KR101716647B1 - 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트 - Google Patents

고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트 Download PDF

Info

Publication number
KR101716647B1
KR101716647B1 KR1020140072788A KR20140072788A KR101716647B1 KR 101716647 B1 KR101716647 B1 KR 101716647B1 KR 1020140072788 A KR1020140072788 A KR 1020140072788A KR 20140072788 A KR20140072788 A KR 20140072788A KR 101716647 B1 KR101716647 B1 KR 101716647B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refractive index
prism sheet
oligomer
resin composition
high refractive
Prior art date
Application number
KR1020140072788A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150144105A (ko
Inventor
이창민
김남선
이주환
김성우
김태기
문상옥
Original Assignee
주식회사 엔씨켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엔씨켐 filed Critical 주식회사 엔씨켐
Priority to KR1020140072788A priority Critical patent/KR101716647B1/ko
Publication of KR20150144105A publication Critical patent/KR20150144105A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101716647B1 publication Critical patent/KR101716647B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00—Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06—Esters of carbamic acids
    • C07C271/08—Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C271/26—Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atom of at least one of the carbamate groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C271/28—Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atom of at least one of the carbamate groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52—Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533—Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54—Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C08L75/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L75/16—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

본 발명은 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트에 관한 것이다.
본 발명은 양 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함하고, 굴절률 1.61 이상을 충족하는 저점도 및 저황변 타입의 고굴절 올리고머를 제공하며, 상기 고굴절 올리고머를 함유하거나, 상기 고굴절 올리고머와 고굴절 모노머간의 배합비율을 최적화한 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 통해, 경화전 액상의 고굴절률과 저점도를 구현하고, 투명성과 내황변성의 양호할 뿐 아니라, 경화 후 우수한 접착력과 연필경도를 충족하여 프리즘 시트를 제공할 수 있다. 이에, 본 발명의 프리즘 시트는 동일 휘도를 구현하기 위해 적용되는 시트의 개수를 줄여 슬림화 및 성능의 향상과 원가 절감에 기여함으로써, 백라이트 유닛에 사용되는 LED 램프의 개수를 줄일 수 있으므로 에너지 절감 효과를 제공한다.

Description

고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트{HIGH REFRACTIVE OLIGOMER, RESIN COMPOSITION FOR PRISM SHEET CONTAINING THE SAME AND PRISM SHEET USING THE SAME}
본 발명은 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고휘도가 요구되는 프리즘 시트를 성형하기 위하여, 굴절률, 점도, 경도 및 황변도를 제어할 수 있는 고굴절 올리고머를 설계하고, 상기 고굴절 올리고머를 함유하거나, 상기 고굴절 올리고머와 고굴절 모노머간의 배합비율을 최적화한 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 통해, 물성이 개선된 프리즘 시트를 제공함으로써, 동일 휘도를 구현하기 위해 적용되는 시트의 개수를 줄여 슬림화 및 성능의 향상과 원가 절감에 기여할 수 있는 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 조명장치(lamp device)를 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다.
이러한 조명장치(lamp device)는 자체적으로 빛을 내지 못하는 LCD 뒷면에 디스플레이 영상이 보일 수 있도록 고르게 빛을 비춰주는 역할을 하며, 상기 도광판은 조명장치(lamp device)의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 광원(LED)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 플라스틱 성형렌즈의 하나이다. 따라서 이러한 도광판은 기본적으로 이러한 조명장치(lamp device)의 필수적인 부품으로 사용되지만, 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 대면적 조명장치(lamp device)의 경우, 화질이 저하되는 문제를 야기하고 있다.
이에, 보통 LCD 백라이트의 광원에서 나온 빛은 도광판 및 확산판을 통과하고 확산필름을 통과하면서 광휘도는 급격히 떨어지는데, 여기서 프리즘 시트는 광확산 필름으로부터 나오는 빛을 출광면 정면 이외의 방향으로 나가는 것을 막고 광지향성을 향상시켜 시야각을 좁혀서 백라이트 출광면 정면 방향으로의 휘도를 증대시켜주는 역할을 한다.
프리즘 시트의 구조는 띠 모양의 마이크로 프리즘(Micro-Prism)이 모재(PET) 상부에 형성된 것으로 중소형 백라이트 유닛에서 수평, 수직 두장을 한 세트로 사용하고, 대형 LCD-TV에서는 모니터 및 중소형 LCD에 비해 넓은 광시야각을 요구함으로써, 수평방향인 프리즘 시트 1장과 DBEF(Double brightness enhance film) 필름을 추가하여 사용하는 것이 일반적이다.
그러나, 가격적인 측면을 고려하여, LCD-TV의 저가형 일반사양에서는 고가의 DBEF 필름을 제거한 상태로 제작하는 경우가 있으며, 프리즘 시트는 산 형태, 프리즘의 산 각도, 배면처리 등에 따라 집광성, 밀착성, 내스크래치성 등이 다르기 때문에 제품 특성에 맞게 선택 적용하여 사용한다.
프리즘 시트의 제작 방법을 살펴보면, 사출을 이용한 열가압 방식과 UV 경화형 재료를 이용한 방법이 사용되고 있다.
열가압 방식은 필름 재료인 펠렛(pellet)을 투입하고 고온으로 녹인 후 사출 시스템으로 사출하고, 롤에 형성된 패턴을 이용하여 프리즘 형상을 형성하고 보호 필름을 부착하여 제품화하는 방식으로 이루어진다.
UV 경화형 재료를 이용한 프리즘 시트 제작 기술은 패턴이 형성된 금속 롤이나 금형에 UV 경화 수지액을 도포하고, 자외선을 투과하는 투명수지 필름 기재에 자외선 조사하여 경화시킨 후 이형시키고, 경화된 프리즘 패턴에 기재층을 입히는 공정으로 주로 진행되고 있다.
이상의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 타입의 확산필름을 통칭한 집광필름은 표면에 프리즘구조가 형성되어 있어, 관찰자 방향으로 광이 굴절한다. 이들의 정확한 성능(Performance)을 계산하기 위해서는, 세밀한 광선추적분석이 필요하지만, 3가지 광선의 입사각도 즉, 거의 수직인 0°, 거의 수평인 89° 그리고 출사광선이 수직이 되도록 선택된 입사각도를 분석하여 집광 필름의 성능 분석이 이루어진다.
이때, 프리즘 정점각도가 너무 큰 경우는 효과가 적은데, 이러한 결과는 표면이 평면적인 필름에 근접할수록, 광학적인 역할을 수행할 수 없기 때문이다.
