와 같은 5 관능형; 및 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트 및 카프로락톤-변성 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트와 같은 6 관능형을 포함한다.
본 발명에서, 이들 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머는 1종 만을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서, 골격 구조에 환상 구조를 갖는 것을 함유하는 것이 바람직하다. 환상 구조는 탄소환식 구조이어도, 복소환식 구조이어도 된다. 또한, 단환식 구조이어도 다환식 구조이어도 된다. 이와 같은 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머로는 예를 들면 디(메트)아크릴옥시에틸 이소시아누레이트 및 트리스(메트)아크릴옥시에틸 이소시아누레이트와 같이 이소시아누레이트 구조를 갖는 것, 디메틸올디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드-변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 (메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜-변성 트리메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트 및 아다만탄 디(메트)아크릴레이트가 바람직하다.
성분 (B)로는 활성 에너지 빔-경화형 아크릴계 올리고머를 이용할 수 있다. 상기 아크릴레이트계 올리고머는 중량 평균 분자량이 50,000 이하인 것이 바람직하 다. 이러한 아크릴레이트계 올리고머의 예로는 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트 및 실리콘 아크릴레이트가 포함된다.
여기서, 폴리에스테르 아크릴레이트계 올리고머로는 예를 들면, 다가 (polyvalent) 카르복시산과 다가 (polyhydric) 알코올의 축합에 의해 얻어지는 양말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르 올리고머의 수산기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화 함으로써 혹은 다가 카르복시산에 알킬렌 옥사이드를 부가하여 얻어지는 올리고머의 말단의 수산기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화 함으로써 얻어질 수 있다. 에폭시아크릴레이트계 올리고머는 예를 들면 비교적 저분자량의 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 노볼락형 에폭시 수지의 옥시란 환에 (메트)아크릴산을 반응하여 에스테르화 함으로써 얻어질 수 있다. 또, 이 에폭시 아크릴레이트계 올리고머를 부분적으로 2 염기성 카르복시산 무수물로 변성한 카르복실 변성형 에폭시 아크릴레이트 올리고머도 이용할 수 있다. 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 예를 들면 폴리에테르 폴리올이나 폴리에스테르 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 얻어지는 폴리우레탄 올리고머를 (메트)아크릴산으로 에스테르화 함으로써 얻어질 수 있고, 폴리올 아크릴레이트계 올리고머는 폴리에테르 폴리올의 수산기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화 함으로써 얻을 수 있다.
상기 아크릴레이트계 올리고머의 중량 평균 분자량은 GPC 로 측정한 폴리메틸메타크릴레이트 환산 값으로 50,000 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 500~50,000, 더욱 바람직하게는 3,000~40,000 범위에서 선정된다.
이들 아크릴레이트계 올리고머는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 발명에서, 성분 (B)로서 (메트) 아크릴로일기를 갖는 기가 측쇄에 도입된 부가 (adduct) 아크릴레이트계 중합체도 사용될 수 있다. 상기 부가 아크릴레이트계 중합체는 전술한 성분 (A)의 (메트)아크릴산 에스테르 중합체에서 설명한 (메트)아크릴산 에스테르와, 분자 내에 관능기를 갖는 모노머와의 공중합체를 이용하여, 이 공중합체의 관능기의 일부에 (메트)아크릴로일기 및 이 관능기와 반응하는 기를 갖는 화합물을 반응시킴으로써 얻어질 수 있다. 이 부가 아크릴레이트계 중합체의 중량 평균 분자량은 폴리스티렌 환산으로 통상 500,000~2,000,000 이다.
본 발명에서는, 성분 (B)로서 상기 다관능 아크릴레이트계 모노머, 아크릴레이트계 올리고머 및 부가 아크릴레이트계 중합체 중에서 적절하게 1종을 선택하여 이용해도 되고, 2종 이상을 선택 변용하여도 된다.
본 발명에서, 상기 성분 (A)인 아크릴 중합체 대 성분 (B)인 활성 에너지 빔-경화형 화합물의 함유 비율은, 얻어진 점착제의 성능 면에서, 중량비로 100:1 ~ 100:100 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100:5 ~ 100:50, 더욱 바람직하게는 100:10 ~ 100:40의 범위이다.
