KR20170086961A - 편광판용 보호필름 및 이를 포함하는 편광판과 액정표시장치 - Google Patents

편광판용 보호필름 및 이를 포함하는 편광판과 액정표시장치 Download PDF

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박준욱
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Abstract

본 명세서는 광학필름; 및 상기 광학필름의 적어도 일면에 형성되고, 수분산성 수지, 중공 미립자 및 폴리에테르 변성 실록산을 포함하는 코팅층을 포함하는 편광판용 보호필름, 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판용 보호필름 및 이를 포함하는 편광판과 액정표시장치 {PROTECTIVE OPTICAL FILM FOR POLARIZING PLATE AND POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 편광판용 보호필름 및 이를 포함하는 편광판과 액정표시장치에 관한 것이다.
편광판 보호필름으로 일반적으로 사용되는 아크릴 필름은 한쪽 표면에서 반사되는 약 4%의 손실로 인해 높은 빛의 투과율을 요구하는 편광판 보호필름으로서의 사용에 큰 단점이 된다. 아크릴 필름 생산 후 다층의 박막을 형성시켜 저반사 필름을 제조하기에는 기술적, 경제적인 어려움이 따르기 때문에 실용적으로 아크릴 필름 생산 중에 저반사 프라이머층이 도입(in-line coating)된 아크릴 필름의 개발이 필요한 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 프라이머층에 다공성을 부여하여 밀도를 낮추어 줌으로써 저반사를 갖기 위하여 수분산성 수지에 수분산 중공실리카를 배합한 프라이머액을 코팅하는 방법이 고안된 바 있으나, 저반사 프라이머 코팅은 충분한 성능발현을 위한 중공실리카의 다량처방과 코팅 후 연신 공정에 의하여 코팅외관이 나빠지는 단점이 있다. 또한, 코팅불량으로 인하여 haze 값이 상승함에 따라 디스플레이의 휘도 향상이 경감될 수 있는 문제점이 있다.
일본 공개 특허 제2002-258051호
본 명세서는 편광판용 보호필름 및 이를 포함하는 편광판과 액정표시장치를 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는, 광학필름; 및 상기 광학필름의 적어도 일면에 형성되고, 고분자 수지, 중공 미립자 및 폴리에테르 변성 실록산을 포함하는 코팅층을 포함하는 편광판용 보호필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 또한, 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 구비된, 전술한 편광판용 보호필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는
액정 셀;
상기 액정 셀의 일면에 구비된 백라이트 유닛;
상기 액정 셀의 백라이트 유닛이 구비된 면에 구비된 상부 편광판; 및
상기 액정 셀과 백라이트 유닛 사이에 구비된 하부 편광판을 포함하고,
상기 하부 편광판이 전술한 실시상태의 편광판인 것인 액정표시장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판용 보호필름은 광학필름의 적어도 일면에 고분자 수지와 중공 미립자를 포함하는 조성물을 이용하여 코팅층을 형성함으로써 저반사성을 부여하여 디스플레이의 휘도를 향상시킴과 동시에, 상기 코팅층에 폴리에테르 변성 실록산을 첨가함으로써 상기 저반사성을 부여하기 위한 조성물로부터 기인할 수 있는 코팅 외관 저하를 방지하거나, 코팅 외관을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 실시상태들에 따른 편광판은 상기 우수한 코팅 외관을 갖는 저반사성 코팅층을 갖기 때문에 헤이즈(haze)의 값이 낮으며, 이로 인하여 상기 편광판을 포함하는 디스플레이의 휘도 향상을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판용 보호필름의 구조를 예시한 것이다.
도 2 내지 4는 본 명세서의 실시상태들에 따른 편광판의 구조를 예시한 것이다.
도 5 내지 7은 본 명세서의 실시상태들에 따른 액정표시장치의 구조를 예시한 것이다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 명세서의 실시상태들에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 도면의 각 구성요소들은 상대적인 위치를 나타내기 위한 것이며, 두께나 크기 등은 당기술분야에 알려져 있는 기술 또는 당업자의 상식을 기초로 변경될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는, 편광판용 보호필름에 관한 것으로서, 광학필름; 및 상기 광학필름의 적어도 일면에 형성되고, 고분자 수지, 중공 미립자 및 폴리에테르 변성 실록산을 포함하는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 실시상태에서는 상기 고분자 수지 및 중공 미립자에 의하여 편광판용 보호필름에 저반사성을 부여함으로써 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛의 반사를 감소시켜, 디스플레이의 휘도 향상에 기여할 수 있다.
한편, 코팅층의 코팅 외관은 중공 미립자의 응집과 연신성 저하가 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로, 코팅액내 고분자 수지와 중공 미립자는 모두 전기이중층 상태로 존재하여 적당한 반발력을 유지한 채 잘 분산되어 있을 수 있다. 그러나, 코팅액이 건조될 ‹š, 고분자 수지는 상전환(phase inversion)을 일으켜 중공 미립자의 분산성이 급격히 저하될 수 있다. 코팅 외관을 향상시키기 위해서는 코팅액이 건조될 때 중공 미립자가 코팅층 내에 균일하게 위치해야 하며, 이에 의하여 그 다음 코팅층이 연신될 때 중공 미립자의 평행이동이 잘 이루어질 수 있다. 만약 코팅층 내 중공 미립자의 응집 부위가 있다면 그 부위는 상대적으로 단단하여, 연신이 잘 되지 않는다. 그렇다면, 그 외 부분이 이를 상쇄하기 위하여 의도보다 더 연신되는데, 이러한 불균일성이 코팅외관을 악화시킨다.
