KR100710734B1 - 대전방지 휘도 향상 광학 소자의 제조방법 및 이를 이용한대전방지 휘도향상 광학소자 - Google Patents

대전방지 휘도 향상 광학 소자의 제조방법 및 이를 이용한대전방지 휘도향상 광학소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대전방지 휘도 향상 광학 소자의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 휘도향상 광학소자를 제공하기 위한 것으로, (a) 10rpm 내지 5000rpm의 회전 조건 하에, 열경화성 수지, 대전방지제, 경화제, 레벨링제로 이루어지는 대전방지 코팅층 조성물 100중량%에 있어서,
ⅰ) 상기 대전방지제는 0.5중량% 내지 30중량%
ⅱ) 상기 경화제는 0.1중량% 내지 15중량%
ⅲ) 상기 레벨링제 0.1중량% 내지 3중량%를 포함하여 구성되는 대전방지 코팅층 조성물을 분산제와 혼합하여 녹인 용액을 휘도향상 필름과 편광필름이 합지된 제품에서 휘도향상 필름 위에 대전방지 코팅층을 코팅하는 스핀코팅단계; (b) 상기 대전방지 코팅층을 온도는 15℃ 내지 75℃로 하고, 20rpm 내지 5000rpm의 회전속도로 회전시켜 건조하는 건조단계와; 및 (c) 경화온도를 70℃ 내지 140℃로 하고, 경화시간을 30초 내지 15분으로 하여 열경화하는 경화단계로 이루어진다.
대전방지, 휘도, 스핀코팅, 박막

Description

대전방지 휘도 향상 광학 소자의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 휘도향상 광학소자{Method for manufacturing antistatic brightness enhancement optical device and antistatic brightness enhancement optical device using thereof}
도 1은 종래의 액정셀이 부착된 편광필름과 휘도향상 필름이 합지된 제품에 대전방지 코팅층이 부착된 광학소자의 구성도,
도 2는 본 발명의 일시시예에 의한 대전방지 휘도향상 광학소자의 구성도,
도 3은 실시예 1에서 얻어진 대전방지 휘도향상 광학소자의 투과율을 나타내는 그래프,
도 4는 실시예 2에서 얻어진 대전방지 휘도향상 광학소자의 투과율을 나타내는 그래프,
도 5는 비교예 1에서 얻어진 대전방지 휘도향상 필름의 투과율을 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 대전방지 코팅층 200: 휘도향상 필름
300, 500: 점착제 400: 편광필름
600: 액정 셀
본 발명은 대전방지 휘도 향상 광학 소자의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 휘도향상 광학소자에 관한 것으로, 특히 휘도향상 필름과 편광 필름을 합지하여 제품의 형태로 제조하고, 그 위에 스핀코팅방식을 이용하여 대전방지층을 형성함으로써, 정전기에 의해 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있고 또한 보다 박막의 휘도향상 광학소자를 제조할 수 있는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 휘도향상 광학소자에 관한 것이다.
액정 표시장치 등에서, 이미지 형성 시스템은 액정 셀의 양면에 배치된 편광 소자를 반드시 필요로 하고, 일반적으로, 편광판이 거기에 부착된다. 또한, 액정 패널에서, 표시장치의 표시 품질을 향상시키기 위해, 편광판 이외의 다양한 광학 소자가 점점 더 사용되고 있다. 예를 들어, 착색 방지용 위상차판, 액정 표시장치의 시야각을 향상시키는 시야-각 확장 필름, 및 표시장치의 콘트라스트를 증가시키는 휘도 강화 필름 등이 사용된다. 이들 필름을 총칭하여 광학 필름이라 부른다.
액정 셀에 광학 필름을 부착하는 경우에, 일반적으로 점착제가 사용된다. 또한, 광학 필름과 액정 셀, 및 광학 필름 사이의 접착에서, 빛의 손실을 감소시키기 위해 점착제를 사용하여 일반적으로 부착된다.