상기 점착성 재료는, 필요에 따라 광중합 개시제를 함유할 수 있다. 이 광중합 개시제로서는, 예를 들면 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인-n-부틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시- 2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 2-tert-부틸 안트라퀴논, 2-아미노 안트라퀴논, 2-메틸 티옥산톤, 2-에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 2,4-디메틸 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 벤질 디메틸 케탈, 아세토페논 디메틸 케탈, p-디메틸아미노 벤조산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판온] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀 옥사이드를 포함한다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해 이용해도 된다. 그 배합량은 상기 성분 (B) 100 중량부당 통상 0.2~20 중량부 범위에서 선택된다.
상기 점착성 재료는 필요에 따라 성분 (C)로서 가교제를 함유할 수 있다. 이 가교제는 특별히 제한되지 않지만, 종래 아크릴계 점착제에 있어서 가교제로서 관용되고 있는 것의 중, 임의의 것을 적당히 선택해 이용할 수 있다. 이와 같은 가교제로서는, 예를 들면 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 디알데히드류, 메틸올 중합체, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕사이드 및 금속염을 포함하고, 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하게 사용된다.
여기서, 폴리이소시아네이트 화합물의 예로서는, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트 및 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시 아네이트; 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트 및 수소 첨가 디페닐메탄 디이소시아네이트 등의 지환식 폴리이소시아네이트, 이들의 비우렛체 (biuret body), 이소시아누레이트체, 및 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판 및 피마자유 등의 수소-함유 저분자 화합물과의 반응 생성물인 부가물체를 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가교제는 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해 이용해도 된다. 그 사용량은 가교제의 유형에 따르며, 전술한 성분 (A)인 아크릴계 공중합체 100 중량부당 통상 0.01~20 중량부, 바람직하게는 0.1~10 중량부이다.
상기 점착제는 필요에 따라 성분 (D)로서 실란 커플링제를 함유할 수 있다. 이 실란 커플링제를 함유함으로써 편광판을, 예를 들면 액정 유리 셀 등에 접합하는 경우에, 점착제와 유리 셀 사이의 밀착성이 보다 양호해진다. 이러한 실란 커플링제로서는 분자 내에 알콕시실릴기를 적어도 1개 가지는 유기 규소 화합물이며, 점착제 성분과의 상용성이 좋고, 광 투과성을 가지며, 예를 들면 실질적으로 투명한 것이 매우 적합하다. 이와 같은 실란 커플링제의 첨가량은 점착성 재료 (성분 (A)와 성분 (B)의 합계량)의 고형분 100 중량부에 대해 0.001~10 중량부의 범위가 바람직하고, 특히 0.005~5 중량부의 범위가 바람직하다.
상기 실란 커플링제의 구체적인 예로서는, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기-함유 규소 화합물; 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리 메톡시실란 등의 에폭시 구조를 가지는 규소 화합물; 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 아미노기 함유-규소 화합물; 및 3-클로로프로필트리메톡시실란을 포함한다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해 이용해도 된다.
본 발명의 편광판용 점착제는, 전술한 방법으로 얻어진 점착성 재료에 활성 에너지 빔을 조사하여 형성된다.
활성 에너지 빔으로서는 예를 들면 자외선 및 전자빔을 들 수 있다. 상기 자외선은 고압 수은 램프, 무전극 램프 및 크세논 램프 등에서 얻을 수 있다. 한편, 전자빔은 전자빔 가속기 등에 의해서 얻을 수 있다. 이 활성 에너지 빔 중에서, 특히 자외선이 적합하다. 전자빔을 사용하는 경우는, 광중합 개시제를 사용하지 않고 점착제를 형성할 수 있다.
상기 점착성 재료에 대한 조사량은, 저장 탄성률 및 무알칼리 유리에 대한 점착력을 가지는 가교화 점착제를 얻을 수 있도록 임의로 적절히 선택된다. 자외선의 경우는 조도 50~1000 mW/㎠, 광량 50~1000 mJ/㎠, 전자빔의 경우는 10~1000 krad의 범위가 바람직하다.
