KR102042302B1 - 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102042302B1
KR102042302B1 KR1020150136866A KR20150136866A KR102042302B1 KR 102042302 B1 KR102042302 B1 KR 102042302B1 KR 1020150136866 A KR1020150136866 A KR 1020150136866A KR 20150136866 A KR20150136866 A KR 20150136866A KR 102042302 B1 KR102042302 B1 KR 102042302B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diisocyanate
polyurethane film
display
polyol
film
Prior art date
Application number
KR1020150136866A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170037366A (ko
Inventor
이종원
최현
유흥식
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150136866A priority Critical patent/KR102042302B1/ko
Priority to PCT/KR2016/010598 priority patent/WO2017052236A1/ko
Priority to CN201680041246.0A priority patent/CN107849268B/zh
Priority to JP2018501222A priority patent/JP6707623B2/ja
Priority to US15/738,985 priority patent/US10414888B2/en
Publication of KR20170037366A publication Critical patent/KR20170037366A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102042302B1 publication Critical patent/KR102042302B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
    • C08G18/4241—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols from dicarboxylic acids and dialcohols in combination with polycarboxylic acids and/or polyhydroxy compounds which are at least trifunctional
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/7806—Nitrogen containing -N-C=0 groups
    • C08G18/7818—Nitrogen containing -N-C=0 groups containing ureum or ureum derivative groups
    • C08G18/7837—Nitrogen containing -N-C=0 groups containing ureum or ureum derivative groups containing allophanate groups
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • G06F1/1643—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being associated to a digitizer, e.g. laptops that can be used as penpads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

본 발명은 고유전율 및 저모듈러스 특성을 가지는, 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N인 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법{POLYURETHANE FILM FOR DISPLAY AND THE MANUFACTURING METHOD THEREBY}
본 발명은 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고유전율 및 저모듈러스 특성을 가지는 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이(display)에 대한 사용자의 직관적인 사용을 위해 터치 스크린(touch screen) 기술이 적용된 디스플레이가 널리 사용되고 있으며, 최근에는 단순히 화면을 터치하여 조작하는 터치스크린을 넘어서, 사용자에게 새로운 사용자 경험을 위하여 터치 스크린에 햅틱 피드백을 부여하는 햅틱 기능이 발전하였다. 여기서 햅틱은 사용자에게 촉각과 힘, 운동감 등을 느끼게 하는 기술이다.
일반적으로 햅틱 기술은 터치 입력이 가능한 디스플레이에 전기적 신호를 진동과 같은 기계적 에너지로 변환함으로써 구현될 수 있으므로, 전기활성이 우수한 투명 햅틱 필름 개발이 요구되고 있다.
이러한 전기 활성을 가지는 필름의 재료로서 다양한 전기활성 폴리머들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전압에 의한 상전이를 통한 부피 변화를 이용한 Piezoelectric 방식을 사용하는 PVDF 등의 고분자, 또는 유전체의 charging에 의해 수직방향으로 수축 팽창을 하는 Dielectric 방식을 사용하는 우레탄 등의 고분자가 있다.
이러한 햅틱 디스플레이용 필름은 디스플레이 용이기 때문에 기본적으로 투과도 및 haze 특성이 우수 하여야 하는데, 상기 Piezoelectric 방식을 사용하는 PVDF 필름의 경우 poling 후 결정성에 의한 haze의 문제가 발생한다는 근본적인 특징의 문제가 있다.
따라서, 유전체의 charging에 의해 수직방향으로 수축 팽창을 하는 Dielectric 방식을 사용하여 유전율, 모듈러스, 광학특성이 우수한 고분자 필름을 개발하여 햅틱 디스플레이에 적용하는 것이 필요한 실정이다.
KR 2014-0145707 A
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자,
본 발명은 유전율 및 모듈러스 특성의 개선을 통하여 전기 활성을 극대화할 수 있는 디스플레이용 폴리우레탄 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N인 디스플레이용 폴리우레탄 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 폴리올(Polyol)과 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)를 혼합하여, 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N인 폴리우레탄 필름을 제조하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름에 따르면,
폴리우레탄 필름의 유전율 및 모듈러스 특성이 개선되어 전기 활성을 극대화하여 햅틱 성능을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 투과도 및 haze 특성이 우수하여 디스플레이에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 유전 탄성체의 특성을 나타내는 모식도이다.
