KR100749565B1 - 전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에 분산성, 고분자간의 연결 및 적층 공정상의 유용성이 향상된 특정의 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물을 적층시켜 형성된 전도성 광학필름이 상기 요철에 의해 광의 산란 및 집광 등의 광 조절이 가능하고, 우수한 표면저항 및 광학적 특성을 나타냄은 물론 내열성이 우수한 전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름에 관한 것이다.
요철, 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물, 전자파 차폐능, 전도성 광학필름

Description

전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름{Conductive and optical films having electromagnetic interference shielding}
본 발명은 전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에 분산성, 고분자간의 연결 및 적층 공정상의 유용성이 향상된 특정의 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물을 적층시켜 형성된 전도성 광학필름이 상기 요철에 의해 광의 산란 및 집광 등의 광 조절이 가능하고, 우수한 표면저항 및 광학적 특성을 나타냄은 물론 내열성이 우수한 전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름에 관한 것이다.
전자산업의 급속한 발전과 정보소재 및 디스플레이 산업에 대한 시대적 요구에 따라 전자파간섭(EMI, electromagnetic interference)에 의한 피해가 심각한 문제로 대두되었으며, 이미 선진국을 중심으로 EMI에 대한 규제가 실시되기 시작하였으며, 더 강화되는 추세에 있다. 평면브라운관에서부터 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel)등의 타 디스플레이 분야에서까지 EMI에 대한 규제가 점차 확대되어 가고 있다.
이중 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)-TV 용 직하형 백라이트 유닛은 대부분 냉음극형광램프를 광원으로 사용하여, 그 발광면 방향으로 도광판, 광확산필름, 프리즘시트 및 휘도향상필름(DBEF, Dual Brightness Enhancement Film)을 포함하는 구조를 갖는다.
이러한 구성요소 가운데 광확산필름은 도광판을 통해 입사되는 빛을 확산 산란시켜 전체화면에서 휘도를 균일하게 해주는 기능을 가지고 있다. 그러나, 종래의 백라이트는 대형크기(26인치 이상)의 LCD-TV의 경우 발광 구동부에서 발생하는 전자파로 인해 전면패널 외관상에 결점(스크린 불량:waterfall)이 생기는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 구동회로를 보완하는 경우, 장치비와 패널 제조단가가 상승하는 단점을 가지고 있다.
또한, 종래에는 이러한 유해 전자파를 차단하기 위하여 필름과 프리즘 시트 사이에 인듐 틴 옥사이드(ITO, Indium Tin Oxide)가 스퍼터링법에 의해 코팅된 박막을 추가로 형성시켰다. 그러나, 이러한 구조의 백라이트의 경우 전자파는 차단할 수 있지만, 휘도 및 색상 등의 광학특성이 저하되고 패널의 외관상 결점이 잔재하는 문제점을 가지고 있을 뿐만 아니라 인듐 자원의 고갈, 양산단계에서의 한계성(생산량의 제한)과 같은 비용적 문제점을 가지고 있다. 즉, 인듐 틴 옥사이드(ITO, Indium Tin Oxide)를 성막시키는 스퍼터링법은 챔버실의 용량과 기판치수가 제한되므로 1000 ㎡ 이상의 대형표시소자류에 적용할 경우 고가의 비용이 들게 되어 비용면이나 양산면에서 큰 문제가 있었다.
한편, 일본 특허공개 평8-86906호에는 광확산 필름을 구성하는 폴리에틸렌테 레프탈레이트(PET) 기재와 광확산 시트 사이에 SiO2 와 같은 산화물 박막을 위치시킴으로써 가시광선 투과율을 향상시키는 방법을 개시하고 있으나, 이러한 구조 역시 패널 외관상에 결점이 생기고 전자파차폐 기능이 약해지는 문제점을 가지고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 2005-117851에는 폴리스티렌술포네이트로 도포된 폴리에틸렌디옥시티오펜, 실란커플링제, 아마이드 용매 및 알코올 용매를 함유하는 코팅액 조성물을 광확산 필름에 코팅하여 전자파자폐층을 형성한 전도성 광확산 필름에 대한 방법을 개시하고 있으나, 표면저항값이 103 ∼ 104 범위이고, 투명도가 89 ∼ 90%에 이르지 못하고 있다. 이는 표면저항이 상대적으로 높아 전자파의 완벽한 차폐를 이루지 못하는 것은 물론 완벽한 전자파 차폐를 얻기 위해선 상대적으로 두껍게 박막을 형성시킴으로써 투과도 와 휘도의 저하를 발생시키는 문제가 있으며 양산 공정중 이루어지는 고온 열처리(150 ℃, 90분)와 대형 LCD TV(26 인치이상)에 장착되는 램프의 많은 개수의 사용으로 인한 발열로 인해 표면저항의 상승을 야기하여 시간이 경과함에 따라 전자파 차폐 성능을 감소시킨다.