본 발명의 점착성 재료에는, 점착제 층과 편광판 사이의 밀착성을 향상시키기 위하여, 밀착성 개량제를 첨가할 수 있다. 이러한 밀착성 개량제는 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트 및 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트; 및 전술한 방향족 폴리이소시아네이트와 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판 및 피마자유 등의 활성 수소-함유 저분자 화합물과의 반응 생성물인 부가물체와 같은 폴리이소시아네이트 화합물을 포함한다. 또한, 점착성 재료 중의 아크릴계 중합체에 관능기가 존재하는 경우는 이들 폴리이소시아네이트 화합물은 전술한 가교제로도 기능한다.
본 발명의 편광판용 점착제는 23℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상이다. 이 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상이면 충분한 광 누출 방지성을 얻을 수 있다. 23℃에서의 저장 탄성률 (G')의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 접착 내구성이 보다 양호한 점착제를 얻기 위해서는 50MPa 이하인 것이 바람직하고, 나아가 15MPa 이하인 것이 바람직하다. 이상의 관점에서 특히 바람직하게는 23℃의 저장 탄성률 (G')은 0.35~12MPa 이고, 가장 바람직하게는 0.5~5MPa 이다. 또, 80℃의 저장 탄성률 (G')은 통상 0.3MPa 이상인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.3~10MPa, 특히 0.3~3MPa인 것이 바람직하다.
덧붙여 상기 저장 탄성률 (G')은 아래와 같은 방법으로 측정한 값이다.
<저장 탄성률 (G')의 측정 방법>
저장 탄성률 (G')은 두께 30㎛의 점착제를 적층하고, 지름 8mm, 두께 3mm의 원주형 시험편을 제작해, 비틀림 전단법 (torsional shear method)에 의해 아래와 같은 조건으로 측정하였다.
측정 장치: 동적 점탄성 측정 장치 [레오메트릭사 (Rheometric Corporation) 제, "DYNAMIC ANALYZER RDA Ⅱ"]
주파수: 1Hz
온도: 23℃ 및 80℃
또한, 본 발명은 무알칼리 유리에 대한 점착력이 0.2~20N/25mm 의 범위인 것이 바람직하다. 이 점착력이 0.2N/25mm 이상이면, 편광판을 충분한 점착력으로, 예를 들면 액정 유리 셀에 접합할 수 있다. 한편, 이 점착력이 20N/25mm 이하이면, 액정 셀에 손상을 주지 않고 재박리가 가능하다. 또한, 여기서의 점착력은 접합 후 24시간 경과한 때의 점착력이고, 이하, 24시간 경과 후의 점착력을 초기값으로 표현한다. 또한, 상기 점착력은 하기 방법으로 측정한 값이다.
< 무알칼리 유리에 대한 점착력>
점착제 부착 편광판으로부터 폭 25mm, 길이 100mm의 샘플을 잘라, 박리 시트를 벗기고 (점착제 층의 두께 25㎛), 무알칼리 유리 (코닝사 제 상표명 "1737")에 붙인 후, 오토클레이브 [쿠리하라 제작소 (Kurihara Manufactory Inc.)제]에서, 0.5MPa, 50℃, 20분간의 조건으로 가압하였다. 그 후, 23℃, 50% RH (상대 습도) 환경 하에서 24시간 방치한 후, 같은 조건 하에서, 인장 시험기 [오리엔테크사 (ORIENTEC Co., LTD)제, 상표명 "Tensilon"]를 이용하여, 박리 속도 300mm/분, 박리 각 180도의 조건으로 점착력을 측정하였다.
또한, 본 발명의 편광판용 점착제는 무알칼리 유리에 대한 점착력이 접합 후 168시간 경과한 후에도 초기값에 대하여 그 상승률이 20% 이하인 것이 바람직하다. 상승률이 20% 이하이면, 충분한 재박리성이 얻어진다.
본 발명의 편광판용 점착제는 무알칼리 유리에 대한 접착 면적 100㎟ (10㎜×10㎜)로 접합시켜 전단 속도 0.1㎜/분으로 전단 하중을 측정할 때, 4000% 이하의 변형에서 최대 전단 하중이 70N 이하인 것이 바람직하다. 최대 전단 하중이 70N 이하이면 충분한 재박리성이 얻어진다. 이 최대 전단 하중은 10~50N인 것이 더 바람직하다.
또, 상기 최대 전단 하중은 하기 방법으로 측정한 값이다.
