KR101296200B1 - 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 에폭시 아크릴레이트, 플로렌 유도체 아크릴레이트 또는 폴리에스터 아크릴레이트 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합 올리고머 15 ~ 90 중량%, 아크릴레이트계 모노머 9 ~ 65 중량%, 광개시제 0.9 ~ 15 중량% 및 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물에 관한 것이다.
상술한 본 발명은, 고굴절의 에폭시 아크릴레이트, 고굴절의 플로렌 유도체 아크릴레이트, 또는 고굴절의 폴리에스터 아크릴레이트와 고굴절 모노머, 변색이 적은 광개시제, 레빌링제 등의 첨가제로 조성되어 휘도가 높고, 굴절율이 높고, 강도가 크며, 광산란 현상이 없어 광학필름용으로 사용하기에 매우 적합하다.
상술한 본 발명은, 고굴절의 에폭시 아크릴레이트, 고굴절의 플로렌 유도체 아크릴레이트, 또는 고굴절의 폴리에스터 아크릴레이트와 고굴절 모노머, 변색이 적은 광개시제, 레빌링제 등의 첨가제로 조성되어 휘도가 높고, 굴절율이 높고, 강도가 크며, 광산란 현상이 없어 광학필름용으로 사용하기에 매우 적합하다.
Description
본 발명은 자외선 경화형 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, TV, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 휴대폰 등의 주요 부품으로 사용되고 있는 액정디스플레이(LCD)는 액정 자체가 발광을 할 수 없기 때문에 장치의 후면에 별도의 광원을 설치하여, 각 화소(pixel)에 설치된 액정을 통해 통과한 광의 세기를 조절하여 계조(contrast)를 구현한다. 즉, 상기 액정디스플레이는 액정 물질의 전기적 특성을 이용하여 빛의 투과율을 조절하는 장치로, 장치 뒷면의 광원 램프에서 발광하여 각종 기능성 프리즘 필름 또는 시트를 통과하여 균일도와 방향성이 제어된 빛을 컬러 필터를 통과시켜 적, 녹, 청(R, G, B)의 색상을 구현하도록 하고, 전기적인 방법으로 각 화소의 계조(contrast)를 제어하여 화상을 구현하는 간접 발광 방식의 디스플레이 장치이다.
또한, 상기 액정디스플레이에서 광원을 제공하는 발광 장치는 액정디스플레이의 휘도 및 균일도 등 화질을 결정하는 중요한 부품이다. 상기 발광 장치로는 백라이트 유닛(BLU)이 널리 사용되고 있으며, 백라이트 유닛은 기존의 냉음극형광램프(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)의 광원에서 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)로 바뀌게 되었다. 상기 발광다이오드를 사용하여 방출되는 빛을 순차적으로 도광판, 광확산필름, 프리즘필름을 통과시켜 액정 패널에 도달하게 한다.
여기서, 도광판은 광원으로부터 방출되는 광이 평면 형태인 액정 패널의 전면에 분포되도록 전달하며, 광확산필름은 화면 전면에 걸쳐 균일한 광세기를 얻을 수 있도록 한다. 프리즘필름은 광확산필름을 거친 다양한 방향의 광선을 관측자가 화상을 인식하기에 적합한 시야각 범위 내로 변환되도록 하는 광경로 제어 기능을 수행한다. 또한, 도광판의 하부에는 액정 패널로 전달되지 못하고 경로를 벗어난 광을 다시 반사하여 이용될 수 있도록 함으로써 광원의 이용 효율을 증가시키기 위한 반사필름이 구비된다.
