WO2018004172A1 - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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WO2018004172A1
WO2018004172A1 PCT/KR2017/006444 KR2017006444W WO2018004172A1 WO 2018004172 A1 WO2018004172 A1 WO 2018004172A1 KR 2017006444 W KR2017006444 W KR 2017006444W WO 2018004172 A1 WO2018004172 A1 WO 2018004172A1
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정경문
이원범
허윤호
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동우 화인켐 주식회사
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    • G02F1/133528—Polarisers

Definitions

  • the present invention relates to a polarizing plate and a liquid crystal display including the same, and more particularly, to a polarizer protecting effect that can provide a polarizer protection effect with excellent durability and adhesion, and to reduce the thickness of a thin film and a liquid crystal display including the same.
  • Liquid crystal display devices are used in various applications such as notebooks, mobile phones, liquid crystal TVs, etc., and generally include liquid crystal cells and polarizing plates containing liquid crystals, and as adhesive layers or adhesive layers for bonding them. It is composed.
  • a polarizer used in a liquid crystal display device generally includes a polarizer (also referred to as a 'polarizing film') in which an iodine compound or a dichroic dye is adsorbed onto a polyvinyl alcohol (PVA) resin film arranged in a predetermined direction. It includes, on both sides of the polarizer has a multi-layer structure in which the first and second polarizer protective film, which is represented by a triacetyl cellulose (TAC) film is laminated through the adhesive, respectively.
  • TAC triacetyl cellulose
  • JP 2013-033237 A describes that a film made of a specific methacryl-based resin is excellent in heat resistance, moisture resistance, scratch resistance, mechanical strength, adhesiveness with a polarizer, and optical isotropy, and is useful as a protective film for polarizers. It is described.
  • the protective film described in the above document is bonded to the polarizer using an adhesive, and thus, when the adhesive is required for lamination of the protective film, it is difficult to reduce the weight of the polarizing plate due to the presence of the adhesive layer, and the adhesive strength of the adhesive layer is If not enough, the protective film may cause a problem of peeling from the polarizer.
  • the present invention is to solve the above problems, one object of the present invention is to provide a polarizer protective effect with excellent durability and adhesion, and to provide a polarizing plate that can be reduced in weight thin film.
  • Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having the polarizing plate on at least one side of a liquid crystal cell.
  • the present invention is a polarizer; And a protective coating layer formed on at least one surface of the polarizer, wherein the protective coating layer includes an acrylic copolymer having a Tg (glass transition temperature) of 90 ° C. or more and a weight average molecular weight of 50,000 to 1.5 million; And a protective coating layer-forming composition comprising a crosslinking agent, wherein the acrylic copolymer has 50 g to 99.5 parts by weight of at least one high Tg monomer selected from (meth) acrylate and a vinyl monomer having a Tg of 100 ° C. or higher and a Tg of 50 ° C.
  • Tg glass transition temperature
  • the crosslinking agent may be selected from the group consisting of diisocyanate compounds, aziridine compounds, metal chelate compounds, epoxy compounds, and oxetane compounds.
  • the present invention provides a liquid crystal display device having the polarizing plate on at least one side of the liquid crystal cell.
  • the polarizing plate according to the present invention may include a protective coating layer capable of providing a polarizer protection function with excellent durability and adhesion, and thus may be manufactured thinly without using an adhesive layer and may have excellent durability.
  • Polarizing plate is a polarizer; And a protective coating layer formed on at least one surface of the polarizer, wherein the protective coating layer includes an acrylic copolymer having a Tg (glass transition temperature) of 90 ° C. or more and a weight average molecular weight of 50,000 to 1.5 million; And a protective coating layer-forming composition comprising a crosslinking agent, wherein the acrylic copolymer has 50 g to 99.5 parts by weight of one or more high Tg monomers (A) selected from (meth) acrylates and vinyl monomers having a Tg of 100 ° C or higher.
  • Tg glass transition temperature
  • the polarizer is an optical film which serves to convert incident natural light into a desired single polarization state (linear polarization state), and is not particularly limited as long as it can generally perform a polarization function in the art. .
  • the polarizer is specifically dichroic, such as iodine or dichroic dye, on a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film, a partially formalized polyvinyl alcohol film, or an ethylene / vinyl acetate copolymer based partially saponified film.
  • a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film, a partially formalized polyvinyl alcohol film, or an ethylene / vinyl acetate copolymer based partially saponified film.
  • polyene-based alignment films such as dehydrates of polyvinyl alcohol-based films or dechlorides of polyvinyl chloride-based films.
  • suck to a polyvinyl alcohol-type film and uniaxially stretching the said film is especially preferable from a high polarization dichroic viewpoint.
  • the thickness of the polarizer is not particularly limited, but is generally about 5 to 30 ⁇ m.
  • the polarizer produced by adsorbing iodine on a polyvinyl alcohol-based film and uniaxially stretching the film for example, immersed the polyvinyl alcohol-based film in an aqueous iodine solution for coloring, and the film was 3 to 7 times the original length. It can be produced by stretching to length.
  • the aqueous solution may include boric acid, zinc sulfate, zinc chloride, or the like, or the polyvinyl alcohol-based film may be dipped in an aqueous solution of potassium iodide or the like.
