KR101392186B1 - 복합필름용 확산 합지시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 복합필름 - Google Patents

복합필름용 확산 합지시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 복합필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 블로킹방지층을 형성하는 제1 단계; 상기 블로킹방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 반경화형 확산층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 반경화형 확산층 상에 투명 기재필름을 형성한 후 자외선 하에 공기층을 유지시키면서 경화시켜 확산 합지시트를 제조하는 제3 단계를 포함하는 확산 합지시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 복합필름에 관한 것이다.

Description

복합필름용 확산 합지시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 복합필름{Manufacturing method of diffusion laminated sheet for composite film and Composite film using the same}
본 발명은 제조 공정이 단순하고, 고 투과율 및 고 헤이즈를 갖는 복합필름용 확산 합지시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 복합필름에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로서, 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어 현재 산업 전반에 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 영상을 표시하는 표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광 소자이기 때문에, 상기 표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트 어셈블리(BLU)를 필요로 한다.
상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 광원, 상기 광원으로부터 광을 입사 받아 상부로 출사시키는 도광판 및 상기 도광판을 통해 출사된 광을 상기 패널 전면으로 확산시키는 확산시트, 확산시트를 통과한 광을 전면으로 집광시키는 프리즘시트 또는 마이크로 렌즈로 구성된다. 상기 확산시트는 상기 도광판으로부터 출사되어 정면으로 향하는 광을 분산시켜, 백라이트 어셈블리의 휘도 균일성을 이루면서 램프의 휘선을 가려주는 은폐성 역할을 수행한다.
최근 BLU는 광확산판으로 나온 빛을 전면으로 다량 모아줄 수 있도록 집광 효율을 높이고자, 확산 시트 2매 사이에 프리즘 1매를 적층 시키는 방법, 확산 2매에 마이크로렌즈 필름 1매, 확산 1매에 프리즘 2매(수평, 수직 배열 또는 프리즘1매+마이크로렌즈 필름 1매), 확산 1매에 프리즘 1매 또는 마이크로렌즈필름 1매를 구성하는 방법이 이용되고 있다.
일반적으로 확산시트는 투명 재질의 기재에 실리카, 탄산칼슘, 산화티타늄, 유리 비드, 고분자 비드 등의 광 확산재를 함유하는 광 확산층을 고정하는 방식으로 제조된다(대한민국 등록특허 제1996-0015775호).
또한, 대한민국 공개특허 제2007-0003974호는 광확산시트 표면에 전사방법을 이용하여, 수 마이크로미터 깊이로 다각추형태의 요철 표면을 형성하여 모아레나 간섭 무늬를 억제하는 기술을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2010-0131923호는 형상전사공정을 이용하여 볼록모양의 구조체가 형성된 확산시트를 제조하는 방법을 개시하고, 대한민국 등록특허 제0882992호, 일본 특허 공개 평 5-73602호는 광 확산제를 수지내 함유시켜 형성된 확산시트를 개시하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제1000440호는 베이스 필름 한 면에 복수의 제1볼록부와 복수의 제1홈부를 포함하는 확산층을 포함하는 확산시트를 개시하고 있다. 상기 확산층은 복수의 확산입자를 포함하며, 상기 볼록부 및 홈부는 확산층에 포함된 복수의 확산입자에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 그러나, 상기 복수의 확산시트 제조 방법은 비드 탈리 현상으로 확산시트의 확산율을 저하시키고, 실장 후 백라이트 유닛의 광효율의 신뢰성을 떨어뜨리며, 낱장으로 구성된 여러 장의 필름으로 BLU를 구성함으로써 취급성에 따른 탈리되는 문제점을 나타낸다.
또한, 대한민국 특허 제0887340호는 소프트 몰드를 이용하여 광학시트를 개시하고 있다. 1차 몰드 필름에 고분자 수지를 이용하여 2차로 투명 기재에 형상을 전이시켜 확산시트를 제조하고 있다. 이러한 방법은 균일한 제품을 생산할 수 있지만, 제조 공정이 복잡하고 생산속도가 느리다는 단점이 있다.