또한, 필름 뒷면이 광을 굴절하므로, 프리즘 면을 가까이 대어감에 따라, 39°이상의 각도로부터 광선이 입사되는 일은 없다. 필름의 뒷면이 거칠거나, 필름 내에서 광이 산란한 경우만 높은 각도로부터 광선이 입사되는데, 이 광선들은 큰 각도에서 출사되므로, 표면의 거칠기나 필름 내의 산란은 프리즘 시트의 효과를 방해하는 원인이 된다.
이러한 프리즘 시트의 집광효과를 좌우하는 매개변수로는 이외에도 많이 있는데, 높은 굴절률을 가진 소재의 경우 광을 구부리는 효과가 높으므로, 집광특성도 높다. 예를 들면, 굴절률을 0.1 단위로 올리는 것만으로, 싱글 프리즘 시트 대비 전방휘도가 ∼10% 가량 높아진다. 즉, 프리즘을 구성하는 물질의 굴절률이 크면, 스넬의 법칙에 의해 공기 매질로 빛이 나길 때 굴절이 많이 일어나게 되어, 전방휘도가 상승하는 효과가 발생한다.
또한, 휘도란 단위면적(㎡)당 광원에서 나오는 광원의 세기(Cd)를 나타내는 것으로서, 디스플레이의 성능을 좌우하는 주요인자이며, 디스플레이의 휘도를 높이기 위하여, 광원의 세기를 높이거나 휘도향상용 광학필름을 사용하는 방법을 수행하고 있다.
프리즘 시트에서 굴절률이 높아질수록 휘도가 상승하는데, 굴절률 1.60 이상에서는 전방휘도는 상승하나, 시야각이 좁아지는 단점이 있다. 이에 프리즘 시트에서 최적의 휘도는 굴절률 1.55∼1.58 수준으로 조절될 때임을 확인할 수 있다.
LCD 시장이 TV나 모니터에서 휴대폰 및 기타 수요처로 확대되고, 참여업체가 늘어나면서 경쟁이 심화되고 있는 상황에서, 고기능화, 슬림화에 따른 성능의 향상과 원가와 직결되는 고휘도, 고굴절 프리즘 및 복합 시트의 제조기술 확보가 가장 중요한 경쟁력으로 평가되고 있다.
현재 적용되고 있는 프리즘 패턴 레진의 굴절률은 기술의 한계로 인하여 1.55 이하를 사용하고 있으며, 현재까지도 주력으로 생산되는 제품의 굴절률 역시 1.53 수준이다.
대한민국 공개특허 제2013-96140호에는 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원과 상기 LED 광원 상에 적층되어, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층을 포함하되, 상기 레진층은 올리고머를 포함하는 합성수지로 이루어진 광확산 유도용 레진 조성물을 개시하고 있다. 이에, 일반적인 조명장치의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 올리고머를 주성분으로 하는 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 특히 고온 점등의 지속시 휘도의 변화를 최소화하여 우수한 내열특성 및 광특성을 구현한다고 보고하고 있다. 그러나, 상기 발명은 우레탄 아크릴레이트 올리고머(urethane acrylate oligomer)를 주재료로 한 레진층이 개시되어 있다.
이에, 본 발명자들은 종래 BLU 소재들의 기술개발을 통해 축적된 기술과 고굴절 원재료들을 디자인하고 합성 가능한 제조기술을 응용하여 프리즘 시트의 고휘도를 구현하고자 노력한 결과, 양 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함하고, 굴절률 1.61 이상을 충족하도록 설계하고, 상기 고굴절 올리고머를 함유하거나, 상기 고굴절 올리고머와 고굴절 모노머간의 배합비율을 최적화한 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 통해, 경화전 액상의 고굴절률과 저점도를 구현하고, 투명성과 내황변성의 양호할 뿐 아니라, 경화 후 우수한 접착력과 연필경도를 충족하는 프리즘 시트 제공을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 저점도 및 저황변 타입의 고굴절 재료로서, 프리즘 시트 성형시 원재료로서 유용한 고굴절 올리고머를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 고굴절 올리고머 단독 또는 상기에 고굴절 올리고머가 혼합 함유된 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 프리즘 시트성형용 레진 조성물로 성형된 물성이 개선된 프리즘 시트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 양 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기를 적어도 2개 이상 포함하고, 2) 굴절률 1.61 이상을 충족하는 고굴절 올리고머를 제공한다.
상기 고굴절 올리고머는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이며, 하기 방향족 환(Ar)이 페닐, 비페닐, 비페닐알킬렌, 나프탈렌, 파이렌, 페릴렌, 올리고비페닐, 안트라센, 페난트렌 및 플루오렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
화학식 1
Figure 112014055853230-pat00001
상기 식에서, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 환이고, a 및 b는 1 내지 40의 정수이고; Ra 및 Rb는 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함하는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌, 알킬렌옥시알킬렌이고, n은 적어도 2 이상의 정수이다.
이때, 상기 구조의 고굴절 올리고머는 Ra 및 Rb이 방향족 환(Ar) 중심으로 대칭형태의 구조 또는 비대칭 형태의 구조인 것이다.
본 발명의 바람직한 제1실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물로서, 이상의 고굴절 올리고머가 적어도 30중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 제공한다.
상기 제1실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물은 1) 경화 전 액상의 굴절률이 1.57 이상이고, 2) 경화 후 필름의 경도가 HB 이상을 충족한다.
또한, 본 발명은 바람직한 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물로서, 상기의 굴절률 1.61 이상의 고굴절 올리고머 10 내지 20중량% 및
굴절률 1.57 이상의 고굴절 모노머 25 내지 40중량%가 함유된 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 제공한다.
이때, 상기 고굴절 모노머는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
화학식 2
Figure 112014055853230-pat00002
상기 식에서, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 환이고, a 및 b는 0 내지 20의 정수이나, a 및 b가 동시에 0은 아니고; Ra 및 Rb 중 적어도 어느 하나가 아크릴 관능기를 말단기로 포함하고, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌, 알킬렌옥시알킬렌이고, n은 1 내지 2이다.
상기 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성은 경화 전, 1) 액상의 굴절률이 1.57 이상이고, 2) 점도(25℃)가 1,200 cPs 이하를 충족한다.
또한, 경화 후, 1) 필름의 크로스-컷 100%의 접착력을 충족하고, 2) 경도가 HB 이상을 충족함으로써, 프리즘 시트에 요구되는 물성을 충족한다.
나아가, 본 발명은 상기의 제1실시형태 또는 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 이용하여 성형된 프리즘 시트를 제공한다.
