KR101350748B1 - 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름 - Google Patents

액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 본 발명에 따른 적층 백색 폴리에스테르 필름은 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층의 한면에 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 1.2 내지 2인 배면층이 형성되어 있고, 다른 한면에는 상기 배면층과의 두께차가 2 내지 10㎛인 반사면층이 형성되어 있는 구조를 가짐에 따라, 반사율이 우수할 뿐만 아니라 외부 결함 발생을 억제하여 반사판용 필름으로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름{MULTILAYERED WHITE POLYESTER FILM FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY REFLECTOR}
본 발명은 액정 디스플레이 반사판용 백색 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 기재층에 표면조도 및 두께가 제어된 배면층과 반사면층을 형성함으로써 필름의 취급 공정 및 타발 공정, 백 라이트 유닛(back light unit: BLU) 내부에서의 진동, 눌림, 스크래치 등의 외관 결함을 억제하여 불량율을 최소화할 수 있는 반사판용 백색 폴리에스테르 필름에 관한 것이다
액정 디스플레이의 반사판용으로 사용되는 종래의 백색 폴리에스테르 필름은 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 필름 내에 미세 기공을 형성시켜 반사율을 극대화한 백색 폴리에스테르 필름이 일반적이다.
그러나, 필름 내부에 기공이 형성되어 있는 종래의 반사판용 백색 폴리에스테르 필름은 겉보기 비중이 0.5 내지 1.2 인 것이 대부분이고, 필름 내부에 기공이 형성되어 있어 상대적으로 필름의 표면이 소프트하기 때문에, 외부에 의한 눌림이나 스크래치 등의 외부 결함에 취약하여 제품 취급시, 특히 타발 공정에서 외부 결함이 발생하여 불량률이 높고, BLU 내의 도광판과의 마찰에 의하여도 쉽게 외부 결함이 발생하게 된다. 외부 결함이 발생된 백색 폴리에스테르 필름을 사용하면, 램프 무라 발생 또는 결함 부분에서 빛이 산란하여 동일한 면광원을 반사할 수 없게 된다. 이러한 외부 결함 발생을 억제하기 위해 기재층의 적어도 한면 또는 양면에 강도가 강한 폴리에스테르 필름을 공압출하여 얻은 적층 백색 폴리에스테르 필름을 사용하여 왔다. 하지만, BLU가 점차 경량화 및 초박막화되어 가고 있어, 도광판과 마찰하는 반사면 뿐만 아니라 BLU와 마찰하는 배면에 의해서도 외부 결함이 발생하는 사례가 늘고 있다.
이에, 본 발명자들은 종래의 반사판 용도로 사용되는 백색 폴리에스테르 필름의 외관 결함 발생 문제점을 해소하기 위하여 노력한 결과, 기재층의 한면에 적층되는 배면층의 표준편차 표면조도(Rq)와 산술평균 표면조도(Ra)의 관계, 및 상기 배면층과 그 반대쪽으로 기재층에 적층되는 반사면층의 두께 간 상호관계를 최적화할 경우 표면의 반사율과 광택도에 의한 빛 손실을 최소화하면서 외부 결함 발생을 억제함을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다
일본국 공개특허공보 제2009-0073054호 일본국 공개특허공보 제1992-0015155호
본 발명의 목적은 반사율이 우수할 뿐만 아니라, 제품 취급시의 진동, 눌림, 스크래치 등의 외관 결함을 억제하여 불량율을 최소화할 수 있는 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 백색 폴리에스테르 필름은 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층의 한면에 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 1.2 내지 2인 배면층이 형성되어 있고, 다른 한면에는 상기 배면층과의 두께차가 2 내지 10㎛인 반사면층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층이 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하고 이 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지를 함유하는 수지 조성물 및 백색의 무기입자를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수지 조성물은 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 비결정성 환상 올레핀 공중합체 5 내지 35중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 0.5 내지 5.0㎛의 입경을 갖는 것이 바람직하다.
상기 백색의 무기입자는 수지 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 40 중량부의 함량으로 폴리에스테르 수지 기재층에 포함되는 것이 바람직하다.
상기 백색의 무기입자는 0.1 내지 3.0㎛의 평균 입자지름을 갖는 것이 바람직하다.
상기 반사면층의 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 0.9 내지 1.2인 것이 바람직하다.
