KR101537901B1 - 고방열성 투명 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

고방열성 투명 시트 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101537901B1 KR1020140052918A KR20140052918A KR101537901B1 KR 101537901 B1 KR101537901 B1 KR 101537901B1 KR 1020140052918 A KR1020140052918 A KR 1020140052918A KR 20140052918 A KR20140052918 A KR 20140052918A KR 101537901 B1 KR101537901 B1 KR 101537901B1
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고영희
박규대
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Abstract

다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane); 및 상기 알루미나 막의 기공 내부에 채워진 광경화성 고굴절 수지;를 포함하는 고방열성 투명 시트 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

고방열성 투명 시트 및 그 제조방법{HIGH HEAT DDSSIPATIVE TRANSPARENT SHEET AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
고방열성 투명 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
핸드폰이나 태블릿 또는 네비게이션 등의 전자 표시장치나 디스플레이장치에 사용되는 유리 기판은 작은 선팽창계수, 우수한 가스 배리어성, 높은 광 투과율, 낮은 표면 조도, 뛰어난 내열성과 내화학성, 높은 열전도율 등의 여러 장점을 가지고 있으나, 플라스틱에 비해 충격에 약하여 잘 깨지고 밀도가 높아서 무겁고 가공이 어려운 단점이 있다.
전기 및 전자 산업 분야가 발전함에 따라 액정이나 유기 발광 표시 장치, 플렉서블 디스플레이, 전자 종이 등에 대한 관심이 급증하면서 이들 기판을 유리에서 플라스틱으로 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
기본 기재인 플라스틱 필름과 기능성 코팅층으로 구성되는 플라스틱 기판으로 유리 기판을 대체하면 디스플레이 장치의 전체 무게가 가벼워지고 디자인의 유연성을 부여할 수 있으며, 충격에 강하며, 연속 공정으로 제조할 경우 유리 기판에 비해 생산성이 높아 경제성을 확보할 수 있으나, 플라스틱은 일반적으로 열전도율이 매우 낮아 열을 빠르게 방출시키지 못하는 문제가 있다.
최근, 전자 표시장치나 디스플레이 장치에서 고휘도 발현을 위해 높은 전력을 필요로 하게 되고, 또한, 광원으로서 LED(light emitting diode)를 주로 사용하고 있는데, 이러한 LED는 많은 열을 발생시키므로 전자 표시 장치나 디스플레이 장치에 있어서 열을 방출시킬 수 있는 성능이 중요하게 되었다.
열을 방출시키는 성질 즉, 열방출성이 낮은 투명 플라스틱을 사용하는 경우 장치의 성능 및 신뢰성이 저하되고, 수명이 짧아지는 문제가 있다.
그에 따라, 소자 등에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출시킬 수 있는 기술이 요구되고 있고, 특히 전자 표시장치나 디스플레이 장치와 관련된 분야에서는 플라스틱의 장점을 유지하면서도 높은 수준의 열방출성 및 투명성이 요구되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 우수한 방열 성능, 광학 특성 및 유연성을 구현하는 고방열성 투명 시트를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 고방열성 투명 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane); 및 상기 알루미나 막의 기공 내부에 채워진 광경화성 고굴절 수지;를 포함하는 고방열성 투명 시트를 제공한다.
상기 광경화성 고굴절 수지에 분산되어 포함된 약 1 nm 내지 약 30 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자, 금속황화물 입자 또는 이들 모두;를 더 포함할 수 있다.
상기 광경화성 고굴절 수지의 굴절률은 25℃에서, 약 1.59 내지 약 1.70일 수 있다.
상기 고굴절 수지 대비 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 중량비가 약 1:0.25 내지 약 1:9일 수 있다.
상기 금속산화물 입자 및 상기 금속황화물 입자의 각각의 함량을 합한 전체 함량은 상기 광경화성 고굴절 수지 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 60 중량부일 수 있다.
상기 광경화성 고굴절 수지는 (메타)아크릴레이트계 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 금속황화물 입자는 ZnS, PbS, AgS 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 고방열성 투명 시트는 열전도율이 약 0.5 W/mK 내지 약 3 W/mK이고, 광투과도가 약 70% 내지 약 90%일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane)을 준비하는 단계; (메타)아크릴레이트계 또는 플루오렌 유도체의 모노머, 올리고머, 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 중합성 화합물을 포함하는 광경화용 조성물을 준비하는 단계; 상기 광경화용 조성물을 50℃ 내지 90℃의 온도로 가열하는 단계; 진공 필터링 방식을 이용하여, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 상기 가열된 광경화용 조성물을 채우는 단계; 및 상기 광경화용 조성물을 광경화시키는 단계;를 포함하는 고방열성 투명 시트의 제조방법을 제공한다.
상기 고방열성 투명 시트는 우수한 유연성을 가지면서도 열전도율이 높아 우수한 방열 성능을 구현함과 동시에 광투과도가 높아 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 고방열성 투명 시트의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 고방열성 투명 시트의 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 고방열성 투명 시트의 단면을 촬영한 전자 현미경 이미지 사진이다.