이들 광학 필름에서, 광학 필름이 소비자들에게 전달되기 전까지 수송 또는 제조 공정에서의 광학 필름의 표면에 대한 손상 및 오염의 발생을 방지하기 위해, 일반적으로, 표면 보호 필름이 그 표면상에 부착된다. 표면 보호 필름은 광학 필름이 단일 물질의 상태인 단계로부터 부착되고, 어떤 경우에는 LCD 등에 부착된 이후에 박리되고, 다른 경우에는 박리된 이후에 동일하거나 또 다른 표면 보호 필름에 부착된다. 표면 보호 필름의 박리의 경우에 발생하는 정전기가 LCD 패널과 같은 회로를 파괴할 수도 있다는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 액정 표시장치는 자체 발광원을 갖지 않기 때문에 외부에 광원이 설치되어야 하며, 이를 위해 백라이트 어셈블리가 사용된다. 이 백라이트의 휘도를 향상시키기 위해서 휘도향상 필름이 사용되는데, 그러한 예로 DBEF(dual brightness enhancement film)가 주로 사용된다.
그러나 상기와 같은 휘도향상 필름은 표면 저항이 높고, 정전기 발생하여 표면에 이물질 등이 부착되기 쉽고 대형 LCD(Liquid Crystal Display)에서 외부 전하에 의해 액정이 깨지는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 대전방지층을 형성하는 경우에 종래에는 점착제를 사용하였다. 도 1은 종래의 액정셀이 부착된 편광필름과 휘도향상 필름이 합지된 제품에 대전방지 코팅층이 부착된 광학소자의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 편광필름(5) 상면은 점착제(6)에 의해 엑정 셀(7)이 부착되고, 하면은 점착제(4)에 의해 휘도향상 필름(3)이 부착되어 있고, 상기 휘도향상 필름(3)에 점착제(2)가 도포되고, 그 위에 대전방지 필름(1)이 부착된 형태이다.
그러나 상기와 같은 종래의 제조방법으로 제조된 대전방지 기능을 갖는 휘도향상 광학소자는 점착제와 대전방지 필름의 두께로 인해 그 두께가 두껍다는 문제 점이 있었고, 별도로 점착제를 사용하는 단계가 수행되기에 점착제에 대한 비용이 발생하고, 그로 인해 공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 휘도향상 필름과 편광 필름을 합지하여 제품의 형태로 제조하고, 그 위에 스핀코팅방식을 이용하여 대전방지층을 형성함으로써 정전기에 의해 이물질이 등이 부착되어 액정이 깨지는 것을 방지할 수 있고, 편광필름과 휘도향상 필름 합지된 제품 위에 직접 스핀코팅방식을 이용하여 대전방지층을 형성함으로써 제조공정의 간편함을 추구할 수 있으면서, 보다 박막의 휘도향상 필름을 제조할 수 있는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 휘도향상 광학소자를 제공하는데 있다.
이하, 기술적 사상을 중심으로 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 대전방지 휘도향상 광학소자는 편광필름과 휘도향상 필름이 합지된 제품 표면 위에 스핀코팅방식을 이용하여 대전 방지층을 형성하는 스핀코팅단계-건조단계-경화단계를 거쳐 제조된다.
휘도향상 필름 위에 대전방지 코팅층이 코팅되기에 휘도향상 필름에 대해 언급한 후, 본 발명의 기술적 구성에 대해 상세히 살펴보도록 하겠다.
휘도향상 필름은 액정표시장치 등의 백라이트나 뒤편에서의 반사 등에 의해 자연광이 입사하면 소정 편광축의 직선편광 또는 소정 방향의 원편광을 반사시키 며, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광상태의 투과광을 얻음과 함께 상기 소정 편광상태 이외의 광은 투과하지 않고서 반사된다.
