KR101508761B1 - 광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름 - Google Patents

광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광학 필름 형성 후 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력을 향상시키고, 공정 조건에 적합한 점도 특성을 가지며, 경화 후 매우 강한 복원성과 경도를 가질 수 있고, 우수한 내스크래치성과 대전방지성을 가지며, 백라이트유닛 조립 시에 불량률을 최소화시킬 수 있는 광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름을 제공하였다.

Description

광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름{Composition for optical film and optical film fabricated using the same}
본 발명은 광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광학 필름 형성 후 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력을 향상시키고, 공정 조건에 적합한 점도 특성을 가지며, 경화 후 강한 복원성과 경도를 가질 수 있고, 우수한 내스크래치성과 대전방지성을 가지며, 백라이트유닛(Back Light Unit) 조립 시에 불량률을 최소화시킬 수 있는 광학 필름의 구현을 가능하게 하는 광학 필름용 조성물 및 이로부터 제조된 광학 필름을 제공하였다.
일반적인 영상표시 수단으로는 액정의 전기/광학적 특성을 이용하여 액정의 배향성을 정밀하게 제어함으로써 얻어지는 투과성이 응용된 정보처리장치에서 처리된 정보를 사용자가 인식할 수 있도록 하는 액정표시장치(LCD)가 있다.
한편, 광학필름을 사용하는 영상표시 수단의 성능은 백라이트 유닛(Back-Light Unit)의 성능에 크게 영향을 받는다. 이는 광학필름을 통해 빛을 반사하거나 투과시켜 빛의 양을 조절하는 방식이 기본이 되기 때문으로 박막 광학필름을 영상표시 수단에 효과적으로 적용하기 위해 광학적 성능이 우수한 다양한 광학필름이 제시되어 왔다.
이러한 광학필름의 구조에 있어, 프리즘 시트는 액정표시장치(LCD)의 휘도를 향상시키기 위한 필름이다. 액정표시장치(LCD)는 스스로 빛을 낼 수 없기 때문에 광원(CCFL 또는 LED)을 사용하여 광을 얻고, 이 광을 도광판을 통해 전체 면적으로 분포시키고, 확산시트를 이용하여 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형시킨다. 이러한 과정에서 초기 광원으로부터 출시된 광의 효율은 점점 떨어지게 되는데 프리즘 시트를 사용하면 측광(side light)을 정면광으로 바꾸고 반사하는 광을 집광시켜 휘도를 높일 수 있는 것이다.
이와 같이 집광시트로 사용되는 프리즘 시트는 박막 유연성을 갖는 광학필름으로서, 한 쪽 면에 프리즘 형상이 선형 배열로 구조화된 표면을 형성하여 휘도를 증가시키는 역할을 하고 있다.
또한, 물리적인 구조 형성에 의한 휘도 향상 이외에 광학소재의 휘도를 증가시키는데, 이를 위한 중요한 광학적 요인으로 굴절률을 들 수 있으며, 굴절률이 높을수록 프리즘 필름의 성능이 향상되어 높은 휘도를 구현할 수 있다.
이와 같이 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트는 필름의 굴절률을 비롯하여 프리즘을 형성하는 광경화물의 굴절률 등 광학적인 물성도 중요한 요소이지만 필름과 코팅제의 수축률, 형상을 제작한 후 이송이나 백라이트 장치 작업 시 작업자의 부주의 등 외부의 물리적인 힘에 의한 형상 파괴의 발생이 문제가 되어왔으며, 종래의 프리즘 시트에 적용 가능한 다양한 광경화형 단량체와 조성물은 이를 해결하지 못하였다. 또한, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 저굴절이면서 탄성력을 다소 가진 우레탄 아크릴레이트를 사용함으로써 자기복원 특성을 지닌 광경화형 조성물도 사용한 프리즘 시트도 나오게 되었으나 자기복원 특성에는 한계가 있었으며, 휘도 향상의 목적에는 부합하지 못하였다.