도 4은 본 발명의 비교예 4의 고방열성 투명 시트의 단면을 촬영한 전자 현미경 이미지 사진이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane); 및 상기 알루미나 막의 기공 내부에 채워진 광경화성 고굴절 수지;를 포함하는 고방열성 투명 시트를 제공한다.
일반적으로, 양극산화된 알루미나 막은 열전도율이 우수하나 광투과도가 약 5% 미만으로 현저히 떨어져 전자 표시장치나 디스플레이 장치에 사용할 수 없고, 광경화성 고굴절 수지는 광투과도가 우수하나 열전도율이 현저히 떨어져 이들 장치의 성능 저하를 일으키거나 수명을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고방열성 투명 시트는 양극산화된 알루미나 막의 우수한 열전도율을 유지하면서도 상기 양극산화된 알루미나 막에 포함된 기공 내부에 상기 양극산화된 알루미나 막의 굴절률과 동일하거나 유사한 값의 굴절률을 갖는 광경화성 고굴절 수지를 채워, 유연성을 확보하면서도 우수한 광투과도를 구현한다.
상기 고방열성 투명 시트는 후술되는 제조방법에 기재된 바와 같이, 예를 들어, 진공 필터링 방식을 이용하여 상기 양극산화된 알루미나 막에 포함된 기공 내부에 상기 광경화성 고굴절 수지를 효과적으로 채워 제조함으로써 상기 기공 내부에 존재하는 공기가 포함된 빈 공간을 최소화시킬 수 있고, 그에 따라 상기 고방열성 투명 시트는 상기 양극산화된 알루미나 막의 우수한 열전도율을 유지함과 동시에 광투과도가 효과적으로 향상될 수 있다.
이와 같이, 상기 고방열성 투명 시트는 플라스틱의 장점을 유지하여 우수한 유연성을 가지면서도 열전도율이 높아 우수한 방열 성능을 구현함과 동시에 광투과도가 높아 우수한 광학 특성을 구현할 수 있어, 예를 들어 디스플레이 장치의 유리기판을 대체하는 용도로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 고방열성 투명 시트(100)의 개략적인 단면도를 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고방열성 투명 시트(100)는 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane)(110)을 포함한다.
통상 알루미늄 산화물 또는 알루미나는 이들 결정이 성장하는 온도 등의 조건에 따라 알파 알루미나(α-Al2O3), 베타 알루미나(β-Al2O3), 감마 알루미나(γ-Al2O3) 등의 다양한 결정 형태를 가질 수 있다.
알파 알루미나(α-Al2O3)는 예를 들어, 수산화알루미늄을 약 1200℃ 이상의 온도에서 소성하여 제조할 수 있으며, 제조 온도, 열처리 시간, 첨가제의 종류나 양 등에 따라 알루미나의 형상, 결정 크기 등이 달라질 수 있다. 또한, 베타 알루미나(β-Al2O3)는 예를 들어, 약 900℃ 정도의 온도에서 소성하여 제조될 수 있고, 감마 알루미나(γ-Al2O3)는 예를 들어, 수산화알루미늄을 약 600℃ 정도의 온도에서 소성하여 제조될 수 있다.
이러한 알파 알루미나(α-Al2O3)는 베타 알루미나(β-Al2O3), 감마 알루미나(γ-Al2O3) 보다 열전도율 및 기계적 안정성이 높으므로, 상기 고방열성 투명 시트(100)는 열전도율 및 기계적 안정성이 높은 알파상(α)의 알루미나(α-Al2O3)를 포함하여 우수한 열전도율을 안정적으로 구현할 수 있다.
상기 양극산화된 알루미나는 예를 들어, 알루미늄을 양극산화 처리하여 알루미늄 산화물 또는 알루미나를 형성하여 제조될 수 있고, 상기 양극산화 처리란 예를 들어, 전해액에 알루미늄을 양극으로 설정하고 전류를 흐르게 하여 상기 알루미늄을 산화시키는 공정을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 양극산화된 알루미나는 내부에 기공이 형성된 다공성 구조를 가지고, 상기 기공의 지름 또는 길이는 양극산화 처리의 조건을 조절하여 제어할 수 있으며, 기공의 지름은 예를 들어, 사용된 전해질의 종류, 전압, 온도에 따라 달라질 수 있고, 기공의 길이는 예를 들어, 양극산화 처리된 시간에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 고방열성 투명 시트(100)는 상기 알루미나 막(110)의 기공 내부에 채워진 광경화성 고굴절 수지(120)를 포함한다.