본 발명은 저점도 및 저황변 타입의 고굴절 재료로서, 양 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함한 구조로서, 굴절률 1.61 이상을 충족하는 고굴절 올리고머를 제공함으로써, 이를 함유한 레진 조성물을 이용하여 고휘도의 프리즘 시트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 프리즘 시트의 물성을 최적화하기 위하여, 상기 특징인 고굴절 올리고머에 고굴절 모노머를 최적비율로 배합하여 레진 조성물을 제공함으로써, 프리즘 시트의 물성을 최적화시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 프리즘 시트는 동일 휘도를 구현하기 위해 적용되는 시트의 개수를 줄여 슬림화 및 성능의 향상과 원가 절감에 기여함으로써, 백라이트 유닛에 사용되는 LED 램프의 개수를 줄일 수 있으므로 에너지 절감 효과를 제공한다.
도 1은 경도 측정 시, 연필경도 HB 측정시편에 대한 현미경(×5배) 사진이고,
도 2는 경도 측정 시, 연필경도 H 측정시편에 대한 현미경(×5배) 사진이고,
도 3은 본 발명의 프리즘 시트성형용 조성물의 접착력 실험결과로서, 크로스-컷 100%인 경우의 사진이고,
도 4는 본 발명의 프리즘 시트성형용 조성물의 접착력 실험결과로서, 크로스-컷 70%인 경우의 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 1) 양 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함하고, 2) 굴절률 1.61 이상을 충족하는 고굴절 올리고머를 제공한다.
더욱 구체적으로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 고굴절 올리고머를 제공한다.
화학식 1
Figure 112014055853230-pat00003
상기 식에서, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 환이고, a 및 b는 1 내지 40의 정수이고; Ra 및 Rb는 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함하는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌, 알킬렌옥시알킬렌이고, n은 적어도 2 이상의 정수이다.
이때, 본 발명의 고굴절 올리고머는 우레탄 반응과 에폭시 반응에 의해 합성되나, 저점도 및 저황변을 달성하기 위해서는 우레탄 반응에 의해 수행된다.
이때, 올리고머 합성 시 우레탄 반응에 의해 생성된 우레탄 관능기들과 이소시아네이트로 사용된 구조의 강성에 의해 높은 굴절률과 경도(hardness)를 구현할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, Ar의 방향족 환의 구체적인 일례로는 페닐, 비페닐, 비페닐알킬렌, 나프탈렌, 파이렌, 페릴렌, 올리고비페닐, 안트라센, 페난트렌 및 플루오렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 관능기인 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 플루오렌, 페닐, 비페닐, 나프탈렌, 파이렌을 예시로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 아니할 것이다. 상기 고굴절 올리고머를 함유하는 레진 조성물에 있어서, 경도(hardness)는 방향족 환(Ar)의 백본 구조 및 말단기의 길이에 따라, 제어될 수 있다.
본 발명은 저점도 및 저황변 타입의 고굴절 재료로서, 상기의 고굴절 올리고머를 제공함으로써, 생산성과 제품의 신뢰성을 확보한다.
이때, 본 발명의 고굴절 올리고머가 방향족 환(Ar)의 백본을 가지는 구조로서, 구조상의 굴절률 및 결정성의 특징들을 제어하기 위하여, 방향족 환 구조들의 거리를 조절하여 굴절률의 저하로 발생되지 않도록 설계하거나, 말단의 아크릴 관능기의 수를 제어하거나, 대칭형태의 구조 또는 비대칭형태의 구조로 설계할 수 있다. 더욱 바람직하게는 비대칭형태의 구조일 때 목표하는 저점도 및 방향족 화합물사용으로 인해 수반되는 황변성을 최소화할 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 바람직한 일례를 근거하면, 하기 화학식 1-1 내지 1-3로 표시되는 화합물이며, 이에 한정되지는 아니할 것이다.
화학식 1-1
Figure 112014055853230-pat00004
화학식 1-2
Figure 112014055853230-pat00005
화학식 1-3
Figure 112014055853230-pat00006
본 발명은 이상의 고굴절 올리고머를 함유하는 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 제공한다.
바람직한 제1실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물은 상기 고굴절 올리고머 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 적어도 30중량% 함유한 것이다. 이때, 고굴절 올리고머 함량이 30중량% 미만이면, 굴절률 1.57 미만으로서, 목적하는 굴절률을 달성할 수 없다. 또한, 연필경도 B 수준으로 관찰되고 황변성이 관찰된다.
이에, 상기 함량을 충족하는 제1실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물은 1) 경화 전 액상의 굴절률이 1.57 이상이고,
2) 경화 후 필름의 경도가 HB 이상을 충족한다.
본 발명의 바람직한 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물로서, 상기의 굴절률 1.61 이상의 고굴절 올리고머 10 내지 20중량% 및 굴절률 1.57 이상의 고굴절 모노머 25 내지 40중량%가 함유된 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 제공한다.
상기에서, 고굴절 모노머는 1) 굴절률 1.57 이상, 2) 말단기에 적어도 1개 이상의 아크릴 관능기를 가지는 화합물로서, 구체적으로는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
화학식 2
Figure 112014055853230-pat00007
상기 식에서, Ar은 치환 또는 비치환된 방향족 환이고, a 및 b는 0 내지 20의 정수이나, a 및 b가 동시에 0은 아니고; Ra 및 Rb 중 적어도 어느 하나가 아크릴 관능기를 말단기로 포함하고, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌, 알킬렌옥시알킬렌이고, n은 1 내지 2의 정수이다.
이때, 본 발명의 고굴절 모노머는 자유라디칼에 의해 중합이 가능한 화합물이 사용되며, 방향족기를 가지는 화합물로부터 중합되는 것이다. 상기 Ar의 방향족 환의 구체적인 일례로는 페닐, 비페닐, 비페닐알킬렌, 나프탈렌, 파이렌, 페릴렌, 올리고비페닐, 안트라센, 페난트렌 및 플루오렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 관능기인 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 플루오렌, 페닐, 비페닐, 나프탈렌, 파이렌을 예시로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 아니할 것이다.
이에, 본 발명의 고굴절 모노머는 할로겐 화합물이 배제되어 합성되므로, 환경적인 문제를 해소하고, 할로겐 화합물의 경우, 고온 및 항온항습 신뢰성 평가 이후의 황변에 대한 문제를 최소화할 수 있다.
다만, 본 발명의 방향족기를 가지는 화합물로부터 중합되는 고굴절 모노머의 경우, 구조상 결정형으로 제조되는 점을 염두에 두고, 구조상의 굴절률 및 결정성의 특징들을 제어하기 위하여, 방향족 환 구조들의 거리를 굴절률의 저하가 발생되지 않을 정도로 조절하거나, 아크릴 관능기의 수를 제어하거나, 대칭형태의 구조를 비대칭형태의 구조로 변환시켜 설계하는 방식으로 수행한다.
