KR20080100035A - 플라스틱 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

플라스틱 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20080100035A
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Abstract

본 발명은, 폴리머; 상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및 상기 글라스 플레이크 나노입자와 함께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자를 포함하는 복합재료, 플라스틱 필름, 상기 플라스틱 필름의 제조방법, 및 상기 플라스틱 필름을 포함하는 플라스틱 기판, 광학필름, 디스플레이소자용 기판, 전자소자를 제공한다.
플라스틱 필름, 글라스 플레이크, 실리카, 클레이, 글라스 비드

Description

플라스틱 필름 및 이의 제조방법{PLASTIC SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 플라스틱 필름의 SEM 사진,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 플라스틱 필름의 SEM 사진,
도 3은 비교예 1에 따른 플라스틱 필름의 SEM 사진이다.
본 발명은, 폴리머에 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자와 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자를 혼합하여 형성한 복합재료, 플라스틱 필름, 상기 플라스틱 필름의 제조방법, 및 상기 플라스틱 필름을 포함하는 플라스틱 기판, 광학필름, 디스플레이소자용 기판, 전자소자에 관한 것이다.
표시 장치, 액자, 공예, 용기 등에 사용되는 유리 기판은 작은 선팽창계수, 우수한 가스 배리어성, 높은 광투과도, 표면 평탄도, 뛰어난 내열성과 내화학성 등의 여러 장점을 가지고 있으나, 충격에 약하여 잘 깨지고 밀도가 높아서 무거운 단점이 있다.
최근, 액정이나 유기 발광 표시 장치, 전자 종이에 대한 관심이 급증하면서 이들 기판을 유리에서 플라스틱으로 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
기본 기재인 플라스틱 필름과 기능성 코팅층을 갖는 플라스틱 기판으로 유리 기판을 대체하면 표시 장치의 전체 무게가 가벼워지고 디자인의 유연성을 부여할 수 있고, 충격에 강하며, 연속 공정으로 제조할 경우 유리 기판에 비해 경제성을 가질 수 있다.
플라스틱 필름을 표시 장치용 플라스틱 기판의 기본 기재로 사용하기 위해서는 트랜지스터 소자의 공정 온도, 투명 전극의 증착 온도를 견딜 수 있는 높은 유리전이 온도, 액정과 유기 발광 재료의 노화를 방지하기 위한 산소와 수증기 차단 특성, 공정 온도 변화에 따른 기판의 뒤틀림 방지를 위한 작은 선팽창계수와 치수안정성, 기존의 유리 기판에 사용되는 공정 기기와 호환성을 가지는 높은 기계적 강도, 에칭 공정에 견딜 수 있는 내화학성, 높은 광투과도 및 적은 복굴절율, 표면의 내스크레치성 등의 특성이 요구된다.
이러한 특성 중에서도, 특히 플라스틱 필름을 표시 장치용 플라스틱 기판의 기본 기재로 사용하기 위해서는 투명성을 확보하고 낮은 거칠기와 같은 우수한 표면특성을 갖는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 거칠기와 같은 필름의 표면 특성과 투명성이 향상될 수 있도록, 글라스 플레이크 나노 입자와 함께 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노 입자가 첨가된 복합재료, 플라스틱 필름, 상기 플라스틱 필름의 제조방법, 및 상기 플라스틱 필름을 포함하는 플라스틱 기판, 광학필름, 디스플레이소자용 기판, 전자소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시상태는 폴리머; 상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및 상기 글라스 플레이크 나노입자와 함께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자를 포함하는 플라스틱 필름을 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 실시상태는 상기 플라스틱 필름을 포함하는 광학필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태는 상기 플라스틱 필름을 포함하는 디스플레이소자용 기판을 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태는 상기 플라스틱 필름을 포함하는 전자소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태는 상기 플라스틱 필름; 및 상기 플라스틱 필름에 적층된 가스배리어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판을 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태는 폴리머; 상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및 상기 글라스 플레이크 나노입자와 함 께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자를 포함하는 복합재료를 제공한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태는 (a) 폴리머를 용매와 혼합하여 폴리머 용액을 준비하는 단계; (b) 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자와, 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자를 준비하는 단계; (c) 상기 폴리머 용액에 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자를 첨가하는 단계; 및 (d) 상기 글라스 플레이크 나노입자, 및 상기 무기물 나노입자가 첨가된 상기 폴리머 혼합용액을 필름 형상으로 성형하는 단계를 포함하는 플라스틱 필름의 제조방법을 제공한다.