상기 광경화성 고굴절 수지(120)는 예를 들어, 상기 기공 내부에 거의 완전히 채워질 수 있다. 이와 같이, 상기 광경화성 고굴절 수지(120)가 상기 기공 내부에 거의 완전히 채워짐으로써 공기가 포함된 공간을 최소화하여 열전도율을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 내부에 포함된 기공의 지름은 예를 들어, 약 5 nm 내지 약 100 nm일 수 있고, 바람직하게는 약 10 nm 내지 약 30 nm일 수 있다. 상기 범위 내의 지름을 가짐으로써 상기 기공 내부에 상기 고굴절 수지(120)가 채워질 수 있음과 동시에 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)이 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 고방열성 투명 시트(100)에서, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 내부에 포함된 기공의 길이는 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 두께와 동일할 수 있고, 그에 진공 필터링 방식의 적용이 가능하여 상기 기공 내부에 상기 고굴절 수지(120)를 효과적으로 채울 수 있어 광투과도를 향상시킬 수 있다.
상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 두께는 예를 들어, 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 약 30 ㎛ 내지 약 70 ㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 높은 열전도도를 유지하면서도 우수한 광투과도를 구현할 수 있다.
또한, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)은 복수개로 포함할 수 있고, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)은 구현하고자 하는 발명의 성질 및 특성에 따라 상기 고방열성 투명 시트(100)의 광학 특성을 저해하지 않는 범위 내에서, 적절한 개수의 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)이 적층된 적층체로서 포함될 수 있다.
상기 광경화성 고굴절 수지(120)의 굴절률은 상온에서, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 굴절률과 동일하거나 유사한 값을 가짐으로써 광투과도를 높은 수준으로 구현할 수 있고, 예를 들어, 약 25 ℃에서, 약 1.59 내지 약 1.70일 수 있고, 바람직하게는, 약 25 ℃에서, 약 1.60 내지 약 1.67일 수 있다.
상기 범위의 굴절률을 가짐으로써 상기 양극산화된 알루미나의 굴절률과 근접하여 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110) 및 상기 광경화성 고굴절 수지(120) 사이에서 광산란 현상이 발생하지 않아, 우수한 광투과도를 구현할 수 있다.
상기 양극산화된 알루미나의 굴절률과 상기 고굴절 수지(120)의 굴절률 간의 차이가 클수록 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110) 및 상기 광경화성 고굴절 수지(120) 사이에서 광산란 현상이 증가하여, 상기 고방열성 투명 시트(100)의 광투과도가 낮아지게 된다. 일반적으로, 수지의 굴절률은 몰 굴절지수(molar refractivity), 구조, 모노머 등에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어, 굴절 지수가 높을수록 몰부피가 낮을수록 증가할 수 있다.
상기 고굴절 수지(120)는 예를 들어, 높은 몰 굴절 지수를 갖는 치환기를 도입하여 얻을 수 있고, 높은 굴절률을 갖는 금속산화물 입자, 금속황화물 입자, 또는 이들 모두를 도입하여 굴절률을 향상시킬 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화성 고굴절 수지(120)는 (메타)아크릴레이트계 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지는 예를 들어, 알킬 (메타) 아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 알킬렌 글리콜 (메타) 아크릴레이트, 카르복실기 및 불포화 이중결합 함유 (메타) 아크릴레이트, 수산기 함유 (메타)아크릴레이트, 질소함유 (메타) 아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴레이트 수지는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라 아크릴레이트, 테트라메틸롤메탄 트리아크릴레이트, 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 헥사에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜 디아크릴레이트, 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A 디아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 플루오렌 유도체 수지는 방향족 탄화수소인 플루오렌으로부터 유도된 화합물을 중합시켜 제조될 수 있는 것으로, 굴절률을 향상시키고, 내열성, 무기물과의 상용성을 향상시틸 수 있으며, 후술되는 바와 같이 추가로 포함될 수 있는 금속산화물 입자와 화학적으로 결합할 수 있는 히드록시기를 포함할 수 있다.
상기 플루오렌 유도체 수지는 예를 들어, 플루오렌, 플루오레논, 2-아세트아미드 플루오렌, 2-아세틸 플루오렌, 2-아세트아미노 플루오렌, 9-브로모 플루오렌, 9-브로모-9-페닐 플루오렌, 2,7-디아미노 플루오렌, 2,7-디(아세트아미드) 플루오렌, 2,7-디아세틸 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스(3,4-디카르복시 페닐) 풀루오렌 안하이드라이드, 9,9-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-아미노 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐) 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일록시 에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시-3-아크릴로일록시 프로폭시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시페닐) 플루오렌, 2-프로페노익산 1,1'[9H-플루오렌-9-일리덴비스[4,1-페닐렌 옥시(2-하이드록시-3,1-프로판틸)]] 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 고방열성 투명 시트(100)는 상기 광경화성 고굴절 수지(120)에 분산되어 포함된 약 1 nm 내지 약 30 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자, 금속황화물 입자, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 광경화성 고굴절 수지(120)에 약 1 nm 내지 약 30 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자, 금속황화물 입자, 또는 이들 모두가 분산되어 포함되게 함으로써 상기 광경화성 고굴절 수지(120)의 굴절률을 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 굴절률과 동일하거나 유사하도록 적절히 조절하여 광투과도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속황화물 입자는 ZnS, PbS, AgS 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속산화물 입자 또는 상기 금속황화물 입자의 평균 직경은 예를 들어, 약 1 nm 내지 약 30 nm일 수 있고, 바람직하게는 약 5 nm 내지 약 20 nm일 수 있다. 상기 범위 내의 평균 직경을 가짐으로써 상기 고방열성 투명 시트(100)의 표면 조도를 적절하게 조절하고, 헤이즈(haze)를 낮은 값으로 유지하여 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다.
