KR102459692B1 - 고점착, 고두께의 고기능성 실리콘 점착제 및 이를 이용한 필름 - Google Patents

고점착, 고두께의 고기능성 실리콘 점착제 및 이를 이용한 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고기능성 실리콘 점착제 및 이를 이용한 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 고점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 굴절율 1.5 이상의 고굴절율을 가지며, 필름으로 제조시 아크릴, 우레탄과 동등 이상의 고점착력과 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가지는 기능성 실리콘 점착제에 관한 것이다.

Description

고점착, 고두께의 고기능성 실리콘 점착제 및 이를 이용한 필름{High functional silicone adhesive with super high adhesion & high thickness and a film using it}
본 발명은 고점착, 고두께의 고기능성 실리콘 점착제 및 이를 이용한 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 최소 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 500 um 내지 3,000 um 고두께를 가진 실리콘 OCA 필름에 적용하기에 적합하며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 굴절율 1.5 이상의 고굴절율을 가지며, 필름으로 제조시 아크릴, 우레탄과 동등 이상의 고점착력과 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가지는 기능성 실리콘 점착제 및 이를 이용한 다양한 기능을 가진 기능성 실리콘 필름에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
최근에 스마트폰, 테블릿, 차세대형 TV, 차량용, 비행기, 선박 네비게이션 등의 전장(FRONT)디스플레이 분야에서 터치패널수요가 급속하게 증가하고 있다. 이와 관련하여 터치패널 광학부재에 접합시키기 위한 광학투명점착제(OCA)의 수요가 동시에 증가하고 있다. 터치패널을 구성하는 표시장치에는 액정표시장치 및 투명전극 등으로 구성된 투명부재 및 커버 패널 등의 광학부재가 적층된 구조로 되어 있으며, 이들 광학부재를 접합시키기 위한 각종 OCA 필름이 사용되고 있다. 또한 고내열 및 내한성, 무황변성이 필요한 자동차의 전장 디스플레이, 천정 루프(Roof), 헤드라이트 등에도 고투명 필름이 사용되고 있다.
종래 투명 타입의 접착제에 사용되는 고분자는 아크릴계 및 우레탄계가 주로 사용되었다. 특히 아크릴계, 우레탄계는 우수한 투명성을 가지면서 설계가 용이하며, 가격이 저렴한 장점이 있어 많이 사용되었으나 내열성이 떨어지며, 내후성이 떨어져 황변 등으로 색상이 변색되는 문제점으로 인하여 향후 많은 부분에서 적용이 필요한 후막형 및 고내열성, 점착 안정성 등이 요구되는 고열작업이 필요한 반도체, 디스플레이, 자동차 분야에서 이에 대한 개선이 요청되고 있다.
이러한 요청에 실리콘계 수지를 이용한 투명 타입의 점, 접착제가 개발되고, 이를 이용한 실리콘 필름이 개발되기도 하였으나 고투명성, 저반사율, 고시인성을 동시에 만족시키기에는 한계가 있었으며, 굴절율 향상을 위하여 금속분말을 직접 혼합하는 경우 가공어려움, 굴절율 조절의 어려움, 열적 불안정성, 물성의 불균일성을 해결하기에 어려움이 있었다.
대한민국특허공개 10-2016-0085768(2016.07.08.) 대한민국특허공개 10-2020-0075278(2020.06.26.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 굴절율 1.5 이상의 고굴절율을 가지며, 필름으로 제조시 아크릴, 우레탄과 동등 이상의 고점착력과 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가지는 기능성 실리콘 점착제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 자동차 디스플레이 용도로 사용하기 위해 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 기능성 합지에 유리하며, 고굴절율층과 저굴절율을 합지하여 고시인성 특성을 동시에 가지는 실리콘 필름을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 기능성 실리콘 필름을 이용한 차세대 디스플레이를 위한 면발광 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은
하기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지를 포함하는 실리콘 접착제를 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112020125939904-pat00001
상기 화학식 1에서,
MO는 metal oxide이며, A는 하기 화학식 2이며, B는 하기 화학식 3이며, C는 하기 화학식 4이며,
[화학식 2]
Figure 112020125939904-pat00002
[화학식 3]
Figure 112020125939904-pat00003
[화학식 4]
Figure 112020125939904-pat00004
이며,
상기 화학식 2 내지 4에서
R1는 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이며,
R2는 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이되, 적어도 하나는 메틸, 비닐메틸, 페닐비닐메틸 또는 플로로비닐메틸이며,
R3은 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이되, 적어도 하나는 아크릴기 또는 메타아크릴기이며,
상기 x, y, z는 각각 독립적으로 1 내지 100 중 하나의 정수이며,
상기 q는 1 내지 1 내지 200의 정수이며,
상기 A에 B 또는 C가 연결될 수 있으며, 말단의 B 또는 C는 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이다.