상기 폴리에테르 변성 실록산은 친수성과 소수성을 모두 가지는 양쪽성 성질을 갖기 때문에, 고분자 수지와 중공 미립자 사이, 및/또는 중공 미립자들 사이에 적절히 위치하여, 고분자 수지나 중공 미립자들이 응집되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 폴리에테르 변성 실록산의 폴리에테르기의 존재로 인하여, 코팅층이 다소 연질화되어 연신성이 개선될 수 있으며, 이에 의하여 코팅 외관이 개선될 수 있다. 이에 의하여, 중공 미립자가 과량으로 첨가되거나 중공 미립자를 포함하는 코팅층이 후처리 과정에서 연신되는 경우에도 코팅층의 외관이 불량해지는 것을 방지할 수 있다. 도 1에는 광학필름(11) 및 코팅층(12)을 포함하는 편광판용 보호필름(10)의 단면 구조를 예시하였다.
코팅층
상기 코팅층은 고분자 수지 및 중공 미립자에 의하여 우수한 반사저감 효과를 제공함과 동시에 코팅 외관이 우수한 효과를 갖는다. 따라서, 코팅 외관이 우수한 코팅층을 이용하여, 백라이트 유닛으로부터 유입되는 빛의 반사를 방지하여 액정 셀에 입사되는 광량을 증가시킬 수 있다. 상기 코팅층은 후술하는 편광판에서, 액정셀의 양측에 구비된 편광판 중 백라이트 유닛에 가깝게 배치된 편광판의 백라이트 유닛측 보호 필름의 편광자와 대면하는 면의 반대면에 형성될 수 있다.
상기 코팅층을 형성하는 방법은, 당해 기술 분야에 잘 알려진 코팅 방법, 예를 들면, 바 코팅법, 그라비어 코팅법, 슬롯다이 코팅법 등을 이용하여 코팅 조성물을 광학필름 상에 도포하고 건조하는 방법으로 수행될 수 있다. 이때 상기 건조는 컨벡션(convection) 오븐 등을 통해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시상태에 따르면, 상기 코팅층은 상기와 같이 도포 및 건조 후 필요에 따라 연신될 수 있다. 즉, 상기 코팅층은 연신된 것일 수 있다. 이 때 연신 방법 및 연신 조건은 후술하는 광학필름의 연신과 관련된 설명이 적용될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 코팅층의 두께는 100nm 내지 500nm, 구체적으로 100nm 내지 300nm일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 100 nm 이상인 경우 빛의 반사를 감소시키는데 유리하다. 또한, 상기 두께 범위내에서 중공 실리카가 적당량으로 포함되어 코팅될 수 있으므로, 코팅층이 하드(hard)해져서, 종래의 고분자만을 포함하는 코팅층에 비하여 끈적임 특성(tacky property)가 경감되어 슬립성이 향상될 수 있다.
상기 범위 내인 경우 건조가 충분히 이루어짐에 따라 상기 중공 미립자 및 폴리에테르 변성 실록산이 코팅층에 묻혀 슬립성을 제대로 부여할 수 있는 이점이 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 코팅층의 굴절율을 상기 코팅층이 코팅되는 광학필름의 굴절율 보다 낮게 하고, 에어 갭과의 굴절율을 작게 함으로써 상기 코팅층을 통과하여 편광자로 유입되는 빛의 반사율을 낮추고 빛의 투과율을 높일 수 있다. 예컨대, 상기 코팅층의 굴절률은 1.48 이하인 것이 바람직하며, 1.30 내지 1.48 또는 1.35 내지 1.47인 것이 보다 바람직하다. 상기 코팅층의 굴절률이 상기 범위 내인 경우, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 싸이클로올레핀폴리머 필름, 아크릴계 필름과 같은 광학필름 보다 굴절율이 낮기 때문에 반사방지 효과가 우수하여 투과율 상승 효과가 크고, 도막화에 유리하다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 코팅층은 정마찰계수가 0.8 이하인 것이 바람직하며, 0.6 이하 또는 0.5 이하인 것이 보다 바람직하다. 코팅층의 정마찰계수가 상기 범위 내인 경우 우수한 안티블로킹성(또는 슬립성)을 가질 수 있다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 코팅층은 동마찰계수가 0.8 이하인 것이 바람직하며, 0.6 이하 또는 0.5 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 코팅층의 동마찰계수가 상기 범위 이내인 경우 우수한 안티블로킹성(또는 슬립성)을 가질 수 있다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 코팅층이 코팅되어 있는 편광판용 보호필름은 반사율이 3.5% 이하이며, 예컨대 3% 이하일 수 있다. 반사율이 낮을수록 투과도 상승 효과가 커진다.
상기 코팅층은 필요에 따라 탄화수소계, 실리콘계, 불소계의 분산제(dispersion), 습윤제(wetting), 레벨링제(leveling) 등을 더 포함할 수 있으며, 이들은 수분산 또는 수용성 타입 모두 가능하다.
또한, 필요에 따라, 상기 광학필름과 코팅층 사이의 부착력을 향상을 위하여, 상기 광학필름의 표면에 알칼리 처리, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리 등과 같은 표면 처리가 수행될 수도 있다.