상기 반사면층은 폴리에스테르 수지 및 1 또는 2가지의 무기입자를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 반사면층의 1 또는 2가지의 이상의 무기입자는 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대해 1 내지 30 중량부의 함량으로 상기 반사면층에 포함되는 것이 바람직하다.
상기 배면층이 폴리에스테르 수지 및 입경이 서로 다른 3가지 이상의 무기입자를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배면층의 3가지 이상의 무기입자가 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대해 1 내지 50 중량부의 함량으로 상기 배면층에 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름으로서 기재층의 한면에 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 1.2 내지 2인 범위를 만족하는 배면층이 형성되어 있고, 다른 한면에는 상기 배면층과의 두께차가 2 내지 10㎛이고 일정한 표면조도를 갖는 반사면층이 형성되어 있는 필름을 사용함으로써, 제품 취급시의 외부 충격 또는 타발시에 발생할 수 있는 눌림, 스크래치 등의 외관 결함에 의한 불량율을 0.05% 이하가 되도록 하고, BLU 조립 후에도 진동에 의한 스크래치가 발생하지 않게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 적층 백색 폴리에스테르 필름은 얇은 두께의 반사면층을 가져 반사율을 최대화함으로써 작업성의 향상 및 장시간 신뢰성을 확보하여 반사판용 필름으로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름의 구조를 나타내는 모식적 단면도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름(10)은 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층(11)의 한면에 배면층(12)이 형성되어 있고, 상기 기재층(11)의 다른 한면에는 반사면층(13)이 형성되어 있는 것이다.
폴리에스테르 수지 기재층(11)에는 폴리에스테르 수지와 미세 기공내의 공기층과의 굴절율 차이로 인하여 빛을 반사시키는 역할하는 미세 기공이 있으며, 장축의 길이가 2 내지 15㎛이며 기재층(11)내에 40 내지 70% 분포하고 있다. 미세기공의 장축 길이가 2㎛보다 작으면, 반사효율이 저하되며, 15㎛ 이상이 되면 미세 기공이 연결되어 필름이 쉽게 찢어 지게 된다. 또한 기재층(11) 내에 미세기공이 40%이하를 포함하고 있으면, 반사효율이 저하되며, 70%이상이 되면 쉽게 구겨지거나, 찢어지게 된다.
배면층(12)는 BLU 가장 밑에 위치하며, 특히 외부로 부터의 충격에 결함등이 쉽게 발생되지 않는 특징이 있으며, 타발 공정시에는 배면층(12) 방향으로 타발을 함으로써 타발시 외부 결함등이 생기지 않아 불량율을 극히 저하시킬 수 있다.
반사면층(13)은 도광판과 마주보고 위치하는 면으로써, CCFL 또는 LED 등의 광원으로부터 나오는 및을 도광판을 향하여 반사시킴으로써 빛의 로스를 최소화 하는 특징이 있다.
본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름(10)의 첫 번째 특징은 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층(11)의 한면에 형성된 배면층(12)이 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 1.2 내지 2인 배면층이라는 점이다. 산술평균 표면 조도(Ra)값은 표면층의 거침의 정도를 나타내며, 표준편차 표면조도(Rq)값은 그 거침의 정도에 있어서 표준편차의 정도를 포함하는 값을 나타낸다. 배면층(12)의 Rq/Ra값이 1.2 에 이르지 못할 경우 타발시 불량율이 증가하며, 2를 초과하는 경우에는 무기입자가 분산이 잘 되지 않아 뭉치는 결점이 발생한다.
본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름(10)의 두 번째 특징은 상기 기재층(11)의 다른 한면에는 상기 배면층(12)과의 두께차가 2 내지 10㎛인 반사면층(13)이 형성되어 있다는 것이다. 상기 두께차가 2㎛에 이르지 못하면, 반사 성능과 표면 결함 억제 성능을 동시에 만족시키지 못하고, 10㎛를 넘어가면 양면의 두께차로 인하여 컬(curl)이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름은, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하고 이 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지를 함유하는 수지 조성물 및 백색의 무기입자를 포함하는 원료 조성물 1; 폴리에스테르 수지 및 1 또는 2가지의 무기입자를 포함하는 원료 조성물 2; 및 폴리에스테르 수지 및 3가지 이상의 무기입자를 포함하는 원료 조성물 3;으로 구성된 조성물군으로으로부터 선택되는 어느 하나를 각각의 층으로 하여 용융시킨 후, 동시에 공압출하여 얻은 적층 시트를 캐스팅 드럼에서 냉각한 다음 필름의 이동 방향으로 1축 연신하고, 다시 필름의 이동방향의 직각방향으로 2축 연신한 후 열처리함으로써 제조된다.
