KR20070056902A - 광확산필름 - Google Patents

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KR20070056902A
KR20070056902A KR1020060038754A KR20060038754A KR20070056902A KR 20070056902 A KR20070056902 A KR 20070056902A KR 1020060038754 A KR1020060038754 A KR 1020060038754A KR 20060038754 A KR20060038754 A KR 20060038754A KR 20070056902 A KR20070056902 A KR 20070056902A
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도우성
윤덕선
임채석
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도우성
주식회사 카노텍
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Abstract

연성화된 자외선 경화형 수지에 유기입자가 총중량에 대하여 20-40중량% 첨가되어 플라스틱 기재의 전면에 5-30㎛ 두께로 코팅형성된 광확산층과, 상기한 연성화된 자외선 경화형 수지에 유기입자가 총중량에 대하여 3-10중량% 첨가되어 플라스틱 기재의 후면에 1-20㎛ 두께로 코팅 형성된 블록킹 방지층으로 구성되는 광확산필름을 제공하여, 광확산 효과가 우수하면서 표면이 매끄럽고 컬링 현상이 나타나지 않도록 한 것이다.
광확산층, 블로킹 방지층, 올리고머, 모노머, 유기입자, 광확산필름, 자외선경화

Description

광확산필름{PHOTO DIFFUSION FILM}
도 1은 본 발명에 따른 광확산필름을 나타내는 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 플라스틱 기재 3 : 광확산층
5 : 블록킹 방지층
본 발명은 광확산필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연성화된 자외선 경화형 수지를 사용하고 유기입자를 총중량에 대하여 20-40중량% 첨가하여 필름의 전면과 배면에 각각 광확산층과 블록킹 방지층을 형성하여 광확산효과가 우수하면서 표면이 매끄럽고 컬링 현상이 나타나지 않도록 한 광확산필름에 관한 것이다.
광확산필름은 백라이트 유닛(Back Light Unit)의 형광램프에서 나온 빛을 산란, 반사, 굴절시켜 빛을 확산시킴과 동시에 빛의 투과가 많이 이루어지도록 하여 LCD 화면 전체에 빛을 골고루 확산시켜 주는 역할을 한다.
이러한 광확산필름의 제조 방식은 크게 열경화 방식과 자외선 경화 방식으로 나눌 수 있다.
이 중 열경화 방식은 고온 경화가 많기 때문에 고온에서 변형되는 소재는 사용할 수 없고, 경화시키는데 에너지 소비가 커서 비용이 많이 든다. 또한, 경화 장치(heating oven)가 크기 때문에 설치 면적이 크고, 경화 시간이 수 분에서 수 시간 단위이며 72시간의 후경화 공정을 필요로 하기 때문에 생산성과 제품의 균일성이 떨어진다. 또한, 가교제로 이소시아네이트(isocyanate)를 사용함으로써 제품의 칼라 인덱스(Color Index)가 황색으로 치우치는 경향이 있으며 공정 중 건조시 코팅제의 이탈현상으로 인한 이물 생성은 제품 품질을 저하시키는 원인으로 작용한다.
자외선(Ultraviolet) 경화 방식이란 자외선을 도료 성분 중의 광개시제가 흡수하여 반응성을 나타낸 후 모노머 또는 올리고머(oligomer)와 반응하여 중합을 일으키는 것을 이용한 경화 방식으로 열처리가 곤란한 물질에 적용이 가능하며 열경화 방식에 비해 저장 안정성도 우수하고 상온에서 수 초 내에 경화가 가능하므로 생산성 면에서도 우수하여 다양한 분야에서 이용되는 중요한 코팅 기술이다.
자외선 경화형 수지를 사용한 광확산필름 제조 방식은 대한민국 특허 공개번호제 10-2005-0004231호 등에 일부 소개되었지만, 몇 가지 문제점으로 인해 실제 생산 공정에 적용되지 못하고 있다.
상기한 문제점을 살펴보면, 투명 플라스틱 기재의 한쪽 면에 일정 두께 이상의 도막이 적층되면 자외선 경화시 코팅된 도막의 수축으로 인해 기재의 컬링(Curling)이 발생된다. 그리고 사용되는 수지의 경도가 높아서 확산필름 컷팅(Cutting)시 코팅 도막의 깨짐(Crack)과 이물 발생현상이 나타나며, 유기입자가 저중량비로 투입되어 실제적 광확산 기능보다 소광 또는 무광 효과가 우선되어 광학적 특성의 저하가 발생되어 광확산필름으로 적용이 불가능한 경우가 많았다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연성화된 자외선 경화형 수지를 사용하고 유기입자를 총중량에 대하여 20-40중량% 첨가하여 필름의 전면과 배면에 각각 광확산층과 블록킹 방지층을 형성하여 광확산 효과가 우수하면서 표면이 매끄럽고 컬링 현상이 나타나지 않도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 연성화된 자외선 경화형 수지에 유기입자가 총중량에 대하여 20-40중량% 첨가되어 플라스틱 기재의 전면에 5-30㎛ 두께로 코팅형성된 광확산층과, 상기한 연성화된 자외선 경화형 수지에 유기입자가 총중량에 대하여 3-10중량% 첨가되어 플라스틱 기재의 후면에 1-20㎛ 두께로 코팅 형성된 블록킹 방지층으로 구성되는 광확산 필름을 제공하여, 광확산 효과가 우수하면서 표면이 매끄럽고 컬링 현상이 나타나지 않도록 한 것이다.