이러한 광확산필름, 프리즘필름, 반사필름 등의 광학필름 제조시에 수지를 사용하게 되는데 백라이트 유닛으로 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)를 사용하게 되면 LCDrk(LCD Refill Kit)가 더욱 얇아지게 되고 LCD의 두께가 얇아지면서 고굴절의 광학필름이 요구되나 종래의 자외선 경화형 수지 조성물은 자외선 경화형 수지의 경도가 약하여 프리즘산이 부서지는 등의 이유로 휘도가 저하되고 광산란 현상이 발생하여 광학필름 및 디스플레이 등 광학 부품에 사용시 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 종래의 자외선 경화형 수지 조성물의 자외선 경화형 수지의 경도가 약하여 프리즘산이 부서지는 등의 이유로 휘도가 저하되고 광산란 현상이 발생하는 문제를 상기 자외선 경화형 수지를 고굴절 및 고강도의 자외선 경화형 수지로 제조하여 해결한 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은
에폭시 아크릴레이트, 플로렌 유도체 아크릴레이트 또는 폴리에스터 아크릴레이트 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합 올리고머 15 ~ 90 중량%,
아크릴레이트계 모노머 9 ~ 65 중량%,
광개시제 0.9 ~ 15 중량% 및
첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물은 고굴절의 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 고굴절의 플로렌 유도체 아크릴레이트, 또는 고굴절의 폴리에스터 아크릴레이트와 고굴절 모노머, 변색이 적은 광개시제, 레빌링제 등의 첨가제로 조성되어 휘도가 높고, 굴절율이 높고, 강도가 크고, 광산란 현상이 없어 광학필름용으로 사용하기에 매우 적합하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 제품 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 FT-IR 사진이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 플로렌 유도체 아크릴레이트의 제품 사진이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플로렌 유도체 아크릴레이트의 FT-IR 사진이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물 제조의 사진이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물의 FT-IR 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 FT-IR 사진이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 플로렌 유도체 아크릴레이트의 제품 사진이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플로렌 유도체 아크릴레이트의 FT-IR 사진이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물 제조의 사진이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물의 FT-IR 사진이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균의 지식을 가진자가 용이하게 반복 재현 가능하도록 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은, 에폭시 아크릴레이트, 플로렌 유도체 아크릴레이트 또는 폴리에스터 아크릴레이트 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합 올리고머 15 ~ 90 중량%, 아크릴레이트계 모노머 9 ~ 65 중량%, 광개시제 0.9 ~ 15 중량% 및, 첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 종래의 자외선 경화형 수지 조성물의 자외선 경화형 수지의 경도가 약하여 프리즘산이 부서지는 등의 이유로 휘도가 저하되고 광산란 현상이 발생하는 문제를 상기 자외선 경화형 수지를 고굴절 및 고강도의 자외선 경화형 수지로 제조하여 해결한 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 에폭시 아크릴레이트는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 페놀 노볼락형 또는 크레졸 노볼락형 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 에폭시 올리고머와 아크릴산을 8:2 ~ 2:8의 중량비로 첨가하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 에폭시 아크릴레이트는 촉매인 4급 암모늄염 0.005 ~ 20g과 중합금지제인 하이드로퀴논 0.5 ~ 50g을 첨가하여 80 ~ 120℃에서 5 ~ 36시간 반응시켜 형성하는 것이 바람직하다. 상기 4급 암모늄은 트리에틸아민(triethylamine;제조회사:알드리치), 트리에틸아민하이드로클로라이드 (triethylaminehydrochloride;제조회사:알드리치), 및 ,벤질트리메틸아모니윰클로라이드(benzyltrimetylammonium chloride 제조회사:알드리치) 중 어느 하나이거나 이들 중 2이상의 혼합물인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 에폭시 아크릴레이트의 분자량은 400 ~ 3000g/mol이 바람직하다.
상기 비스페놀 A형 에폭시는 비스페놀 A와 에피클로로히드린을 수산화나트륨 촉매하에서 반응시켜 제조한다. 하기 그림 1에 그 구조를 나타내었다.
[그림 1]
상기 비스페놀 F형 에폭시는 상기 비스페놀 A형 에폭시의 분자 가운데 있는 메틸기 대신에 수소기가 있는 구조로서 비스페놀 A형 에폭시보다 유연하다. 하기 그림 2에 그 구조를 나타내었다.