이하 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 디스플레이에 사용하기 위한 필름의 재질로서 폴리우레탄을 사용한다.
이러한 폴리우레탄 필름을 사용할 경우, 다른 재질의 필름을 사용하는 경우에 비해 기본적인 탄성을 가지면서도, 높은 유전율을 가질 수 있으며, 일반적으로 투명성이 매우 우수하다는 장점이 있다.
상기 폴리우레탄 필름은, 탄성과 유전성을 모두 갖는 유전성 탄성체(Dielectric Elastomer)의 특성을 갖는 필름으로서, 도 1에서와 같이 나타낼 수 있으며, 이러한 유전성 탄성체의 변형율(strain)을 구하기 위한 식은 하기 식 1로 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure 112015094007909-pat00001
sz = 변형율(strain)
εr = 유전율(dielectric constant)
ε0 = 진공 유전율
V = 전압(voltage)
Y = 탄성 모듈러스(Elastic Modulus)
본 발명은 상기와 같은 유전성 탄성체의 변형율을 조절하여 전기 활성을 극대화하기 위하여, 유전율(εr) 및 모듈러스(Y, stress변화/strain변화의 비율; 단위 N/mm2)의 특성을 개선하는 것을 특징으로 한다.
상기에서와 같이, 본 발명은 높은 유전율 및 낮은 모듈러스, 즉 e/Y의 값이 최적화된 유전성 탄성체를 개발하는 것으로, 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 3 내지 10 mm2/N일 수 있다. 상기 유전율/탄성계수의 값이 2 mm2/N 미만이면 햅틱 특성을 충분히 구현하기가 어렵다는 문제가 있고, 15 mm2/N 초과이면 폴리우레탄의 탄성계수가 매우 낮거나, 가교 밀도가 낮을 수 있기 때문에 폴리 우레탄 필름이 쉽게 찢어지거나 너무 잘 늘어나는 문제가 있다. 이에 반하여, 상기 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N를 만족하게 되면, haze와 투과율과 같은 광학특성이 우수해질 뿐만 아니라, 진동가속도의 증가로 인하여 뛰어난 햅틱 특성을 가질 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 광학특성 haze 값이 2% 이하일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 광학특성 haze 값이 1% 이하일 수 있다. 상기 광학특성 haze 값이 2% 초과이면 디스플레이 용으로 사용할 수 없는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 우레탄 결합 몰수가 1.7×10-3 (mol/g)이하일 수 있다. 상기 우레탄 결합 몰수가 1.7×10-3 (mol/g) 초과이면 가교 밀도가 높아지고, 필름의 탄성계수가 커지기 때문에 햅틱 특성을 나타내는 유전율/탄성계수 값이 작아지는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 상기와 같이 높은 유전율 및 낮은 모듈러스, 광학특성 및 우레탄 결합 몰수를 가지기 때문에 햅틱 디스플레이에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 디스플레이용 폴리우레탄 필름을 제조하기 위하여,
폴리올(Polyol)과 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)를 혼합하여, 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N인 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있다.
상기 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조는, 예를 들어 하기와 같은 반응식 1과같은 우레탄 반응을 통하여 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112015094007909-pat00002

본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조는 상기 반응식 1과 같이, 폴리올(polyol)과 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 우레탄 반응을 통해 다양한 조합이 가능하며, 폴리올(polyol) 또는 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 특성에 따라 다양한 특성의 우레탄 수지를 제조할 수 있다는 장점이 있다.
상기와 같은 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조에 있어서, 상기 폴리올은 우레탄 수지를 제조하는데 사용하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리아크릴 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올디올로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조에 있어서, 상기 폴리올은 50 내지 300 g/mol의 OH 당량(equivalent weight)으로 혼합될 수 있다. 상기 폴리올의 OH 당량이 50g/mol 미만이면 필름의 가교 밀도가 높아지고, 탄성계수 값이 높아지는 문제가 있고, 300g/mol 초과이면 필름 내의 우레탄 결합 몰수가 적어져서 유전율 값이 낮아지고, 가교 밀도가 낮아져 필름의 강도가 약해짐에 따라서, 잘 찢어지게 되는 문제가 있다.