  • the polyvinyl alcohol-based film may be immersed and washed in water before coloring as necessary.
  • Stretching of the film may be carried out after coloring the film with iodine, during the coloring of the film, or before coloring the film with iodine. Stretching can be carried out in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide, or in a water bath.
  • Examples of commercially available polyvinyl alcohol-based films include VF-PS7500, VF-PE6000, VF-PE5000, VF-PE4500, VF-PE3000, VF-PE2000 (Kuraray), M-7500 (Nippon Gosei), and the like. Can be mentioned.
  • the protective coating layer is Tg is 90 °C or more, the weight average molecular weight is 50,000 to 1.5 million acrylic copolymer; And it may be formed from a composition for forming a protective coating layer comprising a crosslinking agent.
  • the acrylic copolymer has 50 to 99.5 parts by weight of at least one high Tg monomer (A) selected from (meth) acrylate having a Tg of 100 ° C. or more and a vinyl monomer, and a (meth) acrylate having a Tg of 50 ° C. or more and less than 100 ° C. And 0 to 45 parts by weight of at least one low Tg monomer (B) selected from vinyl monomers, and 0.5 to 20 parts by weight of a crosslinkable monomer (C) having a substituent selected from hydroxyl, carboxyl and amine groups.
  • the acrylic copolymer includes at least one (meth) acrylate monomer.
  • (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
  • the high Tg monomer (A) can be used without limitation as long as Tg is 100 ° C. or higher in the (meth) acrylate and the vinyl monomer.
  • the vinyl monomer may be an aromatic vinyl monomer or a cyclic nitrogen-containing vinyl monomer having a nitrogen atom and an ethylenically unsaturated bond in the ring.
  • the high Tg monomer may be used one or more selected from the group consisting of methyl methacrylate, isobornyl methacrylate, N-phenylmaleimide and alpha methyl styrene.
  • the content of the high Tg monomer (A) is 50 to 99.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer. If the content is less than 50 parts by weight, the durability of the polarizing plate may be degraded, and if it is more than 99.5 parts by weight, the adhesion may be reduced.
  • the low Tg monomer (B) can be used without limitation as long as the Tg is 50 ° C or higher and less than 100 ° C in the (meth) acrylate and the vinyl monomer.
  • the low Tg monomer may be used one or more selected from the group consisting of styrene and isobornyl acrylate.
  • the content of the low Tg monomer (B) is 0 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer. If the content is more than 45 parts by weight, mechanical properties of the polarizing plate may be lowered, thereby making it difficult to secure durability.
  • the crosslinkable monomer (C) is a component for imparting durability and cutting property by reinforcing the cohesive force or adhesive strength of the protective coating layer-forming composition by chemical bonding with a crosslinking agent described later, and for forming a chemical bond with the crosslinking agent.
  • a functional group it has a substituent selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amine group.
  • crosslinkable monomer which has the said hydroxyl group
  • Monovalent acids such as (meth) acrylic acid and a crotonic acid; Diacids such as maleic acid, itaconic acid and fumaric acid, and monoalkyl esters thereof; 3- (meth) acryloylpropionic acid; Succinic anhydride ring-opening adduct of 2-hydroxyalkyl (meth) acrylate with 2-3 carbon atoms of an alkyl group, Succinic anhydride ring opening adduct of hydroxyalkylene glycol (meth) acrylate with 2-4 carbon atoms of an alkylene group And a compound obtained by ring-opening addition of succinic anhydride to a caprolactone adduct of 2-hydroxyalkyl (meth) acrylate having 2 to 3 carbon atoms of an alkyl group, and among these, methacrylic acid is preferable.
  • Monovalent acids such as (meth) acrylic acid and a crotonic acid
  • Diacids such as maleic acid, itaconic acid
  • crosslinkable monomer having an amine group examples include N, N- (dimethylamino) ethyl (meth) acrylate, N, N- (diethylamino) ethyl (meth) acrylate, and N, N- (dimethylamino) propyl ( Meth) acrylate etc. are mentioned.
  • the content of the crosslinkable monomer (C) is 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer. If the content of the crosslinkable monomer (C) is less than 0.5 parts by weight, the adhesion with the polarizer may be lowered. If the content of the crosslinkable monomer (C) is greater than 20 parts by weight, the durability may deteriorate under heat / humidity heat conditions.
  • the method for producing the acrylic copolymer is not particularly limited, and may be prepared using methods such as bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization or suspension polymerization, which are commonly used in the art, and solution polymerization is preferable.
  • a solvent, a polymerization initiator, a chain transfer agent for molecular weight control, and the like, which are usually used in the polymerization may be used.
  • the acrylic copolymer may have a Tg of 90 ° C. or more, for example, 90 ° C. to 200 ° C. When the Tg of the acrylic copolymer is less than 90 ° C., the durability of the polarizing plate may be deteriorated.
