KR100910685B1 - 내충격성 광중합 수지층을 포함하는 디스플레이 패널용광학 필터 - Google Patents

내충격성 광중합 수지층을 포함하는 디스플레이 패널용광학 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널용 광학 필터에 관한 것으로서, 본 발명에 따라 i) 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 70 중량%, ii) 분자 내에 하나 이상의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 또는 비닐기를 함유하는 반응성 모노머 15 내지 50 중량%, iii) 광개시제 0.5 내지 10 중량%, 및 iv) 대전방지제 1 내지 15 중량%를 포함하는 내충격성 광중합형 수지 조성물을 전자파 차폐층 위에 형성하는 경우, 외부의 기계적 충격을 완화시켜 주고, 대전방지 특성을 나타내어 이물질 부착 및 공정 불량을 최소화할 뿐만 아니라, 기포가 발생되지 않아 투명성이 뛰어나며, 다른 기능성 필름과의 접착성이 우수하여 접착제 또는 점착제를 사용하지 않고 간단한 방법으로 광학 필터를 제작할 수 있다.

Description

내충격성 광중합 수지층을 포함하는 디스플레이 패널용 광학 필터 {OPTICAL FILTER FOR DISPLAY PANEL COMPRISING IMPACT RESISTANT PHOTOPOLYMERIZED RESIN LAYER}
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 단면도이다.
* 도면 부호에 대한 간단한 설명
1: 반사 방지층 2: 근적외선 차단층
3, 5, 7: 점착제층 4: 충격 완화층
6: 전자파 차폐 메쉬층 8: 디스플레이 패널 본체
본 발명은 내충격성 광중합 수지층을 포함하는 디스플레이 패널용 광학 필터에 관한 것이다.
최근, 대형 플라즈마 디스플레이의 패널 경량화와 함께 플라즈마 디스플레이의 내충격성을 높이기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다.
종래에는 플라즈마 디스플레이의 내충격성을 높이기 위해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 디스플레이 패널 본체(8)의 일측면상에 접착된 전차파 차폐 메쉬층(6)에 접착제 또는 점착제(5)를 도포하여 다양한 종류의 수지를 필름이나 시트 형태로 선가공하여 충격 완화층(4)을 형성하여 삽입시켰다.
일반적으로, 이러한 충격 완화층 필름 형성 수지로 열가소성 수지나 열경화성 수지가 사용되어 왔다. 열가소성 수지를 사용할 경우에는 성형시 압출법이나 시트 성형법으로 가공하는데 있어 공정 특성상 충격 완화층에 미세한 기포가 발생되는데, 이를 제거하기가 곤란하고, 이물 유입에 따른 투명성이 요구되는 디스플레이 패널용 광학 필터의 헤이즈가 높아지는 문제가 있다. 또한, 열경화성 수지를 사용할 경우에는 열경화시에 외부 열원이나 수지 경화시 자체 발열에 의하여 기재필름의 변형이 초래되고, 충분한 내충격성을 확보할 수 없는 단점이 있다. 투명 열경화성 실리콘을 사용할 경우 내충격성은 우수하지만 가열처리가 필요하여 생산성과 수득율이 나빠질 뿐만 아니라, 라미네이션되는 접착제 또는 점착제 필름과의 접착성이 나쁘고, 광학필름의 기본적 요건인 투명성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 예를 들어, 국내 특허공개 제2004-91003호는 충격 완화층으로 실리콘계 수지/폴리카보네이트 수지/폴리우레탄수지의 복합층을 형성한 후 점착제로 라미네이션시켜 충격 완화층을 형성하는 방법을 개시하고, 일본 공개 특허 제2001-266759는 폴리프로필렌/에틸렌-비닐코폴리머/폴리프로필렌의 복합 적층 필름을 형 성한 후 이를 아크릴계 점착제로 라미네이션시켜 충격 완화층을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법과 같이 여러층을 적층하여 충격 완화층을 구현할 경우, 가공 공정이 복잡하여 작업성이 떨어지며, 전체 충격 완화층이 두꺼워지는 문제가 있다. 