KR100445621B1

KR100445621B1 - 편광판용보호막및편광판

Info

Publication number: KR100445621B1
Application number: KR1019960065911A
Authority: KR
Inventors: 이사무 미찌하따; 고이찌 나가야수; 도루 고바야시; 찌에 간베
Original assignee: 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-12-14
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: JPH09166711A; KR970048635A; US6055096A

Abstract

선형 치수 변화율이 -0.06% 내지 0.06%이고, UV 흡수제를 함유하는 수지막으로 제조된 편광판용 보호막이 개시되어 있다.

Description

편광판용 보호막 및 편광판 {Protective Film of Polarizing Plate and Polarizing Plate}

본 발명은 편광판용 보호막 및 이를 사용한 편광판, 특히 내구성이 탁월한 편광판용 보호막 및 이를 사용한 편광판에 관한 것이다.

염색 일축 연신된 폴리비닐 알코올 (이하, PVA라 지칭됨) 편광막에 셀룰로오스 트리아세테이트 (이하, TAC라 지칭됨) 막을 보호막으로서 적층시킨 편광판은 예를 들면, 전자 계산기의 액정 표시 디바이스, 개인용 컴퓨터 또는 워드 프로세서의 표시 패널 등에 널리 사용된다. 일본 특허 공개 공보 제57-30808/1982호에 개시된 바와 같이, 높은 내구성을 얻기 위해 폴리카르보네이트 (이하, PC라 지칭됨) 막을 사용한 편광판용 편광막이 제안되어 왔다. 또한, 탁월한 치수 안정성 및 낮은 흡수성을 갖는 PC 막을 사용하면, 편광판의 내수성 및 내열성이 탁월할 것으로 기대된다.

최근, 액정 표시용 편광판은 자동차용 액정 표시 디바이스 또는 대형 액정 TV의 표시 패널에서와 같은 가혹 조건하에 사용되어 왔다. 단지 치수 안정성만이 탁월한 투명 수지막을 사용한 편광판으로는 목적하는 내구성을 충분히 달성할 수 없다.

따라서, 본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 본 발명의 편광판이 자외선 저항성 및 치수 안정성에 있어서 탁월한 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 블록킹성도 개선됨을 알아내었다.

본 발명의 제1 목적은 편광막과 편광판의 보호막 사이에서의 이층 (離層) (delamination)이 감소된다는 점에서 내구성이 탁월한 편광판, 및 이러한 편광판 제조용 보호막을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 편광도의 저하가 감소된다는 점에서 내구성이 탁월한 편광판, 및 이러한 편광판 제조용 보호막을 제공하는 것이다.

본 발명의 제3 목적은 블록킹성이 탁월한 편광판, 및 이러한 편광판 제조용 보호막을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 다음에 의해 달성될 수 있다:

(1) 선형 치수 변화율이 -0.06% 내지 0.06%이고, UV 흡수제를 함유하는 수지막으로 제조된, 편광판용 보호막,

(2) 수지막이 투명한 상기 (1)의 보호막,

(3) UV 흡수제를 함유하는 폴리카르보네이트 수지막으로 제조된, 편광판용 보호막,

(4) 수지막이 폴리카르보네이트 수지인 상기 (1)의 보호막,

(5) 지연치 (retardation)가 30 nm 이하인 상기 (1), (2) 또는 (3)의 보호막,

(6) 선형 치수 변화율이 -0.06% 내지 0.06%이고, 지연치가 30 nm 이하이며, UV 흡수제를 함유하는 수지막으로 제조된, 편광판용 보호막, 또는

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 편광판용 보호막 및 편광막을 포함하는 편광판.

편광막상에 제공되어 편광막을 보호하는 편광판 보호막 자체는 안정하여야 한다. 본 발명에서는, 탁월한 치수 안정성 및 낮은 흡수율을 갖는 수지막을 보호막으로 사용함으로써 편광막에 추가의 안정성을 의도하였다. 요오드를 함유하는 편광막은 불안정하며 외부 환경에 의해 영향받기 쉽고, 경우에 따라 편광도를 크게 저하시킨다. 본 발명에서는, 보호막으로서의 수지막, 바람직하게는 투명 수지막에 UV 흡수제를 사용함으로써, 편광막에 대한 UV 광의 작용을 받지 않으면서도 편광도 저하를 현저히 최소화시킬 수 있다.

본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 치수 안정성이 탁월한 투명 수지막이라 할지라도 편광막용 보호막으로 만족스럽지 않지만, 본 발명에 따라 UV 흡수제를 함유하는 보호막은 상기 효과뿐 아니라 치수 안정성이 더욱 개선됨을 알아냈다. 개선 정도가 작다하더라고, 편광판용 보호막으로서 높은 내구성이 요구되는 수지막이 더욱 개선된다는 점에서 매우 효과적이다. 게다가, UV 흡수제를 함유하는 보호막은 블록킹성이 탁월한 것으로 입증되었다.

편광판용 보호막은 30 nm 이하의 지연치를 가지므로 복굴절이 최소화되어 상기 편광판은 충분히 효과적이다. 따라서, 본 발명에 따라 UV 흡수제를 함유하는 보호막이 치수 안정성은 조금 개선시키지만, 편광판의 성능 향상에는 크게 기여한다.

