KR101258453B1 - 자외선 경화형 ｂｌｕ 도광판 조성물 및 도광판 - Google Patents

자외선 경화형 ｂｌｕ 도광판 조성물 및 도광판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조성물 전체 중량을 기준으로, Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 20 내지 75 중량%; 자외선 반응성 모노머 15 내지 70 중량%; 및 광중합 개시제 1 내지 10 중량%를 포함하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 제공한다. 본 발명의 자외선 경화형 조성물은 1~5mm의 도막의 경화가 수초 내지 수십초 안에 이루어지며, 또한 400~900nm의 빛 파장에서의 광투과도가 92%이상이며, 굴절률이 1.465~1.48대로 기존의 PMMA 도광판과 유사한 광투과도와 굴절률을 가지며, PC, PS 소재 등의 도광판보다도 광투과도가 우수하다. 경화된 도막의 경우 휨성이 매우 우수하며, 높은 가교도를 가지고 있어 내열성 및 내수성에서도 기존의 소재인 PMMA, PC, PS등 보다 우수함을 나타낸다.

Description

자외선 경화형 ＢＬＵ 도광판 조성물 및 도광판{UV curable resin composition for BLU light guide plate and light guide plate}
본 발명은 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물 및 도광판에 관한 것이다. 더 자세하게는 기존의 PMMA, PC, PS등의 재질로된 사출형 도광판을 대체할 수 있으며, 고휘도와 플렉서블한 도광판을 만들기 위한 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물에 관한 것이다.
현재의 LCD 디스플레이 기기의 경우 크게 BLU 부분과 액정 셀로 나뉘어 있으며, 특히 BLU 부분의 경우 광원에 따라 LED , CCFL등으로 나뉘어 LED-BLU, CCFL-BLU로 나눌 수 있다.
이러한 BLU에서의 도광판의 역할은 측면 혹은 전면에서 오는 빛을 균일하게 하여 면발광과 같은 효과를 나타내는게 목적을 두고 있다.
이러한 도광판에 사용되는 주된 재질로는 PMMA, PS, PC등의 재질로 된 소재를 사용하게 되며, 이들 소재의 경우 사출 공정을 통하여 판 형태로 1차 가공을 하고 균일한 빛의 만들기 위해 반사 잉크등을 적용하는 2차 가공 공정을 거치게 된다.
사출 공정을 통해 만들어지는 도광판은 모두 열 가소성 수지을 이용하여 만들어 지는데, 이러한 열 가소성 수지의 경우 모두 일정한 유리 전이 온도를 가지게 되며, 이러한 유리 전이 온도에 의해 도광판의 특성을 가지게 된다. 현재 BLU에서 요구되어지는 우수한 광투과도(97% 이상)를 만족하기 위해 PMMA가 가장 많이 사용되어지고 있으며, PS, PC의 경우 90% 정도의 광투과도를 가지고 있어 PMMA 대비 우수한 내열적인 특성을 가지고 있음에도 널리 사용이 되지 못하는 현실이다.
PMMA 도광판의 사출 공정을 살펴보면 PMMA 수지를 일정한 유리 전이 온도이상으로 녹여서 사출기 내부로 흘려보내고 이때 유리 전이 온도 이하로 PMMA 수지가 냉각이 되면서 도광판으로 만들어 지고 있다. 유리 전이 온도 이하로 만들어진 PMMA 도광판의 경우 PMMA 재질의 특성에 의해 휨성이 극히 낮으며, 또한 수분에 대해 취약하고 , 유리전이 온도에서는 치수 및 크랙이 발생하는 경우가 생긴다. 최근에는 보다 얇은 두께의 도광판을 요구하고 있으며, 이러한 요구에 PMMA 도광판의 경우 부합되지 못하는 실정이다. 대면적의(47인치 이상)의 경우 사출기로부터 도광판을 분리할 때 낮은 휨성에 의해 부서지는 경우가 발생을 하며, 또한 도광판 이동시에도 상당한 취급 주의가 필요한 실정이다.
