KR20190066494A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

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Abstract

편광자 및 상기 편광자의 일면에 접착층을 통해 적층된 제1보호층을 포함하는 편광판이고, 상기 접착층은 에폭시계 화합물 및 광양이온 개시제를 포함하는 접착층용 조성물로 형성되고, 상기 편광판은 식 1의 색차 변화량 △E가 5.2 이하인 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도, 색차 변화량이 낮고, 편광도 및 광 투과도가 우수한 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
편광판은 편광자, 편광자의 적어도 일면에 적층된 보호층을 포함할 수 있다. 편광판은 광학표시장치에 사용되어 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 노출될 수 밖에 없다. 편광판의 주요 물성인 편광은 편광판 중 편광자에 의해 주로 나온다. 편광자는 요오드로 염색한 폴리비닐알콜계 필름을 1축으로 연신하여 제조된다. 그러나, 편광판을 고온에서 장기간 방치할 경우 요오드가 승화될 수 있고 따라서 편광 특성을 제대로 발휘할 수 없게 된다.
편광판 중 편광자에 아연을 포함시켜 편광판의 내열성을 높일 수 있다. 그러나, 아연이 편광자의 표면으로 migration되어 고온에서 오히려 편광도, 광 투과도 등이 감소할 수 있다. 또한, 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜의 수산기를 가교시키는 가교제를 투입하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는 연신되어 배향된 폴리비닐알콜의 축 틀어짐이 발생하여 광 특성이 좋지 않았다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2016-0038143호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 색차 변화량이 낮아 내열 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 광 투과도 및 편광도가 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 일면에 접착층을 통해 적층된 제1보호층을 포함하고, 상기 접착층은 에폭시계 화합물 및 광양이온 개시제를 포함하는 접착층용 조성물로 형성되고, 상기 편광판은 하기 식 1의 색차 변화량 △E가 5.2 이하일 수 있다:
<식 1>
△E = [(△L)2 + (△a*)2 + (△b*)2]1 /2
(상기 식 1에서, △L, △a*, △b*는 하기 발명의 상세한 설명에서 정의한 바와 같다).
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 색차 변화량이 낮아 내열 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 광 투과도 및 편광도가 우수한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 보호층의 "수분 투과도"는 보호층에 대해 40℃, 상대습도 90%의 항온 항습에서 24시간 후 측정한 값이다. 보호층의 수분 투과도는 KS A1013 기준에 준하여 측정할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명자는 접착층의 pH가 1 내지 3이고, 접착층이 하기 식 2의 저장 모듈러스의 비가 0.25 내지 0.60인 접착층을 편광자의 적어도 일면에 포함하는 편광판은 고온 및/또는 고온 고습에서 방치할 경우 식 1의 색차 변화량이 5.2 이하가 됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. 식 1의 색차 변화량이 5.2 이하가 됨으로써 편광판을 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 편광판의 황변 발생이 적어 편광판의 내열성과 신뢰성을 좋게 할 수 있다. 또한, 상기 접착층을 포함함으로써 편광판의 황변 발생의 주요 요인인 편광자 내 요오드 붕괴를 막아 편광판을 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치한 경우에도 편광도와 광 투과도가 우수하고, 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치하기 전 대비 광 투과도 변화율과 편광도 변화율을 낮출 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명한다.
이하, 도 1을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판(10)은 편광자(300), 편광자(300)의 일면에 접착층(100)에 의해 적층된 제1보호층(200), 및 편광자(300)의 다른 일면에 접착층(100)에 의해 적층된 제2보호층(250)을 포함할 수 있다.
접착층(100)은 pH가 1 내지 3이고, 하기 식 2의 저장 모듈러스의 비가 0.25 내지 0.60이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 하기 식 1의 색차 변화량(△E) 5.2 이하를 확보함으로써, 고내열성, 고온 고습에서의 신뢰성을 높일 수 있다:
<식 1>
△E = [(△L)2 + (△a*)2 + (△b*)2]1 /2
(상기 식 1에서, △L은 L2 - L1이고, △a*는 (a*)2-(a*)1이고, △b*는 (b*)2-(b*)1이고, L1은 초기의 편광판의 L이고, L2는 편광판을 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 L이고, (a*)1은 초기의 편광판의 a*이고, (a*)2은 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 a*이고, (b*)1은 초기의 편광판의 a*이고, (b*)2은 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 b*이다). 편광판의 L, a*, b*은 색차계(예:CM-3600A, Konica minolta社)로 측정할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 "초기의 편광판"은 편광판을 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치하기 전의 편광판을 의미한다.