고분자 수지
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고분자 수지는 수분산성 수지인 것이 바람직하다. 수분산성 수지를 사용하는 경우 친환경, 작업자의 안전에서 유리하며, 전술한 폴리에테르 변성 실록산은 수분산성 수지와 함께 사용하는 경우에도 전술한 효과를 달성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수분산성 수지는 전술한 코팅층과 광학필름 사이의 우수한 밀착성 확보 및 반사방지 효과 향상을 위하여 사용되는 것이다. 상기 수분산성 수지로는 저굴절 고분자 수지가 사용될 수 있으며, 구체적으로 굴절율이 1.55 이하, 예컨대 굴절율이 1.53 이하, 또는 1.54 이하인 것을 사용할 수 있다. 상기 굴절율을 만족하는 저굴절 고분자 수지를 이용하는 경우 반사방지 효과를 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
상기 수분산성 수지로서는 폴리우레탄계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아크릴계 수지 또는 이들 중 2종 이상의 조합일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 당업계에서 통상적으로 사용되는 수분산성 수지를 적용할 수 있다.
상기 수분산성 수지는 수용성 수지에 비해 점도가 낮아 코팅 시 유리하며, 용제형에 비해 아크릴계 필름과 같이 내용제성이 부족한 기재 필름에 코팅층을 형성하는 경우에도 용제의 침식에 의한 기계적 물성 저하나 표면 불량 등을 유발하지 않는 장점이 있다. 또한, 균일한 코팅이 가능하며 친환경적이고 별도의 방폭 설비가 필요하지 않아 필름 제조시 인-라인(in-line)으로 코팅할 수 있는 이점이 있다.
상기 폴리우레탄계 수지는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 반응시킴으로써 제조 가능하다. 상기 폴리올은 분자 중에 히드록시기를 2개 이상 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 폴리올은 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트다이올, 폴리에테르폴리올 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 폴리에스테르폴리올은 대표적으로는 다염기산 성분과 폴리올 성분을 반응시킴으로써 획득할 수 있다. 다염기산 성분으로서는 예를 들어 오르쏘(ortho)-프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 비페닐디카르복실산, 테트라하이드로프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 옥살산, 숙신산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라인산, 세바스산, 리놀레산, 말레산, 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 지방족 디카르복실산; 헥사하이드로프탈산, 테트라하이드로프탈산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산; 또는 이들의 산 무수물, 알킬 에스테르, 산 할라이드 등의 반응성 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판온디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네올펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 4,4'-디히드록시페닐프로판, 4,4'-디히드록시메틸메탄, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 글리세린, 1,1,1-트리메틸올프로판, 1,2,5-헥사트리올, 펜타에리트리올, 글루코오스, 수크로오스, 및 소르비톨로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 폴리카보네이트다이올은 지방족 폴리카보네이트다이올인 것이 바람직하다. 이러한 지방족 폴리카보네이트다이올로 합성된 폴리우레탄 수지는 우수한 기계적 성질뿐만 아니라 내수성, 내유성 및 장기 내후성이 우수하고, 특히 방향족에 비해 낮을 굴절률을 가지기 때문에 반사방지 효과를 구현하는데 유리하다. 한편, 상기 지방족 폴리카보네이트다이올로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 예컨대 폴리(헥사메틸렌카보네이트)글리콜, 폴리(사이클로헥산카보네이트)글리콜 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 폴리에테르폴리올은 대표적으로는 다가 알코올에 알킬렌옥사이드를 개환 중합하여 부가시킴으로써 획득될 수 있다. 다가 알코올로서는 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 2 이상의 NCO기를 갖는 화합물이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 톨리딘디이소시아네이트(TODI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI), 이소프론디이소시아네이트(IPDI), p-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이트, 자이렌디이소시아네이트(XDI) 등을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조방법은 당해 기술 분야에 알려진 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는 상기 각 성분을 한번에 반응시키는 원샷법, 단계적으로 반응시키는 다단법을 들 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조 시에 임의의 적절한 우레탄 반응 촉매를 이용할 수 있다. 한편, 상기 폴리우레탄계 수지가 수분산성인 경우에는 카르복실기 등의 친수기를 용이하게 도입하기 위하여 다단법에 의해 제조하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조에 있어서, 상기의 성분에 추가로 다른 폴리올 및/또는 다른 사슬 연장제를 반응시킬 수 있다. 다른 폴리올로서 예를 들어 소르비톨, 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜 타에리트리톨 등의 수산기 수가 3개 이상인 폴리올을 들 수 있다. 또한, 다른 사슬 연장제로서는 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 프로필렌글리콜 등의 글리콜류; 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, 아미노에틸에칸올아민 등의 지방족 디아민; 이소포론디아민, 4,4'-디시클로헥실 메탄디아민 등의 지환족 디아민; 자일릴렌디아민, 톨릴렌디아민 등의 방향족 디아민 등을 들 수 있다.