본 발명의 보호막을 사용한 편광판은 내구성이 탁월하다.

본 발명을 하기에 상세히 설명할 것이다.

본 발명의 보호막 두께는 바람직하게는 20 내지 150 μm, 더욱 바람직하게는 30 내지 100 μm이다.

본 발명의 보호막은 바람직하게는 UV 흡수제를 함유하는 투명 수지막으로 제조되고, 선형 치수 변화율은 -0.06% 내지 0.06%이다.

본 명세서에서 언급되는 투명 수지막은 막을 히다찌 세이사꾸쇼 (주) (Hitachi Seisakusho Co., Ltd)가 제조한 분광 광도계 U-3000으로 측정할 때 500 nm의 파장에서 70% 이상의 투과율을 갖는 막을 의미한다.

본 명세서에서 언급되는 선형 치수 변화율은 다음에 의해 얻어진다:

보호막상의 두 점을 "+"로 표시하고, 이 막을 90 ℃에서 60시간 동안 열처리한 다음, 23 ℃에서 24시간 동안 방치한다. 이어서, 현미경을 사용하여 23 ℃ 및 상대습도 55%에서 열처리 전 및 후의 두 점들 사이의 거리를 측정한다. 선형 치수 변화율은 하기 수학식 1로 나타내진다.

[수학식 1]

(열처리 후의 거리 - 열처리 전의 거리) x 100 / 열처리 전의 거리

상술한 선형 치수 변화율을 갖는 보호막 제조에 사용되는 전형적인 수지막의 예로는 폴리카르보네이트막, 폴리아릴레이트막, 노르보르넨 수지막, 신디오탁틱 폴리스티렌막 및 폴리술폰막 등이 있다. 물론, 본 발명의 효과면에서 폴리카르보네이트막, 폴리아릴레이트막 또는 노르보르넨 수지막이 바람직하고, 폴리카르보네이트막이 특히 바람직하다.

지연치가 30 nm 이하인 막은 폴리카르보네이트 수지로부터 용이하게 제조할 수 있고, 폴리카르보네이트 수지는 고성능 편광판용 보호막에 적합하다. UV 흡수제를 함유하는 폴리카르보네이트 수지는 특히 편광판용 보호막으로서 효과가 있다.

본 발명에서, 편광판용 보호막으로서 UV 흡수제를 함유하는 폴리카르보네이트막을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 폴리카르보네이트막 제조용 수지는 여러가지가 있으며, 방향족 폴리카르보네이트가 바람직하고, 비스페놀 A 폴리카르보네이트가 특히 바람직하다.

편광판용 비스페놀 A는 비스페놀 A 분자내에 벤젠 고리, 시클로헥산 고리 또는 지방족 탄화수소기가 도입된 비스페놀 A 유도체인 것이 바람직하고, 비스페놀 A 분자내의 중심 탄소 원자가 비대칭적으로 상이한 기를 가져 이방성이 감소된 비스페놀 A 유도체인 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, 비스페놀 A 분자내의 메틸기가 페닐기로 치환되거나 또는 비스페놀 A 분자내의 벤젠 고리의 수소가 메틸기 또는 페닐기로 치환된, 비대칭 비스페놀 A를 포함하는 폴리카르보네이트인 것이 바람직하다.

이러한 폴리카르보네이트는 포스겐 방법 또는 에스테르 교환 반응 방법에 따라 4,4'-디히드록시디페닐 알칸 또는 그의 할로겐화 화합물을 사용하여 얻는다. 4,4'-디히드록시디페닐 알칸으로는 4,4'-디히드록시디페닐 메탄 또는 4,4'-디히드록시디페닐 에탄 또는 4,4'-디히드록시디페닐 부탄 등이 있다.

폴리카르보네이트를 포함하는 본 발명의 보호막은 폴리스티렌막, 폴리메틸 메타크릴레이트막 또는 셀룰로오스 아세테이트막의 적어도 한쪽 면에 폴리카르보네이트막이 적층된 막일 수 있다. 본 발명에 사용되는 폴리카르보네이트막의 제조 방법은 한정되지 않으며, 압출 방법, 용액 주조 방법 또는 캘린더링 방법과 같은 통상의 방법이 사용될 수 있다. 본 발명에서, 일축 또는 이축 연신된 막을 사용할 수도 있지만, 탁월한 표면 특성, 등방성 또는 감소된 이방성의 관점에서 용매 주조 막을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 폴리카르보네이트의 유리 전이 온도 (Tg)는 바람직하게는 110 ℃ 미만, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 미만이다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 폴리아릴레이트막용 수지는 예를 들면, 비스페놀 A 및 프탈산으로부터 얻은 중축합물인 것이 바람직하다. 전형적인 예로는 유니띠까 (주) (Unitika Co., Ltd.)가 제조한 U 중합체 등이 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 노르보르넨 수지막 제조용 수지로는 노르보르넨 단량체 단위를 포함하는 중합체, 바람직하게는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀이 있다. 노르보르넨 수지의 전형적인 예로는 미쯔이 세끼유까가꾸 (주) (Mitsui Sekiyukagaku Co., Ltd.)가 제조한 APO, 니혼 제온 (주) (Nihon Zeon Co., Ltd.)가 제조한 제오넥스 (Zeonex) 또는 니혼 고세이고무 (주) (Nihon Goseigomu Co., Ltd.)가 제조한 ARTON 등이 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 폴리술폰 수지막 제조용 수지로는 폴리술폰, 폴리에테르 술폰 및 폴리아릴술폰 등이 있고, 그의 전형적인 예로는 폴리(옥시-1,4-페닐렌-1,4-페닐렌) 또는 폴리(옥시-1,4-페닐렌이소프로필리덴-1,4-페닐렌옥시-1,4-페닐렌술포닐-1,4-페닐렌) 등이 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 신디오탁틱 폴리스티렌 수지막 제조용 수지로는 폴리스티렌 주쇄의 대향면상에서 페닐기 또는 치환된 페닐기가 측쇄로서 교대로 위치하는, 입체 규칙성, 신디오탁틱 구조를 갖는 폴리스티렌 수지 등이 있다. 일반적으로, 막은 폴리스티렌 구조 중에 주로 레세모쇄 (recemo chain)를 갖는 폴리스티렌 또는 이 폴리스티렌을 함유하는 조성물을 포함한다. 이러한 폴리스티렌이 단독중합체인 경우, 이는 일본 특허 출원 공개 공보 제62-117708/1987호에 개시된 중합법으로 합성될 수 있으며, 다른 스티렌 공중합체는 일본 특허 출원 공개 공보 제1-178505/1989호에 개시된 중합법으로 합성될 수 있다.