<식 2>
저장 모듈러스의 비 = G150 / (G100 + G150)
(상기 식 2에서, G100은 접착층의 100℃에서의 저장 모듈러스(단위:MPa)
G150은 접착층의 150℃에서의 저장 모듈러스(단위:MPa)).
일 구체예에서, 접착층(100)은 pH가 1 내지 2이고, 식 2의 저장 모듈러스의 비가 0.30 내지 0.50이 될 수 있다. 일 구체예에서, 편광판은 식 1의 색차 변화량이 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하가 될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판은 하기 식 3의 편광도 변화율이 1.5% 이하, 하기 식 4의 광 투과도 변화율이 1.5% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치한 후에도 변화율이 낮아서 신뢰성이 우수할 수 있다:
<식 3>
편광도 변화율 = ｜P2 - P1｜/ P1 x 100
(상기 식 3에서, P1은 초기의 편광판의 편광도이고, P2는 편광판을 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 편광도),
<식 4>
광 투과도 변화율 = ｜T2 - T1｜/ T1 x 100
(상기 식 4에서, T1은 초기의 편광판의 광 투과도이고, T2는 편광판을 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 광 투과도).
식 3과 식 4에서 편광도와 광 투과도의 단위는 각각 %이다. 상기 "초기의 편광판"은 편광판을 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치하기 전의 편광판을 의미한다.
이하, 접착층에 대해 상세히 설명한다.
접착층은 에폭시계 화합물 및 광양이온 개시제를 포함하는 접착층용 조성물로 형성될 수 있다. 접착층용 조성물은 (메트)아크릴레이트 화합물을 포함하지 않는 비-(메트)아크릴레이트계일 수 있다. 접착층용 조성물이 에폭시계 화합물에 (메트)아크릴레이트 화합물을 추가로 포함하는 경우, 해당 접착층용 조성물로 형성된 접착층을 포함하는 편광판을 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치할 경우 상기 식 1의 색차 변화량이 큰 문제점이 있을 수 있다.
에폭시계 화합물은 사슬형 지방족 에폭시계 화합물, 고리형 지방족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물, 수소화 에폭시계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
사슬형 지방족 에폭시계 화합물은 선형 또는 분지형의 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르를 들 수 있다. 예를 들면, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르, 글리세린의 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 글리세린과 같은 지방족 다가알콜에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드를 부가함으로써 얻을 수 있는 폴리에테르 폴리올의 폴리글리시딜에테르가 될 수 있다.
고리형 지방족 에폭시계 화합물은 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 3,4-에폭시사이클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥산카르복실레이트, 에틸렌비스(3,4-에폭시사이클로헥산카르복실레이트), 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸)아디페이트, 디에틸렌글리콜 비스(3,4-에폭시사이클로헥실메틸에테르), 에틸렌글리콜 비스(3,4-에폭시사이클로헥실메틸에테르), 2,3,14,15-디에폭시-7,11,18,21-테트라옥사 스피로 [5.2.2.5.2.2]헨이코산, 3-(3,4-에폭시사이클로헥실)-8,9-에폭시-1,5-디옥사스피로[5.5]운데칸, 4-비닐사이클로헥센 디옥사이드, 리모넨 디옥사이드, 비스(2,3-에폭시사이클로펜틸)에테르, 디사이클로펜타디엔 디옥사이드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
방향족 에폭시계 화합물은 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 비스페놀 S의 디글리시딜에테르와 같은 비스페놀 디글리시딜에테르, 페놀노볼락 에폭시수지, 크레졸노볼락 에폭시수지, 하이드록시벤즈알데하이드 페놀노볼락 에폭시수지와 같은 노볼락형의 에폭시수지, 테트라하이드록시디페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라하이드록시 벤조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화 폴리비닐페놀 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
수소화 에폭시계 화합물은 방향족 에폭시계 화합물을 촉매 존재 하에 가압 하에서 선택적으로 수소화 반응을 행하는 것으로, 방향족 에폭시계 화합물은 예를 들어 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 비스페놀 S의 디글리시딜에테르와 같은 비스페놀 형태의 에폭시수지, 페놀노볼락 에폭시수지, 크레졸노볼락 에폭시수지, 하이드록시벤즈알데하이드 페놀노볼락 에폭시수지와 같은 노볼락형의 에폭시수지, 테트라하이드록시디페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라하이드록시 벤조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화 폴리비닐페놀과 같은 다관능형 에폭시수지가 될 수 있다.