이하에서는 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 하나의 실시 상태로서, 플라스틱 필름은, 폴리머; 상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및 상기 글라스 플레이크 나노입자와 함께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자를 포함한다.
여기서, 상기 폴리머는 폴리스타이렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트. 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 환상형 올레핀 공중합체, 폴리노보넨, 아로마틱 플로렌 폴리에스테르, 폴리에테르설폰, 폴리이미드, 폴리아미드, 및 에폭시수지 중 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 폴리(메타)아크릴레이트를 사용하는 경우 다관능성(메타)아크릴레 이트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리머의 종류는 예시된 종류로 한정되는 것이 아니라, 당업계에 알려진 다른 종류의 폴리머 또한 사용 가능하다.
상기 글라스 플레이크 나노입자로는 모디파이드 C 글라스(modified C glass)로 제조된 글라스 플레이크 나노 입자인 것이 바람직하다. 여기서, 글라스 플레이크 나노 입자의 굴절율은 1.52인 것이 바람직하다.
상기 글라스 플레이크 나노입자는 50㎚이하의 두께(Depth)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 글라스 플레이크가 나노크기의 두께를 갖는 나노입자로 폴리머에 첨가되면, 상기 글라스 플레이크 나노입자를 적은 양으로 첨가하여도 선팽창계수(CTE)를 충분히 낮출 수 있으며, 가볍고 얇은 플라스틱 필름을 제공할 수 있다. 또한, 플라스틱 필름의 단위 두께 당 상기 글라스 플레이크 나노입자를 많이 포함할 수 있어 기체를 차단하는 기체 배리어성이 향상된다.
상기 글라스 플레이크 나노입자는 두께(Depth)당 길이(Length)의 비율(L/D)이 50이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 500이상일 수 있다. 여기서, 상기 글라스 플레이크 나노입자의 길이(L)가 길면, 플라스틱 필름 내부로 진입한 기체의 진로를 방해할 수 있으므로, 기체 배리어성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 글라스 플레이크 나노입자의 함량은 전체 중량에 대해 10 내지 20중량%인 것이 바람직하다. 즉, 상기 글라스 플레이크 나노입자의 함량은 폴리머와 글라스 플레이크 나노입자와 무기물 나노입자를 혼합한 혼합물의 전체 중량에 대해 10 내지 20중량%인 것이 바람직하다.
상기 무기물 나노 입자로는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.
상기 무기물 나노 입자의 사이즈는 상기 글라스 플레이크 나노 입자 사이즈 보다 작은 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 무기물 나노 입자의 사이즈는 7 내지 16nm인 것이 바람직하다.
상기 무기물 나노 입자의 함량은 전체 중량에 대해 5 내지 10중량%인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 무기물 나노 입자와 상기 글라스 플레이크 나노 입자의 혼합물의 함량은 전체 중량에 대해 10 내지 30중량%인 것이 바람직하다.
상기 글라스 플레이크 나노 입자와 함께 상기 무기물 나노 입자가 첨가되면 거칠기와 같은 필름의 표면 특성과 투명성을 향상시킬 수 있고, 상기 글라스 플레이크 나노 입자의 분산성을 향상시킬 수 있어 이에 의해 제조된 필름 내부의 균일성을 높일 수 있게 된다.
특히 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 캐스팅 법으로 제조하는 경우, 상기 무기물 나노 입자에 의해 상기 글라스 플레이크 나노 입자 간에 슬립(slip)이 발생하게 되고, 이에 따라 필름 내 글라스 플레이크 나노 입자의 분산성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 플라스틱 필름은 30 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있고, 2장의 플라스틱 필름을 합지하여 사용하는 경우 각각의 플라스틱 필름의 두께는 30 내 지 50㎛일 수 있다. 그러나, 플라스틱 필름의 두께는 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 플라스틱 필름에 있어서 상기 글라스 플레이크 나노 입자에 의해 선팽창계수(CTE)가 낮아짐에 따라, 본 발명에 따른 플라스틱 필름의 선팽창계수는 25 내지 50 ppm/℃일 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 실시상태로서, 광학필름은 전술한 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 포함한다. 여기서, 광학필름은 상기 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름에 형성된 광학패턴을 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 플라스틱 필름이 광학패턴을 갖는 광학필름의 기재로 사용될 수도 있고, 플라스틱 필름 자체가 광학패턴 없이 광학필름으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태로서, 디스플레이소자용 기판은 전술한 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 포함한다.