  • the acrylic copolymer has a weight average molecular weight (polystyrene equivalent) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 50,000 to 1.5 million, for example, may be 100,000 to 1 million. If the weight average molecular weight of the acrylic copolymer is less than 50,000, the mechanical properties are insufficient, if more than 1.5 million, there may be a difficulty in forming a protective coating layer to a certain thickness.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a compound capable of appropriately crosslinking the acrylic copolymer, and examples thereof include diisocyanate compounds, aziridine compounds, metal chelate compounds, epoxy compounds, and oxetane compounds. One or more types selected from the group consisting of compounds can be used.
  • diisocyanate type compound tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, 2, 4- diphenyl methane diisocyanate, 4, 4- diphenyl methane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tetramethyl xylene diisocyanate
  • Diisocyanate compounds such as naphthalene diisocyanate; Diisocyanate obtained from 2 moles of an adduct obtained by reacting 3 moles of a diisocyanate compound with 1 mole of a polyhydric alcohol compound such as trimethylolpropane, an isocyanurate obtained by self-condensing 3 moles of the diisocyanate compound, and 3 moles of the diisocyanate compound
  • the polyfunctional isocyanate compound etc. which contain three functional groups, such as the biuret body, triphenylmethane triisocyanate, and methylene bistriisocyanate
  • aziridine compound examples include trimethylolpropane tri [3- (1-aziridinyl) propionate], trimethylolpropane-tris- (beta-N-aziridinyl) propionate, trimethylolpropane tris (2 -Methyl-1-aziridinepropionate), 2-methylaziridine, lithium L-aziridine-2-carboxylate, N-tosylaziridine, 1- (2-cyanoethyl) aziridine, 1- (Benzylsulfonyl) aziridine, 1- (p-tosyl) aziridine, 1-phenylmethanesulfonylaziridine and the like.
  • metal chelate compound examples include acetylacetone coordination compounds of polyvalent metals, acetoacetic acid ester coordination compounds of polyvalent metals, and the like.
  • polyvalent metals examples include aluminum, nickel, chromium, iron, titanium, zinc, cobalt, and manganese. And zirconium. These may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • epoxy compounds examples include ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, and polypropylene.
  • Glycol diglycidyl ether neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether , Diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, trimethylol propane triglycidyl ether, pentaerythrate Lithol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, phthalic acid diglycidyl ester, tris (glycidyl) iso Anurate, tris (glycidoxyethyl) isocyan
  • Examples of the oxetane compound include 3- (methacryloyloxymethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, and 3- (methacryloyloxymethyl) -2-tri Fluoromethyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 2- (methacryloyloxymethyl) oxetane, 2- (methacryloyloxymethyl) -4-tri Fluoromethyl oxetane etc. are mentioned.
  • crosslinking agents mentioned above can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the crosslinking agent may be 0.1 to 10 parts by weight, and more preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic copolymer. If the content is less than 0.1 part by weight, the cohesion force may be decreased due to insufficient crosslinking degree, and the durability may be lowered. If the content is more than 10 parts by weight, the durability may be deteriorated and storage stability may be lowered due to excessive crosslinking reaction.
  • the protective coating layer-forming composition may further include a solvent to allow the acrylic copolymer to be applied on the polarizer, and then removed by drying to form a coating layer.
  • the solvent examples include methanol, ethanol, butanol, acetone, isopropyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, methyl ethyl ketone, toluene, N-methyl-2-pyrrolidone, and the like. It is preferable to mix and use 2 or more types of solvent from a stability and the ease of drying.
  • the protective coating layer-forming composition may further include additives such as plasticizers, silane coupling agents, antistatic agents, leveling agents, and basic substances known in the art within the scope of not impairing the desired effect in the present invention. Can be.
  • additives such as plasticizers, silane coupling agents, antistatic agents, leveling agents, and basic substances known in the art within the scope of not impairing the desired effect in the present invention. Can be.
  • the protective coating layer may have a thickness of, for example, 10 to 60 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m. When the thickness is less than 10 ⁇ m, the polarizer protection effect may not be sufficient, and when the thickness is more than 60 ⁇ m, bubbles may occur during drying of the coating solution, thereby causing a problem of poor appearance of the polarizing plate.
  • Polarizing plate according to an embodiment of the present invention can be produced by applying and drying the protective coating layer forming composition on at least one surface of the polarizer.
  • the coating method of the composition for forming the protective coating layer is not particularly limited, and for example, slit coating method, knife coating method, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, Wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen printing method, gravure printing method, flexographic printing method, offset printing method, ink jet printing method, dispenser printing method, nozzle coating method, capillary coating method and the like can be used. .
  • Drying of the applied composition can be carried out by methods known in the art, such as hot air, far infrared rays and the like.
  • the drying temperature may be for example 60 to 100 ° C. and the drying time may be for example 1 to 10 minutes. If the drying temperature and time is within the above range, the coating quality is excellent.
  • the polarizing plate of the present invention can be applied to any conventional liquid crystal display device, and specifically, a liquid crystal display device including a liquid crystal panel in which the polarizing plate is bonded to at least one surface of a liquid crystal cell can be configured.
  • one embodiment of the present invention relates to a liquid crystal display device having the polarizing plate on at least one side of a liquid crystal cell.
