KR20100086142A - 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 프리즘, 렌즈 또는 하드코팅과 같은 후가공 공정 후에 (수직) 휘도 값이 기존 보다 향상되며 다른 광학적 특성 또한 우수한 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름은 두께 50~500㎛의 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 하고, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 고분자 이접착층으로서 프라이머층을 형성한 광학용 필름으로서, 상기 프라이머층은 우레탄 또는 아크릴 수지를 바인더 수지로 사용하고, 기능성 경화제 및 평균입경 10~300㎚의 실리카 나노입자 표면에 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자를 포함하되, 상기 바인더 수지 1.0~90.0중량%, 상기 기능성 경화제의 1.0~50.0중량% 및 상기 실리카 나노입자 0.1~20.0중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

폴리에스테르 필름, 프라이머층, 휘도, 폴리에스테르 공중합체, 콜로이드성 실리카 나노입자

Description

향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름{OPTICAL POLYESTER LAMINATED FILM WITH IMPROVED BRIGHTNESS}

본 발명은 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 프리즘, 렌즈 또는 하드코팅과 같은 후가공 공정 후에 (수직) 휘도 값이 기존 보다 향상되며 다른 광학적 특성 또한 우수한 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 관한 것이다.

일반적으로,　폴리에스테르 적층필름은 치수 안정성, 두께 균일성 및 광학적 투명성이 우수하여 디스플레이 기기뿐만 아니라 여러 산업용 재료로 그 이용 범위가 매우 넓다.

이러한 광학용 폴리에스테르 적층필름의 경우 프라이머층은 아크릴계 또는 우리탄계 바인더를 사용하고, 생산공정적인 주행성으로 인해 80~200nm의 실리카 입자를 사용하는데 일반적인 실리카 입자의 경우 바인더와 굴절률 차이가 거의 없다. 또한 폴리에스테르 공중합체를 입자 자체로 사용할 경우 폴리에스테르 필름의 연신 과정에서 높은 열로 인해 유기물인 폴리에스테르 공중합체는 무기물인 실리카보다 내구성이 떨어져서 입자의 변형이 일어나게 된다. 일반적인 실리카 입자를 프라이 머층에 사용하는 경우 백라이트에서 발사되는 빛이 필름을 통과하면서 자연적으로 분산되며, 손실이 생겨서 수직으로 통과하여 올라오는 빛이 감소하며, 프리즘, 렌즈, 반사방지층 또는 하드 코팅과 같은 후가공시에 휘도값을 충분히 상승시켜주지 못하는 문제가 발생하고 있다.

따라서 휘도를 향상시키기 위해서는 프라이머층에서부터 굴절률 조절을 통해 빛의 경로를 약간 틀어주면서 빛의 손실을 줄일 수 있는 구조가 필요한 실정이며 이를 위한 기술의 개발이 절실한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 종래의 요구사항에 부응하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리에스테르 필름에 사용되는 프라이머층에 굴절률 차이를 통해 빛의 경로를 약간 바꿔 주어 빛이 손실되는 것을 최대한 줄일 수 있는 구조를 만들어 프리즘, 렌즈 또는 하드코팅과 같은 후가공 후에 수직 휘도 값이 향상되며 다른 광학적 특성 또한 우수한 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 두께 50~500㎛의 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 하고, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 고분자 이접착층으로서 프라이머층을 형성한 광학용 필름으로서, 상기 프라이머층은 우레탄 또는 아크릴 수지를 바인더 수지로 사용하고, 기능성 경화제 및 평균입경 10~300㎚의 실리카 나노입자 표면에 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자를 포함하되, 상기 바인더 수지 1.0~90.0중량%, 상기 기능성 경화제의 1.0~50.0중량% 및 상기 실리카 나노입자 0.1~20.0중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 의해 달성된다.

여기서, 상기 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자의 굴절률은 1.45~1.55인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 기재필름의 면은 전 광선투과율이 85% 이상, 헤이즈 값이 0.3~2% 인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 기재필름과 상기 프라이머층 사이의 접착력은 65℃, 95%습도 하에서 96시간 내습성 테스트 후 100%인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 기재필름은 이축배향 폴리에스테르 필름이고, 상기 프라이머층은 상기 이축배향 폴리에스테르 필름의 1축 연신 후 적어도 한 면에 도포되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프라이머층의 두께는 0.01 ~ 3.00㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 프리즘, 렌즈 또는 하드코팅과 같은 후가공 공정 후에 (수직) 휘도 값이 기존 보다 향상되며 다른 광학적 특성 또한 우수한 등의 효과를 가진다.