또한, 대한민국 공개특허 제 2005-117851호에서는 투과도 와 휘도의 저하를 막기 위해 전자파 차폐층을 성막한 후 그 위에 반사방지막을 형성하는 방법도 제시하고 있으나, 이는 비용의 상승 및 공정상의 결함을 최소화하기에는 맞지 않는 방법이었다.
즉, 이러한 문제 때문에 고투명이고, 전자파 차폐재로서 상품성이 있는 전 자파 방지 규격(TCO 규격)을 만족시키는 표면저항 1 ㏀/㎡ 이하로 실현하면서, 강한 접착력과 내열성을 구현하는 전도성 광학필름 제조기술은 불가능한 상황이었다.
이에, 본 발명자들은 고전도성과 동시에 고투명성 유지하면서 전자파 차폐능이 우수한 전도성 광학필름을 제조하고자 연구 노력하였다. 그 결과, 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에 분산성, 고분자간의 연결 및 적층 공정상의 유용성, 특히 전기 전도성이 더욱 향상된 특정의 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물을 기존 기술보다 더욱 얇게 적층시켜서, 상기에서 단층으로 형성된 전도성 광학필름은 상기 요철에 의해 광의 산란 및 집광 등의 목적을 유지하고, 투과율 85% 이상의 고투명을 유지하면서, 102 ∼ 103 범위의 우수한 표면저항 및 휘도 범위를 나타냄은 물론 강한 내열성을 구현할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 광의 조절이 가능하면서 동시에 전도도, 휘도 및 투명도,내열성 등이 우수한 전자파 차폐능을 갖는 전도성 광학필름을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에, 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 적층되어 이루어진 전도성 광학필름에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명 요철이 있는 투명기재에 특정의 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 적층되어, 투과율 85% 이상의 고투명을 유지하면서, 전자파 차폐능이 우수한 전도성 필름에 관한 것이다.
상기 기재필름으로 사용된 요철이 있는 필름의 투명기재는 투과율이 우수하고 헤이즈가 낮으며 기계적 물성이 우수한 고투명 필름으로 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것이다. 구체적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리염화비닐 필름 폴리에틸렌 필름 및 폴리프로필렌 필름 등이 사용될 수 있다. 상기 투명필름의 요철은 광의 산란 및 집광을 유도하기 위하여 형성된 것으로 통상적으로, LCD의 경우 광의 산란을 위한 확산필름, 광의 집광을 위한 프리즘시트 등이 있으며, 빛의 경로를 변화시키기 위한 도광판 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적으로, 상기 확산필름은 비드(bead)가 있는 경우 및 bead가 없는 경우 등이 사용될 수 있으며, 프리즘시트는 3M社의 베프 시리즈(bef series)등이 사용될 수 있다. 즉, 전자파 차폐의 목적이 요구되면서, 요철이 형성된 투명 기재필름의 경우 모두 사용될 수 있다.
상기 요철이 형성된 투명 기재필름의 두께는 50 ∼ 300 ㎛ 범위를 유지하며, 상기 두께가 50 ㎛ 미만이면 열 수축 및 장력으로 주름이 발생하며, 2차 가공(제단) 공정에서 구부러지는 문제가 있고 300 ㎛를 초과하는 경우에는 필름의 전체 두께가 증가하여 경량화, 박형화 등에 문제의 소지가 있다.
본 발명은 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에, 특정의 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 단층으로 적층된 전도성 광학필름에 기술구성상의 특징이 있는 것으로, 폴리티오펜계 전도성 고분자층을 형성하는 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은 통상적으로 당 분야에서 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명에서는 (주)베이어사의 PEDT(상품명: 베이트론 피)를 사용한다. 상기 PEDT는 안정화제(도판트)로서 폴리스틸렌술포네이트(PSS)가 도핑되어 있어 물에 잘 녹는 성질을 나타내며, 열적 및 대기 안정성이 매우 우수하다. 또한, 상기 PEDT는 물에 최적 분산성을 유지하기 위하여 PEDT 및 PSS 고형분 농도가 0.9 ∼ 1.5 중량% 범위로 조정되어 있다. 상기 PEDT는 추가로 물, 알콜 또는 유전상수가 큰 용매와 잘 혼합되기 때문에 이러한 용매와 희석하여 쉽게 코팅할 수 있으며, 코팅막을 형성하였을 때도 기타의 전도성 고분자인 폴리아닐린, 폴리피롤에 비해서 우수한 투명도를 나타낸다.