  • a polyvinyl alcohol resin film having a thickness of 75 ⁇ m having an average degree of polymerization of about 2,400 and a degree of hydrolysis of 99.9 mol% or more was stretched about 1.5 times while immersing in pure water at 30 ° C. for 2 minutes. Then, the solution was stretched by about 2.0 times while immersing for 3 minutes in a dye bath containing an aqueous solution having a weight ratio of 0.01 / 1.0 / 100 of iodine / potassium iodide / water and having a temperature of 30 ° C. Then, the film was stretched about 2.0 times while immersing for 1 minute at 53 ° C.
  • Nitrogen gas was refluxed and the monomer mixture was added to the reactor of 1L equipped with a cooling device to facilitate temperature control, and then 100 parts by weight of ethyl acetate was added as a solvent. Then, after purging nitrogen gas for 1 hour to remove oxygen, it was maintained at 62 °C. After homogenizing the mixture, 0.07 parts by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added as a reaction initiator, and reacted for 8 hours to prepare an acrylic copolymer having a Tg and a weight average molecular weight of Table 1 below.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the acrylic copolymer and the crosslinking agent obtained in Preparation Example 2 were mixed in the composition shown in Table 1 and then diluted to a concentration of 25% by weight (solvent: methyl ethyl ketone) to prepare a composition for forming a protective coating layer.
  • the protective coating layer-forming composition prepared above was coated on one surface of the polarizer obtained in Preparation Example 1 to have a thickness of 160 ⁇ m, and dried at 90 ° C. for 5 minutes to form a protective coating layer of 40 ⁇ m. Coating in a manner to produce a laminate coated with a protective coating layer on both sides.
  • a pressure-sensitive adhesive in which 20 parts by weight of a weight average molecular weight of 1.5 million acrylate copolymers obtained by copolymerizing butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate and acrylic acid in a weight ratio of 94: 4: 2 were dissolved in 80 parts by weight of ethyl acetate.
  • a TDI-based curing agent Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., trade name: Coronate-L
  • the formed pressure-sensitive adhesive layer was bonded to the laminate coated with the protective coating layer to form a polarizing plate.
  • the obtained polarizing plate was cured in 23 degreeC environment for 5 days, and the polarizing plate with an adhesive was produced.
  • Example Comparative example One 2 3 4 5 6 7 8 One 2 3 4 Acrylic copolymer (% by weight) (A) MMA 65 55 59 59 59 64 65 65 65 65 69.7 NPMI 20 15 IBOMA 20 MSM 20 15 (B) SM 30 40 20 20 20 30 30 30 IBOA 30 30 MA 65 (C) HEMA 5 5 5 5 5 5 5 5 0.3 MAA One One One One One One One Tg (°C) 99.3 95.6 123 124 113 105.3 94.7 94.7 30.3 99.3 99.3 97.2 Molecular Weight (Mw) 110,000 220,000 140,000 150,000 180,000 150,000 160,000 660,000 1.36 million 110,000 30,000 120,000 Crosslinking agent (parts by weight) D-1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 D-2 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
  • MMA Methyl methacrylate (Tg: 105 ° C)
  • NPMI N-phenylmaleimide (Tg: 145 ° C)
  • IBOMA Isobonyl methacrylate (Tg: 150 ° C)
  • MSM alpha methyl styrene (Tg: 168 ° C)
  • IBOA Isobonylacrylate (Tg: 90 ° C)
  • HEMA 2-hydroxymethyl acrylate (Tg: 57 ° C)
  • a sheath (half cut) was put in one side of the protective coating layer of the polarizer of an Example and a comparative example. Subsequently, the polarizing plate was deformed until the half cut portion was convex. Then, the state of the coating layer of the broken part was visually observed. Evaluation criteria are as follows.
  • the polarizing plates of Examples and Comparative Examples were cut to a size of 90 mm x 170 mm, the release film was peeled off, and the specimens were prepared by attaching the optical absorption axes perpendicular to both surfaces of the glass substrate (110 mm x 190 mm x 0.7 mm). At this time, the applied pressure was 5kg / cm2 and the clean room work so as not to generate bubbles or foreign matter.
  • the heat resistance characteristics were observed for bubbles or peeling after leaving for 500 hours at a temperature of 80 °C, and the heat-resistant characteristics for bubbles or peeling after leaving for 500 hours at a temperature of 60 °C and 90% RH conditions
  • the cold resistance was observed after 500 hours under the temperature condition of -40 °C to observe the occurrence of bubbles or peeling. At this time, it was observed after leaving for 24 hours at room temperature immediately before evaluating the state of the specimen.
  • the polarizing plates of the Example and the comparative example were cut out to 50 mm x 50 mm with Thompson blade, and it was set as the test piece.
  • the thermal shock test was repeated 100 cycles for 1 hour at 80 ° C and 1 hour at -40 ° C. After the thermal shock, the presence of polarizer cracks was observed from the end of the polarizing plate in the stretching direction of the polarizer, and when the polarizer cracks were observed, the length of the cracks was measured. In the case where a plurality of cracks were observed, evaluation was made using the average value. Evaluation criteria are as follows.