[그림 2]
상기 페놀 노볼락형 에폭시와 상기 크레졸 노볼락형 에폭시는 출발원료에 의해 나누어진다. 상기 크레졸 노볼락형 에폭시는 상기 페놀 노볼락형 에폭시보다 고온 안정성이 우수하다. 하기 그림 3에 그 구조를 나타내었다.
[그림 3]
여기서, 올리고머는 3 ~ 20개의 모노머로 구성된 단위체로 볼 수 있다
또한, 상기 플로렌 유도체 아크릴레이트는 비스페녹시에탄올플로렌과 아크릴산을 9:1 ~ 1:9의 몰비로 첨가하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 플로렌 유도체 아크릴레이트는 파라-톨루엔설포인산(p-toluene sulfonic acid) 0.0005 ~ 0.2 몰과 중합금지제인 하이드로퀴논 0.0005 ~ 2 몰을 첨가하여 80 ~ 120℃에서 5 ~ 36시간 반응시켜 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 플로렌 유도체 아크릴레이트의 분자량은 400 ~ 8000g/mol이 바람직하다.
상기 비스페녹시에탄올플로렌은 분자량이 438.5g/mol인 물질로 하기 그림 6에 그 구조를 나타내었다.
[그림 6]
또한, 상기 플로렌 유도체 아크릴레이트는 매우 큰 고굴절을 나타내고 양 말단에 아크릴레이트기가 결합한 것으로 상기 아크릴레이트기에 의해 자외선 경화가 가능하게 된다. 하기 그림 7에 일반적인 플로엔 유도체 아크릴레이트의 구조를 나타내었다.
[그림 7]
또한, 상기 폴리에스터 아크릴레이트는 시판 중인 제품을 구매하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시 아크릴레이트, 플로렌 유도체 아크릴레이트, 및 폴리에스터 아크릴레이트의 혼합 올리고머의 함량은 15 ~ 90 중량%가 바람직하다. 상기 혼합 올리고머의 함량이 15 중량% 미만인 경우 굴절율이 매우 낮고 강도가 적고 점도가 낮아 광학필름용 수지 조성물로 사용하기 어려우며, 상기 혼합 올리고머의 함량이 90 중량%를 초과하는 경우 점도가 너무 높아 광학필름용 수지 조성물로 사용하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 상기 아크릴레이트계 모노머는 벤질아크릴레이트(benzyl acrylate, BZA), 벤질메타크릴레이트(benzyl metaacrylate, BZMA), 페녹시에틸아크릴레이트 (phenoxy ethyl acrylate), 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxy propyl acrylate), 페닐티오에틸아크릴레이트(phenylthio ethyl acrylate), 큐밀 페녹시 에틸 아크릴레이트(Cumyl phenoxy ethyl acrylate), 올소-페닐 페녹시 에틸 아크릴레이트(o-phenyl phenoxy ethyl acrylate), 2-하이드록시-3-페닐페녹시 프로필아크릴레이트(2-hydroxy-3-(phenylphonoxy)propyl acrylate) 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxy propyl acrylate), 1,6-핵산디올프로판아크릴레이트(1,6-hexanediolpropane dimethylacrylate), 페녹시 에틸아크릴레이트(phenoxyethyl acrylate, PHEA), 2-에톡시에틸 아크릴레이트(2-ethoxyethyl acrylate), 이소보닐아크릴레이트 (isobornyl acrylate), 펜타에리트리톨트리아크릴이트 (pentaerythritol triacrylat, PETA), 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 (dipentaerythritol pentaacrylate, DPPA), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexacrylate, DPHA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, HEA), 하이드록시프로필아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate, HPA), 2-하이드록시 에틸메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA), 4-하이드록시 부틸아크릴레이트(4-hydroxybutyl acrylate, 4-HBA) 또는 2-에틸헥실아크릴레이트 중 어느 하나이거나 또는 아크릴산 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 벤질아크릴레이트(benzyl acrylate, BZA), 벤질메타크릴레이트(benzyl metaacrylate, BZMA), 페녹시에틸아크릴레이트(phenoxy ethyl acrylate), 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxy propyl acrylate), 페닐티오에틸아크릴레이트(phenylthio ethyl acrylate), 큐밀 페녹시 에틸 아크릴레이트(Cumyl phenoxy ethyl acrylate), 올소-페닐 페녹시 에틸 아크릴레이트(o-phenyl phenoxy ethyl acrylate), 2-하이드록시-3-페닐페녹시)프로필아크릴레이트(2-hydroxy-3-(phenylphonoxy)propyl acrylate) 페녹시 에틸아크릴레이트(phenoxyethyl acrylate, PHEA), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexacrylate, DPHA) 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
여기서, 모노머로서 아크릴산을 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 모노머는 아크릴레이트 작용기를 가지고 있어 자외선에 경화될 수 있으며 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화 수지 조성물의 점도 조절을 위한 희석제로 사용된다.