따라서, 본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 따르면 필름의 프리즘 렌즈가공이나 하드코트가공, AR 가공 및 확산 등의 후가공시의 휘도 상승 효과가 우수하기 때문에 각종 광학용 부재의 전반에 걸쳐 사용될 수 있다. 특히 광학용 필름으로서, LCD에 사용되는 프리즘 시트용 베이스필름이나 백라이트용 베이스필름, 하드 코트 가공이나 AR 필름용 베이스필름 및 CRT에서 보호필름 등으로서 유용한 등의 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름은 종래의 광학용 폴리에스테르 적층필름과는 달리, 나노 입자를 이용하여 굴절률 구배를 생기게 하여 휘도 상승 효과 및 다른 모든 광학적 특성을 유지 또는 더욱 우수한 특성을 나타내는 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름은 두께 50~500㎛의 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 하고, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 고분자 이접착층으로서 프라이머층을 형성한 광학용 필름으로서, 상기 프라이머층은 우레탄 또는 아크릴 수지를 바인더 수지로 사용하고, 기능성 경화제 및 평 균입경 10~300㎚의 실리카 나노입자 표면에 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자를 포함하되, 상기 바인더 수지 1.0~90.0중량%, 상기 기능성 경화제의 1.0~50.0중량% 및 상기 실리카 나노입자 0.1~20.0중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름을 형성하는 공중합 폴리에스테르계 수지란, 디카르복실산 성분과 분지된 글리콜 성분을 구성성분으로 하는 것이 바람직하다.

분지된 글리콜 성분으로서는 예컨대 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-이소프로필-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-n-헥실-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-n-부틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-n-헥실-1,3-프로판디올, 2,2-디-n-부틸-1,3-프로판디올, 2-n-부틸-2-프로필-1,3-프로판디올 및 2,2-디-n-헥실-1,3-프로판디올 등을 들 수 있다. 상기 분지된 글리콜 성분은 전체 글리콜 성분 중에 10몰% 이상의 비율로 함유시키는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 20몰% 이상의 비율이다. 또한 상기의 분지된 글리콜 성분은 전체 글리콜 성분 중에 80몰% 이하의 비율로 함유시키는 것이 바람직하다. 10몰% 미만에서는 이축배향 폴리에스테르 필름과의 접착성이 불충분하게 되는 경향이 있다. 상기 화합물 이외의 글리콜 성분으로서는, 에틸렌글리콜이 가장 바람직하다. 소량이면, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 헥산디올 또는 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 사용하여도 좋다.

또한, 공중합 폴리에스테르계 수지에 구성성분으로서 함유되는 디카르복실산 성분으로서는, 테레프탈산 및 이소프탈산이 가장 바람직하다. 소량이면 다른 디카르복실산, 특히 디페닐카르복실산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산의 방향족디카르복실산을 가하여 공중합시켜도 좋다. 상기 디카르복실산 성분 외에, 수분산성을 부여시키기 위해서, 5-술포이소프탈산을 1∼10몰%의 범위로 사용하는 것이 바람직하고, 예컨대 술포테레프탈산, 5-술포이소프탈산, 4-술포나프탈렌이소프탈산-2,7-디카르복실산 및 5-(4-술포페녹시) 이소프탈산 및 그 염류 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름의 이접착층(프라이머층)은 분산된 광반응이 가능한 작용기를 포함하는 우레탄 수지에 광개시제를 이용하여 라디칼이나 개환반응을 가공할 때 프라이머 층 위에 코팅하는 UV경화성 수지와의 접착력을 증대시키며, 네트워크 형성으로 인하여 내구성 역시 향상되는 역할을 한다.

본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름의 수용성 코팅액에 사용하기 위하여 계면활성제를 이용하며, 기재 필름의 습윤성을 증가시키고 코팅액을 균일하게 도포하기 위해 공지의 음이온 또는 비이온 계면활성제를 필요량 사용하여 기재 필름에 도포하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 프라이머층은 폴리에스테르 기재필름의 1축 연신 후에 기재필름 위에 수지 바인더 등과 함께 도포하여 형성한다. 이 때 수지가 도포된 층의 두께는 0.01 ~ 5.00㎛가 바람직하며, 보다 바람직하기로는 0.01~3.00㎛로 하는 것이 좋다. 코팅 두께가 0.01㎛보다 얇으면 투명성은 양호해지나 후가공시에 접착력이 떨어지 며, 3.00㎛보다 두꺼울 경우 접착특성은 우수하나 투명성 및 코팅성이 저하되어 바람직하지 않다.