한편, 중화제를 이용함으로써 수중에 있어서의 수분산성 폴리우레탄계 수지의 안정성을 향상시킬 수 있다. 중화제로서는 예를 들어 암모니아, N-메틸모르폴린, 트리에틸아민, 디메틸에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리에탄올알킨, 모르폴린, 트리프로필아민, 에탄올 아민, 트리이소프로판올아민 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 수분산성 폴리우레탄계 수지의 제조 시에 바람직하게는 상기 폴리이소시아네이트에 대하여 불활성이고 물과 상용하는 유기 용제를 이용한다. 당해 유기 용제로는 아세트산에틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용제; 디옥산 테트라하이드로푸란 등의 에테르계 용제 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 수분산성 폴리우레탄계 수지는 카르복시기를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수분산성 폴리우레탄계 수지에 카르복시기가 포함되는 경우, 폴리우레탄계 수지 제조 시 음이온부를 형성하여 물에 분산되도록 하며, 이로 인하여 밀착성을 높여주는 역할을 할 수 있다. 상기 카르복시기를 포함하는 폴리우레탄계 수지는 예를 들어 폴리올과 폴리이소시아네이트에 추가하여 유리 카르복시기를 갖는 사슬 연장제를 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 카르복시기를 갖는 사슬 연장제는 디하이드록시 카르복실산, 디하이드록시 순신산 등을 들 수 있다. 디하이드록시 카르복시산은 예를 들어 디메틸올아세트산, 디메틸올부탄산, 디메틸올프로피온산, 디메틸올부티르산, 디메틸올펜탄산 등의 디메틸올알칸산을 포함하는 디알킬올 알칸산을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다.
상기 수분산성 아크릴계 수지는 아크릴계 단량체를 중합시켜 제조할 수 있으며, 이 때, 유리전이온도가 상온보다 높은 아크릴계 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 이에는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 메틸메트아크릴레이트, 에틸메트아크릴레이트, 이소부틸메트아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또한, 접착력 및 도막물성 개선을 목적으로 메톡시에틸아미노아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트 등과 같은 유리전이온도가 상온보다 낮은 아크릴계 단량체를 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 수분산성 아크릴계 수지는 적어도 1종 이상의 수용성 아크릴계 단량체를 포함할 수 있으며, 예를 들면 하이드록시헥실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴아미드, 메트아크릴산 또는 이들의 혼합물 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수분산성 폴리에스테르계 수지는 폴리올과 디카르복시산을 에스테르화법에 의해 중합시켜 제조할 수 있다. 또는, 폴리올과 디카르복시산 디에스테르를 에스테르교환법에 의해 중합시켜 제조할 수 있다.
상기 디카르복실산 또는 디카르복실산 디에스테르로는, 특별히 제한이 없으며, 일반적인 폴리에스테르 수지의 원료를 이용할 수 있다. 예를 들어 지방족 디카르복실산, 지환식 디카르복실산, 방향족 디카르복실산 및 이들의 디에스테르 형태 등을 단독으로 또는 2이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 에스테르를 형성할 수 있는 산 무수물, 산 할라이드 등 역시 사용이 가능하다. 또한, 상기 폴리에스테르계 수지가 수분산성인 경우에는 디카르복실산으로 술폰산염으로 치환된 이소프탈산을 사용할 수도 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 필요에 따라, 아크릴계 단량체 성분을 추가로 공중합하여, 에스테르 단위와 함께 아크릴계 단위를 포함하는 폴리에스테르 아크릴 수지가 될 수도 있다. 본 발명에서 사용 가능한 상기 아크릴계 단량체는, 예를 들면, 알킬 (메트)아크릴레이트, 알킬 아크릴레이트, 에폭시(메트) 아크릴레이트, 하이드록시 알킬 아크릴레이트, 카르복실기를 포함한 알킬 (메트)아크릴산, 알킬 아크릴산, 술폰산염을 포함한 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수분산성 수지는 중량평균분자량이 1만 내지 10만일 수 있다. 상기 수분산성 수지의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족하는 경우 코팅층을 형성할 때 적당한 점도를 부여하며 공정면에서 유리하다.
중공 미립자
상기 중공 미립자는 전술한 코팅층의 굴절율을 낮추어 반사방지 특성을 극대화하기 위하여 사용된다. 상기 중공 미립자는 전술한 고분자 수지와 혼합하여 전술한 코팅층의 물성을 나타내는 것이라면, 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 중공 미립자는 실리카계, 산화 알루미늄계, 산화티타늄계 등의 무기계 미립자나, 아크릴계, 실리콘계, 폴리스티렌계 등의 유기계 미립자, 또는 이들의 혼합이 사용될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 중공 미립자는 중공 실리카이다. 상기 코팅층이 중공 실리카를 포함하는 경우 굴절률을 낮춰주는 효과가 우수하다. 상기 중공 실리카는 결정질 입자이거나 비결정질 입자일 수 있으며, 단분산 입자인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 중공 실리카는 구형 입자가 가장 바람직하나, 부정형의 입자를 사용하여도 무방하다.
상기 중공 실리카는 실란커플링제로 표면 처리한 것을 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 실란커플링제로 표면 처리한 경우 용매와의 분산성이 향상되고 경화 공정시 경화에 참여하여 바인더와의 네트워크 형성을 통해 코팅층의 내구성이 향상되는 이점이 있다. 상기 중공 실리카의 제조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당 업계에 일반적으로 알려져 있는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
한편, 상기 중공 미립자의 굴절률은 바람직하게는 1.4 이하이며, 예를 들면, 1.17 내지 1.4 정도, 또는 1.17 내지 1.35 정도일 수 있다. 여기서 굴절률은 미립자의 굴절률, 즉 중공 미립자를 형성하는 외곽의 굴절률을 의미하는 것이 아니라, 입자 전체의 굴절률을 의미하는 것이다. 중공 미립자의 굴절률이 상기 범위 내인 경우, 목적하는 반사방지 특성을 구현하는데 유리하다.
