KR102108327B1 - 유-무기 결합 초분자 매트릭스 조성물, 이를 이용하여 제조된 방열필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

유-무기 결합 초분자 매트릭스 조성물, 이를 이용하여 제조된 방열필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 방열소재용 유무기-액정 결합 초분자 매트릭스 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속과의 복합체를 형성할 수 있는 액정 단량체를 이용하여, 열 전도성이 우수한 유무기-액정 결합 초분자 매트릭스 조성물. 이를 이용하여 제조된 방열필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유-무기 결합 초분자 매트릭스 조성물, 이를 이용하여 제조된 방열필름 및 이의 제조방법{organic-inorganic complexed supramolecular networks, a heat dissipating film using the same and manufacturing method thereof}
본 발명은 기능성 방열소재용 유-무기 결합 초분자 매트릭스 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무기원소와의 복합체를 형성할 수 있는 액정 단량체를 이용하여, 열 전도성이 우수한 유-무기 결합 초분자 매트릭스 조성물. 이를 이용하여 제조된 방열필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자제품의 초소형화와 고기능화에 대한 수요가 증가하게 되면서, 이에 따라 반도체의 고집적화에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어져 왔다.
이러한 발전의 결과로 인해 소자의 열 밀도가 제품 소자의 최대 조작온도를 초과한 온도로 급격히 높아짐에 따라, 오히려 제품의 기능과 효율이 저하되는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 예를 들어 기존의 알루미늄이나 구리를 압출 성형하여 표면적을 극대화시키는 기하학적인 방열 설계, 방열 구조체의 흑화처리를 통한 방사효율을 증대시키는 방법, 공기와 냉각수를 이용해 열을 배출하는 공/수냉식 장치 부착 등의 방법들이 있으나, 이들은 모두 부식, 무거운 중량, 다양한 형태로의 성형 제한, 열원과의 접합 어려움 등과 같은 문제점을 지니고 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 최근 여러 국가 및 기업에서는 전자제품 및 방열이 필요한 기기로부터 열을 효과적으로 배출하기 위한 방열물질을 개발하는데 힘쓰고 있다.
현재 사용되고 있는 방열물질들은 PDP장치, 고효율LED, 태양전지, 반도체 메모리와 같은 소형 전자기기의 열 배출에 사용되고 있다. 기존에는 금속과 같은 무기물을 이용하여 열 배출을 위한 방열물질들이 대다수였지만, 부식문제, 무거운 중량, 다양한 형태로의 성형제한 열원과의 접합문제로 인해, 고분자 물질에 충전제를 첨가함으로써 열전도성을 부여한 방열물질들이 대세를 이루고 있다.
대표적으로 금속을 고분자복합재료에 첨가해 열전도도와 기계적 강도를 증가시키는 방법, 알루미나 혹은 실리카와 같은 세라믹 무기입자를 필러로 첨가해 세라믹에서의 포논격자진동에 의해 열 이동이 가능하게 된 고분자물질을 만드는 방법 등이 있다.
그러나 무기 필러를 첨가한 고분자물질의 경우, 무기 필러와 고분자 매트릭스간의 계면 탈착 문제로 인해, 높은 충진율에도 불구하고 낮은 열전도 특성을 나타내는 문제점이 존재한다. 따라서 상술한 문제점을 해결하기 위해서는 고분자 수지 자체의 열전도도를 향상시킴과 동시에, 상기 고분자 수지와 전도성 물질과의 계면 친화도 개선해야만 할 것이다.
게다가 현재까지 개발된 유기물은 낮은 열전도도와 열 저항을 갖고 있어, 이로 인해 결점 제어에 한계를 가지고, 낮은 부피 분율로 함유될 때 효과적인 열전도 유지가 어렵다는 문제 등이 여전히 남아 있다.
상술한 문제점을 해결하여, 유기물이 갖고 있는 강점들(경량화, 손쉬운 가공, 형태의 다양성, 저비용)을 최대한 활용할 수 있으면서, 소자의 열을 효과적으로 배출하도록 하는 방열물질을 개발하고자 노력한 바, 본 발명을 완성하기에 이르렀으며, 개발된 방열물질은 소자의 열을 효율적으로 방출하는 방열소재로 사용이 가능하므로 여러 산업기기의 신뢰도에 많은 기여를 할 뿐만 아니라, 기기의 효율적 에너지 사용과 수명연장을 가능하게 할 것이다. 나아가 이방성 열전도제어를 통해 원하는 방향으로만 열을 배출시키는 시스템이 구축되면 전자제품산업, 군사산업, 항공우주산업에 상당한 파급효과를 불러일으킬 수 있을 것이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0132943호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무기 필러와 우수한 계면 친화도를 가지면서, 포논전도유도와 열전도도가 향상된 유무기-액정 결합 초분자 매트릭스 및 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 유무기-액정 결합 초분자 매트릭스 조성물을 이용하여 제조됨으로써, 우수한 열전전도와 기계적 특성을 갖는 방열필름 및 이를 대량 생산할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 이루기 위하여,
ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물;
ⅱ) 하기 구조식 1 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 중합관능기;
ⅲ) 하기 구조식 2 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 무기원소착염; 및
ⅳ) 중합 개시제;로 구성된 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물:
[구조식 1]
Figure 112018029312662-pat00001
[구조식 2]
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본 발명은 다른 목적을 이루기 위하여, 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용해 제조된 방열필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 또 다른 목적을 이루기 위하여, Ⅰ) 기판 상에 제1항에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 코팅하는 단계; 및 Ⅱ) 상기 코팅된 조성물을 경화하는 단계;를 포함하는 방열필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은, 액정이 될 수 있는 화합물과 무기원소 이온을 포함하는 무기원소착염 및 중합관능기를 함유함으로써, 종래 방열물질이 갖고 있던 열전도도 및 배향 특성에서의 문제점을 개선할 수 있다.
아울러, 상술한 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 무기 필러와의 계면 친화도가 현저히 향상되었기 때문에, 무기 필러를 첨가하여 방열필름을 제조함에 따라 열전도도가 2 배 내지 3 배 이상 향상되는 장점을 갖는다.
또한 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 간편한 방법으로 방열필름 또는 액정 섬유를 제작할 수 있기 때문에 생산성도 매우 우수하다.
본 발명의 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물, 이를 이용한 방열필름, 방열섬유는 액정 디바이스, 디스플레이, 광학 부품 등의 다양한 부재에 활용할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용하여 제조된 필름에 있어서, 이방성 방열 회로의 다양한 예를 나타낸 사시도이다.
도 2b는 유무기-액정 초분자 조성물을 이용하여 제조된 필름에 있어서, 마이크로 패턴의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 6으로부터 제조된 방열필름의 단면을 SEM(주사전자 현미경)으로 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 6으로부터 제조된 방열필름을 편광현미경으로 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 6으로부터 제조된 방열필름의 열전도도를 측정하여 나타내는 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4(필러함량이 0인 지점) 및 실시예 7 내지 10으로부터 제조된 방열필름(Expanded Graphite)과, 실시예 11 내지 14로부터 제조된 필러함유 방열필름(Boron Nitride)의 열전도도를 측정하여 나타내는 결과 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4(필러함량이 0인 지점) 및 실시예 7 내지 10으로부터 제조된 방열필름(Expanded Graphite)과, 실시예 11 내지 14로부터 제조된 필러함유 방열필름(Boron Nitride)을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 제조예 10으로부터 제조된 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물의 NMR 구조분석 결과이다.
도 9는 본 발명의 제조예 11로부터 제조된 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물의 NMR 구조분석 결과이다.
도 10은 실시예 15로부터 제조된 방열필름의 촬영한 사진이다.
도 11은 실시예 16으로부터 제조된 방열필름의 촬영한 사진이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
일반적으로 고분자 재료는 자체적으로 열전도도가 낮기 때문에, 이를 보완하고 방열소재로 활용하기 위해서, 높은 열전도도를 갖는 금속 필러를 첨가한 복합체 형태로 제조하여, 사용되어 왔다. 그러나 금속 필러와 고분자 재료는 친화성이 좋지 않아, 이들의 계면이 조밀하게 형성되지 못하고, 균열이 발생하게 되는 문제점이 존재했다.
