KR101285306B1 - A optical transparent composite film for the use of display and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 기판과 같이 투명성이 요구되는 디스플레이용 광학 투명필름 및 그 제조방법에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 굴절률이 동일한 고분자 수지와 유리섬유 직물 그리고 무기 나노섬유를 복합화 함으로써 투명하며 열팽창계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)가 낮은 디스플레이용 광학 투명필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical transparent film for a display that requires transparency, such as a display substrate, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a transparent and thermal expansion coefficient by complexing a polymer resin, a glass fiber fabric, and an inorganic nanofiber having the same refractive index. The present invention relates to an optical transparent film for a display having a low coefficient of thermal expansion (CTE) and a method of manufacturing the same.
현대의 정보화 시대에서는 영상 산업에 있어서 고정화 및 대형화 뿐 아니라 언제 어디서든지 자유롭게 정보를 공유하고 기록하기 위한 이동성(mobile) 및 편리성이 지향되고 있다. 접을 수 있는 디스플레이는 가볍고 휴대가 용이하여 이러한 요구를 잘 만족시킬 수 있기 때문에 종이 형태의 디스플레이 및 플렉서블 디스플레이 관련 핵심 기술인 플렉서블 기판과 플렉서블 디스플레이용 표시방식, 플렉서블 능동구동소자의 기술 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. In the information age of modern times, in the video industry, mobile and convenience are aimed at freely sharing and recording information anytime, anywhere, as well as fixing and enlargement. Foldable displays are light and portable, which can meet these requirements well, so much research has been conducted on the development of flexible substrates, display methods for flexible displays, and flexible active driving devices, which are core technologies related to paper-type displays and flexible displays. It is becoming.
플렉서블 기판 같은 경우, 이미 많은 업체 및 연구소에서 흥미로운 주제로써 연구되고 있다. 투명성은 좋으나 특성상 내충격성이 부족하여 충격에 쉽게 파손되며 박형화 하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 단위 부피당 무게가 커서 플렉서블 기판으로써의 응용에 무리가 있는 기존의 유리를 대체하기 위해서 전술했던 내충격, 경량화 그리고 박형화에 관한 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 가볍고 얇고 연성이 뛰어나 플렉서블 기판으로의 응용이 용이한 고분자, 예를 들어 광학특성이 우수한 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(poly(ethylene naphthalate), PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly(ethylene terephthalate), PET), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer) 등의 열가소성 고분자나 아크릴 수지, 에폭시 수지 그리고 불포화 폴리에스터 등의 경화성 수지를 경화시킨 고분자를 이용하여 제조한 투명필름이 사용되고 있다.In the case of flexible substrates, many companies and research institutes have already been studied as an interesting topic. Transparency is good, but it is easily damaged by impact due to its lack of impact resistance, and there is a limit to thinning. In addition, the impact, weight, and thickness described above are replaced to replace conventional glass, which has a large weight per unit volume and is difficult for application as a flexible substrate. As well as solving the problems related to the light, thin, flexible, easy to be applied to the flexible substrate, for example, excellent optical properties such as polycarbonate (polycarbonate, PC), polyimide (PI), polyether sulfone (polyethersulfone, PES), polyarylate (PAR), polyethylene naphthalate (poly (ethylene naphthalate), PEN), polyethylene terephthalate (poly (ethylene terephthalate), PET), cycloolefin copolymer (cycloolefin copolymer), etc. Thermoplastic polymers, acrylic resins, epoxy resins and unsaturated polyesters. The transparent film manufactured using the polymer which hardened curable resin is used.
이러한 고분자 투명 필름은 실제로 매우 높은 열팽창계수를 가진다. 현재의 디스플레이 공정은 열팽창계수가 아주 낮은 유리에 맞추어 개발되었기 때문에 고분자 투명 필름을 바로 공정에 사용하게 되면 고온에서 큰 열팽창이 발생하고 상온으로 돌아왔을 때 큰 수축이 발생하게 된다. 기판의 치수안전성을 확보하지 못하고 열팽창과 열수축이 디스플레이 제작과정에서 일어나게 되면 기판과 기능성 코팅면 간의 열팽창계수 차이로 인하여 크랙, 박리 또는 컬(curl) 현상이 발생하게 된다. 따라서 공정 후 배리어 특성을 유지하기 어려워 기판의 내구성 및 신뢰도를 유지시키기가 굉장히 어렵고 화면을 이루는 화소의 배열이 흐트러져 화면 왜곡현상이 발생하므로 디스플레이 성능을 제대로 발현할 수 없다. 이러한 고분자 투명 필름의 실용화 한계를 극복하기 위해서 고분자 투명 필름의 열팽창계수를 낮추어 열팽창 및 수축을 방지해야만 한다. Such polymeric transparent films actually have very high coefficients of thermal expansion. The current display process was developed for glass with a very low coefficient of thermal expansion, so when the polymer transparent film is used in the process, large thermal expansion occurs at high temperature and large shrinkage occurs when returned to room temperature. If thermal expansion and thermal contraction occur in the manufacturing process of the display without securing the dimensional safety of the substrate, cracks, peeling, or curl may occur due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the functional coating surface. Therefore, it is difficult to maintain the barrier characteristics after the process, it is very difficult to maintain the durability and reliability of the substrate, and the arrangement of the pixels constituting the screen is disturbed screen distortion occurs, it is not able to express the display performance properly. In order to overcome the practical limitations of the polymer transparent film, the thermal expansion coefficient of the polymer transparent film must be lowered to prevent thermal expansion and shrinkage.
열팽창계수를 낮추기 위한 기존의 기술을 살펴보면 먼저 고분자 투명 필름에 열팽창계수가 낮은 무기 필러를 혼합하여 사용하는 방법이 있다. 이러한 방법으로는 열팽창계수를 낮출 수 있으나, 첨가된 무기입자의 크기가 크고 함량이 많아질수록 무기입자 표면에서 빛이 산란되어 투광도가 저하된다는 새로운 문제점이 발생한다고 알려져 있다. Looking at the existing technology for lowering the coefficient of thermal expansion, there is a method of first mixing the inorganic filler with a low coefficient of thermal expansion to the polymer transparent film. In this method, the coefficient of thermal expansion can be lowered. However, as the size and content of the added inorganic particles increase, light scatters on the surface of the inorganic particles, leading to a new problem of decreasing light transmittance.
