WO2017222203A1 - 광학용 필름 및 이를 포함하는 편광판 - Google Patents

광학용 필름 및 이를 포함하는 편광판 Download PDF

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temperature
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황성호
박세정
송헌식
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    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to an optical film that can be usefully used as a protective film for a polarizing plate, while using polymethyl methacrylate not containing a monomer having a ring structure, and having excellent dimensional stability and optical properties, and a polarizing plate including the same. will be.
  • the display device is a polarizer is used to do this by using a polarized light, and is typically the device used as the PVA.
  • a polarizing plate such as a PVA device has a weak mechanical property and is easily affected by an external environment, for example, temperature or humidity
  • a protective film is required to protect it.
  • Such protective films should be excellent in optical properties and in mechanical properties.
  • a TAC film Tro i-Acetyl-cel lulose Film
  • an acrylic film having better heat resistance and water absorption resistance than a TAC film has been used.
  • the polarizing plate protective acrylic film is manufactured through extrusion casting and stretching, so that the dimensional change at high temperature and the optical properties can be stably maintained, the glass transition temperature is generally 120 ° C or more Acrylic resins are used.
  • a monomer having a cyclic structure that provides heat resistance is introduced.
  • the processing at a higher temperature which causes a problem that the end group of the polymer is decomposed or the low molecular weight additives are pyrolyzed.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the glass transition temperature is low, and thus there is a problem that the dimensional stability worsens when used at high temperatures.
  • the dimensional stability at a high temperature of the stretched film is increased, and physical properties such as film strength are lowered due to the high drawing temperature.
  • the phenomenon that the low-molecular weight additive added to the film is moved to the film surface occurs, the adhesive strength of the film is lowered, there is a problem such as a decrease in yield due to poor appearance.
  • the present inventors have made a lot of efforts to produce an optical film, particularly a polarizing plate protective film having excellent dimensional stability and optical properties while using polymethyl methacrylate not containing a monomer having a ring structure, as will be described later.
  • the present invention has been made by confirming that the above object can be achieved under appropriate drawing processing conditions by using polymethylmethacrylate including a specific amount of methyl acrylate monomer in polymethylmethacrylate and having a specific weight average molecular weight. Completed.
  • the present invention is to provide an optical film excellent in dimensional stability and optical properties.
  • this invention is providing the polarizing plate containing the said optical film.
  • the present invention is an optical film made of polymethyl methacrylate, wherein the polymethyl methacrylate contains 1 to 5% by weight of a methyl acrylate monomer, the weight of the polymethyl methacrylate The average molecular weight is 120, 000 to 150, 000, and the temperature (TTS) at which shrinkage starts after expansion in the MD direction and the TD direction as the temperature increases with respect to the optical film, respectively ioo ° c to i 2 o ° c, It provides an optical film.
  • Polymethyl methacrylate (PMMA) is excellent in transparency and can be used as an optical film, especially a polarizing plate protective film.
  • TTSCTemperature of Thermal Shr inkage TTSCTemperature of Thermal Shr inkage
  • the polymethyl methacrylate contains 1 to 5 weight 3 ⁇ 4 of methyl acrylate monomer having no ring structure, and the weight average molecular weight of the polymethyl methacrylate is 120, 000 to 150, 000, and
  • TTS of the optical film prepared by using this to 100 ° C to 120 ° C excellent for the optical film It was confirmed to appear.
  • poly (methyl methacrylate) (PMMA) used in the present invention means a polymer having methyl methacrylate (MMA) as a monomer, and particularly in the present invention It means to include 1 to 5% by weight of methyl acrylate monomer at the terminal.
  • the methyl acrylate serves to suppress the decomposition of the copolymer and to control the glass transition temperature, which also affects the properties of the TTS.
  • the polymethyl methacrylate does not use a monomer having a ring structure, the polymethyl methacrylate does not have a ring structure in the chemical structure of the polymer.
  • the polymethyl methacrylate is 1.5 wt% or more, or 2.0 wt% or more of the methyl acrylate monomer; And 4.5 weight percent or less, 4.0 weight percent or less, 3.5 weight percent or less, or 3.0 weight percent or less.
  • the polymethyl methacrylate may be prepared by a known method except that methyl acrylate is used in addition to 3 ⁇ 4 methacrylate, for example, emulsion polymerization, emulsion-suspension polymerization, suspension polymerization, and the like. It can be prepared by the method.
  • the polymethyl methacrylate may be polymerized first and then the methyl acrylate monomer may be polymerized.
  • the weight average molecular weight of the polymethyl methacrylate is 120, 000 to 160, 000, more preferably 110, 000 to 140, 000. When the weight average molecular weight is less than 120, 000, there is a problem that the mechanical properties are lowered when the optical film is manufactured, and when the weight average molecular weight is more than 160, 000, melt extrusion is difficult.
  • the glass transition temperature of the polymethyl methacrylate is preferably 100 ° C to 120 ° C.
  • the glass transition temperature of the polymethyl methacrylate is 10 rc or more, 102 ° C or more, 103 ° C or more, 104 ° C or more, 105 ° C subphase, 106 ° C or more, 107 ° C or more , At least 108 ° C., at least 109 ° C., or at least 110 ° C .; 119 ° C or less, 118 ° C or less, fire or less, or 116 ° C or less.