본 발명의 목적은 내스크래치성이 우수한 광학 필름을 구현할 수 있는 광학 필름용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 경화 후 복원성과 경도가 높은 광학 필름을 구현할 수 있는 광학 필름용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필름 형성 후 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력이 향상된 광학 필름을 구현할 수 있는 광학 필름용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리즘 필름 등을 포함하는 광학 필름 제조 공정 조건에 적절한 점도 특성을 갖는 광학 필름용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광학 필름용 조성물로 제조된 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 광학 필름용 조성물은 액상 고무(liquid rubber), 자외선 경화형 불포화 화합물, 대전방지제, 실리콘 첨가제 및 개시제를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 액상 고무는 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000g/mol이 될 수 있다.
일 구체예에서, 액상 고무는 상기 조성물 중 1~50중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 자외선 경화형 불포화 화합물은 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 또는 그의 모노머를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 조성물은 액상 고무 1~50중량%, 자외선 경화형 불포화 화합물 25~90중량%, 대전방지제 0.1~10중량%, 실리콘 첨가제 0.01~10중량% 및 개시제 0.5~7중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 광학 필름은 상기 광학 필름용 조성물로 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 광학 표시 장치는 상기 광학 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 내스크래치성이 우수하고, 경화 후 복원성과 경도가 높으며, 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력이 우수한 광학 필름을 제조할 수 있고, 광학 필름 제조 공정 조건에 적절한 점도를 갖는 광학 필름용 조성물을 제공하였다.
본 발명의 광학 필름용 조성물은 액상 고무(liquid rubber), 자외선 경화형 불포화 화합물, 대전방지제, 실리콘 첨가제 및 개시제를 포함할 수 있다. 본 발명의 광학 필름용 조성물은 광학 필름 예를 들면, 프리즘 필름의 형성 용도로 사용될 수 있다.
액상 고무
액상 고무는 25℃에서 액상인 고무로서, 경화 후 가교 반응을 통해 복원성과 내스크래치성을 향상시킬 수 있다.
액상 고무로는 통상의 액상 고무계 화합물을 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000g/mol인 액상 고무를 사용할 수 있다. 상기 범위에서, 조성물에 포함되는 다른 성분과 상용성이 좋을 수 있고 쉽게 구입할 수 있다. 바람직하게는, 10,000 내지 1,000,000g/mol의 액상 고무를 사용할 수 있다.
합성고무를 종류별로 구분하면 스티렌과 부타티엔을 중합하여 제조하는 SBR계 고무, 니트릴과 부타티엔을 중합하여 제조하는 NBR계 고무, 부타티엔에 촉매를 가하여 제조하는 BR계 고무, 에틸렌과 비닐 및 디엔에 촉매를 가하여 제조하는 EPDM계 고무, 내열성을 향상시키기 위하여 염소를 도입한 염소화 고무인 CR계 고무, 폴리에스테르나 폴리에테르와 이소시아네트 간 반응에 의하여 제조하는 우레탄계 고무, 에틸아크릴과 클로로에틸이나 비닐에틸 성분의 이원공중합체인 아크릴고무, 실리콘 원자와 산소 원자 간의 결합력을 이용한 고내열성의 실리콘계 고무, 그 외에도 FKM 고무를 포함하는 불소계 고무, 지오콜고무, 에피클로히드린 고무, 알핀 고무, 염소화부틸 고무, 부틸 고무, IIR고무 등 많은 합성고무가 생산되고 있다.
액상 고무는 액체 상태의 중합체이지만, 가교 반응을 한 후에는 고무 탄성을 나타내는 합성고무이다. 액상 고무는 고분자 사슬의 양쪽 끝에 아미노기, 하이드록시기, 카르복실기, 이소시아네이트기, 할로겐기, 아크릴기 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 액상 고무는 니트릴-부타디엔-러버(NBR)계 액상 고무, 스티렌-부타디엔 러버(SBR)계 액상 고무, 실리콘(silicone)계 액상 고무, 우레탄계 액상 고무, (메타)아크릴계 액상 고무, 클로로프렌 러버(CR)계 액상 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM)계 액상 고무, 불소계 액상 고무 등을 각각 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
우레탄 액상 고무로는 TSE사의 Millathane millable 제품군, 미원상사의 PU340, PU3400, HS켐트론의 HSC2067, HSC3007 등이 있으며, NBR계 액상 고무로는 케니마사의 N280, 실리콘계 액상 고무로는 모멘티브사의 UV Electro 235-2, UV LSR 2030, UV LSR 2060 등이 있으며, 특별히 이에 제한하는 것은 아니다.