<최대 전단 하중의 측정 방법>
점착제 부착 편광판으로부터 폭 10mm, 길이 100mm의 샘플을 잘라, 박리 시트를 벗기고 (점착제 층의 두께 25㎛), 무알칼리 유리 (코닝사 제 상표명 "1737") 단부에 첩부 면적 10㎜×10㎜로 되도록 붙인 후, 오토클레이브 (쿠리하라 제작소제)에서, 0.5MPa, 50℃, 20분간의 조건으로 가압하였다. 그 후, 23℃, 50% RH (상대 습도) 환경 하에서 24시간 방치한 후, 같은 조건 하에서, 인장 시험기 [인스트론사 (Instron Corporation)제]에 무알칼리 유리에서의 샘플 미첩부측 단부 및 샘플에서의 미첩부측 단부를 장착하여, 전단 속도 0.1㎜/분으로 전단 방향으로 인장하고, 그 하중을 측정하였다. 측정은 변형량 4000% (전단 방향 변형량 1000㎛)까지 수행하고, 4000% 변형까지의 최대 하중을 최대 전단 하중으로 한다. 또한, 변형은 전단 방향의 변형량 대 점착제 층의 두께 비로 나타낸다.
본 발명의 점착제는 겔 분율이 85% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 유기 용매로 추출된 정도의 저분자량 성분이 작은 경우는 가열하 또는 온도 하의 환경에서 들림이나 벗겨짐, 피착체에의 오염이 방지되고, 겔 분율이 85% 이상인 점착제는 내구성이나 안정성이 높다. 겔 분율은 또한 90~99.9%인 것이 바람직하다.
본 발명의 점착제에는 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위에서, 필요에 따 라 아크릴계 점착제에 통상 사용되고 있는 각종 첨가제, 예를 들면 점착 부여제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 연화제, 충전제 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 편광판용 점착제는, 편광 필름 단독으로 이루어진 편광판에 적용하며, 이 편광판을 예를 들면 액정 유리 셀에 접착시키는데 이용할 수 있지만, 특히 편광 필름과 시야각 확대 필름이 서로 일체화해서 이루어진 편광판에 적용하여, 이 편광판을 예를 들면 액정 유리 셀에 접착시키는데 바람직하게 이용할 수 있다.
상기 편광 필름과 시야각 확대 필름이 서로 일체화해서 이루어진 편광판으로서는, 예를 들면 폴리비닐 알코올계 편광자의 양면에 각각 트리아세틸 셀룰로오스 (TAC) 필름을 붙여 맞추어서 이루어진 편광 필름의 한 면에, 예를 들면 디스코틱 (discotic) 액정으로 이루어진 시야각 확대 기능층을 더 도포함으로써 설치된 것 또는 시야각 확대 기능 필름을 점착제로 붙인 것 등을 들 수 있다. 이 경우, 점착제는 상기 시야각 확대 기능층 또는 시야각 확대 필름 측에 형성된다.
또, 도 2에 나타낸 바와 같은 편광판과 액정 유리 셀 사이에 위상차 판이 있는 경우에도 본 발명의 편광판용 점착제는 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 편광 필름 단독으로 이루어진 편광판을 위상차 필름에 본 발명의 점착제로 접합한 광학 필름을 제조하고, 이 광학 필름의 위상차 필름을 액정 유리 셀에 점착제로 접합한 것이다. 여기서 위상차 판을 액정 유리 셀에 접합하기 위한 점착제로는 특별히 한정되지 않지만, 통상 편광판을 액정 유리 셀에 접합시 이용되는 접착제를 사용할 수 있다. 구체적으로는 일본 특개평 11-131033에 개시된 아크릴계 공중합체, 가교제 및 실란 화합물로 이루어진 점착제 조성물 등을 포함한다. 또한, 편광판을 액 정 유리 셀에 접합시, 본 발명의 점착제를 이용할 수 있다.
본 발명의 편광판용 점착제를 이용하여, 전술한 바와 같이 하여, 액정 유리 셀 또는 위상차 필름에 편광판을 접착시킴으로써 제작한 액정 표시 장치는 고온 고습 환경 하에서도 광 누출이 발생하지 않을 뿐 아니라 편광판과 액정 유리 셀의 접착 내구성이 우수하다.