본 발명의 실시예에 바람직한 일례를 근거하면, 고굴절 모노머는 하기 화학식 2-1 내지 2-3로 표시되는 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니할 것이다.
화학식 2-1
Figure 112014055853230-pat00008
화학식 2-2
Figure 112014055853230-pat00009
화학식 2-3
Figure 112014055853230-pat00010
본 발명의 바람직한 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물에 있어서, 굴절률 1.61 이상의 고굴절 올리고머는 10 내지 20중량%로 함유하고, 굴절률 1.57 이상의 고굴절 모노머 25 내지 40중량%가 함유한다. 이때, 상기 고굴절 올리고머 및 모노머의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 굴절률, 점도 물성이 떨어지고, 특히 접착력 불량을 야기한다.
본 발명의 제1실시형태 및 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물은 주요 원료성분으로서, 고굴절 올리고머 또는 상기에, 고굴절 모노머를 혼합하여 함유하는 특징 이외에, 점도를 조절하기 위한 희석용도로 점도조절제 35 내지 60중량%, 바람직하게는 35 내지 50중량%를 함유할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 o-페닐페놀아크릴레이트(OPPEOA) 또는 페녹시에틸아크릴레이트(POEA)가 사용되고 있으나, 이 기술분야에서 동일목적으로 적용 가능한 공지물질을 사용할 수 있다.
또한, 프리즘의 경도를 구현하기 위한 목적으로 고관능기의 모노머인 경도강화제 15 내지 25중량% 및 공지의 고굴절 올리고머 0 내지 20중량%가 더 함유될 수 있으며, 물성 향상을 위한 목적으로 광개시제 1 내지 5중량%가 함유될 수 있다.
광개시제는 단파장 및 중파장의 개시제의 혼합형태로 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 프리즘 시트성형용 레진 조성물에는 대전방지제 1 내지 2.5중량%가 함유되며, 이때, 대전방지제 함량은 1011의 표면저항치를 구현하는 최적치로 결정된다. 이에, 대전방지제가 1중량% 미만으로 함유되면, 1012의 표면저항치가 달성되는 반면, 2.5중량%를 초과하면, 함량증가에 따른 대전성의 향상정도가 미미하다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 대전방지제 함량은 1.5중량%로 사용되어, 1011의 표면저항치를 구현하며, 이러한 대전성으로 인해 프리즘 시트의 이물불량을 해소할 수 있다.
이외, 실리콘계 이형성 첨가제가 1중량% 미만으로 함유된다.
이상의 본 발명의 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 이용한 물성 측정결과, 경화 전, 1) 액상의 굴절률이 1.57 이상이고, 2) 점도(25℃)가 1,200 cPs 이하를 충족함으로써, 높은 굴절률로 인한 고휘도와 저점도로 인한 생산성을 구현할 수 있다.
또한, 경화 후, 1) 필름의 크로스-컷 100%의 접착력을 충족하고, 2) 경도가 HB 이상을 충족한다.
이에, 크로스-컷 100%의 접착력으로 인한 생산성 향상을 구현하고, 높은 경도로 인해, 스크래치를 막을 수 있으므로, 프리즘 시트 일면 또는 양면에 적층되는 마스트 시크를 제거 가능하므로 단가 절감을 기대할 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기의 제1실시형태 및 제2실시형태의 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 이용한 프리즘 시트를 제공한다.
본 발명의 프리즘 시트는 이상의 프리즘 시트성형용 레진 조성물의 물성에 의해, 동일 휘도를 구현하기 위해 적용되는 시트의 개수를 줄여 슬림화 및 성능의 향상과 원가 절감에 기여함으로써, 백라이트 유닛에 사용되는 LED 램프의 개수를 줄일 수 있으므로 에너지 절감 효과를 제공한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
PART 1. 고굴절 올리고머 및 고굴절 모노머 합성
< 실시예 1> 고굴절 올리고머 합성 1
Figure 112014055853230-pat00011
질소하 분위기에서 250㎖ 반응기에 1,5-나프틸디이소시아네이트(NDI, 1-1) 1.00g(47.56mmol)을 톨루엔 100㎖에 용해시켰다. 이를 40℃로 승온한 후 MEHQ 0.02g, SONGNOX1010 0.02g, DBTDL 0.01g을 더한 후 40℃에서 10분간 교반하였다. 이후, 2-하이드옥시에틸아크릴레이트(2-HEA, 1-2) 11.05g(95.1mmol)을 투입한 후 40℃에서 4시간 반응시켰다. 반응 완료 후 톨루엔을 농축시켜, 이소프로필에테르 100㎖를 투입한 후 1시간 동안 상온 교반한 후 여과하여 목적화합물(1)을 수득하였다[수율 85%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 4.35(s, 8H, -CH2-CH2-), 5.97(d, 2H, CH), 6.21(dd, 2H, CH), 6.34(d, 2H, CH), 7.10∼7.86(m, 6H, ArH), 9.64(s, 2H, NH)].
< 실시예 2> 고굴절 올리고머 합성 2
Figure 112014055853230-pat00012
질소하 분위기에서 250㎖ 반응기에 비스페옥시에탄올플로렌(BPEF, 2-3) 25g(0.04232mol), 1,5-나프틸디이소시아네이트(NDI, 2-1) 14.74g(0.08464mol), 톨루엔 120㎖를 투입하였다. 40℃로 승온한 후, MEHQ 0.01g, SONGNOX1010 0.01g, DBTDL 0.005g을 더한 후 95℃에서 3시간 반응시켰다. 2-하이드옥시에틸아크릴레이트(2-HEA, 2-2) 10.07g(086.7mmol)를 투입한 후 동일 온도에서 2시간 반응시켰다. 반응 완료 후 톨루엔을 농축시키고, 이소프로필에테르 125㎖를 투입한 후 1시간 동안 상온 교반 후 여과하여 목적물(2)을 수득하였다[수율 88%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 2.00(s, 6H, -CH3), 4.11(s, 4H, -CH2-) 4.30(s, 12H, -CH2-), 5.93(d, 2H, CH), 6.19(dd, 2H, CH), 6.33(d, 2H, CH), 7.81∼8.92(m, 24H, ArH), 8.90(s, 2H, NH), 9.66(s, 2H, NH)].