  • One 2 3 4 Forced Peel Test ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Heat resistant (80 °C) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Heat-resistant (60 °C, 90% RH) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Cold resistance (-40 degrees Celsius) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Thermal shock ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the protective coating layer Tg is 90 °C or more, the weight average molecular weight is 50,000 to 1.5 million acrylic copolymer;
  • a protective coating layer forming composition comprising a crosslinking agent, wherein the acrylic copolymer includes 50 to 99.5 parts by weight of a high Tg monomer, 0 to 45 parts by weight of a low Tg monomer, and 0.5 to 20 parts by weight of a crosslinkable monomer.
  • the polarizing plate was confirmed to have excellent adhesion between the polarizer and the protective coating layer and also excellent durability. On the other hand, in the comparative example, the adhesion or durability was poor.

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Abstract

본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은, Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5 중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45 중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 가지는 가교성 모노머 0.5 내지 20 중량부를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 편광판은 우수한 내구성과 밀착력으로 편광자 보호 효과를 제공할 수 있으며, 접착제층의 사용 없이 박막 경량화할 수 있다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 내구성과 밀착력으로 편광자 보호 효과를 제공할 수 있으며, 박막 경량화할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 노트북, 휴대전화, 액정 TV 등의 다양한 용도로 이용되고 있으며, 일반적으로 액정을 포함하고 있는 액정셀과 편광판, 이를 접합하기 위한 점착제층 또는 접착제층으로 구성된다.
또한 액정표시장치에 사용되고 있는 편광판은 일반적으로 일정한 방향으로 배열된 폴리비닐알코올계(polyvinyl alcohol, PVA) 수지 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 염료가 흡착 배향된 편광자('편광필름'이라고도 함)를 포함하며, 편광자의 양면에는 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC) 필름으로 대표되는 제1 및 제2 편광자 보호필름이 접착제를 통하여 각각 적층되어 있는 다층 구조를 갖는다.
일본 공개특허 제2013-033237호에는, 특정 메타크릴계 수지로 이루어지는 필름이, 내열성, 내습성, 내상성, 기계적 강도, 편광자와의 밀착성 및 광학 등방성이 우수하여, 편광자용 보호필름으로서 유용하다는 것이 기재되어 있다.
하지만, 상기 문헌에 기재된 보호필름은 접착제를 이용하여 편광자에 접합되며, 이처럼 보호필름의 적층을 위하여 접착제를 필요로 하는 경우, 접착제층의 존재로 인하여 편광판의 박막 경량화가 어려우며, 접착제층의 접합력이 충분하지 않을 경우, 보호필름이 편광자로부터 박리되는 문제점을 일으킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 우수한 내구성과 밀착력으로 편광자 보호 효과를 제공할 수 있으며, 박막 경량화할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 액정셀의 적어도 한 면에 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은, Tg(유리전이온도)가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5 중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45 중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 가지는 가교성 모노머 0.5 내지 20 중량부를 포함하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가교제는 디이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속킬레이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 및 옥세탄계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 액정셀의 적어도 한 면에 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판은 우수한 내구성과 밀착력으로 편광자 보호 기능을 제공할 수 있는 보호코팅층을 포함함으로써, 접착제층의 사용 없이 박형으로 제조가 가능하면서도 우수한 내구성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은, Tg(유리전이온도)가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머(A) 50 내지 99.5 중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머(B) 0 내지 45 중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 가지는 가교성 모노머(C) 0.5 내지 20 중량부를 포함한다.
<편광자>
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 당해 분야에서 일반적으로 편광기능을 수행할 수 있는 것이면 특별히 한정하지는 않는다.
상기 편광자는 구체적으로, 폴리비닐 알코올계 필름, 부분 포르말화된 폴리비닐 알코올계 필름, 또는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머계 부분 비누화된 필름 등의 친수성 폴리머 필름 상에 요오드 또는 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시키고 상기 필름을 일축 연신함으로써 제조된 필름; 및 폴리비닐 알코올계 필름의 탈수화물 또는 폴리비닐 염화계 필름의 탈염화물 등의 폴리엔계 배향 필름을 포함한다. 이 중에서, 요오드 등의 이색성 물질을 폴리비닐 알코올계 필름에 흡착시키고 상기 필름을 일축 연신함으로써 제조된 편광자가, 고편광 이색성의 관점에서 특히 바람직하다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 약 5 내지 30㎛이다.
폴리비닐 알코올계 필름 상에 요오드를 흡착시키고 상기 필름을 일축 연신함으로써 제조된 편광자는 예를 들어, 폴리비닐 알코올계 필름을 착색을 위해 요오드 수용액에 침지하고, 상기 필름을 원 길이의 3 내지 7 배 길이로 연신함으로써 제조될 수 있다. 수용액은 필요에 따라 붕산, 황산 아연, 염화 아연 등을 포함하거나, 또는 폴리비닐 알코올계 필름이 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지될 수 있다. 또한, 폴리비닐 알코올계 필름은 필요에 따라 착색 이전에 물에 침지 및 세정될 수 있다. 폴리비닐 알코올계 필름의 세정은 필름 표면의 오염물을 제거하거나 블로킹 방지제를 세정해낼 뿐만 아니라, 폴리비닐 알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 불균일한 착색 등의 불균일성을 방지한다. 필름의 연신은 요오드로 필름을 착색한 이후 수행되거나, 필름의 착색 동안 수행되거나, 또는 요오드로 필름을 착색하기 이전에 수행될 수 있다. 연신은 붕산 또는 요오드화 칼륨 수용액에서, 또는 수욕에서 수행될 수 있다.