  • the polymethyl methacrylate resin composition may further include various additives commonly used in the art, for example, antioxidants, UV absorbers, heat stabilizers, etc. as necessary.
  • the additives should be included in an appropriate content within a range that does not harm the physical properties of the optical film produced through the stretching process, the low molecular weight additive material having a molecular weight of 2,000 or less 2% by weight based on 100% of the resin composition ) It is preferable to include below.
  • optical film used in the present invention means a film produced by stretching the above-mentioned polymethyl methacrylate.
  • the optical film according to the present invention is produced by the manufacturing method comprising the biaxial stretching of the above-described polymethyl methacrylate 1.5 times to 2.5 times in the MD direction and 1.5 times to 3.5 times in the TD direction. .
  • the stretching is to align the molecules of the polymethyl methacrylate, and affects the properties of the optical film produced according to the degree of stretching. More preferably, 1.6 times or more, or 1.7 times or more in the MD direction; And 2.4 times or less, 2.3 times or less, 2.2 times or less, 2. 1 times or less, or 2.0 times or less. More preferably, 2.0 times or more, 2.
  • the thermal dimensional stability of the optical film that is, the TTS of the optical film to exhibit excellent properties at 100 ° C to 120 ° C.
  • the ratio of the stretching ratio in the MD direction and the stretching ratio in the TD direction is preferably 1.05 or more and 1.70 or less.
  • the ratio of the draw ratio in the MD direction and the draw ratio in the TD direction is 1.1 or more and 1.7 or less, 1.2 or more and 1/7 or less, or 1.3 or more and 1.7 or less.
  • the stretching temperature is preferably carried out at a silver temperature of 10 ° C to 30 ° C higher than the glass transition temperature of the polymethyl methacrylate.
  • the stretching temperature is ire to 29 ° C higher silver, 12 ° C to 28 ° C higher temperature, 13 ° C to 27 ° C higher temperature than the glass transition of the polymethyl methacrylate, 14 It is carried out at a high temperature of 26 ° C to 26 ° C, or at a high temperature of 15 ° C to 25 ° C.
  • the optical film tends to be slightly lower than the weight average molecular weight of the polymethyl methacrylate resin, and may decrease from 0.1 to 3) based on the weight average molecular weight.
  • the weight average molecular weight of the polymethyl methacrylate resin was 130, 000
  • the weight average molecular weight of the optical film after extrusion was decreased to about 1.7% by 128, 000.
  • the TTS values in the MD direction and the TD direction are respectively.
  • TTS Temporal of Thermal Shr inkage
  • the optical film of 80 X 4.5 mm was added to the MD direction and the TD by using a TMA measuring apparatus under atmospheric conditions. The temperature at which contraction begins after expansion in each direction is taken as the TTS value.
  • the optical film according to the present invention has a value in the MD direction of at least lore, at least 102 ° C., at least 103 ° C., or at least 104 ° C .; 115 ° C or less, 114 ° C or less, 113 ° C or less, 112 ° C or less, 111 ° C or less, or 110 ° C or less.
  • the optical film according to the present invention has a TTS value in the TD direction of at least lore, at least 102 ° C., or at least 103 ° C .; 115 ° C or less, 114 ° C or less, 113 ° C or less, 112 ° C or less, fire or less, or 110 ° C or less.
  • the TTS difference in the MD direction and the TTS in the TD direction is 10 ° C or less. When the difference is more than 10 ° C., the anisotropy of the optical film is high, which is not preferable for optical film applications.
  • the orientation of the polymer chain is oriented in either direction without being balanced in the MD and TD directions by the stretching process, which is also undesirable in terms of optical film properties.
  • the TTS difference in the MD direction and the TD direction is 9 ° C or less, 8 ° C or less, 7 ° C or less, or 6 ° C or less.
  • the glass transition temperature of the polymethyl methacrylate and the TTS difference in the MD direction and the TTS in the MD direction are each 15 ° C. or less. If the difference is more than 15 ° C. TTS value is too low is not preferable because the dimensional change such as shrinkage of the film in the high temperature durability evaluation temperature range occurs badly.
  • the glass transition temperature of the polymethyl methacrylate and the TTS difference in the MD direction is 14 ° C or less, 13 ° C or less, 12 ° C or less, ire or less, or icrc or less. More preferably, the glass transition temperature of the polymethyl methacrylate and the TTS difference in the TD direction are 14 ° C or less, 13 ° C or less, or 12 ° C or less. The smaller the difference, the closer the TTS is to the glass transition temperature of the polymethylmethacrylate, thereby improving the high temperature durability.
  • the thickness of the optical film according to the present invention can be appropriately adjusted as necessary, for example, preferably 10 urn to 200 urn.
  • the optical film according to the present invention includes a UV absorber, the UV transmittance value at a wavelength of 380 nm may be greater than 0% and less than 20%.
  • the present invention provides a polarizing plate comprising the optical film. As described above, the optical film according to the present invention may be used as a protective film of the polarizing plate, thereby complementing the mechanical properties of the polarizing plate and protecting the polarizing plate from the influence of the external environment, for example, temperature or humidity.