한편, 국내 등록특허 공보 제579329는 스폰지, 실리콘 러버 및 실리콘 수지 등으로 형성된 충격 완화층을 포함하는 광학 필터를 개시하지만, 이 경우에 광학 필터 제조시 반사 방지층 및 메쉬층과의 외부 충격에 복원력 차이가 커서 다른 필름층과의 들뜸 현상이 발생하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부의 기계적 충격을 완화시켜 주고, 대전방지 특성을 나타내어 광학 필터 제조시 이물질 부착 및 공정 불량을 최소화할 뿐만 아니라, 기포가 발생되지 않아 투명성이 뛰어나며, 다른 기능성 필름과의 접착성이 우수하여 접착제 또는 점착제를 사용하지 않고도 전자파 차폐 메쉬층에 직접 도공할 수 있어 별도의 전자파 차폐 메쉬의 투명화층 구현 없이 광학 필터 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 내충격성 광중합 수지층을 포함하는 디스플레이 패널용 광학 필터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전자파 차폐 메쉬층을 포함하는 디스플레이 패널용 광학 필터에 있어서, 상기 전자파 차폐 메쉬층의 일면에, (1) 광 중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 70 중량%, (2) 분자 내에 하나 이상의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 또는 비닐기를 함유하는 반응성 모노머 15 내지 50 중량%, (3) 광개시제 0.5 내지 10 중량%, 및 (4) 대전방지제 1 내지 15 중량%를 포함하는 광중합형 수지 조성물로부터 형성된 광중합 수지층을 포함하는, 디스플레이 패널용 광학 필터를 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 광중합형 수지 조성물은 외부의 기계적 충격을 완화시켜 주고, 대전방지 특성을 나타내어 광학 필터의 충격 완화층에 적용할 경우, 이물질 부착 및 공정 불량을 최소화할 뿐만 아니라, 기포가 발생되지 않아 투명성이 뛰어나며, 다른 기능성 필름과의 접착성이 우수하여 접착제 또는 점착제를 사용하지 않고도 전자파 차폐 메쉬층에 직접 도공할 수 있어 별도의 전자파 차폐 메쉬의 투명화층 구현 없이 광학 필터 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 등 우수한 효과를 갖는다.
본 발명에 사용되는 상기 광중합형 수지 조성물은 하기 성분 (1) 내지 (4)를 포함하며, 이하에서 이에 대해 보다 상세히 설명한다.
(1) 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머
본 발명의 광중합형 수지 조성물에 사용되는 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 광중합형 수지 조성물에 대해 40 내지 70 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 광중합형 우레탄 아크릴레이트의 사용량이 40 중량% 미만인 경우에는 광중합형 수지 조성물의 경화 수축률이 증가하여 필름 구현이 어렵고, 투과율이 감소하는 문제점이 있고, 70 중량%를 초과하는 경우에는 작업 점도가 높아져 작업성에 문제가 있다.
본 발명에 사용되는 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 (i) 폴리올 공중합체 5 내지 50 중량%, (ii) 폴리이소시아네이트 5 내지 50 중량%, (iii) 아크릴레이트 알코올 15 내지 40 중량%, (iv) 우레탄 반응 촉매 0.01 내지 2.5 중량% 및 (v) 중합 개시제 0.01 내지 2.5 중량%를 첨가하여 제조될 수 있다.
(i) 폴리올 공중합체
폴리올 공중합체는 중량 평균 분자량(Mw)이 2,000 내지 40,000이며, (-CH2CH2O-)m 또는 (-CH2CH(CH2CH3)O-)n의 반복 단위를 포함하는 것으로, 이때 m 및 n은 1 내지 1,000이 바람직하다. 상기 폴리올 공중합체의 바람직한 예로는, 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol), 폴리카프로락톤 폴리올(polycaprolactone polyol) 또는 링 개환 테트라하이드로퓨란 프로필렌옥사이드 공중합체(tetrahydrofurane propyleneoxide ring opening copolymer) 등이 있다. 상기 폴리올 공중합체는, 경우에 따라 솔비탄 지방산 에스테르(sorbitan fatty acid ester), 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르(polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester) 또는 이들의 혼합물과 혼합하여 함께 사용될 수 있다. 혼합하여 사용할 경우에는 예를 들어, 폴리올 공중합체 50 내지 90 중량%과 솔비탄 지방산 에스테르 또는 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르 10 내지 50 중량%를 혼합하는 것이 바람직하다.