또한, 상기 중공 미립자 내의 공극률은 바람직하게는 10 내지 60%의 범위이고, 더 바람직하게는 20 내지 60%의 범위이며, 가장 바람직하게는 30 내지 60%의 범위이다. 상기 범위를 만족하는 경우 보다 우수한 반사방지 특성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 중공 미립자의 평균 입자 직경은 10 내지 200㎚인 것이 바람직하고, 20 내지 100㎚인 것이 더욱 바람직하다. 중공 미립자의 평균 입자 직경이 상기 기재한 범위 내에 있는 경우, 가시광 영역의 빛의 산란이 발생하지 않기 때문에 투명한 필름으로의 제작이 가능하다.
한편, 상기 중공 미립자는 고분자 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부 포함되는 것이 바람직하며, 40 내지 200 중량부로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 중공 미립자의 함량이 상기 범위 내에 포함될 경우 코팅층의 굴절률을 조절하는데 유리하고, 반사방지 특성이 양호하게 발휘될 수 있다.
한편, 상기 중공 미립자는 수용성, 수분산성, 유기용제 용해성 또는 유기용제 분산성일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수분산성 수지를 사용하는 경우에는 수용성 또는 수분산성 중공 미립자, 특히 수분산성 중공 미립자를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리에테르 변성 실록산
상기 폴리에테르 변성 실록산은 수분산성인 것이 수계 코팅 시스템에서 유리하다.
상기 폴리에테르 변성 실록산은 실록산 결합인 Si-O-Si을 갖는 실록산에 폴리에테르 구조가 도입된 화합물이다. 일 예에 따르면, 실록산 결합인 Si-O-Si을 갖고, 말단기가 트리메틸실릴기(Si(CH3)3)이며, 상기 실록산 결합을 구성하는 Si 중 적어도 하나에 에테르 결합(-O-)을 포함하는 폴리에테르 구조가 치환된 화합물이 사용될 수 있다. 상기 폴리에테르 변성 실록산은 실제 계산되는 분자량 또는 중량 평균 분자량이 1,000 내지 80,000인 것이 바람직하다. 이와 같은 분자량 범위내에서 연신성을 저해하지 않을 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 폴리에테르 변성 실록산은 하기 화학식 1 또는 2로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2 중 적어도 하나는 -(R11O)pR12이고, 나머지는 알킬기, 알킬아릴기, 또는 아르알킬기이며,
R11은 직접결합 또는 알킬렌기이고,
R12는 알킬기, 알킬아릴기, 또는 아르알킬기이며,
m 및 p는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고, x 및 y는 각각 0 내지 10이고, 단 x+y는 1 이상이며,
Ra 내지 Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 폴리에틸렌글리콜이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에 있어서,
R3은 -(R11O)pR12이고,
R11은 직접결합 또는 알킬렌기이고,
R12는 알킬기, 알킬아릴기, 또는 아르알킬기이며,
m 및 p는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고,
Rg 내지 Rl은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 폴리에틸렌글리콜이다.
상기 화학식 1 및 2에 있어서, 알킬기는 1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있고, 아릴기는 C6 내지 C20의 단환 또는 다환의 아릴기일 수 있다. 구체적으로, 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등일 수 있고, 아릴기는 페닐, 나프틸, 바이페닐릴, 안트릴 등일 수 있다. 상기 알킬아릴기는 알킬기로 치환된 아릴기로서, 알킬기 및 아릴기에 대해서는 상기 예시가 적용될 수 있다. 상기 아르알킬기는 아릴기로 치환된 알킬기로서, 알킬기 및 아릴기에 대해서는 상기 예시가 적용될 수 있다.
상기 화학식 1 및 2에 있어서, 폴리에틸렌글리콜은 -(OCH2CH2)nR로 표시될 수 있으며, n은 1 내지 10의 정수이고, R은 수소, 알킬기 또는 OH기이다.
상기 폴리에테르 변성 실록산은 상기 고분자 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부, 구체적으로 1 내지 15 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 폴리에테르 변성 실록산이 상기 고분자 수지에 대하여 상기 범위내로 포함될 경우 반사방지 특성의 구현이 우수한 이점이 있다.
광학필름
상기 광학필름은 단일의 층이거나 또는 2층 이상의 필름이 적층된 구조일 수도 있으며, 2층 이상의 필름이 적층된 구조인 경우 적층되는 필름들은 서로 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 본 발명에 있어서 광학필름이란 광학적 기능을 수행하는 필름을 통칭하며, 광투과율이 80% 이상인 협의의 투명필름뿐만 아니라, 편광판과 같이 특정의 광학적 기능을 수행하기 위한 필름인 경우 광투과율이 50% 이하인 광학필름도 포함한다.
상기 광학필름은 편광판의 편광자를 보호해 주기 위한 것으로서, 당기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 광학필름은 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 고분자로 이루어지는 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 아크릴계 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리노르보넨(PNB) 필름, 싸이클로올레핀폴리머(COP) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름 등을 사용할 수 있다.
상기 예시 중 아크릴계 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 또는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 이 중에서도 광학 특성, 내구성 및 경제적인 측면을 고려할 때, 아크릴계 필름이 특히 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광학필름은 아크릴계 필름일 수 있다. 구체적으로, 상기 광학필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있으며, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 주성분으로 함유하는 성형 재료를 압출 성형에 의해 성형하여 획득할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 (메트)아크릴레이트계 단위를 포함하는 수지를 주 성분으로 하는 것으로, (메트)아크릴레이트계 단위로 이루어진 호모 폴리머 수지뿐 아니라 (메트)아크릴레이트계 단위 이외에 다른 단량체 단위가 공중합된 공중합체 수지 및 상기와 같은 (메트)아크릴레이트계 수지에 다른 수지가 블랜드된 블랜드 수지도 포함하는 개념이다.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 단위는, 예를 들면, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위일 수 있다. 여기서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단위는 알킬아크릴레이트계 단위 및 알킬메타크릴레이트계 단위를 모두 의미하는 것으로, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단위의 알킬기는 탄소수 1 ~ 10인 것이 바람직하며, 탄소수 1 ~ 4인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 단위와 공중합이 가능한 단량체 단위로는, 스티렌계 단위, 말레산 무수물계 단위, 말레이미드계 단위 등을 들 수 있다.