또한 본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에서는 코팅성 및 기능성 향상을 위하여 코팅액에 첨가제를 사용할 수 있고, 그러한 첨가제로는 유기입자, 무기입자, 소포제 등을 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 수용성 고분자 프라이머층에 수지와 굴절률 차이가 비교적 적은 무기 입자를 함유시켜 주행성을 확보할 수 있으며, 하지만, 평균입경이 500㎚를 초과하게 되면 헤이즈에 지장을 주는 문제가 발생된다. 이에 본 발명에서 사용하는 실리카 무기입자의 크기는 10~300㎚ 범위의 입자크기를 가지며, 굴절률 구배를 통해 수직휘도값이 상승한다. 이러한 실리카 무기 입자는 입자의 표면 개질을 통하여 폴리에스터 공중합물를 공유 결합 또는 이온 결합을 통하여 표면에 폴리에스터 공중합물이 도포된 실리카 입자를 만들 수가 있다. 이러한 방법을 이용하여 저 굴절률을 가지는 실리카 나노 입자를 만들 수가 있다. 본 실리카 입자의 경우 표면의 폴리에스터 공중합체에 의해 저굴절률 값을 가지게 됨으로, 프라이머층에 고굴절률 수지를 사용하여 투과율이 높아 고투명 성질을 부과함과 동시에 저굴절 나노 입자를 사용하여 굴절률 구배를 주었을 때 수직 휘도값이 상승하는 효과까지도 볼 수가 있다.

본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에서 상기 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자의 굴절률은 1.45~1.55인 것을 특징으로 한다. 왜냐하면 보통 일반적인 실리카 입자 경우 굴절률 범주가 1.55~1.65이므로 상기 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리 카 나노입자의 굴절률이 1.45~1.55 범위에 있어야 굴절률 구배 현상을 일으켜 프라이머층에서 나타나며, 휘도 증진에 도움을 주기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에서 상기 프라이머층이 형성된 상기 기재필름의 면은 접착력이 95% 이상, 전광선투과율이 85% 이상, 헤이즈가 0.3% ~ 2%, 또한 상기 기재필름과 상기 프라이머층 사이의 접착력은 65℃, 95%습도, 96시간의 고온 고습 조건후 100%인 것을 특징으로 한다.

이하, 다양한 실시예와 비교예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

실시예 1에서 프라이머층은 물 73.9중량%에 아크릴 수지 30중량%가 물에 분산된 아크릴 수지 수분산액 20.0중량%, 멜라민 경화제 30 중량%가 물에 분산된 멜라민 경화제 수분산액 5중량%에 음이온계 계면활성제 10중량%가 물에 분산된 음이온계 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 평균입경 140 nm 크기의 실리카 나노입자 표면에 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카입자 70 중량%가 물에 분산된 콜로이드성 실리카 나노입자 수분산액 0.1중량%를 사용하여 도포액을 제조하였다.

본 실시예에서 사용한 폴리에스테르 기재는 도레이새한㈜에서 생산되는 188㎛의 PET 필름이고 PET 필름을 1축 연신 후 상기 도포액을 도포한 다음 2축 연신하여 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름을 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 2에서 프라이머층은 물 73.9중량%에 폴리우레탄 수지 30중량%가 물에 분산된 폴리우레탄 수지 수분산액 20.0중량%, 멜라민 경화제 30 중량%가 물에 분산된 멜라민 경화제 수분산액 5중량%에 음이온계 계면활성제 10중량%가 물에 분산된 음이온계 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 평균입경 140 nm 크기의 실리카 나노입자 표면에 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카입자 70 중량%가 물에 분산된 콜로이드성 실리카 나노입자 수분산액 0.1중량%를 사용하여 도포액을 제조하였다.

본 실시예에서 사용한 폴리에스테르 기재는 도레이새한㈜에서 생산되는 188㎛의 PET 필름이고 PET 필름을 1축 연신 후 상기 도포액을 도포한 다음 2축 연신하여 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름을 제조하였다.

[비교예 1]

비교예 1에서 프라이머층은 물 73.9중량%에 아크릴 수지 30중량%가 물에 분산된 아크릴 수지 수분산액 20.0중량%, 멜라민 경화제 30 중량%가 물에 분산된 멜라민 경화제 수분산액 5중량%에 음이온계 계면활성제 10중량%가 물에 분산된 음이온계 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 평균입경 140 nm크기의 일반적인 콜로이드성 실리카입자 70 중량%가 물에 분산된 콜로이드성 실리카입자 수분산액 0.1중량% 사용하여 도포액을 제조하였다.