바람직하게는, 에폭시계 화합물은 방향족 에폭시계 화합물과 사슬형 지방족 에폭시계 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 비스페놀 디글리시딜에테르와 분지형의 지방족 다가알코올의 디글리시딜에테르를 포함할 수 있다.
광양이온 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광양이온 개시제는 양이온과 음이온을 포함하는 오늄염(onium salt)을 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온은 디페닐요오드늄, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄, (4-메틸페닐)[(4-(2-메틸프로필)페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드 등을 들 수 있다. 구체적으로, 음이온은 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 등을 들 수 있다.
접착층용 조성물은 옥세탄계 화합물을 더 포함할 수 있다.
옥세탄계 화합물은 3,7-비스(3-옥세타닐)-5-옥사-노난, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에탄, 1,3-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]프로판, 에틸렌글리콜비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 트리에틸렌글리콜비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 테트라에틸렌글리콜비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 1,4-비스(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)부탄, 1,6-비스(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)헥산, 3-에틸-3-[(페녹시)메틸]옥세탄, 3-에틸-3-(헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(하이드록시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(클로로메틸)옥세탄, (3-에틸-3[[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸]옥세탄 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 접착층용 조성물은 고형분 기준 에폭시계 화합물 50중량% 내지 80중량%, 옥세탄계 화합물 10중량% 내지 40중량%, 및 광양이온 개시제 1중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 접착력을 확보하고 pH가 1 내지 3이고, 저장 모듈러스의 비가 0.25 내지 0.60이 될 수 있고, 색차 변화량(△E) 5.2 이하를 확보함으로써, 고내열성, 고온 고습에서의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있을 수 있다.
또 다른 구체예에서, 접착층용 조성물은 고형분 기준 방향족 에폭시계 화합물 30중량% 내지 70중량%, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물 10중량% 내지 50중량%, 옥세탄계 화합물 10중량% 내지 40중량%, 및 광양이온 개시제 1중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 접착력을 확보하고 pH가 1 내지 3이고, 저장 모듈러스의 비가 0.25 내지 0.60이 될 수 있고, 색차 변화량(△E) 5.2 이하를 확보함으로써, 고내열성, 고온 고습에서의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
접착층용 조성물은 광증감제, 산화방지제, 분산제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
접착층은 두께가 0.1㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
편광자
편광자(300)는 외부광을 편광시켜 제1보호층(200)으로 투과시킴으로써, 광학표시장치에 적용시 시인성을 좋게 할 수 있다.
편광자(300)는 폴리비닐알콜계 필름으로 제조된 통상의 편광자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 편광자는 폴리비닐알콜계 필름에 요오드 등을 염색시킨 폴리비닐알콜계 편광자 또는 폴리비닐알콜계 필름의 탈수에 의한 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 편광자는 아연을 포함하지 않는 비-아연계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자(300)는 두께가 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용할 수 있다.