이 휘도향상 필름면에서 반사된 광을 다시 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 개재시켜 반전시켜 휘도향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광상태의 광으로서 투과시켜 휘도향상 필름을 투과하는 광의 증량을 꾀함과 함께 편광자에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여 액정표시화상표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 꾀함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도향상 필름을 사용하지 않고 백라이트 등으로 액정셀의 뒤편에서 편광자를 통과하여 광을 입사시킨 경우에는, 편광자의 편광축에 일치하지 않는 편광방향을 갖는 광은 거의 편광자에 흡수되어 편광자를 투과하지 않는 다. 즉, 사용한 편광자의 특성에 따라서도 다르지만, 약 50% 의 광이 편광자에 흡수되어 그만큼 액정화상표시 등에 이용할 수 있는 광량이 감소하여 화상이 어두워진다. 휘도향상 필름은 편광자에 흡수되는 편광방향을 갖는 광을 편광자에 입사시키지 않고 휘도향상 필름으로 일단 반사시키고, 다시 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통하여 반전시켜 휘도향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자 사이에서 반사, 반전하고 있는 광의 편광방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광방향이 된 편광만을 휘도향상 필름은 투과시켜 편광자에 공급하기 때문에 백라이트 등의 광을 효율적으로 액정표시장치의 화상 표시에 사용할 수 있어 화면을 밝게 할 수 있다. 휘도향상 필름으로는 3M社의 DBEF가 주로 사용된다.
(1) 스핀코팅단계
대전 방지 코팅층은 경화성 수지, 대전방지제, 경화제, 레벨링제로 구성되는 대전방지 코팅층 조성물을 분산제와 혼합하여 용액의 형태로 제조한 다음 스핀코팅방식을 통해 코팅을 함으로써 수행된다.
본 발명의 스핀코팅방식에서 적용되는 회전속도 및 회전시간은 다음과 같다.
본 발명에서 스핀코팅의 회전속도 10rpm 내지 5,000rpm에서 대전방지 코팅층 조성물을 분산제와 혼합한 용액을 코팅하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100rpm 내지 4,000rpm이다. 더더욱 바람직한 스핀코팅의 회전속도는 500rpm 내지 3,000rpm이다.
스핀코팅의 회전속도가 10rpm보다 작으면, 박막을 얻을 수 없음은 물론 편광필름과 휘도향상 필름인 합지된 제품 표면에 대전방지 코팅층이 고르게 도포되지 못한다. 또한, 5,000rpm보다 크면 높은 원심력으로 인하여 대전방지 코팅층의 중앙부와 바깥 부분에서 두께 차이가 발생한다. 또한, 높은 회전속도를 유지하기 위하여 스핀코팅 장치에 무리가 갈 수 있으며 편광필름 자체의 내구성에 영향을 줄 수 있다.
더불어, 본 발명의 스핀코팅단계에서 회전시간은 1초 내지 500초인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3초 내지 400초이다. 더더욱 바람직하게는 10초 내지 300초이다. 회전시간은 대전방지 코팅층 조성물과 분산제와 혼합한 용액의 점도, 코팅시키고자 하는 대전방지 코팅층 두께에 따라서 변할 수 있다.
회전시간이 1초 보다 작으면 편광필름과 휘도향상 필름인 합지된 제품 표면에 대전방지 코팅층을 고르게 도포시키는 충분한 시간을 확보하기 힘들고, 500초 보다 크면 경제성이 떨어진다.
본 발명에서 사용되는 경화성 수지, 대전방지제, 경화제, 레벨링제로 구성되는 대전방지 코팅층 조성물의 구성과 상기 조성물과 혼합되는 분산제에 대해 각각 살펴보면 다음과 같다.
① 경화성 수지
본 발명에서 사용하는 경화성수지는 열경화성수지를 사용한다.
열경화성수지 중에서 축중합형 수지로는 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이 있으며, 첨가중합형 수지로는 에폭시수지, 폴리에스테르수지 등이 있다. 본 발명에서는 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 경화성수지는 동일한 작용 효과를 나타낸다면 그 범위가 나열된 수지에 한정되지 않음은 물론이다.
② 대전방지제
본 발명에서 사용하는 대전방지제는 전도성 고분자, 금속입자, 무기산화물, 금속산화물 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서 대전방지제로 사용하는 전도성 고분자는 폴리아세틸렌 (Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(p-phenylene)], 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)], 폴리피롤[Polypyrrole(피리딘중합체)], 폴리(p-페닐렌 설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌 비닐렌)[Poly(p-phenylene vinylene)], 폴리(티에닐렌 비닐렌[Poly(thienylene vinylene)], 폴리아닐린(Polyaniline) 등을 단독 또는 혼합하여 사용가능하다.