따라서 가시광선의 파장 영역보다 작은 크기의 유리섬유, 탄소나노튜브, 클레이, 유기 입자 및 무기 입자와 같은 나노 단위의 크기를 갖는 유무기 소재를 투명필름 내부에 균일하게 분산시키는 방법이 제안되었다. 그러나 이러한 나노 단위의 크기를 갖는 물질들은 입자들 간의 상호작용(예를 들면, 반데르발스 인력)에 의하여 서로 뭉치려는 성질이 있다. 결국 많은 입자들이 뭉쳐 빛이 반사되거나 산란되는 현상이 발생하여 광학적 특성이 저하되는 결과를 초래한다. Therefore, a method of uniformly dispersing an organic-inorganic material having a nano size such as glass fibers, carbon nanotubes, clays, organic particles, and inorganic particles having a size smaller than the wavelength range of visible light in the transparent film is proposed. However, these nano-sized materials tend to stick together due to interactions between particles (eg, van der Waals attraction). Eventually, a large number of particles may aggregate to reflect or scatter light, resulting in a decrease in optical properties.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 유리섬유와 동일한 굴절율을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지를 유리섬유 직물에 함침시켜 광학 특성이 양호하면서도 낮은 열팽창계수를 갖는 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 제작하는 방법이 고안되었다. 필름 전반적으로는 광학 특성이 양호하며 유리섬유에 의해 팽창률이 낮아지는 효과를 보였으나 유리섬유 직물과 수지 계면에서 고분자 수지과 유리섬유간의 열팽창계수 차이로 인해 열팽창 및 열수축이 일어나게 되면 작은 결함들이 생길 수 있다는 가능성이 제기되었다. 고분자 투명 필름을 플렉서블 디스블레이의 기판으로 사용하기 위해서는 이러한 문제를 극복할 수 있는 필름 제작 기술이 개발되어야 하는 실정이다.In order to solve the above problems, a method of manufacturing an optically transparent composite film for a display having a low thermal expansion coefficient with good optical properties by impregnating a glass fiber fabric with a thermoplastic transparent base resin having the same refractive index as that of glass fibers has been devised. In general, the optical properties of the film are good and the expansion rate is lowered by the glass fiber. However, due to the difference in thermal expansion coefficient between the polymer resin and the glass fiber at the glass fiber fabric and the resin interface, small defects may occur. The possibility was raised. In order to use a polymer transparent film as a substrate of a flexible display, a film manufacturing technology that can overcome these problems must be developed.
본 발명이 해결하려는 과제는 상기한 문제점을 해결하여, 광학 특성이 양호하면서도 낮은 열팽창계수를 갖는 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 제공하는데 있다. The problem to be solved by the present invention is to solve the above problems, to provide an optical transparent composite film for a display having a good thermal properties and low coefficient of thermal expansion.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 무기 나노섬유를 고분자 수지에 첨가시킴으로써 고분자 자체의 열팽창계수를 낮추어 유리섬유 직물과 수지 계면에서 유리섬유와 고분자간의 열팽창계수 차이에서 비롯되는 열팽창 현상이 일어날 가능성을 없애는 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to add an inorganic nanofiber to the polymer resin to lower the coefficient of thermal expansion of the polymer itself, thereby eliminating the possibility of thermal expansion occurring due to the difference in coefficient of thermal expansion between the glass fiber and the polymer at the glass fiber fabric and the resin interface. It is to provide a method for producing an optical transparent composite film for use.
본 발명의 일 측면에 따르면, According to one aspect of the invention,
평균 직경이 1 내지 15 ㎛인 유리섬유로 된 씨실과 날실이 상하로 교차하여 직조된 유리섬유 직물; 및Glass fiber fabrics in which weft and warp yarns made of glass fibers having an average diameter of 1 to 15 μm are interwoven up and down; And
상기 유리섬유 직물에 함침되어 유리섬유 직물의 표면 및 씨실과 날실 사이에 위치하는 나노섬유 수지 복합체를 포함하고,Impregnated in the glass fiber fabric and comprises a nanofiber resin composite located between the surface of the glass fiber fabric and the weft and warp,
상기 나노섬유 수지 복합체가 상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지, 및 상기 수지에 균일하게 분산되고, 상기 수지와 굴절률이 동일한 무기 나노섬유를 포함하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름이 제공된다.The nanofiber resin composite is provided with a transparent transparent base resin having the same refractive index as that of the glass fiber, and an optically transparent composite film for display including the inorganic nanofibers uniformly dispersed in the resin and having the same refractive index as the resin.
상기 나노섬유 수지 복합체 중 열가소성 투명 베이스 수지와 무기 나노섬유의 중량비는 1:99 내지 20:80일 수 있다.The weight ratio of the thermoplastic transparent base resin and the inorganic nanofibers in the nanofiber resin composite may be 1:99 to 20:80.
상기 열가소성 투명 베이스 수지와 유리섬유 직물의 중량비가 30:70 내지 60:40이고, 상기 유리섬유 직물의 두께는 30 내지 150 ㎛일 수 있다.The weight ratio of the thermoplastic transparent base resin and the glass fiber fabric is 30:70 to 60:40, the thickness of the glass fiber fabric may be 30 to 150 ㎛.
본 발명의 다른 측면에 따르면, According to another aspect of the present invention,
평균 직경이 1 내지 15 ㎛인 유리섬유로 된 씨실과 날실이 상하로 교차하여 직조된 유리섬유 직물을 준비하는 단계;Preparing a woven glass fiber fabric in which weft and warp yarns made of glass fibers having an average diameter of 1 to 15 µm cross each other;
상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지와 무기 나노섬유를 용융 분산시킨 후, 필름 상으로 용융압출하여 나노섬유 수지 복합체를 준비하는 단계; 및Preparing a nanofiber resin composite by melt-dispersing a thermoplastic transparent base resin and an inorganic nanofiber having the same refractive index as the glass fiber and then melt extruding it onto a film; And
상기 나노섬유 수지 복합체를 상기 유리섬유 직물에 함침시키는 단계를 포함하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법이 제공된다. There is provided a method of manufacturing an optical transparent composite film for display comprising the step of impregnating the nanofiber resin composite on the glass fiber fabric.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합의 제조방법에 의하면 기존의 유리섬유와의 함침방법과 동일하게 투명성이 양호하게 유지되며 기계적 물성이 우수해지는 효과를 나타내고, 또한 열팽창계수가 낮아져 열팽창률이 현저히 감소되므로 고온의 디스플레이 제조 공정에 적합한 광학 투명 복합필름을 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the optical transparent composite for display according to an embodiment of the present invention, the transparency is maintained as well as the impregnation method with the conventional glass fiber and exhibits the effect of excellent mechanical properties, and also the thermal expansion coefficient is lowered thermal expansion Since the rate is significantly reduced, it is possible to produce an optical transparent composite film suitable for high temperature display manufacturing process.