  • the optical film according to the present invention is excellent in dimensional stability and optical properties while using polymethyl methacrylate not containing a monomer having a ring structure, and can be usefully used as a protective film of a polarizing plate.
  • Example 1
  • the final resin composition was prepared by compounding a 1.5 wt.% UV absorber (Tinuvin 360, BASF) based on solids and an antioxidant (Irganox 1010, BASF) based on solids.
  • Example 3 An optical film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the film was biaxially stretched 1.8 times in the MD direction and 3.0 times in the TD direction.
  • Example 3
  • Example 4 The optical film in the same manner as in Example 1 was prepared, except that at Tg + 20 ° C of 135 ° C to 1.8 times, and stretched 2.5 times biaxially in the TD direction in the MD direction.
  • Example 4
  • Example 2 The optical film in the same manner as in Example 1 was prepared, except that at Tg + 10 ° C of 125 ° C to 1.8 times, and stretched 2.5 times biaxially in the TD direction in the MD direction. Comparative Example 2 The optical film in the same manner as in Example 1 was prepared, except that at Tg + 10 ° C of 125 ° C to 1.8 times in the stretching direction and 3.0 times biaxially in MD TD direction. Comparative Example 3
  • the final resin composition was prepared by compounding 1.5 wt% of a UV absorber (Tinuvin 360, BASF) on a solids basis and 1.5 wt% of an antioxidant (BASF from Irganox 101) on a solids basis.
  • a UV absorber Tinuvin 360, BASF
  • an antioxidant BASF from Irganox 101
  • An optical film was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the film was biaxially stretched at 2.2 times in the MD direction and 2.2 times in the TD direction at 115 ° C., which is Tg. Comparative Example 7
  • a final resin composition was prepared by compounding 1.5 wt% of a uv absorbent (Tinuvin 360, BASF) based on solids and 1.5 3 ⁇ 4 »solids based on an antioxidant (Irganox 1010, BASF).
  • TTS Temporal of Thermal Shrinkage: After the optical film to prepare a sample in the dimension of 80 x 4.5 mm, it was measured using a TA TMA (Q400) equipment. Specifically, the temperature of the inflection point at which the sample starts to contract after expansion in the MD and TD directions, respectively, when the temperature is applied at a temperature rising rate of 10 ° C / min and a load of 0.02 N under atmospheric conditions (the tangential phase is zero). ) was taken as the TTS value.
  • the polarizing plate was manufactured using the optical film as a protective film of a PVA polarizing element, and the COP film as a protective film on the opposite side. After polarizing the plate to 140 X 20 kPa in the MD and TD directions, the PSA was laminated on the COP protective film, and the C0P protective film was laminated on 0.7 t glass having a size of 150 X 30 mm. Glass-laminated polarizers were grown in an 80 ° C. oven for 24 hours and then aged for 24 hours in silver. After fixing one side of the curved polarizing plate to the ground, and measuring the height of the other side of the floating polarizing plate was set as the Pol Bending value.
  • MDXTD MD / TD
  • MD / TD MD / TD
  • Example 1 115 130 1.8X2.5 104/103 11/12 -0.52 / -0.63 0.75 / 0.4
  • Example 2 115 130 1.8X3.0 106/100 9/15 -0.45 / -0.85 0.66 / 0.48
  • Example 3 115 135 1.8X2.5 106/105 9/10 -0.42 / -0.52 0.63 / 0.37
  • Example 4 115 135 1.8X3.0 108/103 7/12 -0.37 / -0.61 0.6 / 0.39 Comparative Example 1 115 125 1.8X2.5 99/98 16/17 -0.74 / -0.94 1.05 / 0.55 Comparative Example 2 115 125 1.8X3.

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Abstract

본 발명에 따른 광학용 필름은, 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트를 사용하면서도 치수 안정성 및 광학적 특성이 우수하여, 편광판의 보호 필름으로 유용하게 사용할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
광학용 필름 및 이를 포함하는 편광판
【기술분야】
관련 출원 (들)과의 상호 인용
본 출원은 2016년 6월 22일자 한국 특허 출원 제 10-2016-0078225호， 및 2017년 5월 26일자 한국 특허 출원 제 10-2017-0065542에 기초한 우선권의 이익을 주장하며， 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다. 본 발명은， 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트를 사용하면서도 치수 안정성 및 광학적 특성이 우수하여， 편광판의 보호 필름으로 유용하게 사용할 수 있는 광학용 필름， 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.