상기 고방열성 투명 시트(100)에서, 상기 광경화성 고굴절 수지(120) 대비 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 중량비는 예를 들어, 약 1:0.25 내지 약 1:9일 수 있고, 바람직하게는 약 1:1 내지 약 1:4일 수 있다. 상기 범위 내의 중량비로 포함함으로써 상기 고방열성 투명 시트(100)는 상기 광경화성 고굴절 수지(120)의 광학특성 및 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 열전도율을 적절히 조화하여 우수한 열전도율 및 우수한 광투과도를 동시에 구현할 수 있다.
상기 금속산화물 입자 및 상기 금속황화물 입자의 각각의 함량을 합한 전체 함량은 예를 들어, 상기 광경화성 고굴절 수지 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 60 중량부일 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 상기 고방열성 투명 시트(100)는 광투과도를 적절히 향상시킬 수 있다.
상기 고방열성 투명 시트(100)는 예를 들어, 열전도율이 약 0.5 W/mK 내지 약 3 W/mK일 수 있고, 약 55 ㎛의 두께에 대해 측정된 광투과도가 약 70% 내지 약 90%일 수 있다. 상기 고방열성 투명 시트(100)는 상기 범위 내의 수준으로 열전도율을 가져 전자 표시장치나 디스플레이 장치에서 발생한 열이 빠르게 전도됨으로써 우수한 방열 성능을 구현할 수 있다. 이와 동시에, 상기 고방열성 투명 시트(100)는 상기 범위 내의 수준으로 광투과도를 가짐으로써 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다.
상기 열전도율은 예를 들어, 레이저 섬광범(laser flash method), 열유속법(guarded heat flow method) 등을 사용하여 측정할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 고방열성 투명 시트의 제조방법의 개략적인 공정 흐름도를 나타낸다.
본 발명의 다른 구현예에서, 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane)을 준비하는 단계(S1); (메타)아크릴레이트계 또는 플루오렌 유도체인 모노머, 올리고머, 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 중합성 화합물을 포함하는 광경화용 조성물을 준비하는 단계; 상기 광경화용 조성물을 약 50 ℃ 내지 약 90 ℃의 온도로 가열하는 단계(S2); 진공 필터링 방식을 이용하여, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 상기 가열된 광경화용 조성물을 채우는 단계(S3); 및 상기 광경화용 조성물을 광경화시키는 단계(S4);를 포함하는 고방열성 투명 시트의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 의해 제조된 고방열성 투명 시트는 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 우수한 열전도율을 유지하면서도 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막에 포함된 기공 내부에 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 굴절률과 근접한 값의 굴절률을 갖는 광경화성 고굴절 수지를 채워, 광투과도 및 유연성이 향상된다.
상기 고방열성 투명 시트는 예를 들어, 진공 필터링 방식을 이용하여 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막에 포함된 기공 내부에 상기 광경화성 고굴절 수지를 효과적으로 채워 제조함으로써 상기 기공 내부에 존재하는 공기가 포함된 빈 공간을 최소화시킬 수 있고, 그에 따라 상기 고방열성 투명 시트는 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 우수한 열전도율을 유지함과 동시에 광투과도가 효과적으로 향상될 수 있다.
이와 같이, 상기 고방열성 투명 시트는 플라스틱의 장점을 유지하여 우수한 유연성을 가지면서도 열전도율이 높아 우수한 방열 성능을 구현함과 동시에 광투과도가 높아 우수한 광학 특성을 구현할 수 있어, 예를 들어 디스플레이 장치의 유리 기판을 대체하는 용도로 사용될 수 있다.
상기 제조방법에서, 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane)은 예를 들어, 감마상의 알루미늄 막에 양극산화 처리를 하여 준비될 수 있다. 상기 양극산화 처리는 이 기술분야에서 공지된 다양한 양극산화 처리방법을 사용하여 수행될 수 있다.
상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 두께는 예를 들어, 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 약 30 ㎛ 내지 약 70 ㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 높은 열전도도를 유지하면서도 우수한 광투과도를 구현할 수 있다.
상기 감마상의 양극산화된 알루미나 막을 예를 들어, 약 1200 ℃ 내지 약 1400 ℃로 열처리하여 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막으로 상전이시킬 수 있다. 상기 범위 내의 온도로 처리함으로써 우수한 열전도율을 갖는 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막을 형성할 수 있다. 또한, 상기 열처리는 비활성 기체 분위기 하에서 수행될 수 있다.