본 발명에서 대전방지제로 사용하는 금속입자는 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 납(Pb), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 주석(Sn), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti) 등을 단독, 혼합 또는 은(Ag)코팅된 구리(Cu)처럼 다른 금속을 코팅하여 사용한다.
본 발명에서는 사용되는 무기산화물은 유기산화물을 제외한 모든 산화물을 무기산화물이라 통칭하며, 본 발명에서는 무기산화물 중에서 금속산화물을 사용하는 것이 바람직하다.
금속산화물을 형성하는 금속은 제한이 없으며 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 루비듐(Rb), 이트륨(Y), 란탄(La), 스트론튬(Sr), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 등을 사용할 수 있다. 이들 금속은 하나의 금속이 복수개의 원자가를 가지면서 여러 금속산화물을 형성할 수도 있다. 또한, 2 이상의 금속이 포함된 다금속산화물을 형성할 수도 있다.
본 발명에서는 대표적으로 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antinomy Tin Oxide), SiO2, TiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SnO, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Y2O3, La2O3 등의 금속산화물을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
금속산화물의 입자 직경은 0.05㎛ 내지 1㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 내지 0.5㎛이다. 금속산화물의 입자 직경이 0.05㎛보다 작으면 만족스러운 광확산에 의한 대전방지 효과를 얻기 힘들고, 광확산성이 저하되어 화상이 알루미늄 색상으로 변색되는 단점이 있다. 또한 금속산화물의 입자 직경이 1㎛보다 크면 대전방지 코팅층의 두께가 두꺼워지며, 도포되는 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화된다.
대전방지제의 함량은 대전방지 코팅층 조성물 100중량%에 대하여 0.5중량% 내지 30중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3중량% 내지 20중량%이다. 더더욱 바람직하게는 7중량% 내지 15중량%이다. 대전방지제의 함량이 0.5중량% 보다 작으면 전도성을 확보하기 힘들고, 30중량% 보다 크면 전도성 효과는 현저하나 양산성 및 경제성이 떨어질 수 있다.
③ 경화제
본 발명에서의 경화제는 열경화성수지 대전방지 코팅층 조성물에 존재하는 관능기의 형태에 따라서 적절히 선택 및 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화 합물, 금속 알콕사이드 금속염, 아민 화합물, 히드리진 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서의 이소시아네이트계 화합물은 트리메틸렌 디이소시아네이트(trimethylene diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 디페닐메탄 이소시아네이트(diphenylmethane isocyanate), 자이렌 디이소시아네이트(xylene diisocyanate) 등의 방향족 디이소시아네이트계 화합물, 헥사메틸 디이소시아네이트(hexamethyl diisocyanate) 등의 지방족 디이소시아네이트 화합물(aliphatic diisocyanate) 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
또한, 본 발명에서의 에폭시계 화합물은 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(polyethylene glycol diglycidyl ether), 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether), 트리메틸올 프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylol propane triglycidyl ether) 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서의 경화제는 대전방지 코팅층 조성물 100중량%에 대하여 0.1중량% 내지 15중량% 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5중량% 내지 10중량%이다. 더더욱 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%이다.
본 발명에서 경화제는 대전방지 코팅층 조성물의 분자량 또는 사슬 구조를 제어하기 위하여 사용하는 첨가제로서, 전술한 범위에서 경화제를 사용하면 상 분리 현상 등을 억제하는 효과가 두드러진다. 경화제의 함량이 0.1중량% 보다 작으면 경화제 기능을 기대하기 힘들고, 15중량% 보다 크면 경화성수지의 함량이 상대적으 로 낮아 경도를 높이기 어렵다.