뿐만 아니라 무기 나노섬유를 고분자 수지에 첨가시킴으로써 고분자 자체의 열팽창계수를 높여주어, 유리섬유 직물과 고분자 수지 계면에서 유리섬유와 고분자 수지간의 열팽창계수 차이에서 비롯되는 열팽창 현상이 일어나지 않게 되고 그에 따른 결함이 발생하지 않는 더욱 안정한 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 제조할 수 있게 된다.In addition, by adding inorganic nanofibers to the polymer resin, the coefficient of thermal expansion of the polymer itself is increased, so that the thermal expansion phenomenon caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the glass fiber and the polymer resin does not occur at the interface between the glass fiber fabric and the polymer resin, and the defect thereof is caused. It is possible to produce a more stable optical transparent composite film for display does not occur.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름에 사용되는 유리섬유 직물의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 제조하는 방법을 도시한 개략적인 공정도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 제조하는 방법을 도시한 개략적인 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 사용된 무기 나노섬유의 SEM 이미지이다.
도 6은 i-components라는 로고가 새겨진 기재 위에 실시예 1의 나노섬유 수지 복합체를 얹고 촬영한 사진이다.
도 7은 i-components라는 로고가 새겨진 기재 위에 실시예 2에 사용된 유리섬유 직물을 얹고 촬영한 사진이다.
도 8은 i-components라는 로고가 새겨진 기재 위에 실시예 2의 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 얹고 촬영한 사진이다.1 is a schematic plan view of a glass fiber fabric used in an optical transparent composite film for a display according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of an optical transparent composite film for a display according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic process diagram showing a method of manufacturing an optical transparent composite film for a display according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic process diagram showing a method of manufacturing an optical transparent composite film for a display according to another embodiment of the present invention.
5 is an SEM image of the inorganic nanofibers used in one embodiment of the present invention.
6 is a photograph taken with the nanofiber resin composite of Example 1 placed on a substrate having the i-components logo engraved thereon.
Figure 7 is a photograph taken with the glass fiber fabric used in Example 2 on a substrate bearing the logo i-components.
FIG. 8 is a photograph taken with the optical transparent composite film for display of Example 2 placed on a substrate having an i-components logo engraved thereon.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 낮은 열팽창계수를 가질 뿐 아니라 무기 나노섬유를 복합화함으로써, 유리섬유 직물과 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지를 유리섬유 직물에 함침시키는 기존의 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법의 한계를 극복하는 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for manufacturing an optically transparent composite film for a display, which not only has a low coefficient of thermal expansion according to the present invention but also composites inorganic nanofibers, impregnating a glass fiber fabric with a thermoplastic transparent base resin having the same refractive index as that of a glass fiber fabric. How to overcome the limitation of the will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름은,Optical transparent composite film for a display according to an aspect of the present invention,
평균 직경이 1 내지 15 ㎛인 유리섬유로 된 씨실과 날실이 상하로 교차하여 직조된 유리섬유 직물; 및Glass fiber fabrics in which weft and warp yarns made of glass fibers having an average diameter of 1 to 15 μm are interwoven up and down; And
상기 유리섬유 직물에 함침되어 유리섬유 직물의 표면 및 씨실과 날실 사이에 위치하는 나노섬유 수지 복합체를 포함하고,Impregnated in the glass fiber fabric and comprises a nanofiber resin composite located between the surface of the glass fiber fabric and the weft and warp,
상기 나노섬유 수지 복합체가 상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지, 및 상기 수지에 균일하게 분산되고, 상기 수지와 굴절률이 동일한 무기 나노섬유를 포함한다.The nanofiber resin composite includes a thermoplastic transparent base resin having the same refractive index as the glass fiber, and inorganic nanofibers uniformly dispersed in the resin and having the same refractive index as the resin.
디스플레이를 제조하는 공정에는 고온에서 처리되는 공정이 포함된다. 전술한 바와 같이, 디스플레이용 광학 투명필름에 열팽창과 열수축이 발생하면, 화면을 이루는 화소의 배열이 흐트러져 화면 왜곡현상이 발생하므로 디스플레이 성능을 제대로 발현할 수 없다. The process of manufacturing a display includes a process that is processed at high temperatures. As described above, when thermal expansion and thermal contraction occur in the optical transparent film for display, the arrangement of the pixels constituting the screen is disturbed and screen distortion occurs, so that display performance cannot be properly expressed.
본 발명에서는 이러한 플라스틱 필름의 열팽창 및 열수축 현상을 방지하기 위해, 유리섬유 직물을 사용하였다. 본 발명의 유리섬유 직물은 직경이 1 내지 15 ㎛인 유리섬유로 된 씨실과 날실이 상하로 교차하여 직조된 직물이다. 유리섬유는 투명한 무기물질로서 열팽창계수가 낮아 열에 의한 수축 및 팽창 현상이 거의 없고, 기계적 물성이 우수하다. 일반적인 방법에 따라 유리 단섬유를 투명 베이스 수지에 첨가하면, 유리섬유가 투명 베이스 수지에 균일하게 분산되지 않고 뭉쳐져 있는 부분이 발생하여 필름의 투명성을 저해하게 된다. 또한, 투명 베이스 수지에 단순히 분산된 유리 단섬유들은 투명필름에 원하는 정도의 기계적 물성을 향상시키기 어렵다.In the present invention, in order to prevent thermal expansion and thermal contraction of the plastic film, a glass fiber fabric was used. The glass fiber fabric of the present invention is a woven fabric in which weft and warp yarns made of glass fibers having a diameter of 1 to 15 µm cross each other. Glass fiber is a transparent inorganic material, has a low coefficient of thermal expansion, hardly shrinkage and expansion due to heat, and excellent mechanical properties. When the short glass fibers are added to the transparent base resin according to a general method, a portion in which the glass fibers are not uniformly dispersed in the transparent base resin is aggregated, thereby degrading the transparency of the film. In addition, glass short fibers simply dispersed in the transparent base resin is difficult to improve the mechanical properties of the desired degree in the transparent film.
하지만, 본 발명에 따라 유리섬유들을 씨실과 날실이 상하로 교차하여 직조된 형태의 유리섬유 직물을 사용하면, 유리섬유들이 투명 베이스 수지 내에서 뭉치는 현상이 전혀 없으며, 직조되어 형성된 유리섬유 직물은 유리 단섬유 첨가시보다 큰 기계적 물성의 향상효과를 나타낸다. However, according to the present invention, when the glass fibers are woven by weaving the weft yarn and the warp yarn up and down, there is no phenomenon that the glass fibers are aggregated in the transparent base resin, and the woven glass fiber fabric is formed. When the glass short fibers are added, the mechanical properties are improved.