【배경기술】
액정 '표시 장치는 편광된 빛을 이용하는 것으로 이를 위하여 편광판이 사용되고 있으며， 대표적으로 PVA 소자가 사용되고 있다. 그러나， PVA 소자와 같은 편광판은 자체의 기계적 특성이 약하고 외부 환경， 예를 들어 온도나 습도의 영향을 쉽게 받기 때문에 이를 보호하기 위한 보호 필름이 필요하다. 이러한 보호 필름은 광학적 특성이 우수하여야 하고 기계적 특성이 우수하여야 한다. 편광판에 사용되는 PVA 소자의 보호 필름으로 종래에는 TAC 필름 (Tr i-Acetyl-cel lulose Fi lm)이 사용되어 왔으나， 최근에는 TAC 필름보다 우수한 내열성 및 내흡수성 특성을 가지는 아크릴계 필름이 사용되고 있다. 이러한 편광판 보호용 아크릴계 필름은 압출 캐스팅과 연신 가공을 통하여 제조되는데， 고온에서의 치수 변화가 적고 광학적 특성이 안정적으로 유지될 수 있도록， 일반적으로 유리전이온도가 120°C 이상인 아크릴계 수지가 사용된다. 또한， 아크릴계 수지의 치수 안정성과 광학적 특성을 보다 향상시키기 위하여 내열성을 부여하는 고리 (cycl ic) 구조의 단량체를 도입하고 있다. 그러나, 고리 구조의 단량체를 도입할 경우， 원료의 단가가 높아질 뿐만 아니라， 보다 높은 온도에서 가공하여야 하고， 이로 인하여 고분자의 말단기가 분해되거나 저분자량의 첨가제들이 열분해되는 문제가 있다. 한편， 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)는 투명성이 우수하여 편광판 보호용 필름으로의 가능성이 있으나， 유리전이온도가 낮으며, 이에 따라 고온에서 사용시 치수 안정성이 나빠지는 문제가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 상대적으로 높은 온도에서 연신하게 되면 연신 필름의 고온에서의 치수 안정성은 높아지나， 높은 연신 온도에 기인하여 필름 강도 등 물성이 저하된다. 또한， 필름에 첨가되는 저분자량의 첨가제가 필름 표면으로 이동하는 현상이 발생하여 필름의 접착력이 저하되고 외관 불량에 의한 수율 감소 등의 문제가 있다. 이에 본 발명자들은， 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트를 사용하면서도 치수 안정성 및 광학적 특성이 우수한 광학용 필름， 특히 편광판 보호용 필름을 제조하기 위하여 많은 노력을 한 결과， 후술할 바와 같이 폴리메틸메타크릴레이트에 메틸 아크릴레이트 단량체를 특정량 포함하고 또한 특정 중량평균분자량을 가지는 폴리메틸메타크릴레이트를 사용하여 적절한 연신 가공 조건에서， 상기의 목표를 달성할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
【발명의 내용】
【해결하려는 과제】
본 발명은 치수 안정성 및 광학적 특성이 우수한 광학용 필름을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 광학용 필름을 포함하는 편광판을 제공하기 위한 것이다.
【과제의 해결 수단】 상기 과제를 해결하기 위하여， 본 발명은 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 광학용 필름으로서， 상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸 아크릴레이트 단량체를 1 내지 5 중량 % 포함하고， 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 중량평균분자량은 120 , 000 내지 150， 000이고， 상기 광학용 필름에 대하여 온도가 증가함에 따라 MD 방향 및 TD 방향으로 팽창 후 수축이 시작되는 온도 (TTS)가 각각 ioo°c 내지 i2o°c인， 광학용 필름을 제공한다. 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)는 투명성이 우수하여 광학용 필름， 특히 편광판 보호용 필름으로 사용할 수 있다. 그러나， 플리메틸메타크릴레이트률 필름으로 제조할 경우 기계적 강도를 높이기 위하여 연신 공정을 사용하여야 하는데， 폴리메틸메타크릴레이트는 유리전이은도가 낮기 때문에 이를 이용하여 제조한 광학용 필름은 고온에서 연신 이력이 완화되어 치수 안정성이 나빠지는 문제가 있다. 이러한 광학용 필름의 열적 치수 안정성을 평가하기 위하여 TTSCTemperature of Thermal Shr inkage)라는 변수를 도입하였고， 이는 연신 공정으로 제조된 광학용 필름이 연신 이력이 완화되면서 급격하게 수축하기 시작하는 온도를 의미한다. 구체적으로， 광학용 필름에 온도를 가하였을 때， 온도가 증가함에 따라 팽창 후 수축이 시작되는 온도를 의미한다. 종래에는 폴리메틸메타크릴레이트의 열적 치수 안정성을 개선하기 위하여 폴리메틸메타크릴레이트 내에 고리 구조를 도입하는 방법이 있으나， 제조 공정이 복잡하고， 원료의 단가가 높아질 뿐만 아니라, 보다 고온에서 가공하여야 하는 문제가 있었다. 그러나， 본 발명에서는 폴리메틸메타크릴레이트가 고리 구조가 아닌 메틸 아크릴레이트 단량체를 1 내지 5 중량 ¾> 포함하고， 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 중량평균분자량이 120 , 000 내지 150 , 000이고， 또한 상기 폴리메틸메타크릴레이트를 후술할 바와 같은 조건으로 연신 공정을 수행할 경우， 이를 이용하여 제조된 광학용 필름의 TTS가 100 °C 내지 120°C로 광학용 필름용으로 우수하게 나타남을 확인하였다. 이하，. 