이러한 계면 상의 공극은 상기 복합체에 있어서 열전도의 주체인 포논전도를 방해하게 되어, 결국 균일하고 높은 열전도 특성을 얻을 수 없게 만든다.
따라서 본 출원인은 상기 필러, 바람직하게는 무기 필러에 대해 친화성이 우수한 새로운 고분자 재료를 얻고자 노력한 바, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 일 측면은
ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물;
ⅱ) 하기 구조식 1 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 중합관능기;
ⅲ) 하기 구조식 2 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 무기원소착염; 및
ⅳ) 중합개시제;로 구성된다.
[구조식 1]
Figure 112018029312662-pat00031
[구조식 2]
Figure 112018029312662-pat00032
Figure 112018029312662-pat00033
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상기 구조식에서
상기 M은 Au, Ag, Pt, Al, Cu, Ni, Zn, Fe, Pd, Co, Cd, Pb, Ru 및 Os로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속원자 또는 금속이온이거나, B, Si, Ge, N, P, As, Sb, O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 무기원소 또는 무기원소 이온일 수 있다.
즉, ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물;과 ⅱ) 상기 구조식 1 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 중합관능기; ⅲ) 상기 구조식 2 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 무기원소착염과 상호작용하여, 새로운 유무기-액정 초분자 매트릭스를 생성하고, 상기 새로운 유무기-액정 초분자 매트릭스는 자기조립되어 정렬된 격자구조를 형성하는데, 상기 조성물을 경화할 경우에 있어서, 상기 새로운 격자 구조를 이루는 각각의 분자 응집체 간 결합이 형성되어, 이로 인해 포논전도유도와 높은 열전도도 특성을 갖게 된다.
아울러 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스는 무기 필러와의 우수한 계면 친화성을 가지고 있기 때문에, 무기 필러를 첨가하여 방열필름 또는 방열섬유를 제조하더라도 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스와 무기 필러 간에 계면 탈착 문제가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 열전도도가 종래 방열물질과 무기 필러를 혼합하여 제조할 때 보다 현저히 상승되는 큰 장점을 갖는다.
본 발명의 기술적 구성을 중심으로 구체적으로 살펴보도록 한다.
(ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물.
반응기(C)에 의해 관능화된 봉상형 또는 판상형의 액정화합물로, 이는 도 1에서 -D- 또는 -R- 부분이다.
여기서 본 발명에 사용된 "봉상형의 액정화합물"은 열전도 통로로 사용될 수 있는 봉상(rod) 형태의 액정 화합물이라면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 액정상을 갖는 벤젠형 고리를 함유한 화합물일 수 있고, 더욱 바람직하게는 하기 구조식 3으로 표시되는 것들 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
[구조식 3]
Figure 112018029312662-pat00061
또한 본 발명에 사용되는 "판상형의 액정화합물"은 열전도 통로로 사용될 수 있는 판상(disc) 형태의 액정 화합물이라면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 액정상을 갖는 벤젠형 고리를 함유한 화합물일 수 있고, 더욱 바람직하게는 하기 구조식 4로 표시되는 것들 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
[구조식 4]
Figure 112018029312662-pat00062
Figure 112018029312662-pat00063
즉, 상기 ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물은 상기 봉상형 또는 판상형의 액정화합물이 상기 반응기(C)에 의해 관능화된 것을 사용하고, 다시 말해 상기 봉상형 또는 판상형의 액정화합물에 어느 하나 이상의 상기 반응기(C)가 결합된 것이라 할 수 있다.
상기 액정화합물에 1 내지 30 개 이상의 상기 반응기(C)가 결합되어 있는 것 일 수 있다.
상기 반응기(C)는 상기 봉상형 또는 판상형의 액정화합물의 방향족 고리에 직접적으로 접해있는 것으로, 상기 봉상형 또는 판상형의 액정화합물의 사슬을 연장하여, 후술하는 중합관능기와 결합되어 견고한 결합을 형성할 수 있도록 하는 반응기(C)라면 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 비치환된 탄소수 1 내지 30개의 선형알킬기, 알킬렌기, 알콕시기, 알케닐기, 플루오르 알킬렌기, 에테르기, 플루오르 에테르기 및 실록산기이거나, 탄소 또는 수소원자가 산소, 황, 질소, 불소원자 및 시아나이드기로 치환된 탄소수 1 내지 30개의 선형알킬기, 알킬렌기, 알콕시기, 알케닐기, 플루오르 알킬렌기, 에테르기, 플루오르 에테르기 및 실록산기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
또한, 상기 반응기와 상기 봉상형 또는 판상형의 액정화합물은 단결합 또는 -O-, -COO-, -OCO-, -NH-CH2O-, -CH=CH-, -N=N- 및 -N=CH= 중에서 선택되는 어느 하나로 결합될 수 있다.
여기서 상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물은 반응기를 갖는 동시에, 액정 특성을 나타내는 반응성 메조겐(reactive mesogen)으로, 특정 온도 및 농도에서 분자 간에 상호작용을 통해 응집하여 하나의 도메인 형태로 쌓이는 특성을 갖는다.
또한, 상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물은 규칙적인 원자배열로 인해 포논전도를 용이하게 하는 역할을 하며, 하나의 열전도 매개체 역할을 수행한다.
상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물은 [구조식 5] 또는 [구조식 6] 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직한데, 이의 경우 완전한 열 이방성 특성을 나타내는 효과를 갖는다.
[구조식 5]
Figure 112018029312662-pat00064
[구조식 6]
Figure 112018029312662-pat00065
(ⅱ) 중합관능기
본 발명에서는 상기 결합되어 형성된 액정 화합물들이 적층 배향된 상태에서 중합을 주행함으로써, 분자들 간의 강한 결합을 유도하여, 액정화합물 간의 강한 응집력과 표면 경도를 얻도록 하기 위해, 상기 중합관능기를 사용하였다.
다시 말해, 상기 반응기로 관능화된 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 중합관능기가 서로 견고한 결합을 형성함으로써, 유방성 액정으로서 적층된 분자 응집체 간의 견고한 결합을 형성하도록 한다.
본 발명에서 사용된 "중합관능기"란, 상기 반응기로 관능화된 봉상형 또는 판상형의 액정화합물 간의 강한 결합을 유도하여, 중합할 수 있는 작용기를 갖는 것이라면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 하기 구조식 1로 표시되는 중합관능기 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
[구조식 1]
Figure 112018029312662-pat00066
바람직하게 액정 화합물들 간에 가장 강한 결합을 형성하기 위해서는 상기 중합관능기는 상기 구조식 1에서
Figure 112018029312662-pat00067
인 것이 가장 바람직하다.
상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 ⅱ) 중합관능기가 결합하여, 중합관능기로 관능화된 액정화합물을 형성하며, 상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물은 하기 도 1a, 도 1b에서 ??F-D-F-, -F-R-F- 부분으로 표시된다.
상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물은 구체적으로 하기 화학식 1 내지 9로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018029312662-pat00068
[화학식 2]
Figure 112018029312662-pat00069
[화학식 3]
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[화학식 4]
Figure 112018029312662-pat00071
[화학식 5]
Figure 112018029312662-pat00072
[화학식 6]
Figure 112018029312662-pat00073
[화학식 7]
Figure 112018029312662-pat00074
[화학식 8]
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[화학식 9]
Figure 112018029312662-pat00076
상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 ⅱ) 중합관능기가 결합되어 형성된 중합관능기로 관능화된 액정화합물은 액적성을 가지고 있고, 벤젠링의 파이-파이(π-π) 상호작용으로 자기조립 능력이 우수하다는 장점을 갖는다.
상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물은 중량평균 분자량이 100 내지 10,000 g/mol 일 수 있다.