유리섬유로 된 씨실과 날실들은 각각 한 개씩 교번하여 상하로 교차될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 유리섬유 직물(10)은 여러 개의 씨실들과 날실들이 교번하여 상하로 교차될 수도 있으며, 패턴 또한 평직, 능직, 수자직 등의 패턴으로 직조될 수 있다. 유리섬유 직물은 2장 이상이 적층될 수도 있다. Weft and warp made of glass fiber can be alternately crossed one by one each, as shown in Figure 1, the
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름에 있어서, 유리섬유 직물을 구성하는 씨실과 날실의 유리섬유 직경은 1 내지 15 ㎛일 수 있다. 유리섬유의 직경이 이러한 범위보다 크면, 산란현상에 의해 필름의 투과특성이 현저하게 저하된다. 유리섬유의 직경을 전술한 범위 내로 조절하면, 이러한 현상을 최소화할 수 있다.In the optical transparent composite film for display according to an embodiment of the present invention, the glass fiber diameter of the weft and warp constituting the glass fiber fabric may be 1 to 15 ㎛. If the diameter of the glass fiber is larger than this range, the permeation property of the film is significantly lowered due to scattering phenomenon. By adjusting the diameter of the glass fiber within the above range, this phenomenon can be minimized.
상기 유리섬유 직물은 상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지 및 상기 수지에 균일하게 분산되고, 상기 수지와 굴절률이 동일한 무기 나노섬유를 포함하는 나노섬유 수지 복합체가 함침되어 복합필름을 구성한다. The glass fiber fabric is dispersed in the thermoplastic transparent base resin having the same refractive index as the glass fiber and the resin, and the nanofiber resin composite including inorganic nanofibers having the same refractive index as the resin is impregnated to form a composite film. .
즉, 용융된 열가소성 투명 베이스 수지에 무기 나노섬유가 분산되어 있는 나노섬유 수지 복합체를, 유리섬유 직물에 함침시킴으로써, 나노섬유 수지 복합체가 유리섬유 직물의 표면 및 씨실과 날실 사이에 위치하게 되어 복합필름을 형성하며, 복합필름 내의 유리섬유 직물과 나노섬유 수지 복합체는 서로 일체화된다. That is, by impregnating the glass fiber fabric with the nanofiber resin composite in which inorganic nanofibers are dispersed in the molten thermoplastic transparent base resin, the nanofiber resin composite is placed between the surface of the glass fiber fabric and between the weft and warp yarns. To form a glass fiber fabric and nanofiber resin composite in the composite film is integrated with each other.
이때, 상기 열가소성 투명 베이스 수지는 유리섬유 직물을 구성하는 유리섬유의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는다, 즉, 열가소성 투명 베이스 수지와 유리섬유의 종류를 결정할 때, 굴절률이 동일한 재료들로 선택한다. 이와 같이 복합 투명필름을 구성하는 재료들의 굴절률을 일치시킴으로서, 빛의 산란을 최소화한다. 본 발명에 있어서, "동일한 굴절률을 갖는다"는 의미는 본 발명의 목적에 따라 빛의 산란을 최소화할 수 있는 정도로 굴절율의 차가 없거나 미미하다는 것으로 해석되야 한다. 예를 들어 굴절률 차이가 0.01 이하라면, 동일한 굴절률을 갖는 것으로 해석되어야 한다. At this time, the thermoplastic transparent base resin has the same refractive index as the refractive index of the glass fiber constituting the glass fiber fabric, that is, when determining the type of the thermoplastic transparent base resin and the glass fiber, the refractive index is selected from the same material. In this way, by matching the refractive index of the materials constituting the composite transparent film, light scattering is minimized. In the present invention, "having the same refractive index" should be interpreted as having no or slight difference in refractive index to the extent that light scattering can be minimized according to the purpose of the present invention. For example, if the refractive index difference is 0.01 or less, it should be interpreted as having the same refractive index.
상기 열가소성 투명 베이스 수지로는 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜, 폴리사이클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트글리콜, 사이클로올레핀 코폴리머 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. Examples of the thermoplastic transparent base resin include polyether sulfone, polycarbonate, polyimide, polyarylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate glycol, polycyclohexylenedimethylene terephthalate glycol, cycloolefin copolymer, and the like. Can be used, but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 개략적인 단면도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 디스플레이용 광학 투명 복합필름(20)에 있어서, 유리섬유 직물(13)의 두께는, 예를 들면 30 내지 150 ㎛, 또는 40 내지 120 ㎛, 또는 45 내지 100 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 디스플레이용 광학 투명 복합필름(20)의 총 두께는, 예를 들면 50 내지 500 ㎛, 또는 75 내지 400 ㎛, 또는 100 내지 300 ㎛일 수 있다. 상기 유리섬유 직물 및 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 두께가 이러한 범위를 만족하지 않고 너무 얇게 되면 유리섬유 직물 상에 나노섬유 복합체가 균일하게 함침될 수 없어 표면에서 광산란이 일어나 우수한 광학특성을 유지할 수 없게 되고, 두께가 너무 두꺼워지면 열팽창계수 감소에 대한 유리섬유 직물의 기여도가 떨어져 낮은 열팽창계수를 갖는 디스플레이용 광학 투명 복합필름을 제조하기 어려울 수 있다. 따라서 상기 유리섬유 직물 및 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 두께의 범위를 만족하는 경우, 유리섬유 직물 상에 나노섬유 복합체가 균일하게 함침되어 광산란을 방지해 우수한 광학특성을 유지할 수 있고 효과적으로 열팽창계수를 낮출 수 있다.2 is a schematic cross-sectional view of an optical transparent composite film for a display according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, in the optical transparent
상기 무기 나노섬유는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름이 우수한 광학특성을 유지할 수 있도록 분산되는 열가소성 투명 베이스 수지와의 굴절률과 일치되어야 한다. 이와 같이 복합 투명필름을 구성하는 재료들의 굴절률을 일치시킴으로서, 빛의 산란을 최소화할 수 있다. The inorganic nanofibers should match the refractive index with the thermoplastic transparent base resin dispersed to maintain the optical transparent composite film for display according to an embodiment of the present invention excellent optical properties. In this way, by matching the refractive index of the materials constituting the composite transparent film, it is possible to minimize the scattering of light.