대한민국 특허 제0966137호는 확산판 일체형 집광시트를 개시하고 있다. 복합시트는 프리즘 형상의 산에 곡률을 부여하고 그 배면에 반사물질을 이용하여 반사층 및 합지 후 공기층을 형성하기 위해 음각 형상의 규칙적인 패턴을 형성하고, 확산판은 전면부에 렌티귤러 패턴의 렌즈 구조인 광구조체와 그 배면에 비드 코팅을 형성한 후, 복합시트와 확산판을 접착제로 합지하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 구조가 복잡하여 생산 속도가 느리고, BLU 실장시 규칙적인 패턴에 의해 모아레가 나타나는 문제점이 있다.
KR 1996-0015775 B KR 2007-0003974 A KR 2010-0131923 A KR 0882992 B KR 0887340 B KR 0966137 B
본 발명의 목적은 복합필름 제조에 필요한 고 헤이즈 및 고 휘도의 확산 합지시트의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기 확산 합지시트의 제조방법을 이용하여 복합필름을 제조함으로써 생산 공정을 단순화시켜 생산 단가를 낮추고, 필름을 얇게 슬림화하여 액정표시장치 모듈의 슬림화가 가능한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다,
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 블로킹방지층을 형성하는 제1 단계; 상기 블로킹방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 반경화형 확산층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 반경화형 확산층 상에 투명 기재필름을 형성한 후 자외선 하에 공기층을 유지시키면서 경화시켜 확산 합지시트를 제조하는 제3 단계를 포함하는 확산 합지시트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 확산 합지시트의 제조방법에 따라 제조한 확산 합지시트에 프리즘 층을 형성하여 복합필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 복합필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 확산시트(9)와 프리즘 시트(10) 사이에 공기층을 형성함으로써, 광의 재귀반사효율을 증진하여 집광 효율 및 도광판의 패턴 시인의 은폐성능을 향상할 수 있는 고휘도, 고 헤이즈의 복합필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면 백라이트 유닛에 장착되는 광학필름의 두께를 줄일 수 있어 백라이트 어셈블리 및 액정표시장치 모듈을 슬림화할 수 있고, 연속 공정으로 제조 공정이 단순하여 제조 단가를 낮출 수 있다.
도 1는 본 발명의 확산 합지시트 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 복합필름의 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예 1에 따른 확산 합지시트의 평면 SEM 사진이고, 도 3b는 실시예 1에 따른 확산 합지시트의 단면 SEM 사진이다.
도 4a는 본 발명의 비교예 1에 따른 확산 합지시트의 평면 SEM 사진이고, 도 4b는 비교예 1에 따른 확산 합지시트의 단면 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 복합필름의 휘도 측정용 BLU 구성을 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 블로킹방지층을 형성하는 제1 단계; 상기 블로킹방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 반경화형 확산층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 반경화형 확산층 상에 투명 기재필름을 형성한 후 자외선 하에 공기층을 유지시키면서 경화시켜 확산 합지시트를 제조하는 제3 단계를 포함하는 확산 합지시트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제1 단계는, 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 블로킹 방지층을 형성하는 단계이다.
상기 베이스 필름의 재료로는 투명한 기재로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리스틸렌(PS)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하지만, 이외에도 투명하고, 빛의 통과를 저해하지 않으며, 목적하는 용도에 대응하는 탄성, 내구성 등의 특성을 구비한다면, 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 베이스 필름의 두께는 20~600㎛인 것이 바람직하며, 38~250um인 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1 단계는 베이스 필름의 일면에 블로킹 방지층을 형성하기 위해, 비드가 분산 및 혼합된 수지를 베이스 필름의 일면에 도포하는 단계이다.