이때, 상기 스티렌계 단위로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 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, β-브로모스티렌, 2-하이드록시스티렌, 4-하이드록시스티렌으 등을 그 예로 들 수 있으며, 스티렌, α-메틸 스티렌인 것이 더욱 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 말레산 무수물계 단량체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 말레이미드계 단량체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 필름의 예로는 알킬(메트)아크릴레이트계 단위 및 스티렌계 단위를 포함하는 공중합체 및 주쇄에 카보네이트 부를 갖는 방향족계 수지를 포함하는 필름이거나, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위, 스티렌계 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3 내지 6 원소 헤테로 고리 단위 및 비닐 시아나이드 단위를 포함하는 필름일 수 있다. 또한, 락톤 구조를 갖는 아크릴계 수지를 포함하는 필름일 수 있다.
락톤 고리 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지의 구체적인 예로서는 예를 들어 일본 공개특허공보 제2000-230016호, 일본공개특허공보 제 2001-151814호, 일본 공개특허공보 제 2002-120326호 등에 기재된 락톤 고리 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지를 들 수 있다.
방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지로서는 한국공개특허 10-2009-0115040에 기재된 (a) 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛; (b) 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족 부를 갖는 방향족계 유닛; 및(c) 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하는 수지조성물을 들 수 있다. 상기 (a) 내지 (c) 유닛들은 각각 별도의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있고, 상기 (a) 내지 (c) 유닛들 중 2 이상의 유닛이 하나의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 수지 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (메트) 아크릴레이트계 수지와 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 임의의 적절한 혼합 방법에 의해 충분히 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조한 후 이를 필름 성형하여 제조하거나, 또는 (메트) 아크릴레이트계 수지와, 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 별도의 용액으로 제조한 후 혼합하여 균일한 혼합액을 형성한 후 이를 필름 성형할 수도 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 예를 들어 옴니 믹서 등 임의의 적절한 혼합기로 상기 필름 원료를 프리블렌드한 후 얻어진 혼합물을 압출 혼련하여 제조한다. 이 경우, 압출 혼련에 이용되는 혼합기는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기나 가압 니더 등 임의의 적절한 혼합기를 이용할 수 있다.
상기 필름 성형의 방법으로는 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니나, 용액 캐스트 법(용액 유연법), 용융 압출법이 바람직하다.
상기 용액 캐스트법(용액 유연법)에 이용되는 용매는 예를 들어 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 시클로헥산, 데칼린 등의 지방족 탄화수소류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 알코올류; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류; 디메틸포름아마이드; 디메틸술폭사이드 등을 들 수 있으며, 이들 용매를 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 용액 캐스트법(용액 유연법)을 실시하기 위한 장치로는 예를 들어 드럼식 캐스팅 머신, 밴드식 캐스팅 머신, 스핀 코터 등을 들 수 있다. 상기 용융 압출법으로는 예를 들어 T 다이법, 인플레이션법 등을 들 수 있다. 성형 온도는 구체적으로 150~350℃, 보다 구체적으로 200~300℃이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 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. 특히, 2축 연신한 경우에는 기계적 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다. 한편, 상기 연신은 당해 기술분야에 널리 알려진 연신 방법으로 수행될 수 있다.
상기 아크릴계 필름은 미연신 필름 또는 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 연신 필름인 경우에는 1축 연신 필름 또는 2축 연신 필름 일 수 있고, 2축 연신 필름인 경우에는 동시 2축 연신 필름 또는 축차 2축 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 2축 연신한 경우에는 기계적 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다. 아크릴계 필름은 다른 열가소성 수지를 혼합함으로써, 연신하는 경우에도 위상차의 증대를 억제할 수 있고, 광학적 등방성을 유지할 수 있다.
연신 온도는, 필름 원료인 열가소성 수지 조성물의 유리전이 온도 근처의 범위인 것이 바람직하고, 바람직하게는 (유리 전이 온도 -30℃)~(유리 전이 온도 +100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 -20℃)~(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 1.1~25배, 보다 바람직하게는 1.3~10배이다. 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 10~20,000 %/min, 보다 바람직하게는 100~10.000 %/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.
아크릴계 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.
한편, 상기 광학필름에는 필요한 경우 접착력 향상을 위한 표면처리가 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 광학필름의 적어도 일면에 알칼리 처리, 코로나 처리, 및 플라즈마 처리로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 표면 처리를 수행할 수 있다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 코팅층이 코팅되어 있는 편광판용 보호필름은 가시광선 투과도가 93% 이상인 것이 바람직하며, 93.5% 이상인 것이 보다 바람직하다. 광학필름 상에 전술한 코팅층이 코팅됨으로써 투과도가 상승되는 효과가 있으며, 이에 의하여 보다 우수한 휘도 향상 효과를 가질 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 편광판에 관한 것으로서, 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 구비된, 전술한 편광판용 보호필름을 포함한다. 도 2에는 광학필름(11)과 코팅층(12)을 포함하는 편광판용 보호필름(10)과 편광자(21)을 포함하는 편광판의 단면 구조를 예시하였다.