본 발명은 편광판용 보호막에 관한 것이며, 편광판에 고성능을 부여하기 위해서, 사용되는 보호막의 지연치는 작은 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 지연치가 30 nm 이하인 보호막을 포함하는 편광판은 고성능일 수 있다.

본 발명의 지연치를 하기에 설명할 것이다.

본 발명의 투명 수지막에 광을 조사하는 경우, 막을 통해 투과된 광은 진동 방향이 서로 수직인 2개의 광선으로 나눠진다. 이 2개의 광선은 굴절률이 상이하여, 광선이 막 중으로 진행함에 따라, 이들의 진행 거리 사이에 차이가 나게된다. 즉, 2개 광선은 진행 속도가 상이하다. 지연치는 2개 광선이 수지막으로부터 진행한 거리 사이의 차이를 의미하며, nm 단위로 나타낸다. 본 발명에서는, 23 ℃ 및 상대습도 55%에서 자동 복굴절계, KOBRA-21DH (에이에스 시스템즈 (주) (AS Systems Co., Ltd.) 제품)를 사용하여 지연치를 측정했다.

본 발명의 보호성 수지막은 바람직하게는 30 nm 이하의 지연치를 가지며, 이러한 막을 액정용 표시 패널에 사용하는 경우, 높은 대비 화상 및 선명한 액정 화상을 제공한다. 여기서, 30 nm 이하의 지연치는 높은 대비 화상을 제공하며, 20 nm 이하의 지연치가 더욱 바람직하고 고성능 편광판을 제공할 수 있다.

본 발명에서, 상술한 바와 같은 지연치를 갖는 보호막은 압출 방법 또는 용액 주조 방법 또는 캘린더링 방법과 같은 통상의 방법으로 제조한다. 본 발명에 사용되는 폴리카르보네이트막의 제조 방법은 한정되지 않으며, 용융 압출 방법, 용액 주조 방법 또는 캘린더링 방법과 같은 통상의 방법이 포함된다. 본 발명에서는, 탁월한 표면 특성, 등방성 또는 감소된 이방성의 관점에서 용매 주조 막을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 UV 흡수제는 액정 화상을 선명하게 표시하는 데 있어서, 파장이 370 nm 이하인 자외선에 대한 흡수력이 탁월하여 액정의 성능 열화를 최소화시키고, 파장이 400 nm 이상인 가시광선의 흡수는 감소시키는 UV 흡수제인 것이 바람직하다. UV 흡수제로는 옥시벤조페논 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 살리실산 에스테르 화합물, 벤조페논 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물 및 니켈 착화합물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호막은 1종 이상의 UV 흡수제 또는 2종 이상의 상이한 UV 흡수제를 함유할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 UV 흡수제로는 벤조트리아졸계 UV 흡수제 및 벤조페논계 UV 흡수제 등이 있다. 편광판의 성능이 보다 현저하고 본 발명에 효과가 있다는 관점에서 착색이 보다 적은 벤조페논계 UV 흡수제를 함유하는 폴리카르보네이트 수지막이 특히 바람직하다.

벤조트리아졸계 UV 흡수제는 하기 화학식 1로 나타내지는 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 1]

식 중, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 히드록실기, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실옥시기, 알킬티오기, 아릴티오기, 모노- 또는 디-알킬아미노기, 아실아미노기 또는 5- 또는 6-원 헤테로시클릭 고리를 나타내지만, 단 R₄ 및 R₅는 서로 결합하여 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.