또한, 상기 아크릴레이트계 모노머는 고굴절 모노머로도 작용할 수 있다.
여기서, 상기 아크릴레이트계 모노머의 함량이 9 ~ 65 중량%인 것이 바람직하다. 상기 아크릴레이트계 모노머의 함량이 9 중량% 미만인 경우 희석제의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 상기 아크릴레이트계 모노머의 함량이 65 중량%를 초과하는 경우 점도가 너무 낮아 광학필름용 수지 조성물로 사용하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 상기 광개시제는 벤자이온알킬에테르(benzionalkylether), 벤조페논(Benzophenone), 벤질디메틸케탈(Benzyldimethylkatal), 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-Hydroxy cyclohexyl phenylketone), 1,1-디클로로 아세토페논(1,1-dichloro-acetophenone), 2-클로로 티오산톤(2-chloro-thioxanthone), 비스(2,4,6-트라이메틸 벤조일)페닐 포스핀 옥사이드(bis(2,4,6-trimethyl benzoyl) phenyl phosphine oxide), 2,4,6-트라이메틸 벤조일 다이페닐 포스핀(2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine, TPO) 또는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propane) 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
광학필름의 투명도를 유지하기 위해서는 알파 하이드록시 케톤계 광개시제인 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 광개시제는 자외선에 의해 라디칼을 형성하고 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물에 존재하는 불포화탄화수소를 가교시키는 역할을 한다.
여기서, 상기 광개시제의 함량은 0.9 ~ 15 중량%인 것이 바람직하다. 상기 광개시제의 함량이 0.9 중량% 미만인 경우 수지 조성물이 경화되지 않는 문제점이 있고, 상기 광개시제의 함량이 15 중량%를 초과하는 경우 제조된 광학필름이 변색되는 문제점이 있다.
또한, 상기 첨가제는 이형제, 슬립제, 가소제, 계면활성제, 분산제 또는 레벨링제 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 레벨링제는 BYK Chemie사의 BYK-3500, BYK-333, BYK-347, BYK-348 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한다. 상기 레벨링제는 도막의 슬립 및 광택을 향상시키기 위한 것이다.
또한, 첨가제로서 Hanse Chemie사의 XP-1045, XP-0596, XP-0768 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한다. 상기 XP-1045, XP-0596, XP-0768 등의 첨가제는 슬립제, 계면활성제, 분산제 또는 레벨링제의 역할을 복합적으로 수행한다.
또한, 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물의 점도는 25에서 50 ~ 10,000cps이고, 제조된 필름의 굴절율은 1.54 ~ 1.58인 것이 바람직하다.
상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물은 유기용매를 사용하지 않은 친환경 무용제 타입으로 제조한다.
이와 별개로 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물은 유기용매를 사용한 용제 타입으로도 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물을 경화시켜 형성된 프리즘 형상을 구비한 프리즘 필름을 제공한다.