이상과 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 광확산필름을 나타내는 단면도로서, 플라스틱 기재(1)의 전면에 광확산층(3)이 5-30㎛ 두께로 코팅 형성되고, 플라스틱 기재(1)의 후면에 블록킹 방지층(5)이 1-20㎛ 두께로 코팅 형성된다.
상기한 구성에서 광확산층은 연성화된 자외선 경화형 수지 60-80중량%에 유기입자를 20-40중량% 첨가한 것이고, 블록킹 방지층은 연성화된 자외선 경화형 수지90-97중량%에 유기입자를 3-10중량% 첨가한 것이다.
한편, 자외선 경화형 수지는 올리고머와 모노머, 광중합 개시제, 유기용제 및 분산제로 구성되며, 상기한 자외선 경화형 수지를 연성화하는 것은 올리고머와 모노머, 광중합 개시제, 유기용제를 적절하게 혼합하여 이루어진다.
이중, 올리고머에는 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트, 폴리에텔아크릴레이트, 폴리올아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트 등의 아크릴레이트류, 에폭시수지, 폴리에스테르메타아크릴레이트, 폴리에텔메타아크릴레이트 등의 메타아크릴레이트류, 불포화폴리에스테르류, 스티렌수지계류 등이 5-20 중량%가 사용된다.
모노머에는 아크릴산-2-에틸메틸헥실, 아크릴산메톡시에틸, 아크릴산부틸 등의 아크릴산에스테르류, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드 등의 불포화칼본산아미드, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트 등의 다관능성 화합물, 아크릴산-2-에틸 등의 불포화산의 치환 아미노알콜-에스테르류, 스틸렌, C-메틸스틸렌 등의 스틸렌 모노머, 트리메티롤프로판트리티오크릴레이트, 트리메티롤프로판트리티오르로필레이트, 벤타에리스리톨테트라티오글리콜 등의 폴리티올화합물을 2~10중량%가 사용된다.
광중합 개시제는 캄파퀴논, 알파-나프톨, 벤질, 2,4-디에틸티오키산톤, 트리 메틸벤조일 디페닐술핀옥시드, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, n-부틸아민, 트리에틸아민, 4-디메틸아미노안식향산 이소아밀, 히드로실란류, 술포닐히드라지드 유도체를 1~5 중량%가 사용된다.
유기용제는 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등의 알콜류, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등의 에스테르류를 40~80 중량%로 혼합하여 사용된다.
유기입자는 입도분포도 및 입경 크기가 균일한 단분산 유기입자와 입도분포도 및 입경 크기가 균일하지 않은 다분산 유기입자로 분류되며, 폴리메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트 등의 아크릴계, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계를 20~40 중량%가 사용된다.
분산제는 3-7중량%가 사용된다.
이하 본 발명에 따른 광확산 필름을 제조하기 위한 광확산층과 블록킹 방지층의 조성예를 하기에서 살펴본다.
< 실시예1 >
투명 플라스틱 기재로 투명 폴리에스테르 필름(A4300, 125,188㎛, 일본 TOYOBO사 제품/ XG531, 125,188㎛, TORAY-SAEHAN社 제품/ SH36H, 125,188㎛, SKC社 / FHSO, 125㎛, KOLON社/ 일본 Mitsubishi社), 폴리카보네이트 필름(LOFO社)의 한 면에 블로킹 방지층 도포액을 마이크로 그라비아, 그라비아, 슬롯-다이를 사용하여 10~100㎛ 두께로 도포하여 건조 후, 경화시킨 다음에 투명 폴리에스테르 필름의 반대면에 광확산층 도포액을 마이크로 그라비아, 그라비아, 슬롯-다이를 사용하여 1~50㎛ 두께로 도포하여 건조 후 경화 시켜서 광확산필름을 제조한다.
상기에서 광확산층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 10 중량%, 아크릴아미드 모노머 5 중량%, 알파-나프톨 광중합개시제 2 중량%, 메틸에틸케톤 20 중량%, 이소프로필알콜 20 중량%, 톨루엔 10 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 28 중량%(평균입경 8㎛, MBX-8, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-168, 독일 BYK Chemie사 제품)로 조성된다.