본 발명에 따른 일구현예에 따르면 상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 ⅱ) 중합관능기가 결합하여, 형성된 중합관능기로 관능화된 액정화합물은 '하기 구조식 8 중에서 선택되는 어느 하나로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물'로도 표현될 수도 있다.
[구조식 8]
Figure 112018029312662-pat00077
상기 구조식 8에서
상기 R1, R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30 개의 선형 알킬기, 탄소수 1 내지 30 개의 알콕시기, 탄소수 2 내지 20 개의 아케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
(ⅲ) 무기원소착염(또는 '유무기결합유도체'라고도 한다)
상기 무기원소착염은 적어도 둘 이상의 유기리간드와 상기 유기리간드 가운데(코어)에 금속이온, 금속원자, 무기원소 또는 무기원소 이온이 존재하는 화합물로, 통상적으로 금속이온, 금속원자, 무기원소 또는 무기원소 이온을 포함하는 착염이면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 하기 구조식 2로 표시되는 것 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
[구조식 2]
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Figure 112018029312662-pat00079
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Figure 112018029312662-pat00105
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상기 구조식에서
상기 M은 Au, Ag, Pt, Al, Cu, Ni, Zn, Fe, Pd, Co, Cd, Pb, Ru 및 Os로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속원자 또는 금속이온이거나, B, Si, Ge, N, P, As, Sb, O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 무기원소 또는 무기원소 이온일 수 있다.
상기 (ⅲ)의 무기원소착염은 상기 (ⅰ)의 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 (ⅱ)의 중합관능기가 결합하여 형성된 중합관능기로 관능화된 액정화합물에 직접 결합되거나, 상기 중합관능기에 결합되어, 무기 필러와 혼합할 경우 무기 필러와의 계면 결함 또는 계면 공극이 발생하지 않도록 한다.
상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 상기 ⅲ) 무기원소착염의 혼합 중량비는 1 : 0.25 내지 1 : 10, 바람직하게는 1 : 4 내지 1 : 10일 수 있다. 만약 상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 상기 ⅲ) 무기원소착염의 혼합 중량비가 1 : 0.25 미만이거나 1: 10을 초과할 경우, 유무기-액정 초분자 매트릭스의 결정구조가 균일하게 형성되지 못해, 무기 필러와의 혼합에 있어서 열전도도 상승효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 결합은 단결합 또는 -O-, -COO-, -OCO-, -NH-CH2O-, -CH=CH-, -N=N- 및 -N=CH= 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
(ⅲ) 팽창흑연
일반적으로 흑연은 층상구조 특성으로 인해 층간에 원자나 작은 분자를 삽입할 수 있다. 층간에 황화합물, 질소화합물과 같은 화학품을 삽입(intercalation)한 후에 열을 가하면 수십 내지 수백 배로 팽창하게 되는데, 이와 같이 제조된 흑연을 특히 팽창흑연(expanded graphite)이라고 한다.
상기 팽창흑연은 층을 이루는 면에 대하여 수직한 방향으로 단열성이 우수한 특성을 가지고있어, 본 발명과 같이 액정화합물과 물리적으로 결합하여 복합체를 형성할 경우, 방열성이 현저히 증가하는 장점을 가지고 있다.
본 발명에서 사용되는 팽창흑연은 결정 구조에 대해 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게 팽창흑연(expanded graphite)으로, 벌레 모양을 갖는 통상의 팽창흑연(worm-like expanded graphite)에 비하여 팽창 정도(팽창율)가 낮아, 벌집 모양 입자 형태의 구조를 갖는 것을 사용할 수 있다. 상기 벌집 모양 입자 형태는 하나 이상의 층간 접합 부위, 및 하나 이상의 층간 팽창 부위를 포함하는 적층형 층상 구조를 의미하는 것으로, 구체적으로, 상기 층간 접합 부위의 층간 거리는 0.4 nm　이하, 예를 들면 0.10 내지 0.35　nm일 수 있고, 상기 층간 팽창 부위의 최대 층간 거리는 30　내지 60　㎛, 예를 들면 40　내지 50 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 팽창흑연은 흑연면 방향의 평균 길이가　100 내지 450 ㎛, 예를 들면 130 내지 420　㎛일 수 있다.
이러한 상기 ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 ⅱ) 중합관능기는 서로 결합하여 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 상기 팽창흑연은 서로 결함함에 있어서, 물리적 결합을 통해 복합체 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
(ⅳ) 중합 개시제
본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은, 상기 (ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)과 아울러, 배향 후에 중합이 용이하게 이루어지도록 광개시제, 열개시제 등의 중합개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 자외선 등에 의하여 조성물을 광 중합시키는 경우에 사용되며, 구체적으로 디에톡시아세트페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-하이드록시사이클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르핀(4-티오메틸페닐) 프로판-1-온 등의 아세트페논류, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐아황산, 4-벤조일-N, N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸] 벤젠메타나미늄블로미드, (4-벤조일벤질) 트리메틸암모늄클로라이드 등의 벤조페논류, 2, 4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-디클로로티옥산톤 등의 티옥산톤류, 2, 4, 6-트리메틸벤조일디페닐벤조일옥사이드 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또, 촉진제(증감제)로서, N, N-디메틸파라톨루이진, 4, 4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아민계 화합물 및 3,6-디옥사-1,8-옥탄디티올(3,6-Dioxa-1,8-octanedithiol)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 열 개시제는 디아실퍼옥시드류, 퍼옥시케탈류, 케톤 퍼옥시드류, 히드로퍼옥시드류, 디알킬퍼옥시드류, 퍼옥시에스테르류 및 퍼옥시디카르보네이트류 등의 유기 과산화물 유리 라디칼 개시제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 라우로일 퍼옥시드, 벤조일 퍼옥시드, 시클로헥사논 퍼옥시드, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 t-부틸히드로퍼옥시드 등을 언급할 수 있다. 다르게는, 퍼설페이트/비설파이트의 조합을 사용할 수 있다.
상기 중합 개시제의 함량은 전체 조성물 100 중량%를 기준으로 1 내지 80 중량%일 수 있으나, 바람직하게는 5 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량%일 수 있다. 편리성을 위해 중량부로 나타낼 수 있으며, 상기 중합 개시제의 함량은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 4 중량부로 포함될 수 있으나, 바람직하게는 0.05 내지 0.2 중량부일 수 있다. 만약 상기 중합 개시제의 함량이 0.05 중량부 보다 작으면 중합 효과를 얻기 어렵고, 0.2 중량부를 초과하면 과량의 중합 개시제로 인해, 정제성이 현저히 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
이때의 전체 조성물이란 상기 ⅰ), ⅱ), ⅲ) 성분을 포함하는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 의미한다.
(ⅴ) 용매
본 발명에 사용되는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 경에 따라 점도 조절을 위해 유기용매, 물 등의 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 용매로는 물 또는 유기용매일 수 있고, 상기 유기용매는 알콜계, 아세테이트계, 에테르계, 글리콜계, 케톤계 및 카보네이트계 등의 유기용매나 디메틸포름알데히드, 디메틸술폭사이드, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드 등의 비양성자성 극성 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있는데, 바람직하게는 디메틸포름알데히드 또는 메탄올을 단독 또는 혼합하여 사용한 것일 수 있다.
상기 용매는 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 80 중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면은 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용해 제조된 방열필름에 관한 것으로, 상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 이방성 방열 특성을 갖는 것을 특징으로 하며, 열전도도가 현저히 우수할 뿐만 아니라, 금속 필러에 대한 계면 친화도가 매우 우수하다.
본 발명에 따른 방열필름은 플렉서블한 특징을 갖는다.
상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물로 제조된 방열필름은, 후술하는 실험예를 통해 이방성 열 특성을 가지고 있는 것을 확인하였다.