이러한 PMMA 도광판을 보완하기 위해 얇은 도광판에 자외선 경화형 수지를 얇게 도포하여 경화시키는 방법을 고려하였다. 이러한 경우 1차 사출공정을 통해 나온 도광판에 자외선 경화형 수지를 얇게 도포하여 PMMA 도광판의 스크레치나, 휨에 의한 파손은 방지할 수 있으나, 이는 PMMA 도광판의 근본적인 문제인 낮은 휨성과 유리 전이 온도에서의 크랙과 치수 변형에 대한 문제 해결은 아니다.
또한 사출 형태로 적용이 되는 도광판의 경우 광원과 도광판 사이에는 일정한 공기층을 가지게 되며, 이러한 공기층의 경우 낮은 공기 굴절률로 인하여 휘도 등에서 저해하는 요소로 작용한다.
자외선 경화형 수지 조성물의 경우 일반적으로 도막 두께가 수㎛~500㎛ 정도의 도막 두께를 가지며, 후막화로 갈수로 내부 경화가 잘 되지 않는 문제가 발생을 하여, 주로 장파장 개시제를 사용하게 된다. 장파장 개시제의 경우 일반적으로 디스플레이의 광원에 영향을 주는 400nm이상에서 광 흡수를 일으키며, 그 결과 광 흡수가 일어나는 파장의 광 흡수로 인하여 특정 파장에서의 광투과도가 떨어지는 현상을 나타내고 있다. 때문에 PMMA 도광판에 적용하는 자외선 경화형 수지의 도막 두께는 매우 얇으며, 일정 패턴을 위한 도막두께까지만 적용을 하며, PMMA 도광판을 대체할 수 없다는 인식이 널리 통용하고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 블랙라이트(BLACK LIGHT)를 이용하여 자외선 경화형 수지 조성물을 경화하는 방식을 고려할 수 있다. 하지만 블랙라이트를 통한 자외선 경화의 경우에도 일반적으로 도막 두께를 1mm 이내로 하여야 적용이 수월하며, 대체로 질소 분위기하에서 이루어지며 경화 시간의 경우 5~10분 내외의 긴 시간을 가짐으로써 양산성에서 많은 문제점을 가지고 있다. 또한, 블랙라이트를 이용한 자외선 경화의 경우 단관능 모노머를 이용한 가교로 인하여 내수성에서 심각한 문제를 가지고 있어 디스플레이 소재로 사용하기에는 아직 해결해야 할 사항이 많은 상황이다.
본 발명의 목적은 기존의 열가소성 수지의 도광판이 가지고 있는 문제점인 내열성, 휨성 등을 개선하고 보다 우수한 양산성 및 생산성을 가지게 하며, 도막 두께가 1mm가 넘는 경우에도 경화속도가 우수하여 내부의 경화가 잘 이루어지며, 보다 우수한 광특성을 가지게 함으로써 고휘도를 낼 수 있는 자외선 경화형 도광판 조성물 및 도광판을 제공하며, 향후에 플렉서블 디스플레이에도 적용될 수 있는 도광판을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명은 조성물 전체 중량을 기준으로, Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 20 내지 75 중량%; 자외선 반응성 모노머 15 내지 70 중량%; 및 광중합 개시제 1 내지 10 중량%를 포함하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을제공한다.
또한 상기 Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트는, 폴리올, 다이이소시아네이트 및 하이드록시기가 존재하는 모노(메타)아크릴레이트로부터 합성된 것으로 몰비율이 폴리올 : 다이이소시아네이트 : 하이드록시 모노(메타)아크릴레이트 = 0.9 : 1.8 : 2 ~ 3.3 : 4.3 : 2 범위내인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물 등을 제공한다.
또한, 상기 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 3mm 두께로 도막 형성 후 자외선 경화시킨 후 350nm ~ 370nm의 광투과도를 측정하면 50% 이상으로서, 자외선 투과가 잘 되어 도막이 두꺼워도 내부 경화가 잘 일어나며 경화 속도가 빠른 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물로 도막 형성 후 자외선으로 경화시켜 제조된 자외선 경화형 BLU 도광판을 제공한다.