또한 무기 나노섬유는 가시광선의 파장 영역보다 그 평균 직경이 작아야 하는데 최대 300 nm 이하, 또는 5 내지 300 nm, 또는 30 내지 200 nm의 크기를 가질 수 있다. 가시광선의 파장 영역보다 평균 직경이 작은 무기 나노섬유를 수지에 균일하게 분산시켜야만 입자에 의한 산란이나 반사에 의한 영향을 최소화하여 투명성을 확보할 수 있다. 그리고, 무기 나노섬유의 평균 길이는 500 nm 내지 3 ㎛, 또는 750 nm 내지 2.5 ㎛, 또는 1 내지 2.3 ㎛일 수 있다. 나노섬유는 종횡비가 100:1 이상인 1차원의 유연성 고체상 나노재료로 정의한다. 따라서 나노섬유의 길이는 최소 직경 5 nm의 100 배인 500 nm 이상이 되어야 한다. 그러나 길이가 일정 이상이면 산란이나 반사를 유발하여 투과도를 저하할 수 있다. 이에 따라 첨가되는 나노섬유의 직경과 길이는 상기 범위 안에 포함되는 것이 바람직하다. In addition, the inorganic nanofibers should have a smaller average diameter than the wavelength range of visible light, and may have a size of up to 300 nm or less, or 5 to 300 nm, or 30 to 200 nm. Inorganic nanofibers having an average diameter smaller than the wavelength range of visible light must be uniformly dispersed in the resin to minimize the effects of scattering or reflection caused by particles to ensure transparency. The average length of the inorganic nanofibers may be 500 nm to 3 μm, or 750 nm to 2.5 μm, or 1 to 2.3 μm. Nanofibers are defined as one-dimensional flexible solid-state nanomaterials with aspect ratios of 100: 1 or more. Therefore, the length of the nanofibers should be at least 500 nm, which is 100 times the minimum diameter of 5 nm. However, if the length is more than a certain level, the transmittance may be reduced by causing scattering or reflection. Accordingly, the diameter and length of the nanofibers added are preferably included in the above range.
또한, 상기 나노섬유 수지 복합체 중 열가소성 투명 베이스 수지와 무기 나노섬유의 중량비는 1:99 내지 20:80, 또는 5:95 내지 15:85일 수 있다. 무기 나노섬유에 의한 열팽창계수 감소 효과를 얻기 위해서는 어느 정도 이상의 무기 나노섬유를 첨가해야 한다. 그러나 일반적으로 나노 물질의 구조 제어는 상당히 어려우며 나노입자 또는 나노섬유의 경우에도 반데르발스 인력에 의하여 서로 뭉치려는 특성을 가지고 있다. 그에 따라 무기 나노섬유의 함량이 커지게 되면 근접한 나노섬유들 간의 반데르발스 인력의 세기가 커져 무기 나노섬유들이 쉽게 뭉치게 된다. 나노 섬유들이 뭉쳐서 크기가 커지면 무기필러와 마찬가지로 광산란을 일으켜 광학 특성을 저해하는 결과를 초래한다.In addition, the weight ratio of the thermoplastic transparent base resin and the inorganic nanofibers in the nanofiber resin composite may be 1:99 to 20:80, or 5:95 to 15:85. In order to obtain a thermal expansion coefficient reduction effect by the inorganic nanofibers, at least a certain amount of inorganic nanofibers should be added. In general, however, the control of the structure of nanomaterials is quite difficult, and even in the case of nanoparticles or nanofibers, van der Waals attraction forces tend to bundle together. Accordingly, as the content of inorganic nanofibers increases, the strength of van der Waals attraction between adjacent nanofibers increases, so that the inorganic nanofibers easily aggregate. As the nanofibers aggregate and grow in size, they cause light scattering, as well as inorganic fillers, resulting in a loss of optical properties.
따라서 상기 제시된 중량비의 범위를 만족하는 경우, 무가 나노섬유 첨가에 의한 열팽창계수 감소 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라 무기 나노섬유들 간의 거리를 조절하여 뭉침 현상을 방지해 우수한 광학특성을 유지할 수 있다.Therefore, when satisfying the range of the weight ratio presented above, not only the thermal expansion coefficient reduction effect can be obtained by the addition of the non-valent nanofibers, but also an excellent optical property can be maintained by controlling the distance between the inorganic nanofibers to prevent aggregation.
또한 상기 무기 나노섬유는 수지 자체의 열팽창계수를 효과적으로 낮추기 위하여 매우 낮은 열팽창계수를 가지고 있는 무기 나노섬유를 사용할 수 있다. 이때, 상기 무기 나노섬유의 열팽창계수는 8 ㎛/m·℃, 또는 3 내지 8 ㎛/m·℃일 수 있다.나노섬유 수지 복합체의 열팽창계수 감소에 직접적으로 영향을 미치는 무기 나노섬유의 열팽창계수가 낮을수록 나노섬유 복합체의 열팽창계수 감소 효과는 극대화된다. 현재 디스플레이 공정이 유리 소재에 맞춰져 있으므로 유리 소재의 열팽창계수인 8 ㎛/m·℃이하의 무기 나노섬유를 사용해야 한다.In addition, the inorganic nanofibers may use inorganic nanofibers having a very low thermal expansion coefficient in order to effectively lower the thermal expansion coefficient of the resin itself. In this case, the thermal expansion coefficient of the inorganic nanofibers may be 8 μm / m · ° C., or 3 to 8 μm / m · ° C. The thermal expansion coefficient of the inorganic nanofibers directly affects the reduction of the thermal expansion coefficient of the nanofiber resin composite. The lower the value, the greater the thermal expansion coefficient reduction effect of the nanofiber composite. Since the display process is currently tailored to glass materials, inorganic nanofibers with a thermal expansion coefficient of 8 μm / m · ° C or less should be used.
상기 무기 나노섬유로는 전술한 열팽창계수를 가짐으로써, 분산되는 수지의 열팽창계수를 낮출 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 이러한 무기 나노섬유의 예로서는, 원재료의 화학적 조성에 따라, 탄소섬유, 유리섬유, 탄화규소섬유, 붕소섬유, 알루미나섬유, 실리카 섬유 등이 있다.The inorganic nanofibers may be used without limitation as long as the inorganic nanofibers have the above-described thermal expansion coefficient, and thus can lower the thermal expansion coefficient of the resin to be dispersed. Examples of such inorganic nanofibers include carbon fibers, glass fibers, silicon carbide fibers, boron fibers, alumina fibers, silica fibers and the like depending on the chemical composition of the raw materials.