상기 ⅰ), ⅱ) 및 ⅲ)의 성분들이 중합되어 형성된 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스는, 배향 방향에 따라 열전도도 특성을 확인하였고, 그 결과에 따르면 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스를 이용한 방열필름 또는 섬유는 기존에 문헌상으로 보고된 어떤 유기필름 또는 섬유보다 높은 열전도도 수치가 확인되었다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스의 결정구조를 하기 도 1a, 1b에 나타내었다. 이때, ⅲ)의 성분으로 팽창흑연이 적용된 조성물로 방열필름 또는 섬유를 제조할 경우, 상기 ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 ⅱ) 중합관능기는 서로 결합하여 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 상기 팽창흑연 서로 간에 물리적 결합을 통해 연결된, 복합체로 형성되기 때문에, 이의 결정구조에 대해서는 미도시하였다. 그럼에도 불구하고 이의 구조를 도 1에 적용하자면 ⅲ) 무기원소착염의 위치에 상기 ⅲ) 팽창흑연(EG)이 위치하는 것으로 표기할 수도 있다. 예컨대 -F-R-F-EG 또는 -F-R-F-EG-F-R-F-, -F-D-F-EG 또는 -F-D-F-EG-F-D-F-일 수 있다.
도 1a에서 F는 중합관능기이고, R은 반응기(C)로 관능화된, 봉상형의 액정화합물이며, X-M-X는 금속 혹은 무기원소와 리간드로 구성된 무기원소착염이다.
도 1b에서 F는 중합관능기이고, D은 반응기(C)로 관능화된, 판상형의 액정화합물이며, X-M-X는 금속 혹은 무기원소와 리간드로 구성된 무기원소착염이다.
상기 방열필름의 방열 기능을 더욱 향상시키기 위해, 열전도성 필러를 더 포함할 수 있는데, 예컨대 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물에 필러를 혼합하고, 이를 기판 상에 도포하여 제조되는 것일 수 있다.
이때, 상기 필러 함량을 상기 방열필름 전체 조성물 중에서 30 중량% 이상의 고함량으로 함유하도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 이와 같이 고함량으로 함유하더라도 필러의 분산 문제와 필러들 간의 응집이나 접촉 불량 등의 문제점을 완화할 수 있으며, 상기 고분자 물질과 필러 간의 계면 결함, 공극도 발생하지 않으며, 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성 등의 제반 물성이 크게 향상된 플렉서블 방열필름을 얻을 수 있다.
상기 필러는 열전도도가 우수한 것이라면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 금속 필러, 카본 필러 또는 무기 필러일 수 있다. 상기 카본 필러의 경우 고함량으로 방열필름에 포함될 경우, 우수한 분산성을 갖도록 제조되는 것이 어려우나, 본 발명의 유무기-액정 초분자 매트릭스는 필러와의 친화성이 우수하여 상술한 문제점을 해결하고 있다.
금속 필러의 경우, 고분자 물질들과 친화성이 좋지 않아, 필러와 고분자 간에 공극 또는 결함이 발생하여 열전도도와 같은 특징이 오히려 저하되는 문제점이 있으나, 이 역시 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스와의 사용을 통해 해결하였다.
상기 카본 필러는 탄소나노튜브(CNT), 카본블랙, 그라파이트, 흑연분말, 카본섬유 또는 팽창흑연 등이 될 수 있고, 금속 필러로는 금, 은, 백금, 구리, 납, 텅스텐, 동, 아연, 몰리브덴, 주석, 티탄, 인바(Invar), 코바(Kovar) 또는 알루미늄 분말 등이 될 수 있으며, 여러 필러를 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 무기 필러는 블랙 세라믹계 무기물, 0.75∼25μm의 파장(열 에너지)을 방출시키는 고 방사 무기물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 블랙 세리믹계 무기물은 BN(Boron Nitride), B2O3, BaO, ZnO, TiO, CuO, NiO, MnO2, Cr2O3 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이상일 수 있다. 이들은 둘 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 필러는 방열필름의 열전도도를 높이는 목적으로 사용되는 것이므로, 상기 방열필름의 열전도도를 감소시키지 않는 범위로 사용되는 것이 바람직하다.
상기 필러의 입자 형태, 입자 크기 및 첨가량과 같은 인자들로 인해, 방열필름의 열전도도 스펙이 달라지므로, 가장 최적화된 조건의 필러를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 예컨대 상기 필러의 형태로는 구형, 로드형, 플레이트 중에서 구형일 수 있고, 상기 필러의 크기는 구형인 경우 50 ㎚ 내지 50 ㎛이며, 로드형이나 플레이크형의 경우 길이가 600 ㎚ 내지 10000 ㎚인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 필러의 함량은 상기 방열필름을 구성하는 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 10 내지 50 중량부일 수 있고, 바람직하게는 11 내지 30 중량부일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 다음 단계를 포함하는 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용하여 방열필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Ⅰ) 기판 상에 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 코팅하는 단계; 및
Ⅱ) 상기 코팅된 조성물을 경화하는 단계.
본 발명에서 사용되는 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 기판 상에 도포된 후, 경화되어 고체상의 필름으로 형성되는데, 형성된 방열필름은 기계적 특성뿐만 아니라 열전도도도 매우 우수하여, 방열 소재로 활용할 수 있다.
ⅰ) 단계
우선, 기판 상에 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 코팅한다. 이때, 상기 코팅은 스핀코팅(Spin Coating), 딥코팅(Dip coating), 플로우 코팅(Flow coating), 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) 및 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방식을 사용할 수 있다.
ⅰ-1) 단계
상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 기판 상에 코팅한 다음, Ⅰ-1) 상기 코팅된 조성물의 액정상이 특정방향으로 배향되도록 하는 단계;를 더 포함할 수 있는데, 이는 상기 코팅된 유무기-액정 매트릭스 조성물에서의 내부 분자들이 특정한 방향(원하는 방향)으로 정렬되도록 배향함으로써, 열적 이방성을 나타내도록 하는 것이다.
또한, 상기 단계를 통해 유무기-액정 매트릭스 조성물에서의 내부 분자들의 배향방향을 따라서, 금속이온 또는 금속 원자들도 정렬구조를 형성하게 된다.
이러한 유무기-액정 초분자 매트릭스의 내부 분자들을 특정한 배향방향으로 정렬시킴으로써 균일한 열 통로의 분산과 열의 흐름방향을 원하는 방향으로 제어할 수 있다.
이때, 방향성이란, 예를 들면 일정한 방향으로 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스의 분자들이 배열되는 것을 말한다. 상세히 말하면 일반적으로 외부에서 공급된 열이 고분자 내에서 이동한다고 가정할 경우, 열 저항체인 상기 고분자는 열을 전달할 수 있는 매개체가 없으므로, 고분자 내에서 이동하는 열은 대부분 손실된다. 하지만 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스는 상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물이 열을 전달할 수 있는 매개체가 되어 열이 외부로 이동할 수 있게 하는 것이다. 게다가 상기 조성물에 열전도도가 현저히 우수한 금속 필러를 더 포함할 경우, 외부에서 공급된 열을 더 효과적으로 외부로 방출할 수 있게 되는 것이다.
상기 배향방법으로는 강한 자기장을 이용하거나, 배향막을 이용하거나, 전단력을 이용하는 등의 공지의 다양한 방법들이 있으나, 본 발명에서는 강한 자기장을 이용하여 배향하는 것이 가장 바람직하다.
왜냐하면 본 발명과 다른 종류의 액정 화합물을 사용할 경우, 자기장이 인가되면 자기장 방향으로 분자의 장축이 배열되지 못하는데 반해, 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스는 분자의 장축이 자기장 인가 방향을 따라 정확히 정렬되는 특성을 가지게 되므로, 원하는 방향으로 정렬되도록 제조되기 때문이다.
기존의 배향방법으로는 전단응력을 가하거나 전기장을 가하는 방법이 있는데, 이 방법들은 두꺼운 샘플의 제작에 제한이 있는데 반해 자기장 배향시 두께에 대한 제한이 없어서 실제 공정에 매우 용이하기 때문이다.
ⅱ) 단계
상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 다양한 중합방법을 이용하여 경화한다.