화학식 1에서, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 (염소, 브롬, 요오드, 불소), 니트로기, 히드록실기, 알킬기 (예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 아미노프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 클로로부틸, n-아밀, 이소-아밀, 헥실, 옥틸, 노닐, 스테아릴아미도부틸, 데실, 도데실, 펜타데실, 헥사데실, 시클로헥실, 벤질, 페닐에틸, 페닐프로필), 알케닐기 (예를 들면, 비닐, 알릴, 메탈릴, 도데세닐, 트리데세닐, 테트라데세닐, 옥타데세닐), 아릴기 (예를 들면, 페닐, 4-메틸페닐, 4-에톡시페닐, 2-헥속실페닐, 3-헥속실페닐), 알콕시기 (예를 들면, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 클로로부톡시, 데속시, 펜타데속시, 옥타데속시), 아실옥시기 (예를 들면, 카르보메톡시, 카르보부톡시, 카르보헥속시, 카르보펜타데속시), 아릴옥시기 (예를 들면, 페녹시, 4-메틸페녹시, 2-프로필페녹시, 3-아밀페녹시), 알킬티오기 (예를 들면, 메틸티오, 에틸티오, n-프로필, tert-부틸티오, 옥틸티오, 벤질티오), 아릴티오기 (예를 들면, 페닐티오, 메틸페닐티오, 에틸페닐티오, 메톡시페닐티오, 에톡시페닐티오, 나프틸티오), 모노- 또는 디-알킬아미노기 (예를 들면, N-에틸아미노, N-t-옥틸아미노, N,N-디에틸아미노, N,N-디-t-부틸아미노), 아실아미노기 (예를 들면, 아세틸아미노, 벤조일아미노, 메탄술포닐아미노), 또는 산소 또는 질소 원자를 함유하는 5- 또는 6원 헤테로시클릭 고리 (예를 들면, 피페리디노, 모르폴리노, 피롤리디노, 피페라지노)를 나타내지만, 단 R₄ 및 R₅는 서로 결합하여 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.

화학식 1로 나타내지는 화합물의 예를 다음에 기재하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

(1-1) 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)-벤조트리아졸

(1-2) 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-벤조트리아졸

(1-3) 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸

(1-4) 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸

(1-5) 2-(2'-히드록시-5'-이소옥틸페닐)-5-벤조트리아졸

(1-6) 2-(2'-히드록시-5'-n-옥틸페닐)-벤조트리아졸

(1-7) 2-(2'-히드록시-3',5'-t-아밀페닐)-벤조트리아졸

(1-8) 2-(2'-히드록시-5'-도데실페닐)-벤조트리아졸

(1-9) 2-(2'-히드록시-5'-헥사데실페닐)-벤조트리아졸

(1-10) 2-(2'-히드록시-3'-t-아밀-5'-벤조페닐)-벤조트리아졸

상기 화합물 이외에, 일본 특허 공개 공보 제60-128434/1985호의 10 내지 12 페이지에 개시되어 있는 화합물 (IV-1) 내지 (IV-39)를 사용할 수도 있다.

상기 벤조트리아졸 화합물은 일본 특허 공고 공보 제44-29620/1969호에 개시된 합성 방법에 따라 용이하게 합성될 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 UV 흡수제 중 하나인 벤조페논계 UV 흡수제로는 하기 화학식 2로 나타내지는 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 2]

식 중, Y는 수소 원자, 할로겐 원자 또는 각각 치환체를 가질 수 있는 알킬기, 알케닐기 또는 페닐기를 나타내고, A는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 시클로알킬기, 알킬술포닐기 또는 -CO(NH)_n-1-D (여기서, D는 알킬기 또는 알케닐기 또는 치환 또는 비치환된 페닐기를 나타내고, n은 1 또는 2임)를 나타내며, m은 1 또는 2를 나타낸다.

상기에서, 알킬기로는 탄소 원자수가 1 내지 24개인 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 등이 있고, 알콕시기로는 탄소 원자수가 1 내지 18개인 알콕시기 등이 있으며, 알케닐기로는 탄소 원자수가 2 내지 16개인 알케닐기, 예를 들면 알릴기 또는 2-부테닐기 등이 있다. 알킬기, 알케닐기 또는 페닐기의 치환체로는 할로겐 원자, 예를 들면 염소, 브롬 또는 불소 원자, 히드록시기, 카르복실기, 알킬카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 알킬술포닐기 또는 치환체로 알킬기 또는 할로겐 원자를 추가로 가질 수 있는 페닐기 등이 있다.

화학식 2로 나타내지는 화합물의 예를 다음에 기재하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

[화학식 2a]

[화학식 2b]

[화학식 2c]

[화학식 2d]

[화학식 2e]

[화학식 2f]

[화학식 2g]

[화학식 2h]

[화학식 2i]

[화학식 2j]

[화학식 2k]

[화학식 2l]

[화학식 2m]

본 발명의 보호막의 UV 흡수제 함량은 보호막 1 m² 당 바람직하게는 0.2 내지 3 g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 g이지만, 이는 UV 흡수제 또는 사용 조건에 따라 달라진다.

UV 흡수제는 본 발명의 보호막용 도프 조성물에 직접 첨가되거나, 흡수제를 함유하는 유기 용매 (메탄올 또는 에틸렌 디클로라이드) 용액의 형태로 첨가될 수 있다.