상기 제1 단계에서 비드는 블로킹 방지를 위해 사용된다. 비드의 재질은 우레탄 수지, 염화 비닐, 아크릴 수지, 실리카, 산화티탄 등일 수 있으며, 비드의 입도는 1~30㎛인 것이 바람직하다. 비드 입도가 1㎛ 미만일 경우 블로킹 방지성을 구현하기 위해 다량의 비드를 혼합하여 제조함으로써 제조 단가가 상승하는 단점이 있으며, 30㎛ 이상일 경우 BLU 실장시 백점 현상이 나타나는 문제점이 있다.
상기 제1 단계에서는 상기 수지로 열경화성 수지, 광경화성 수지 등을 특별한 제한없이 사용할 수 있다.
상기 베이스 필름의 일면에 도포되는 수지의 두께는 1~10㎛이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 구체예에서는, 입도가 1~30㎛인 단분산 또는 다분산 아크릴 비드가 혼재된 광경화성 수지를 투명한 베이스 필름의 일면에 두께가 1~10㎛가 되도록 도포하고 광경화시킴으로써 베이스 필름의 일면에 블로킹 방지층을 형성한다.
상기 블로킹 방지층은 후공정 작업시 주행성 및 블로킹을 방지하고, BLU 시트 구성시 발생할 수 있는 정전기 방지하기 위해 추가적으로 대전 방지제를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에서는, 상기 대전방지제는 광경화성 수지에 광경화성 수지 고형분 대비 0.01~5중량%의 배합비로 첨가된 후 교반기를 이용하여 교반됨으로써 균일한 성능을 가진 광경화성 수지 코팅액을 제조할 수 있다.
상기 대전방지제로는 알킬 아민옥사이드(alkyl amineoxide), 알킬 포스핀옥사이드(alkylphosphineoxide), 알킬 설폭사이드(alkylsulfoxide), 4차 알킬 암모늄 할라이드(alkyl quaternary ammonium halide), 알킬 이미다졸염 할라이드(alkyl imidazolium halide), 알킬 피리디늄 할라이드(alkyl pyridinium halide), 알킬 설포니움 할라이드(alkyl sulfonium halide) 및 알킬 포스포늄 할라이드(alkyl phosphonium halide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 제2 단계는, 본 발명의 가장 중요한 과정으로 상기 블로킹 방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 반경화형 확산층을 제조하는 단계이다.
상기 제2 단계는 비드가 혼합된 광경화성 수지 조성물을 상기 블로킹 방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 도포하여 반경화형 확산층을 형성하는 단계이다.
상기 제2 단계에서 비드는 광의 확산을 증가시킬 목적으로 사용되는데 입도가 1~30㎛인 실리카 비드, 아크릴계 비드 또는 우레탄계 비드인 것이 바람직하다.
상기 제2 단계에서 사용되는 광경화성 수지 조성물은 상기 비드를 고정시키기 위한 바인더 수지 및 후공정의 투명한 기재필름과의 접착 가능한 수지를 포함한다.
상기 비드를 고정시키기 위해 위한 바인더 수지로는 비드 입자가 분산된 형상을 유지시켜 입자간 공극 차이에서 오는 공기층을 유지하는 데 그 목적이 있다. 이러한 비드 고정용 바인더 수지로 0.1~50mJ의 저압 자외선 광반응이 가능한 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 에스테르계 수지 및 벤젠계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 수지로 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, (메타)아크릴 산, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 카프로락톤 아크릴레이트, 옥틸데실 (메타)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 아이소데실 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가(2~8몰)페놀 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퓨란 아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가(2~10몰) 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 부가(2~4몰) 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 시아노아클리레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 이관능성 우레탄 아크릴레이트, 삼관능성 우레탄 아크릴레이트, 실리콘 우레탄 (메타)아크릴레이트, 실리콘 폴리에스터 아크릴레이트, 비스페놀 A (에틸렌옥사이드 3~30몰 부가) 디(메타)아크릴레이트 및 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 투명 기재필름과의 접착 가능한 수지는 상기 제2 단계에서 형성된 반경화형 확산층과 후공정의 투명 기재필름과의 접착력을 향상시킬 목적으로 사용하는데, 에틸렌 비닐 아세테이트; 니트릴 고무; 폴리 에틸렌계 핫멜트, 폴리 우레탄계 핫멜트, 에틸렌-초산계 핫멜트 등의 핫멜트 타입의 접착제; 폴리에스테르류; 에폭시계 수지; 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트계 수지 등의 광경화성 수지를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또는, 다관능성 아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 트리메틸올프로판 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 (메타)아크릴레이트(에틸렌옥사이드 3~15몰 부가), 글리세린 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트(프로필렌옥사이드 3몰 부가), 트리스 2-하이드록시에틸 아이소시아네이트 트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 6관능성 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광경화성 수지 조성물은 아크릴아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함한다.