본 발명은 또한, 편광판 위에 전술한 본 발명의 편광판용 점착제로 이루어진 층을 갖는 점착제 부착 편광판도 제공한다. 이 편광판으로는 전술한 바와 같이 편광 필름 단독으로 이루어진 것이어도 되지만, 도 1에 나타낸 것과 같은 구성의 경우에는 편광 필름과 시야각 확대 필름이 일체화하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 전기 편광판용 점착제로 이루어진 층의 두께는 통상 5~100㎛ 정도, 바람직하게는 10~50㎛, 더욱 바람직하게는 10~30㎛ 이다.
이 점착제 부착 편광판의 제조 방법은, 편광판 위에 본 발명의 점착제로 이루어진 층이 형성된 것을 얻을 수 있는 방법이면 되고, 특별히 제한은 없다. 이하에 나타내는 본 발명의 방법에 의하면 효율적으로 원하는 점착제 부착 편광판을 제조할 수 있다.
본 발명의 방법에 있어서는, 박리 시트의 박리층 위에 형성된 점착성 재료층에 편광판을 접합한 후, 상기 점착제 재료층이 전술한 소정의 특성을 갖는 본 발명의 점착제로 구성되는 층이 되도록 상기 박리 시트 측으로부터 활성 에너지 빔을 조사함으로써, 본 발명의 점착제 부착 편광판을 얻을 수 있다.
상기 박리 시트로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레 이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름 등의 플라스틱 필름에, 실리콘 수지 등의 박리제를 도포해 박리층을 형성한 것을 포함한다. 이 박리 시트의 두께는 특별히 제한은 없지만, 통상 약 20~150㎛ 정도이다.
점착성 재료 및 활성 에너지 빔의 조사 조건은 전술한 본 발명의 편광판용 점착제에 있어서 설명했던 대로이다.
박리 시트 위에 점착성 재료층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 바 코팅법 (bar coat method), 나이프 코팅법, 롤 코팅법, 블레이드 코팅법 (blade coat method), 다이 (die) 코트법, 그라비어 코팅법 등을 이용하여 점착성 재료를 코팅하여 도막을 형성시켜 건조하는 방법을 이용할 수 있다. 건조 조건은 특별히 제한되지 않지만, 통상 50~150℃ 온도에서 대략 10초~10분 정도이다.
또, 도 1에 나타낸 것 같은 구성의 경우에는 편광판은 편광 필름 단독으로 이루어진 경우가 많고, 편광판용 점착제로 이루어진 층의 두께는 상기와 동일하다. 도 1에 나타낸 구성에서 점착제 부착 편광판의 제조방법에 있어서 상기 편광판의 경우와 같이 편광판 위에 본 발명의 점착제로 이루어진 층이 형성된 것이 얻어지는 방법이라면 어떠한 방법이어도 되고, 특별히 제한은 없다. 상기한 본 발명의 제조방법에 의해 편광판을 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 도 2에 나타낸 구성의 경우에는 2매의 박리 시트의 박리층 측에 접하도록 상술한 편광판용 점착제를 협지하여 점착 시트를 미리 제작한 후, 이 점착 시트를 이용하여 편광판을 위상차 필름 위에 접합할 수 있다. 여기서 전술한 성분 (B)가 점착제로 사용되는 경우, 활성 에너지 빔은 점착제를 2매의 박리 시트 사이에 협지한 후에 조사해도 되고, 한 쪽의 박리 시트에 점착제를 형성하고, 활성 에너지 빔을 조사한 후에 다른 박리 시트에 협지하여도 된다. 또한, 활성 에너지 빔의 조사 조건은 전술한 소정의 특성을 갖는 본 발명의 점착제로 구성된 층이 되도록 선택된다.
이 점착 시트를 이용하여 본 발명의 광학 필름을 제조하는 경우에는 점착 시트의 박리 시트가 박리되어, 점착 시트가 통상의 방법에 의해 편광판과 접합된다.
이하, 본 발명을 비교예 및 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예 1~7 및 비교예 1 및 2에서 얻어진 점착제의 성능 및 점착제 부착 편광판의 성능을 이하에 나타내는 과정에 의해 결정하였다.
(1) 점착제의 저장 탄성률
명세서 본문에 기재한 방법에 따라서, 23℃ 및 80℃에 있어서의 저장 탄성률을 측정했다.
(2) 점착력 ( 무알칼리 유리에 대한 점착력)
명세서 본문에 기재한 방법에 따라서, 무알칼리 유리에 대한 점착력을 측정하였다.