본 발명에서 각 층을 구성하는 기본 수지로 사용되는 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어진 것이다. 본 발명에서, 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 아디프산 또는 세바신산이 사용될 수 있고, 디올 성분으로는 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 또는 1,6-헥산디올이 사용될 수 있다. 바람직하게는 안정성이 높고 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 구성으로 사용한다.
상기 원료조성물 1은 기재층에 적용된다. 상기 원료 조성물 1에 포함된 수지 조성물은 폴리에스테르 수지를 65 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 양으로 함유한다. 이때, 폴리에스테르 수지 함량이 상기 범위를 벗어나면, 다수의 공동을 함유하는 필름으로 제막할 수 없다.
또한, 폴리에스테르 수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 경우, 제막 안정성의 관점에서 바람직하게는 전체 디카르복실산 성분당 1 내지 15 몰%, 더욱 바람직하게는 3 내지 14 몰%, 가장 바람직하게는 5 내지 13 몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르, 또는 전체 디올 성분 당 1 내지 15 몰%, 더욱 바람직하게는 3 내지 14 몰%, 가장 바람직하게는 5 내지 13 몰%의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르를 사용하면 좋다. 이때, 공중합 성분이 1 몰% 미만이면, 다수의 공동을 함유하는 필름 제막이 어렵고, 반면에 15 몰%를 초과할 때 역시 제막에 어려움이 있다.
양호한 제막성을 얻기 위해서는 디카르복실산 성분으로 이소프탈산 또는 2,6-나프탈렌디카르복실산을 사용하는 것이 바람직하고, 비상용성 수지의 분산 상태를 안정시키기 위해서는 디올 성분으로 1,4-시클로헥산디메탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 원료 조성물 1 중의 수지 조성물은 상기 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지로서 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 함유하며, 비결정성 환상 올레핀 공중합체로는 바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 5,6-디메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 1-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-에틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-n-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 6-i-부틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 7-메틸바이시클로[2,2,1]헵토-2-엔, 트리 시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 2-메틸-트리시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 5-메틸-트리시클로[4,3,0,12.5]-3-데센, 트리시클로[4,4,0,12.5]-3-데센, 10-메틸-트리시클로 [4,4,0,12.5]-데센 등의 비결정성 환상 올레핀 수지 또는 상기 비결정성 환상 올레핀 수지와 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 메틸펜텐 등의 결정성 폴리올레핀 수지가 공중합된 것을 사용할 수 있다.
상기 언급된 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지는 단일 성분으로 이루어진 중합체, 두 성분 이상으로 이루어진 공중합체 또는 이들 간 2종 이상의 혼합 형태로 사용될 수도 있다. 특히, 폴리에스테르 수지와의 임계 표면장력 차가 크고, 연신 후의 열처리에 의해 변형되기 어려운 수지가 바람직하고, 그 중에서도 에틸렌과 바이시클로알켄의 공중합체가 가장 바람직하다.
본 발명에서, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 수지 조성물 중에 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 10 내지 30중량%의 함량으로 포함된다. 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 함량이 5중량% 미만인 경우, 백색화의 효과가 미약하고 높은 반사성을 구현할 수 없다. 반면에, 그 함량이 35중량%를 초과하면, 필름 자체의 강도 등의 기계 특성이 저하되고, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 응집이 일어나기 쉽다.
본 발명에서 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 원료 조성물 1 중의 수지 조성물로부터 분리해서 시차주사형 열량계를 이용하여 JIS K7121-1987 측정법에 따라 전이온도를 측정했을 때, 결정화 및 융해의 피크가 보이지 않는 것을 비결정성의 조건으로 설정한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서는 폴리에스테르 수지에 대한 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체로서, 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지를 사용한다. 상기 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지는 공지의 일본 특허공개 소61-271308호 공보에 예시되어 있는 액상중합법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 비결정성 환상 올레핀 공중합체는 유리전이온도가 120℃ 내지 220℃를 충족하는 것이 바람직하다. 유리전이온도가 120℃ 미만이면, 필름 연신시에 환상 올레핀 공중합체가 소성 변형되어 공동의 생성이 저해된다. 반면에, 유리전이온도가 220℃를 초과하면, 폴리에스테르 수지와 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 압출기 등을 이용하여 용융 혼련하여 시트상으로 토출할 때, 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 분산이 불충분해져서 상기 공동의 형상과 그 수를 원하는 수준만큼 달성할 수 없다.