상기 광경화용 조성물은 광경화성 고굴절 모노머, 올리고머, 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 중합성 화합물을 포함할 수 있고, 상기 중합성 화합물은 예를 들어, (메타)아크릴레이트계 또는 플루오렌 유도체의 모노머, 올리고머, 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 고굴절 수지는 (메타)아크릴레이트계 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 이들 모두를 포함할 수 있고, 상기 (메타)아크릴레이트계 수지 및 , 상기 플루오렌 유도체 수지는 본 발명의 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 고굴절 모노머는 다양한 종류의 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 모노머를 포함할 수 있고, 예를 들어, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 고굴절 올리고머는 알킬 (메타)아크릴레이트, 알킬렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 카르복실기 및 불포화 이중결합 함유 (메타)아크릴레이트, 수산기 함유 (메타)아크릴레이트, 질소 함유 (메타)아크릴레이트 등의 다양한 종류의 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제조방법에서, 상기 광경화용 조성물에 1 nm 내지 30 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자, 금속황화물 입자 또는 이들 모두를 더 혼합할 수 있다.
이와 같이, 상기 중합성 화합물; 및 상기 금속산화물 입자, 상기 금속황화물 입자 또는 이들 모두;를 혼합하고 교반하여 상기 광경화용 조성물을 준비하여 상기 광경화용 조성물이 광경화되어 형성된 고굴절 수지에 상기 금속산화물 입자, 상기 금속황화물 입자 또는 이들 모두가 분산되어 포함되게 함으로써 상기 금속산화물 입자, 상기 금속황화물 입자 또는 이들 모두가 분산되어 있는 상기 광경화성 고굴절 수지의 굴절률을 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 굴절률과 동일하거나 유사하도록 적절히 조절할 수 있어 상기 고방열성 투명 시트의 광투과도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속황화물 입자는 ZnS, PbS, AgS 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속산화물 입자 및 상기 금속황화물 입자의 각각의 평균 직경은 예를 들어, 약 1 nm 내지 약 30 nm일 수 있고, 구체적으로 약 5 nm 내지 약 20 nm일 수 있다. 상기 범위 내의 평균 직경을 가짐으로써 상기 고방열성 투명 시트의 표면 조도를 적절하게 조절하고, 헤이즈(haze)를 낮은 값으로 유지하여 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다.
상기 금속산화물 입자 및 상기 금속황화물 입자의 각각의 함량을 합한 전체 함량은 예를 들어, 상기 광경화성 고굴절 수지 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 내지 약 60 중량부일 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 상기 고방열성 투명 시트는 광투과도를 적절히 향상시킬 수 있다.
상기 광경화용 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 예를 들어, 1-히드록시-시클로헥실-페놀-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 4,4‘-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조 페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에탈안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸옥산톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화용 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 용매는 예를 들어, 비점이 60 ℃ 내지 170 ℃일 수 있다.
예를 들어, 상기 용매는 물, 알콜, 에스테르, 지방족 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 아미드, 에테르, 에테르 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 또한 구체적으로, 상기 용매는 시클로헥사논, 톨루엔, 크실렌, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 광경화용 조성물을 예를 들어, 약 50 ℃ 내지 약 90 ℃의 온도로 가열할 수 있고, 예를 들어, 열풍에 의해 가열할 수 있다. 상기 범위 내의 온도로 가열하여 점도를 낮춤으로써 후술되는 진공 필터링 방식의 적용시 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부로 상기 광경화용 조성물이 용이하게 침투될 수 있다.
상기 제조방법은 예를 들어, 진공 필터링 방식을 이용하여, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 상기 가열된 광경화용 조성물을 채울 수 있다.
상기 진공 필터링 방식은 예를 들어, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 일면에 진공을 적용하고, 그와 마주보는 면에 상기 광경화용 조성물을 침투시켜 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 상기 광경화용 조성물을 채울 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 분야에서 공지된 다양한 진공 필터링 방식을 사용할 수 있다.
이어서, 상기 광경화용 조성물을 광경화시킬 수 있다. 상기 광경화는 예를 들어, 자외선 경화를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 자외선 경화는 자외선 경화에 있어서 공지된 방법에 의해 제한 없이 수행될 수 있고, 예를 들어, 통상적으로 쓰이는 금속 할라이드 램프를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 광경화용 조성물이 광경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 상온에서, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(110)의 굴절률과 동일하거나 유사한 값을 가짐으로써 광투과도를 높은 수준으로 구현할 수 있고, 예를 들어, 약 25 ℃에서, 약 1.59 내지 약 1.70일 수 있고, 바람직하게는, 약 25 ℃에서, 약 1.60 내지 약 1.67일 수 있다. 상기 범위의 굴절률을 가짐으로써 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나의 굴절률과 근접하여 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막 및 상기 고굴절 수지 사이에서 광산란 현상이 발생하지 않아, 우수한 광투과도를 구현할 수 있다.