또한, 상기 열가소성 투명 베이스 수지와 유리섬유 직물의 중량비는 30:70 내지 60:40 일 수 있다. 디스플레이용 광학 투명 복합필름에서 열가소성 투명 베이스 복합수지는 표면과 유리섬유 직물의 개구면에 존재한다. 유리섬유 직물로 인한 열팽창계수 감소와 기계적 특성의 보완 효과를 효율적으로 얻기 위해서는 열가소성 투명 베이스 수지의 양을 최소로 해야 한다. 그러나 열가소성 투명 베이스 수지의 양을 30 중량비 이하로 줄이게 되면 유리섬유 직물이 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 표면에 드러나게 되어 광산란이 일어나 광학 특성이 저하될 수 있다. In addition, the weight ratio of the thermoplastic transparent base resin and the glass fiber fabric may be 30:70 to 60:40. In the optical transparent composite film for display, the thermoplastic transparent base composite resin is present on the surface and the opening surface of the glass fiber fabric. The amount of thermoplastic transparent base resin should be minimized in order to effectively reduce the coefficient of thermal expansion and complementary mechanical properties due to the fiberglass fabric. However, if the amount of the thermoplastic transparent base resin is reduced to 30 weight ratio or less, the glass fiber fabric may be exposed on the surface of the optical transparent composite film for display, resulting in light scattering, thereby deteriorating optical properties.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법을 예시하면 다음과 같다. Illustrating the manufacturing method of the optical transparent composite film for a display according to an aspect of the present invention.
먼저, 직경이 1 내지 15 ㎛인 유리섬유로 된 씨실과 날실이 상하로 교차하여 직조된 유리섬유 직물을 준비한다. 이러한 유리섬유 직물은 소정의 직경을 갖는 유리섬유 장섬유들을 준비한 다음, 직조기를 이용하여 당업자가 용이하게 제조할 수 있다.First, weft and warp yarns made of glass fibers having a diameter of 1 to 15 μm cross the up and down to prepare a woven glass fiber fabric. Such glass fiber fabrics can be easily prepared by those skilled in the art using a weaving machine after preparing glass fiber long fibers having a predetermined diameter.
이후, 상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지와 무기 나노섬유를 용융 분산시킨 후, 필름 상으로 용융 압출하여 나노섬유 수지 복합체를 준비한다.Thereafter, the thermoplastic transparent base resin and the inorganic nanofibers having the same refractive index as the glass fibers are melt-dispersed, and then melt-extruded onto a film to prepare a nanofiber resin composite.
이때, 무기 나노섬유를 열가소성 투명 베이스 수지에 용융 분산시킬 때에는, 용융 분산 장비인 인터널 믹서(internal mixer)를 이용하여, 복합화할 수 있다.At this time, when the inorganic nanofibers are melt-dispersed in a thermoplastic transparent base resin, it can be compounded using an internal mixer which is a melt dispersion equipment.
또한, 동일한 굴절률을 갖는 유리섬유 및 열가소성 투명 베이스 수지의 선택은 전술한 바와 같이 상업적으로 판매되는 유리섬유 및 열가소성 투명 베이스 수지의 굴절률을 파악하여 용이하게 이루어질 수 있다. In addition, the selection of the glass fiber and the thermoplastic transparent base resin having the same refractive index can be easily made by grasping the refractive index of the glass fiber and the thermoplastic transparent base resin commercially available as described above.
열가소성 투명 베이스 수지에 분산된 무기 나노섬유를 포함하는 나노섬유 수지 복합체를 필름 상으로 압출하는 공정은 일반적으로 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 칩 상태의 건조된 나노섬유 수지 복합체를 압출기에서 용융시킨 다음, 압출기의 다이(예를 들어 T-다이)를 통하여 필름 상으로 압출할 수 있다. The process of extruding a nanofiber resin composite comprising inorganic nanofibers dispersed in a thermoplastic transparent base resin onto a film is generally well known, for example, melting a dried nanofiber resin composite in the form of chips in an extruder and then It can be extruded onto a film through the die (for example, T-die) of an extruder.
이후, 필름상으로 용융압출된 나노섬유 수지 복합체를 유리섬유 직물에 함침시켜 도 2와 같은 단면을 갖는 투명 복합필름을 제조한다.Thereafter, the nanofiber resin composite melt-extruded into a film is impregnated into a glass fiber fabric to prepare a transparent composite film having a cross section as shown in FIG. 2.
용융 압출된 나노섬유 수지 복합체를 유리섬유 직물에 함침시키는 방법으로서 다음 2가지 방법이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As a method of impregnating the melt-extruded nanofiber resin composite into the glass fiber fabric, the following two methods may be used, but are not limited thereto.
첫 번째 방법으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 T-다이(35)를 통해 필름상으로 용융 압출된 나노섬유 수지 복합체(31)를 별도의 권취기로부터 공급되는 유리섬유 직물(33)과 함께 마주보는 한 쌍의 롤러(37) 사이에 이송 및 통과시키는 방법이다. 용융 압출된 나노섬유 수지 복합체(31)는 용융되어 있는 상태이므로, 롤러(37) 사이에 존재하는 갭 압력에 의해 나노섬유 수지 복합체(31)가 유리섬유 직물(33)에 충분히 함침된다. 유리섬유 직물(33)은 1장 또는 2장을 겹쳐 공급할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 두 장의 유리섬유 직물(33a, 33b)을 사이에 용융 압출된 나노섬유 수지 복합체를 개재시키는 방법으로 투명 복합필름(38)을 제조할 수도 있다. 반대로, 별도의 T-다이를 통해 필름상으로 용융 압출된 나노섬유 수지 복합체 사이에 유리섬유 직물을 개재시키는 방법으로도 제조할 수 있다. As a first method, as shown in FIG. 3, the
두 번째 방법으로는, 나노섬유 수지 복합체를 용융 압출하여 필름으로 제조한 다음, 이 필름의 상면에 유리섬유 직물을 위치시키거나, 두 장의 유리섬유 직물 사이에 필름을 위치시킨 다음, 핫 프레스를 이용하여 가열 가압함으로서 유리섬유 직물에 나노섬유 수지 복합체 필름을 함침시키는 방법이다. 핫 프레스에 의해 필름은 용융되어 유리섬유 직물에 함침된다. In the second method, the nanofiber resin composite is melt extruded into a film, and then a glass fiber fabric is placed on the top surface of the film, or a film is placed between two glass fiber fabrics, and then a hot press is used. It is a method of impregnating a nanofiber resin composite film to a glass fiber fabric by heating and pressing. The hot press melts the film and impregnates the fiberglass fabric.