수지의 분해 방지제로서의 에폭시 화합물, 유기 약산 또는 포화 다가 알코올, 또는 유기산의 산화방지제로서의 입체장애 페놀, 티오에테르 또는 아인산 에스테르를 본 발명에 바람직하게 사용되는 벤조트리아졸계 또는 벤조페논계 UV 흡수제와 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 보호막 제조 방법은 한정되지 않으며, 당업계에 공지된 통상의 방법일 수 있다. 이러한 방법은 예를 들면, 미국 특허 제2,492,978호, 동 제2,739,070호, 동 제2,739,069호, 동 제2,492,977호, 동 제2,336,310호, 동 제2,367,603호, 동 제2,492,978호 및 동 제2,607,704호, 영국 특허 제64071호 및 동 제735892호, 및 일본 특허 제45-9074/1970호, 동 제49-4554/1974호, 동 제49-5614/1974호, 동 제60-27562/1985호, 동 제61-39890/1986호 및 동 제62-4208/1987호에 개시되어 있다.

본 발명의 보호막에는 UV 흡수제를 함유하는 투명 수지막이 사용된다. 본 발명의 막의 바람직한 제조 방법을 하기에 상세히 설명할 것이다.

본 발명의 투명 수지용 용매로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 디옥산, 아세톤, 메틸에틸 케톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 트리클로로에틸렌, 메틸렌 클로라이드, 에틸렌 클로라이드, 테트라클로로에탄, 트리클로로에탄, 클로로포름, 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, 이소-프로필알코올 및 n-부탄올이 포함된다.

메틸렌 클로라이드의 양은 70 내지 95 중량%이고, 다른 용매의 양은 5 내지 30 중량%인 혼합물이 바람직하다. 용액의 투명 수지 농도는 10 내지 50 중량%가 바람직하다. 용매 중에 수지를 용해시키는 온도는 용매의 비점 근처, 예를 들면 60 ℃ 이상, 바람직하게는 80 ℃ 내지 110 ℃이다. 압력은 작업 온도에서 용매를 증발시키지 않도록 설정된다.

수지를 용해시킨 용기에 있는 용액은 냉각시키면서 용기로부터 빼내거나, 펌프를 통해 용기로부터 빼내고 열교환기를 통해 냉각시킨다. 빼낸 용액으로 막을 제조한다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 폴리카르보네이트막의 제조 방법을 하기에 설명할 것이다.

일반적으로, 폴리카르보네이트 및 UV 흡수제를 함유하는 용액을 스테인레스 스틸 밴드상에 도말하고, 건조시켜 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리해낸다. 건조 시간 또는 온도를 조정하여 목적하는 지연치를 갖는 막을 제조한다.

본 발명의 편광판의 주성분인 편광막은 특정 방향의 파면을 갖는 광만을 투과하는 막이다. 전형적인 편광막으로는 요오드 또는 2색성 염료로 염색된 폴리비닐 알코올 편광막이 있다. 막은 폴리비닐 알코올 수용액으로부터 막을 제조하고, 이 막을 일축 연신시킨 후에 연신된 막을 염색하거나, 또는 막을 염색한 후에 염색된 막을 일축 연신시켜 제조한다. 생성된 막은 그의 내구성을 위해 붕소 화합물로 처리하는 것이 바람직하다. 본 발명의 편광판은 본 발명의 보호막인 투명 플라스틱막에 편광막의 표면을 접착시켜 형성한다.

본 발명의 편광판으로는 편광판의 보호막을 편광막에 접착시킨 판 등이 있다. 접착제를 사용하여 보호막을 편광막에 접착시킨다. 접착제로는 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 부티랄과 같은 폴리비닐 알코올 접착제, 및 부틸 아크릴레이트와 같은 비닐 라텍스 접착제 등이 있다.

<실시예>

본 발명은 다음의 실시예에 따라 상세히 설명되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

<시료 1의 제조>

하기 표 1의 도프 조성물 A를 제조하였다.

[표 1]

<도프 조성물 A>

상기 조성물을 용기에 도입하여 단단히 밀폐시키고, 가압하에 80 ℃에서 교반하면서 용해시켜 도프 조성물 A를 제조하였다.

도프 조성물 A를 여과 및 냉각시키고, 33 ℃에서 스테인레스 스틸 밴드상에 도말하고, 33 ℃에서 5분 동안 건조시킨 후, 65 ℃에서 더 건조시켜 5 nm의 지연치를 얻었다. 생성된 막을 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리해내고, 다수의 롤러상에서 운송하면서 건조시켜 두께가 80 μm인 폴리카르보네이트 수지막, 즉 시료 1을 얻었다.

<시료 2 및 3의 제조>

예시 화합물 1-2를 표 7에 나타낸 양으로 첨가한 것을 제외하고는, 도프 조성물 A에서와 동일한 방식으로 도프 조성물 B 및 C를 제조하였다. 도프 조성물 A 대신에 도프 조성물 B 및 C를 사용한 것을 제외하고는, 시료 1에서와 동일한 방식으로 시료 2 및 3을 제조하였다.

<시료 4의 제조>

도프 조성물 A를 여과 및 냉각시키고, 33 ℃에서 스테인레스 스틸 밴드상에 도말하고, 33 ℃에서 10분 동안 건조시켰다. 생성된 막을 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리해내고, 다수의 롤러상에서 운송하면서 건조시키고, 150 ℃로 가열하여 28 nm의 지연치를 얻었다. 이로써, 두께가 80 μm인 폴리카르보네이트막을 얻었다. 이렇게 제조한 막을 사용한 것을 제외하고는, 시료 1에서와 동일한 방식으로 시료 4를 제조하였다.