상기 광경화성 수지 조성물의 코팅 두께는 10 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 10㎛ 미만인 경우 공기층을 확보하기 어렵고, 100㎛ 초과인 경우 제조 단가의 상승뿐만 아니라 후공정에서 균일한 코팅 외관을 구현하기가 어렵다.
상기 광경화성 수지 조성물에서 광경화성 수지와 비드의 혼합 비율은 수지 100 중량부 대비 비드 10 내지 100 중량부인 것이 바람직하다. 혼합된 수지의 굴절률은 1.40~1.55가 바람직하며, 수지 굴절률이 1.40미만(불소계 수지)인 경우 비드와의 분산성 및 기재 접착력이 떨어지며, 1.55보다 클 경우 수지 가격이 높아짐으로써 생산 단가가 높아지는 문제점이 있다. 광확산 관점에서 보면 수지 굴절률이 낮을수록 헤이즈는 더 높다.
후공정의 작업성을 고려하여 수지는 유리전이온도(Tg)가 80oC 이하인 탄성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 광경화성 수지 조성물은 광개시제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 광개시제의 함량은 조성물 고형분 대비 10중량% 이내인 것이 바람직하다. 광개시제 함량이 10중량%를 초과하게 되면, 광 경화 후 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에서는 광개시제로 케탈 계열, 아세토페논 계열, 설파이드 계열, 벤조에이트 계열, 벤조페논 계열, 포스핀 계열, 벤조일포메이트 계열 등을 사용할 수 있다. 구체적으로 Irgacure 184, 500, 2959, 754, 651, 369, 907,1300, 819, 819DW, 2022, 2100, 784, 250, Darocur 1173, MBF, TPO, 4265(시바사 제조); 및 Doublecure BDK, TPO, TPO-L, 73W, 107, 173, 184, 200, 284, 560, 998, 1130, 1172, 1176, 1190, 1256(더블본드 케미칼사 제조)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그러나, 사용가능한 광개시제의 종류에 대해서는 특별한 제한은 없다.
또한 상기 광경화성 수지 조성물은 기재에 코팅시 도막의 젖음성 및 기능성을 향상시키기 위하여 추가적으로 첨가제를 조성물 고형분 대비 3 중량% 이하로 첨가할 수 있다.
사용가능한 첨가제는 소포제, 습윤제, 분산제, 슬립제, 유동성 조정제, 레벨링제, 부착증진제 등이다.
상기 광경화성 수지 조성물은 비드와 수지의 상용성 및 코팅성을 증대시킬 목적으로 용제를 포함할 수 있는데, 용제로는 알콜계, 케톤계, 방향족 용제를 혼합한 것이 바람직하다. 사용 용제와 조성물 고형분과의 배합비는 고형분 100중량부 대비 3 내지 200중량부가 바람직하다.
본 발명의 제3 단계는 제2 단계에 따라 반경화형 확산층이 형성된 베이스 필름과 투명 기재필름을 합지하는 단계로서, 상기 반경화형 확산층 상에 투명 기재필름을 형성한 후 상기 반경화형 확산층 내부의 비드 입자 크기에 따른 높이 차이로 인해 표면 형상이 굴곡져서 형성되는 공기층을 유지시키면서, 100~1,000mJ의 고압 자외선 하에서 경화시켜 확산 합지시트를 제조하는 단계이다.