상기와 같은 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트은 우레탄 수지를 제조하는데 사용하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3- 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-두롤 디이소시아네이트(DDI), 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 및 나프틸렌-1,5-이소시아네이트(NDI)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트는 200 내지 500 g/mol의 NCO 당량(equivalent weight)으로 혼합될 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트의 NCO 당량이 200g/mol 미만이면 필름의 가교 밀도가 높아지고, 탄성계수 값이 높아지는 문제가 있고, 500g/mol 초과이면 필름 내의 우레탄 결합 몰수가 적어져서 유전율 값이 낮아지고, 가교 밀도가 낮아져 필름의 강도가 약해짐에 따라서, 잘 찢어지게 되는 문제가 있다.
본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 3 내지 10 mm2/N일 수 있다. 상기 유전율/탄성계수의 값이 2 mm2/N 미만이면 햅틱 특성을 충분히 구현하기가 어렵다는 문제가 있고, 15 mm2/N 초과이면 폴리우레탄의 탄성계수가 매우 낮거나, 가교 밀도가 낮을 수 있기 때문에 폴리 우레탄 필름이 쉽게 찢어지거나 너무 잘 늘어나는 문제가 있다. 이에 반하여, 상기 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N를 만족하게 되면, haze와 투과율과 같은 광학특성이 우수해질 뿐만 아니라, 진동가속도의 증가로 인하여 뛰어난 햅틱 특성을 가질 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 광학특성 haze 값이 2% 이하일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 광학특성 haze 값이 1% 이하일 수 있다. 상기 광학특성 haze 값이 2% 초과이면 디스플레이 용으로 사용할 수 없는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 우레탄 결합 몰수가 1.7×10-3 (mol/g)이하일 수 있다. 상기 우레탄 결합 몰수가 1.7×10-3 (mol/g) 초과이면 가교 밀도가 높아지고, 필름의 탄성계수가 커지기 때문에 햅틱 특성을 나타내는 유전율/탄성계수 값이 작아지는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 디스플레이용 폴리우레탄 필름은 상기와 같이 높은 유전율 및 낮은 모듈러스, 광학특성 및 우레탄 결합 몰수를 가지기 때문에 햅틱 디스플레이에 사용할 수 있다.
한편, 상기 디스플레이용 폴리우레탄 필름 제조방법에 있어서, 앞서 살펴본 디스플레이용 폴리우레탄 필름과 중복되는 구성에 대한 설명은 동일하다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
우레탄 필름의 제조
하기 표 1에서와 같이, 폴리올 및 폴리이소시아네이트를 각각 하기 당량(equivalent weight)비로 혼합한 후, 0.01%의 촉매 DBTDL(Dibutyltin dilaurate)을 추가하여 균일하게 혼합하였다. 이 후, 바코팅 방법을 이용하여 glass 기재에 코팅하고, 100 ℃ 에서 3시간 동안 처리한 후, glass로부터 분리하여 80㎛ 두께의 우레탄 필름을 얻었다.
Polyol Poly
isocyanate		 EQUIVALENT WEIGHT (g/mol)
OH (Polyol) NCO (Polyisocyanate)
실시예 1 A-1 B-1 214 390.6
실시예 2 A-1 B-2 214 200
실시예 3 A-2 B-1 110 390.6
비교예 1 PDMS
비교예 2 A-3 B-3 397.5 180
비교예 3 A-1 B-3 214 180
A-1: Desmophen_VPLS_2328 (Bayer)
A-2: Desmophen_VPLS_2249/1 (Bayer)
A-3: Desmophen_1300BA (Bayer)
B-1: MF-K60X (Asahi KASE)
B-2: Desmodur XP 2580 (Bayer)
B-3: Desmodur N 3900 (Bayer)
실험예
물성의 측정
상기 제조된 우레탄 필름에 대하여, 각각 유전율, 모듈러스, 광학 특성 및 햅틱 특성을 하기와 같이 측정하였다.
1. 유전율
2 cm* 2cm 면적으로 필름의 양면에 Pt를 증착한 후 1kHz 에서 Capacitance 를 측정하고, 두께와 면적을 이용하여 유전율(F/m)을 구하였다.
2. 모듈러스
UTM 기기(Zwick Roell社의 Z010 UTM 기기)를 이용하여 stress/strain을 측정을 통해 모듈러스 값을 구하였다.
3. 광학 특성
Haze meter COH 400 (Nippon Denshoku 社)를 이용하여 헤이즈(haze)와 투과율(transmittance)을 측정하였다.