제1보호층
제1보호층(100)은 편광자(300) 일면(편광자의 광출사면)에 형성되어, 편광자(300)를 보호하고, 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 제1보호층(100)은 광학적으로 투명한, 보호필름 또는 보호코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1보호층(100)이 보호 필름 타입일 경우 광학적으로 투명한 수지로 형성된 보호 필름을 포함할 수 있다. 보호 필름은 상기 수지를 용융 및 압출하여 형성될 수 있다. 필요할 경우에는 연신 공정을 더 추가할 수도 있다. 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 비환형-폴리올레핀계 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 등을 포함하는 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1보호층(100)이 보호코팅층 타입일 경우는 편광자(100)에 대한 양호한 밀착성, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 내구성을 높일 수 있다. 일 구체예에서, 제1보호층(100)을 위한 보호코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성의 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시계 화합물, 분자 내에 적어도 하나의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물이 될 수 있다.
제1보호층(100)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛, 보호 필름 타입의 경우 50㎛ 내지 100㎛가 될 수가 있고, 보호코팅층 타입의 경우 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제1보호층은 수분 투과도가 500g/m2ㆍ24hr 이상, 바람직하게는 700g/m2ㆍ24hr 내지 2,000g/m2ㆍ24hr이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 고온 및/또는 고온 고습에서의 식 1의 색차 변화량을 더 낮출 수 있다. 예를 들면, 제1보호층으로 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등으로 형성된 필름을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 제1보호층은 수분 투과도가 100g/m2ㆍ24hr 이하, 바람직하게는 50g/m2ㆍ24hr 이하, 더 바람직하게는 20g/m2ㆍ24hr 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 고온 및/또는 고온 고습에서의 식 1의 색차 변화량을 더 낮출 수 있다. 예를 들면, 제1보호층으로 비정성 환상 폴리올레핀 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지 등으로 형성된 필름을 포함할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1보호층(100)의 상부면에는 기능성 코팅층, 예를 들면 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등이 더 형성될 수 있다.
제2보호층
제2보호층(250)은 편광자(300)의 다른 일면(편광자의 광 입사면)에 형성되어, 편광자(300)를 보호하고, 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다.
제2보호층(250)은 상술한 제1보호층(200)과 동일 또는 이종의 조성으로 형성될 수 있다. 제2보호층(250)은 상술한 제1보호층(200)과 동일 또는 이종의 두께를 가질 수 있다. 제2보호층(250)은 상술한 제1보호층(200)과 동일 또는 이종의 수분 투과도를 가질 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 편광판은 제1보호층, 제2보호층 중 한쪽은 수분 투과도가 높고, 나머지 한 쪽은 수분 투과도가 낮을 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 접착층을 포함하는 편광판에서 편광판을 고온 또는 고온 고습에서 방치시 색차 변화량을 낮출 수 있다. 일 구체예에서, 제1보호층과 제2보호층 중 어느 하나는 수분 투과도가 500g/m2ㆍ24hr 이상, 바람직하게는 700g/m2ㆍ24hr 내지 2,000g/m2ㆍ24hr, 제1보호층과 제2보호층 중 나머지 하나는 수분 투과도가 100g/m2ㆍ24hr 이하, 바람직하게는 50g/m2ㆍ24hr 이하, 더 바람직하게는 20g/m2ㆍ24hr 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 고온 및/또는 고온 고습에서 방치 시 식 1의 색차 변화량을 더 낮출 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제2보호층(250)의 다른 일면에는 점착층이 형성되어 편광판을 피착체(예: 액정패널, 유기발광소자 패널 등의 발광소자 패널)에 점착시킬 수 있다. 점착층은 통상의 점착제 예를 들면 감압 점착제(PSA, pressure sensitive adhesive) 등으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 1은 편광자의 일면과 다른 일면에 동일한 접착층이 형성된 경우를 나타낸 것이나, 편광자의 일면에 형성된 접착층은 편광자의 다른 일면에 형성된 접착층 대비 두께, 조성, pH 및/또는 저장 모듈러스의 비가 서로 다를 수가 있다. 일 예에서, 편광자의 일면에는 본 발명의 접착제 조성물로 형성된 접착층이 형성되고 편광자의 다른 일면에는 본 발명의 접착층의 pH를 벗어나거나 또는 본 발명의 저장 모듈러스의 비를 벗어나는 접착층이 형성되는 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 설명한다.
본 실시예에 따른 편광판은 편광자로서 아연을 포함하는 아연계 편광자를 포함하는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판과 실질적으로 동일하다. 이에 편광자에 대해서만 설명한다.