일반적으로 상기 경화 단계는 광 중합, 열 중합, 라디칼 중합 등의 중합방법에 의해 상기 조성물을 경화시키는 것을 기본으로 한다. 허나, 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 광 중합 또는 열 중합을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 Ⅱ) 단계는 110 내지 150 ℃의 경화 온도에서 수행될 수 있는데, 상술한 경화온도 하에서 고분자화할 경우, 우수한 열전도도와 더불어 가장 우수한 결정구조 및 계면 친화도를 갖는 방열필름을 얻을 수 있게 되기 때문이다.
다시 말해, 상기 경화 단계를 통해, 상기 유무기-액정 초분자 조성물에서의 내부 분자들이 특정한 방향으로 배열된 채 고정된, 배향된 유무기-액정 초분자 네트워크로 형성되도록 한다(도 1a, 1b 구조 참조).
상기 유무기-액정 초분자 각각이 경화 과정을 통해 배향된 상태로 굳어지게 되는 것이다.
이렇게 생성된 유무기-액정 초분자 네트워크는 액정 도메인의 규칙적 구조로 인하여 열전도 특성이 개선되었을 뿐만 아니라, 무기원소착염 내에 존재하는 금속이온, 금속원자, 무기원소 또는 무기원소 이온으로부터 유도된 열전도 및 필러(특히, 무기 필러)와의 친화도 개선 효과를 갖는다.
이렇게 생성된 이방성 열전도 특성을 갖는 방열필름은 집적화된 전자소자 및 회로에서 열을 소자가 아닌 열 배출구로만 배출하여 소자에서 열이 전달되는 것을 막는 역할을 충분히 수행할 수 있고, 소자의 형태에 맞춰 기하학적인 성형이 가능하다는 장점을 갖는다.
도 1a, 도 1b는 상술한 바와 같이, ⅰ) 반응기로 관능화된 액정화합물; ⅱ) 중합관능기 및 ⅲ) 무기원소착염 또는 팽창흑연을 포함하는 유무기-액정 초분자 조성물을 사용하여 중합이 수행된 후에 형성된 유무기-액정 초분자 매트릭스의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1a에서 F는 ⅱ) 중합관능기이고, R은 ⅰ) 반응기로 관능화된 봉상형의 액정화합물이고, -F-R-F-는 중합관능기로 관능화된, 봉상형의 액정화합물이며, X+n(M) 또는 -X-M-X-은 ⅲ) 무기원소착염이다.
이때, 팽창흑연(EG)은 도 1에 별도로 표시하지는 않았으나, ⅲ) 무기원소착염의 위치에 존재하며, 상기 ⅰ) 반응기(C)로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물과 ⅱ) 중합관능기는 서로 결합하여 중합관능기로 관능화된 액정화합물과는 물리적 결합으로 연결되어, 복합체 형태로 제조될 수 있다.
도 1b에서 F는 ⅱ) 중합관능기이고, D는 ⅰ) 반응기로 관능화된 판상형의 액정화합물이고, -F-D-F-는 중합관능기로 관능화된, 판상형의 액정화합물이며, X+n(M) 또는 -X-M-X-은 ⅲ) 무기원소착염(유무기결합유도체)이다.
도 1을 참조하면, 상기 ⅰ) 반응기로 관능화된, 봉상형 또는 판상형의 액정화합물에 ⅱ) 중합관능기가 결합한 단위 분자가 상기 ⅲ) 무기원소착염을 중심으로 양 말단에 결합되어 유무기-액정 초분자 구조체를 형성한다.
상기 유무기-액정 초분자 구조체는 상기 ⅰ) 반응기로 관능화된 봉상형 또는 판상형의 액정화합물의 자기조립 특성으로 인해, 도메인 형태로 적층된 후, 이를 중합하면, 도 1a, b에 나타낸 형태로 상기 ⅱ) 중합관능기끼리 중합되어 상기 유무기-액정 초분자 구조체 층 간에 강한 결합구조를 형성하게 된다.
이렇게 제조된 방열필름은 광학필름 등으로도 사용될 수 있다. 특히, 그 중에서도 마이크로 패턴 편광소자로 사용할 경우 마이크로 패턴이 소자의 형태에 맞게 다양한 형태로 기하학적인 성형이 가능하다는 장점을 갖는다.
여기서 본 발명의 유무기-액정 초분자 조성물을 이용하여 제조된 필름에 있어서, 이방성 방열회로의 다양한 기하학적 성형의 예를 도 2a에 나타내었다.
도 2b는 유무기-액정 초분자 조성물을 이용하여 제조된 필름에 있어서, 마이크로 패턴의 제조과정을 나타낸 것으로, 이 중에서 마이크로 패턴을 제조하기 위해서는 종래의 마이크로 패턴 형성 방법을 이용하여 수행될 수 있고, 구체적으로 기판 상에 상기 유무기-액정 초분자 조성물을 코팅하고, 상기 배향방법을 이용하여 특정한 방향으로 배향되도록 처리한 다음, 패턴이 있는 포토마스크를 조성물 위에 위치시켜((a) 단계), 자외선 또는 열을 가해 조성물을 선택적으로 경화시킨 후((b) 단계), 포토마스크를 제거하는 과정((c) 단계)을 통해 제조될 수 있다.
여기서 선택적 경화공정이 끝나면 노광되어 경화된 부분을 제외한 비노광된 부분을 선택적으로 등방성 상태로 전화시켜 마이크로 패턴 편광소자를 제조하는 추가의 공정을 사용할 수도 있다. 즉, 비노광부의 선택적 등방성 상태 전환은 다음의 방법에 의해 달성할 수 있다. 비노광부는 경화되지 않은 상태이므로 용해도가 있는 현상액을 이용하여 선택적으로 제거하거나, 열 또는 산성 모노머의 증발에 따른 농도 변화에 의해 다시 등방성의 상태로 전환시킨 후 전체에 자외선 조사를 하면 노광부는 배향된 액정상을, 비노광부는 등방성 상태가 된다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
합성예 1. 화학식 1로 표시되는 중합관능기로 관능화된 액정화합물의 제조.
veratrol(13.820 g)을 출발물질로 하고, MC, FeCl3, H2SO4를 넣어 반응시켜 2,3,6,7,10,11-Hexamethoxytriphenylene을 얻었다. 이어서 수득한 2,3,6,7,10,11-Hexamethoxytriphenylene에 HBr, CH3COOH를 넣어 약 150도에서 반응시킨 후, 상기 반응물에 4-bromobut-1-ene, K2CO3을 넣어 다시 80도(℃)에서 48시간 동안 반응시켜 다음 화학식 1의 중합관능기로 관능화된 액정화합물을 수득하였다.
[화학식 1]
Figure 112018029312662-pat00107
합성예 2. 화학식 2로 표시되는 중합관능기가 결합된 액정화합물의 제조.
합성예 1로부터 제조된 화학식 1의 중합관능기로 관능화된 액정화합물을 티오아세트산(thioacetic acid)와 AIBN을 이용해서 THF 용매에서 60 도(℃)로 2일간 반응하고 이를 통해 얻은 중간체에 염산을 첨가하는 산화반응을 통해 하기 화학식 2의 중합관능기로 관능화된 액정화합물을 수득하였다.
[화학식 2]
Figure 112018029312662-pat00108
제조예 1 내지 9 : 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물의 제조.
아래 표 1의 중량비율에 따라 각각의 조성물을 제조하였다.
No. 중합관능기로 관능화된 액정화합물 무기원소착염 팽창흑연 광개시제
제조예 1 화학식 1
75 wt%		 Zinc methacrylate
15 wt%		 - DMPA 10 wt%
제조예 2 화학식 1
55 wt%		 Zinc methacrylate
35 wt%		 - DMPA 10 wt%
제조예 3 화학식 1
35 wt%		 Zinc methacrylate
55 wt%		 - DMPA 10 wt%
제조예 4 화학식 1
15 wt%		 Zinc methacrylate
75 wt%		 - DMPA 10 wt%
제조예 5 화학식 1
45 wt%
화학식 2
45 wt% 		- - DMPA 10 wt%
제조예 6 화학식 1
35 wt%
화학식 2
35 wt%		 - 20 wt% DMPA 10 wt%
제조예 7 화학식 1
25 wt%
화학식 2
25 wt%		 - 40 wt% DMPA 10 wt%
제조예 8 화학식 1
15 wt%
화학식 2
15 wt%		 - 60 wt% DMPA 10 wt%
제조예 9 화학식 1
5 wt%
화학식 2
5 wt%		 - 80 wt% DMPA 10 wt%
제조예 10 : 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물의 제조.