(ii) 폴리이소시아네이트
본 발명에서 사용되는 폴리이소시아네이트는 1 내지 3개의 이소시아네이트기를 갖는 것이 바람직하며, 바람직한 예로는 2,4-톨리엔다이이소시아네이트(2,4-tolyenediisocyanate), 1,5-나프탈렌다이이소시아네이트(1,5-naphthalenediisocyanate), 2,6-톨리엔다이이소시아네이트, 1,3-크실렌다이이소시아네이트(1,3-xylenediisocyanate), 1,4-크실렌다이이소시아네이트, 1,6-헥산다이이소시아네이트(1,6-hexanediisocyanate), 이소포론다이이소시아네이트(isophoronediisocyanate; IPDI) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 바람직하다.
(iii) 아크릴레이트 알코올
본 발명에서 사용되는 아크릴레이트 알코올은 하나 이상의 (메타)아크릴레이트 및 하이드록시기를 포함하는 것이 바람직하며, 이의 바람직한 예로는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록 시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 네오펜틸글리코모노(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
(iv) 우레탄 반응촉매
본 발명에서 사용되는 우레탄 반응촉매는 우레탄 반응 중에 소량 첨가되는 촉매로서, 이의 바람직한 예로는 구리 나프티네이트(copper naphthenate), 코발트 나프티네이트, 아연 나프테이트, n-부틸틴라우레이트(butyltinlaurate), 트리스틸아민(tristhylamine), 2-메틸트리에틸렌디아마이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
(v) 중합 개시제
본 발명에서 사용되는 중합 개시제의 바람직한 예로는 디부틸틴라울레이트(DBTDL), 하이드로퀴논(hydroquinone), 하이드로퀴논모노메틸에테르, 파라-벤조퀴논, 페노티아진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 상기 각각의 성분들로부터 다음과 같이 합성될 수 있다.
우선, 폴리올 공중합체, 선택적으로 솔비탄 지방산 에스테르 화합물과의 혼합물, 및 중합개시제를 반응기에 넣은 후 30분 내지 1시간 동안 진공감압하여 수분을 제거한 후, 수분이 제거된 혼합물을 40 내지 65 ℃의 온도로 30분 내지 1시간 유지시킨다. 여기에 폴리이소시아네이트를 분할형식으로 가하여 200 내지 300 rpm으로 교반하면서, 구리 나프티네이트(copper naphthenate), 코발트 나프티네이트, 아연 나프테이트, n-부틸틴라우레이트(butyltinlaurate), 트리스틸아민(tristhylamine) 또는 2-메틸트리에틸렌디아마이드와 같은 우레탄 반응 촉매를, 사용되는 총 촉매량의 1/3 가량을 첨가하고, 반응 온도를 50 내지 75 ℃에서 유지하면서 IR 상에 -OH 피크가 소멸될 때까지 약 2 내지 3시간 정도 반응시킨다. 상기 반응 종료 후 아크릴레이트 알코올을 첨가한 후, 60 내지 80 ℃로 승온하고, 여기에 반응성 촉매 나머지량(2/3)를 가하여 IR 상에 -NCO 피크가 소멸할 때까지 반응시킴으로써 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 얻을 수 있다.
상기와 같은 방법으로 얻은 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 중량평균 분자량이 약 10,000 내지 150,000의 범위이고, 점도는 1,000 내지 50,000 cps (25℃, 브룩필드점도계)인 것이 바람직하다.