이러한 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은 26 ∼ 70 중량% 범위로 사용하는 바, 상기 사용량이 26 중량% 미만이며 아마이드계 유기 용매 및 비양자성 고극성(Aprotic Highly Dipolar, AHD)용매를 많이 사용해도 1 ㏀/㎡ 이하의 고전도성을 실현하기 어려우며, 70 중량%를 초과하여 첨가하면 착색성을 가진 전도성 고분자량의 증가에 따른 투과도가, 특히 가시광의 장파장대(550 ㎚이상)인 경우 95% 이하로 감소하는 것은 물론 휘도의 저하가 크므로 바람직하지 않다.
다음으로 알콜계 유기용매를 사용하는 바, 상기 알콜계 유기용매는 탄소수 1 ∼ 4개의 알콜로 구체적으로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 및 부탄올 등이 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 바람직하기로는 상기 PEDT 전도성 고분자의 분산성을 향상시키기 위하여 메탄올을 주 용매로 쓰는 것이 좋다.
이러한 알콜은 25 ∼ 75 중량% 사용하는 바, 상기 사용량이 25 중량% 미만이면 코팅막의 분산성이 떨어져, 고전도성은 얻을 수 있으나 투과성을 저해하며, 75중량%를 초과하는 경우 분산성은 좋으나 전도도를 감소시키는 문제 및 응집이 쉽게 일어나는 문제가 있어 또한 적절치 못하다. 이때, 알콜은 폴리우레탄, 멜라민 수지 및 알콕시 실란 중에서 선택된 결합제를 사용하는 경우 25 ∼ 70 중량% 사용하는 것이 좋다.
다음으로 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매를 사용하는 바, 상기 아마이드계 유기용매로는 구체적으로 포름아마이드(FA), N-메틸포름아마이드(NMFA), N,N-디메틸포름아마이드(DMF), 아세트아마이드(AA), N-메틸아세트아마이드(NMAA), N-디메틸아세트아마이드(DMA) 또는 N-메틸피롤리돈(NMP)을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 아마이드계 유기용매는 공통적으로 분자내 아마이드기 [R1(CO)NR2R3](이때, R1, R2 및 R3은 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다)를 가지는 공통적인 특징이 있다. 아마이드계 용매를 단독으로 PEDT 전도성 고분자에 첨가하여도 전도도를 증가시키는 역할 수행이 가능하나, 표면저항 1 ㏀/㎡ 이하, 투명도 85% 이상을 달성하기 위하여 보다 바람직하기로는 2개 이상의 아마이드계 용매를 혼합사용 하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 비양자성 고극성 용매(Aprotic Highly Dipolar, AHD)로는 구체적으로 디메틸 설폭사이드(DMSO), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate) 등을 사용할 수 있다. 상기 비양자성 고극성 용매(AHD)와 아마이드계 용매는 각각 사용해야하며, 이를 혼합 사용하는 것은 전도도 상승효과도 미비할 뿐만 아니라 고투명성, 장시간 액안정성을 얻지 못하기 때문에 바람직하지 않다.