ⅰ,ⅱ) [화학식 a4]로 표시되는 중합관능기로 관능화된 액정화합물
[반응식 1]
Figure 112018029312662-pat00109
상기 반응식 1에 따라 [화학식 a4]로 표시되는 중합관능기로 관능화된 액정화합물을 합성하였다.
① [화학식 a1]로 표시되는 화합물의 합성
p-toluenesulfonyl chloride 125.4 mmol, dec-9-en-1-ol 83.6 mmol, triethylamine 125.4 mmol을 dichloromethane 100 ㎖에 혼합하여 상온에서 18시간동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 클로로포름(chloroform)과 물을 이용해 분별추출하였고, 클로로포름(chloroform) 층을 증발시킨 뒤, 메탄올(methanol)을 이용하여 재결정화하여, [화학식 a1]의 화합물을 얻었다.
② [화학식 a2]로 표시되는 화합물의 합성
methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate 5.4 mmol과 상기 [화학식 a1]로 표시되는 화합물 27 mmol과 K2CO3 27 mmol 및 KI 2.7mmol을 butanone 50 ㎖에 혼합하여 섭씨 80 도에서 2 일간 반응시켰다. 반응이 종료된 후 용매를 증발시키고, 에틸아세테이트(ethyl acetate)와 물을 이용하여 분별추출을 수행하고, 에틸아세테이트(ethyl acetate) 층을 증발시킨 뒤, 1 : 20의 혼합중량비로 제조된 에틸아세테이트:헥산(ethyl acetate:hexane) 용액을 사용해 컬럼크로마토그래피로 정제하여, [화학식 a2]로 표시되는 화합물을 회수하였다.
③ [화학식 a3]으로 표시되는 화합물의 합성
상기 회수한 [화학식 a2]로 표시되는 화합물 0.7 mmol와 10 M NaOH 용액 10 ㎖를 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran) 10 ㎖, 메탄올(methanol) 20 ㎖에 혼합하여 섭씨 60 도에서 4 시간동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 상온으로 식힌 뒤 물 100 ㎖를 첨가하였다. HCl를 첨가하여 pH 2를 만든 후, 진공필터를 이용하여 침전물을 걸러주고 물로 행군 뒤 건조하여 [화학식 a3]으로 표시되는 화합물을 회수하였다.
④ [화학식 a4]로 표시되는 화합물의 합성
상기 [화학식 a3]로 표시되는 화합물 1.7 mmol, 4-에티닐아닐린(4-ethynylaniline) 6.8 mmol, EDC 6.8 mmol, DMAP 0.68 mmol을 디클로로메탄(dichloromethane) 30 ㎖에 혼합하여 상온에서 하루동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)와 물을 이용하여 분별 추출하였고, 메틸렌 클로라이드(methylene chloride) 층을 증발시킨 뒤 에틸아세테이트와 헥산 혼합용매(ethyl acetate:hexane = 2:1)로 컬럼크로마토그래피를 수행하여 [화학식 a4]로 표시되는 화합물을 회수하였다.
ⅲ) [화학식 a6]로 표시되는 무기원소착염(또는 '유무기결합유도체'라고도 한다)
[반응식 2]
Figure 112018029312662-pat00110
상기 반응식 2에 따라 [화학식 a6]로 표시되는 무기원소착염을 합성하였다.
① [화학식 a5]로 표시되는 화합물의 합성
2,2':6',2''-테르피리딘(2,2':6',2''-terpyridine) 2.84 mmol과 K2PtCl4 2.84 mmol을 증류수(DI water) 10 ㎖와 DMSO 1 ㎖의 혼합용매에 혼합하여 섭씨 90 도에서 18 시간동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 상온으로 식히고 아세톤(acetone)을 첨가하여 침전시킨 다음, 형성된 침전물을 진공필터로 걸러주었다. 걸러진 침전물을 아세톤으로 세척하여 [화학식 a5]로 표시되는 화합물을 회수하였다.
② [화학식 a6]로 표시되는 화합물의 합성
상기 [화학식 a4]로 표시되는 화합물 2 mmol, AgOTf 2.4 mmol을 물 250 ㎖에 혼합하고, 이를 섭씨 60 도에서 18 시간동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 진공필터하여 침전물을 거르고, 걸러진 침전물을 아세토니트릴(acetonitrile)로 녹여서 진공필터하여 용액을 증발시켜, [화학식 a6]로 표시되는 화합물을 회수하였다.
ⅳ) 중합개시제
중합개시제로 3,6-Dioxa-1,8-octanedithiol을 준비하였고, 이는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 10 중량%로 첨가하였다.
ⅴ) 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물 제조
[반응식 3]
Figure 112018029312662-pat00111
상기 각 단계에서 준비된 화합물을 혼합하여 방열필름을 제조하기 위한 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 제조하였다.
구체적으로 상기 ⅰ,ⅱ) 단계에서 회수한 [화학식 a4]로 표시되는 중합관능기로 관능화된 액정화합물 0.55 mmol, 상기 ⅲ) 단계에서 회수한 [화학식 a6]로 표시되는 무기원소착염 1.1 mmol을 혼합하였다. 여기에 CuI 0.11 mmol, 트리에틸렌아민(triethylamine) 5.5 mmol을 첨가하고, 이를 DMF 20 ㎖에 넣어 혼합하여 반응시켰다. 이때 상기 반응은 질소분위기하에서, 상온으로 18 시간동안 수행되었다. 반응이 종료된 후, 클로로포름(chloroform)과 물을 이용하여 분별 추출하고, 클로로포름(chloroform) 층을 증발시키고, 이를 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)에 농축시킨 후, 디에틸에테르(diethyl ether) 증기를 이용하여 재결정하여, [화학식 10]로 표시되는 화합물을 합성되었다. 상기 화학식 10로 표시되는 화합물의 구조를 도 8의 NMR로 분석하였다.
여기에 중합개시제(3,6-Dioxa-1,8-octanedithiol)를 전체 100 중량%를 기준으로 10 중량%로 첨가하여, 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 제조하였다.
제조예 11. 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물의 제조.
[반응식 4]
Figure 112018029312662-pat00112
ⅰ,ⅱ) [화학식 a3]로 표시되는 중합관능기로 관능화된 액정화합물
상기 제조예 10의 ⅰ,ⅱ)의 ③ 단계와 동일하게 하여 [화학식 a3]로 표시되는 화합물을 합성하였다.
ⅲ) [화학식 b]로 표시되는 무기원소착염(또는 '유무기결합유도체'라고도 한다)
(6-하이드로나프탈렌-2-일)보론산((6-hydroxynaphthalen-2-yl)boronic acid) 12 mmol, 1,1'-디브로모페로센(1,1'-Dibromoferrocene) 3 mmol, K2CO3 15 mmol, Pd(PPh3)4 0.74 mmol을 THF 30 ㎖, 물 5 ㎖에 혼합하여 질소분위기하에서 섭씨 70도로 2 일 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 필터페이퍼를 사용해, 용액을 여과한 다음, THF를 이용해 필터페이퍼를 세척하였다. 세척한 용액을 증발시키고, 에틸 아세테이트와 헥산 혼합용매(ethyl acetate:hexane = 2:1)로 컬럼크로마토그래피를 수행하여 [화학식 b1]로 표시되는 화합물을 수득하였다.
삭제
ⅳ) 중합개시제
중합개시제로 3,6-Dioxa-1,8-octanedithiol을 준비하였고, 이는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 10 중량%로 첨가하였다.
ⅴ) 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물 제조
상기 각 단계에서 준비된 화합물을 혼합하여 방열필름을 제조하기 위한 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 제조하였다.