(3) 최대 전단 하중
명세서 본문에 기재한 방법에 따라서, 4000% 변형시까지의 최대 전단 하중을 구하였다.
(4) 점착제 부착 편광판의 내구성
점착제 부착 편광판을, 재단 장치 (오기노 정기 제작소 (OGINO SEIKI CO., LTD)제, Super Cutter "PN 1-600")에 의해, 233mm×309mm의 크기로 조정한 후, 이 샘플을 무알칼리 유리 (코닝사 제, "1737")에 접합한 후, 쿠리하라 제작소제 오토클레이브에서, 0.5MPa, 50℃, 20분간의 조건으로 가압하였다. 그 후, 아래와 같은 각 내구 조건의 환경하에 투입해, 200시간 경과 후에 10 배율 확대경을 이용하여 관찰하여 하기 판정 기준으로 내구성을 평가하였다.
○: 4 변에 있어서, 외주 단부로부터 0.6mm 이상 거리에 결점이 없는 것.
△: 4 변의 어느 쪽이든 1 변에, 외주 단부로부터 0.6mm 이상 거리에 들림, 벗겨짐, 발포 또는 줄무늬 등의 0.1mm 미만의 점착제의 외관 이상 결점이 있는 것.
×: 4 변의 어느 쪽이든 1 변에, 외주 단부로부터 0.6mm 이상 거리에 들림, 벗겨짐, 발포 또는 줄무늬 등의 0.1mm 이상의 점착제의 외관 이상 결점이 있는 것.
<내구 조건>
60℃ 및 상대 습도 90% 환경, 80℃ 건조 환경, 90℃ 건조 환경
-20℃ ↔ 60℃ 각 30분의 열 쇼크 시험 (heat shock test), 200 사이클
(5) 광 누출 성능
점착제 부착 편광판을, 재단 장치 (오기노 정기 제작소제, Super Cutter "PN 1-600")에 의해, 233mm×309mm의 크기로 조정한 후, 무알칼리 유리 (코닝사 제, "1737")에 접합하고, 쿠리하라 제작소제 오토클레이브에서, 0.5MPa, 50℃, 20분간의 조건으로 가압하였다. 또한, 상기 접합은 무알칼리 유리의 앞뒤 양측에 점착제 부착 편광판의 편광축이 크로스 니콜 상태가 되도록 행하였다. 이 상태로 80℃, 200시간 동안 방치하였다. 그 후, 23℃, 상대 습도 50%의 환경하에 2시간 방치하고, 같은 환경 하에서 하기 판정 기준으로 광 누출성을 평가하였다.
오츠카 전자사 (OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD)제, MCPD-2000 을 이용하여, 도 3 에 나타낸 각 영역의 명도를 측정하고, 하기 식으로 명도 차이 ΔL*를 식
ΔL* = [(b+c+d+e)/4] ― a
(여기서, a, b, c, d 및 e는 각각 A 영역, B 영역, C 영역, D 영역 및 E 영역의 미리 정해진 측정점 (각 영역의 중앙부 1 개소)에 있어서의 명도이다)으로 구하여 광 누출성으로 하였다. ΔL* 값의 감소에 따라 광 누출성이 감소한다는 것을 의미한다. 통상 4.0 미만이면 그 편광판을 액정 표시 장치용으로 사용 가능하다.
(6) 겔 분율
점착제 두께 25㎛를 80mm×80mm의 크기로 샘플링하고, 폴리에스테르제 메시 (메시 크기: 200)로 포장하여 점착제만의 무게를 정밀 저울로 평량하였다. 이때 중량을 M1으로 한다. 속슬렛 (soxhlet) 추출기를 이용하여 아세트산 에틸 용매에 점착제를 침지시켜 용매를 환류시켜 16시간 처리하였다. 그 후 점착제를 꺼내어 온도 23℃, 상대 습도 50% 환경하, 24시간 동안 공기 건조시키고, 80℃ 오븐 중에서 12시간 더 건조시켰다. 건조 후의 점착제만의 무게를 정밀 저울로 평량하였다. 이때의 무게를 M2로 한다. 겔 분율 (%)은 (M2/M1)×100 으로 나타낸다.