(2) 반응성 모노머
본 발명에서 사용되는 반응성 모노머는 피도면과의 접착력 향상을 위하여 사용되는 것으로, 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머와의 작업 점도를 맞추기 위하여 분자량 70 내지 300의 저분자량의 모노머를 사용하는 것이 바람직하며, 점도는 1 내지 100 cps(25℃)인 것이 좋다. 또한, 분자 구조내에 하나 이상의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 또는 비닐기를 가지며, 1 내지 6개의 다양한 관능기를 가진 모노머를 사용할 수 있으며, 특히 필름상태에서 높은 인장강도를 가지면서 낮은 경화수축률을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 반응성 모노머의 바람직한 예로는 페녹시에틸아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시헥사에틸렌글리콜아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트(IBOA), 이소보닐메타아크릴레이트, 비스페놀 에톡실레이트 디아크릴레이트, 에톡실레이트 페놀 모노아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 200 디아크릴레이트(polyethyleneglycol 200 diacrylate), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가형 트리에틸 프로판트리아크릴레이트(ethyleneoxide-addition triethylolpropanetriacrylate), 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate), 에톡실레이티드 노닐페놀 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 에톡실레이티드 비스페놀 A 디아크릴레이트, 알콕시레이티드 노닐페놀 아크릴레이트(alkoxylated nonylphenol acrylate), 알콕시레이티드 3관능 아크릴레이트 에스터(alkoxylated trifunctional acrylate ester), 메탈릭 디아크릴레이트(metallic diacrylate), 3관능 아크릴레이트 에스터(trifunctional acrylate ester), 3관능 메타크릴레이트 에스터(trifunctional methacrylate ester) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.
상기 반응성 모노머는 광중합형 수지 조성물에 대해 15 내지 50 중량%의 범위로 사용되는 것이 바람직하며, 사용량이 15 중량% 미만일 경우에는 고점도의 상기 올리고머 합성물을 작업 점도인 1,500 내지 3,000 cps(25℃)까지 희석시키는 것이 어려우며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 경화시 필름의 경화수축률이 커져 벤딩(bending)에 의해 광 투과율이 저하되는 문제점이 있다.
(3) 광개시제
본 발명에 있어서 광개시제는, 필름 제조시 10 내지 25m/min 이상의 라인 속도를 유지하고, 200 내지 2,000 ㎛ 후막 도공이 이루어지므로, 수지 자체의 빠른 경화속도를 유지하고 필름 심부까지의 경화를 위해 첨가된다. 상기 광개시제는 자외선 에너지를 받아 자유 라디칼을 형성하고 수지 내의 이중 결합을 공격하여 중합을 유도할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 광개시제로는 상업적으로 수득가능한 시바가이기(Ciba Geigy)사의 이가큐어(Irgacure)#184 (하이드록시사이클로헥실페닐케톤 (hydroxycyclohexylphenylketone)), 이가큐어(Irgacure)#907 (2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온(2-methyl-1[4-(methythio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on)), 이가큐어(Irgacure)#500 (하이드록시케톤과 벤조페논(hydroxy- ketones and benzophoenone)), 이가큐어(Irgacure)#651 (벤질디메틸케톤(benzildimethyl-ketone)), 다로큐어(Darocure)#1173(2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)), 다로큐어(Darocure)#116, CGI#1800 (비스아실포스핀옥사이드(bisacyl phosphine oxide)) 또는 CGI#1700 (비스아실포스핀옥사이드와 벤조페논(bisacyl phosphine oxide and hydroxy ketone))을 사용할 수 있다.
(4) 대전 방지제
본 발명에서 사용되는 대전방지제는 광학 필름 제조시 작업상 발생할 수 있는 정전기 문제를 개선하기 위하여 사용된다. 상기 대전방지제는 수분을 함유하고 있지 않는 것이 바람직하며, 이의 대표적인 예로는, 상업적으로 시판되고 있는 모어켐(Morechem)사의 Morestst ES-1200, Morestst ES-1801, Morestst ES-2200, Morestst ES-2400 또는 Morestst ES-2300 등의 비이온 아민계; Morestst ES-1895의 다가 알콜의 지방산 에스테르; Morestst ES-2500의 지방족 아미드(fatty amide); Morestst ES-3000, Morestst ES-3300 또는 Morestst ES-6000등의 양이온 제4급 암모늄염계; Morestst ES-6500 알킬 아민설페이트계, 셀 케미칼(Cell Chemical) 사의 Celtex-ASA, Celtex-AS7 알킬베타인계(alkyl betain)로 이루어지는 군으로부터 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광중합형 수지 조성물에는 기타 첨가제로서 통상의 소포제, 레베링제 또는 부착 증강제 등을 효과량 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%를 사용할 수 있다.