상기 실리콘 점착제는 촉매를 더욱 포함할 수 있다.
상기 실리콘 점착제는 용매를 더욱 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 메탈옥사이드는 지르코늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 아연옥사이드, 하프늄옥사이드, 이트륨옥사이드로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이다.
또한 본 발명은 기재 위에 상기 실리콘 점착제를 코팅 후 경화시킨 고굴절 실리콘 점착제층을 포함하는 실리콘 필름을 제공한다.
구체적으로 상기 실리콘 필름은 상기 고굴절 실리콘 점착제층 상면 또는 하면에 인접하여 저굴절 실리콘 점착제층을 더욱 포함하는 것이다.
구체적으로 상기 고굴절 실리콘 점착제층의 굴절율은 1.50 내지 1.90이며, 상기 저굴절 실리콘 점착제층의 굴절율은 1.30 내지 1.49인 것이다.
바람직하기로 실리콘 필름의 투과도는 적어도 95% 이상인 것이다.
또한 본 발명은 상기 실리콘 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따르면 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 굴절율 1.5 이상의 고굴절율을 가지며, 필름으로 제조시 아크릴, 우레탄과 동등 이상의 고점착력과 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가지는 기능성 실리콘 점착제를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 기능성 합지에 유리하며, 고굴절율층과 저굴절율을 합지하여 고시인성 특성을 동시에 가지는 실리콘 필름을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 기능성 실리콘 필름을 이용한 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 각각 본 발명의 일 실시시예에 따른 기능성 실리콘 점착제를 이용한 실리콘 필름을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실리콘 점착제는 하기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지를 포함한다:
[화학식 1]
Figure 112020125939904-pat00005
상기 화학식 1에서,
MO는 metal oxide이며, A는 하기 화학식 2이며, B는 하기 화학식 3이며, C는 하기 화학식 4이며,
[화학식 2]
Figure 112020125939904-pat00006
[화학식 3]
Figure 112020125939904-pat00007
[화학식 4]
Figure 112020125939904-pat00008
이며,
상기 화학식 2 내지 4에서
R1는 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이며,
R2는 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이되, 적어도 하나는 메틸, 비닐메틸, 페닐비닐메틸 또는 플로로비닐메틸이며,
R3은 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이되, 적어도 하나는 아크릴기 또는 메타아크릴기이며,
상기 x, y, z는 각각 독립적으로 1 내지 100 중 하나의 정수이며,
상기 q는 1 내지 1 내지 200의 정수이며,
상기 A에 B 또는 C가 연결될 수 있으며, 말단의 B 또는 C는 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기를 가진다.
구체적으로 상기 메탈옥사이드는 지르코늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 아연옥사이드, 하프늄옥사이드, 이트륨옥사이드로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이다.
상기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지는 -O-[A]-[B]-[C] 또는 -O-[A]-[C]-[B]와 같이 [A]와 인접하여 [B] 또는 [C]가 연결될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지는 [A]을 구성하는 실란화합물들을 중합하여 [A]를 제조한 후, 상기 [A]에 [B]를 구성하는 하는 실란화합물들을 중합하여 [A]-[B]를 제조한 후, 상기 [A]-[B]에 [C]를 구성하는 실란화합물들을 중합하여 [A]-[B]-[C]를 제조한 후, 크로스링커를 이용하여 MO와 [A]-[B]-[C]의 [A]를 연결하여 제조될 수 있다.