실시예 1~7 및 비교예 1 및 2
표 1에 나타내는 조성 (고형분 함량)의 점착성 재료 (a)를 조제하고, 여기에 용매로 톨루엔을 가하여 고형분을 20 중량%로 조정한 코팅 용액을 얻었다. 이 코팅 용액을 이용하여 박리 시트로서 두께 38㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 박리 필름 [린텍 사 (Lintec Corporation Ltd.)제, "SP-PET 3811"]의 박리층 위에, 건조 후의 두께가 25㎛가 되도록, 나이프식 코팅기로 도포한 후, 90℃에서 1분간 건조 처리해 점착성 재료층을 형성했다.
그 다음, 디스코틱 액정층을 갖는 편광 필름으로 이루어진 편광판을, 점착성 재료층과 디스코틱 액정층이 접하도록 점착성 재료층 위에 접합했다. 접합 30분 후에 박리 필름 측으로부터 자외선 (UV)을 아래와 같은 조건으로 조사해, 점착제 부착 편광판을 제작했다. 점착제 층의 두께는 25㎛ 였다.
<UV 조사 조건>
* 퓨전사 (Fusion Co., Ltd.)제 무전극 램프 - H 벌브 사용.
* 조도 600mW/㎠, 광량 150mJ/㎠
UV 조도계 및 광량계는 아이그래픽스사 (EYEGRAPHICS CO., LTD)가 제조한 "UVPF-36"을 사용했다.
점착제의 성능 및 점착제 부착 편광판의 성능의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
점착성 재료 (a)의 조성
아크릴계 중합체 (A) 다관능 아크릴레이트계 모노머 (B) 광중합 개시제 7) (중량부) 폴리이소시 아네이트 화합물 8) (C) (중량부) 실란 커?BR/>플링제 9) (D) (중량부)
종류 중량 평균 분자량 (Mw) 분자량 분포 (Mw/Mn) 양 (중량부) 종류 양 (중량부)
실시예 1 BA1) 180만 4.06 100 M-3155) 15 1.5 4 0.1
실시예 2 BA 180만 4.06 100 M-315 15 1.5 8 0.1
실시예 3 BA 180만 4.06 100 M-315 20 1.5 4 0.1
실시예 4 BA 180만 4.06 100 R-6846) 24 1.5 4 0.1
실시예 5 BA 180만 4.06 100 M-315 15 1.5 0 0.1
실시예 6 BA/AA2 ) (99.8/0.2) 180만 4.22 100 M-315 15 1.5 4 0.1
실시예 7 BA/AA3 ) (99.5/0.5) 180만 4.44 100 M-315 15 1.5 4 0.1
비교예 1 BA 180만 4.06 100 - 0 - 0 0.1
비교예 2 BA/AA4 ) (99/1) 180만 4.50 100 M-315 15 1.5 4 0.1
1) BA: 부틸 아크릴레이트 중합체 2) BA/AA: 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체 (중량비 99.8/0.2) 3) BA/AA: 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체 (중량비 99.5/0.5) 4) BA/AA: 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체 (중량비 99/1) 5) M-315: 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 분자량 = 423, 3 관능형 (상표명: Aronix M-315, 토아고세이사 (Toagosei Co., Ltd.) 제조) 6) R-684: 트리시클로데칸디메탄올 아크릴레이트 ("KAYARAD R-684", 분자량 = 336, 니폰 카야쿠사 (Nippon Kayaku Co., Ltd.) 제조) 7) 광중합 개시제: 벤조페논과 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤의 중량비 1:1 혼합물, "Irgacure 500", 치바 스페셜티 케미컬스사 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 제조) 8) 폴리이소시아네이트 화합물 (가교제, 밀착성 개량제): 트리메틸올-변성 톨리렌디이소시아네이트 ("Coronate L", 니폰 폴리우레탄 인더스트리사 (Nippon Polyurethane Industries CO., Ltd.) 제조) 9) 실란 커플링제: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 ("KBM-403", 신에츠 케미컬사 (Shin-Etsu Chemicals Co., Ltd.) 제조)
점착제 성능 점착제 부착 편광판의 성능
저장 탄성률(MPa) 점착력 (N/25㎜) 겔 분율(%) 최대 전단 하중 (N) 내구성 광누출 성능 (ΔL*)
23℃ 80℃ 24 시간(초기값) 168 시간 상승률 (%) 60℃, 90% RH 80℃ 건조 90℃ 건조 열 쇼크