<시료 5의 제조>

중합체쇄 말단에 불포화기를 갖는 폴리카르보네이트 1.1 kg, 스티렌 4.9 kg 및 n-도데실메르캅탄 1.0 g을 중합 반응 용기에 넣고, 이 용기를 질소로 충전하였다. 혼합물을 120 ℃로 승온시키고, 교반하면서 스티렌 1.9 kg, 메타크릴산 6.5 kg 및 n-도데실메르캅탄 5.1 g의 혼합 용액을 첨가하여 중합 반응을 수행하였다. 생성된 반응 혼합물을 이소프로판올과 혼합하여 침전시켜 백색 분말 수지를 얻었다. 이 수지는 폴리카르보네이트 성분 및 폴리스티렌 성분의 함량비가 중량 기준으로 1:1이었으며, 폴리스티렌을 기준으로 한 중량 평균 분자량은 100,000이었다. 이 수지를 폴리카르보네이트/폴리스티렌 그라프트 중합체 a로 명명하였다.

하기 표 2의 도프 조성물 D를 제조하였다.

[표 2]

<도프 조성물 D>

상기 조성물을 용기에 도입하여 단단히 밀폐시키고, 가압하에 80 ℃에서 교반하면서 용해시켜 도프 조성물 D를 제조하였다.

도프 조성물 A를 여과 및 냉각시키고, 33 ℃에서 스테인레스 스틸 밴드상에 도말하고, 33 ℃에서 건조시켜 20 nm의 지연치를 얻었다. 생성된 막을 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리해내고, 다수의 롤러상에서 운송하면서 건조시켜 두께가 80 μm인 수지막을 얻었다.

<시료 6, 8, 9, 10 및 12의 제조>

예시 화합물 1-2 대신에 표 7에 나타낸 UV 흡수제를 표 7에 나타낸 양으로 첨가한 것을 제외하고는, 도프 조성물 A에서와 동일한 방식으로 도프 조성물 E, G, H, I 및 K를 제조하였다. 도프 조성물 A 대신에 각각 도프 조성물 E, G, H, I 및 K를 사용한 것을 제외하고는, 시료 1에서와 동일한 방식으로 시료 6, 8, 9, 10 및 12를 제조하였다.

<시료 7의 제조>

예시 화합물 1-2 1.0 중량부 대신에 예시 화합물 1-2 0.5 중량부 및 예시 화합물 1-4 0.5 중량부를 첨가한 것을 제외하고는, 도프 조성물 A에서와 동일한 방식으로 도우프 조성물 F를 제조하였다. 도프 조성물 A 대신에 도프 조성물 F를 사용한 것을 제외하고는, 시료 1에서와 동일한 방식으로 시료 7을 제조하였다.

<시료 11의 제조>

예시 화합물 1-2 1.0 중량부 대신에 예시 화합물 1-1 2.0 중량부 및 예시 화합물 1-3 2.0 중량부를 첨가한 것을 제외하고는, 도프 조성물 A에서와 동일한 방식으로 도프 조성물 J를 제조하였다. 도프 조성물 A 대신에 도프 조성물 J를 사용한 것을 제외하고는, 시료 1에서와 동일한 방식으로 시료 11을 제조하였다.

<시료 13의 제조>

질소로 충전시킨 1000 ml 반응 용기에서, 니트로메탄 100 ml 중에 Pd(CH₃CN)₄(BF₄)₂ 1.5 g을 용해시켰다. 실온에서 이것을 교반하면서, 여기에 니트로메탄 150 ml 중에 8-카르복실테트라시클로-[4.4.0.1^2.5.1^7.10]-3-도데센 150 g을 용해시킨 용액을 첨가하고 1시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물에 메탄올 500 ml를 첨가하고 여과하여 침전물을 얻었다. 생성 침전물을 메탄올 300 ml 및 진한 염산 40 ml의 혼합 용액으로 세척하고, 메탄올로 더 세척한 후, 60 ℃에서 진공 건조시켜 노르보르넨계 수지를 얻었다.

하기 표 3의 도프 조성물 L을 제조하였다.

[표 3]

<도프 조성물 L>

상기 조성물을 용기에 도입하여 단단히 밀폐시키고, 가압하에 80 ℃에서 교반하면서 용해시켜 도프 조성물 L을 제조하였다.

도프 조성물 L을 여과 및 냉각시키고, 33 ℃에서 스테인레스 스틸 밴드상에 도말하고, 33 ℃에서 5분 동안 건조시키고, 65 ℃에서 더 건조시켜 5 nm의 지연치를 얻었다. 생성된 막을 스테인레스 스틸 밴드로부터 분리해내고, 다수의 롤러상에서 운송하면서 건조시켜 두께가 80 μm인 노르보르넨계 수지막, 즉 시료 13을 얻었다.

<시료 14의 제조>

하기 표 4의 도프 조성물 M을 제조하였다.

[표 4]

<도프 조성물 M>

도프 조성물 A 대신에 도프 조성물 M을 사용한 것을 제외하고는, 시료 1에서와 동일한 방식으로 시료 14를 제조하였다. 폴리카르보네이트 수지막의 선형 치수 변화율은 0.01%이었다.