또한 상기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지는 [A]을 구성하는 실란화합물들을 중합하여 [A]를 제조한 후, 상기 [A]에 [C]를 구성하는 하는 실란화합물들을 중합하여 [A]-[C]를 제조한 후, 상기 [A]-[C]에 [B]를 구성하는 실란화합물들을 중합하여 [A]-[C]-[B]를 제조한 후, 크로스링커를 이용하여 MO와 [A]-[C]-[B]의 [A]를 연결하여 제조될 수 있다. 구체적인 예로 크로스링커를 이용하여 MO 나노졸의 MO와 [A]-[C]-[B]의 [A]를 연결하는 반응은 반응온도는 60-150℃ 에서 30-120 분간 반응시킬 수 있다.
구체적으로 상기 크로스링커로는 비닐트리메톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헵실트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란 및 이소부틸트리메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 알콜시화합물이 사용될 수 있다.
바람직하기로 상기 복합고분자수지 중 메탈옥사이드는 1-50 중량%, 알콜시화합물이 0.001 내지 20 중량%가 되도록 하는 것이 좋다. 이 경우 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 굴절율 1.5 이상의 고굴절율을 가지며, 필름으로 제조시 아크릴, 우레탄과 동등 이상의 고점착력과 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가지는 기능성 실리콘 점착제의 제조가 가능하다.
본 발명의 기능성 실리콘 점착제는 촉매를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 e) 촉매는 중심금속으로 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 오스뮴(Os) 및 루테늄(Ru)으로 이루어진 군으로부터 선택 되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 백금(Pt)를 포함한다. 구체적으로 상기 촉매는 상기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지 100 중량부에 대하여 실리콘 점착제의 0.01 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.
또한 본 발명은 용제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로 방향족 탄화수수계, 지방족 탄화수소계, 케톤계 용제 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 용제는 자일렌, 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트, 톨루엔, 부틸셀로솔브, 이소프로필알코올 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 용제의 양은 임의로 조정할 수 있으며, 구체적으로는 상기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지 100 중량부에 대하여 50 내지 500 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 기능성 실리콘 점착제는 충분한 교반을 통하여 100 내지 100,000 cps의 점도를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 실리콘 점착제는 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 3,000 gf/inch 이상의 고점착력을 가지며, 무용제 타입으로도 적용이 가능하며, 500 um 이상의 두꺼운 두께에서도 균일한 우수한 점착력을 나타내며, 양면접착에 유리하며, 굴절율 1.5 이상의 고굴절율을 가지며, 필름으로 제조시 아크릴, 우레탄과 동등 이상의 고점착력과 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가진다.
특히 본 발명에 따른 실리콘 점착제는 접착력이 3000 내지 6000 gf/inch, 바람직하게는 4000 gf/inch 이상의 접착력을 가져 기존에 취약하였던 실리콘 점착제의 접착력(2000 gf/inch 이하)을 획기적으로 개선한 특성을 가지며, 또한 기존의 저굴절율 실리콘 접착제에 금속분말을 혼합하는 경우의 문제점인 나노사이즈 금속분말의 가공어려움, 굴절율 조절의 어려움, 열적 불안정성, 물성의 불균일성을 원천적으로 해결할 수 있다.
또한 본 발명은 기재 위에 상기 실리콘 점착제를 코팅 후 경화시킨 고굴절 실리콘 점착제층을 포함하는 실리콘 필름을 제공한다. 필요한 경우 상기 고굴절 실리콘 점착제층 위에 이형필름을 더욱 포함할 수 있다. 상기 기재는 이형필름, 광학필름 또는 하드코팅층일 수 있으며, 이형필름, 광학필름 또는 하드코팅층에는 필요에 따라 프라이머가 도포될 수도 있다.
상기 이형필름, 광학필름 또는 하드코팅층은 공지의 필름이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로 이형필름은 불소코팅된 이형필름일 수 있으며, 광학필름은 PET 베이스 필름에 고굴절 및 저굴절을 교대로 코팅한 필름일 수 있으며, 각각의 층 위에는 하나 이상의 기능층을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 실리콘 필름에서 고굴절 및 저굴절 실리콘 점착제층과 기재의 두께는 임의로 조절될 수 있으며, 구체적인 예로 고굴절 및 저굴절 실리콘 점착제층: 기재의 두께를 1-10: 10-1의 비율로 할 수 있다. 일예로 상기 고굴절 및 저굴절 실리콘 점착제층의 두께는 20 내지 3000 um일 수 있다.