상기 비양자성 고극성 용매(AHD)를 단독으로 사용하는 경우에는 전도도 상승효과는 크지 않으며, 전도도 향상 효과를 발생시키기 위해서는 에틸렌글리콜(Ethylenglycol, EG), 글리세린 및 솔비톨(Sorbitole)등의 분산안정제를 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분산안정제는 폴리티오펜계 전도성 고분자 용액 조성물에 대하여 4 ∼ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직한 바, 상기 사용량이 4 중량% 미만이면 고전도성을 얻을 수 없으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 전도도의 상승은 얻을 수 있으나 비점이 높아 고온소성을 해야만 하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 아마이드계 유기용매 또는 비양자성 고극성 용매는 1 ∼ 10 중량%를 사용하는 바, 상기 1 중량% 미만이면 전도도의 상승효과가 미약하며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 전도도의 상승은 일으킬 수 있으나, 비점이 높은 아마이드계 용매의 양이 증가함에 따른 고온소성을 해야 하며 이에 따른 PEDT 전도성 고분자의 열에 의한 전도도 방해를 가져오는 것은 물론 유리를 제외한 플라스틱 기재를 사용할 경우 고온소성에 따른 기재자체의 변형을 가져오는 단점이 있다. 이때, 아마이드계 유기용매는 1 ∼ 5 중량% 범위, 비양자성 고극성 용매는 4 ∼ 10 중량% 범위 내에서 유지하는 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명에서 PEDT 전도성 고분자용액의 분산성 및 기질 접착성을 부여하기 위하여 결합제로서 수용액 또는 알콜 가용성 고분자 수지를 사용하는데 PEDT 전도성 고분자용액 자체가 수분산액이므로 수용액 상태의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 결합제는 구체적으로 폴리에스터 수지 결합제와 폴리우레탄, 멜라민 수지 및 이미드계 수지 중에서 선택된 결합제를 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 2종의 결합제를 혼합 사용하는 경우 더 강한 접착력을 얻을 수 있다. 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 코팅시에는 기질과의 접착력 향상을 위해 폴리에스터 수지를 필히 사용해야 하며 단독 사용 시는 강한 접착력을 얻을 수 없다. 또한, 기존 실란 커플링제(대한민국 공개특허 제 2005-117851호)를 사용하였을 경우에는 강한 접착력을 얻을 수는 있으나 고온 열처리 공정(150 ℃, 90분)을 거치게 되는 경우 표면저항의 상승을 야기하여 시간이 경과함에 따라 전자파 차폐 성능을 급격히 감소시키므로, 강한 접착력과 내열성을 구현하기 위해서는 이미드계 수지를 폴리에스터 수지와 혼합 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 폴리에스터 수지 결합제는 1 ∼ 10 중량% 사용하며, 상기 사용량이 1 중량% 미만이면 기질과의 접착력과 전도성 막의 내구성이 불량하고 10 중량%를 초과하는 경우에는 전도도의 상승을 저해하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리에스터 수지 결합제와 혼합 사용되는 폴리우레탄, 멜라민 수 지 및 이미드계 수지 중에서 선택된 결합제는 0.1 ∼ 5 중량% 사용하는 바, 상기 사용량이 0.1 중량% 미만이면 접착력이 불량하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 접착력은 크게 향상되나 비전도성 바인더에 의한 표면저항 상승을 일으키게 되어 바람직하지 않다.
이외에 추가적으로, 코팅된 표면의 블록킹 방지 및 미끄럼성 증대를 위하여 슬립 및 점도 저하용 첨가제를 0.05 ∼ 5 중량%로 추가로 첨가할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 고전도성 및 고투명성, 강한 접착력을 갖는 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물의 제조방법은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 첫째는 추가 도판트가 첨가 없이 아마이드 용매를 이용한 것과, 둘째로 추가 도판트가 첨가 없이 비양자성 고극성 용매(Aprotic Highly Dipolar, AHD)용매와 분산안정제를 이용하는 방법으로 나뉠 수 있다.
요철이 형성된 투명 기재층의 한 면 또는 양쪽 면에, 코팅하여 100 ∼ 145 ℃ 정도의 오븐에서 약 1 ∼ 10분 정도 건조시켜 전도성 광학필름을 제조한다. 상기 코팅은 바(Bar)코팅, 롤코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅 또는 스핀코팅법 등을 사용할 수 있다. 상기 건조된 도막의 두께는 1 ㎛ 이하, 적층되는 폴리티오펜계 전도성 고분자층은 100 ∼ 900 ㎚ 범위의 두께를 유지하는 것이 바람직하다.
상기에서 제조된 상기 전도성 광학필름은 표면저항이 100 ∼ 900 Ω/sq이고, 휘도가 6000 ∼ 8000 cd/㎡ 범위를 나타내며, 기재필름으로 광 산란용 기재가 사용되면 전도성 확산필름이 형성되고, 광 집광용 기재가 사용되면 전도성 프리즘시트 가 형성된다.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하겠는바. 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1 ∼ 3 및 비교 제조예 1 ∼ 5 : 아마이드계 유기용매
다음 표 1에 나타낸 성분과 함량범위를 사용하여 PEDT 전도성 고분자 수용액을 넣고 격렬히 교반하면서, 약 7분 간격으로 알콜 용매, 1차 결합제, 아마이드계 용매, 2차 결합제, 안정화제, 슬립 및 점도 저하용 첨가제를 차례로 첨가하고 약 4시간 정도 균일하게 혼합하여 용액 조성물을 제조하였다.