편광자는 아연을 포함할 수 있다. 아연은 아연 금속 자체의 열 차단 기능으로 외부의 열이 편광자 내부로 전달되는 것을 방지하고, 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜의 수산기와 킬레이트를 형성하여 I5 - 이온 또는 I3 - 이온의 승화를 방지함으로써 편광자의 내열성을 더 높일 수 있다.
아연은 아연 금속 자체로 편광자에 포함될 수 있다. 그러나, 아연은 아연 화합물로 포함될 수도 있다. 아연 화합물은 아연 금속 염, 산화 아연, 아연 (메트)아크릴산 염 등을 포함하는 아연 불포화 또는 포화 카르복실산 염 중 하나 이상으로 포함될 수도 있다. 아연 금속 염은 아연 및 마그네슘, 칼슘, 바륨 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
아연 또는 아연 화합물은 편광자를 제조하는 과정 중 염색, 연신, 붕산, 가교, 보색 처리조에 아연 또는 아연 화합물을 포함시켜 편광자에 포함될 수 있다. 또는 염색, 연신, 붕산 처리 후에 아연 함침 처리하여 편광자에 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 광학표시장치를 설명한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 광학표시장치는 액정표시장치, 발광표시장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 발광표시장치는 발광소자로서, 유기 또는 유-무기 발광소자를 포함하고, LED(light emitting diode), OLED(organic light emitting diode), QLED(quantum dot light emitting diode), 형광체 등의 발광물질을 포함하는 소자를 의미할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
제조예 1: 편광자의 제조
25℃의 물로 수세한 폴리비닐알코올 필름(VF-PS6000, 일본 Kuraray사, 두께:60㎛)을 30℃ 물의 팽윤조에서 팽윤 처리하였다. 팽윤조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 1ml/mol를 포함하는 수용액을 함유하는 30℃의 염착조에서 65초 동안 처리하였다. 염착조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 습식 가교조를 통과시켰다. 가교조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 65℃ 수용액에서 연신시키되, 총 연신비가 6배가 되도록 연신시켰다. 연신조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 4.5중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 이하 동안 처리하였다. 보색조를 통과한 상기 필름을 수세하고 건조시켜 편광자(두께:22㎛, 아연을 포함하지 않음)를 제조하였다.
제조예 2: 편광자의 제조
25℃의 물로 수세한 폴리비닐알코올 필름(VF-PS6000, 일본 Kuraray사, 두께:60㎛)을 30℃ 물의 팽윤조에서 팽윤 처리하였다. 팽윤조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 1ml/mol를 포함하는 수용액을 함유하는 30℃의 염착조에서 65초 동안 처리하였다. 염착조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 습식 가교조를 통과시켰다. 가교조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 65℃ 수용액에서 연신시키되, 총 연신비가 6배가 되도록 연신시켰다. 연신조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 4.5중량% 및 황산 아연 2중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 이하 동안 처리하였다. 상기 제조한 필름을 수세하고 건조시켜 아연을 포함하는 편광자(두께:22㎛)를 제조하였다.
(1)편광자: 제조예 1의 편광자, 제조예 2의 편광자
(2)보호층: 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(수분투과도:8g/m2ㆍ24hr, 두께:80㎛, COSMOSHINE, Toyobo社)
(3)보호층: 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(수분투과도:800g/m2ㆍ24hr, 두께:80㎛, FujiTAC, Fuiji社)
(4)보호층: 시클로올레핀폴리머(COP) 필름(수분투과도:5g/m2ㆍ24hr, 두께:80㎛, ZEONOR, Zeon社)
(5)접착제 1: ADEKA社, KRX-4024(비스페놀 A 디글리시딜에테르 40중량%, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르 30중량%, (3-에틸-3[[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸]옥세탄) 23중량%, 개시제 7중량%를 포함)
(6)접착제 2: cycloaliphatic diepoxide(CELLOXIDE 2021P, Daicel社) 65중량부, 페닐글리시딜에테르(EX-141, Nagase社) 5중량부, 트리(프로필렌글리콜) 디아크릴레이트(M-220, 미원스페셜티케미컬社) 20중량부, 라우릴 아크릴레이트(M-120, 미원스페셜티케미컬社) 10 중량부, 디페닐-4-(페닐티오)페닐 술포늄 헥사플루오로포스페이트(CPI-100P, San-Apro社) 2중량부, 1-히드록시-시클로헥실페닐케톤(Irgacure-184, BASF社) 1중량부를 포함하는 접착제 조성물
(7)접착제 3: 비스페놀 A 방향족 에폭시(KDS-8128, 국도화학) 49중량부, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(100%, SK CYTEC) 48중량부, Thioxanthone(DETX-S, Nippon Kayaku社) 2중량부, hexafluorophosphate(Irgacure-250, BASF社) 1중량부를 포함하는 접착제 조성물.