더욱 바람직한 비결정성 환상 올레핀 공중합체의 유리전이온도는 150 내지 215℃, 가장 바람직하게는 170 내지 205℃이다. 유리전이온도는 비결정성 환상 올레핀 공중합체에 있어서의 환상 올레핀과 비환상 올레핀의 공중합 비율을 변경함으로써 조정할 수 있는데, 유리전이온도는 시차주사형 열량계를 사용하여 20℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때의 JIS K7121-1987의 중간점으로 결정된다.
또한, 본 발명에서는 비결정성 환상 올레핀 공중합체를 그 입경이 0.5 내지 5.0㎛ 인 것으로 선택하여 사용한다. 환상 올레핀 공중합체의 입경 크기가 0.5㎛ 미만인 경우 연신시에 공극을 형성하기가 어렵고, 5.0㎛를 초과하면 연신시에 필름이 찢어질 우려가 있어 제막성이 저해되므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 원료 조성물 1은 백색 무기입자를 수지 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 40 중량부, 바람직하게는 2 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 20 중량부의 함량으로 포함한다. 상기 백색 무기입자의 함량이 1 중량부 미만인 경우 무기입자에 의한 산란광이 부족해서 충분한 광반사성을 얻을 수 없고, 그 함량이 40 중량부를 초과하면 제막 안정성이 현저하게 저하된다.
또한, 상기 무기입자는 양호한 분산성과 제막 안정성을 얻기 위하여, 0.1 내지 3.0 ㎛의 평균 입자지름을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2.0㎛, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1.0㎛ 의 평균 입자지름을 갖는다. 여기에서, 평균 입자지름이란 수 평균 입자지름을 말하고, 주사전자현미경으로 배율 10,000배에서 수지(필름)에 첨가하기 전의 각 입자에 대해서, 100개씩 임의로 입자 지름을 측정하여 평균 입자지름 크기를 결정한다. 이때, 입자가 구상이 아닐 경우에는 가장 형상이 가까운 타원에 근사하고, 그 타원의 (장경+단경)/2로 결정하며, 입자지름 0.01㎛ 미만의 입자와 입자지름 10㎛ 이상은 제외한다.
본 발명에서 사용가능한 무기입자로는 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자가 있으며, 이들 입자는 단독으로 또는 조합하여 상기 함량 범위 이내에서 사용될 수 있다.
황산바륨 입자나 이산화티탄 입자를 수지 조성물에 배합하는 방법은 하기 (가) 내지 (라)의 공지 방법을 이용하여 수행할 수 있다:
(가) 폴리에스테르 합성시의 에스테르 교환 반응 또는 에스테르화 반응 종료 전에 입자를 첨가하는 방법 또는 중축합 반응 개시 전에 입자를 첨가하는 방법 (폴리에스테르 합성 시에 첨가될 경우 이산화티탄 입자는 글리콜에 분산된 슬러리로 준비한 후 반응계에 첨가하는 것이 바람직함),
(나) 폴리에스테르에 입자를 첨가하여 용융 혼련하는 방법,
(다) 상기 (가) 또는 (나)의 방법에 있어서, 입자를 다량 첨가한 마스터 펠릿을 제조한 후, 이들과 첨가제를 함유하지 않는 폴리에스테르를 혼련하여 소정량의 첨가물을 함유시키는 방법, 및
(라) 상기 (다)의 마스터 펠릿을 그대로 사용하는 방법.
본 발명의 구체예에 따르면, 황산바륨 입자 또는 이산화티탄 입자가 입자의 분산성을 고려하여 상기 (다) 또는 (라)의 방법으로 수지 조성물에 혼합된다.
추가로, 본 발명의 원료 조성물 1은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 각종 첨가물, 예를 들면, 형광증백제, 가교제, 내열안정제, 내산화 안정제, 자외선 흡수제, 유기의 활제, 무기 미립자, 충전제, 내광제, 대전방지제, 핵제, 염료, 분산제, 커플링제 등을 포함할 수 있다.