본 발명의 자외선 경화형 조성물은 1~5mm의 도막의 경화가 수 초안에 이루어지며, 또한 400~900nm의 빛 파장에서의 광투과도가 90% 이상이며, 굴절률이 1.465~1.48대로 기존의 PMMA 도광판과 유사한 광투과도와 굴절률을 가지며, PC,PS소재등의 도광판보다도 광투과도가 우수하다. 경화된 도막의 경우 휨성이 매우 우수하며, 높은 가교도를 가지고 있어 내열성 및 내수성에서도 기존의 소재인 PMMA, PC, PS등 보다 우수함을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 이형필름에 도포하여 광판을 제조하는 개략 설명도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경화된 자외선 경화형 BLU 도광판 사진,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 엣지형 LCD BLU 확산판까지 적용한 도광판 사진,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 경화된 자외선 경화형 BLU 도광판의 광투과도에 관한 도이다.
이하에서는 도면 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하기의 설명은 본 발명의 구체적 일례에 대한 것이므로, 비록 단정적, 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
자외선 경화형 BLU 도광판이 실질적으로 상용화되기 위해서는 자외선 경화형 조성물이 BLU 도광판에 특화된 매우 까다로운 조건을 만족하여야 한다. 기존의 사출형 도광판은 사출에 의해 두께가 두꺼운 도광판을 손쉽게 만들 수 있으나, 자외선 경화형 도광판은 자외선으로 경화를 시켜야 하기 때문에 두께가 1mm가 넘어가면 내부까지 경화가 잘 이루어지기 어렵고, 경화 속도가 현저하게 느려져 양산성에서도 문제가 있어 두꺼운 두께의 도광판을 용이하게 만들기가 어렵다. 따라서, 내부까지 경화가 잘 일어나고 경화속도가 빠른 자외선 경화형 조성물이어야 실질적으로 자외선 경화형 BLU 도광판이 상용화될 수 있다.
또한, 자외선 경화형 BLU 조성물은 기본적으로 고휘도를 만족하여야 한다. 이로써 선택할 수 있는 조성 성분의 제한이 보다 엄격해진다. 광투과도가 높은 재료는 생각보다 많지 않다.
또한, 고온고습 환경에 강해야 하며, 고온에서 내변색성이 우수하여야 한다. BLU는 고온 환경이며, 때로는 장시간 고온이 지속되는 경우도 종종 있으므로 고온에서 그 특성을 유지하여야 하며 습기에 강해야 한다. 기존의 자외선 경화형 조성물에서 사용된 성분을 쉽게 전용할 수 없는 이유가 추가된다.
또한, 갑작스런 열충격 환경에서도 크랙이 발생하지 않아야 하는 것도 중요한 요건이 된다.
더 나아가, 기존의 도광판에서 보편적으로 요구하지 않았던 휨성이 우수한 것이 적용 범위를 넓힐 수 있어 바람직하다. 디스플레이 시장에서 플렉시블 디스플레이 시장이 점점 확대될 것으로 예상되므로, 휘어도 만족스러운 광학 특성과 물리적 특성을 제공할 수 있는 자외선 경화형 도광판이 요청될 것이다. 기존의 사출형 도광판은 휨특성이 만족스럽지 못하였다.
이렇듯, BLU 도광판이 요구하는 다양한 조건을 만족시킬 수 있는 자외선 경화형 BLU 조성물을 발명하는 것은 쉬운 일이 아니다. 본 발명자는 상기의 조건을 충분하게 만족할 수 있는 특수한 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 개발하였다.
본 발명의 일실시예에 따른 자외선 경화형 도광판 조성물은, 조성물 전체 중량을 기준으로, Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 20 내지 75 중량%, 자외선 반응성 모노머 15 내지 70 중량% 및 광중합 개시제 1 내지 10 중량%를 포함하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 제공한다. 이들 폴리우레탄 (메타)아크릴레이트와 표면의 경화속도 및 점도 조절용 모노머 및 광개시제 등을 이용하여, 1~5mm의 후막화된 도막을 수초 내지 수십초내에 충분하게 내외부를 경화시키고, 광투과도가 우수하며 우수한 휨성 및 내열 내용제성 등이 우수한 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예로서, Mw가 8000~40,000인 폴리우레탄 (메타)아크릴레이트의 경우, 사용된 폴리올의 종류와 분자량 그리고 폴리올과 이소시아네이트의 비율에 따라 경화시의 수축률과 굴절률 그리고 광투과도에 많은 영향을 미치는 것을 확인할 수 있으며, 경화된 도막의 표면 특성에도 많은 영향을 주는 것을 확인하였다.