실시예 1 0.94 0.43 15 16 6.7 96 23 ○ ○ ○ ○ 0.56
실시예 2 2.34 1.07 5 5 0 95 21 ○ ○ ○ ○ 0.52
실시예 3 1.41 0.63 6 7 16.7 94 30 ○ ○ ○ ○ 0.36
실시예 4 0.95 0.41 10 10 0 91 34 ○ ○ ○ ○ 0.48
실시예 5 1.2 0.71 3.5 4 14.3 98 20 ○ △ ○ △ 1.49
실시예 6 1.31 0.66 5 5.5 10.0 97 32 ○ ○ ○ △ 0.78
실시예 7 1.31 0.66 16 18.9 18.0 96 36 △ ○ △ △ 0.78
비교예 1 0.11 0.09 7 7 0 2 8 × × × × 0.39
비교예 2 0.87 0.73 21.5 42 95.3 96 58 ○ ○ ○ ○ 0.88
본 발명의 편광판용 점착제는 편광판, 특히 시야각 확대 필름 등과 일체화해서 이루어진 편광판 또는 그 위에 위상차 필름을 포함하는 편광판에 적용되어, 이 편광판을 액정 셀에 내구성 좋게 접착할 수 있음과 동시에, 얻어진 액정 표시장치가 고온 고습 환경하에서도 광 누출이 생기기 어려운 특성이 있다. 또한, 접합 위치가 어긋나는 경우에 접착 후 시간이 흐른 뒤에도 다시 박리할 수 있어, 고가의 액정 셀을 재이용할 수 있다.

Claims (17)

  1. (A) 카르복실기를 함유하는 모노머가 모노머 조성비로 0.5 중량% 이하인 아크릴계 공중합체 및 (B) 활성 에너지 빔-경화형 화합물을 포함하는 점착성 재료에 활성 에너지 빔을 조사함으로써 제조되고, 23℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상인 편광판용 점착제.
  2. 제1항에 있어서,
    23℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3~15MPa 인 편광판용 점착제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    80℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3MPa 이상인 편광판용 점착제.
  4. 제3항에 있어서,
    80℃에서의 저장 탄성률 (G')이 0.3~10MPa 인 편광판용 점착제.
  5. 제1항에 있어서,
    편광판을 액정 유리 셀에 접합시키는데 사용되는 편광판용 점착제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 성분 (B)의 활성 에너지 빔-경화형 화합물은 분자량 1000 미만의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머인 편광판용 점착제.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머는 환상 구조를 갖는 편광판용 점착제.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 성분 (A) 대 성분 (B)의 함유 비율은 중량비로 100:1 ~ 100:100 인 편광판용 점착제.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 점착성 재료는 (C) 가교제를 더 포함하는 편광판용 점착제.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 점착성 재료는 (D) 실란 커플링제를 더 포함하는 편광판용 점착제.
  11. 제1항에 있어서,
    무알칼리 유리에 대한 점착력이 0.2~20 N/25mm 인 편광판용 점착제.
  12. 제11항에 있어서,
    접합 후 168 시간 경과 후의 무알칼리 유리에 대한 접착력의 상승률이 초기값에 대하여 20% 이하인 편광판용 점착제.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 편광판을 무알칼리 유리에 대한 접착 면적 100㎟ (10㎜×10㎜)로 접합시키고, 전단 속도 0.1㎜/min 에서 전단 하중을 측정할 때, 4000% 이하의 변형에서의 최대 전단 하중이 70N 이하인 편광판용 점착제.
  14. 제1항에 있어서,
    겔 분율이 85% 이상인 편광판용 점착제.
  15. 편광판 위에 제1항 기재의 점착제를 포함하는 층을 갖는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 편광판.
  16. 박리 시트의 박리층 위에 형성된 점착성 재료층 위에 편광판을 접합한 후, 박리 시트 측에 활성 에너지 빔을 조사하는 것을 포함하는 제15항 기재의 점착제 부착 편광판의 제조방법.
  17. 점착제가 박리 시트의 박리층 측에 접하도록 2매의 박리 시트 사이에 제1항 기재의 편광판용 점착제를 협지하여 제조되는 점착 시트.
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