액상 고무는 광학 필름용 조성물 중 고형분 기준으로 1~50중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 경화 후 복원성과 우수한 내스크래치성을 제공할 수 있다. 바람직하게는 10~40중량%, 더 바람직하게는 30~40중량%로 포함될 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물
자외선 경화형 불포화 화합물로는 (메타)아크릴레이트계 올리고머, (메타)아크릴레이트계 모노머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
(메타)아크릴레이트계 올리고머는 통상의 (메타)아크릴레이트 올리고머들을 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 중량평균분자량이 1,000 내지 100,000g/mol인 올리고머를 사용할 수 있다. 구체적으로, 우레탄계 (메타)아크릴레이트, 에폭시계 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르계 (메타)아크릴레이트, 불소계 (메타)아크릴레이트, 플루오렌계 (메타)아크릴레이트, 실리콘계 (메타)아크릴레이트, 인산계 (메타)아크릴레이트, 말레이미드 개질 (메타)아크릴레이트, 아크릴레이트(메타크릴레이트) 등을 각각 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
우레탄계 (메타)아크릴레이트는 폴리올, 이소시아네이트계 화합물 및 (메타)아크릴레이트로 합성된, 분자 구조 중에 우레탄 결합을 갖는 올리고머를 포함할 수 있다. 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 링 개환 테트라하이드로퓨란 프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리부타디엔디올, 폴리디메틸실록산디올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-시클로헥산 디메탄올, 비스페놀-A, 수소화된 비스페놀-A 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이소시아네이트계 화합물은 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 1,3-자일렌 디이소시아네이트, 1,4-자일렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 1,6-헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. (메타)아크릴레이트는 탄소수 1~50의 알킬기 및 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다.
에폭시계 (메타)아크릴레이트는 중간의 분자 구조가 2-브로모히드로퀴논, 레졸시놀, 카테콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 등의 비스페놀류, 4,4'-디히드록시비페닐, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등의 골격으로 되어진 (메타)아크릴레이트 올리고머, 또는 알킬기, 아릴기, 메틸올기, 알릴기, 환상 지방족기, 할로겐(테트라브로모비스페놀 A 등), 니트로기 등으로 이루어진 (메타)아크릴레이트 올리고머군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다.
말레이미드 개질 (메타)아크릴레이트는 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는 화합물, 예를 들어 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-톨릴렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸비페닐렌)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸디페닐메탄) 비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디에틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴비스(1-(4-말레이미드페녹시)-2-시클로헥실벤젠, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)헥사플루오르프로판 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상과 (메타)아크릴레이트, 예를 들면 탄소수 1~50의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트로부터 제조된 올리고머를 사용할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물 중 자외선 경화형 불포화 화합물인 (메타)아크릴레이트계 올리고머는 비스페놀 A계 (메타)아크릴레이트, 비스페놀 F계 아크릴레이트, 비스페놀 S계 (메타)아크릴레이트, 노볼락계 에폭시 (메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오 디페닐 디아크릴레이트 및 페닐티오에틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물 중 자외선 경화형 불포화 화합물인 (메타)아크릴레이트계 모노머는 통상의 (메타)아크릴레이트 모노머들을 제한없이 사용할 수 있다.