블로킹 방지층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 12 중량%, 아크릴아미드 모노머 6 중량%, 알파-나프톨 광중합개시제 2 중량%, 메틸에틸케톤 28 중량%, 메틸이소부틸케톤 28 중량%, 톨루엔 14 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 5 중량%(평균입경 5㎛, MBX-5, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-168, 독일 BYK Chemie사 제품)로 조성된다.
< 실시예2 >
실시예1과 동일한 조건과 방법을 사용하여 아래와 같은 도포액 조성으로 광확산필름을 제조하였으며, 광확산층은 폴리에텔메타크릴레이트 올리고머 8 중량%, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트 모노머 3 중량%, 트리에틸아민 광중합개시제 1 중량%, 메틸에틸케톤 29 중량%, 자일렌 29 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 25 중량%(평균입경 8㎛, MB30X-8, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-169, 독일 BYK Chemie사 제품)를 사용하고,
블로킹 방지층은 폴리에텔메타크릴레이트 올리고머 10 중량%, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트 모노머 4 중량%, 트리에틸아민 광중합개시제 1 중량%, 이소프로필알콜 38.5 중량%, 톨루엔 38.5 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 3 중량%(평균입경 5㎛, MB30X-5, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-169, 독일 BYK Chemie사 제품)를 사용한다.
< 실시예3 >
실시예1과 동일한 조건과 방법을 사용하여 아래와 같은 도포액 조성으로 광확산필름을 제조하였다.
광확산층은 폴리에스테르아크릴레이트 올리고머 12 중량%, 아크릴산메톡시에틸 모노머 6 중량%, 트리에틸아민 광중합개시제 2 중량%, 이소프로필알콜 24.5 중량%, 벤젠 24.5 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 25 중량%(평균입경 8㎛, MB30X-8, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 6 중량% (Disperbyk-164, 독일 BYK Chemie사 제품)를 사용하고,
블로킹 방지층은 폴리에스테르아크릴레이트 올리고머 14 중량%, 아크릴산메톡시에틸 모노머 9중량%, 트리에틸아민 광중합개시제 2 중량%, 메틸알콜 33 중량%, 톨루엔 33 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 3 중량%(평균입경 5㎛, MB30X-5, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 6 중량% (Disperbyk-164, 독일 BYK Chemie사 제품)를 사용한다.
< 실시예4 >
실시예1과 동일한 조건과 방법을 사용하여 아래와 같은 도포액 조성으로 광확산필름을 제조하였다.
광확산층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 8 중량%, 에틸렌글리콜아크릴레이트 모노머 3 중량%, 트리메틸벤조일 디페닐술핀옥시드 광중합개시제 1 중량%, 메틸에틸케톤 25 중량%, 이소프로필알콜 25 중량%, 자일렌 14 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 20 중량%(평균입경 10㎛, MR-10HG, 일본 Soken사 제품), 분산제 4 중량% (Disperbyk-161, 독일 BYK Chemie사 제품)를 사용하고,
블로킹 방지층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 10 중량%, 에틸렌글리콜아크릴레이트 모노머 4 중량%, 트리메틸벤조일 디페닐술핀옥시드 광중합개시제 1 중량%, 메틸에틸케톤 30 중량%, 메틸알콜 30 중량%, 자일렌 18 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 3 중량%(평균입경 5㎛, MR-7HG, 일본 Soken사 제품), 분산제 4 중량% (Disperbyk-161, 독일 BYK Chemie사 제품)를 사용한다.
< 비교예1 >
실시예1과 동일한 조건과 방법을 사용하여 아래와 같은 도포액 조성으로 광확산필름을 제조하였다.
광확산층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 10 중량%, 아크릴아미드 모노머 5 중량%, 알파-나프톨 광중합개시제 2 중량%, 메틸에틸케톤 24 중량%, 메틸이소부틸케톤 24 중량%, 톨루엔 12 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 18 중량%(평균입경 8㎛, MBX-8, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-168, 독일 BYK Chemie사 제품),