접착제 1 내지 접착제 3에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하였다.
(1)접착층의 pH: 접착제 조성물 1g을 이형 필름에 도포하고, 온도 25℃, 60% 상대습도에서 Metal halide lamp 400mW/cm2, 1000 mJ/cm2 조건으로 광경화시켜 두께10㎛의 접착층을 제조하였다. 제조한 접착층에 pH 미터(pH 페이퍼)를 붙인 시편을 105℃ 챔버에 500시간 투입한 후 pH 미터의 색 변화를 통해 측정하였다.
(2)접착층의 저장 모듈러스: 접착제 조성물 1g을 이형 필름에 도포하고, 온도 25℃, 60% 상대습도에서 Metal halide lamp 400mW/cm2, 1000mJ/cm2 조건으로 광경화시켜 두께 10㎛의 접착층을 제조하였다. 제조한 시편에 대해 DMA Q800(TA instrument社)를 사용하여 -20℃ 내지 200℃까지 5℃/분의 승온 속도로 승온하면서, strain 0.03%, normal force 100N, 1Hz에서 측정한 값이다. 저장 모듈러스는 100℃, 150℃에서 측정하였다.
접착제 1 접착제 2 접착제 3
접착층의 pH 1~2 2~3 4~5
저장 모듈러스 ＠100℃(MPa) 229 698 87
저장 모듈러스 ＠150℃(MPa) 114 22 24
식 2의 저장 모듈러스의 비 0.33 0.03 0.22
실시예 1
제조예 1의 편광자의 일면에 접착제 1(제1접착층, 두께:2㎛)을 사용해서 PET 필름을 접착시켰다. 제조예 1의 편광자의 다른 일면(제2접착층, 두께:2㎛)에 접착제 1을 사용해서 TAC 필름을 접착시켰다. TAC 필름의 다른 일면에 아크릴계 점착층을 형성하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 6
실시예 1에서, 편광자의 종류, 보호층의 종류를 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 4
실시예 1에서, 편광자의 종류, 보호층의 종류, 접착제의 종류를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 편광판에 대하여 하기 표 2의 물성을 평가하고 그 결과를 나타내었다.
(1)색차 변화량(△E): 편광판에 색차계 CM-3600A(Konica minolta社)를 사용해서 L, a*, b* 값을 측정하였다. 편광판을 95℃에서 500시간 방치 후에 편광판에 대해 상기와 동일한 방법으로 L, a*, b* 값을 측정하였다. 측정한 L, a*, b* 값을 이용해서 상기 식 1에 따라 색차 변화량 △E를 계산하였다.
(2)편광도: 편광판을 95℃에서 500시간 방치하기 전과 방치 후 파장 380 내지 780nm에서 실시예와 비교예의 편광판에 대해 JASCO社 V7100을　이용하여 편광도를 측정하였다.