원료조성물 2와 원료조성물 3은 반사층 또는 배면층에 적용된다.
본 발명에서, 원료 조성물 2는 앞서 기술된 바와 같은 폴리에스테르 수지 및 1 또는 2가지의 무기입자를 포함한다. 상기 무기입자는 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대해 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 3 내지 25 중량부의 함량으로 사용된다. 상기 무기입자로는 실리카, 탄산칼슘, 이산화티탄, 황산 바륨 등이 사용가능하며, 이들 입자가 1개 또는 2개까지의 조합으로 사용되는 것이다. 단, 2가지의 조합을 사용할 경우에는 두 입자의 평균 입자 크기 차가 5㎛ 이하, 바람직하게는 4㎛이하, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하가 되게 하여야 한다. 상기 무기입자들이 3가지 이상으로 조합될 경우에는 표면조도의 편차가 커지게 되어 고른 면광원 반사가 일어나지 않게 된다.
본 발명에서, 원료 조성물 3은 앞서 기술된 바와 같은 폴리에스테르 수지 및 3가지 이상의 무기입자를 포함한다. 상기 무기입자는 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대해 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 40 중량부의 함량으로 사용된다. 상기 무기입자로는 실리카, 탄산칼슘, 이산화티탄, 황산바륨 등이 사용가능하고, 이들 입자가 평균 입경이 각각 다른 3가지 이상의 조합으로 사용된다.
본 발명의 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름은 상기한 바와 같은 원료 조성물 1, 2 및 3을 각각 용융시킨 후 공압출하여 연신시킴으로써 제조될 수 있다.
구체적으로, 원료 조성물 1을 중심으로 하고, 원료 조성물 2는 캐스팅 드럼이 있는 방향으로, 그리고 원료 조성물 3은 중심에서 그 반대편에 적층하여 시트상의 압출 다이를 통해 토출해 내면서 성형된 시트상의 용융물을 캐스팅 드럼으로 급냉시킨다. 이때, 캐스팅 드럼쪽에는 원료 조성물 2가 접촉하여 급냉됨으로써 표면조도의 균일함을 유지하고(반사층), 반대면은 원료 조성물 3이 에어 챔버를 통하여 냉각된다(배면층).
이어서, 냉각된 시트를 필름의 이동 방향으로 1축 연신하며, 연신하기 전에 미연신 시트를 롤 가열, 적외선 가열(Heater)이라는 가열 수단에 의해 가열할 수 있다. 상기 연신 공정은 2개 이상의 롤의 주속차를 이용해서 수행하는 것이 바람직하며, 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 설정하고, 연신 배율은 2.5 내지 4.0 배로 한다.
1축 연신된 필름은 연속적으로 상기 필름 이동 방향과 수직인 방향(이하, 「폭 방향」이라고도 한다)으로 2축 연신한다. 이때, 폭 방향 연신은 폴리에스테르 수지의 유리전이점(Tg)보다 높은 온도부터 시작하여 승온하여 수행된다. 폭 방향 연신 과정에서의 승온은 연속적이어도 좋고, 단계적(순차적)이어도 좋지만, 통상 순차적으로 승온시킨다. 예를 들면 텐터의 폭 방향 연신 존을 필름 주행 방향에 따라 복수로 나누고, 존 마다 소정 온도의 가열 매체를 흘림으로써 승온시킨다. 이때, 폭 방향의 연신 배율은 2.5 내지 4.5 배로 한다.
이후, 연신된 필름을 주행시키면서 열고정 또는 열이완 등의 열처리를 순차적으로 수행한다. 열처리 공정은 텐터 내에서 120 내지 240 ℃의 온도에서 1 내지 30초 동안 수행됨으로써, 얻어진 2축 연신 필름의 결정 배향을 완료시켜서 평면성과 치수 안정성을 부여하게 된다.
추가로, 열처리 공정 중에서는 필요에 따라서 필름을 폭 방향 또는 길이 방향으로 3 내지 12 %의 이완 처리를 실시해도 좋다.