즉, 상기 Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트는, 폴리올, 다이이소시아네이트 및 하이드록시기가 존재하는 모노(메타)아크릴레이트로부터 합성되는 것이 좋으며, 특히 몰비율이 폴리올 : 다이이소시아네이트 : 하이드록시 모노(메타)아크릴레이트 = 0.9 : 1.8 : 2 ~ 3.3 : 4.3 : 2 범위내인 것이 좋다. 상기 몰비율 범위내에서 경화시의 수축률, 굴절률, 광투과도, 및 도막 표면 특성이 우수하여 만족스러운 도광판을 얻을 수 있게 된다.
더 나아가, 어떤 폴리올과 하이드록시 모노(메타)아크릴레이트를 사용하는가에 따라 더욱 우수한 도광판을 얻을 수 있다.
바람직하기로는 상기 폴리올은, Mw 1000~4,000인 폴리카보네이트 폴리올, Mw 1000~4,000인 폴리프로필렌 글리콜, Mw 1000~4,000인 폴리테트라 메틸렌 글리콜, Mw 1000~4,000인 폴리카프로락톤 다이올로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되는 것이 좋다.
또한, 하이드록시 모노(메타)아크릴레이트는, 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA), 하이드록시에틸 메타아크릴레이트(2-HEMA)로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 다이이소시아네이트는, 헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 4,4-다이시클로헥실메탄 다이이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 다이이소시아네이트, 1,10-데카메틸렌 다이이소시아네이트, 이소포론 다이이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 다이이소시아네이트, 톨루엔-2,4-다이이소시아네이트, 톨루엔-2,6-다이이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 다이이소시아네이트, 4-메톡시-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트, 4-클로로-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트, 2,4-다이메틸-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트, 4,4-다이이소시아네이트 디페닐에테르, 4,4-다이이소시아네이트 다이벤질, 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 것이 좋다.
폴리우레탄(메타)아크릴레이트는 조성물 전체 중량을 기준으로 20 내지 75 중량% 포함되어 사용되는 것이 좋다. 상기 범위 미만에서는 플렉서블한 성질을 잃게 되고 또한 질김성에서도 낮은 결과를 초래하게 되며, 상기 범위를 초과하면 자외선 경화성이 낮아지며, 너무 플렉서블한 성질을 가지게 되어 일정한 모양을 갖기 힘들며, 점도가 높아 작업성이 문제된다. 또한, 중량평균분자량 Mw가 8000~40,000 범위내인 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 자외선 반응성 모노머는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(TMPTA), 헥사메틸렌 다이아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트(TPGDA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA), 이소보닐 아크릴레이트(IBOA), 아크릴로일 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA)로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 것이 좋다. 사용되는 함량은 전체 중량을 기준으로 15 내지 70 중량% 범위내인 것이 좋다. 상기 범위 미만에서는 경화속도 등 경화성이 문제되고, 상기 범위를 초과하면 원하는 기계적 물성을 얻기 어렵다.
그리고 상기 광중합 개시제는 2-하이드록시-1-4-[4-(2-하이드록시-2-메틸프로피오닐)-벤질]페닐-2-2-메틸프로판-1-온, 1-하이드록시 사이클로헥실 페닐케톤, 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-몰포리닐)페닐]-1-부타논, 비스(2,4,6-트라이메틸 벤조일)페닐 포스핀 옥사이드, 2,4,6-트라이메틸 벤조일 다이페닐 포스핀(TPO), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판, 벤조페논(BP) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 사용되는 함량은 전체 중량을 기준으로 1 내지 10 중량% 범위내인 것이 좋다. 상기 범위 미만에서는 내부 경화 속도가 느리며 불완전할 수 있다. 상기 범위를 초과하면 광투과도 및 막특성이 문제될 수 있다.