이와 같이 최종적으로 형성되는 디스플레이용 광학 투명 복합필름은 우수한 광학 특성을 가지고, 열팽창계수가 작을 뿐 아니라 유리섬유 직물과 수지 계면에서의 열팽창이 일어나지 않아 작은 결함조차 존재하지 않는다.The finally formed optically transparent composite film for a display has excellent optical properties, not only a small coefficient of thermal expansion, but also no small defects due to no thermal expansion at the interface between the glass fiber fabric and the resin.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어 지는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.
실시예 1Example 1
본 연구에서는 열가소성 투명 베이스 수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG)을, 무기 나노섬유로는 상기 PETG와 굴절률이 매칭되고, 평균 직경이 300 nm, 평균 길이가 2 ㎛인 무기 나노섬유(SiO2:Al2O3가 2:1의 중량비로 혼합됨, 굴절율 1.56)를 사용하였다. 상기 무기 나노섬유의 SEM 이미지는 도 5에 나타내었다.In this study, polyethylene terephthalate glycol (PETG) was used as a thermoplastic transparent base resin, and inorganic nanofibers (SiO 2 : Al) having a refractive index of PETG and an inorganic nanofiber, an average diameter of 300 nm, and an average length of 2 μm were used. 2 O 3 mixed at a weight ratio of 2: 1, refractive index 1.56) was used. SEM images of the inorganic nanofibers are shown in FIG. 5.
이후, 덩어리 형태로 뭉쳐 있는 무기 나노섬유를 볼밀(ball mill)을 이용하여 기계적 분쇄하였다. 이렇게 분쇄된 무기 나노섬유는 용융 분산 장비인 인터널 믹서를 사용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜과 복합화하였다. 이러한 인터널 믹서 공정 조건은 온도 280 ℃, 트윈 스크류(twin screw) 100rpm, 5분간 혼용하는 것이고, 무기 나노섬유의 함량이 10 wt%인 나노섬유 수지 복합체를 제조하였다. 이렇게 제조된 나노섬유 수지 복합체를 핫 프레스를 이용하여 2장의 PI(폴리이미드) 이형 필름 내부에 135 ㎛ 두께의 금형에서 260℃ 온도에서 6,000 psi 압력으로 용융 압착하여 필름을 제작하였다. 제조된 투명필름의 폭은 280 mm, 두께는 130 ㎛이었다.Thereafter, the inorganic nanofibers aggregated in the form of agglomerates were mechanically pulverized using a ball mill. The crushed inorganic nanofibers were composited with polyethylene terephthalate glycol using an internal mixer which is a melt dispersion equipment. The internal mixer process conditions were a temperature of 280 ° C., twin screw 100 rpm, mixed for 5 minutes, and prepared a nanofiber resin composite having an inorganic nanofiber content of 10 wt%. The nanofiber resin composite thus prepared was melt-compressed at a pressure of 6,000 psi at a temperature of 260 ° C. in a 135 μm thick mold in two PI (polyimide) release films using a hot press. The prepared transparent film had a width of 280 mm and a thickness of 130 μm.
도 6은 이렇게 제조된 투명필름을 i-components라는 로고가 새겨진 기재 위에 얹고 촬영한 사진이다.
6 is a photograph taken by placing the thus prepared transparent film on a substrate engraved with the logo i-components.
비교예 1Comparative Example 1
무기 나노섬유를 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명필름을 제조하였다. 제조된 투명필름의 폭은 280 mm, 두께는 130 ㎛이었다.
A transparent film was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the inorganic nanofibers were not added. The prepared transparent film had a width of 280 mm and a thickness of 130 μm.
실시예 2Example 2
테프론 이형 필름 위에 실시예 1에서 제조된 나노섬유 수지 복합체의 필름을 280℃에서 용융시킨 다음, 50 × 50 mm 크기로 절단된 두께 47 ㎛의 유리섬유 직물을 용융된 나노섬유 수지 복합체의 필름 위에 위치시켰다. 이어서, 두께 조절을 위하여 가운데가 비어 있는 135 ㎛ 두께를 갖는 성형틀의 가운데 공간에 위에 준비된 테프론 이형 필름을 위치시켰다. 핫 프레스에서 280℃ 온도에서 6,000 psi 압력을 가하여, 폴상기 나노섬유 수지 복합체에 유리섬유 직물을 함침시켰고, 두께 135 ㎛를 갖는 투명 복합필름을 제조하였다.
The film of the nanofiber resin composite prepared in Example 1 was melted at 280 ° C. on a Teflon release film, and then a glass fiber fabric having a thickness of 47 μm cut to a size of 50 × 50 mm was placed on the film of the molten nanofiber resin composite. I was. Subsequently, the prepared Teflon release film was placed in the center space of the mold having a thickness of 135 μm with an empty center for thickness control. A 6,000 psi pressure was applied at a temperature of 280 ° C. in a hot press to impregnate the glass fiber fabric in the pole-based nanofiber resin composite to prepare a transparent composite film having a thickness of 135 μm.
비교예 2Comparative Example 2
비교예 1의 투명필름을 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 유리섬유와 함침시켜 투명 복합필름을 제조하였다.
Except for using the transparent film of Comparative Example 1, a transparent composite film was prepared by impregnating with glass fiber in the same manner as in Example 2.
상기 비교예 및 실시예에서 제조된 필름에 대하여, Minolta Spectrometer(model: CM3600D)를 이용하여 투과율(550nm)을 측정하였고, TA사에 제조된 TMA(TMA 2940) 장비를 이용하여 열팽창계수를 측정하였다. 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. For the films prepared in Comparative Examples and Examples, the transmittance (550 nm) was measured using a Minolta Spectrometer (model: CM3600D), and the coefficient of thermal expansion was measured using a TMA (TMA 2940) device manufactured by TA. . The results are shown in Table 1 below.
도 7은 i-components라는 로고가 새겨진 기재 위에 전술한 유리섬유 직물을 얹고 촬영한 사진이고, 도 8은 i-components라는 로고가 새겨진 기재 위에 실시예 2의 투명필름을 얹고 촬영한 사진이다. 7 is a photograph taken with the above-described glass fiber fabric on a substrate engraved with the i-components logo, Figure 8 is a photograph taken with the transparent film of Example 2 on the substrate engraved with the i-components logo.