상기 광중합형 수지 조성물은, 통상의 방법, 예를 들면 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 반응성 모노머, 광개시제 및 대전방지제를 순서대로 첨가하여 15 내지 50℃의 온도에서 1000rpm 이상의 균일한 속도로 교반하여 얻을 수 있다. 이때, 상기 반응 온도가 15℃ 미만일 경우 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 점도가 상승하여 공정상의 문제점이 발생하고, 반응 온도가 50℃를 초과할 경우에는 광개시제가 라디칼을 형성하여 경화반응을 일으킬 수 있다. 또한, 미반응 물질이 공기중의 수분과 반응하는 부반응이 발생할 수 있으므로 반응기내 수분은 50% 이하로 유지시키는 것이 좋으며, 이를 위해 반응이 진공 조건하에 수행되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 광중합형 수지 조성물은 점도가 200 내지 3000 cps(25℃)의 범위인 것이 바람직하다.
상기 광중합형 수지 조성물은 필름이나 시트 형태로 선가공하지 않고, 도공기를 이용하여 전자파 차폐층상에 적용 가능하며, 내충격성뿐 아니라 접착성이 우수하여 별도의 접착제를 사용하지 않아도 된다는 잇점이 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널용 광학 필터는, 예를 들어 다음과 같이 제작될 수 있다. 도 2를 참조해 보면, 우선, 전자파 차폐 메쉬층(6) 위에 점착제 사용 없이 본 발명에 따른 상기 광중합형 수지 조성물을 직접 도포한 후 UV 경화시켜 광중합 수지층을 충격 완화층(4)으로서 형성시킨 다음, 상기 충격 완화층(4) 위에 점착제층(3), 근적외선 차단층(2) 및 반사 방지층(1)을 순차적으로 적층시켜 본 발 명에 따른 광학 필터를 제작할 수 있다. 상기 전자파 차폐 메쉬층(6), 점착제층(3), 및 기능층으로서 작용하는 상기 근적외선 차단층(2) 및 반사 방지층(1)은 통상의 방법으로 형성될 수 있으며, 이들 구성의 조합, 순서 및 방법에 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 상기 층들 중 어느 한 층이 배제되거나 상기 층 이외의 추가의 광학 기능층, 예를 들어 반사 방지층, 근적외선 차단층, 네온광 차단층 또는 색보정층이 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 광학 필터는 통상의 방법에 따라, 예를 들면 충격 완화층이 구현된 전자파 차폐 필름의 다른 일면에 점착제층(7)을 도포한 후 디스플레이 패널 본체(8)의 유리에 붙여 디스플레이 패널을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 전자파 차폐 메쉬층 위에 직접 도공함으로써 형성되는 상기 광중합 수지층(충격 완화층)의 두께는 0.2 내지 2 mm인 것이 바람직하며, 이 두께가 0.2 mm 미만인 경우 원하는 내충격 특성을 확보하기 어렵고, 2 mm를 초과하는 경우 투과율 및 헤이즈가 높아져 광학적 특성 확보가 어렵고, 작업성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따라 특정 조성의 광중합형 수지 조성물을 이용하여 형성된 광학 필터는 이물질 부착 및 공정 불량을 최소화할 뿐만 아니라, 기포가 발생되지 않아 투명성이 뛰어나며, 다른 기능성 필름과의 접착성이 우수하여 접착제 또는 점착제를 사용하지 않고도 전자파 차폐 메쉬층에 직접 도공할 수 있어 별도의 전자파 차폐 메쉬의 투명화층 구현 없이 광학 필터 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 등 우수한 효과를 갖는다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<광중합형 수지 조성물의 제조>
제조예 1
폴리 테트라메틸렌 글리콜(PTMG) 50 중량%, 이소포론 다이이소시아네이트(IPDI) 28 중량%, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트(2-HEMA) 21 중량%, 구리나프티네이트 0.5 중량% 및 디부틸틴라울레이트(DBTDL) 0.5 중량%를 이용하여 중합한 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40중량%, 반응성 모노머로서 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 50 중량%, 광개시제로서 시바가이기(Ciba Geigy)사의 이가큐어(Irgacure)#184 5 중량% 및 대전방지제로서 모어켐(Morechem)사의 Morestst ES-6000 5 중량%를 혼합하여 25℃의 온도에서 100rpm의 균일한 속도로 교반시켜 광중합형 수지 조성물을 얻었다.