그 외, 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물에는 이형제, 소포제, 레벨링제 등의 소량의 첨가제가 더 포함될 수 있다. 첨가제는 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량% 범위내로 사용될 수 있다.
상기 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물의 경화 속도를 측정하기 위하여, 상기 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 3mm 두께로 도막 형성 후 자외선 경화시킨 후 350nm ~ 370nm의 광투과도를 측정하면 50% 이상으로서, 기존의 조성물보다 자외선 투과가 잘 되어 도막이 두꺼워도 내부 경화가 잘 일어나며 경화 속도가 빠르다.
<실시예>
이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<제조예> 폴리우레탄(메타)아크릴레이트의 제조
제조예 1. 폴리우레탄(메타)아크릴레이트의 제조.(R-C232)
온도계, 콘덴서, 적하 용기, 교반기가 장착된 4구 플라스크에 분자량이 1000인 폴리카프로락톤 다이올 683g과 이소포론 다이이소시아네이트 230g를 넣고, 여기에 중합 억제제인 p-메톡시 페놀 2000 ppm을 첨가하였다. 상온에서 약 30분 동안 교반 후, 촉매로서 다이부틸틴다이라우릴레이트 1000 ppm을 첨가한 다음, 약 70℃로 승온하여 5 시간 동안 반응시킨후, 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA)를 87g를 넣어 약 70℃로 4시간 반응시킨후 적외선 분광 광도법 (IR)으로 아이소시아네이트 (NCO) 피크가 소멸된 것을 확인한다. 위와 같은 방법을 이용하여 폴리올과 이소시아네이트, 하이드록시 모노아크릴레이트의 몰비율이 2: 3: 2 인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트( R-232) 제조하였다.
제조예 2. 폴리우레탄(메타)아크릴레이트의 제조.(R-C122)
온도계, 콘덴서, 적하 용기, 교반기가 장착된 4구 플라스크에 분자량이 1000인 폴리카프로락톤 다이올 586g과 이소포론 다이이소시아네이트 260g를 넣고, 여기에 중합 억제제인 p-메톡시 페놀 2000 ppm을 첨가하였다. 상온에서 약 30분 동안 교반 후, 촉매로서 다이부틸틴다이라우릴레이트 1000 ppm을 첨가한 다음, 약 70℃로 승온하여 5 시간 동안 반응시킨후, 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA)를 154g를 넣어 약 70℃로 4시간 반응시킨후 적외선 분광 광도법 (IR)으로 아이소시아네이트 (NCO) 피크가 소멸된 것을 확인한다. 위와 같은 방법을 이용하여 폴리올과 이소시아네이트, 하이드록시 모노아크릴레이트의 몰비율이 1: 2: 2 인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트( R-112) 제조하였다.
제조예 3. 폴리우레탄(메타)아크릴레이트의 제조.(R-C342)
온도계, 콘덴서, 적하 용기, 교반기가 장착된 4구 플라스크에 분자량이 1000인 폴리카프로락톤 다이올 722g과 이소포론 다이이소시아네이트 214g를 넣고, 여기에 중합 억제제인 p-메톡시 페놀 2000 ppm을 첨가하였다. 상온에서 약 30분 동안 교반 후, 촉매로서 다이부틸틴다이라우릴레이트 1000 ppm을 첨가한 다음, 약 70℃로 승온하여 5 시간 동안 반응시킨후, 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA)를 64g를 넣어 약 70℃로 4시간 반응시킨후 적외선 분광 광도법 (IR)으로 아이소시아네이트 (NCO) 피크가 소멸된 것을 확인한다. 위와 같은 방법을 이용하여 폴리올과 이소시아네이트, 하이드록시 모노아크릴레이트의 몰비율이 3: 4: 2 인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트( R-342) 제조하였다.