구체적으로 상기 ⅰ,ⅱ) 단계에서 회수한 [화학식 a3]로 표시되는 화합물 0.21 mmol과 상기 ⅲ) 단계에서 회수한 [화학식 b]로 표시되는 화합물 0.08 mmol과, EDC 0.42 mmol 및 DMAP 0.05 mmol을 디클로로메탄(dichloromethane) 10 ㎖에 혼합하여 상온에서 하루동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)와 물을 이용하여 분별 추출하여 메틸렌 클로라이드(methylene chloride) 층을 증발시킨 뒤 에틸렌아세테이트와 헥산의 혼합용매(ethyl acetate:hexane = 1:4)로 컬럼크로마토그래피하여 [화학식 11]로 표시되는 화합물을 합성되었다. 상기 화학식 11로 표시되는 화합물의 구조를 도 9의 NMR로 분석하였다.
여기에 중합개시제(3,6-Dioxa-1,8-octanedithiol)를 전체 100 중량%를 기준으로 10 중량%로 첨가하여, 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 제조하였다.
실시예 1 내지 6 : 경화온도에 따라 제조된 방열필름
제조예 5로부터 제조된 조성물을 기판 상에 코팅하고, 각각의 코팅된 조성물을 서로 다른 경화온도(40, 60, 80, 100, 120, 140 ℃)를 1 시간 동안 인가하여, 코팅 필름을 제조하였다. 다음으로 상기 코팅 필름의 표면에 잔존하는 불순물들을 제거하기 위하여 불산을 이용하여 반복 세척하여 방열필름을 제조하였다.
실시예 7 내지 10 : 팽창 흑연 함유량에 따른 방열필름
제조예 6 내지 9로부터 제조된 조성물을 기판 상에 코팅한 후, 각각의 코팅된 조성물을 100 ℃의 경화온도를 1 시간 동안 인가하여, 코팅 필름을 제조하였다. 다음으로 상기 코팅 필름의 표면에 잔존하는 불순물들을 제거하기 위하여 불산을 이용하여 반복 세척하여 방열필름을 제조하였다.
실시예 11 내지 14 : 다양한 농도의 필러 함유 방열필름
제조예 4의 액정-금속 초분자 매트릭스 조성물과 무기필러를 혼합한 방열필름 총 100 부피%를 기준으로 액정-금속 초분자 매트릭스 조성물 20~80 부피%, 무기필러 20~80 부피%로 혼합하여 방열필름을 제조하였다. 상기 부피함량으로 혼합된 각각의 방열필름 제조용 조성물을 기판 상에 이를 코팅한 후, 100 ℃의 경화온도를 1 시간 동안 인가한 다음, 표면에 잔존하는 불순물들을 제거하기 위하여 불산을 이용하여 반복 세척하여 필러함유 방열필름을 제조하였다.
실시예 15 및 16 : 제조예 10 및 11의 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용한 방열필름
제조예 10 또는 11로부터 제조된 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 기판 상에 코팅한 후, 각각의 코팅된 조성물을 100 ℃의 경화온도를 1 시간 동안 인가하여, 코팅 필름을 제조하였다. 다음으로 상기 코팅 필름의 표면에 잔존하는 불순물들을 제거하기 위하여 불산을 이용하여 반복 세척하여 방열필름을 제조하였다.
상기 제조된 실시예 15의 방열필름은 필러를 포함하지 않았음에도 열전도도가 0.72 W/mK로, 에폭시 고분자보다 약 2배 이상 높은 열전도도수치를 나타내는 것으로 확인되었으며, 실시예 16의 방열필름은 필러를 포함하지 않았음에도 열전도도가 0.55 W/mK으로 에폭시 고분자보다 높은 열전도도수치를 갖는 것을 확인하였다.
실험예 1 : 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 방열필름의 SEM 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 6으로부터 제조된 방열필름의 단면을 SEM(주사전자 현미경)으로 촬영한 사진이다.
이때, 도 3(a)은 실시예 1이고, 도 3(b)은 실시예 2이며, 도 3(c)은 실시예 3이며, 도 3(d)은 실시예 4이고, 도 3(e)은 실시예 5이고, 도 3(f)은 실시예 6이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 경화온도가 높아질수록 방열필름의 단면 및 표면이 매우 균일하게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 더 구체적으로 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 100 내지 200 ℃, 바람직하게 110 내지 150 ℃의 경화온도 하에서 고분자화되는 것이 매우 현저히 균일한 필름을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
실험예 2 : 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 방열필름의 결정구조 분석
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 6으로부터 제조된 방열필름을 편광현미경으로 촬영한 사진이다.
이때, 도 4(a)는 실시예 1이고, 도 4(b)는 실시예 2이며, 도 4(c)는 실시예 3이며, 도 4(d)는 실시예 4이고, 도 4(e)는 실시예 5이고, 도 4(f)는 실시예 6이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 경화온도가 높아질수록 방열필름의 결정구조가 이방성을 상실하여 투명하다는 것을 알 수 있다.
실험예 1, 2의 결과를 통해 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 100 내지 200 ℃, 바람직하게 110 내지 150 ℃의 경화온도 하에서 고분자화되는 것이 매우 현저히 우수한 결정구조 및 계면 친화도를 갖는 방열필름을 얻을 수 있게 한다는 것을 확인하였다.
실험예 3 : 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 방열필름의 열전도도.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 6으로부터 제조된 방열필름의 열전도도를 측정하여 나타내는 결과 그래프이다.
이때, 도 5 그래프 상에서의 각 포인트는 좌측부터 순서대로 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 따라 제조된 방열필름의 열전도도이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 경화온도가 150 ℃보다 높아질수록 방열필름의 열전도도가 1.09 W/mK에서 점차 저하되고 있는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 100 내지 200 ℃에서 경화될 경우, 균일성과 계면 친화도 및 결정구조가 가장 우수할 뿐만 아니라 열전도도도 0.5 내지 1.1 W/mK로 우수한 것을 확인할 수 있다.
가장 바람직하게 110 내지 150 ℃의 경화온도 하에서 고분자화되는 것인데, 왜냐하면 0.5 내지 1.0 W/mK의 우수한 열전도도와 더불어 가장 우수한 결정구조 및 계면 친화도를 갖는 방열필름을 얻을 수 있게 하기 때문이다.
실험예 4 : 실시예 7-10, 실시예 11-14로부터 제조된 방열필름의 열전도도 분석.
도 6은 본 발명의 실시예 4(필러함량이 0인 지점) 및 실시예 7 내지 10으로부터 제조된 방열필름(Expanded Graphite)과, 실시예 11 내지 14로부터 제조된 필러함유 방열필름(Boron Nitride)의 열전도도를 측정하여 나타내는 결과 그래프이다.
그래프 상에서 팽창흑연 또는 보론 나이트라이드의 함량이 0인 것은 실시예 4로부터 제조된 방열필름으로, 팽창흑연과 보론나이트라이드(필러)가 모두 함유되지 않은 샘플이다. 또한 ■는 다양한 농도의 팽창흑연을 도입한 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용하여 제조된 실시예 7 내지 10의 방열필름(Expanded Graphite)으로, 포함된 팽창흑연은 제조예에 기재된 바와 같이 wt%가 적용된다. ●은 실시예 11 내지 14로부터 제조된 필러함유 방열필름(Boron Nitride)이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 중합관능기로 관능화된 액정화합물로만 구성된 실시예 4의 방열필름은 열전도도가 1 W/mK인 것으로 확인되었다. 이에 반해 무기원소착염 대신 팽창흑연이 결합된 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용해 제조된 실시예 7 내지 10의 방열필름은 팽창흑연의 함량이 증가할수록 열전도도가 증가하며, 최대 2.33 W/mK인 것을 확인하였다.
구체적으로 실시예 7 내지 10의 방열필름은 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 팽창흑연의 혼합 중량비가 1:0.25 내지 1:10일 수 있고, 상기와 같은 범위에서도 우수한 열전도도를 나타내나, 2 W/mK 이상의 현저히 우수한 열전도도를 나타내기 위해서는 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 팽창흑연의 혼합 중량비가 1:4 내지 1:10인 것이 가장 바람직하다는 것을 확인하였다.