예를 들어, (메타)아크릴레이트 모노머는 벤질 (메타)아크릴레이트, 페녹시벤질 (메타)아크릴레이트, 2-페닐페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필 (메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시알킬 (메타)아크릴로일 포스페이트, 4-히드록시 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 글리세린 디(메타)아크릴레이트, t-하이드로퍼퓨릴 (메타)아크릴레이트, iso-데실 (메타)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시) 에틸 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 트리데실 (메타)아크릴레이트, 에톡시부가형 노닐페놀 (메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, t-에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에톡시 부가형 비스페놀-A 디(메타)아크릴레이트, 사이클로헥산디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 페녹시-t-글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-메타아크릴로일록시에틸 포스페이트, 디메틸올 트리사이클로 데케인 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판벤조에이트 아크릴레이트, 플루오렌계 (메타)아크릴레이트, 비스페놀 F계 (메타)아크릴레이트, 비스페놀 A계 에폭시 (메타)아크릴레이트, 노볼락계 에폭시 (메타)아크릴레이트, 페닐페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오 디페닐 디(메타)아크릴레이트, 페닐티오에틸 (메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 자외선 경화형 불포화 화합물인 (메타)아크릴레이트계 올리고머와 모노머 중에서도 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 또는 모노머를 포함할 수 있다. 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 (메타)아크릴레이트는 광학 필름용 조성물의 경화 후 프리즘층의 탄성력을 향상시킴으로써 복원성을 증가시켜 내스크래치성의 향상에 도움을 줄 수 있다.
바람직하게는 에틸렌옥사이드기를 10~50mol%, 더 바람직하게는 10~40mol% 가장 바람직하게는 10~30mol%를 함유하는 (메타)아크릴레이트 올리고머 또는 모노머를 사용할 수 있다.
에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 또는 모노머는 광학 필름용 조성물 중 고형분 기준으로 5~90중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 조성물의 경화 후 프리즘층의 탄성력을 향상시킴으로써 복원성을 증가시켜 내스크래치성의 향상에 도움을 줄 수 있다. 바람직하게는 5~80중량%, 더 바람직하게는 10~70중량%, 가장 바람직하게는 10~50중량%로 포함될 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물은 액상 고무 100중량부에 대해 10~900중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 기재필름에의 젖음성이 좋아 접착력이 저하되지 않고 고분자 주쇄의 유연성이 떨어지지 않아 광학 필름, 특히 프리즘 필름 제조 후 크랙이 발생할 가능성이 낮다. 바람직하게는 자외선 경화형 불포화 화합물은 액상 고무 100중량부에 대해 50~300중량부, 더 바람직하게는 100~250중량부, 가장 바람직하게는 135~213중량부로 포함될 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물은 광학 필름용 조성물 중 고형분 기준으로 25~90중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 경화 후의 매트릭스가 안정적으로 가교된 망상구조를 지닐 수 있다. 바람직하게는 50~80중량%, 더 바람직하게는 54~64중량%로 포함될 수 있다.
대전방지제
대전방지제는 광학 필름용 조성물의 경화 후 제조된 광학 필름의 제조 또는 조립 과정에서의 대전성을 방지할 수 있다. 대전방지제는 특별히 제한은 없지만, 실리콘계 반응형 수지에 에틸렌 옥사이드나 프로필렌 옥사이드에 이온전도성 금속이 이온 결합되어 있는 이온전도성 폴리머가 결합된 것일 수 있다.
대전방지제는 하기 화학식 1과 같이 반응형 실리콘 체인에 이온전도성 폴리머가 결합된 수지일 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112011098599017-pat00001
(상기 식에서, R은 (CH2)m 또는 O(산소)이고, m은 1 내지 10의 정수이고, R'은 -CH3 또는 -CH=CH2이고, M은 알칼리 금속이다).
바람직하게는 M은 리튬이 될 수 있다.
대전방지제는 통상적인 실리콘계 반응형 수지와, 에틸렌 옥사이드나 프로필렌 옥사이드에 이온전도성 금속이 이온 결합되어 있는 이온전도성 폴리머를 결합하여 사용할 수도 있고, 상업적으로 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수도 있다. 예를 들면 나노켐텍사의 HR-E, ELECON-600DA, ELECON-700DA, 또는, KOEI사의 IL-A21-9, IL-A2, IL-A5 등 Ionic Liquid Series 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 사용할 수 있다.
대전방지제는 광학 필름용 조성물 중 고형분 기준으로 0.1~10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 대전방지성 효과가 나타날 수 있고 고온/고습 환경에서 이온성 성분이 표면으로 상당량 부상하지 않아 계면간의 부착성 및 광학 필름의 기계적, 광학적 특성이 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 0.1~5중량%로 포함될 수 있다.