4. 햅틱(haptic) 특성
햅택 특성을 측정하기 위하여, 필름 양면에 인가한 전압하에서 필름의 떨림을 진동가속도로 나타내어 측정하였다.
80um의 두께로 제조된 필름의 양면에 ITO 증착 PET 필름을 부착하고 전압 (1.5kV~-1.5kV)을 인가한 후, 이 때의 필름의 떨림을 진동 측정장치로 측정하였다.
Bond density* 유전율 모듈러스
(Pa)		 e/Y
(mm2/N)		 광학특성 진동가속도(G)
Haze (%) 투과율(%)
실시예 1 1.65*10-3 18.9 2.1 9.0 0.2 96 0.200
실시예 2 2.44*10-3 10.6 2.6 4.08 0.3 95 0.145
실시예 3 2.00*10-3 11.4 4.9 2.33 0.3 96 0.126
비교예 1 2.9 1.9 1.53 0.2 95 0.120
비교예 2 1.73*10-3 4 11 0.36 5 88 진동 X
비교예 3 2.54*10-3 9.3 7.8 1.19 0.3 96 0.116
* Bond density: 우레탄 결합 몰수 (mol/g)
상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라서 제조된 실시예 1 내지 실시예 3의 폴리우레탄 필름은 유전율/모듈러스의 비율이 2 내지 15 mm2/N로 조절됨에 따라서, 헤이즈 및 투과율의 광학 특성이 뛰어나기 때문에 디스플레이용으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 햅틱 특성(진동 가속도)이 뛰어나기 때문에 햅틱용 디스플레이로 사용할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 이에 비하여, 비교예 1 내지 3의 폴리우레탄 필름은 광학 특성 및 햅틱 특성이 떨어지기 때문에, 햅틱 또는 디스플레이용 필름으로 사용하기에 충분하지 않은 것을 알 수 있었다.

Claims (12)

  1. 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N인 디스플레이용 폴리우레탄 필름이고,
    상기 폴리우레탄 필름의 우레탄 결합 몰수가 1.7×10-3 (mol/g)이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리우레탄 필름의 광학특성 haze 값이 2% 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리우레탄 필름은 햅틱 디스플레이용 고유전 탄성 투명 필름에 사용되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름.
  5. 폴리올(Polyol)과 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)를 혼합하여, 유전율 (dielectric constant)/탄성계수 (Elastic Modulus)의 값이 2 내지 15 mm2/N인 폴리우레탄 필름을 제조하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법이고,
    상기 폴리우레탄 필름의 우레탄 결합 몰수가 1.7×10-3 (mol/g)이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리올은 50 내지 300 g/mol의 OH 당량(equivalent weight)으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리이소시아네이트는 200 내지 500 g/mol의 NCO 당량(equivalent weight)으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리우레탄 필름의 광학특성 haze 값이 2% 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리올은 폴리에틸렌글리콜 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리아크릴 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올디올로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리이소시아네이트는 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3- 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-두롤 디이소시아네이트(DDI), 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 및 나프틸렌-1,5-이소시아네이트(NDI)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
  12. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리우레탄 필름은 햅틱 디스플레이용 고유전 탄성 투명 필름에 사용되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
KR1020150136866A 2015-09-25 2015-09-25 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법 KR102042302B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150136866A KR102042302B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법
PCT/KR2016/010598 WO2017052236A1 (ko) 2015-09-25 2016-09-22 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법
CN201680041246.0A CN107849268B (zh) 2015-09-25 2016-09-22 用于显示器的聚氨酯膜及其生产方法
JP2018501222A JP6707623B2 (ja) 2015-09-25 2016-09-22 ディスプレイ用ポリウレタンフィルムおよびその製造方法
US15/738,985 US10414888B2 (en) 2015-09-25 2016-09-22 Polyurethane film for displays, and method for producing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150136866A KR102042302B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170037366A KR20170037366A (ko) 2017-04-04
KR102042302B1 true KR102042302B1 (ko) 2019-11-07

Family

ID=58386352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150136866A KR102042302B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10414888B2 (ko)