이어서, 연신 후 열고정된 필름을 균일하게 서냉한 후에 실온까지 냉각시킨 다음 권취함으로써, 본 발명에 따른 공동 함유 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 백색 폴리에스테르 필름은, 도 1에 도시된 바와 같이, 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층(11)을 중심으로 그 양면에 각각 반사율의 우수한 반사면층(13)과 외부 결함을 억제하는 배면층(12)이 적층되어 있는 구조를 갖는다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 반사판용 백색 폴리에스테르 필름의 배면층(12)은 폴리에스테르 수지 중에 3가지 이상의 무기입자가 함유되어 있어 불규칙한 표면조도 특성을 나타내어 높은 표준편차 표면조도 값, 구체적으로 1.2≤Rq/Ra≤2를 만족함으로써, 타발시에 발생할 수 있는 눌림, 스크래치 등의 외관 결함을 억제하여 불량율을 최소할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 반사판용 백색 폴리에스테르 필름의 반사면층은 폴리에스테르 수지 중에 1 또는 2가지의 무기입자가 함유되어 있어 상기 배면층 보다 얇은 두께, 구체적으로 2㎛ 내지 10㎛으로 얇은 두께를 갖고 0.9≤Rq/Ra≤1.2의 일정한 표면조도 특성을 가짐으로써 반사율 저하를 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 90중량%와, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 수지에 대한 비상용 수지로서, 유리전이 온도가 200℃이며 입경이 0.8㎛인 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨간의 공중합 수지 10중량%를 포함하는 수지 조성물에 평균 입자 지름이 0.4㎛인 이산화티탄 20 중량부를 첨가하여 원료 1을 준비하고,
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부에 대하여, 평균 입자 지름이 2㎛인 실리카 무기입자 0.6 중량부와 평균 입자 지름이 0.4㎛인 이산화티탄 20 중량부를 첨가하여 원료 2를 준비하고,
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 100 중량부에 대하여 평균 입자 지름이 4㎛인 실리카 무기입자 0.5 중량부와 평균 입자 지름이 0.4㎛인 이산화티탄 20 중량부, 그리고 평균 입자 지름이 2㎛인 탄산칼슘 10중량부를 첨가하여 원료 3을 준비하였다.
준비한 원료 1, 원료 2 및 원료 3에 있어서, 원료 1을 중간층이 되도록 하고, 원료 2를 캐스팅 쪽으로, 그리고 원료 3을 에어 챔버 방향으로 각각 토출시켜 하나의 시트형 압출 다이에 공급하여 시트상으로 성형하였다. 이때의 원료 2:원료 1:원료 3의 토출비는 1:10:1.5으로 하였다.
성형된 시트를 표면 온도 20℃의 캐스팅 드럼에서 원료 2가 안착되게 하여 냉각 고화시키고, 원료 3은 에어 챔버로 냉각 고화시킴으로써 미연신 필름을 얻은 후, 이를 가열하여 필름 진행 방향으로 3.7배 연신 후 냉각하였다. 계속해서 필름 진행 방향으로 1축 연신한 필름의 양 끝을 클립으로 유지하면서 텐터로 인도하여 가열된 분위기 중에서 필름 진행 방향에 수직인 방향(폭 방향)으로 3.7 배율로 연신하였다.
이후, 텐터 내에서 200 ℃에서 열고정을 수행하고, 실온까지 냉각하여 총 100 ㎛ 두께의 필름에 반사면(원료 2)의 두께가 4㎛ 정도, 그리고 배면(원료 3)의 두께가 7㎛ 정도인 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<실시예 2>
원료 2로서, 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 평균 입자 지름이 0.8㎛인 황산바륨 무기입자 0.3 중량부와 평균 입자 지름이 0.4㎛인 이산화티탄 23 중량부를 첨가하여 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정으로 수행하여 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<실시예 3>
원료 3으로서, 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 평균 입자 지름이 5㎛인 실리카 무기입자 0.5 중량부, 평균 입자 지름이 1.2㎛인 황산바륨 무기입자 1.0 중량부 및 평균 입자 지름이 0.4㎛인 이산화티탄 30 중량부를 첨가하여 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정으로 수행하여 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<실시예 4>
원료 2:원료 1:원료 3의 토출비를 1:10:2로 토출하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정을 수행하여 총 100㎛ 두께의 필름에 있어서 반사면의 두께가 4㎛이고 배면의 두께는 9㎛인 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<비교예 1>
원료 2:원료 1:원료 3의 토출비를 1:10:1로 하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정을 수행하여 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<비교예 2>
원료 2:원료 1:원료 2의 구성으로 토출하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정을 수행하여 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<비교예 3>
원료 3:원료 1 :원료 3의 구성으로 토출하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정을 수행하여 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<비교예 4>
원료 2:원료 1:원료 3의 토출비를 1:10:4로 하는 것 토출하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 공정을 수행하여 2축 연신 적층 필름을 얻었다.