< 실시예 3> 고굴절 올리고머 합성 3
Figure 112014055853230-pat00013
질소하 분위기에서 250㎖ 반응기에 1,5-나프틸디이소시아네이트(NDI, 3-1) 5.0g(23.7mmol)을 톨루엔 70㎖를 투입하였다. 40℃로 승온 후 MEHQ 0.01g, SONGNOX1010 0.01g, DBTDL 0.005g을 더한 후 40℃에서 10분간 교반하였다. 상기 반응액에 4-하이드옥시페닐에틸아크릴레이트(3-2) 10.0g(52.3mmol)을 투입 후 80℃에서 7시간 반응시켰다. 상기 반응 완료 후 상온으로 냉각하고, 1시간 상온 교반 후 여과하여 목적물(3)을 수득하였다[수율 86%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 2.94(t, 4H, -CH2-), 4.32(t, 4H, -CH2O-) 5.92(d, 2H, CH), 6.15(dd, 2H, CH), 6.29(d, 2H, CH), 6.68∼8.06(m, 14H, ArH), 9.21(d, 2H, NH)].
< 실시예 4> 고굴절 모노머 합성 1
Figure 112014055853230-pat00014
단계 1: 9,9- Bis (4- hydroxyphenyl ) fluorene (4-1)의 합성
질소분위기 하에서 500㎖ 반응플라스크에 9-플루오렌(138.7mmol, 25.0g), 페놀 (332.5mmol, 31.29g), 3-머캅토프로피오닉엑시드(13.8mmol, 1.47g)를 투입하고 톨루엔(140.5g)을 첨가하였다. 상기 혼합물에 메탄설포닉엑시드(276.7mmol, 26.6g)를 투입한 후 40℃로 서서히 승온하고, 동일 온도에서 13시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 상온으로 냉각한 후 농축하여 톨루엔을 제거하고, 테트라하이드로퓨란 155.5g을 첨가하여 교반 용해하였다. 용해 확인 후 메틸렌클로라이드 198.7g을 더하고 정제수 150.0g으로 2회 세척하고, 농축하여 용매를 제거하였다. 메탄올 175.0g을 더하고 승온하여 30분간 환류반응하였다. 10℃로 냉각한 후 1시간 동안 교반한 후 여과하고 건조하여 목적화합물, 9,9-비스(4-하이드록시 페닐)플루오렌(4-1)을 수득하였다[수율 85%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 6.50∼6.67(m, 4H, ArH), 6.80∼6.95(m, 4H, ArH), 7.20∼7.41(m, 6H, ArH), 7.84∼7.88(m, 2H, ArH), 9.29(s, 2H, -OH)].
단계 2: 9,9- 비스(4-글리시딜옥시페닐)플루오렌 (4-2)의 합성
질소분위기 하에서 1L 반응플라스크에 톨루엔 209.0g, DMSO 53.0g을 더한 후 40℃로 승온하였다. 한편 다른 반응기에 9-비스[4-(글리시딜옥시)페닐]플루오렌 100.0g(285.3mmol), 에피클로로하이드린 316.87g(3.42mol)을 더하여 용해시킨 용액을 앞선 반응용액에 주입하였다. 또 다른 한편 다른 반응기에 테트라메틸암모늄클로라이드 0.344g(3.1mmol), 정제수 16g, NaOH 22.8g(0.57mol)을 더하여 용해시켰다. 상기 용액을 앞선 반응액에 주입한 후 100℃로 승온 후 1시간 환류 반응하였다. 반응 완료 후 반응액을 40℃로 냉각하고. 헥산 60㎖, 메틸렌클로라이드 300㎖, 1N-HCl 300㎖를 더한 후 교반, 분리하였다. 정제수 250㎖로 2회 세척하고, 유기층을 농축한 후 메탄올 200㎖를 더한 후 12시간 교반하였다. 여과하고 건조하여 목적화합물인 9,9-비스(4-글리시딜옥시페닐)플루오렌(4-2)을 수득하였다[수율 90%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ) 5.01(s, 2H, -OH), 6.61∼7.85(m, 16H, ArH)].
단계 3: 9,9-비스[4-(2,3- 디하이드록시프로판 ) 페닐 ] 플루오렌 (4-3)의 합성
질소분위기 하에서 2L 반응플라스크에 9,9-비스(4-글리시딜옥시페닐)플루오렌(4-2) 100.0g(216.1mmol), 톨루엔 600㎖, 테트라부틸암모늄브로마이드 27.8g(86.2mmol), 페놀 48.7g(517.4mmol)을 더한 후 5시간 동안 환류 반응시켰다. 반응완료 후 상온으로 냉각하고, 정제수 300㎖로 3회 세척하여, 유기층을 농축하여 목적화합물인 9,9-비스[4-(2,3-디하이드록시프로판)페닐]플루오렌(4-3)을 얻는다[수율 70%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ) 4.08(m, 8H, CH2), 4.25(m, 2H, CH), 6.75~7.90(m, 26H, ArH)].
단계 4: 9,9-비스[4-((2- 아크릴레이트 -3- 페녹시 )프로판) 페닐 ] 플루오렌 (4)의 합성
질소분위기 하에서 딘-스탁 장비를 설치한 250㎖ 반응기에 9,9-비스[4-(2,3-디하이드록시프로판)페닐]플루오렌(3b) 10g(15.3mmol), 벤젠 100g, 아세틱엑시드 8.85g(122.9mmol), 메탄설포닉엑시드 2.93g(30.6mmol)을 더한 후 12시간 환류 반응시켰다. 반응 완료 후 상온으로 냉각하고, 포화된 소듐비카보네이트 용액(100g)으로 2회 세척한 후 정제수 100㎖로 2회 세척하였다. 이후 유기층을 농축하여 목적화합물 9,9-비스[4-((2-아크릴레이트-3-페녹시)프로판)페닐]플루오렌(4)을 수득하였다[수율 70%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ) 4.17(m, 8H, CH2), 5.41(m, 2H, CH), 5.85(d, 1H, CH), 6.10(q, 1H, CH), 6.35(d, 1H, CH), 6.68∼7.83(m, 26H, ArH)].
< 실시예 5> 고굴절 모노머 합성 2
Figure 112014055853230-pat00015
단계 1: 9,9-비스[(4- 옥시에탄올 ) 페닐 ] 플루오렌 (5-2)의 합성
질소분위기 하에서 3L 반응기에 상기 실시예 4의 단계 1에서 얻어진 비스(4-하이드록시 페닐)플루오렌(4-1) 100.0g(285.3mmol), DMF 500㎖, 에틸렌카보네이트 52.7g(599.0mmol), KF 1g을 더한 후 4시간 환류 반응시켰다. 반응 완료 후 상온으로 냉각하고 정제수 1L를 더하고 20분 교반하였다. 메틸렌클로라이드 1L를 더한 후, 30분 교반하고, 유기층을 분리하였다. 정제수 1L로 4회 세척하고, 유기층을 농축하여 목적물을 수득하였다[수율 75%, 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 3.65(m, 4H, CH2), 3.90(m, 4H, CH2), 4.80 (m, 2H, -OH), 6.80∼7.01(m, 8H, ArH), 7.30∼7.91(m, 8H, ArH)].