본 발명에서 코팅의 방식은 특별히 한정되지 않으며, 콤마나이프 또는 슬롯다이 코팅헤드를 이용하여 두께 조절을 할 수 있다.
또한 상기 경화는 열경화와 광경화가 적용될 수 있으며, 동시에 적용될 수도 있다. 열경화의 경우 용제를 휘발시킬 수 있는 온도에서 수행될 수 있으며, 필요한 경우 1 내지 8단계로 나누어 경화될 수 있다. 경화의 온도는 사용되는 용제에 따라 변경이 가능하며, 구체적인 예로 50 내지 300 ℃에서 진행될 수 있다. 또한 광경화의 경우 500 내지 4000 mj/cm2 의 광량으로 경화시킬 수 있다.
바람직하기로 본 발명의 실리콘 필름은 상기 고굴절 실리콘 점착제층 상면 또는 하면에 인접하여 저굴절 실리콘 점착제층을 더욱 포함하는 것이다. 이 경우 고투명성, 고내열성, 저반사율, 내진동성, 무황변성, 내충격성 및 고점착력을 가지며, 기능성 합지에 유리하며, 고시인성 특성을 동시에 가진다.
상기 저굴절 실리콘 점착제층은 상기 실리콘 점착제에서 상기 화학식 1에서 MO가 없는 [A]-[B-[C] 또는 [A]-[C]-[B]로 표시되는 고분자수지일 수 있으며, 필요한 경우 상기 [A]-[B-[C] 또는 [A]-[C]-[B]에 크로스링커가 결합된 것일 수 있다. 이 경우 [A}의 말단은 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이다.
또한 본 발명자의 선출원인 대한민국특허공개 제10-2020-0075278호에 개시된 저굴절율을 가지는 실리콘 점착제일 수 있다.
구체적으로 상기 고굴절 실리콘 점착제층의 굴절율은 1.50 내지 1.90이며, 상기 저굴절 실리콘 점착제층의 굴절율은 1.30 내지 1.49인 것이다. 바람직하기로는 상기 고굴절 실리콘 점착제층의 굴절율과 상기 저굴절 실리콘 점착제층의 굴절율의 차이는 0.2 내지 0.3인 것이 좋다. 이 경우 투명성, 저반사율 및 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 바람직하기로 실리콘 필름의 투과도는 적어도 95% 이상인 것이다.
도 1 내지 6는 각각 본 발명의 일실시예 따른 실리콘 필름을 나타낸 것이다.
도 1은 양면에 이형필름을 포함하고 이형필름 사이에 본 발명의 실리콘 점착제가 경화된 고굴절 실리콘 점착제층이 게재된 필름이고, 도 2는 면에 이형필름을 포함하고 고굴절 실리콘 점착제층과 저굴절 실리콘 점착제층이 인접하여 게재된 것이며, 도 3 및 도 4는 PET 필름의 양면에 고굴절 실리콘 점착제층과 저굴절 실리콘 점착제층이 인접하여 게재되고, 이형필름이 결합된 것이며, 도 5는 PET 필름의 양면에 고굴절 실리콘 점착제층과 저굴절 실리콘 점착제층이 인접하여 게재되고, 한면에는 이형필름이 다른 한면에는 하드코팅층이 결합된 것이다.
본 발명에 따른 실리콘 필름은 상기 구조에 한정되지 않으며, 다양한 변화가 가능함은 물론이다.