④ 레벨링제
본 발명에서는 대전방지 코팅층의 표면을 고르게 하기 위하여 대전방지 코팅층 조성물에 레벨링제를 혼합하여 사용한다. 레벨링제는 실리콘계 수지에 케톤이나 에스테르계 용제를 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 의한 레벨링제로는 실리콘 디아크릴레이트나 실리콘 폴리아크릴레이트 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
레벨링제의 함량은 대전방지 코팅층 조성물 100중량%에 있어서 0.1중량% 내지 3중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5중량% 내지 2중량%이다. 레벨링제가 0.1중량%보다 작으면 레벨링 효과를 기대하기 힘들고, 3중량% 보다 클 때는 본 발명에 의한 대전방지 코팅층의 표면 경도가 약화될 우려가 있다.
또한, 불소계 수지와 실리콘계 수지를 함께 사용할 때 레벨링제의 함량은 불소계 수지만 사용할 때의 레벨링제 함량의 70% 내지 80%만을 사용한다. 실리콘계 수지 자체가 레벨링제 역할을 하기 때문이다.
⑤ 분산제
본 발명에서는 대전방지 코팅층을 휘도향상 필름에 도포하기 위하여 분산제인 유기용매를 사용한다. 본 발명에서는 대전방지 코팅조성물이 고르게 분산될 수 있는 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.
대전방지 코팅층의 도포성, 휘도향상 필름과의 부착성, 대전방지 기능의 제고 등을 고려하여 유기용매를 사용한다.
본 발명에서 사용하는 유기용매는 알콜계의 메탄올, 이소프로판올, 부탄올, t-부탄올, 이소부탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 알콜, 케톤류의 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 케톤, 아세틸 아세톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 디케톤, 에스테르류의 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 에스테르, 에테르 알콜류의 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 그 외에 N-메틸 피롤리돈, 에틸셀로솔브 아세테이트, 디아세톤 알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다. 또한, 방향족 탄화수소에 해당하는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
유기용매는 도포되는 대전방지 코팅층 조성물 100중량부에 대하여 20중량부 내지 110중량부 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 30중량부 내지 80중량부이다. 유기용매의 함량이 방현코팅조성물 100중량부에 대하여 20중량부보다 작을 때는 점도가 낮아 휘도향상 필름과의 도포성, 부착성 등이 떨어지고, 110중량부보다 클 때는 대전방지 코팅층 조성물에 비하여 지나치게 많은 유기 용매를 사용함으로써 채산성이 떨어진다.
(2) 건조단계
건조단계에서는 상기 (1)단계에서 대전방지 코팅층이 균일하게 도포된 광학 소자를 건조하는 공정을 수행하게 된다. 즉, 건조단계에서는 스핀 코팅단계(1)에서 도포된 용매를 휘발시킨다.
건조단계에서는 회전공정에 의한 건조를 수행함으로써 대전방지 코팅층 내 잔류하는 용매를 보다 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 결과적으로 대전방지 코팅층 조성물과 분산제와 혼합한 용액이 상기 편광필름과 휘도향상 필름이 합지된 제품 표면에 더욱 쉽게 흡착되어 건조단계를 단시간에 마칠 수 있다.
건조단계에서 수행하는 건조온도는 15℃ 내지 70℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 25℃ 내지 55℃이다. 건조온도가 15℃보다 낮으면 용매를 제거하는데 걸리는 시간이 길어지고, 건조온도가 70℃보다 높으면 대전방지 코팅층의 물성에 영향을 줄 수 있다.
건조단계에서 수행하는 회전속도는 20rpm 내지 5,000rpm으로 용매를 건조하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50rpm 내지 4,000rpm이다. 더더욱 바람직한 회전속도는 70rpm 내지 3,000rpm이다.
건조단계의 회전속도가 20rpm보다 작으면, 회전에 의한 건조 효과를 충분히 얻기 힘들고, 5,000rpm보다 크면 회전속도 대비 건조 효율이 떨어진다.
또한, 건조시간은 15초 내지 300초 정도가 바람직하다. 더 바람직하게는 55초 내지 200초, 더더욱 바람직하게는 60초 내지 100초 이다. 건조시간의 15초 이하이면 건조의 효과가 제대로 나타나지 못하고, 300초 이상의 건조는 물성에 영향을 줄 수 있다.