단계 2: 9,9-Bis[(4- 옥시에틸아크릴레이트 ) 페닐 ] 플루오렌 (5) 합성
질소분위기 하에서 딘-스탁 장비를 설치한 2 L 반응용기에, 상기 단계에서 얻어진 9,9-비스[(4-옥시에탄올)페닐]플루오렌(2a) 80.0g(182.0 mmol), 벤젠 800㎖, 아크릴산 27.6g(383.0mmol), 메탄설포닉엑시드 8.2g(182.0mmol)을 더한 후 12시간 환류 반응시켰다. 반응 완료 후 상온으로 냉각하고, 포화된 소듐비카보네이트 용액 400g으로 2회 세척 후 정제수 400㎖로 4회 세척하였다. 유기층에 활성탄 40g, Na2SO4 10g을 투입한 후 4시간 교반하여 셀라이트를 이용하여 여과하고, 농축하여 원하는 목적화합물인 9,9-Bis[(4-옥시에틸아크릴레이트)페닐]플루오렌(5)을 수득하였다[수율 65%, 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 4.16(m, 4H, CH2), 4.40(m, 4H, CH2), 5.91(d, 2H, CH), 6.18(q, 2H, CH), 6.29(d, 2H, CH) 6.83∼7.02(m, 8H, ArH), 7.29∼7.91(m, 8H, ArH)].
< 실시예 6> 고굴절 모노머 합성 3
Figure 112014055853230-pat00016
단계 1: 4- 하이드록시벤질 에틸아크릴레이트 (6) 합성
질소분위기 하에서 딘-스탁 장비를 설치한 500㎖ 반응기에 4-하이드록시벤질에탄올(6-1) 10.0g(36.1mmol), 벤젠 100g, 아세틱엑시드 2.86g(39.7mmol), 메탄설포닉엑시드 3.46g(36.1mmol)를 더한 후 12시간 환류 반응시켰다. 반응 완료 후 상온으로 냉각하고, 포화된 소듐비카보네이트 용액 100g으로 2회 세척 후 정제수 100㎖으로 2회 세척하고, 유기층을 농축하여 목적화합물인 4-하이드록시벤질 에틸아크릴레이트(6-2)을 수득하였다[수율 70%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ) 2.76∼2.80(t, 2H, -CH2-), 4.19∼4.22(m, 2H,-CH2-), 5.91(d, 1H, CH), 6.15(q, 1H, CH), 6.25(d, 1H, CH), 6.65∼7.03(m, 4H, ArH), 9.21(s, 1H, -OH)].
단계 2: 4-(2- 메틸나프틸 - 옥시 )벤질) 에틸아크릴레이트 (6) 합성
질소하 분위기에서 500㎖ 반응기에 2-클로로메틸나프탈렌 36.76g(476.5mmol), 포타슘카보네이트, DMF 367.6g, 상기 단계 1에서 수득된 4-하이드록시벤질 에틸아크릴레이트(6-2) 46.01g(767.3mmol), KI 0.69g(9.6mmol)을 더하고, 반응액을 40℃로 승온한 후 3시간 동안 반응시켰다. 반응 완료 후 상온으로 냉각하고, 포화된 소듐비카보네이트 용액 100g으로 2회 세척 후 정제수 100㎖로 2회 세척하였다. 이후 유기층을 농축하여 목적물인 4-(2-메틸나프틸-옥시)벤질)에틸아크릴레이트(6)를 수득하였다[수율 80%. 1H-NMR (DMSO-d 6 , δ), 2.83(m, 2H, -CH2-), 4.27(m, 2H,-CH2-), 5.49(d, 2H, -CH2-), 5.90(d, 1H, CH), 6.12(q, 1H, CH), 6.26(d, 1H, CH), 7.01∼7.19(dd, 4H, ArH), 7.49∼8.07(m, 7H, ArH)].
< 실험예 1> 굴절률 측정
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 올리고머 및 실시에 4 내지 6에서 제조된 모노머에 대하여, 상온 25℃에서 아베(ABBE) 굴절계로 굴절률을 측정하여 표 1에 나타내었다.
Figure 112014055853230-pat00017
상기 결과로부터, 실시예 1 내지 3에서 제조된 올리고머 모두의 경우, 굴절률이 고굴절 1.61 이상으로 확인되었으며, 특히 실시예 2 및 3에서 제조된 올리고머는 다소 점도가 높게 나타났으나 모두 선명한 오일 상태로서 적용하기에 바람직하다.
또한, 실시에 4 내지 6에서 제조된 모노머 역시 굴절률 1.60 이상의 고굴절률을 충족하였다.
PART 2. 프리즘 시트성형용 레진 조성물
< 실시예 7∼11> 고굴절 올리고머를 함유한 프리즘 시트성형용 조성물 제조
상기 실시예 2 및 3에서 제조된 올리고머 단독 또는 그 혼합형태를 원료성분으로 선정하고, 하기 표 2에서 제시된 배합에 의해 프리즘 시트성형용 조성물을 제조하였다.
Figure 112014055853230-pat00018
< 실시예 11∼12> 고굴절 올리고머 및 모노머를 함유한 프리즘 시트성형용 조성물 제조
상기 실시예 2∼3에서 제조된 올리고머 및 실시예 4∼6에서 제조된 모노머를 원료성분으로 선정하고, 하기 표 3에서 제시된 배합에 의해 프리즘 시트성형용 조성물을 제조하였다.
Figure 112014055853230-pat00019
< 실험예 2> 고굴절 올리고머를 함유한 프리즘 시트성형용 조성물의 물성평가
상기 표 2의 배합으로 제조된 실시예 7∼11 및 비교예 2∼5의 프리즘 시트성형용 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 4에 기재하였다.
1. 표면저항 측정
표면저항은 표면저항 측정장비(HIOKI사의 SM-8220)로 측정하였고, 측정 조건은 상온 25℃에서 1,000V 전압에서 수행하여, 표면저항치(Ω/□)를 측정하였다.
2. 굴절률 및 점도 측정
굴절률은 상온 25℃에서 ABBE 굴절계로 측정하였고, 점도는 상온 25℃에서 브룩필드(Brookfield)사의 점도계(LVDV II+ type)를 이용하여 측정하였다.
3. 경도측정
경도(Hardness)에 대한 평가는 연필경도 측정기를 사용하여 평가하였고, 무게추의 무게 750g을 기준으로 프리즘의 TD 방향으로 5회 측정 후 지우개로 연필의 자국을 지우는 방식으로 측정하였다. 이때, 좀 더 정확하게 평가를 하기 위해서 측정 시편을 현미경으로 확인하여 프리즘의 산이 깨지는 정도를 정확하게 확인하였다.