상업적으로 입수할 수 있는 폴리비닐 알코올계 필름의 예로는, VF-PS7500, VF-PE6000, VF-PE5000, VF-PE4500, VF-PE3000, VF-PE2000(Kuraray), M-7500(Nippon Gosei) 등을 들 수 있다.
<보호코팅층>
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보호코팅층은 Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머(A) 50 내지 99.5 중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머(B) 0 내지 45 중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 가지는 가교성 모노머(C) 0.5 내지 20 중량부를 포함한다. 이때 상기 아크릴계 공중합체는 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함한다. 본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고 Tg 모노머(A)는 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머 중에서 Tg가 100℃ 이상인 것이면 제한 없이 사용이 가능하다.
상기 비닐 모노머는 방향족 비닐 모노머, 또는 질소 원자 및 에틸렌계 불포화 결합을 고리 내에 갖는 고리형 질소 함유 비닐 모노머일 수 있다. 구체적으로, 상기 고 Tg 모노머로는 메틸메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, N-페닐말레이미드 및 알파메틸스타이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 고 Tg 모노머(A)의 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 50 내지 99.5 중량부이다. 상기 함량이 50 중량부 미만이면 편광판의 내구성이 떨어질 수 있고, 99.5 중량부 초과이면 밀착력이 떨어질 수 있다.
상기 저 Tg 모노머(B)는 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머 중에서 Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 것이면 제한 없이 사용이 가능하다.
구체적으로, 상기 저 Tg 모노머로는 스타이렌 및 이소보닐아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 저 Tg 모노머(B)의 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0 내지 45 중량부이다. 상기 함량이 45 중량부 초과이면 편광판의 기계적 특성이 저하되어 내구성 확보가 어려울 수 있다.
상기 가교성 모노머(C)는 후술하는 가교제와의 화학 결합에 의해 보호코팅층 형성용 조성물의 응집력 또는 밀착 강도를 보강하여 내구성과 절단성을 부여하기 위한 성분으로서, 가교제와의 화학 결합을 형성하기 위한 작용기로서 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 갖는다.
상기 히드록실기를 갖는 가교성 모노머로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 10-히드록시데실비닐에테르 등을 예로 들 수 있으며, 이들 중에서 2-히드록시메틸아크릴레이트가 바람직하다.
상기 카르복실기를 갖는 가교성 모노머로는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 및 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 예로 들 수 있으며, 이들 중에서 메타크릴산이 바람직하다.
상기 아민기를 갖는 가교성 모노머로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 예로 들 수 있다.
상기 가교성 모노머(C)의 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부이다. 상기 가교성 모노머(C)의 함량이 0.5 중량부 미만이면 편광자와의 밀착력이 떨어질 수 있고, 20 중량부 초과이면 내열/내습열 조건에서 내구성이 악화되는 문제를 야기할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제, 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 90℃ 이상, 예를 들어 90 내지 200℃일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 Tg가 90℃ 미만이면 편광판의 내구성이 떨어질 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 5만 내지 150만이며, 예를 들어 10만 내지 100만일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량이 5만 미만이면 기계적 물성이 부족하고 150만 초과이면 일정 두께로 보호코팅층을 형성하는데 어려움이 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가교제는 상기 아크릴계 공중합체를 적절히 가교할 수 있는 화합물이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, 디이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속킬레이트계 화합물, 에폭시계 화합물 및 옥세탄계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 디이소시아네이트계 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1몰에 디이소시아네이트 화합물 3몰을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3몰을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰 중 2몰로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1몰의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 예로 들 수 있다.
상기 아지리딘계 화합물로는 트리메틸올프로판 트리[3-(1-아지리디닐)프로피오네이트], 트리메틸올프로판-트리스-(베타-N-아지리디닐)프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트), 2-메틸아지리딘, 리튬 L-아지리딘-2-카르복실레이트, N-토실아지리딘, 1-(2-시아노에틸)아지리딘, 1-(벤질설포닐)아지리딘, 1-(p-토실)아지리딘, 1-페닐메탄설포닐아지리딘 등을 예로 들 수 있다.
상기 금속킬레이트계 화합물로는 다가 금속의 아세틸아세톤 배위화합물, 다가 금속의 아세토아세트산 에스테르 배위화합물 등을 예로 들 수 있고, 상기 다가 금속으로서는 예컨대 알루미늄, 니켈, 크롬, 철, 티타늄, 아연, 코발트, 망간, 지르코늄 등을 들 수 있다. 이들을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 이들 중 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 에폭시계 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 레졸신디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 아디핀산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 트리스(글리시딜)이소시아누레이트, 트리스(글리시독시에틸)이소시아누레이트, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민 등을 예로 들 수 있다.
상기 옥세탄계 화합물로는 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등을 예로 들 수 있다.