조성(g) PEDT 수용액 알콜 아마이드계 용매 안정화제 결합제
폴리에스터계 수지 1차 이미드계 수지/ 멜라민/우레탄 2차
제조예 1 46.2 MeOH (49.8) FA (2) NMP (1) PET(aq) (1)
제조예 2 46.2 MeOH (48.8) FA (2) NMP (1) PET(aq) (1) 이미드계 수지 (1)
제조예 3 46.2 MeOH (48.8) FA (2) NMP (1) PET(aq) (1) 멜라민 (1)
비교 제조예 1 46.2 MeOH (49.8) FA (2) NMP (1) A-187 (1)
비교 제조예 2 46.2 MeOH (45.8) FA (2) NMP (1) p-TSA (5)
비교 제조예 3 46.2 MeOH (41.8) FA (2) NMP (1) p-TSA (5) TEOS (4)
비교 제조예 4 46.2 MeOH (45.8) FA (2) NMP (1) 4-HBSA (5)
비교 제조예 5 46.2 MeOH (41.8) FA (2) NMP (1) 4-HBSA (5) TEOS (4)
PEDT : 폴리에틸렌디옥시티오펜 MeOH ; 메틸알콜 FA : 포름아마이드 PET(aq) : 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고형분이 20%인 수용액 NMP : N-메틸피롤리돈 A-187 : γ-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란 p-TSA : p-톨루엔설폰산 멜라민 : 폴리우레탄계 실리콘, 고형분=90% TEOS : 테트라에톡시실란 이미드계 수지: 고분자 이미드 수지, 고형분=100%
제조예 4 ∼ 8 및 비교 제조예 6 ∼ 8 : 아마이드계 유기용매
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 표 2에 나타낸 성분과 함량으로 반응을 수행하여 혼합 용액 조성물을 제조하였다.
조성(g) PEDT 수용액 알콜 아마이드계 용매 결합제
폴리에스터계 1차 이미드계 수지/ 멜라민 2차
제조예 4 26 MeOH (68.1) FA (2) NMP (1) PET(aq) (2) 이미드계 수지 (0.9)
제조예 5 26 EtOH (69.1) FA (2) NMP (1) PET(aq) (1) 이미드계 수지 (0.9)
제조예 6 26 MeOH (61.1) FA (2) NMP (1) NMAA (4) PET(aq) (5) 이미드계 수지 (0.9)
제조예 7 46.2 MeOH (42.8) FA (2) NMP (1) PET(aq) (5) 이미드계 수지 (3)
제조예 8 65 MeOH (24) FA (2) NMP (1) PET(aq) (5) 멜라민 (3)
비교 제조예 6 46.2 EtOH (50.8) FA (2) NMP (1)
비교 제조예 7 46.2 EtOH (47.9) FA (2) NMP (1) PET(aq) (2) TEOS (0.9)
비교 제조예 8 46.2 EtOH (47.9) FA (2) NMP (1) PET(aq) (2) A-187 (0.9)
PEDT : 폴리에틸렌디옥시티오펜 MeOH ; 메틸알콜 EtOH : 에틸알콜 FA : 포름아마이드 PET : 폴리에틸렌테레프탈레이트 NMP : N-메틸피롤리돈 NMAA : N-메틸아세트아마이드 A-187 : γ-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란 p-TSA : p-톨루엔설폰산 TEOS : 테트라에톡시실란 이미드계 수지: 고분자 이미드 수지, 고형분=100%
제조예 9 ∼ 12 및 비교 제조예 9 ∼ 11 : 비양자성 고극성 용매
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 다음 표 3에 나타낸 바와 같은 성분과 함량으로 반응을 수행하여 혼합 용액 조성물을 제조하였다.
조성(g) PEDT 수용액 알콜 비양자성 고극성용매 분산안정제 결합제
폴리에스터계 이미드계 수지/ 멜라민
제조예 9 26 MeOH (62) DMSO (4) EG (6) PET(aq) (1) 이미드계 수지 (1)
제조예 10 50 MeOH (37) DMSO (4) EG (6) PET(aq) (1) 이미드계 수지 (2)
제조예 11 50 MeOH (38) DMSO (4) EG (6) PET(aq) (1) 멜라민 (1)
제조예 12 60 MeOH (27) DMSO (4) EG (6) PET(aq) (1) 멜라민 (2)
제조예 13 50 MeOH (39) DMSO (4) EG (6) PET(aq) (1)
비교 제조예 9 50 MeOH (29) DMSO (10) EG (10) A-187 (1)
비교 제조예 10 20 MeOH (20) DMSO (10) NMFA (1) EG (10)
비교 제조예 11 50 MeOH (22) DMSO (10) EG (10) PET(aq) (2) TEOS (6)
PEDT : 폴리에틸렌디옥시티오펜 MeOH ; 메틸알콜 EtOH : 에틸알콜 FA : 포름아마이드 PET : 폴리에틸렌테레프탈레이트 NMFA : N-메틸아세트아마이드 DMSO : 디메틸설폭사이드 A-187 : γ-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란 p-TSA : p-톨루엔설폰산 TEOS : 테트라에톡시실란 이미드계 수지: 고분자 이미드 수지, 고형분=100%
실시예 : 전도성 광학필름(확산필름)
상기 제조예 및 비교 제조예 1 ∼ 11에서 제조된 조성물을 광 산란용 기재층(확산필름, CH283, SKC社) 및 집광용 기재층(Prism Sheet, Beff-Ⅱ, 3M社)의 요철면의 반대쪽 면에 바(Bar) 코팅한 후, 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분 정도 건조시켜 전도성 고분자층이 적층된 전도성 광학필름을 제조하였다. 이때, 상기 전도성 고분자층의 두께는 1 ㎛ 이하를 유지하였다.