<비교예 5>
원료 1만을 사용하여 압출하고 압출 후에는 실시예 1과 같은 공정을 수행하여 2축 연신 필름을 얻었다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여 성능 평가를 다음과 같이 실시한 후, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<실험예 1> 반사율 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 일본 시마즈(Shimazu)사의 분광광도계(UV-3600)에 적분구를 부착하고, 표준 백색판(BaSO4)을 100%로 했을 때의 반사율을 440∼700nm 영역에 걸쳐 측정하였다. 상기 얻어진 데이터로부터 5nm 간격으로 반사율을 판독하고, 평균치를 계산하여 평균 반사율을 산출하였다.
<실험예 2> 표면조도 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, Veeco사 NT-1100 비접촉식 표면형상기를 사용하여, 10X렌즈 사용하여 VSI모드로 측정하여 Ra, Rq값을 반사면과 배면을 총 5회씩 측정하여 평균하였다.
<실험예 3> 광택도(60˚) 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 스가 시켄키제 디지털 변각 광택계(UGV-4D)를 이용해서 JI로 S K7105(1981년판)에 기초해서 입사각 및 수광각을 60°에 맞춰서 광택도를 측정하였다. 이때, 각 반사시트에 대해서, 3장의 샘플을 측정하고, 그 평균값을 반사 필름의 광택도(60°)로 산출하였다.
<실험예 4> 타발불량율 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, A4사이즈의 서스 판의 테두리 부분에 칼날을 장착시키고, 플레이트 위에 배면이 위로 오도록 샘플을 놓은 후 유압을 사용하여 약 300Kgf의 압력으로 샘플 위를 누르면서 총 10000매를 컷팅하고 A4사이즈를 형광등 반사에서 눌림형 결점, 스크래치 등 외관결함 및 컷팅 부위위 깨짐 현상 등을 마킹한 후 2개 이하/A4사이즈는 불량으로 처리하여 불량난 매수/10000매로 %를 나타내었다.
<실험예 5> BLU 진동 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름에 대하여, 삼성 SENS 노트북용 BLU에 조립하고, 60℃, 상대습도 50%의 환경에서 좌우 이동 플레이트 위에 조립된 BLU를 놓은 다음 좌우로 20mpm의 속도로 좌우 3Cm 씩 총 2000회 왕복 시킨 후 상기 플레이트를 상하 3Cm 씩 20mpm의 속도로 총 2000회 상하 왕복 시킨 후에 BLU를 분해하여 백색 폴리에스테르 필름의 배면부의 눌림, 스크래치, 꺽임 등의 외부 결함 유무 등을 형광등 반사로 검사하여 외부 결함발생을 불량 기준하고 총 100매 투입하여 발생한 불량 개수를 %로 나타내었다.
<실험예 6> 주름(curl) 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 2축 연신 폴리에스테르 필름을 A4사이즈로 자른 후 가운데 부분을 X 자로 컷팅한 샘플을 60℃ 오븐에서 2분간 열처리한 후 꺼내어 필름의 휘어진 부분의 높이 측정하여 3% 이상 높이 변동시 불량으로 나타내었다.