상기 광경화용 조성물이 광경화되어 형성된 고굴절 수지 대비 상기 양극산화된 알루미나의 중량비는 약 1:0.25 내지 약 1:9일 수 있고, 바람직하게는 약 1:1 내지 약 1:4일 수 있다. 상기 범위 내의 상대 중량비로 포함됨으로써 상기 고방열성 투명 시트는 우수한 열전도율 및 우수한 광투과도를 동시에 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 제조방법에 의해 제조된 고방열성 투명 시트는 예를 들어, 열전도율이 약 0.5 W/mK 내지 약 3 W/mK이고, 약 55 ㎛의 두께에 대해 측정된 광투과도가 예를 들어, 약 70% 내지 약 90%일 수 있다. 상기 고방열성 투명 시트는 상기 범위 내의 수준으로 열전도율을 가져 전자 표시장치나 디스플레이 장치에서 발생한 열이 빠르게 전도됨으로써 우수한 방열 성능을 구현할 수 있다. 동시에, 상기 고방열성 투명 시트는 상기 범위 내의 수준으로 광투과도를 가짐으로써 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 )
하기 실시예 1-3 및 비교예 1-5의 고방열성 투명 시트에 포함된 수지의 굴절률은 Abbe 굴절계(ATAGO Company, 3T)를 사용하여 측정하였다.
실시예 1
55 ㎛ 두께의 감마상의 알루미나 막을 양극산화 처리하여 감마상의 양극산화된 알루미나 막을 형성하고, 이를 질소 분위기 하에서 4시간 동안 1200℃로 열처리한 이후 상온으로 냉각시켜 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막를 준비하였다. 또한, 에폭시 아크릴레이트 수지 및 광개시제를 포함하는 조성물을 혼합 및 교반하여 광경화용 조성물을 얻었고, 이어서 85 ℃의 온도로 가열하였다. 이어서, 진공 장치와 연결된 플라스크에 설치된 여과깔때기에 접하도록 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막을 올려놓고, 상기 플라스크에 진공을 적용하면서 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 여과깔때기와 접한 면과 마주보는 면에 상기 가열된 광경화용 조성물을 피펫을 이용하여 도포하여 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부로 상기 가열된 조성물을 침투시켜 채웠다. 또한, 이어서, 유리 기판의 일면에 상기 가열된 조성물을 8 ㎛ 두께로 도포하여 코팅하고, 상기 코팅된 조성물에 상기 가열된 조성물이 채워진 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막을 올려놓아 적층하고, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 상부 면에 상기 가열된 조성물을 8 ㎛ 두께로 도포하여 코팅하고, 상기 코팅된 조성물에 유리 기판을 올려놓은 이후 클램프로 400,000 Pa의 압력을 가하여 압축하였고, UV 경화오븐(UV-crosslinker) (UVP 社, CL-1000L)을 사용하여 365 nm의 파장, 1,500 mJ/cm2의 자외선을 조사하여 자외선 경화시킴으로써 고방열성 투명 시트를 제조하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.60였고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
상기 고방열성 투명 시트의 단면을 촬영한 전자 현미경 이미지 사진을 도 3에 타나내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 자외선 경화된 고굴절 수지가 채워져 있음을 확인할 수 있었다.
상기 전자 현미경 이미지 사진은 FE-SEM(JEOL company, JSM-6700)을 사용하여 Ⅹ10,000 배율로 촬영하였다.
실시예 2 (금속산화물 입자로서 ZrO2 10 중량부를 더 혼합)
실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하였으나, 에폭시 아크릴레이트 수지 및 광개시제를 포함하는 조성물에 10 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자로서 ZrO2 10 중량부를 더 혼합 및 교반하여 광경화용 조성물을 준비하여, 고방열성 투명 시트를 제작하였다. 상기 ZrO2의 함량은 상기 에폭시 아크릴레이트 수지 100 중량부를 기준으로 하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.65였고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 양극산화된 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
실시예 3 (금속산화물 입자로서 ZrO2 20 중량부를 더 혼합)
실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하였으나, 에폭시 아크릴레이트 수지 및 광개시제를 포함하는 조성물에 10 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자로서 ZrO2 20 중량부를 더 혼합 및 교반하여 광경화용 조성물을 준비하여, 고방열성 투명 시트를 제작하였다. 상기 ZrO2의 함량은 상기 에폭시 아크릴레이트 수지 100 중량부를 기준으로 하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.70이었고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 양극산화된 알파상의 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
비교예 1 (감마상의 양극산화된 알루미나 포함)
실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하였으나, 감마상의 양극산화된 알루미나 막을 열처리하지 않았고, 그에 따라 상기 감마상의 양극산화된 알루미나 막을 포함하는 고방열성 투명 시트를 제작하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.60이었고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 양극산화된 감마상의 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
비교예 2 (감마상의 양극산화된 알루미나 포함, 진공 필터링 방식 미적용)
비교예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하였으나, 진공 필터링 방식을 사용하지 않았고, 그에 따라 상기 감마상의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 가열된 고굴절용 조성물이 채워지지 않은 고방열성 투명 시트를 제조하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.60이었고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 양극산화된 감마상의 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
비교예 3 (에폭시 아크릴레이트 수지 대신 멜라민 아크릴레이트 수지 포함) 실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하였으나, 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함하지 않고, 광경화형 멜라민 아크릴레이트 수지를 포함하여 광경화용 조성물을 준비하여, 고방열성 투명 시트를 제작하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.45였고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 알파상의 양극산화된 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
비교예 4 (진공 필터링 방식 미적용)
실시예 1과 동일한 조건 및 방법을 사용하였으나, 진공 필터링 방식을 사용하지 않았고, 그에 따라 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 가열된 고굴절용 조성물이 채워지지 않은 고방열성 투명 시트를 제조하였다.