상기에서 제조된 전도성 광학필름의 전도성 고분자층의 두께, 표면저항, 투과도, 헤이즈 및 휘도, 색좌표를 다음의 방법으로 측정하여 다음 표 4에 나타내었다. 또한, 제조예와 비교예의 적용 시 백라이트 유닛의 스크린 불량(water fall)정도를 육안으로 검사하였다.
[측정방법]
1) 두께 : Filmetrics 社의 F20으로 nm 단위 측정(전도성 고분자막의 두께).
2) 표면저항 : 4 probe 오움(ohm)메타기(미쯔비시 케미칼社 Loresta) 평가.
3) 투명도 : UV-Visible spectrophotometer를 이용하여 550 ㎚ 투과도로서 평가. 이때, 투명기재의 투과도를 100 %로 정하고 코팅후의 투과도를 비율로 나타냄.
4) 헤이즈 : Hazemeter를 이용하여 %로 나타냄.
5) 휘도 및 색좌표: Topcon 社 Luminance Colorimeter BM-7으로 cd/m2으로 나타냄.측정 시 직하형 램프 타입(Lamp Type)의 도광판 및 CCFL 광원 사용, 측정각은 법선으로 부터 2도, 측정높이는 백라이트 유닛으로부터 50 cm.
6) 접착력: Nitto社의 테이프를 이용하여 10회 접착과 박리 후 표면저항변화로 나타냄.
양호 : 100 Ω/sq이하 보통 : 100 Ω/sq이상 불량 : 1000 Ω/sq이상
7) 액 안정성: 조액 후 1주일간 상온 보관뒤 응집 유·무에 따른 육안 판단함.
8) 내열성: 150 ℃ , 90분 열처리 후 표면저항의 변화로 판단함.
양호: 50 Ω/sq이하 보통: 50 ∼ 200 Ω/sq 불량: 200 Ω/sq이상
확산 필름, CH283, SKC社
전도성 고분자 두께 (㎚) 표면저항 (Ω/sq) 투과도 (%, 550 ㎚) 헤이즈 (%) 휘도 (cd/㎡) 색좌표 접착력 액 안정성 내열성
X Y
제조예 1 210 900 91.99 91.04 6398 0.2874 0.2855 보통 양호 보통
제조예 1 430 500 90.95 91.02 6191 0.2874 0.2852 보통 양호 보통
제조예 1 800 200 85.51 90.99 6090 0.2871 0.2849 보통 양호 보통
제조예 2 240 800 91.24 91.05 6301 0.2873 0.2855 양호 양호 양호
제조예 2 460 400 90.58 91.01 6109 0.2874 0.2851 양호 양호 양호
제조예 2 900 100 85.24 91.05 6010 0.2870 0.2847 양호 양호 양호
제조예 3 290 700 91.04 91.07 6253 0.2873 0.2854 양호 양호 보통
제조예 3 510 300 88.67 91.05 6098 0.2872 0.2850 양호 양호 보통
비교예 1 430 500 90.97 91.03 6192 0.2873 0.2853 불량 양호 불량
비교예 2 430 500 90.95 91.02 6194 0.2874 0.2854 불량 불량 보통
비교예 3 430 500 90.96 91.00 6190 0.2872 0.2855 불량 불량 불량
비교예 4 430 500 90.94 91.02 6191 0.2873 0.2852 불량 불량 보통
비교예 5 430 500 90.95 91.04 6191 0.2874 0.2853 불량 불량 불량
비교예 6 540 500 84.94 91.06 5984 0.2861 0.2842 불량 양호 보통
비교예 7 540 500 84.88 91.00 5976 0.2856 0.2843 불량 양호 불량
비교예 8 540 500 84.56 91.01 5979 0.2859 0.2843 양호 양호 불량
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 고분자가 적층된 전도성 광학필름은 종래의 확산필름(CH283, SKC社)의 특성인 투과도(550nm에서): 93.2%, Haze: 91.97%, 휘도: 6436 cd/m2, 색좌표 X:0.2887, Y:0.2875 의 값에 크게 영향을 주지 않으면서도 완벽한 전자파 차폐를 얻을 수 있음을 보여주고 있다.