또한 본 발명의 상기 실리콘 필름은 2개 이상의 점착제층을 포함하는 경우 점착제층들의 점착력은 각각 다른 것일 수 있다. 상기 상하의 점착력이 다른 필름은 두 개의 필름에 접착력이 서로 다른 실리콘 점착제를 각각 코팅 후 경화시킨 후 실리콘 점착제 부분을 서로 합지한 것일 수 있으며, 또는 점착력이 다른 실리콘 점착제를 이중 코팅함으로써 양면의 점착력이 다른 기능성 실리콘 필름을 제조할 수 있다. 이 경우 상하로 다른 점착력이 요구되는 점착제 층에 유용하게 적용될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 실리콘 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다. 구체적인 예로 상기 백라이트 유닛은 면발광용 백라이트 유닛일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛의 분리 및 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 로컬 디밍을 이용한 백라이트 유닛은,
광원이 상부로 퍼질 수 있도록 마이크로 LED(310)가 소정간격으로 평면 배치되는 보드(300);
필름형태로 상기 보드(300) 상면에 위치하고, 접착시트의 역할을 하는 제1 실리콘 필름(210);
상기 제1 실리콘 필름(210) 상면에 위치하며, 상기 마이크로 LED(310)에 대응되는 구간은 홀(110)이 타공되어 광원이 통과되고, 상기 마이크로 LED(310)에 대응되는 구간을 제외한 나머지 부분은 광원이 차단되도록 형성된 반사시트(100);
필름형태로 반사시트(100) 상면에 위치하고, 상기 반사시트(100)에서 출력되는 광원을 확산하는 제2 실리콘 필름(220)을 포함한다.
상기 홀(110)은 진공이 형성되도록 상기 제1 실리콘 필름(210)과 제2 실리콘 필름(220)을 상기 반사시트(100)에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.
상기 보드(300)에는 상기 마이크로 LED(310)가 가로 및 세로로 2mm 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 실리콘 필름(220)의 두께는 상기 제1 필름(210)의 두께보다 두꺼운 것일 수 있다.
본 발명에서는 도광판(100)의 평면 구간에 광원이 골고루 퍼질 수 있도록 광원이 되는 마이크로 LED(310)는 크기와 간격을 임의로 조절할 수 있으며, 특히 본 발명의 경우 상기 마이크로 LED의 크기가 0.1 mm 이하인 것에 적합하며, 상기 마이크로 LED 간격은 구체적인 예로 1~4mm 배열로 배치시킬 수 있다.
그리고 마이크로 LED(310)의 구간과 동일하게 반사되는 빛의 손실을 막기 위해 반사시트(100)의 광원과 접촉되는 직접 구간만 남기고 차단한다.
그리고, 반사시트(100)에 마이크로 LED(310) 간격에 따라 홀(110)을 타공하여 화면이 되는 방향으로 빛의 방향을 유도한다.
상기 제1 실리콘 필름(210)과 제2 실리콘 필름(220)은 진공합지를 통하여 상기 반사시트(100)에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 LED(310)는 한변이 0.1 mm인 직육면체일 수 있다.
상기 홀(110)은 원통형 또는 직육면체의 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 실리콘 필름(210)의 두께는 0.025mm인 것일 수 있다.
상기 반사시트(100)의 두께는 0.075mm인 것일 수 있다.
상기 제2 실리콘 필름(210)의 두께는 0.4mm인 것일 수 있다.
도 6과 같이 상기 제1 실리콘 필름(210), 반사시트(100) 및 제2 실리콘 필름(220)은 서로 밀착 및 부착되며, 제1 실리콘 필름 또는 제2 실리콘 필름(220)의 성분이 진공상태에서 반사시트(100)의 홀(110) 및 보드(300)의 LED(310)사이의 간극을 메워줄 수 있다.
이를 위해 진공압착 방식으로 제1 실리콘 필름(210), 반사시트(100) 및 제2 실리콘 필름(220)은 서로 밀착 및 부착한 후, 다시 보드를 밀착 및 부착할 수 있다.
여기서, 도광판은 제1 실리콘 필름(210), 반사시트(100) 및 제2 실리콘 필름(220)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 실리콘 필름(220)의 상면에 보호필름 또는 광확산 필름을 더욱 포함할 수 있다. 구체적인 보호필름의 예로는 PET 필름을 사용할 수 있다. 보호필름 또는 광확산 필름의 존재여부에 따라 제2 실리콘 필름(220)의 점착력이 조절될 수 있다.
상기 제1 실리콘 필름(210)은 본 발명에 따른 고굴절 실리콘 점착제를 이용한 고굴절 실리콘 점착제층일 수 있으며, 또는 고굴절 실리콘 점착제층과 저굴절 실리콘 점착제층이 결합된 것일 수 있다. 상기 제1 실리콘 필름(210)은 광투과도(UV-VIS Minolta CM-5로 측정)가 94% 이상인 재질을 사용할 수 있으며, 접착력이 3000 내지 6000 gf/inch를 가지는 필름일 수 있다.