실리콘 첨가제
실리콘 첨가제는 광학 필름용 조성물에서 조성물과 금형 몰드와의 이형성을 높일 수 있다.
실리콘 첨가제는 통상적으로 폴리에테르 실록산 공중합체, 유기변성 폴리실록산계 화합물 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상업적으로 시판되는 제품은 예를 들면 BYK사의 BYK UV-3500, BYK UV-3530, 또는, TEGO사의 TEGO Glide-100, TEGO Glide-ZG400, TEGO Glide-450 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 사용할 수 있다.
실리콘 첨가제는 광학 필름용 조성물 중 고형분 기준으로 0.01~10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 금형 몰드와의 이형성이 향상될 수 있고 고온, 고습 환경에서의 계면간의 부착성 및 광학 필름의 기계적 광학적 특성이 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 0.01~5중량%로 포함될 수 있다.
개시제
개시제는 광학 필름용 조성물에서 자외선에 의한 경화를 위해 사용된다. 개시제는 광중합 개시제 또는 라디칼 개시제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 개시제는 프로파논계, 케톤계, 포스핀옥사이드계, 포스페이트계의 개시제를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
개시제는 광학 필름용 조성물 중 고형분 기준으로 0.5~7중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 광반응성이 높아 광학 필름의 기계적 강도가 저하되지 않고 프리즘층의 황변성 등 광학적 특성이 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 1~6중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 광학 필름용 조성물은 25℃, 10~100rpm에서 300~3,000cps의 점도를 가질 수 있다. 이러한 점도는 광학 필름 제조 공정 조건에 적절하다.
본 발명의 다른 관점인 광학 필름의 제조 방법은 상기 광학 필름용 조성물을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은
광학 필름용 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하는 단계;
상기 인각롤에 도포된 광학 필름용 조성물과 기재필름의 일면을 접촉시킨 상태에서 상기 광학 필름용 조성물을 경화시키는 단계; 및
상기 경화되어 기재필름에 접착된 광학 필름용 조성물 코팅층을 인각롤로부터 분리하여 광학 필름을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
광학 필름용 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하는 방법은 통상적인 도포 방법을 사용할 수 있다.
기재필름으로는 투명한 재질로 이루어진 것으로, 구체적인 재질로는 유리, 투명 합성수지 등이 사용될 수 있다. 일반적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질을 사용할 수 있다.
광학 필름용 조성물의 경화는 190nm~450nm 파장의 자외선, 100~900mJ/cm2의 에너지를 조사하여 수행될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
생성된 광학 필름의 프리즘층의 높이는 30~50㎛가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 광학 필름은 상기 광학 필름용 조성물로부터 제조할 수 있다. 광학 필름은 통상적으로 광학 필름으로 분류되는 것이라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 프리즘 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 광학 표시 장치는 상기 광학 필름을 포함할 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.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
(A) 액상 고무로
- 우레탄계 액상 고무로 미원상사의 PU340(A1)
- 우레탄계 액상 고무로 HS켐트론의 HSC2067(A2)
- 우레탄계 액상 고무로 HS켐트론의 HSC3007(A3)
- NBR계 액상 고무로 케니마사의 N280(A4)
- 실리콘계 액상 고무로 모멘티브사의 UV Electro 235-2(A5)
- 실리콘계 액상 고무로 모멘티브사의 UV LSR 2060(A6)
(B) 자외선 경화형 불포화 화합물로
페녹시벤질 아크릴레이트(B1), 에틸렌옥사이드 10mol%를 함유하는 아크릴레이트(B2), 에틸렌옥사이드 30mol%를 함유하는 아크릴레이트(B3), 플루오렌계 아크릴레이트(B4), 비스페놀 F계 아크릴레이트(B5), 노볼락계 에폭시 아크릴레이트(B6), 페닐페녹시 에틸 아크릴레이트(B7), 비스페놀 A계 에폭시 아크릴레이트(B8), 에톡시레이티드 티오 디페닐 디아크릴레이트(B9)
(C) 대전방지제로 실리콘 변성 이온전도성 아크릴레이트인 나노켐텍의 HR-E
(D) 실리콘 첨가제로 폴리에테르 변성 아크릴 작용기가 부가된 폴리디메틸실록산인 BYK의 UV-3530
(E) 개시제로 Ciba의 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤인 Irgacure 184(E1)와 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀 옥시드(Chemcure TPO)(E2)
(F) 고경도 우레탄 아크릴레이트로 미원상사의 Miramer PU370을 사용하였다.