상기 자외선 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.60였고, 상기 고굴절 수지 대비 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나의 중량비는 1:0.48이었다.
상기 고방열성 투명 시트의 단면을 촬영한 전자 현미경 이미지 사진을 도 4에 타나내었다. 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 자외선 경화된 고굴절 수지가 채워지지 않았음을 확인할 수 있었다.
상기 전자 현미경 이미지 사진은 FE-SEM(JEOL company, JSM-6700)을 사용하여 Ⅹ10,000 배율로 촬영하였다.
비교예 5 (양극산화된 알루미나 막을 포함하지 않음)
에폭시 아크릴레이트 수지 및 광개시제를 포함하는 조성물을 혼합 및 교반하여 광경화용 조성물을 이형 PET 필름 상에 71 ㎛ 두께로 코팅한 후 UV 경화오븐(UV-crosslinker) (UVP 제조, CL-1000L)을 사용하여 365 nm의 파장, 1,500 mJ/cm2의 자외선을 조사하여 자외선 경화시킴으로써 고방열성 투명 시트를 제조하였다.
상기 광경화용 조성물이 경화되어 형성된 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서 1.60였다.
평가
하기 평가 방법에 따라 실시예 1-3 및 비교예 1-5에 따라 제작한 투명 도전성 필름 및 상기 투명 도전성 필름에 포함된 각각의 보호 필름에 대한 물성을 평가하였다.
(광 투과도)
상기 고방열성 투명 시트의 투과도를 UV Spectrophotometer(Agilent Technologies, Hewlett Packard 8453)를 사용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
측정 방법: 투과광의 강도를 입사광의 강도로 나누어 계산하였고, 550 nm의 파장을 기준으로 측정하였다.
(열전도율)
레이저 섬광법(laser flash method)에 의해 열정수 측정장치(Ulvac 제조, TC7000)를 사용하여 열확산도를 측정하고, 전자식 비중측정기(Electronic Densimeter) (Alfa Mirage 제조, MD-300S)를 사용하여 밀도를 측정하고, 시차주사열량계 (TA 제조, 모델명)를 사용하고 사파이어를 표준샘플로 하여 비열을 측정하였다.
상기 고방열성 투명 시트의 열전도율을 상기 열확산도, 밀도, 비열을 사용하여 하기 식 1에 따라 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 기재하였다.
[식 1]
k=α·ρ·Cp (k=열전도도, α=열확산도, ρ=밀도, Cp=비열)
(곡률반경)
상기 고방열성 투명 시트의 유연성을 곡률 반경을 사용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
측정 방법: 상기 고방열성 투명 시트를 양 단부에서부터 중심으로 압력을 가하여 구부리고, 상기 구부러진 시트에 있어서, 지면에서부터 가장 멀리 떨어진 지점까지의 거리 (mm)를 측정하면서 상기 압력을 점차적으로 증가시키면서 상기 고방열성 투명 시트가 깨지기 바로 직전의 지면에서부터 가장 멀리 떨어진 시트의 지점까지의 거리 (mm)를 이용하여 하기 식 2에 따라 계산한 곡률 반경 값을 유연성 값으로 하였다. 상기 곡률 반경 값이 작을수록 유연성이 높다.
[식 2]
곡률 반경(R)= S²/8h + h/2
상기 식 2에서, S는 그림 1에 나타난 바와 같이, 압력을 가하여 구부러진 고방열성 투명 시트의 양 단부를 잇는 직선 거리이고, h는 상기 압력을 가하여 구부러진 고방열성 투명 시트의 지면에서부터 가장 멀리 떨어진 지점까지의 거리를 의미한다.