또한, 상기 프리즘 필름을 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치를 제공한다
또한, 상기 액정표시장치의 백라이트 장치를 구비한 휴대폰, 노트북을 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
고굴절
에폭시
아크릴레이트
합성
1000ml 4구 라운드 플라스크에 비스페놀 A형 에폭시 올리고머(제조회사: 국도화학) 187g과 아크릴산(제조회사: 알드리치) 72g을 하기 표 1과 같은 성분으로 첨가하고 4급 암모늄 트리에틸아민하이드로클로라이드 촉매 0.01g과 하이드로퀴논(제조회사:알드리치) 중합금지제 1.1g을 첨가한 후 100℃에서 10시간 반응시켜 고굴절 에폭시 아크릴레이트 2000g/mole~3000g/mole) 을 합성하였다.
| 비스페놀 A형 에폭시 올리고머(g) | |||||
| 시료 | 아크릴산(g) | YD-127 (상품명) |
YD-128 (상품명) |
YD-128A (상품명) |
YD-128M (상품명) |
| EAO-1 | 72 | 187 | - | - | - |
| EAO-2 | 72 | - | 187 | - | - |
| EAO-3 | 72 | - | - | 187 | - |
| EAO-4 | 72 | - | - | - | 187 |
합성한 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 제품 사진은 도 1에 기재하였고, 상기 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 FT-IR 사진은 도 2에 기재하였다.
상기 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 굴절율, 점도, 외관(색도)를 하기 표 2에 기재하였다. 하기 표 2와 같이, 상기 고굴절 에폭시 아크릴레이트는 굴절율이 높고 점도가 사용하기에 적합하고, 색도인 외관이 최대 50으로서 백색에 가까운 것으로 나타났다.
| 구분 | EAO-1 | EAO-2 | EAO-3 | EAO-4 |
| 굴절률(25℃) | 1.560 | 1.559 | 1.559 | 1.559 |
| 점도(cps/60℃) | 6000 | 6700 | 6800 | 6850 |
| 외관(APHA) | 50↓ | 50↓ | 50↓ | 50↓ |
(1) 굴절률
굴절률 측정은 ATAGO 사의 NAR-3T 제품으로 적정온도에서 굴절률을 측정하였다.
(2) 점도
합성한 에폭시 아크릴레이트의 점도 측정은 ThermoFisher 사의 Galling ball viscometer C type으로 적정온도에서 ball의 낙하시간을 측정하여 점도로 환산하였다.
(3) 외관(APHA)
합성한 에폭시 아크릴레이트의 외관(색도) 측정은 APHA Color로 나타내며 표준 시료와 비교하여 측정하였다.
(4) FI-IR
FT-IR측정은 Bruker alpha 제품으로 측정하여 구조를 분석하였다.
고굴절
플로렌
유도체
아크릴레이트
합성
1000ml 4구 라운드 플라스크에 비스페녹시에탄올플로렌 1mole과 아크릴산(제조회사: 알드리치) 2mole을 하기 표 3과 같이 첨가하고 4급 암모늄 트리에틸아민하이드로클로라이드 촉매 0.001mole과 하이드로퀴논(제조회사:알드리치) 중합금지제 0.001mole을 첨가한 후 100℃에서 10시간 반응시켜 고굴절 플로렌 유도체 아크릴레이트 546g/mole을 합성하였다.
| 시료 | 아크릴산 | 비스페녹시에탄올플로렌 |
| FBC-1 | 2 mole | 1 mole |
합성한 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 제품 사진은 도 3에 기재하였고, 상기 고굴절 에폭시 아크릴레이트의 FT-IR 사진은 도 4에 기재하였다.
상기 고굴절 플로렌 유도체 아크릴레이트의 굴절율과 점도를 하기 표 4에 기재하였다. 하기 표 4와 같이, 상기 고굴절 플로렌 유도체 아크릴레이트는 굴절율이 매우 높고 점도가 사용하기에 적합한 것으로 나타났다.
| 시료 | 굴절률(25℃) | 점도(cps/60) |
| FBC-1 | 1.62 | 90000 |
(1) 굴절률
굴절률 측정은 ATAGO 사의 NAR-3T 제품으로 적정온도에서 굴절률을 측정하였다.