(3) 경화단계
본 발명에 의한 경화단계는 통상적으로 사용하는 경화방식을 사용한다.
본 발명에 의한 대전방지 코팅층 조성물에는 열경화성수지가 포함되어 있으므로, 경화단계에서는 열경화를 수행한다. 상기의 경화는 건조단계에서 미처 제거하진 못한 용매를 제거하고, 대전방지 코팅층을 경화하기 위해서 수행된다.
경화단계에서 수행하는 회전속도는 10rpm 내지 1,000rpm으로 경화하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20rpm 내지 500rpm이다.
경화단계의 회전속도가 10rpm보다 작으면, 회전에 의한 경화 효과를 충분히 얻기 힘들고, 1,000rpm보다 크면 회전속도 대비 경화 효율이 떨어진다.
이 때 온도 조건은 70℃ 내지 140℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 120℃이다.
열경화 온도가 70℃보다 작으면 열경화성 수지를 충분히 경화시키지 못하고, 140℃보다 크면 대전방지 코팅층의 물성 및 내구성에 영향을 미칠 수 있다.
경화시간은 30초 내지 15분이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1분 내지 10분이다.
경화 시간은 경화 온도에 대응하여 상대적으로 결정되며, 경화 시간이 30초 보다 짧으면, 충분한 열경화 효과를 얻을 수 없으며, 15분 보다 길면 열경화성수지는 충분히 경화시킬 수 있으나 대전방지 기능을 떨어뜨릴 수 있다.
도 2는 상기의 과정(1단계~3단계)을 거쳐 제조된 대전방지 휘도향상 광학소 자의 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일시예에 의한 대전방지 휘도향상 광학소자는 편광필름(400) 상면에는 점착제(500)에 의해 액정 셀(600)이 부착되고, 그 하면은 점착제(300)에 의해 휘도향상 필름(200)이 합지된 제품 표면 위에 대전방지 코팅층(100)이 코팅된 형태이다. 상기 대전방지 코팅층(200)의 두께는 0.1㎛ 내지 2㎛로 형성하여 대전방지 기능을 수행하면서도 박막의 형태로 제조하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예와 본 발명과 비교되는 비교예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
실시예 1
통상적인 방법에 의해 편광필름을 제작한 후 3M社의 'DBEF'를 90도로 합지한 후, 가로, 세로 각각 500mm로 자른뒤 전도성 고분자인 폴리아세틸렌 10중량%, 경화제 3중량%, 레벨링제 1중량%를 포함하여 이루어진 대전방지 코팅층 조성물을 자일렌에 녹여 용액의 형태로 제조한 후, 상기 용액을 DBEF면에 1000rpm의 회전속도로 20초간 코팅하였다. 그리고 25℃에서 동일한 회전속도로 1분 동안의 건조를 수행한 후, 70℃에서 1분 동안 경화시켜 대전방지 코팅의 두께를 1㎛로 제조하였다. 자일렌의 중량은 대전방지 코팅층 조성물 100중량부에 대해서 80중량부의 비로 혼합하였다.
실시예 2
회전속도를 500rpm으로 하여 대전방지 코팅층 두께를 2㎛로 제조하는 것 외 에는 실시예 1과 동일한 조건으로 제조하였다.
비교예 1
통상적인 방법에 의해 제조한 편광필름과 휘도향상 필름인 3M社의 DBEF를 합지한 필름
이하, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1에서 얻어진 휘도향상 필름의 물리적 특성을 표 1에 나타내었다.