상기 투명 기재필름의 재료로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리스틸렌(PS)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하지만, 이외에도 투명하고, 빛의 통과를 저해하지 않으며, 목적하는 용도에 대응하는 탄성, 내구성 등의 특성을 구비한다면, 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 투명 기재필름의 두께는 20~600㎛인 것이 바람직하며, 38~250um인 것이 더욱 바람직하다.
상기 제2 단계와 제3 단계는 연속 공정으로 진행함으로써 공정 단계를 단순화시켜 제조 단가를 낮출 수도 있다.
본 발명은, 본 발명의 확산 합지시트의 제조방법에 따라 제조한 확산 합지시트를 제공한다.
상기 확산 합지시트는 헤이즈가 90%이상 및 투과율 70%이상인 고헤이즈 및 고 휘도 확산 합지시트이다.
본 발명에 따라 제조한 확산 합지시트의 블로킹 방지층의 표면저항은 1013 Ω/㎝ 이하이다.
본 발명에 따라 제조된 확산 합지시트는 제조 공정이 단순하고, 확산층에 공기층을 유지시키면서 투명 기재와 합지함으로써, 합지 과정에서 발생하는 휘도 감소분을 상쇄할 수 있고, 낱장으로 구성된 BLU 시트 구성 중 취급에 의한 비드 탈리 등으로 발생하는 오염 또는 백점 현상을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 확산 합지시트의 제조방법에 따라 제조한 확산 합지시트의 투명 기재필름 상에 프리즘 층을 형성하여 복합필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 복합필름의 제조방법을 제공한다.
상기 복합필름은 소프트 몰드나 하드 몰드를 이용하여 확산 합지시트 상에 프리즘 층을 형성함으로써 제조된다.
상기 프리즘 층의 형성과정은 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 복합필름의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 상기 복합필름은 프리즘 패턴이 형성된 하드 몰드 또는 하드 몰드를 이용하여 프리즘 형상이 가공된 프리즘 필름을 몰드로 사용하여, 자외선 경화용 수지 조성물 용액을 상기 몰드와 상기 확산 합지시트의 제조방법에 따라 제조한 확산 합지시트(13)의 투명 기재필름(1) 사이에 주입 및 도포하여 프리즘 층(8)을 성형함으로써 제조된다. 이때 도포되는 상기 수지 조성물 용액의 두께는 10 내지 30㎛인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 복합필름의 제조방법에 따라 제조한 고헤이즈 및 고헤이즈의 복합필름을 제공한다.
상기 복합필름은 배면에 블로킹 방지층을 포함하며, 표면저항이 1013Ω/cm 이하이다.
이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
<실시예 1>
제1 단계: 블로킹 방지층 제조
투명 기재로는 125㎛두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 시트(H32F, 코오롱사), 비드입자는 평균입경이 5㎛인 다분산 아크릴 비드(간츠사)를 수지 고형분 대비 0.5~1.0 중량%를 사용하였으며, 광경화성 수지(씨씨텍사 제품 LAS-10)에 이온성 계면활성제 (켐톤사, 제품명: CHTA-402(알킬 이미다졸염 할라이드))를 고형분 대비 4중량% 사용하여 블로킹 방지층을 제조하였다. 제조된 블로킹 방지층의 도막 두께는 2~3㎛이며, 헤이즈는 2.3%이었다.
제2 단계: 반경화형 확산층 형성
수지굴절률이 1.48인 광경화성 수지로, 에틸렌 초산 비닐 코폴리머(듀폰케미칼사, 초산함유 25%) 5중량%, 아크릴산(삼전순약) 10중량%, 에틸렌옥사이드 부가 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원상사, 제품명: M202) 30중량%, 폴리부타디엔 디아크릴레이트(오사카 유기화학, 제품명: BAC-45) 5중량%, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트(미원상사, 제품명: M420) 20중량%, 지방족 다관능 아크릴레이트(미원상사, 제품명:MU9500) 10중량%, 부틸 아크릴레이트(알드리치사) 15중량%, 이가큐어 1173(시바사) 5중량%를 혼합하여 광경화성 수지 용액을 제조하였다.