(2) 점도
합성한 플로렌 유도체 아크릴레이트의 점도 측정은 ThermoFisher 사의 Galling ball viscometer C type으로 적정온도에서 ball의 낙하시간을 측정하여 점도로 환산하였다.
(3) FI-IR
FT-IR측정은 Bruker alpha 제품으로 측정하여 구조를 분석하였다.
광학필름용
고굴절
자외선 경화형 수지 조성물 제조
1000ml 4구 라운드 플라스크에 실시예 1의 고굴절 에폭시 아크릴레이트, 실시예 2의 플로렌 유도체 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트의 올리고머, 아크릴레이트계 모노머, 광개시제, 첨가제를 하기 표 5와 같이 배합하여 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물(ELP-01 내지 ELP-04)을 제조하였다.
| 원료 | ELP-01 | ELP-02 | ELP-03 | ELP-04 | |
| 투입량 | 투입량 | 투입량 | 투입량 | ||
| 올리고머 | FBC-01 | 47 | 47 | 42 | 41 |
| EAO-01 | 9 | 10 | 14 | 11 | |
| 모노머 | HPPPA | 13 | 11 | 14 | 14 |
| PPEA(PP-011) | 9 | 9 | 11 | 10 | |
| BZA | 8 | 8 | 0 | 10 | |
| PHEA | 4 | 7 | 13 | 10 | |
| 광개시제 | C-173 | 6 | 6 | 4.5 | 2.5 |
| TPO | 1.5 | 0.5 | 0.75 | 0.75 | |
| 첨가제 | LE-100LV | 1.5 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
| SZ9135 | 1 | 1 | 0.5 | 0.5 | |
| 총량 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 굴절률 | 1.583 | 1.581 | 1.579 | 1.576 | |
| 점도(cps/25) | 450 | 420 | 360 | 330 | |
여기서, HPPPA는 2-하이드록시-3-페닐페녹시프로필아크릴레이트의 약어이다
PBA
-
001는
KXL
&
FIRSTAR
의 상품명이다
BZA는 벤질 아크릴레이트의 약어이다.
PPEA는 페닐페녹시에틸아크릴레이트의 약어이다.
PHEA는 페녹시에틸아크릴레이트의 약어이다.
Doublecure TPO는4,6-트라이메틸 벤조일 다이페닐 포스핀의 상품명으로 장파장 개시제이다.
Chivacure 173은 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판의 상품명으로 단파장 개시제이다.
LE-100LV는 슬립제, 계면활성제, 분산제, 레벨링제의 역할을 복합적으로 수행하는 첨가제이다.
SZ9135는 실리콘 첨가제이며 유상화학 제품명이다.
합성한 광학필름용 고굴적 자외선 경화형 수지 조성물의 제품 사진은 도 5에 기재하였고, 상기 광학필름용 고굴적 자외선 경화형 수지 조성물의 FT-IR 사진은 도 6에 기재하였다.
상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물의 굴절율과 점도 등의 물성을 하기 표 6에 기재하였다. 하기 표 6과 같이, 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물로 제조한 광학필름의 굴절율이 높고 컬(curl)이 나타나지 않고 접착력이 우수하고 경도가 크고, 상기 조성물의 점도가 광학필름용으로 사용하기에 매우 적합한 것으로 나타났다.
| Test item | ELP-01 | ELP-02 | ELP-03 | ELP-04 |
| 굴절률(25℃) | 1.583 | 1.581 | 1.579 | 1.576 |
| 접착력 (100/100) |
100/ 100 |
100/ 100 |
100/ 100 |
100/ 100 |
| 점도 (cps/25℃) |
450 | 420 | 360 | 330 |
| curl(mm) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 경도 | 3 | 3 | 3 | 3 |
(1) 굴절률
굴절률 측정은 ATAGO 사의 NAR-3T 제품으로 25℃에서 굴절률을 측정하였다.