JP (1) JP6707623B2 (ko)
KR (1) KR102042302B1 (ko)
CN (1) CN107849268B (ko)
WO (1) WO2017052236A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102042873B1 (ko) * 2015-09-25 2019-11-08 주식회사 엘지화학 디스플레이용 pdms-폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251030A (ja) 2011-06-01 2012-12-20 Toray Advanced Film Co Ltd 粘着シート、表面保護層付き静電容量式タッチパネルおよび表示装置
JP2013541310A (ja) 2010-08-09 2013-11-07 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ポリウレタンポリマーとポリエステルおよび／またはポリカーボネートを含む電気機械変換器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19920367A1 (de) * 1999-05-04 2000-11-16 Bayer Ag Aliphatische, sinterfähige thermoplastische Polyurethanformmassen mit verbesserten Eigenschaften
KR20060072072A (ko) * 2004-12-22 2006-06-27 닛토덴코 가부시키가이샤 방현성 하드 코팅 필름 및 그의 제조 방법
EP2182559A1 (de) * 2008-10-30 2010-05-05 Bayer MaterialScience AG Energiewandler auf Basis von Polyurethan-Lösungen
KR101048319B1 (ko) 2009-08-06 2011-07-14 주식회사 한산스틸플러스 변성 실리콘-우레탄 수지, 그로부터 제조된 코팅 조성물 및 이의 코팅 기재
JP2013249460A (ja) * 2012-06-04 2013-12-12 Nitto Denko Corp 高誘電性エラストマーフィルム又はシート
WO2014001272A1 (de) * 2012-06-27 2014-01-03 Bayer Materialscience Ag Dielektrischer polyurethan film
CN103146179B (zh) * 2013-04-01 2015-02-25 北京化工大学 一种低模量高介电常数的聚氨酯弹性体分子复合材料及其制备方法
KR102056277B1 (ko) 2013-06-14 2019-12-16 엘지디스플레이 주식회사 햅틱 터치 스크린
KR102143352B1 (ko) 2013-12-13 2020-08-11 엘지디스플레이 주식회사 햅틱 일체형 터치스크린, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치
KR102042873B1 (ko) * 2015-09-25 2019-11-08 주식회사 엘지화학 디스플레이용 pdms-폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013541310A (ja) 2010-08-09 2013-11-07 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング ポリウレタンポリマーとポリエステルおよび／またはポリカーボネートを含む電気機械変換器
JP2012251030A (ja) 2011-06-01 2012-12-20 Toray Advanced Film Co Ltd 粘着シート、表面保護層付き静電容量式タッチパネルおよび表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018523720A (ja) 2018-08-23
CN107849268B (zh) 2021-04-09
JP6707623B2 (ja) 2020-06-10
US20180179351A1 (en) 2018-06-28
CN107849268A (zh) 2018-03-27
KR20170037366A (ko) 2017-04-04
US10414888B2 (en) 2019-09-17
WO2017052236A1 (ko) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102042873B1 (ko) 디스플레이용 pdms-폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법
AU2011288545B2 (en) Electromechanical transducer comprising a polyurethane polymer with polyester and/or polycarbonate units
US20150321908A1 (en) Dielectric polyurethane film
US8941284B2 (en) Electromagnetic converter with a polymer element based on a mixture of polyisocyanate and isocyanate-functional prepolymer and a compound with at least two isocyanate reactive hydroxyl groups
KR101676985B1 (ko) 고분자 액츄에이터
US9914287B2 (en) Adhesion promoter for adhesive composites composed of plastic and of a polyisocyanate polyaddition product
KR20150049446A (ko) 친환경 폴리우레탄 수지 조성물 및 이를 이용한 폴리우레탄 성형체
KR102042302B1 (ko) 디스플레이용 폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법
JP2023093444A (ja) 電磁放射線に対する透過性が良好なポリウレタン
JP6334091B2 (ja) エラストマー及びトランスデューサ素子
KR20090082153A (ko) 열가소성 폴리우레탄 및 그의 용도
CN115537170A (zh) 蓄电元件包装材用聚氨基甲酸酯粘接剂、蓄电元件用包装材、蓄电元件用容器及蓄电元件
TW201343699A (zh) 包含具有聚酯單元及／或聚碳酸酯單元之聚胺基甲酸酯之機電轉換器
JP2014100046A (ja) 高分子アクチュエータ
WO2011083584A1 (ja) 三次元架橋ポリウレタン、その製造方法、及びこれを用いた成形体
JP2000273139A (ja) キーパッド
KR20160135926A (ko) 하이브리드 바이오 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법
JP2000283244A (ja) 動力伝達用ベルト

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right