제조된 광경화성 수지 대비 25 중량%의 20㎛ 및 5㎛ 다분산 아크릴 비드(코오롱사)를 메틸에틸케톤-톨루엔 100 중량% 용액에 혼합하여 코팅액을 제조한 후, 마이크로 그라비아를 이용하여 도포하였다. 코팅된 도막층의 건조 과정을 거친 후 10mJ 정도의 광량인 저압 자외선을 조사하여 반경화 상태의 확산층을 유지시켰다.
제3 단계: 확산 합지시트 제조
상기 반경화형 확산층이 도포된 필름을 연속 공정으로 75㎛ PET 투명기재와 압착롤로 압착하면서, 250mJ 정도의 광량으로 고압 자외선 램프를 조사하여 경화시킴으로써 확산 합지시트를 제조하였다.
제조된 확산 합지시트의 평면과 단면에 대해 SEM 분석을 실시하여 그 결과를 도 3a 및 3b에 나타내었다.
제4 단계: 복합필름 제조
NP-S20(신아티엔씨사, 수지 굴절률 1.526)에 이온성 계면활성제 (켐톤사, 제품명: CHTA-402(알킬 이미다졸염 할라이드))를 고형분 대비 2중량%가 되게 넣고 교반하여 몰드용 수지를 준비하였다.
상기 제3 단계에서 제조된 확산 합지 시트의 투명 기재 면과 프리즘 형상의 하드몰드 사이에, 준비한 몰드용 수지를 주입하고 압착롤로 압착하면서 250mJ 정도의 광량으로 자외선을 조사하여 프리즘 형상을 성형하여 복합필름을 제조하였다.
제조된 복합필름의 광학 특성을 평가하여 그 결과는 표 1에 나타냈다.
<실시예 2>
제1 단계: 블로킹 방지층 제조
투명 기재로는 125㎛두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 시트(H32F, 코오롱사), 비드입자는 평균입경이 5㎛인 다분산 아크릴 비드(간츠사)를 수지 고형분 대비 0.5~1.0 중량%를 사용하였으며, 광경화성 수지(씨씨텍사 제품 LAS-10)에 이온성 계면활성제 (켐톤사, 제품명: CHTA-402(알킬 이미다졸염 할라이드))를 고형분 대비 4중량% 사용하여 블로킹 방지층을 제조하였다. 제조된 블로킹 방지층 도막 두께는 2~3㎛이며, 헤이즈는 2.3%이었다.
제2 단계: 반경화형 확산층 형성
수지굴절률이 1.47인 광경화성 수지로, 아크릴로니트릴(대정화금) 15중량%, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(알드리치사) 35중량%, 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트(미원상사, 제품명: M600) 20중량%, 실리콘 아크릴레이트(신에츠, 제품명:KR3701) 10중량%, 에폭시 아크릴레이트,(Nippon Kayaku사, 제품명:PNA-161H) 10중량%, 에틸 2-헥실아크릴레이트(삼전순약) 5중량%, 이가큐어 1173(시바사) 5중량%를 혼합하여 광경화성 수지 용액을 제조하였다.
제조된 광경화성 수지 대비 25중량%의 20㎛ 및 5㎛ 다분산 아크릴 비드(코오롱사)를 수지에 혼합하여 코팅액을 제조한 후, 마이크로 그라비아를 이용하여 도포하였다. 코팅된 도막층이 건조 과정을 걸친 후 10mJ 정도의 광량인 저압 자외선을 조사하여 반경화 상태의 확산층을 유지시켰다.