(3)광 투과도: 편광판을 95℃에서 500시간 방치하기 전과 방치 후 파장 380 내지 780nm에서 실시예와 비교예의 편광판에 대해 JASCO社 V7100을　이용하여 광 투과도를 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6
제1보호층 PET PET PET TAC TAC TAC
제1접착층 접착제 1 접착제 1 접착제 1 접착제 1 접착제 1 접착제 1
편광자 제조예 1 제조예 2 제조예 2 제조예 2 제조예 1 제조예 2
제2접착층 접착제 1 접착제 1 접착제 1 접착제 1 접착제 1 접착제 1
제2보호층 TAC TAC COP COP TAC TAC
△E 3.5 2.8 2.9 3.2 5.0 4.7
편광도
(%)		 방치 전 99.995 99.994 99.994 99.994 99.995 99.994
방치 후 99.965 99.990 99.988 99.981 99.914 99.927
광투과도
(%)		 방치 전 41.7 41.7 41.7 41.7 41.7 41.7
방치 후 41.5 41.6 41.5 41.5 41.2 41.3
비교예
1 2 3 4
제1보호층 PET PET TAC TAC
제1접착층 접착제 2 접착제 2 접착제 3 접착제 3
편광자 제조예 1 제조예 2 제조예 1 제조예 2
제2접착층 접착제 2 접착제 2 접착제 3 접착제 3
제2보호층 TAC TAC TAC TAC
△E 20.5 17.6 15.2 13.9
편광도
(%)		 방치 전 99.994 99.995 99.995 99.995
방치 후 96.597 97.023 97.287 98.004
광투과도
(%)		 방치 전 41.7 41.7 41.7 41.7
방치 후 10.5 13.7 15.6 20.4
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 편광판은 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 색차 변화량이 낮아 내열 신뢰성이 우수하고, 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 광 투과도 및 편광도가 우수하였다.
반면에, 본 발명의 접착층을 포함하지 않는 비교예 1과 비교예 2는 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 색차 변화량이 높고, 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치 후에도 편광도와 광투과도가 낮아졌다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.　

Claims (13)

  1. 편광자 및 상기 편광자의 일면에 접착층을 통해 적층된 제1보호층을 포함하는 편광판이고, 상기 접착층은 에폭시계 화합물 및 광양이온 개시제를 포함하는 접착층용 조성물로 형성되고, 상기 편광판은 하기 식 1의 색차 변화량 △E가 5.2 이하인 것인, 편광판:
    <식 1>
    △E = [(△L)2 + (△a*)2 + (△b*)2]1 /2
    (상기 식 1에서, △L은 L2 - L1이고, △a*는 (a*)2-(a*)1이고, △b*는 (b*)2-(b*)1이고, L1은 초기의 편광판의 L이고, L2는 편광판을 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 L이고, (a*)1은 초기의 편광판의 a*이고, (a*)2은 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 a*이고, (b*)1은 초기의 편광판의 a*이고, (b*)2은 95℃ 또는 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치 후 편광판의 b*이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착층용 조성물은 비-(메트)아크릴레이트계인 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 pH가 1 내지 3이고, 하기 식 2의 저장 모듈러스의 비가 0.25 내지 0.60인 것인, 편광판:
    <식 2>
    저장 모듈러스의 비 = G150 / (G100 + G150)
    (상기 식 2에서, G100은 상기 접착층의 100℃에서의 저장 모듈러스(단위:MPa), G150은 상기 접착층의 150℃에서의 저장 모듈러스(단위:MPa)).
  4. 제1항에 있어서, 상기 에폭시계 화합물은 방향족 에폭시계 화합물과 사슬형 지방족 에폭시계 화합물의 혼합물을 포함하는 것인, 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접착층용 조성물은 옥세탄계 화합물을 더 포함하는 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접착층용 조성물은 고형분 기준 방향족 에폭시계 화합물 30중량% 내지 70중량%, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물 10중량% 내지 50중량%, 옥세탄계 화합물 10중량% 내지 40중량%, 및 광양이온 개시제 1중량% 내지 10중량%를 포함하는 것인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접착층용 조성물은 광증감제를 더 포함하는 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광자는 아연을 포함하지 않는 것인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 편광자는 아연을 포함하는 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 다른 일면에 제2보호층이 더 형성된 것인 편광판.
  11. 제10항에 있어서, 제1보호층은 수분 투과도가 500g/m2ㆍ24hr 이상이고, 상기 제2보호층은 수분 투과도가 100g/m2ㆍ24hr 이하인 것인, 편광판.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2보호층은 상기 접착층에 의해 상기 편광자의 다른 일면에 형성되는 것인, 편광판.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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