(2) 접착력 시험
필름에 자외선 경화 수지로 프리즘 패턴을 형성한 후 cross cut로 접착력을 시험하였다.
(3) 점도
광학필름용 고굴절 자외선 경화 수지 조성물의 점도 측정은 ThermoFisher 사의 Galling ball viscometer C type으로 25℃에서 ball의 낙하시간을 측정하여 점도로 환산하였다.
(4) curl 시험
코팅된 필름을 스평판위에 두고 curl이 발생되는 mm를 측정하였다.
(5)경도 시험
경도시험은 코팅된 필름에 연필경도계로 측정하였다.
또한, 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물로 제조한 프리즘 필름의 신뢰성 시험(전, 후)의 접착력, 경도 등의 물성을 하기 표 7에 기재하였다. 하기 표 7에 기재된 바와 같이 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물로 제조한 프리즘 필름의 신뢰성 시험(전, 후)의 접착력, 경도 등의 물성 저하가 거의 나타나지 않았다.
| test item | ELP-01 | ELP-02 | ELP-03 | ELP-04 | |
| 접착력 | 전 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 |
| 접착력 | 후 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 |
| curl | 전 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| curl | 후 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| 경도 | 전 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 경도 | 후 | 3 | 3 | 3 | 3 |
여기서, 신뢰성 시험은 항온항습기에서 80℃의 온도와 80% 상대습도 조건하에서 24시간 후에 접착력, 컬(curl), 경도를 측정한 것이다.
또한, 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물로 제조한 프리즘 필름 휘도 신뢰성 시험 결과를 하기 표 8에 기재하였다.
| 품명 | 1 | 2 | 3 | 평균 | |||||
| X | Y | X | Y | X | Y | X | Y | ||
| ELP-01 | 전 | 0.2869 | 0.2866 | 0.2868 | 0.2868 | 0.2868 | 0.2867 | 0.2868 | 0.2867 |
| 4530 | 4570 | 4630 | 4577 | ||||||
| 후 | 0.2889 | 0.2894 | 0.2887 | 0.2895 | 0.289 | 0.2895 | 0.2889 | 0.2895 | |
| 4525 | 4540 | 4570 | 4545 | ||||||
| ELP-02 | 전 | 0.2893 | 0.2895 | 0.2894 | 0.2893 | 0.2894 | 0.2894 | 0.2894 | 0.2894 |
| 4525 | 4540 | 4580 | 4548 | ||||||
| 후 | 0.2926 | 0.2933 | 0.2926 | 0.2933 | 0.2926 | 0.2932 | 0.2926 | 0.2933 | |
| 4510 | 4515 | 4540 | 4521 | ||||||
| ELP-03 | 전 | 0.2878 | 0.2885 | 0.2878 | 0.2886 | 0.2878 | 0.2886 | 0.2878 | 0.2886 |
| 4510 | 4525 | 4500 | 4511 | ||||||
| 후 | 0.2921 | 0.2927 | 0.2921 | 0.2926 | 0.2921 | 0.2925 | 0.2921 | 0.2926 | |
| 4490 | 4505 | 4480 | 4491 | ||||||
| ELP-04 | 전 | 0.2887 | 0.2895 | 0.2886 | 0.2895 | 0.2886 | 0.2893 | 0.2886 | 0.2894 |
| 4515 | 4505 | 4510 | 4510 | ||||||
| 후 | 0.2916 | 0.2928 | 0.2917 | 0.2927 | 0.2917 | 0.2926 | 0.2917 | 0.2927 | |
| 4500 | 4490 | 4495 | 4495 | ||||||
상기 표 8에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명으로서의 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물은 휘도가 4000이상의 값을 가지고 있어, 그 효과가 현저함을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (12)
- 조성물 총 중량을 기준으로 고굴절 에폭시 아크릴레이트 및 비스페녹시에탄올플로렌과 아크릴산을 9:1 ~ 1:9의 몰비로 구성된 고굴절 플로렌 유도체 아크릴레이트를 중량기준 1 : 2.5 - 5.5의 비율로 혼합한 혼합 올리고머 15 ~ 90 중량%,
아크릴레이트계 모노머 9 ~ 65 중량%,
광개시제 0.9 ~ 15 중량% 및