상기 제2 실리콘 필름(220)은 본 발명에 따른 고굴절 실리콘 점착제를 이용한 고굴절 실리콘 점착제층일 수 있으며, 또는 고굴절 실리콘 점착제층과 저굴절 실리콘 점착제층이 결합된 것일 수 있다. 상기 제2 실리콘 필름(220)은 광투과도(UV-VIS Minolta CM-5로 측정)가 94% 이상인 재질을 사용할 수 있으며, 점착력은 임의로 조절할 수 있으며 일 예로 3000 내지 6000 gf/inch를 가지는 필름일 수 있다.
본 발명에 따르는 도광판 및 백라이트 유닛은 광원의 밝기가 밝을수록 열이 발생하는데 이를 반대로 역이용하여 광원의 크기를 줄이고, 광원의 영역을 최소화하여 측면 광원을 바닥판 전체 광원으로 적용하되, 광원의 영역을 줄이면서 밝기의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 필름형의 도광판을 반사시트의 양쪽에 배치시켜 LED광원을 수신할 때 확산이 이루어지고, 반사필름을 지나면서 재차 확산이 이루어질 수 있도록 함으로써 광원의 효과를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 광원의 밝기를 조절하는 디밍 방법을 이용하여 LED 광원의 밝기를 조정함으로 화면의 밝기 일부 영역으로 음영차를 극대화함으로써 외부 환경 즉, 태양광 상태의 가시 효과를 상승시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
[실시예 1] 내지 [실시예 4] 및 [비교예 1]
하기 표 1에 기재된 성분을 균일하게 혼합하여 실리콘 점착제를 제조하였다. 실시예 1 내지 4은 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지를 사용하였으며, 특히 실시예 1은 메탈옥사이드로 지르코늄옥사이드가 결합된 것을 사용하였으며, 실시예 2는 티타늄옥사이드가 결합된 것을 사용하였으며, 실시예 3은 아연옥사이드가 결합된 것을 사용하였으며, 촉매는 백금계 촉매를 사용하였으며, 용제는 톨루엔을 사용하였다. 실시예 4는 촉매와 용제의 함량을 다르게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다. 비교예 1로는 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지 대신에 하기 화학식 5의 실세스퀴옥산 수지를 사용하여 접착제를 제조하였다. 또한 참고예 1로는 저굴절 실리콘 점착제 제조를 위하여 상기 실시예 1에서 메탈옥사이드를 포함하지 않는 고분자수지만을 사용한 것을 제외하고는 동일한 함량으로 점착제를 제조하였다. 함량의 단위는 중량부이다.
구분 복합고분자수지 촉매 용제
실시예 1 100 0.2 200
실시예 2 100 0.2 200
실시예 3 100 0.2 200
실시예 4 100 0.3 220
비교예 1 100 0.2 200
참고예 1 100 0.2 200
[화학식 5]
Figure 112020125939904-pat00009
상기 화학식 11에서 상기 m은 1 내지 100의 정수이다.
실험 1
100 um 두께의 PET 필름 상부에 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 실리콘 점착제를 코팅하고, 150 ℃에서 1분간 건조하여 실리콘 점착제층을 형 성하였다.
상기 실리콘 점착층 상부에 불소계 이형필름을 접합하고, 상온에서 24시간 동안 방치하였다. 상기 샘플을 25 mm 폭으로 절단한 뒤, 이형필름을 제거하였다. 상기 이형필름 상부에 양면 점착제를 이용하여 글라스 위 에 고정화 된 검화된 TAC 필름을 접합시켰다.
상기 제조된 샘플(TAC/OCA/PET)들을 상온에서 24시간 동안 방치한 뒤, 오토그라프를 이용하여 180o로 박리하여 박리력을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
또한 상기 제조된 샘플(TAC/OCA/PET)들을 TAC 필름 방향으로 0o 및 180o 의 각도로 폴딩하여 1만회 마다 PET의 크랙(crack)과 내박리성을 20만회까지 평가하였으며, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.