상기 편광자(21)의 일면에 전술한 편광판용 보호필름(10)이 구비되는 경우, 그 반대면에는 추가의 광학필름이 구비될 수 있다. 추가의 광학필름(13)이 구비된 구조를 도 4에 예시하였다. 상기 추가의 광학필름(13)은 전술한 광학필름(11)로 예시한 것들을 사용할 수 있다.
상기 편광자(21)와 편광판용 보호필름(10) 또는 광학필름(13)의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자(21) 또는 광학필름(11, 13)의 표면에 접착제를 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 또는 합지 후 UV 조사하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 UV 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다. 편광자(21)와 광학필름(11, 13) 사이에 접착제층(31, 32)이 구비된 구조를 도 3 및 도 4에 예시하였다.
상기 접착체로서 구체적으로 아세토아세틸기 등을 포함한 변성 PVA를 사용하는 경우 접착성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 더욱 구체적으로 일본합성화학 Gohsefimer (상품명) Z-100, Z-200, Z-200H, Z-210, Z-229, Z-320 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판은 헤이즈(haze) 값의 평균이 0.5% 이하일 수 있다.
편광자
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 액정표시장치에 관한 것으로서, 액정 셀; 상기 액정 셀의 일면에 구비된 백라이트 유닛; 상기 액정 셀의 백라이트 유닛이 구비된 면에 구비된 상부 편광판; 및 상기 액정 셀과 백라이트 유닛 사이에 구비된 하부 편광판을 포함하고, 상기 하부 편광판이 전술한 실시상태의 편광판인 것을 특징으로 한다. 도 5 내지 7는 도 2 내지 4에 도시한 편광판이 액정셀(41)과 백라이트 유닛(51) 사이에 구비된 예를 도시한 것이다. 본 명세서에서는 편의상 백라이트 유닛에 가깝게 배치된 편광판을 하부 편광판(61), 액정표시장치의 사용자에 가깝게 배치된 편광판을 상부 편광판(62)으로 기재하였다.
상부편광판(62)로는 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용이 가능하며, 그 구조는 예컨대 편광자, 광학필름/편광자, 편광자/광학필름 또는 광학필름/편광자/광학필름 등일 수 있다.
이때, 상기 상부 편광판(62)에 사용되는 편광자(22)는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올로 이루어진 필름과 같이 당해 기술분야에 알려져 있는 것을 제한 없이 사용이 가능하며, 제조방법 역시 특별히 한정되지 않는다.
또한, 상기 상부 편광판(62)에 사용되는 광학필름(14, 15)은 아크릴계 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리노르보넨(PNB) 필름, 싸이클로올레핀폴리머(COP) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름 등을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 특히 아크릴계 필름이 바람직하다. 아크릴계 필름에 대한 구체적인 내용은 상기한 바와 같다.
한편, 상기 편광자와 광학필름의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자 또는 광학필름의 표면에 접착제를 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 UV접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다. 도 5 내지 7 중 도면부호 33 및 34는 접착제층을 나타낸다.
한편, 본 발명의 상부 편광판(62)에는 액정 셀(20)에서 발생하는 광학 위상차를 보상시켜 주기 위한 위상차 필름이 포함될 수도 있다. 이 경우 그 구조는 예컨대 광학필름/편광자/광학필름/위상차 필름 등일 수 있다. 이때, 본 발명에 사용 가능한 위상차 필름은 특별히 제한되지 않으며, 액정표시장치의 다양한 액정 모드에 따라 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되고 있는 위상차 필름이 사용될 수 있다.
상기 액정 셀(41)은 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용이 가능하며, 그 구조는 예컨대 상 투명 기판/칼러필터/보호막/투명도전막 전극/배향막/액정/배향막/박막 트랜지스터/하 투명 기판 등일 수 있다. 한편, 상기 액정 셀(41)에는 다양한 모드의 액정이 사용될 수 있으며, 예컨대 Double Domain TN(Twisted Nematic), ASM(axially symmetric aligned microcell), OCB(optically compensated blend), VA(vertical alig㎚ent), MVA(multidomain VA), SE(surrounding electrode), PVA(patterned VA), IPS(in-plane switching), FFS(fringe-field switching) 모드 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기한 액정 셀(41)과 편광판(61, 62)의 부착은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 일반적으로 이용되는 방법으로 부착이 가능하다.
상기 백라이트 유닛(51)은 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용이 가능하며, 예를 들면, 광원과 다수의 광학 필름들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 백라이트 유닛(51)에 사용되는 광원은 다양한 광원이 사용될 수 있으며, 예컨대 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 발광다이오드(LED), 면광원램프(FFL) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 광학 필름으로는 프리즘 시트, 확산 필름, 도광판, 확산판, 반사 필름 등과 같이 당해 기술 분야에 잘 알려진 백라이트 유닛용 광학 필름이 제한 없이 사용될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[ 실시예 ]
폴리(시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트) (㈜LGMMA PMMA830HR) 수지를 250 , 250 rpm 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm의 미연신 필름을 제조한 후, 135 의 온도에서 MD 방향으로 1.8배 연신하여 종방향 연신 아크릴계 필름을 제조하였다.