또한 제조예 4 ∼ 8은 PEDT 수용액만을 조절한 것이므로 같은 표면저항을 나타낼 수 있게 전도성 고분자 막을 도포한다면 표 4의 전기적, 광학적 특성은 일치한다. 비교 제조예 6 ∼ 8은 주용매를 EtOH를 사용한 것으로 분산성이 MeOH보다 좋지 못하여 MeOH를 사용했을 때와 같은 표면저항을 나타내기 위해선 전도성 고분자 막의 두께를 더 두껍게 해야 됨을 알 수 있으며, 이에 따라 휘도 및 투과도, 색좌표에 좋지 않은 영향을 끼치고 있으며, 강한 접착력을 구현하기 위해 실란 커플링제를 사용하게 되었을 때 내열성에 취약함을 대략적으로 보여주고 있다.
기타 제조예 9 ∼ 13및 비교 제조예 9 ∼ 11에서 나타난 결합제의 특성은 표4에서 나타내고 있으며, 이 또한 주용매를 MeOH로 사용했을 때와 전기적, 광학적 특성이 일치한다. 표 4의 제조예에 따라 제조된 전도성 광학필름의 백라이트 채용시 육안검사를 수행하는 경우 스크린 불량(water fall)은 발생하지 않았다.
실시예 : 전도성 광학필름(집광필름, Prism sheet( Bef -Ⅱ), 3M社)
상기 제조예에서 제조된 조성물을 광 집광용 기재층(프리즘시트, Bef-Ⅱ, 3M社)의 요철면의 반대쪽 면에 바(bar) 코팅한 후, 125 ℃ 정도의 오븐에서 약 5 분 정도 건조시켜 전도성 고분자층이 적층된 전도성 광학필름을 제조하였다. 이때, 상기 전도성 고분자층의 두께는 1 ㎛ 이하를 유지하였다.
집광필름,Prism sheet(Bef-Ⅱ), 3M社
전도성 고분자 두께 (㎚) 표면저항 (Ω/sq) 투과도 (%, 550 ㎚) 휘도 (cd/㎡) 색 좌표 접착력 액 안정성 내열성
X Y
제조예 1 210 900 100.38 7679 0.2879 0.2867 보통 양호 보통
제조예 1 430 500 99.51 7456 0.2867 0.2863 보통 양호 보통
제조예 1 800 200 93.74 6827 0.2834 0.2830 보통 양호 보통
제조예 2 240 800 99.98 7605 0.2871 0.2866 양호 양호 양호
제조예 2 460 400 97.82 7391 0.2865 0.2863 양호 양호 양호
제조예 2 900 100 92.56 6744 0.2831 0.2829 양호 양호 양호
제조예 3 290 700 99.74 7586 0.2869 0.2865 양호 양호 보통
제조예 3 510 300 95.86 6995 0.2854 0.2859 양호 양호 보통
비교예 1 430 500 99.52 7455 0.2866 0.2864 불량 양호 불량
비교예 2 430 500 99.54 7451 0.2867 0.2864 불량 불량 보통
비교예 3 430 500 99.52 7458 0.2868 0.2863 불량 불량 불량
비교예 4 430 500 99.53 7456 0.2867 0.2865 불량 불량 보통
비교예 5 430 500 99.51 7454 0.2866 0.2859 불량 불량 불량
비교예 6 540 500 93.54 5998 0.2845 0.2848 불량 양호 보통
비교예 7 540 500 93.54 5984 0.2847 0.2843 불량 양호 불량
비교예 8 540 500 93.41 5993 0.2846 0.2847 양호 양호 불량
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 고분자가 적층된 전도성 광학필름은 종래의 집광필름(Prism Sheet(Bef-Ⅱ), 3M社)의 특성인 투과도(550 nm에서) : 101.34%, 휘도 : 7979 cd/m2, 색좌표 X :0.2880, Y :0.2870 의 값에 크게 영향을 주지 않으면서도 완벽한 전자파 차폐를 얻을 수 있음을 보여주고 있다.