제3 단계: 확산 합지시트 제조
상기 반경화성 확산층이 도포된 필름을 연속 공정으로 75㎛ 두께의 PET 투명기재와 압착롤로 압착하면서, 250mJ 정도의 광량으로 자외선 램프를 조사하여 경화시킴으로써 확산 합지시트를 제조하였다. 광학 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
제4 단계: 복합필름 제조
NP-S20(신아티엔씨사, 수지 굴절률 1.526)에 이온성 계면활성제 (켐톤사, 제품명: CHTA-402(알킬 이미다졸염 할라이드))를 고형분 대비 2중량%가 되게 넣고 교반하여 몰드용 수지를 준비하였다.
상기 제3 단계에서 제조된 확산 합지 시트의 투명 기재 면과 프리즘 형상의 하드몰드 사이에, 준비한 몰드용 수지를 주입하고 압착롤로 압착하면서 250mJ 정도의 광량으로 자외선을 조사하여 프리즘 형상을 성향하여 복합필름을 제조하였다.
광학 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
<비교예 1>
대한민국 등록특허 제1993-0008494호와 대한민국 등록특허 제0863773호에 개시된 방법을 이용하여 실시예 1과 같이 5㎛ 단분산 아크릴 비드 함유 확산시트를 제조하였다. 제조된 확산시트를 75㎛ 두께의 PET 투명기재 필름과 합지하고 자외선 경화형 수지(신아T&C, 상품명: SUD 460)를 도포한 후, 가압 합지한 다음 250mJ 정도의 광량으로 자외선 램프를 조사함으로써 경화시켜 합지필름을 제조하였다. 제조된 확산 합지시트의 평면과 단면에 대해 SEM 분석 및 광학특성 평가를 실시하여 그 결과를 도 4a 및 4b, 및 하기 표 1에 나타냈다.
제조된 확산 합지시트를 이용하여 실시예 1 및 4단계와 같은 방법으로 복합필름을 제조한 후 광학특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
<비교예 2>
직하형 및 에지형 TV, BLU에 사용되고 있는 확산 시트, 상품명 ND 105A를 기준으로 휘도 평가를 진행하여 그 결과를 하기 표1에 나타냈다.
구 분 확산 합지시트 복합필름
헤이즈
(%)		 투과도
(550nm)		 표면저항
(Ω/cm)		 휘도 (복합필름/프리즘, 2매 구조) 휘도 상대 비교
(비교예 2 대비)
실시예 1 95.6 75.4 1011.4 1387 100%
실시예 2 95.1 75.6 1011.1 1393 101%
비교예 1 98.0 64.0 1014.6 1153 83%
비교예 2 96 66.9 1014.5 1383 확산/프리즘/프리즘 3매 기준(상품명: ND105A)
* 헤이즈 측정기: 나카무라 HM 150, 측정 방향: back -> front
* 표면저항 측정기: SIMCO ST-3
* 휘도 측정기: BM 7(Topcon사)
* 휘도 측정 BLU 구성(모델명: LP156WHU-TLA1, 5포인트 측정)
상기 결과에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르면 확산시트(9)와 프리즘 시트(10) 사이의 공기층을 유지함으로써 합지시에 나타나는 휘도 감소부분을 상쇄할 수 있는 고헤이즈 및 고 휘도의 복합필름을 제조할 수 있다.