수분산 폴리우레탄 수지(CK-PUD (주)조광페인트, 고형분 30% 수용액) 2.12g, 중공 실리카(평균 입경: 50nm, 고형분 8.8% 수용액) 0.21g, 하기 표 1의 실리콘계 첨가제 상기 수분산 수지 100 중량부를 기준으로 5중량부, 순수 4.06g을 혼합하여 코팅액을 제조하였다. 제조한 코팅액을 상기의 종방향 연신 아크릴 필름 위에 메이어바(Mayer bar)로 건조 두께가 100-200 nm가 되도록 코팅한 후 95 에서 20초 동안 건조한 후 135 에서 TD 방향으로 2.5배 연신하였다.
[ 실험예 ]
상기 실시예를 통하여 얻어진 최종 필름의 코팅외관(선건조 및 연신)과 투과도 및 헤이즈를 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. 투과도 및 헤이즈는 상기에서 제조된 보호필름의 표면 3 지점을 haze meter로 측정한 후 이의 평균값을 계산하였다. 이 때, 투과도는 전체 투과도(Tt)인데, 표준은 JIS K7361을 사용하였고, 헤이즈는 JIS K7136을 사용하였다.
첨가제 코팅
외관		 물성 비고
(첨가제 구분)
투과도
(%)		 헤이즈
(%)		 첨가제 구분
비교예 1 코팅층을 형성하지 않음 O 92.4 0.2 -
비교예 2 첨가제를 첨가하지 않음. X 93.8 1.4 -
실시예 1 BYK-348 O 94.0 0.4 폴리에테르변성실록산
실시예 2 BYK-349 O 94.0 0.4 폴리에테르변성실록산
비교예 3 DISPERBYK-190 X 93.8 1.9 고분자량 블록 공중합체
비교예 4 BYK-315 X 93.8 2.0 폴리에스터계 실리콘
비교예 5 BYK-322 △ 93.9 1.1 폴리에스터계 실리콘
비교예 6 BYK-340 X 93.8 2.0 불소계
비교예 7 EFKA3570 X 93.8 1.8 불소계
비교예 8 EFKA3772N X 93.9 1.5 불소계
비교예 9 PEG(Mw=4,000) △ 93.9 0.6 폴리에테르
비교예 10 PEG(Mw=20,000) X 93.8 2.0 폴리에테르
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2에서는 코팅층을 사용하지 않은 비교예 1, 코팅층에 첨가제를 첨가하지 않은 비교예 2, 또는 다른 종류의 첨가제를 사용한 비교예 3 내지 10에 비하여 투과도 또는 헤이즈가 크게 개선되었음을 확인할 수 있었다.
10 편광판용 보호필름
11, 13, 14, 15 광학필름
12 코팅층
21, 22 편광자
31, 32, 33, 34 접착제층
41 액정셀
51 백라이트 유닛
61 하부 편광판
62 상부 편광판

Claims (14)

  1. 광학필름; 및 상기 광학필름의 적어도 일면에 형성되고, 고분자 수지, 중공 미립자 및 폴리에테르 변성 실록산을 포함하는 코팅층을 포함하는 편광판용 보호필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 10nm 내지 500nm인 것인 편광판용 보호필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자 수지는 수분산성 수지인 것인 편광판용 보호필름.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 수분산성 수지는 폴리우레탄계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아크릴계 수지 또는 이들 중 2종 이상의 조합을 포함하는 것인 편광판용 보호필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 중공 미립자는 중공 실리카인 것인 편광판용 보호필름.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 중공 미립자의 굴절률은 1.17 내지 1.4인 것인 편광판용 보호필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 중공 미립자는 고분자 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부로 포함되는 것인 편광판용 보호필름.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리에테르 변성 실록산은 수분산성인 것인 편광판용 보호필름.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리에테르 변성 실록산은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 것은 편광판용 보호필름:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 및 R2 중 적어도 하나는 -(R11O)pR12이고, 나머지는 알킬기, 알킬아릴기, 또는 아르알킬기이며,
    R11은 직접결합 또는 알킬렌기이고,
    R12는 알킬기, 알킬아릴기, 또는 아르알킬기이며,
    m 및 p는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고, x 및 y는 각각 0 내지 10이고, 단 x+y는 1 이상이며,
    Ra 내지 Rf는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 폴리에틸렌글리콜이다.
    [화학식 2]
    Figure pat00004

    상기 화학식 2에 있어서,
    R3은 -(R11O)pR12이고,
    R11은 직접결합 또는 알킬렌기이고,
    R12는 알킬기, 알킬아릴기, 또는 아르알킬기이며,
    m 및 p는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이며,
    Rg 내지 Rl은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 폴리에틸렌글리콜이다.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리에테르 변성 실록산은 상기 수분산성 수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부로 포함되는 것인 편광판용 보호필름.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 광학필름은 아크릴계 필름인 것인 편광판용 보호필름.
  12. 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 구비된, 청구항 1 내지 11 중 한 항에 따른 편광판용 보호필름을 포함하는 편광판.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 편광판은 헤이즈(haze) 값의 평균이 0.5% 이하인 것인 편광판.
  14. 액정 셀;
    상기 액정 셀의 일면에 구비된 백라이트 유닛;
    상기 액정 셀의 백라이트 유닛이 구비된 면에 구비된 상부 편광판; 및
    상기 액정 셀과 백라이트 유닛 사이에 구비된 하부 편광판을 포함하고,
    상기 하부 편광판이 청구항 12에 따른 편광판인 것인 액정표시장치.
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