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명에서 사용하는 용어 "폴리메틸메타크릴레이트 (Poly(methyl methacryl ate) ; PMMA) "는， 메틸 메타크릴레이트 (Methyl methacryl ate , MMA)를 단량체로 하는 중합체를 의미하며， 특히 본 발명에서는 그 말단에 메틸 아크릴레이트 단량체를 1 내지 5 중량 % 포함하는 것을 의미한다. 상기 메틸 아크릴레이트는 공중합체의 분해를 억제하고 유리전이온도를 조절하는 역할을 하며， 이는 TTS의 물성에도 영향을 미친다. 또한， 상기 폴리메틸메타크릴레이트는 고리 구조의 단량체를 사용하지 않기 때문에, 고분자의 화학 구조 내에 고리 구조를 가지지 않는다. 바람직하게는， 상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸 아크릴레이트 단량체를 1.5 중량 % 이상， 또는 2.0 중량 이상; 및 4.5 중량 ¾> 이하， 4.0 중량 % 이하， 3.5 중량 % 이하， 또는 3.0 중량 % 이하로 포함한다. 상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메¾ 메타크릴레이트 외에 메틸 아크릴레이트가 사용되는 점을 제외하고는 공지의 방법으로 제조할 수 있으며， 예를 들어 유화 중합법, 유화 -현탁 중합법， 현탁 중합법 등의 방법으로 제조될 수 있다. 또한， 메틸 아크릴레이트 단량체를 폴리메틸메타크릴레이트의 말단에 도입하기 위하여， 폴리메틸메타크릴레이트를 먼저 중합한 후 메틸 아크릴레이트 단량체를 중합할 수 있다. 또한， 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 중량평균분자량은 120 , 000 내지 160 , 000이며， 보다 바람직하게는 110 , 000 내지 140 , 000이다. 상기 중량평균분자량이 120 , 000 미만인 경우에는 광학용 필름으로 제조하였을 때 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고， 상기 중량평균분자량이 160 , 000 초과인 경우에는 용융 압출이 어렵다는 문제가 있다. 또한, 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도가 100°C 내지 120 °C인 것이 바람직하다. 상기 유리전이온도가 100 °C 미만인 경우에는 광학용 필름으로 제조하였을 때 열적 치수 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 보다 바람직하게는， 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도가 10rc 이상， 102 °C 이상， 103 °C 이상, 104 °C 이상, 105 °C 아상， 106 °C 이상， 107 °C 이상， 108 °C 이상， 109 °C 이상， 또는 110°C 이상이고; 119°C이하, 118°C이하， lire이하， 또는 116 °C이하이다. 또한, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지 조성물은 필요에 따라 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용하는 다양한 첨가제들， 예를 들면 산화방지제， UV 흡수제， 열 안정제 등을 추가로 포함할 수 있다. 이때 상기 첨가제들은 연신 공정을 통해 제조된 광학용 필름의 물성을 해치지 않는 범위 내에서 적절한 함량으로 포함되어야 하며， 분자량 2 , 000 이하의 저분자량 첨가제 물질은 상기 수지 조성물 100 중량 )에 대하여 2중량 % 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 용어 "광학용 필름"이란, 상술한 폴리메틸메타크릴레이트를 연신하여 제조된 필름을 의미한다. 특히， 본 발명에 따른 광학용 필름은， 상술한 폴리메틸메타크릴레이트를 MD 방향으로 1.5배 내지 2.5배 및 TD 방향으로 1.5배 내지 3.5배의 2축 연신하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조된다. 상기 연신은 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 분자를 정렬하는 것으로， 연신 정도에 따라 제조되는 광학용 필름의 특성에 영향을 미친다. 보다 바람직하게는， 상기 MD 방향으로 1.6배 이상， 또는 1.7배 이상; 및 2.4배 이하， 2.3배 이하， 2.2배 이하， 2. 1배 이하， 또는 2.0배 이하로 연신한다. 또한, 보다 바람직하게는， 상기 TD 방향으로 2.0배 이상， 2. 1배 이상， 2.2배 이상， 2.3배 이상， 또는 2.4배 이상; 및 3.4 배 이하， 3.3배 이하， 3.2배 이하， 또는 3. 1배 이하가 바람직하다. 이에 본 발명에서는 상술한 조건으로 연신함으로써 광학용 필름의 열적 치수 안정성, 즉 광학용 필름의 TTS가 100 °C 내지 120 °C로 우수한 특성을 나타내게 한다. 보다 바람직하게는， 본 발명에 따른 광학용 필름은, 상술한 폴리메틸메타크릴레이트를 MD 방향 및 TD 방향으로 2축 연신함에 있어서， 상기 MD 방향의 연신 배율과 TD 방향의 연신 배율의 비 (TD 연신 배율 /MD 연신 배율)는 1.05 이상 1.70 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 MD 방향의 연신 배율과 TD 방향의 연신 배율의 비 (TD 연신 배율 /MD 연신 배율)는 1. 