상기 예시한 가교제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 가교제의 함량은 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부일 수 있고, 1 내지 5 중량부가 보다 바람직하다. 상기 함량이 0.1 중량부 미만이면 부족한 가교도로 인해 응집력이 작아지게 되어 내구성 저하가 유발될 수 있고, 10 중량부 초과이면 과다 가교반응에 의해 오히려 내구성 저하가 유발되고 저장 안정성도 떨어질 수 있다.
상기 보호코팅층 형성용 조성물은 상기 아크릴계 공중합체가 편광자 상에 도포될 수 있도록 하고, 이후 건조에 의해 제거됨으로써 코팅층이 형성될 수 있도록 하는 용매를 추가로 포함할 수 있다.
상기 용매는 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아세톤, 이소프로필알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 메틸에틸케톤, 톨루엔, N-메틸-2-피롤리돈 등을 들 수 있고, 도공성, 안정성, 건조의 용이성 측면에서 2종 이상의 용매를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
필요에 따라, 상기 보호코팅층 형성용 조성물은 본 발명에서 목적하는 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 당해 분야에 공지된 가소제, 실란 커플링제, 대전 방지제, 레벨링제, 염기성 물질 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 보호코팅층의 두께는 예를 들면 10 내지 60㎛, 바람직하게는 10 내지 50㎛일 수 있다. 두께가 10㎛ 미만이면 편광자 보호 효과가 충분하지 못할 수 있고, 60㎛를 초과이면 코팅액의 건조 중에 기포가 발생하여 편광판의 외관 불량 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판은 편광자의 적어도 일면에 상기 보호코팅층 형성용 조성물을 도포 및 건조하여 제조할 수 있다.
상기 보호코팅층 형성용 조성물의 도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 슬릿 코팅법, 나이프 코팅법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 디스펜서 인쇄법, 노즐 코팅법, 모세관 코팅법 등을 이용할 수 있다.
도포된 조성물의 건조는 열풍, 원적외선 등의 당해 분야에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 건조 온도는 예를 들면 60 내지 100℃일 수 있으며, 건조 시간은 예를 들면 1 내지 10분일 수 있다. 건조 온도 및 시간이 상기 범위 내인 경우 도포 품질이 우수하다.
본 발명의 편광판은 통상의 액정표시장치에 모두 적용 가능하며, 구체적으로 상기 편광판을 액정셀의 적어도 한 면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 구성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태는 액정셀의 적어도 한 면에 상기 편광판이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.
이하, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 1: 편광자의 제조
평균 중합도 약 2,400, 가수분해도 99.9몰% 이상인 두께 75㎛의 폴리비닐알코올 수지 필름을 30℃의 순수한 물에 2분간 침지하면서 약 1.5배로 연신하였다. 그런 다음, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.01/1.0/100인 수용액을 포함하고, 온도가 30℃인 염색조에 3분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 그런 다음, 요오드화칼륨/붕산/물을 중량비 10/5/100으로 혼합한 수용액에 53℃에서 1분간 침지하면서 약 2.0배로 연신하였다. 그런 다음, 15℃의 순수한 물로 1.5초간 세정한 후 50℃에서 5분간 건조시켜 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
제조예 2: 아크릴계 공중합체의 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 하기 표 1의 조성으로 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트 100 중량부를 투입하였다. 그런 다음, 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07 중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 하기 표 1의 Tg 및 중량평균분자량을 가지는 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
실시예 및 비교예: 편광판의 제조
제조예 2에서 수득한 아크릴계 공중합체 및 가교제를 하기 표 1의 조성으로 혼합한 후 25 중량%의 농도(용매: 메틸에틸 케톤)로 희석하여 보호코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
상기에서 제조된 보호코팅층 형성용 조성물을 상기 제조예 1에서 수득한 편광자의 일면에 두께가 160㎛가 되도록 도포하고 90℃에서 5분 동안 건조시켜 40㎛의 보호코팅층을 형성시킨 후, 반대 면도 동일한 방식으로 도공하여 양면에 보호코팅층이 코팅된 적층체를 제작하였다.