4. △E*ab 및 황변 (△YI) 지수 측정
신뢰성 평가는 신뢰성 평가 장비(Q-Lab사의 QUV tester)를 사용하여, 50℃ 온도에서 UV A 램프 1.0J 조건으로 2시간 후 50℃ 온도에서 humi. 100% 상태로 2시간을 1 사이클로 7일(168시간)동안 평가 진행한 후 초기값 대비 변화수치인 △E*ab와 황변 (△YI)를 측정하였다.
이하의 표 4에는 신뢰성 평가 이후 △E*ab와 황변 (△YI)의 평가 결과를 나타내었다.
Figure 112014055853230-pat00020
굴절률측정결과, 비교예 2 내지 5 에서 제조된 프리즘 시트성형용 조성물은 고굴절 올리고머 함량을 20중량% 및 15중량%를 사용한 경우로서, 목표하는 굴절률 1.57을 달성되지 못한 반면, 고굴절 올리고머 함량을 30중량%로 함유시켜 제조된 실시예들의 조성물은 1.57 이상의 굴절률을 확인하였다. 이상으로부터, 목표하는 굴절률에 달성하기 위한 고굴절 올리고머의 바람직한 함량을 도출하였다.
또한, 굴절률이 낮은 비교예 2 내지 5에서 제조된 프리즘 시트성형용 조성물의 경우, 고굴절 올리고머의 함량이 줄어들어 상대적으로 점도가 낮아진 결과를 확인하였다.
경도(Hardness) 측정결과, 프리즘 시트성형용 조성물에 있어서, 전반적으로 높은 경도수준을 확인하였다.
고굴절 올리고머의 구조에 따라 경도 결과에 영향을 미치는데, 실시예 2의 올리고머의 백본은 플루오렌인 반면에, 실시예 3의 올리고머는 나프탈렌 구조를 메인 백본으로 합성되므로, 상대적으로 높은 경도 결과를 보였다. 또한, 올리고머의 말단기 구조에 있어서, 실시예 3의 올리고머가 실시예 2의 경우보다 말단기 길이가 짧아, 경화시 경화밀도 및 폴리머 체인이 짧게 형성되므로 높은 경도를 확인하였다.
신뢰성 평가 이후 황변성 경향이 확인되었으나, △E*ab 값은 10.0 이하 수준을 충족하였다.
< 실험예 3> 고굴절 올리고머 및 모노머를 함유한 프리즘 시트성형용 조성물의 물성평가
상기 표 3의 배합으로 제조된 실시예 12∼13 및 비교예 6∼9의 프리즘 시트성형용 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 5에 기재하였다.
Figure 112014055853230-pat00021
상기 표 5의 결과에서 확인되는 바와 같이, 고굴절 올리고머 및 모노머를 함유한 프리즘 시트성형용 조성물 모두 굴절률 1.57 이상을 확인함으로써, 프리즘 시트의 최적 휘도를 구현할 수 요건을 충족하였고, 대전방지성이 1011Ω/□ 이하의 값을 유지하므로, 프리즘 시트의 이물불량문제를 해결할 수 있다.
점도의 경우, 실시예 12∼13의 프리즘 시트성형용 조성물은 1,200 이하의 낮은 점도를 보인 반면에, 비교예 6∼9의 조성물은 그 이상의 점도를 보이고, 특히 비교예 7과 9의 경우는 1,500cPs를 초과하는 값을 보였다.
따라서, 상기 특히 높은 점도를 가지는 비교예 6∼9의 조성물을 제외하고, 경도를 측정한 결과, 모두 HB 수준의 연필경도를 확인하였다.
도 1은 경도 측정 시, 연필경도 HB 측정시편과 도 2는 경도 측정 시, 연필경도 H 측정시편에 대한 현미경(×5배) 사진으로서, 연필경도 HB의 현미경사진은 지우개를 지운 후 프리즘 산의 무너짐이나 깨짐이 없는 것이 확인되는 반면 연필경도 H의 경우는 프리즘 산이 깨지거나 무너진 것을 확인할 수 있다.
이에, 본 발명의 프리즘 시트성형용 조성물의 연필경도가 HB로 확인되는바, 지우개를 지운 후 프리즘 산의 무너짐이나 깨짐이 없는 상태임을 뒷받침한다.
본 발명의 프리즘 시트성형용 조성물에 대한 접착력 평가는 프리즘시트에서 가장 범용적으로 사용하고 있는 에스케이씨사와 코오롱사의 광학용 PET 필름을 사용하여 진행하였다. 이때의 광학용 PET 필름의 프라이머면은 우레탄 프라이머면에 적용하여 진행하였고, 접착의 평가방식은 크로스-컷(cross cut)으로 평가하였다.
크로스-컷(cross cut) 평가방법을 구체적으로 설명하면, 측정하려는 도막판에 예리한 칼이나 크로스커터를 수직으로 등 간격 평행선 1mm 간격으로 11개를 그리고 여기에 교차하게 등 간격 평행선 11개를 그려 정방형 100개(10×10)를 만든다. 그 후 접착 테이프를 정방형 100개 위에 붙인 다음 테이프를 띠어내는 방식으로 수행하며, 이때 떨어지지 않은 개수를 평가 결과로 기재하였다.
그 결과, 실시예 12∼13의 프리즘 시트성형용 조성물은 크로스-컷(cross cut) 100/100의 값을 구현하므로, 우수한 접착력을 보였다.
반면에, 크로스-컷(cross cut) 수치가 낮은 비교예 6, 7, 8 및 9의 조성물은 실시예 4의 고굴절 모노머를 포함한 경우이며, 특히, 상기 실시예 4의 모노머를 과량 함유한 비교예 9의 프리즘 시트성형용 조성물은 접착력이 현저히 저하되었다.
도 3은 본 발명의 프리즘 시트성형용 조성물의 접착력 실험결과로서, 크로스-컷 100%의 경우의 사진이고, 도 4는 크로스-컷 70%의 경우의 사진을 제시한다.
또한, 실시예 12∼13의 프리즘 시트성형용 조성물에 대한 헤이즈 및 광투과율의 측정결과, 0.5% 이하의 헤이즈와 95% 이상의 광투과율을 보였으며, 신뢰성 평가 이후 △E*ab와 황변 (△YI)의 평가 결과에서도 우수한 신뢰성과 내황변성을 확인하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 양 말단에 아크릴 관능기를 포함하고 분자 구조 내 우레탄 관능기가 적어도 2개 이상 포함하고, 굴절률 1.61 이상을 충족하는 저점도 및 저황변 타입의 고굴절 올리고머를 제공하였다.