제조예 2
광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 50 중량%, 반응성 모노머로서 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 40 중량%를 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 수행하여 광중합형 수지 조성물을 얻었다.
제조예 3
광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 60 중량%, 반응성 모노머로서 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 30 중량%를 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일하게 수행하여 광중합형 수지 조성물을 얻었다.
<디스플레이 패널용 광학 필터의 제조>
실시예 1
- 반사 방지 필름: 혼성(hybride) 반사 방지 필름(일본유지(NOF), N785UV-012, 두께 150㎛)
(반사 방지층 5㎛, PET 필름 100㎛, NIR 차단층: 20㎛, 점착제층: 25㎛)
- 전자파 차폐용 메쉬 필름: 니폰 필콘(Nippon Filcon) 42인치(580mm × 990mm, 두께 140㎛)
(메쉬층: 15㎛, PET 필름(기재필름):100㎛, 점착제층: 25㎛)
- 충격 완화층: 제조예 1에서 얻은 광중합형 수지 조성물을 상기 전자파 차폐 메쉬필름에 도공하여, UV 경화함(1200mJ, 10mpm) - 도공두께 : 300㎛
(충격 완화층이 구현된 전자파 차폐 필름을 점착제(소켄사 SK-Dyne 1435 25㎛)를 이용하여 유리 기판(삼성코닝 소다라임 글래스, 두께 2.8mm × 300mm × 300mm)에 붙여 충격 실험을 실시하였다)
상기 반사 방지 필름, 충격 완화층 및 전자파 차폐 필름이 순차적으로 형성 되도록 하여 총 590㎛의 광학 필터를 제작하였다.
실시예 2
충격 완화층의 두께를 500㎛로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 790㎛인 광학 필터를 제조하였다.
실시예 3
충격 완화층의 두께를 1,000㎛로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 1,290㎛인 광학 필터를 제조하였다.
실시예 4
제조예 2에서 얻은 광중합형 수지 조성물을 이용하여 충격 완화층을 형성시킨 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 두께 790㎛인 광학 필터를 제조하였다.
실시예 5
제조예 3에서 얻은 광중합형 수지 조성물을 이용하여 충격 완화층을 형성시킨 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 두께 790㎛인 광학 필터를 제조하였다.
비교예 1
충격 완화층용 수지 조성물로서 실리콘 수지 용액(다우코닝 실리콘사제, SE1885A) 100중량부와 실리콘 수지용 경화제(다우코닝 실리콘사제, SE1885B) 100 중량부를 혼합하여 PET 필름 100㎛의 표면상에 도공 두께 1000㎛으로 구현하여 30분동안 100℃에서 열경화한 다음, 상기 기재의 다른 일면에 투명 점착제로서 부틸 아크릴레이트와 아크릴산의 공중합체(분자량 약 150만, Tg 약 -25℃)의 아크릴계 점착제를 25㎛ 두께로 도공하여 전자파 차폐 메쉬층과 합지한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 수행하여 1,290 ㎛ 두께의 광학 필터를 제조하였다.
비교예 2
충격 완화층용 수지 조성물로서 PREMINOL PML-3012(아사히글라스사, 폴리에테르계 폴리오) 65중량부, EXCENOL EL-1030(아사히글라스사, 폴리에테르계 폴리오) 28 중량부, 프레미놀 PML-1003(아사히글라스사, 폴리에티르계 폴리올) 100 중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 30 중량부, 디부틸틴 디라우레이트 0.2 중량부 및 산화방지제(시바 가이기사, IRGANOX 1010) 2 중량부를 혼합하여 PET 필름 100㎛의 표면상에 도공 두께 1000㎛ 도공 후 20분 동안 80℃에서 경화하여 충격 완화층을 형성한 것을 제외하고 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여 1,290 ㎛ (수치 확인바랍니다) 두께의 광학 필터를 제조하였다.
비교예 3
충격 완화층용 수지 조성물로서 폴리카보네이트(아사히 글래스사제, LEXAN 8010) 1000㎛ 두께의 평판을 사용한 것을 제외하고 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여 1,290 ㎛ 두께의 광학 필터를 제조하였다.