1: 투명 기재필름
2: 블로킹 방지층
3: 비드
4: 광경화성 수지
5: 확산층
6: 공기층
7: 광경화성 수지 및 접착수지
8: 프리즘층
9: 확산 시트
10: 프리즘 시트
11: 베이스 필름
13: 확산 합지시트

Claims (26)

  1. 베이스 필름의 일면에 비드가 분산 및 혼합된 수지를 도포하여 블로킹방지층을 형성하는 제1 단계;
    상기 블로킹방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 비드가 혼합된 광경화성 수지 조성물을 도포하여 반경화형 확산층을 형성하는 제2 단계; 및
    상기 반경화형 확산층 상에 투명 기재필름을 형성한 후 자외선 하에, 상기 반경화형 확산층 내부의 비드 입자 크기에 따른 높이 차이로 인해 표면 형상이 굴곡져서 형성되는 공기층을 유지시키면서 경화시켜 확산 합지시트를 제조하는 제3 단계를 포함하는 확산 합지시트의 제조방법으로서,
    상기 블로킹방지층은 수지 고형분 100중량부 대비 0.01~5중량부의 대전방지제를 추가적으로 포함하고,
    상기 제2 단계의 비드의 입도는 1~30㎛인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리스틸렌(PS)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스 필름의 두께는 20~600㎛인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 단계의 비드의 재질은 우레탄 수지, 염화 비닐, 아크릴 수지, 실리카 또는 산화티탄이고, 입도는 1~30㎛인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 수지의 두께는 1~10㎛인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 대전방지제는 알킬 아민옥사이드(alkyl amineoxide), 알킬 포스핀옥사이드(alkylphosphineoxide), 알킬 설폭사이드(alkylsulfoxide), 4차 알킬 암모늄 할라이드(alkyl quaternary ammonium halide), 알킬 이미다졸염 할라이드(alkyl imidazolium halide), 알킬 피리디늄 할라이드(alkyl pyridinium halide), 알킬 설포니움 할라이드(alkyl sulfonium halide) 및 알킬 포스포늄 할라이드(alkyl phosphonium halide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단계에서 비드는 실리카 비드, 아크릴계 비드 또는 우레탄계 비드인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지 조성물은 상기 비드를 고정시키기 위한 바인더 수지 및 투명한 기재필름과의 접착 가능한 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 비드를 고정시키기 위한 바인더 수지는 0.1~50mJ의 저압 자외선 광반응이 가능한 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 에스테르계 수지 및 벤젠계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 투명 기재필름과의 접착 가능한 수지는 에틸렌 비닐 아세테이트, 니트릴 고무, 폴리 에틸렌계 핫멜트, 폴리 우레탄계 핫멜트, 에틸렌-초산계 핫멜트, 폴리에스테르류, 에폭시계 수지, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트 및 우레탄(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 투명 기재필름과의 접착 가능한 수지는 트리메틸올프로판 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 (메타)아크릴레이트(에틸렌옥사이드 3~15몰 부가), 글리세린 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트(프로필렌옥사이드 3몰 부가), 트리스 2-하이드록시에틸 아이소시아네이트 트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 6관능성 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지 조성물은 10 내지 100㎛의 두께로 상기 블로킹 방지층이 형성된 베이스 필름의 배면에 도포되는 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지 조성물에서 광경화성 수지와 비드의 혼합 비율은 수지 100 중량부 대비 비드 10 내지 100 중량부인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지는 굴절률이 1.40~1.55이고, 유리전이온도(Tg)가 80℃이하인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지 조성물은 광개시제를 조성물 고형분 대비 10중량% 이내로 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지 조성물은 알콜계, 케톤계 또는 방향족 용제를 조성물 고형분 100중량부 대비 3 내지 200중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  20. 청구항 1에 있어서, 상기 제3 단계는 상기 반경화형 확산층 상에 투명 기재필름을 형성한 후 상기 반경화형 확산층 내부의 비드 입자 크기에 따른 높이 차이로 인해 표면 형상이 굴곡져서 형성되는 공기층을 유지시키면서, 100~1,000mJ의 고압 자외선 하에서 경화시켜 확산 합지시트를 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트의 제조방법.
  21. 청구항 1의 제조방법에 따라 제조한 확산 합지시트.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 확산 합지시트는 헤이즈가 90%이상 및 투과율 70%이상인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트.
  23. 청구항 21에 있어서, 상기 확산 합지시트의 블로킹 방지층의 표면저항은 1013 Ω/㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 확산 합지시트.
  24. 청구항 1의 제조방법에 따라 제조한 확산 합지시트의 투명 기재필름 상에 프리즘 층을 추가로 형성하여 복합필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 복합필름의 제조방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 프리즘 층은 소프트 몰드나 하드 몰드를 이용하여 확산 합지시트 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 복합필름의 제조방법.
  26. 청구항 24의 제조방법에 따라 제조한 복합필름.
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