<시료 15의 제조>

예시 화합물 1-2를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 도프 조성물 L에서와 동일한 방식으로 도프 조성물 N을 제조하였다. 도프 조성물 L 대신에 도프 조성물 N을 사용한 것을 제외하고는, 시료 13에서와 동일한 방식으로 시료 15를 제조하였다. 사용한 수지막의 선형 치수 변화율은 0.02%이었다.

<시료 16의 제조>

예시 화합물 1-2를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 도프 조성물 D에서와 동일한 방식으로 도프 조성물 O를 제조하였다. 도프 조성물 D 대신에 도프 조성물 O를 사용한 것을 제외하고는, 시료 5에서와 동일한 방식으로 시료 16을 제조하였다. 사용한 수지막의 선형 치수 변화율은 0.03%이었다.

<시료 1 내지 16의 평가>

시료 1 내지 16의 편광도 변화율, 혼화성, 선형 치수 변화율 및 블록킹성을 평가하였다. 평가 방법은 다음과 같았다.

<편광도 변화율의 측정 및 평가>

시료 1 내지 16을 사용하여 다음과 같이 편광판을 제조하였다.

시료 1 내지 16 각각의 한쪽 면에 하기 표 5 및 6의 하층액 (1) 및 상층액 (2) 20 ml를 각각 이 순서대로 코팅하고 100 ℃에서 10분 동안 건조시켰다. 이로써, 접착층을 갖는 보호막을 얻었다.

[표 5]

하층액 (1)

중합체 화합물 a	0.5 g
아세톤	60 ml
에틸 아세테이트	30 ml
톨루엔	10 ml

[표 6]

상층액 (2)

폴리비닐 알코올 (완전 비누화)	0.5 g
사포닌 (메르크 (주) (Merc Co., Ltd.) 제품)	0.03 g
순수한 물	50 ml
메탄올	50 ml

중합체 화합물 a

[화학식 3]

(p:q:r=50:25:25)

요오드 1 중량부 및 붕산 4 중량부를 함유하는 수용액에 두께가 120 μm인 폴리비닐 알코올 막을 침지시키고, 50 ℃에서 4배로 연신시켜 편광막을 얻었다. 이어서, 편광막의 양쪽 표면을 완전 비누화된 폴리비닐 알코올 5% 수용액으로 코팅하였다. 이어서, 이렇게 얻은 보호막 각각을 편광막의 양쪽 표면에 접착시켜, 보호막의 접착층이 표면과 접촉하도록 하였다. 이로써, 편광판 1 내지 16을 얻었다.

이렇게 얻은 편광판 1 내지 16 각각의 평행 투과율 및 수직 투과율을 측정하고 하기 수학식 2에 따라 편광도를 계산하였다. 각각의 시료를 60 ℃에서 500시간 동안 70,000 룩스의 광에 노출시킨 (노화 촉진) 후, 평행 투과율 및 수직 투과율을 측정하고 하기 수학식 2에 따라 편광도를 계산하였다. 하기 수학식 3에 따라 편광도 변화율을 계산하였다. 시료 1 내지 4 및 시료 6 내지 12의 편광도 변화율 (%)을 시료 14의 편광도 변화율과 비교하고, 시료 13의 편광도 변화율 (%)을 시료 15의 편광도 변화율과 비교하고, 시료 5의 편광도 변화율 (%)을 시료 16의 편광도 변화율과 비교하였다. 그 결과를 표 7에 나타냈다.

[수학식 2]

편광도 = ((H₀ - H₉₀) / (H₀ + H₉₀))^1/2 x 100

[수학식 3]

편광도 변화율 = P₀ - P₅₀₀

식 중, H₀은 평행 투과율을 나타내고, H₉₀은 수직 투과율을 나타내며, P₀은 노화 촉진 전의 편광도를 나타내고, P₅₀₀은 노화 촉진 후의 편광도를 나타낸다.

<혼화성의 평가>

UV 흡수제를 2배로 첨가한 것을 제외하고는, 도프 조성물 A 내지 L 각각에서와 동일한 방식으로 도프 조성물 A' 내지 L'를 제조하였다. 도프 조성물 A 내지 L 대신에 도프 조성물 A' 내지 L'를 사용한 것을 제외하고는, 시료 1 내지 13 각각에서와 동일한 방식으로 시료 1' 내지 13'를 제조하였다. 생성된 시료 각각을 80 ℃ 및 상대습도 90%에서 500시간 동안 방치하였다. 각각의 시료로부터 침출되는 UV 흡수제를 육안으로 관찰하고, 다음의 세가지 등급으로 평가하였다.

○: 침출 없음 (이는 실제로 사용될 수 있음)

△: 부분적으로 약간 침출 (이는 실제로 사용될 수도 있음)

×: 완전 침출 (이는 실제로 사용할 수 없음)

상기 시험 결과를 표 7에 나타냈다.

<선형 치수 변화율의 측정 및 평가>

시료 1 내지 16 각각에 두 점을 "+"로 표시하고, 이 막을 90 ℃에서 60시간 동안 열처리한 다음, 23 ℃에서 24시간 동안 방치하였다. 이어서, 현미경을 사용하여 23 ℃ 및 상대습도 55%에서 열처리 전 및 후의 두 점들 사이의 거리를 측정하였다. 이로써, 선형 치수 변화율을 얻었다. 시료 1 내지 4 및 시료 6 내지 12의 선형 치수 변화율과 100으로 정의한 시료 14의 선형 치수 변화율을 비교하였다. 유사하게, 시료 13을 시료 15와 비교하고, 시료 5를 시료 16과 비교하였다. 그 결과를 표 7에 나타냈다.