제조예 4. 폴리우레탄(메타)아크릴레이트의 제조.(R-T232)
온도계, 콘덴서, 적하 용기, 교반기가 장착된 4구 플라스크에 분자량이 1000인 폴리테트라메틸렌 글리콜 683g과 이소포론 다이이소시아네이트 230g를 넣고, 여기에 중합 억제제인 p-메톡시 페놀 2000 ppm을 첨가하였다. 상온에서 약 30분 동안 교반 후, 촉매로서 다이부틸틴다이라우릴레이트 1000 ppm을 첨가한 다음, 약 70℃로 승온하여 5 시간 동안 반응시킨후, 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA)를 87g를 넣어 약 70℃로 4시간 반응시킨후 적외선 분광 광도법 (IR)으로 아이소시아네이트 (NCO) 피크가 소멸된 것을 확인한다. 위와 같은 방법을 이용하여 폴리올과 이소시아네이트, 하이드록시 모노아크릴레이트의 몰비율이 2: 3: 2 인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트( R-342) 제조하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1. 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물의 제조
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여, 통상적인 방법으로 LED BLU용 도광판용 자외선 경화형 조성물을 제조한다.(단위: 중량%)
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
제조예 1 (R-C232) 30 25 70
제조예 2 (R-C122) 50
제조예 3 (R-C342) 50
제조예 4 (R-T232) 25 50
EBECRYL 230
(폴리우레탄계 올리고머)		 50
반응성 모노머 이소보닐아크릴레이트 50 30 20 30 30 30 30
반응성 모노머 하이드록시 에틸메틸
아크릴레이트		 17 17 7 17 17 17 17
광중합 개시제 3 3 3 3 3 3 3
합계 100 100 100 100 100 100 100
위와 같은 실시예 및 비교예를 통해 얻어진 조성물을 이형필름을 통해 도 1과 같은 같은 방법으로 도포를 실시한다. 이때 사용되는 이형필름의 경우 통상적으로 광학용 필름에 사용이 되는 이형필름(SKC사)을 사용하였으며, 아래의 이형면을 위로하여 이형필름 1위에 제조된 자외선 경화형 수지 조성물을 두께 3mm로 하여 도포한 후 다시 이형면이 아래로 하여 이형필름2를 덮어준 후 자외선 경화장치를 통과시킨다. 자외선경화장치의 램프는 메탈, 수은램프가 2개가 있는 자외선 경화 장치를 이용하였으며, 광량은 UV-A 영역의 광량이 1000~3000mJ이 조사되도록 하여 도광판을 제조하였다.
경화된 LCD - BLU 자외선 경화형 도광판의 특성 분석.
특성분석으로는 기준이 되는 현재 사용이 되는 PMMA 도광판과 실시예 1 내지 6을 서로 비교하였다.
구 분 PMMA 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예
1
휘도 4010 4500 4200 4500 4230 4521 4561 경화후
크랙
고온고습 소재 휨 OK OK OK OK OK OK 소재 휨
고온변색 소재 휨,
변색.		 OK OK OK OK OK OK 소재 휨,
변색.
열충격 크랙 발생 OK OK OK OK OK OK 크랙 발생
휨성 크랙 OK OK OK OK OK OK 크랙
고온 고습 : 80℃ 98%에서 500시간 유지 후 도광판이 휘는지 여부 판단
고온 변색 : 100℃ 500시간 유지 후 변색 확인
열충격 : -20℃와 +90℃ 왕복 200회 한 후 크랙 발생 여부 확인.
휨성 : 가로*세로(10cm*10cm) 크기로 하여 90도 휘어 굽힘성 테스트.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 LCD BLU용 자외선 경화형 도광판 조성물을 이용한 경우 고온에서 기존의 PMMA 도광판 보다 매우 우수한 특성을 나타내고 있으며, 또한 휘도에서도 약 15%의 증가가 있는 것을 알 수 있다. 표에는 나타내지 않았으나 굴절률 측정에서도 1.465~1.48대로 PMMA 도광판과 유사하였다.
또한, 400~900nm의 빛 파장에서의 광투과도를 측정한 결과에서도 실시예의 도광판은 90%가 넘는 결과를 나타내었다. 일례로, 실시예 1의 자외선 경화형 BLU 도광판의 광투과도 측정 결과를 도 4에 나타내었다. 또한, 350nm ~ 370nm의 광투과도를 살펴보면 50% 이상으로서, 사용된 자외선 경화형 BLU 조성물은 자외선 투과가 잘 되어 도막이 두꺼워도 내부 경화가 잘 일어나며 경화 속도가 빠른 것을 볼 수 있다.