구분 점착력
(단위: gf/inch)
크랙성 박리성
실시예 1 4900 미발생 미발생
실시예 2 4700 미발생 미발생
실시예 3 4600 미발생 미발생
실시예 4 4700 미발생 미발생
비교예 1 2000 15만회 발생 5만회 발생
상기 표 2에서 나타나는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 4의 실리콘 점착제는 비교예 1에 비하여 크랙성 및 박리성이 현저히 개선되었으며, 특히 점착력이 4000 gf/inch 이상을 나타내어 종래의 실리콘계 점착제의 점착력(2500 gf/inch 이하)을 현저히 개선하였음을 확인할 수 있다.
실험 2
실시예 5 내지 8로 상기 실시예 1 내지 4의 점착제를 이용한 고굴절 실리콘 점착제층과 상기 참고예 1의 점착제를 이용한 저굴절 실리콘 점착제층을 각각 이용하여 합작시트를 제조하였다. 비교예 2로는 참고예 1의 시트를 이중으로 형성하였다. 상기 실시예 5 내지 8 및 비교예 2의 합작시트에 대하여 투과율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
구분 제1층 제2층 투과율(%)
실시예 5 실시예 1 참고예 1 99.1
실시예 6 실시예 2 참고예 1 98.5
실시예 7 실시예 3 참고예 1 98.6
실시예 8 실시예 4 참고예 1 98.4
비교예 2 참고예 1 참고예 1 93.2
상기 표 3에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 5 내지 8의 합착시트는 고굴절 실리콘 점착제층과 저굴절 실리콘 점착제층을 동시에 포함함으로써 비교예 2의 저굴절 실리콘 점착제층만을 포함하는 합작시트에 비하여 현저히 우수한 투과율을 가져 OCA 필름으로 사용하기에 적합함을 확인할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 복합고분자수지를 포함하는 실리콘 점착제:
    [화학식 1]
    Figure 112022028678829-pat00020

    상기 화학식 1에서,
    MO는 metal oxide이며, A는 하기 화학식 2이며, B는 하기 화학식 3이며, C는 하기 화학식 4이며,
    [화학식 2]
    Figure 112022028678829-pat00021

    [화학식 3]
    Figure 112022028678829-pat00022

    [화학식 4]
    Figure 112022028678829-pat00023
    이며,
    상기 화학식 2 내지 4에서
    R 1는 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이 클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이며,
    R2는 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이되, 적어도 하나는 메틸, 비닐메틸, 페닐비닐메틸 또는 플로로비닐메틸이며,
    R3은 각각 독립적으로 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이되, 적어도 하나는 아크릴기 또는 메타아크릴기이며,
    상기 x, y, z는 각각 독립적으로 1 내지 100 중 하나의 정수이며,
    상기 q는 1 내지 1 내지 200의 정수이며,
    상기 A에 B 또는 C가 연결될 수 있으며, 말단의 B 또는 C는 1가의 수소; 중수소; 할로겐; 아민기; 에폭시기; 사이클로헥실에폭시기; (메타)아크릴기; 하이드록시기; 사이올기; 이소시아네이트기; 니트릴기; 니트로기; 페닐기; C1~C40의 알킬 기; C2~C40의 알케닐기; C1~C40의 알콕시기; C3~C40의 시클로알킬기; C3~C40의 헤 테로시클로알킬기; C6~C40의 아릴기; 또는 C3~C40의 헤테로아릴기이며,
    상기 metal oxide는 지르코늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 아연옥사이드, 하 프늄옥사이드, 이트륨옥사이드로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이다.
  2. 제1항에 있어서,
    용매를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 점착제.
  3. 삭제
  4. 기재 위에 상기 제1항 기재의 실리콘 점착제를 코팅 후 경화시킨 고굴절 실리콘 점착제층을 포함하는 실리콘 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실리콘 필름은 상기 고굴절 실리콘 점착제층 상면 또는 하면에 바로 인접하여 저굴절 실리콘 점착제층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고굴절 실리콘 점착제층의 굴절율은 1.50 내지 1.90이며, 상기 저굴절 실리콘 점착제층의 굴절율은 1.30 내지 1.49인 것을 특징으로 하는 실리콘 필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 실리콘 필름의 투과도는 적어도 95% 이상인 것을 특징으로 하는 실리콘 필름.
  8. 제4항 기재의 실리콘 필름을 포함하는 백라이트 유닛.
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