또한, 중합관능기로 관능화된 액정화합물로만 구성된 제조예 4의 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용해 제조될 경우, 1 W/mK로 낮은 열전도도를 가진 방열필름(실시예 4)이 제조되었음을 확인하였다. 허나 본 발명의 유무기-액정 초분자 매트릭스는 필러와의 혼합에 있어서 무기 필러와의 계면 친화도가 현저히 향상되어, 열전도도를 2~3배 이상 향상시키는 장점을 갖고 있다하였다. 도 6을 살펴보면 제조예 4의 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물에 다양한 함량의 무기필러(보론 나이트라이드)를 함유하여 방열필름을 제조한 경우(실시예 11 내지 14), 최대 3.86 W/mK의 열전도도를 나타내고 있음을 확인한 바, 본 발명의 목적을 달성하고 있음을 알 수 있다.
구체적으로 필러의 함량이 증가할수록 열전도도는 증가하는 것을 확인하였으며, 특히 방열필름 총 100 부피%를 기준으로 액정-금속 초분자 매트릭스 조성물이 20~40 부피%, 무기필러 60~80 부피%로 혼합된 실시예 10, 11의 방열필름이 3 W/mK 이상의 높은 열전도도를 나타내고 있음을 확인하였다.
종합하면, 본 발명에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 액정화합물만으로 이루어질 경우, 단독으로 사용시 1 W/mK 이상의 열전도도를 나타낼 수 있다. 특히, 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 필러와 혼합하여 방열필름을 제조할 경우 배향특성의 문제점을 개선함으로써 '필러의 계면 친화도'를 향상시켰기 때문에 3 W/mK(2~3 배) 이상의 열전도도가 나타남을 확인하였다.
만약 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물에 무기원소착염 혹은 팽창흑연이 도입될 경우에는 필러없이도 2 W/mK(2 배) 이상의 높은 열전도도를 달성할 수 있음을 확인하였다.
일반적인 방열물질에 필러가 함유될 경우 최대 도달할 수 있는 열전도도는 0.9 W/mK라는 것을 고려한다면, 본 발명은 필러를 사용하지 않고 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물만 사용하더라도 달성할 수 있는 수치일 뿐만 아니라, 필러를 함유하여 제조할 경우에는 2~3 배 이상의 상승효과를 갖는 것으로 확인되었으므로, 이는 당업계에서 매우 유의한 의미를 갖는다.
상술한 결과를 통해 본 발명의 무기필러를 함유한 방열필름 내에서, 필러와 유무기-액정 초분자 매트린스 간에 우수한 계면 친화도를 달성하고 있음을 알 수 있다.
실험예 5 : 실시예 7-10, 실시예 11-14로부터 제조된 방열필름의 광학현미경 사진
도 7은 본 발명의 실시예 4(필러함량이 0인 지점) 및 실시예 7 내지 10으로부터 제조된 방열필름(Expanded Graphite)과, 실시예 11 내지 14로부터 제조된 필러함유 방열필름(Boron Nitride)을 촬영한 사진이다. 실시예 4의 방열필름은 팽창흑연 또는 보론 나이트라이드의 함량이 0인 것으로, 팽창흑연과 보론나이트라이드(필러)가 모두 함유되지 않은 샘플이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 실시예 7 내지 실시예 14의 방열필름은 필러 또는 팽창흑연의 함유량에 관계없이 불투명성이 어느 한쪽으로 치우쳐 있지 않고, 전체적으로 균일하게 불투명한 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명에 따른 액정 초분자 매트릭스가 팽창흑연과 균일하게 결합하며, 필러와도 계면 친화도가 매우 우수하여, 균일하게 혼합되어 필름이 형성되었음을 나타내는 것이다.
실험예 8 : 실시예 15 및 16으로부터 제조된 방열필름의 광학현미경 사진
도 10은 실시예 15로부터 제조된 방열필름을 촬영한 사진이고, 도 11은 실시예 16으로부터 제조된 방열필름을 촬영한 사진이다.
도 10 및 11에 나타난 바와 같이, 실시예 15의 방열필름은 황색의 색상을 띄는 투명한 필름이 제조되었고, 실시예 16의 방열필름은 불투명한 황색의 필름이 형성되었음을 확인하였다. 실시예 15, 16의 방열필름은 필러 또는 팽창흑연을 함유하지 않았는데도 불구하고 불투명성 혹은 색상이 어느 한쪽으로 치우쳐 있지 않고, 전체적으로 균일한 것을 확인할 수 있고, 두께역시 균일하게 형성되었음을 알 수 있다. 나아가 실시예 15, 16의 방열필름은 굽힘에도 파손이 없는, 우수한 유연성을 갖고 있음을 확인하였다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (18)

  1. ⅰ) 화학식 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 중에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 중합관능기로 관능화된 액정 화합물;
    ⅲ) 하기 구조식 7 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 무기원소착염; 및
    ⅳ) 3,6-다이옥사-1,8-옥탄다이싸이올의 중합개시제;로 구성된 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112020017046105-pat00179

    [화학식 2]
    Figure 112020017046105-pat00180

    [화학식 3]
    Figure 112020017046105-pat00181

    [화학식 4]
    Figure 112020017046105-pat00182

    [화학식 5]
    Figure 112020017046105-pat00183

    [화학식 6]
    Figure 112020017046105-pat00184

    [화학식 7]
    Figure 112020017046105-pat00185

    [화학식 8]
    Figure 112020017046105-pat00186

    [화학식 9]
    Figure 112020017046105-pat00187

    [구조식 7]
    Figure 112020017046105-pat00188
    Figure 112020017046105-pat00189
    Figure 112020017046105-pat00190
    Figure 112020017046105-pat00191

    상기 구조식에서
    상기 M은 Pt, Zn 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속원자 또는 금속이온이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물에서,
    상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물과 상기 ⅲ) 무기원소착염의 혼합 중량비는 1 : 0.25 내지 1 : 10인 것을 특징으로 하는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중합관능기로 관능화된 액정화합물은 중량평균 분자량이 100 내지 10,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물에서,
    상기 ⅰ) 및 ⅲ) 성분들을 포함하는 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 ⅳ) 중합 개시제는 0.01 내지 5 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 이용해 제조된 방열필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방열필름은 필러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 필러는 무기 필러, 금속 필러, 카본 필러 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방열필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속 필러는 금, 은, 백금, 구리, 납, 텅스텐, 동, 아연, 몰리브덴, 주석, 티탄, 인바(Invar), 코바(Kocar) 및 알루미늄 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 것이고,
    상기 카본 필러는 탄소나노튜브(CNT), 카본블랙, 그라파이트, 흑연분말, 카본섬유 및 팽창흑연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 것이며,
    상기 무기 필러는 BN(Boron Nitride), B2O3, BaO, ZnO, TiO, CuO, NiO, MnO2, Cr2O3 및 Fe2O3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이상인 것을 특징으로 하는 방열필름.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 방열필름 전체 100 부피%를 기준으로 상기 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물은 20~80 부피%, 필러는 20~80 부피% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방열필름.
  14. Ⅰ) 기판 상에 제1항에 따른 유무기-액정 초분자 매트릭스 조성물을 코팅하는 단계; 및
    Ⅱ) 상기 코팅된 조성물을 경화하는 단계;를 포함하는 방열필름의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 Ⅰ) 단계 이후, Ⅱ) 단계 이전에 Ⅰ-1) 상기 코팅된 조성물의 액정상이 특정방향으로 배향되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열필름의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 Ⅰ-1) 단계는 상기 코팅된 조성물에 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 방열필름의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 Ⅱ) 단계는 110 내지 150 ℃의 경화 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방열필름의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 Ⅰ) 단계에 필러를 더 포함하되,
    상기 필러는 방열필름 전체 100 부피%를 기준으로 20~80 부피%로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방열필름의 제조방법.
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