본 비교예에서 사용한 폴리에스테르 기재는 도레이새한㈜에서 생산되는 188㎛의 PET 필름이고 PET 필름을 1축 연신 후 상기 도포액을 도포한 다음 2축 연신하여 광학용 폴리에스테르 적층필름을 제조하였다.

[비교예 2]

비교예 2에서 프라이머층은 물 73.9중량%에 폴리우레탄 수지 30중량%가 물에 분산된 폴리우레탄 수지 수분산액 20.0중량%, 멜라민 경화제 30 중량%가 물에 분산된 멜라민 경화제 수분산액 5중량%에 음이온계 계면활성제 10중량%가 물에 분산된 음이온계 계면활성제 수분산액 1.0중량%, 평균입경 140 nm크기의 일반적인 콜로이드성 실리카입자 70 중량 %가 물에 분산된 콜로이드성 실리카입자 수분산액 0.1중량% 사용하여 도포액을 제조하였다.

본 비교예에서 사용한 폴리에스테르 기재는 도레이새한㈜에서 생산되는 188㎛의 PET 필름이고 PET 필름을 1축 연신 후 상기 도포액을 도포한 다음 2축 연신하여 광학용 폴리에스테르 적층필름을 제조하였다.

[실험예 1]

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 도포액으로 188㎛의 PET 필름에 도포하여 열경화시킨 후 NIPPON DENSHOKU사에서 제조된 HAZE 측정기를 이용하여 탁도와 투과율을 측정하였다.

[실험예 2]

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 도포액으로 188㎛의 PET 필름에 도포하여 열경화시킨 후 TOPCON사에서 제조된 BM7으로 각각의 휘도 값을 측정하였다. 여기서 비교예 1을 기준으로 휘도 값 5000cd를 100%로 하고 상대적인 휘도 값을 비교 실험 하였다.

상기 실험예 1 및 실험예 2에 따른 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

항목	기재 두께 (㎛)	바인더	경화제	폴리에스테르 공중합체 도포된 실리카 나노입자 사용	탁도/ 투과율	휘도
실시예1	188	아크릴 바인더	멜라민	O	0.49/92.1	102%
실시예2	188	폴리우레탄 바인더	멜라민	O	0.31/92.5	102%
비교예1	188	아크릴 바인더	멜라민	X	0.47/91.9	100%
비교예2	188	폴리우레탄 바인더	멜라민	X	0.28/91.9	100%

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름은 프라이머층에 굴절률 구배를 주어 빛의 손실을 줄일 수 있는 구조를 만든 결과 프리즘, 렌즈 또는 하드코팅과 같은 후가공 후에 수직 휘도 값이 비교예에 비해 상승됨을 확인할 수 있다.

Claims (6)

1. 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름에 있어서,

   두께 50~500㎛의 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 하고, 상기 기재필름의 적어도 한 면에 고분자 이접착층으로서 프라이머층을 형성한 광학용 필름으로서,

   상기 프라이머층은 우레탄 또는 아크릴 수지를 바인더 수지로 사용하고, 기능성 경화제 및 평균입경 10~300㎚의 실리카 나노입자 표면에 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자를 포함하되,

   상기 바인더 수지 1.0~90.0중량%, 상기 기능성 경화제의 1.0~50.0중량% 및 상기 실리카 나노입자 0.1~20.0중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는, 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 폴리에스테르 공중합체가 도포된 콜로이드성 실리카 나노입자의 굴절률은 1.45~1.55인 것을 특징으로 하는, 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기재필름의 면은 전 광선투과율이 85% 이상, 헤이즈 값이 0.3~2 % 인 것을 특징으로 하는, 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름.
4. 제1항에 있어서,

   상기 기재필름과 상기 프라이머층 사이의 접착력은 65℃, 95%습도 하에서 96시간 내습성 테스트 후 100%인 것을 특징으로 하는, 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기재필름은 이축배향 폴리에스테르 필름이고, 상기 프라이머층은 상기 이축배향 폴리에스테르 필름의 1축 연신 후 적어도 한 면에 도포되는 것을 특징으로 하는, 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프라이머층의 두께는 0.01 ~ 3.00㎛인 것을 특징으로 하는, 향상된 휘도를 가진 광학용 폴리에스테르 적층필름.