도 8 및 표 1을 참조하면, 실시예 1과 실시예 2의 투명 복합필름은 비교예 1과 비교예 2에 비해 열팽창계수가 낮아지며 광학 필름으로 사용 가능한 범위에서 약간의 투과율 감소만을 보인다. 이러한 결과로부터 무기 나노섬유가 열가소성 투명 베이스 수지 자체의 열팽창계수 값을 낮춰주며 우수한 광학특성을 유지시킨다는 점을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8 and Table 1, the transparent composite films of Examples 1 and 2 have a lower coefficient of thermal expansion than Comparative Examples 1 and 2 and show only a slight decrease in transmittance in a range that can be used as an optical film. From these results, it can be seen that the inorganic nanofibers lower the coefficient of thermal expansion of the thermoplastic transparent base resin itself and maintain excellent optical properties.
특히 실시예 2와 비교예 2에서 필름의 열팽창계수의 차이는 상기에서 설명한 바와 같이 무기 나노섬유를 고분자 수지에 첨가시킴으로써 고분자 자체의 열팽창계수를 낮춰줌으로써, 유리섬유 직물(5 내지 10의 열팽창계수를 가짐)과 수지 계면에서 유리섬유와 고분자 수지 간의 열팽창계수 차이에서 비롯되는 열팽창 현상이 일어날 가능성을 없애고 그에 따른 결함이 발생하지 않는 더욱 안정한 광학 투명 복합필름을 제조할 수 있다는 이론에 부합되는 결과라고 볼 수 있다.In particular, the difference between the coefficients of thermal expansion of the film in Example 2 and Comparative Example 2 is to reduce the coefficient of thermal expansion of the polymer itself by adding the inorganic nanofibers to the polymer resin as described above, thereby reducing the coefficient of thermal expansion of the glass fiber fabric (5 to 10 Results in accordance with the theory that it is possible to produce a more stable optical transparent composite film, which eliminates the possibility of thermal expansion caused by the difference in coefficient of thermal expansion between glass fiber and polymer resin at the interface of the resin and the resin and does not cause defects. Can be.
Claims (8)
상기 유리섬유 직물에 함침되어 유리섬유 직물의 표면 및 씨실과 날실 사이에 위치하는 나노섬유 수지 복합체를 포함하고,
상기 나노섬유 수지 복합체가 상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지, 및 상기 수지에 균일하게 분산되고, 상기 수지와 굴절률이 동일한 무기 나노섬유를 포함하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름. Glass fiber fabrics in which weft and warp yarns made of glass fibers having an average diameter of 1 to 15 μm are interwoven up and down; And
Impregnated in the glass fiber fabric and comprises a nanofiber resin composite located between the surface of the glass fiber fabric and the weft and warp,
An optical transparent composite film for a display, wherein the nanofiber resin composite comprises a thermoplastic transparent base resin having the same refractive index as the glass fiber, and an inorganic nanofiber uniformly dispersed in the resin and having the same refractive index as the resin.
상기 나노섬유 수지 복합체 중 열가소성 투명 베이스 수지와 무기 나노섬유의 중량비가 1:99 내지 20:80인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름.The method of claim 1,
Optical transparent composite film for display, characterized in that the weight ratio of the thermoplastic transparent base resin and the inorganic nanofibers in the nanofiber resin composite is 1:99 to 20:80.
상기 열가소성 투명 베이스 수지와 유리섬유 직물의 중량비가 30:70 내지 60:40이고, 상기 유리섬유 직물의 두께는 30 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름.The method of claim 1,
The weight ratio of the thermoplastic transparent base resin and the glass fiber fabric is 30:70 to 60:40, the thickness of the glass fiber fabric is 30 to 150 ㎛ optical transparent composite film for display.
상기 열가소성 투명 베이스 수지가 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜, 폴리사이클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트글리콜, 및 사이클로올레핀 코폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름.The method of claim 1,
The thermoplastic transparent base resin is composed of polyether sulfone, polycarbonate, polyimide, polyarylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate glycol, polycyclohexylenedimethylene terephthalate glycol, and cycloolefin copolymer Optical transparent composite film for a display, characterized in that any one or a mixture of two or more selected from the group.
상기 무기 나노섬유가 100 nm 이하의 평균 직경, 500 nm 내지 3 ㎛의 평균 길이, 및 8 ㎛/m·℃ 이하의 열팽창계수(CTE)를 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름.The method of claim 1,
The inorganic nanofiber has an average diameter of 100 nm or less, an average length of 500 nm to 3 μm, and a coefficient of thermal expansion (CTE) of 8 μm / m · ° C. or less.
상기 유리섬유와 동일한 굴절률을 갖는 열가소성 투명 베이스 수지와 무기 나노섬유를 용융 분산시킨 후, 필름 상으로 용융 압출하여 나노섬유 수지 복합체를 준비하는 단계; 및
상기 나노섬유 수지 복합체를 상기 유리섬유 직물에 함침시키는 단계를 포함하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법.Preparing a woven glass fiber fabric in which weft and warp yarns made of glass fibers having an average diameter of 1 to 15 µm cross each other;
Preparing a nanofiber resin composite by melt-dispersing the thermoplastic transparent base resin and the inorganic nanofibers having the same refractive index as the glass fibers and then melt extruding them onto a film; And
Method for producing an optical transparent composite film for a display comprising the step of impregnating the nanofiber resin composite on the glass fiber fabric.
상기 나노섬유 수지 복합체를 함침시키는 단계는 상기 필름 상으로 용융 압출된 상기 나노섬유 수지 복합체의 상면에 유리섬유 직물을 위치시키거나, 또는 두 장의 유리섬유 직물 사이에 상기 나노섬유 수지 복합체를 위치시킨 다음, 핫 프레스를 이용하여 가열 가압함으로써 유리섬유 직물에 베이스 수지를 함침시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법.The method according to claim 6,
Impregnating the nanofiber resin composite may include placing a glass fiber fabric on an upper surface of the nanofiber resin composite melt-extruded onto the film, or placing the nanofiber resin composite between two glass fiber fabrics. , Impregnating the base resin in the glass fiber fabric by heating and pressing using a hot press.
상기 나노섬유 수지 복합체를 함침시키는 단계는 상기 필름상으로 용융압출된 상기 나노섬유 수지 복합체를 별도의 권취기로부터 공급되는 유리섬유 직물과 함께 마주보는 한 쌍의 롤러 사이에 이송한 다음, 상기 한쌍의 롤러 사이의 갭 압력에 의해 상기 열가소성 투명 베이스 수지를 상기 유리섬유 직물에 함침시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광학 투명 복합필름의 제조방법.The method according to claim 6,
The impregnating of the nanofiber resin composite may include transferring the nanofiber resin composite melt-extruded into the film between a pair of rollers facing each other with a glass fiber fabric supplied from a separate winding machine, and then And impregnating the glass fiber fabric with the thermoplastic transparent base resin by a gap pressure between rollers.
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