또한 특별한 금형이 필요없이 필름 형태로 생산이 되어 일정한 크기로 재단을 하는 방식으로 기존의 금형을 개발하여야 하는 개발 비용 및 금형의 관리에 대한 관리 비용에서도 본 발명이 가지는 생산적 측면과 연속적인 경화공정을 통한 우수한 양산성을 가짐으로써 디스플레이 소재로의 적용시 매우 우수한 생산성과 양산성을 가지고 있다.
특히 기존 열가소성 수지 기반의 도광판이 가질 수 없는 플렉시블한 특성에서도 본 발명의 자외선 경화형 도광판의 경우 휘어진 상태에서도 만족스러운 휘도를 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예가 첨부된 청구범위 내에서 수행될 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. 조성물 전체 중량을 기준으로,
    Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 20 내지 75 중량%;
    자외선 반응성 모노머 15 내지 70 중량%; 및
    광중합 개시제 1 내지 10 중량%를 포함하고,
    상기 Mw 8000~40,000인 폴리우레탄(메타)아크릴레이트는, 폴리올, 다이이소시아네이트 및 하이드록시기가 존재하는 모노(메타)아크릴레이트로부터 합성된 것으로 몰비율이 폴리올 : 다이이소시아네이트 : 하이드록시 모노(메타)아크릴레이트 = 0.9 : 1.8 : 2 ~ 3.3 : 4.3 : 2 범위내인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올은, Mw 1000~4,000인 폴리카보네이트 폴리올, Mw 1000~4,000인 폴리프로필렌 글리콜, Mw 1000~4,000인 폴리테트라 메틸렌 글리콜, Mw 1000~4,000인 폴리카프로락톤 다이올로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상이 선택되며, 하이드록시 모노(메타)아크릴레이트는, 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA), 하이드록시에틸 메타아크릴레이트(2-HEMA)로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다이이소시아네이트는, 헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 4,4-다이시클로헥실메탄 다이이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 다이이소시아네이트, 1,10-데카메틸렌 다이이소시아네이트, 이소포론 다이이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 다이이소시아네이트, 톨루엔-2,4-다이이소시아네이트, 톨루엔-2,6-다이이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 다이이소시아네이트, 4-메톡시-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트, 4-클로로-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트, 2,4-다이메틸-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트, 4,4-다이이소시아네이트 디페닐에테르, 4,4-다이이소시아네이트 다이벤질, 메틸렌-비스(4-페닐이소시아네이트)-1,3-페닐렌 다이이소시아네이트로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 반응성 모노머는, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(TMPTA), 헥사메틸렌 다이아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트(TPGDA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA), 이소보닐 아크릴레이트(IBOA), 아크릴로일 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA)로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제는, 2-하이드록시-1-4-[4-(2-하이드록시-2-메틸프로피오닐)-벤질]페닐-2-2-메틸프로판-1-온, 1-하이드록시 사이클로헥실 페닐케톤, 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-몰포리닐)페닐]-1-부타논, 비스(2,4,6-트라이메틸 벤조일)페닐 포스핀 옥사이드, 2,4,6-트라이메틸 벤조일 다이페닐 포스핀(TPO), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판, 벤조페논(BP) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물을 3mm 두께로 도막 형성 후 자외선 경화시킨 후 350nm ~ 370nm의 광투과도를 측정하면 50% 이상인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물.
  8. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 자외선 경화형 BLU 도광판 조성물로 도막 형성 후 자외선으로 경화시켜 제조된 자외선 경화형 BLU 도광판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도광판은 1 ~ 5mm의 두께이며, 가시광선 영역의 광투과도가 90% 이상인 것을 특징으로 하는 도광판.
  10. 제8항에 있어서, 상기 도광판은 가로*세로(10cm*10cm) 크기로 하여 90도 굽혀도 크랙이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 도광판.
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