그런 다음, 부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트 및 아크릴산을 94:4:2의 중량비로 공중합시킨 중량평균분자량 150만의 아크릴레이트 공중합체 20 중량부를 초산에틸 80 중량부에 용해시킨 점착제 100 중량부에 대해서, TDI계 경화제(닛폰 폴리우레탄 공업(주), 상품명: 코로네이트-L) 0.5 중량부를 첨가하고 혼합한 도포액을 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형필름의 표면에 건조 후의 두께가 20㎛가 되도록 도포한 후, 100℃의 열풍 순환식 오븐에서 2분간 건조시켜 점착제 층을 형성시켰다. 상기 형성된 점착제 층을 상기 보호코팅층이 코팅된 적층체에 접합하여 편광판을 형성하였다. 얻어진 편광판을 23℃의 환경에서 5일간 양생하여 점착제가 부착된 편광판을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4
아크릴계 공중합체(중량%) (A) MMA 65 55 59 59 59 64 65 65 65 65 69.7
NPMI 20 15
IBOMA 20
MSM 20 15
(B) SM 30 40 20 20 20 30 30 30 30
IBOA 30 30
MA 65
(C) HEMA 5 5 5 5 5 5 5 5 0.3
MAA 1 1 1 1
Tg(℃) 99.3 95.6 123 124 113 105.3 94.7 94.7 30.3 99.3 99.3 97.2
분자량(Mw) 11만 22만 14만 15만 18만 15만 16만 66만 136만 11만 3만 12만
가교제(중량부) D-1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
D-2 2.0 2.0 2.0 2.0
MMA: 메틸메타아크릴레이트(Tg:105℃)
NPMI: N-페닐말레이미드(Tg:145℃)
IBOMA: 이소보닐메타아크릴레이트(Tg:150℃)
MSM: 알파메틸스타이렌(Tg:168℃)
SM: 스타이렌(Tg:98℃)
IBOA: 이소보닐아크릴레이트(Tg:90℃)
MA: 메틸아크릴레이트(Tg:10℃)
HEMA: 2-히드록시메틸아크릴레이트(Tg:57℃)
MAA: 메타크릴산(Tg:185℃)
D-1: 코로네이트-L(닛폰 폴리우레탄 공업(주))
D-2: CL-427(MENADIONA 사)
실험예: 편광판의 물성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 부착 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 강제박리 시험
실시예 및 비교예의 편광자의 보호코팅층 중 한쪽 면에 나이프로 칼집(하프 컷)을 넣었다. 이어서 하프 컷부가 볼록측이 되도록 편광판이 꺾일 때까지 변형시켰다. 그 후 꺾인 개소의 코팅층의 상태를 육안으로 관찰하였다. 평가기준은 이하와 같다.
<평가 기준>
◎: 박리 없음
○: 0.5mm 미만
×: 0.5mm 이상
(2) 내구성 시험(내열, 내습열, 내한)
실시예 및 비교예의 편광판을 90㎜×170㎜ 크기로 절단하고 이형필름을 박리한 후 유리 기판(110㎜×190㎜×0.7㎜)의 양면에 광학 흡수축이 직교하도록 부착하여 시편을 제작하였다. 이때, 가해진 압력은 5㎏/㎠이며 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 내열 특성은 80℃의 온도에서 500시간 동안 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였고, 내습열 특성은 60℃의 온도 및 90%RH의 조건 하에서 500시간 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였으며, 내한 특성은 -40℃의 온도 조건 하에서 500시간 방치한 후에 기포나 박리의 발생 여부를 관찰하였다. 이때, 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24시간 방치한 후 관찰하였다.
<평가 기준>
ⓞ: 기포나 박리 없음
○: 기포나 박리 < 5개
△: 5개 ≤ 기포나 박리 < 10개
×: 10개 ≤ 기포나 박리
(3) 열충격 시험(편광자 균열)
실시예 및 비교예의 편광판을 톰슨날로 50mm×50mm로 재단하여 시험편으로 하였다. 열충격시험은 80℃에서 1시간, -40℃에서 1시간 방치하는 것을 100사이클 반복하는 것으로 하였다. 열충격을 준 후 편광자의 연신 방향으로 편광판의 단부로부터 편광자 균열이 존재하는지 관찰하여 편광자 균열이 관찰된 경우에는 그 균열의 길이를 측정하였다. 균열이 복수 관찰되는 경우에는 그 평균치를 이용해서 평가하는 것으로 하였다. 평가기준은 이하와 같다.
<평가 기준>
◎: 편광자 균열 없음
○: 0.5mm 미만
×: 0.5mm 이상
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4
강제박리시험 ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎ ○ ×
내열(80℃) ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ △ ○ ○ ○
내습열(60℃, 90%RH) △ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ × × × ×
내한(-40℃) ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ○ ×
열충격 ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ × × × ×
상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 보호코팅층이, Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체가 고 Tg 모노머 50 내지 99.5 중량부, 저 Tg 모노머 0 내지 45 중량부, 및 가교성 모노머 0.5 내지 20 중량부를 포함하는 실시예의 편광판은 편광자와 보호코팅층 사이의 밀착력이 우수하고 내구성 또한 우수한 것으로 확인되었다. 반면, 비교예의 경우에는 밀착력 또는 내구성이 불량하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호코팅층을 포함하는 편광판으로서, 상기 보호코팅층은, Tg가 90℃ 이상이며, 중량평균분자량은 5만 내지 150만인 아크릴계 공중합체; 및 가교제를 포함하는 보호코팅층 형성용 조성물로부터 형성되고, 상기 아크릴계 공중합체는 Tg가 100℃ 이상인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 고 Tg 모노머 50 내지 99.5 중량부, Tg가 50℃ 이상 100℃ 미만인 (메타)아크릴레이트 및 비닐 모노머로부터 선택되는 하나 이상의 저 Tg 모노머 0 내지 45 중량부, 및 히드록실기, 카르복실기 및 아민기로부터 선택되는 치환기를 가지는 가교성 모노머 0.5 내지 20 중량부를 포함하는 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고 Tg 모노머는 메틸메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, N-페닐말레이미드 및 알파메틸스타이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저 Tg 모노머는 스타이렌 및 이소보닐아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가교성 모노머는 Tg가 50℃ 이상인 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가교제는 디이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속킬레이트계 화합물, 에폭시계 화합물 및 옥세탄계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가교제는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 편광판.
  7. 액정셀의 적어도 한 면에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 편광판이 구비된 액정표시장치.
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