시험예
(1) 대전방지성 시험
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 얻은 광학 필터의 반사방지필름 부분에 표면저항률 분석기(모델 MCP-T610, 일본 미쯔비시사 제조)를 이용하여 광학필터의 누적저항을 측정한 결과, 비교예 1 내지 3은 표면 저항이 1 × 1013Ω/Sq 내지 1 × 1014Ω/Sq인 반면, 본원 발명에 따라 실시예에서 얻은 광학필터는 표면 저항이 1 × 1012Ω/Sq 이하로 나타내며 양호한 대전방지 특성을 나타내었다.
(2) 내충격성 시험
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 얻은 광학 필터의 충격 완화층이 구현된 전자파 차폐 필름 시편을 알루미늄제 판(10mm×1000mm×600mm)(두께×세로×가로) 위에 올려놓고, 바이스로 4변을 고정하여 콘크리트벽에 기대어 세워둔 다음, IEC(International Electrotechnical Commission) 규격에 기재된 스프링 임팩트 해머((MODEL F-22, 독일 PTL사 제조)를 사용하여 0.2 J, 0.35 J, 0.50 J, 0.70 J, 1.00 J의 충격력으로 평가하였다. 깨지지 않은 경우를 ○, 깨진 경우를 ×로 하였다. 또한 전기용품 단속법에 규정되어 있는 폴리아미드 가공한 추(반경 10mm, 250g)를 약 20.4cm 높이에서 낙하시켰을 때의 충격 에너지가 0.50 J과 일치하는 점에서, 0.5 J 이상; ○, 0.5 J 미만; ×로 하였다.
(3) 내열성 시험
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 얻은 광학 필터의 시편을 80℃의 오븐 안에 넣고 1000시간이 경과한 후에 꺼내어 오븐에 넣기 전과 비교하여 외관을 관찰하였다. 충격완화 필름의 외관에 변화가 없는 경우를 ○, 충격 완화 필름 시편이 유리 기판으로부터 벗겨진 경우, 필름과 유리 기판 사이에 기포가 발생하거나 표면 상태에 변형이 생긴 경우를 ×로 하였다.
(4) 투과율 시험
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 충격 완화층을 단독으로 투명 기재상에 형성한 시편들을, 헤이즈-가드플러스(haze－gardplus, BYK－가드너(Gardner)사)를 사용하여 25℃에서의 헤이즈(%) 및 전광선 투과율(%)을 측정하였다.
(5) 표면경도(연필경도)
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 얻은 광학 필터의 반사 방지층 부분을 연필 경도 시험기에 MISUBISHI Uni 연필 H.B 또는 TOMBOW#8900 H.B를 45°경 사를 주고 1Kg 하중을 시험면에 가하고 연필심의 방향으로 약 3 mm/sec 속도로 길이 약 40mm의 긁기의 위치를 변화하면서 5회 실시하여 시험 면에 부착된 연필의 흑연을 지우개로 연필자욱을 가볍게 제거하여 도막의 파괴상태를 조사하였다.
(6) 쇼어경도(Shore Hardness)
실시예 1내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 충격 완화층을 단독으로 투명 기재상에 형성한 시편들을 일본 미쓰토요사의 경도계 모델명 HH-401을 이용하여 ASTM A 956 규격에 따라 측정하였다.
상기 물성 시험의 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure 112007044887732-pat00001
상기 표 1에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 광중합형 수지 조성물을 이용하여 제조된 실시예 1 내지 5의 디스플레이 패널용 광학 필터는 점착제층 없이도 헤이즈, 투과율, 쇼어경도, 표면경도, 내열성 및 충격성 등이 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 따라 내충격성 광중합형 수지 조성물을 광학 필터의 충격 완화층으로 사용하는 경우 외부의 기계적 충격을 완화시켜주고, 대전방지 특성을 나타내어 이물질 부착 및 공정 불량을 최소화할 뿐만 아니라, 기포가 발생되지 않아 투명성이 뛰어나며, 다른 기능성 필름과의 접착성이 우수하여 접착제 또는 점착제를 사용하지 않고도 전자파 차폐 메쉬층에 직접 도공할 수 있어 별도의 전자파 차폐 메쉬의 투명화층 구현 없이 광학 필터 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 등 우수한 효과를 갖는다.