실시예 1-6: 광학 필름용 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 성분을 기재된 함량(단위:중량부)으로 혼합하여 광학 필름용 조성물을 제조하였다.
비교예 1: 광학 필름용 조성물의 제조
상기 실시예 1에서 우레탄계 액상 고무인 PU340(A1) 대신에 에틸렌옥사이드 30mol%를 함유하는 아크릴레이트(B3)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 광학 필름용 조성물을 제조하였다.
비교예 2: 광학 필름용 조성물의 제조
상기 실시예 4에서 NBR계 액상 고무인 케니마사의 N280(A4) 대신에 고경도 우레탄 아크릴레이트(미원상사, Miramer PU370)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 광학 필름용 조성물을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2
(A) (A1) 40 - - - - - - -
(A2) - 40 - - - - - -
(A3) - - 40 - - - - -
(A4) - - - 30 - - - -
(A5) - - - - 30 15 - -
(A6) - - - - - 20 - -
(B) (B1) 20 20 25 20 20 15 20 20
(B2) - 10 - - - 10 - -
(B3) 10 - - - - - 50 -
(B4) - - 15 - 14 - - -
(B5) - 10 - 20 - - - 20
(B6) 24 - - - 15 - 24 -
(B7) - - 14 - 15 - - -
(B8) - 14 - - - 20 - -
(B9) - - - 24 - 14 - 24
(C) 2 2 2 2 2 2 2 2
(D) 1 1 1 1 1 1 1 1
(E) (E1) 2 2 2 2 2 2 2 2
(E2) 1 1 1 1 1 1 1 1
(F) - - - - - - - 30
실험예 : 광학 필름용 조성물 또는 제조된 프리즘 필름의 물성 평가
상기 실시예와 비교예에서 제조된 광학 필름용 조성물을 프리즘층이 인각된 소프트 몰드 또는 금속 몰드에 도포하고, 기재필름의 일면을 상기 인각 몰드에 도포된 코팅면과 접촉시킨 상태에서, 자외선을 조사하여 코팅된 조성물을 광경화시키고, 상기 기재필름에 접착되어 경화된 코팅층을 인각 몰드로부터 분리시킴으로서, 상기 기재필름의 일면에 프리즘층이 형성된 프리즘 필름을 제조하였다. 이때, 프리즘층의 높이는 30㎛가 되도록 형성하고, 자외선은 190nm의 파장을 사용하되, 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌브(Type-D bulb)를 장착하여 500mJ/㎠의 에너지로 조사하였다.
제조된 프리즘 필름 또는 조성물에 대해 하기 표 2에 기재된 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
<물성 평가 방법>
1) 굴절율 : 광경화형 수지 조성물의 굴절율을 측정하기 위해 굴절계(모델명 : 1T, 일본 ATAGO ABBE)를 사용하여 굴절율을 측정하였다. 측정을 위한 광원은 589.3㎚의 D광선 나트륨램프를 이용한다.
2) 휘도(Cd/㎡) : 17인치 액정 디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 제작된 프리즘 필름을 고정하고, 휘도계(모델명 : BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 25지점 및 9지점의 휘도를 측정하여 평균값을 구하였다.
3) 내스크래치성(g) : 투명 PET 기재필름에 조성물을 코팅한 후 경화한 다음, 경화된 프리즘 층이 Anti-Glare 면에 접촉하도록 뒤집어 놓고, 500g 사이의 분동을 올린 상태에서 10cm 간격으로 10회 왕복시킨 후 프리즘이 손상되기 시작한 무게를 측정한다.
4) 황변(△YI) : 50℃, 0.34W/㎡ Weather-O-meter에 200시간 동안 방치한 후, 색차계를 이용하여 변색 정도를 측정하였다.