1 이상 1.7 이하， 1.2 이상 1 /7 이하， 또는 1.3 이상 1.7 이하이다. 또한， 상기 연신 온도는 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도 보다 10°C 내지 30°C 높은 은도에서 수행하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는， 상기 연신 온도는 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전아은도 보다 ire 내지 29 °C 높은 은도， 12 °C 내지 28 °C 높은 온도， 13 °C 내지 27°C 높은 온도， 14 °C 내지 26°C 높은 온도， 또는 15 °C 내지 25 °C 높은 온도에서 수행한다. 또한， 상기 광학용 필름은 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 중량평균분자량 보다 약간 떨어지는 경향이 있으며， 중량평균분자량을 기준으로 0. 1 내지 3 ) 감소할 수 있다. 예를 들어， 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 중량평균분자량이 130， 000인 경우， 압출 연신 후 광학용 필름의 중량평균분자량은 128 , 000으로 약 1.7% 소하였다. 본 발명에 따른 광학용 필름은 MD 방향 및 TD 방향의 TTS 값이 각각
100 °C 내지 120°C이다. TTS(Temperature of Thermal Shr inkage)는 연신 공정으로 제조된 광학용 필름이 연신이 풀리면서 급격하게 수축하기 시작하는 온도를 의미하는 것으로， 연신 방향인 MD 방향 및 TD 방향으로 측정할 수 있다. 후술할 실시예와 같이 80 X 4.5 mm의 광학용 필름을 TMA 측정 장비를 이용하여 대기 조건 하에 온도를 ,가하여 MD 방향 및 TD 방향으로 각각 팽창 후 수축이 시작되는 온도를 TTS 값으로 한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 광학용 필름은 MD 방향의 값이， lore 이상， 102 °C 이상， 103 °C 이상, 또는 104 °C 이상이고; 115°C 이하， 114°C 이하, 113°C 이하， 112°C 이하， 111°C 이하， 또는 110°C 이하이다. 또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 광학용 필름은 TD 방향의 TTS 값이， lore 이상， 102°C 이상， 또는 103°C 이상이고; 115°C 이하， 114°C 이하， 113 °C 이하， 112 °C 이하， lire 이하， 또는 110°C 이하이다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 광학용 필름은， 상기 MD 방향의 TTS 및 TD 방향의 TTS 차이가 10°C 이하이다. 상기 차이가 10°C 초과인 경우에는， 광학용 필름의 이방성이 높아 광학 필름 용도로 바람직하지 않다. 또한， 이는 연신 가공에 의하여 고분자 사슬의 배향이 MD 및 TD 방향으로 균형 있게 되지 않고 어느 한쪽 방향으로 치우쳐 진 것을 의미하기 때문에， 광학용 필름 물성 측면에서도 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는， 상기 MD 방향의 및 TD 방향의 TTS 차이가 9°C 이하， 8°C 이하， 7°C 이하， 또는 6°C 이하이다. 또한 바람직하게는， 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도와， 상기 MD 방향의 TTS 및 TD 방향의 TTS 차이가 각각 15 °C 이하이다. 상기 차이가 15°C 초과인 경우에는 TTS 값이 너무 낮아 고온의 내구성 평가 온도 범위에서 필름이 수축하는 등의 치수 변화가 심하게 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는， 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도와, 상기 MD 방향의 TTS 차이가， 14°C 이하， 13°C 이하， 12°C 이하， ire 이하， 또는 icrc 이하이다. 또한 보다 바람직하게는 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도와， 상기 TD 방향의 TTS 차이가， 14°C 이하， 13 °C 이하， 또는 12 °C 이하이다. 상기 각각의 차이가 적을수록 TTS가 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도에 근접하여 고온 내구성이 향상된다. 한편， 본 발명에 따른 광학용 필름의 두께는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으며， 일례로 10 urn 내지 200 urn인 것이 바람직하다. 또한， 필요에 따라 산화방지제， UV 흡수제， 열 안정제 등을 포함할 수 있다. 특히， 본 발명에 따른 광학용 필름은 UV 흡수제를 포함하고， 파장 380 nm에서의 UV투과도 값이 0%초과 20% 이하일 수 있다. 또한， 본 발명은 상기 광학용 필름을 포함하는 편광판을 제공한다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광학용 필름은 편광판의 보호 필름으로 사용할 수 있으며， 이에 따라 편광판의 기계적 특성을 보완하고， 외부 환경， 예를 들어 온도나 습도의 영향으로부터 편광판을 보호할 수 있다.