첨가제 0.1 ~ 5 중량%를 포함하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 에폭시 아크릴레이트는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 페놀 노볼락형 또는 크레졸 노볼락형 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 에폭시 올리고머와 아크릴산을 8:2 ~ 2:8의 중량비로 첨가하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 제2항에 있어서,
상기 에폭시 아크릴레이트는 촉매인 4급 암모늄염 0.005 ~ 20g과 중합금지제인 하이드로퀴논 0.5 ~ 50g을 첨가하여 80 ~ 120℃에서 5 ~ 36시간 반응시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 플로렌 유도체 아크릴레이트는 촉매인 파라-톨루엔설포인산 0.0005 ~ 0.2 몰과 중합금지제인 하이드로퀴논 0.0005 ~ 2 몰을 첨가하여 80 ~ 120℃에서 5 ~ 36시간 반응시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 아크릴레이트계 모노머는 벤질아크릴레이트(benzyl acrylate, BZA), 벤질메타크릴레이트(benzyl metaacrylate, BZMA), 페녹시에틸아크릴레이트 (phenoxy ethyl acrylate), 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxy propyl acrylate), 페닐티오에틸아크릴레이트(phenylthio ethyl acrylate), 큐밀 페녹시 에틸 아크릴레이트(Cumyl phenoxy ethyl acrylate), 올소-페닐 페녹시 에틸 아크릴레이트(o-phenyl phenoxy ethyl acrylate), 2-하이드록시-3-페닐페녹시 프로필아크릴레이트(2-hydroxy-3-(phenylphonoxy)propyl acrylate) 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxy propyl acrylate), 1,6-핵산디올프로판아크릴레이트(1,6-hexanediolpropane dimethylacrylate), 페녹시 에틸아크릴레이트(phenoxyethyl acrylate, PHEA), 2-에톡시에틸 아크릴레이트(2-ethoxyethyl acrylate), 이소보닐아크릴레이트 (isobornyl acrylate), 펜타에리트리톨트리아크릴이트 (pentaerythritol triacrylat, PETA), 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 (dipentaerythritol pentaacrylate, DPPA), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexacrylate, DPHA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 및 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, HEA) 중 어느 하나 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 광개시제는 벤자이온알킬에테르(benzionalkylether), 벤조페논(Benzophenone), 벤질디메틸케탈(Benzyldimethylkatal), 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-Hydroxy cyclohexyl phenylketone), 1,1-디클로로 아세토페논(1,1-dichloro-acetophenone), 2-클로로 티오산톤(2-chloro-thioxanthone), 비스(2,4,6-트라이메틸 벤조일)페닐 포스핀 옥사이드(bis(2,4,6-trimethyl benzoyl) phenyl phosphine oxide), 2,4,6-트라이메틸 벤조일 다이페닐 포스핀(2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine, TPO) 또는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propane) 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 첨가제는 이형제, 슬립제, 가소제, 계면활성제, 분산제 또는 레벨링제 중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물. - 제1항에 있어서, 상기 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물의 점도는 25℃에서 50 ~ 10,000cps이고, 제조된 필름의 굴절율은 1.54 ~ 1.58인 것을 특징으로 하는 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물을 경화시켜 형성된 프리즘 형상을 구비한 프리즘 필름.
- 제10항의 프리즘 필름을 구비한 액정표시장치의 백라이트 장치.
- 제11항의 액정표시장치의 백라이트 장치를 구비한 휴대폰 또는 노트북.
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