구분
 층의 두께
(㎛)
 Rq/Ra값

(반사면:배면)
 반사율/ 광택도
(%)		 타발불량율
(%)

 BLU진동평가 배면불량율
(%)
Curl
평가
반사면 배면 반사면 배면
실시예1 4.1 7.2 1.1 : 1.4 100.5
/80		 98.5
/40		 0.00 0 이상무
실시예2 4.3 7.7 1.05: 1.4 101.2
/90		 98.4
/40		 0.00 0 이상무
실시예3 4.5 7.0 1.1 : 1.8 100.2
/80		 96.8
/35		 0.00 0 이상무
실시예4 4.4 9.6 1.1 : 1.9 100.4
/80		 95.2
/30		 0.00 0 이상무
비교예1 5.3 5.1 1.1 : 1.1 98.0
/80		 97.5
/60		 0.0 10 이상무
비교예2 4.6 7.4 1.1 : 1.1 100.4
/80		 100.2
/70		 1 6 이상무
비교예3 4.8 7.1 1.3 : 1.4 98.8
/70		 96.5
/60		 0.04 5 이상무
비교예4 4.3 20.1 1.3 : 1.5 100.6
/80		 94.5
/50		 0 0/0 불량
비교예5 0 0 1.1 : 1.1 101.5
/90		 101.3
/90		 20 15/15 이상무
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조된 폴리에스테르 필름의 경우, 모두 타발 불량율이 0.05% 이내에 극히 적은 불량율이 나오고 있으며, BLU 진동 평가에 있어서는 불량율이 0% 임을 확인하였다. 또한 반사면의 반사율이 99% 이상으로 반사판용으로 사용에 양호한 결과를 확인하였다. 특히 타발 불량율의 경우 타발시 부딪치는 배면의 표면조도 보다 표면조도의 편차인 Rq가 클수록 불량율을 제공하는 경향이 있으며, 반사면층 또는 배면층 두께와의 상관관계가 있음을 알 수 있다. 반면에, 비교예 5에서와 같이 원료 1로만 사용하며 만든 백색 폴리에스테르 필름의 경우 반사율은 뛰어나지만, 타발 공정에서의 불량 및 진동평가에서 불량율이 많음을 알 수 있고, 비교예 4에서와 같이 배면층의 두께를 너무 많이 올리면 작업성은 좋으나 주름 발생의 문제가 쉽게 발생을 함을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 및 비교예 2, 비교예 3에 따라 제조된 필름의 경우 일정한 Rq/Ra 비 또는 층의 두께에 따라 작업성의 개선효과가 미미하거나, 반사면의 반사율이 저하됨을 알 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 적층 백색 폴리에스테르 필름은 반사면층(13)과 배면층(12)의 특성을 나누어 반사면층(13)의 반사율 저하를 최소화하는 한편, 외부 결함이 쉽게 발생할 수 있는 타발공정에서는 배면층(12)을 활용하여 타발 공정시의 쉽게 발생할 수 있는 눌림, 스크래치 등의 외부 결함을 억제할 수 있고, BLU 조립후의 진동시에 배면층(12)이 패널과의 마찰에 의한 눌림, 스크래치 등을 억제함으로써 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 작업성을 크게 개선함으로써 디스플레이 반사판용, 특히 휴대용 제품에서의 신뢰성이 크게 요구되는 디스플레이에 반사판 용도로 유용하게 활용될 수 있다.
10.. 적층 백색 폴리에스테르 필름
11.. 기재층
12.. 반사면층
13.. 배면층

Claims (11)

  1. 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층의 한면에 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 1.2 내지 2인 배면층이 형성되어 있고, 다른 한면에는 상기 배면층과의 두께차가 2㎛ 내지 10㎛이고, 반사율이 99% 이상인 반사면층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미세 기공을 포함하는 폴리에스테르 수지 기재층이 폴리에스테르 수지와, 상기 폴리에스테르 수지에 대해 비상용성 수지인 비결정성 환상 올레핀 공중합체 수지를 함유하는 수지 조성물 및 백색의 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수지 조성물이 폴리에스테르 수지 65 내지 95중량% 및 비결정성 환상 올레핀 공중합체 5 내지 35중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  4. 제2항에 있어서, 상기 비결정성 환상 올레핀 공중합체가 0.5 내지 5.0㎛의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  5. 제2항에 있어서, 상기 백색의 무기입자가 수지 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 40 중량부의 함량으로 폴리에스테르 수지 기재층에 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  6. 제2항에 있어서, 상기 백색의 무기입자가 0.1 내지 3.0㎛의 평균 입자지름을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반사면층의 표준편차 표면조도(Rq)/산술평균 표면조도(Ra)의 값이 0.9 내지 1.2인 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반사면층이 폴리에스테르 수지 및 1 또는 2가지의 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 1 또는 2가지의 이상의 무기입자가 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대해 1 내지 30 중량부의 함량으로 상기 반사면층에 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배면층이 폴리에스테르 수지 및 입경이 서로 다른 3가지 이상의 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 3가지 이상의 무기입자가 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대해 1 내지 50 중량부의 함량으로 상기 배면층에 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 액정 디스플레이 반사판용 적층 백색 폴리에스테르 필름.
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