Claims (13)

  1. 전자파 차폐 메쉬층을 포함하는 디스플레이 패널용 광학 필터에 있어서, 상기 전자파 차폐 메쉬층의 일면에, (1) 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머 40 내지 70 중량%, (2) 분자 내에 하나 이상의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 또는 비닐기를 함유하는 반응성 모노머 15 내지 50 중량%, (3) 광개시제 0.5 내지 10 중량%, 및 (4) 대전방지제 1 내지 15 중량%를 포함하는 광중합형 수지 조성물로부터 형성된 광중합 수지층을 포함하되,
    상기 광중합형 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 (i) 폴리올 공중합체 5 내지 50 중량%, (ii) 폴리이소시아네이트 5 내지 50 중량%, (iii) 아크릴레이트 알코올 15 내지 40 중량%, (iv) 우레탄 반응 촉매 0.01 내지 2.5 중량% 및 (v) 중합 개시제 0.01 내지 2.5 중량%를 첨가하여 제조된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 공중합체가 중량 평균 분자량이 2,000 내지 40,000이며, (-CH2CH2O-)m 또는 (-CH2CH(CH2CH3)O-)n(이때, m 및 n은 1 내지 1,000이다)의 반복 단위를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리올 공중합체가 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol), 폴리카프로락톤 폴리올(polycaprolactone polyol) 및 링 개환 테트라하이드로퓨란 프로필렌옥사이드 공중합체(tetrahydrofurane propyleneoxide ring opening copolymer) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 폴리올 공중합체가 솔비탄 지방산 에스테르(sorbitan fatty acid ester), 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르(polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester), 또는 이들의 혼합물과 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리이소시아네이트가 2,4-톨리엔다이이소시아네이트(2,4-tolyenediisocyanate), 1,5-나프탈렌다이이소시아네이트(1,5-naphthalenediisocyanate), 2,6-톨리엔다이이소시아네이트, 1,3-크실렌다이이소시아네이트(1,3-xylenediisocyanate), 1,4-크실렌다이이소시아네이트, 1,6-헥산다이이소시아네이트(1,6-hexanediisocyanate), 이소포론다이이소시아네이트(isophoronediisocyanate; IPDI) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 알코올이 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 네오펜틸글리코모노(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 모노머가 페녹시에틸아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시헥사에틸렌글리콜아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트(IBOA), 이소보닐메타아크릴레이트, 비스페놀 에톡실레이트 디아크릴레이트, 에톡실레이트 페놀 모노아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 200 디아크릴레이트(polyethyleneglycol 200 diacrylate), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레 이트, 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가형 트리에틸 프로판트리아크릴레이트(ethyleneoxide-addition triethylolpropanetri acrylate), 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate), 에톡실레이티드 노닐페놀 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 에톡실레이티드 비스페놀 A 디아크릴레이트, 알콕시레이티드 노닐페놀 아크릴레이트(alkoxylated nonylphenol acrylate), 알콕시레이티드 3관능 아크릴레이트 에스터(alkoxylated trifunctional acrylate ester), 메탈릭 디아크릴레이트(metallic diacrylate), 3관능 아크릴레이트 에스터(trifunctional acrylate ester), 3관능 메타크릴레이트 에스터(trifunctional methacrylate ester) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 수지층이 전자파 차폐 메쉬층의 일면에 직접 도포되어 형성된 것임을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 수지층이 0.2 mm 내지 2 mm의 두께로 형성됨을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 수지층상에 반사 방지층, 근적외선 차단층, 네온광 차단층 및 색보정층 중에서 선택된 하나 이상의 광학 기능층들이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  12. 제1항에 있어서,
    헤이즈가 0.1 내지 2%이고, 쇼어 경도(D)가 60 이하인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 패널용 광학 필터.
  13. 제1항에 따른 광학 필터의 전자파 차폐 메쉬층의 광중합 수지층 반대쪽 면을 디스플레이 패널 본체에 부착시켜 얻은 디스플레이 패널.
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