【발명의 효과】
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학용 필름은， 고리 구조의 단량체를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레트를 사용하면서도 치수 안정성 및 광학적 특성이 우수하여， 편광판의 보호 필름으로 유용하게 사용할 수 있다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하， 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐， 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 실시예 1
5리터 반웅기에， 메틸 메타크릴레이트 97.5 wt% 및 메틸 아크릴레이트 2.5. %의 단량체 흔합물 1000 g을 넣고， 증류수 2000 g , 5% 폴리비닐알코올 용액 8.4 g(P0VAL PVA217 , kuraray 사) , 및 분산 조력제로 붕산 0. 1 g을 투입하고 용해하였다. 여기에， 사슬이동제로 n-옥틸머캡탄 2.5 g , 중합개시제로 2，2 ' -아조비스이소부티로니트릴 1.5 g을 투입하고 400 rpm으로 교반하면서 수상에 분산시켜 현탁액을 제조하였다. 80°C로 승온하여 90분 동안 중합시킨 후， 30°C로 넁각시켰다. 얻어진 비드를 증류수로 세척 및 탈수한 후에 건조하여 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다. 상기 제조된 수지의 유리전이온도와 분자량을 측정한 결과， 유리전이온도 115°C , 중량평균분자량 120 , 000이었다. 여기에， UV 흡수제 (Tinuvin 360， BASF 사)를 고형분 기준으로 1.5 wt , 산화방지제 ( Irganox 1010， BASF 사)를 고형분 기준으로 1.5 %를 컴파운딩하여 최종적인 수지 조성물을 제조하였다. 이를 265°C에서 용융시키고 T-Die를 통하여 시트 형태로 압출 캐스팅한 후， Tg+15°C인 130°C에서 MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 2.5배로 2축 연신하여 광학용 필름을 제조하였다. 실시예 2
MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 3.0배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 실시예 3
Tg+20°C인 135°C에서 MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 2.5배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 실시예 4
Tg+20°C인 135°C에서 MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 3.0배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 1
Tg+10°C인 125°C에서 MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 2.5배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 2 Tg+10°C인 125°C에서 MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 3.0배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 3
5리터 반응기에， 메틸 메타크릴레이트 89.0 wt% 및 메틸 아크릴레이트 11.0 wt >의 단량체 흔합물 1000 g을 넣고， 증류수 2000 g, 5% 폴리비닐알코을 용액 8.4 g(P0VAL PVA217 , kuraray 사)， 및 분산 조력제로 붕산 0. 1 g을 투입하고 용해하였다. 여기에， 사슬이동제로 n-옥틸머캡탄 2.5 g , 중합개시제로 2，2 ' -아조비스이소부티로니트릴 1.5 g을 투입하고 400 rpm으로 교반하면서 수상에 분산시켜 현탁액을 제조하였다. 80°C로 승온하여 90분 동안 중합시킨 후， 30°C로 넁각시켰다. 얻어진 비드를 증류수로 세척 및 탈수한 후에 건조하여 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다. 상기 제조된 수지의 유리전이온도와 분자량을 측정한 결과， 유리전이온도 99Ϊ：， 중량평균분자량 95 , 000이었다. 여기에, UV 흡수제 (Tinuvin 360， BASF 사)를 고형분 기준으로 1.5 wt , 산화방지제 ( Irganox 101으 BASF 사)를 고형분 기준으로 1.5 wt%를 컴파운딩하여 최종적인 수지 조성물을 제조하였다. 이를 265°C에서 용융시키고 T-Di e를 통하여 시트 형태로 압출 캐스팅한 후， Tg+20°C인 119°C에서 MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 2.5배로 2축 연신하여 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 4
MD 방향으로 1.8배 및 TD 방향으로 3.0배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 비교예 3과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 5
Tg+5°C인 120°C에서 MD 방향으로 2.2배 및 TD 방향으로 2.2배로 2축 연신하는 것을 제외하고， 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 6
Tg인 115°C에서 MD 방향으로 2.2배 및 TD 방향으로 2.2배로 2축 연신하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 필름을 제조하였다. 비교예 7
5리터 반웅기에， 메틸 메타크릴레이트 95 wt% 및 메틸 아크릴레이트
5 %의 단량체 흔합물 1000 g을 넣고， 증류수 2000 g , 5% 폴리비닐알코올 용액 8.4 g(P0VAL PVA217 , kuraray 사)， 및 분산 조력제로 붕산 0. 1 g을 투입하고 용해하였다. 여기에, 사슬이동제로 n-옥틸머캡탄 2.5 g, 중합개시제로 2，2 ' -아조비스이소부티로니트릴 1.5 g을 투입하고 400 rpm으로 교반하면서 수상에 분산시켜 현탁액을 제조하였다. 80°C로 승온하여 90분 동안 중합시킨 후， 30°C로 냉각시켰다. 얻어진 비드를 증류수로 세척 및 탈수한 후에 건조하여 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다. 상기 제조된 수지의 유리전이온도와 분자량을 측정한 결과, 유리전이온도 no°c , 중량평균분자량 i2o,ooo이었다. 여기에， uv 흡수제 (Tinuvin 360 , BASF 사)를 고형분 기준으로 1.5 wt%, 산화방지제 ( Irganox 1010 , BASF 사)를 고형분 기준으로 1.5 ¾»를 컴파운딩하여 최종적인 수지 조성물을 제조하였다. 이를 265°C에서 용융시키고 T-Die를 통하여 시트 형태로 압출 캐스팅한 후， Tg+5°C인 115°C에서 MD 방향으로 2.4배 및 TD 방향으로 2.4배로 2축 연신하여 광학용 필름을 제조하였다. 실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 광학용 필름을 이용하여 하기와 같이 물성을 측정하였다.
1) TTS(Temperature of Thermal Shrinkage): 광학용 필름을 80 x 4.5 mm의 치수로 샘플을 제조한 후， TA TMA(Q400) 장비를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 대기 조건 하에， 승온 속도 10°C/min 및 하중 0.02 N의 조건으로 온도를 가하였을 때， 상기 샘플이 MD 및 TD 방향으로 각각 팽창 후 수축이 시작되는 변곡점의 온도 (접선 기을기가 0)를 TTS 값으로 하였다.
2) 치수변화 (MD/TD): 광학용 필름을 20 X 200 mm의 치수로 샘플을 제조한 후ᅳ 85°C의 오븐에서 100시간 체류 후 초기 길이 대비 변화한 길이를 측정하였다. 변화한 길이를 초기 길이 대비 백분율 값을 치수 변화 값으로 하였다.