5) 접착력(잔류 개수) : 투명 PET 기재필름에 광경화형 수지 조성물을 코팅한 후 경화한 다음, 경화된 프리즘 층 만을 10×10㎟의 영역 내에서 100개의 매트릭스 구조로 절개한 후, 그 위에 테이프를 접착하고 수직으로 강하게 이형하면서 떨어져 나온 매트릭스의 개수를 표기한다.
6) 표면 저항(Ω/cm2) : 투명 PET 기재필름에 조성물을 코팅한 후 경화한 다음, 일본 동아전지공업사의 DSM-8103 을 이용하여 일정 전압을 인가하여 표면 저항을 측정한다.
7) 이형성 : 프리즘 형상이 새겨진 금속 몰드와 폴리에스터 기재 필름 사이에 본 발명의 실시 예에서 언급한 광경화형 수지 조성물을 투입하여 라미네이션 후 금형 몰드에서 기재 필름이 이형되는 순간의 이형소리 등의 공정성을 0 ~ 10점의 이형성 점수로 나타낸다. 10점이 우수한 이형 특성을 보이는 것으로 정의한다.
8) 점도 : 조성물에 대해 Brookfield 점도계(Brookfield Co., DV-II+ PRO viscometer)를 사용하여 25℃, 10~100rpm에서 점도를 측정한다.
굴절률 휘도
(Cd/㎡)
내스크래치성(g) 황변
(△YI)
접착력
(개)
표면저항
(Ω/cm2)
이형성 점도
(cps)
실시예 1 1.540 3475 610 5.4 100 4.0x1011 10 950
실시예 2 1.548 3525 590 5.5 100 3.2x1010 10 1,000
실시예 3 1.550 3531 550 5.1 100 3.9x1010 10 890
실시예 4 1.551 3539 530 5.1 100 3.0x1011 10 860
실시예 5 1.549 3530 570 5.9 100 2.5x1010 10 1,520
실시예 6 1.556 3567 650 5.3 100 2.7x1011 10 1,300
비교예 1 1.541 3471 180 7.7 90 9.1x1012 8 280
비교예 2 1.532 3424 90 7.3 95 4.3x1012 8 250
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 광경화형 수지 조성물로 제조된 프리즘 필름은 내스크래치성이 높고, 휘도와 굴절률이 향상되었으며, 기재필름과의 접착력도 향상된 것으로 나타났다. 또한, 공정 조건에 적절한 점도 특성을 가져 이형성이 좋고 대전방지제 등을 포함하고 있어 우수한 대전방지 효과도 갖고 있음을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 액상 고무(liquid rubber), 자외선 경화형 불포화 화합물, 대전방지제, 실리콘 첨가제 및 개시제를 포함하며,
    상기 액상 고무는 니트릴-부타디엔-러버(NBR)계 액상 고무, 스티렌-부타디엔 러버(SBR)계 액상 고무, 실리콘(silicone)계 액상 고무, 우레탄계 액상 고무, (메타)아크릴계 액상 고무, 클로로프렌 러버(CR)계 액상 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM)계 액상 고무, 불소계 액상 고무 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 자외선 경화형 불포화 화합물은 (메타)아크릴레이트계 올리고머, (메타)아크릴레이트계 모노머 또는 이들의 혼합물을 포함하는 광학 필름용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 액상 고무는 중량평균분자량이 1,000 내지 1,000,000g/mol인 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액상 고무는 상기 조성물 중 1~50중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물은 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 또는 그의 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 또는 모노머는 상기 조성물 중 5~90중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물은 상기 액상 고무 100중량부에 대하여 10~900중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 상기 액상 고무 1~50중량%, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물 25~90중량%, 상기 대전방지제 0.1~10중량%, 상기 실리콘 첨가제 0.01~10중량% 및 상기 개시제 0.5~7중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 25℃ 및 10~100rpm에서 300~3,000cps의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 조성물.
  11. 제1항, 제3항, 제4항 및 제6항 내지 제10항 중 어느 항의 조성물로 제조된 광학 필름.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광학 필름은 프리즘 필름인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
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