또한, 제조예 4 ∼ 8은 PEDT 수용액만을 조절한 것이므로 같은 표면저항을 나타낼 수 있게 전도성 고분자 막을 도포한다면 표 5의 전기적, 광학적 특성은 일치한다. 비교 제조예 6 ∼ 8은 주용매를 EtOH를 사용한 것으로 분산성이 MeOH보다 좋지 못하여 MeOH를 사용했을 때와 같은 표면저항을 나타내기 위해선 전도성 고분자 막의 두께를 더 두껍게 해야 됨을 알 수 있으며, 이에 따라 휘도 및 투과도, 색좌표에 좋지 않은 영향을 끼치고 있으며, 강한 접착력을 구현하기 위해 실란 커플링제를 사용하게 되었을 때 내열성에 취약함을 대략적으로 보여주고 있다.
제조예 9 ∼ 13 및 비교 제조예 9 ∼ 11에서 나타난 결합제의 특성은 표 5에서 나타내고 있으며, 이 또한 주용매를 MeOH로 사용했을 때와 전기적, 광학적 특성이 일치한다. 표 5의 제조예에 따라 제조된 전도성 광학필름의 백라이트 채용 시 육안검사를 수행하는 경우 스크린 불량(water fall)은 발생하지 않았다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면 에 특정의 폴리티오펜계 전도성 고분자 조성물을 적층시켜 형성된 전도성 광학필름으로, 상기 요철에 의해 광의 산란 및 집광 등의 광 조절이 가능하고, 투과율 85% 이상의 고투명을 유지하면서, 우수한 표면저항과 휘도 범위, 내열성을 나타내어 지속적인 전자파 차폐능이 기대된다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에,
    1) 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액 26 ∼ 70 중량%,
    2) 알콜계 유기용매 25 ∼ 70 중량%,
    3) 아마이드계 유기용매 1 ∼ 5 중량%, 및
    4) 폴리에스터 수지 결합제 1 ∼ 10 중량%를 함유하여 이루어진 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  4. 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에,
    1) 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액 26 ∼ 70 중량%,
    2) 알콜계 유기용매 25 ∼ 70 중량%,
    3) 아마이드계 유기용매 1 ∼ 5 중량%,
    4) 폴리에스터 수지 결합제 1 ∼ 10 중량%, 및
    5) 폴리우레탄, 멜라민 수지 및 이미드계 수지 중에서 선택된 결합제 0.1 ∼ 5 중량%를 함유하여 이루어진 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  5. 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에,
    1) 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액 26 ∼ 65 중량%,
    2) 알콜계 유기용매 25 ∼ 64.9 중량%,
    3) 비양자성 고극성 용매 4 ∼ 10 중량%, 및
    4) 폴리에스터 수지 결합제 1 ∼ 10 중량%를 함유하여 이루어진 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  6. 요철이 형성된 투명 기재층의 한 면에,
    1) 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액 26 ∼ 65 중량%,
    2) 알콜계 유기용매 25 ∼ 64.9 중량%,
    3) 비양자성 고극성 용매 4 ∼ 10 중량%,
    4) 폴리에스터 수지 결합제 1 ∼ 10 중량%, 및
    5) 폴리우레탄, 멜라민 수지 및 이미드계 수지 중에서 선택된 결합제 0.1 ∼ 5 중량%를 함유하여 이루어진 폴리티오펜계 고분자가 포함된 전도성 조성물이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  7. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자 수용액은 0.9 ∼ 1.5 중량% 고형분을 유지하는 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  8. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자는 폴리에틸렌디옥시티오펜인 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  9. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 알콜계 유기용매는 탄소수 1 ∼ 4의 알콜계 유기용매인 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  10. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 아마이드계 유기용매는 포름아마이드, N-메틸포름아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, 아세트아마이드, N-메틸아세트아마이드, N,N-메틸프로피온아마이드 및 N-메틸피롤리돈 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  11. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 비양자성 고극성 용매는 폴리프로필렌 카보네이트 또는 디메틸 설폭사이드인 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  12. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 에틸렌글리콜, 글리세린 및 솔비톨 중에서 선택된 분산안정제를 4 ∼ 10 중량%를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  13. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 폴리티오펜계 전도성 고분자층은 1 ㎛ 이하의 두께를 유지하는 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  14. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 전도성 광학필름은 표면저항이 1000 Ω/sq 이하이고, 휘도가 6000 cd/㎡ 이상인 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  15. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 광(光) 산란용 확산필름으로 유용한 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
  16. 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 광(光) 집광용 프리즘 시트로 유용한 것을 특징으로 하는 전도성 광학필름.
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