<블록킹성의 측정 및 평가>

시료 1 내지 16 각각을 다음 절차에 따라 측정하였다.

35 mm (폭) x 950 mm (길이)의 시료에 하중 1 kg을 걸어 직경 50 mm의 코어에 6번 감았다. 시료의 후방 연부에 30 mm (폭) x 5 mm (길이)의 양면 접착 테이프를 접착시켜 막을 흔들리지 않게 고정시켰다. 코어를 제거하였다. 생성된 막의 롤을 23 ℃ 및 상대습도 55%에서 24시간 동안 방치하고, 전자 저울 위에 겉면이 접촉되도록 올려 놓았다. 이어서, 막을 상기 상부 겉면부터 1 분 당 10 mm의 속도로 압착하고 응력을 측정하였다. 이어서, 1번 감은 롤 막에 대한 응력을 측정하였다.

시료의 블록킹성은 6번 감은 롤 막의 응력에서 1번 감은 롤 막의 응력의 6배를 빼서 산출하였다.

블록킹성에 관해서는, 시료 1 내지 4 및 시료 6 내지 12를 시료 14와 비교하고, 시료 13을 시료 15와 비교하고, 시료 5를 시료 16과 비교하였다. 그 결과를 표 7에 나타냈다.

[표 7]

표 7로부터 명백한 바와 같이, UV 흡수제를 함유하는 투명 수지막을 사용한 본 발명의 편광판에서는 편광도 변화율 및 선형 치수 변화율이 현저히 감소되었고 블록킹성이 크게 개선되는 것으로 나타났다.

UV 흡수제 함량이 높을수록, 편광도 변화율, 선형 치수 변화율 및 블록킹성은 더욱 크게 개선되는 것으로 나타났다.

보다 작은 지연치를 갖는 투명 수지막을 사용한 편광판은 편광도 변화율, 선형 치수 변화율 및 블록킹성이 더욱 개선되는 것으로 나타났다.

벤조트리아졸 UV 흡수제를 사용한 편광판은 벤조페논 UV 흡수제를 사용한 편광판에 비해 편광도 변화율 및 블록킹성에서 더욱 우수하다.

본 발명에서와 같이, 지연치가 작은 투명 수지막에 UV 흡수제를 첨가하여 편광판을 제조하면, 이 편광판은 편광도 변화율 및 선형 치수 변화율이 현저하게 감소되고 블록킹성도 크게 개선될 수 있다.

Claims

선형 치수 변화율이 -0.06% 내지 0.06%이고, UV 흡수제를 함유하는 폴리카르보네이트막, 폴리아릴레이트막, 폴리노르보르넨막, 신디오탁틱 폴리스티렌막 또는 폴리술폰막인 수지막으로 제조된 편광판용 보호막.
제1항에 있어서, 수지막이 투명한 것인 보호막.
제1항에 있어서, 보호막의 두께가 20 내지 150 μm인 보호막.
제1항에 있어서, 수지막이 1 m² 당 UV 흡수제 0.2 내지 3 g의 양을 함유하는 보호막.
제1항에 있어서, 수지막이 폴리카르보네이트막인 보호막.
제1항에 있어서, 지연치 (retardation)가 30 nm 이하인 보호막.
제1항에 있어서, UV 흡수제가 벤조트리아졸 화합물 또는 벤조페논 화합물인 보호막.
제7항에 있어서, UV 흡수제가 벤조트리아졸 화합물인 보호막.
제7항에 있어서, 벤조트리아졸 화합물이 하기 화학식 1로 나타내지는 것인 보호막.

<화학식 1>

식 중, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 히드록실기, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실옥시기, 알킬티오기, 아릴티오기, 모노- 또는 디-알킬아미노기, 아실아미노기 또는 5- 또는 6-원 헤테로시클릭 고리를 나타내지만, 단 R₄ 및 R₅는 서로 결합하여 탄화수소 고리를 형성할 수 있다.
제7항에 있어서, 벤조페논 화합물이 하기 화학식 2로 나타내지는 것인 보호막.

<화학식 2>

식 중, Y는 수소 원자, 할로겐 원자 또는 각각 치환체를 가질 수 있는 알킬기, 알케닐기 또는 페닐기를 나타내고, A는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 시클로알킬기, 알킬술포닐기 또는 -CO(NH)_n-1-D (여기서, D는 알킬기 또는 알케닐기 또는 치환 또는 비치환된 페닐기를 나타내고, n은 1 또는 2임)을 나타내며, m은 1 또는 2를 나타낸다.
제1항에 있어서, 지연치가 20 nm 이하인 보호막.
편광막, 및 그 위에 제공된 선형 치수 변화율이 -0.06% 내지 0.06%이고 UV 흡수제를 함유하는 폴리카르보네이트막, 폴리아릴레이트막, 폴리노르보르넨막, 신디오탁틱 폴리스티렌막 또는 폴리술폰막인 수지막으로 제조된 보호막을 포함하는 편광판.