구분 밀착성 표면 저항 (Ω/sq) 전체 필름 두께 (㎛) 투과율
실시예 1 100/100 9.2*e03 288 1.21
실시예 2 100/100 1.6*e04 289 1.18
비교예 - 3.0*e11 287 1.25
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2는 비교예 1에 비해 표면 저항이 현저하게 작은 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1과 실시예 2는 비교예 1에 비해 그 두께가 각각 1㎛, 2㎛ 정도가 두껍다. 이는 대전방지 코팅층을 휘도향상 DBEF 위에 적층되었기 때문이다. 상기 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1에서 얻어진 휘도향상 광학소자의 투과율은 표 1에서 나타난 바와 같이, 그 차이가 미미하다. 이는 대전방지 코팅층을 DBEF 위에 코팅하더라도 투과율 면에서 차이가 없으므로 동일한 용도로 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 도 3 내지 도 5에서 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1에서 얻어진 휘도향상 광학소자의 파장에 따른 투과율 그래프를 나타내었다. 상기의 그래프를 통해 400nm에서 700nm 사이의 파장에 대한 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 투과율이 거의 비슷다는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 구성을 중심으로 실시예와 비교예를 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기저의 범위 내에 있는 것으로 본다.
또한, 본 발명에서의 바람직한 범위, 더욱 바람직한 범위, 더더욱 바람직한 범위 한정은 그 효과를 더욱 극대화 시키기 위한 것으로서, 한정 범위가 좁혀짐으로써 더욱 만족스러운 기술적 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 대전방지 휘도 향상 광학 소자의 제조방법 및 이를 이용한 대전방지 휘도향상 광학소자는 스핀코팅방식을 이용하여 대전방지층을 형성함으로써, 정전기에 의해 이물질이 등이 부착되어 액정이 깨지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 휘도향상 필름 위에 직접 스핀코팅방식을 이용하여 대전방지층을 형성함으로써 보다 박막의 휘도향상 필름을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. (a) 10rpm 내지 5000rpm의 회전 조건 하에, 열경화성 수지, 대전방지제, 경화제, 레벨링제로 이루어지는 대전방지 코팅층 조성물 100중량%에 있어서,
    ⅰ) 상기 대전방지제는 0.5중량% 내지 30중량%
    ⅱ) 상기 경화제는 0.1중량% 내지 15중량%
    ⅲ) 상기 레벨링제 0.1중량% 내지 3중량%를 포함하여 구성되는 대전방지 코팅층 조성물을 분산제와 혼합하여 녹인 용액을 휘도향상 필름과 편광필름이 합지된 제품에서 휘도향상 필름 위에 대전방지 코팅층을 코팅하는 스핀코팅단계;
    (b) 상기 대전방지 코팅층을 온도는 15℃ 내지 75℃로 하고, 20rpm 내지 5000rpm의 회전속도로 회전시켜 건조하는 건조단계와; 및
    (c) 경화온도를 70℃ 내지 140℃로 하고, 경화시간을 30초 내지 15분으로 하여 열경화하는 경화단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 대전방지제는 전도성 고분자, 금속입자, 무기산화물 중 적어도 하나 이상이 혼합된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(p-phenylene)], 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)], 폴리피롤[Polypyrrole(피리딘중합체)], 폴리(p-페닐렌 설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌 비닐렌)[Poly(p-phenylene vinylene)], 폴리(티에닐렌 비닐렌[Poly(thienylene vinylene)], 폴리아닐린(Polyaniline) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속입자는 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 납(Pb), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 주석(Sn), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti) 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 무기산화물은 금속산화물을 사용하되 ITO, ATO, SiO2, TiO2, Al2O3, B2O3, CaO, SnO, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Y2O3, La2O3 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속산화물은 입경이 0.05㎛ 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅층은 두께가 0.1㎛ 내지 2㎛가 되게 제조되는 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산제는 알콜계의 메탄올, 이소프로판올, 부탄올, t-부탄올, 이소부탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 알콜, 케톤류의 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 케톤, 아세틸 아세톤 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 디케톤, 에스테르류의 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 탄소수 1 내지 8의 포화 탄화수소계 에스테르, 에테르 알콜류의 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 그 외에 N-메틸 피롤리돈, 에틸셀로솔브 아세테이트, 디아세톤 알콜, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분산제는 대전방지 코팅층 조성물 100중량부에 대하여 20중량부 내지 110중량부의 비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 상기 경화제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕사이드 금속염, 아민 화합물, 히드리진 화합물 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 의한 대전방지 휘도향상 필름의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 대전방지 휘도향상 광학소자.
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