블로킹 방지층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 12 중량%, 아크릴아미드 모노머 6 중량%, 알파-나프톨 광중합개시제 2 중량%, 이소프로필알콜 28 중량%, 에틸아세테이트 28 중량%, 톨루엔 14 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 5 중량%(평균입경 5㎛, MBX-5, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-168, 독일 BYK Chemie사 제품)로 조성된다.
< 비교예2 >
실시예1과 동일한 조건과 방법을 사용하여 아래와 같은 도포액 조성으로 광확산필름을 제조하였다.
광확산층은 폴리에텔메타아크릴레이트 올리고머 6 중량%, 에틸렌글리콜아크릴레이트 모노머 5 중량%와 2,4-디에틸티오키산톤 광중합개시제 1 중량%, 메틸에틸케톤 31.5 중량%, 톨루엔 31.5 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 20 중량%(평균입경 8㎛, MB30X-8, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-169, 독일 BYK Chemie사 제품)으로 조성되고,
블로킹 방지층은 폴리에텔메타아크릴레이트 올리고머 8 중량%, 에틸렌글리콜아크릴레이트 모노머 6 중량%와 2,4-디에틸티오키산톤 광중합개시제 1 중량%, 메틸 에틸케톤 38.5 중량%, 자일렌 38.5 중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 다분산 구형입자 3 중량%(평균입경 5㎛, MB30X-5, 일본 Sekisui사 제품), 분산제 5 중량% (Disperbyk-169, 독일 BYK Chemie사 제품)으로 조성된다.
< 비교예3 >
실시예1과 동일한 조건과 방법을 사용하여 아래와 같은 도포액 조성으로 광확산필름을 제조하였다.
광확산층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 12 중량%, 아크릴아미드 모노머 6 중량%, 알파-나프톨 광중합개시제 3 중량%, 메틸에틸케톤 28 중량%, 이소프로필알콜 28 중량%, 톨루엔 14 중량%, 실리카 구형입자 5 중량%(평균입경 4.0㎛, SYLOID C803, GRACE Davison사 제품), 분산제 4 중량% (Disperbyk-161, 독일 BYK Chemie사 제품)로 조성된다.
헤이즈 (%) 전광선투과율(%) 휘도(cd/m2)
실시예1 88.4 98.7 4741
실시예2 89.4 97.1 4698
실시예3 88.6 97.6 4685
실시예4 90.1 98.6 4727
비교예1 81.3 92.8 4537
비교예2 76.8 88.2 4529
비교예3 84.2 86.4 4474
상기한 표 1은 실시예 1내지 4와 비교예 1내지 3에 따른 헤이즈(Haze), 전광선투과율, 휘도특성을 나타내는 것으로, 헤이즈란 빛이 통과할 때 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐린 정도를 말하고, 휘도는 일정한 넓이를 가진 광원 또는 빛의 반사체 표면의 밝기를 나타내는 양을 나타낸다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면 광확산층의 반대 면에 적정 두께의 도막을 적층하여 컬링현상을 방지하고, 연성화된 자외선 경화형 수지를 사용하여 코팅된 도막의 거칠기를 낮추어 광확산필름의 하단에 위치한 도광판에 스크래치(Scratch)가 발생되지 않도록 하며, 연성화된 자외선 경화형 수지의 사용으로 경도를 일정 수준 이하로 하여 펀칭(Punching)가공시 도막의 깨짐(Crack)현상과 이물을 생성시켜 제품 수율을 떨어뜨리는 현상을 억제하여, 광확산필름의 기계적 물성의 변화가 없으며 유연성 및 후가공성이 우수한 도막을 얻을 수 있게 된다.
또한, 유기입자의 중량비를 증가시켜 헤이즈, 전광선투과율 및 휘도 등의 광학적 특성을 향상시켰다.

Claims (3)

  1. 자외선 경화형 수지에 유기입자가 총중량에 대하여 20-40중량% 첨가되어 플라스틱 기재의 전면에 5-30㎛두께로 코팅형성된 광확산층과,
    상기한 자외선 경화형 수지에 유기입자가 총중량에 대하여 3-10중량% 첨가되어 플라스틱 기재의 후면에 1-20㎛ 두께로 코팅 형성된 블록킹 방지층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광확산필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기한 자외선 경화형 수지는 올리고머 5-20중량%와 모노머2-10중량%, 광중합 개시제1-5중량%, 유기용제40-70중량% 및 분산제2-7중량%로 구성되어 연성화된 것임을 특징으로 하는 광확산필름.
  3. 제 1항에 있어서, 상기한 유기입자는 다분산 유기입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 광확산필름.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180111306A (ko) * 2017-03-31 2018-10-11 도레이케미칼 주식회사 반사편광필름, 이를 포함하는 광원어셈블리 및 액정표시장치

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