[그림 1]
Figure 112014041850759-pat00001

광경화성 수지의 굴절률 진공필터링 적용 여부 AAO 열처리 여부 광투과도(%)
(at 550 nm)		 열전도율
(W/mK)		 곡률반경(mm)
실시예1 1.60 처리 처리 87 2.342 5
실시예2 1.65 처리 처리 90 2.451 5
실시예3 1.70 처리 처리 89 2.548 5
비교예1 1.60 처리 미처리 89 0.424 4
비교예2 1.60 미처리 미처리 70 0.323 4
비교예3 1.45 처리 처리 38 2.219 5
비교예4 1.60 미처리 처리 70 0.603 5
비교예5 1.60 - - 82 0.296 0.5
열확산도
(mm2/s)		 밀도
(g/cm3)		 비열
(J/(g·K))		 열전도율
(W/m·K)
실시예1 0.840 2.32 1.201 2.342
실시예2 0.852 2.43 1.183 2.451
실시예3 0.860 2.57 1.152 2.548
비교예1 0.150 2.32 1.213 0.424
비교예2 0.146 1.98 1.117 0.323
비교예3 0.847 2.08 1.259 2.219
비교예4 0.262 2.01 1.141 0.603
비교예5 0.195 1.24 1.219 0.296
실시예 1의 고방열성 투명 시트는 진공 필터링 방식을 적용하여 알파상의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부로 고굴절용 수지 조성물이 침투되어 경화됨으로서 광투과도가 87 %로 높아 광학 특성이 우수함과 동시에, 열전도율이 2.342 W/mK로 높아 방열 성능이 우수하며, 곡률반경이 5 mm로 작아 유연성 또한 우수함을 명확히 확인할 수 있다. 즉, 실시예 1은 우수한 광학 특성 및 방열성을 동시에 구하면서 유연성이 우수한 이점이 있다.
반면, 비교예 1은 감마상의 알루미나 막을 사용하여 열전도율이 0.424 W/mK으로 현저히 낮으므로 방열 성능이 열등함을 예상할 수 있다. 또한, 비교예 2는 감마상의 양극산화된 알루미나 막을 사용하고 기공 내부에 고굴절 수지를 채우지 않아, 기공 내부에 존재하는 공기가 채워진 공간이 열의 전달을 저해하는 역할(공기 자체의 열전도율 0.0235 W/mK로 낮음)을 함으로써 열전도율이 0.323 W/mK으로 더욱 낮아 방열성이 열등하며, 공기의 굴절률은 1로서 감마상의 양극산화된 알루미나 막의 굴절률과 차이가 커서 광산란 현상이 발생하여 광투과도가 70%로 낮으므로 광학특성도 열등함을 예상할 수 있다.
또한, 비교예 3은 광경화성 수지의 굴절률이 1.45로 낮아 알파상의 양극산화된 알루미나 막과의 사이에서 광산란 현상이 발생하여 광투과도가 65%로 낮게 되므로 광학특성이 열등함을 예상할 수 있고, 비교예 4는 알파상의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 수지를 채워지지 않아 상기 알파상의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 존재하는 공기층으로 인해 광투과도가 38%로 더욱 낮고, 실시예 1에 비하여 열의 전달이 저해되어 열전도율이 낮아 광학특성 및 방열성이 모두 현저히 열등함을 예상할 수 있다.
또한, 비교예 5는 양극산화된 알루미나를 사용하지 않아, 열전도율이 현저히 낮아 방열 성능이 매우 좋지 않음을 예상할 수 있다.
100: 고방열성 투명 시트
110: 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막
120: 금속산화물 입자가 분산되어 포함된 광경화성 고굴절 수지

Claims (8)

  1. 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane); 및
    상기 알루미나 막의 기공 내부에 채워진 광경화성 고굴절 수지;
    를 포함하는 고방열성 투명 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 고굴절 수지에 분산되어 포함된 1 nm 내지 30 nm의 평균 직경을 갖는 금속산화물 입자, 금속황화물 입자 또는 이들 모두;를 더 포함하는
    고방열성 투명 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 고굴절 수지의 굴절률은 25 ℃에서, 1.59 내지 1.70인
    고방열성 투명 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고굴절 수지 대비 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 중량비가 1:0.25 내지 1:9인
    고방열성 투명 시트.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 금속산화물 입자 및 상기 금속황화물 입자의 각각의 함량을 합한 전체 함량이 상기 광경화성 고굴절 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 60 중량부인
    고방열성 투명 시트.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광경화성 고굴절 수지는 (메타)아크릴레이트계 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 금속황화물 입자는 ZnS, PbS, AgS 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
    고방열성 투명 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고방열성 투명 시트는 열전도율이 0.5 W/mK 내지 3 W/mK이고, 광투과도가 70 % 내지 90 %인
    고방열성 투명 시트.
  8. 다공성 구조의 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막(anodized aluminum oxide, AAO membrane)을 준비하는 단계;
    (메타)아크릴레이트계 또는 플루오렌 유도체의 모노머, 올리고머, 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 중합성 화합물을 포함하는 광경화용 조성물을 준비하는 단계;
    상기 광경화용 조성물을 50 ℃ 내지 90 ℃의 온도로 가열하는 단계;
    진공 필터링 방식을 이용하여, 상기 알파상(α)의 양극산화된 알루미나 막의 기공 내부에 상기 가열된 광경화용 조성물을 채우는 단계; 및
    상기 광경화용 조성물을 광경화시키는 단계;
    를 포함하는 고방열성 투명 시트의 제조방법.
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