3) POL Bending (MD/TD)： 광학용 필름을 PVA 편광 소자의 보호 필름으로 하고, 반대면에서는 COP 필름을 보호 필름으로 하여 편광판을 제조하였다. 편광판을 MD 및 TD 방향으로 140 X 20 隱로 제단한 후 COP 보호 필름 면에 PSA를 라미네이션하여 C0P 보호 필름 면을 150 X 30 mm 크기의 0.7 t glass에 라미네이션 하였다. Glass에 라미네이션한 편광판을 80 °C 오븐에서 24시간 동안 체륭시킨 다음， 상은에서 24시간 동안 aging 처리하였다. 이후 휘어진 편광판의 한쪽을 지면에 고정시킨 후， 들떠 있는 편광판의 다른 쪽 높이를 측정하여 이를 Pol Bending 값으로 하였다.
상기 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
【표 1]
Pol 연신 연신비 TTS [Tg-TTS] 치수변화
Tg Bending
(MDXTD) (MD/TD) (MD/TD) (MD/TD)
(MD/TD) 단위 °C °C - °C/"C °C/°C %/% mm/mm 실시예 1 115 130 1.8X2.5 104/103 11/12 -0.52/-0.63 0.75/0.4 실시예 2 115 130 1.8X3.0 106/100 9/15 -0.45/-0.85 0.66/0.48 실시예 3 115 135 1.8X2.5 106/105 9/10 -0.42/-0.52 0.63/0.37 실시예 4 115 135 1.8X3.0 108/103 7/12 -0.37/-0.61 0.6/0.39 비교예 1 115 125 1.8X2.5 99/98 16/17 -0.74/-0.94 1.05/0.55 비교예 2 115 125 1.8X3.0 102/96 13/19 -0.74/-0.94 0.8/0.61 비교예 3 99 119 1.8X2.5 93/92 6/7 -0.57/— 1.06 1.31/0.73 비교예 4 99 119 1.8X3.0 95/90 4/9 -1.03/— 1.32 1.25/0.77 비교예 5 115 120 2.2X2.2 99/108 16/7 - - 비교예 6 115 115 2.2X2.2 96/105 19/10 - - 비교예 7 110 115 2.4X2.4 93/99 17/11 - - 상기 실시예 1 및 비교예 1를 비교하면， 연신 온도를 높게 할수록 높은 TTS를 나타낼 뿐만 아니라 치수 변화도 적은 광학용 필름을 제조할 수 있음올 확인할 수 있고, 이를 통하여 bending이 작은 편광판을 제조할 수 있다. 실시예 2 및 비교예 2， 실시예 3 및 비교예 3， 실시예 4 및 비교예 4를 비교하여도 동일한 경향을 확인할 수 있다.

Claims

【특허청구범위】.
【청구항 11
폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 광학용 필름으로서，
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸 아크릴레이트 단량체를 1 내지 5 중량 % 포함하고ᅳ
상기 폴리메틸메타크릴레이트의 중량평균분자량은 120,000 내지 160 , 000이고，
상기 광학용 필름에 대하여 온도가 증가함에 따라 MD 방향 및 TD 방향으로 팽창 후 수축이 시작되는 온도 errs)가 각각 icxrc 내지 i2o°c인， 광학용 필름.
【청구항 2]
제 1항에 있어서，
상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도가 ioo°c 내지 i2o°c인 것을 특징으로 하는，
광학용 필름.
【청구항 3]
제 1항에 있어서，
상기 MD 방향의 TTS 및 TD 방향의 TTS 차이가 10°C 이하인 것을 특징으로 하는，
광학용 필름.
【청구항 4】
제 1항에 있어서，
상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도와， 상기 MD 방향의 TTS 및 TD 방향의 TTS 차이가 각각 15 °C 이하인 것을 특징으로 하는，
광학용 필름.
【청구항 5】 제 1항에 있어서，
상기 광학용 필름은 UV 흡수제를 포함하고， 파장 380 nm에서의 UV 투과도 값이 0%초과 20% 이하인 것을 특징으로 하는，
광학용 필름.
【청구항 6]
폴리메틸메타크릴레이트를 MD 방향으로 1.5배 내지 2.5배 및 TD 방향으로 1.5배 내지 3.5배의 2축 연신하는 단계를 포함하고，
상기 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸 아크릴레이트 단량체를 1 내지 5 중량 %포함하고，
상기 폴리메틸메타크릴레이트의 증량평균분자량은 120 , 000 내지 160， 000인，
게 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 광학용 필름의 제조 방법 .
【청구항 7】
거 16항에 있어서，
상기 MD 방향의 연신 배율과 TD 방향의 연신 배율의 비 (TD 연신 배율 /MD 연신 배율)이 1.05 이상 1.70 이하인 것을 특징으로 하는，
광학용 필름의 제조 방법 .
【청구항 8】
거 16항에 있어서，
상기 연신은 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도 보다 K C 내지 3(rc 높은 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는，
광학용 필름.
【청구항 9】
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항와광학용 필름을 포함하는, 편광판.
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