본 발명은 고굴절 올리고머의 백본 구조와 말단기의 관능기 수와 ƒˆ이를 제어함으로써, 프리즘 시트의 휘도를 최적화하는 1.57 이상의 굴절률을 달성하도록 설계할 수 있다.
이에, 본 발명은 이상의 굴절률 1.61 이상을 충족하는 고굴절 올리고머를 함유하거나, 상기 고굴절 올리고머와 고굴절 모노머의 배합비율을 최적화한 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 제공하였다.
이상의 프리즘 시트성형용 레진 조성물을 이용함으로써, 경화전 액상의 고굴절률과 저점도를 구현하고, 투명성과 내황변성의 양호할 뿐 아니라, 경화후 우수한 접착력과 경도를 구현함으로써, 프리즘 시트에 요구되는 물성을 충족할 수 있다.
따라서, 본 발명의 프리즘 시트는 동일 휘도를 구현하기 위해 적용되는 시트의 개수를 줄여 슬림화 및 성능의 향상과 원가 절감에 기여함으로써, 백라이트 유닛에 사용되는 LED 램프의 개수를 줄일 수 있으므로 에너지 절감 효과를 제공한다.
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.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 포함한 굴절률 1.64 이상의 고굴절 올리고머가 적어도 30중량% 함유된 프리즘 시트성형용 레진 조성물:
    Figure 112016102911218-pat00031

    상기에서, R1 및 R2가 페닐이고, 상기 R1 및 R2에 탄소수 1 내지 20의 알킬렌 또는 알킬렌옥시알킬렌(X1 및 X2)이 결합되면서 우레탄 관능기(U)와 링커되고 양 말단에 아크릴 관능기(X3 및 X4)를 포함한다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조성물이
    1) 경화 전 액상의 굴절률이 1.57 이상이고,
    2) 경화 후 필름의 경도가 연필경도 HB 이상을 충족하는 프리즘 시트성형용 레진 조성물.
  7. 제5항의 굴절률 1.64 이상의 고굴절 올리고머 10 내지 20중량% 및
    굴절률 1.57 이상의 고굴절 모노머 25 내지 40중량%가 함유되되,
    상기 고굴절 모노머가 하기 화학식 2-1 내지 2-3으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트성형용 레진 조성물.
    화학식 2-1
    Figure 112016102911218-pat00032

    화학식 2-2
    Figure 112016102911218-pat00033

    화학식 2-3
    Figure 112016102911218-pat00034
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서, 상기 조성물이 경화 전,
    1) 액상의 굴절률이 1.57 이상이고,
    2) 점도(25℃)가 1,200 cPs 이하를 충족하는 프리즘 시트성형용 레진 조성물.
  11. 제7항에 있어서, 상기 조성물이 경화 후,
    1) 필름의 크로스-컷 100%의 접착력을 충족하고
    2) 경도가 연필경도 HB 이상인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트성형용 레진 조성물.
  12. 제5항 또는 제7항의 프리즘 시트성형용 레진 조성물로 성형된 프리즘 시트.
KR1020140072788A 2014-06-16 2014-06-16 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트 KR101716647B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140072788A KR101716647B1 (ko) 2014-06-16 2014-06-16 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140072788A KR101716647B1 (ko) 2014-06-16 2014-06-16 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150144105A KR20150144105A (ko) 2015-12-24
KR101716647B1 true KR101716647B1 (ko) 2017-03-15

Family

ID=55084166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140072788A KR101716647B1 (ko) 2014-06-16 2014-06-16 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101716647B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115974658A (zh) * 2023-01-05 2023-04-18 濮阳市盛通聚源新材料有限公司 由碳酸乙烯酯合成双醚芴的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101219891B1 (ko) * 2008-06-27 2013-01-08 코오롱인더스트리 주식회사 광학시트
KR20130042393A (ko) * 2011-10-18 2013-04-26 동우 화인켐 주식회사 광경화 수지 조성물 및 이를 이용한 프리즘 시트

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150144105A (ko) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8022126B2 (en) Encapsulating resin composition and light-emitting device
KR101864631B1 (ko) 라디칼 중합성 조성물, 경화물 및 플라스틱 렌즈
JP5696890B2 (ja) 光学材料用高屈折組成物、及びその硬化物
KR101864632B1 (ko) 라디칼 중합성 조성물, 경화물 및 플라스틱 렌즈
TWI488910B (zh) 光硬化性樹脂組成物、使用其的光學膜的製造方法及含有其的光學膜
KR101692343B1 (ko) 고굴절 모노머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트
KR20050021910A (ko) 굴절률이 높은 자외선-경화성 단량체 및 이들로부터제조된 코팅 조성물
CN102532423A (zh) 各向异性光扩散膜用组合物及各向异性光扩散膜
JP2018104691A (ja) 高耐熱性ポリカーボネート樹脂及び成形体
CN102532430A (zh) 各向异性光扩散膜用组合物及各向异性光扩散膜
TWI526709B (zh) 光學膜以及包括該光學膜的光學顯示裝置
CN108779313B (zh) 固化性组合物及光学构件
US20130148330A1 (en) Optical film, backlight unit including the same, and optical display apparatus including the same
KR101706826B1 (ko) 고굴절률 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR101296200B1 (ko) 광학필름용 고굴절 자외선 경화형 수지 조성물
KR101194553B1 (ko) 광경화 수지 조성물 이를 이용한 프리즘 시트, 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치
KR101716647B1 (ko) 고굴절 올리고머, 그를 함유한 프리즘 시트성형용 레진 조성물 및 그를 이용한 프리즘 시트
KR101254325B1 (ko) 페닐티오기를 함유하는 아크릴레이트 화합물 및 그의 제조방법
KR20100069205A (ko) 광경화 수지 조성물, 이로부터 제조된 프리즘 필름, 백라이트 유닛 및 액정표시소자
JP2013112744A (ja) （メタ）アクリル酸誘導体、組成物およびその硬化物
KR101760170B1 (ko) 신규 플루오렌기 함유 (메트)아크릴계 화합물, 이를 포함하는 경화성 조성물, 이로부터 형성된 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR101051287B1 (ko) 광중합형 올리고머, 상기 올리고머를 포함하는 광중합형 수지 조성물 및 광섬유
KR20100070110A (ko) (메타)아크릴레이트 화합물, 이를 포함하는 광경화 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 광학소자
KR20100053275A (ko) 광경화 수지 조성물, 이를 이용한 프리즘 시트, 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치
KR102016512B1 (ko) 이중 경화에 적합한 아크릴계 점착 조성물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 점착 필름 및 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 4