여기서, 플라스틱 필름 자체가 디스플레이소자용 기판으로 사용될 수 있고, 플라스틱 필름에 기능성 코팅층을 형성한 후, 이를 디스플레이소자용 기판으로 사용할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태로서, 전자소자는 전술한 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 포함한다. 여기서, 전자소자로는 화상을 형성하는 디스플레이소자를 예로 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태로서, 플라스틱 기판은 전술한 본 발명에 따른 플라스틱 필름; 및 상기 플라스틱 필름에 적층된 가스배리어층을 포함한다. 그리고, 본 발명에 따른 플라스틱 기판은 플라스틱 필름과 가스배리어층 사이 및/또는 가스배리어층 위에 적층되는 유기-무기 하이브리드층을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 플라스틱 기판은 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 1장 이상 포함할 수 있다.
상기 플라스틱 기판은 디스플레이소자용 기판으로 사용될 수 있다.
여기서, 디스플레이소자로는 액정표시소자(LCD), 유기발광소자(OLED), 및 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등을 예로 들 수 있다.
박막트랜지스터 어레이기판; 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 대향되도록 배치되는 컬러필터 어레이기판; 및 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 상기 컬러필터 어레이기판 사이에 주입되는 액정으로 구성된 액정표시소자에 있어서, 상기 플라스틱 기판은 상기 박막트랜지스터 어레이기판 및/또는 컬러필터 어레이기판으로 사용될 수 있다.
기판, 제1전극, 유기물층, 및 제2전극으로 구성된 유기발광소자에 있어서, 상기 플라스틱 기판은 상기 기판으로 사용될 수 있다.
제1전극을 갖는 전면기판과, 전면기판과 대향되도록 배치되며 제2전극을 갖는 배면기판과, 전면기판과 배면기판 사이에 방전가스를 주입하도록 다수의 방전공간으로 구획하며 형광체가 도포된 다수의 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에도 상기 플라스틱 기판이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태로서, 복합재료는 폴리머; 상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및 상기 글라스 플레이크 나노입자와 함께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시상태로서, 플라스틱 필름의 제조방법은 (a) 폴리머를 용매와 혼합하여 폴리머 용액을 준비하는 단계; (b) 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자와, 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자를 준비하는 단계; (c) 상기 폴리머 용액에 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자를 첨가하는 단계; 및 (d) 상기 글라스 플레이크 나노입자, 및 상기 무기물 나노입자가 첨가된 상기 폴리머 혼합용액을 필름 형상으로 성형하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계에서는 용매로서, 다양한 종류의 유기용매를 사용할 수 있으며, 예컨대, 메틸렌클로라이드, 디클로로에탄, 테트라하이드로퓨란, 이소옥솔란, 디옥솔란, 디옥산, 톨루엔 및 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용매를 사용하여 폴리머 용액을 제조할 수 있다. 용매의 종류는 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (b) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 나노입자를 용매와 혼합하여, 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 나노입자의 분산액으로 준비할 수 있다. 이에 한정되는 것이 아니라, 분말형태의 글라스 플레이크 나노 입자 및 무기물 나노입자를 준비하거나 별도의 첨가제를 첨가한 글라스 플레이크 나노 입자 및 무기물 나노입자를 준비할 수 있다.
상기 (b) 단계에서는 상기 용매로서, 다양한 종류의 유기용매를 사용할 수 있으며, 예컨대, 메틸렌클로라이드, 디클로로에탄, 테트라하이드로퓨란, 이소옥솔란, 디옥솔란, 디옥산, 톨루엔 및 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용매를 사용하여 상기 분산액을 제조할 수 있다. 그러나, 용매의 종류는 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 폴리머 용액 제조를 위해 사용되는 용매와 동일 또는 다른 종류의 용매를 사용하여 상기 분산액을 제조할 수 있다.
상기 (b) 단계에서는 상기 분산액에서 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 입자가 고르게 분산되도록, 상기 분산액을 초음파 처리할 수 있으며, 1~5분간 초음파 처리하는 것이 바람직하다. 1~3분 동안 초음파 처리하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 이 방법에 한정되는 것은 아니다.
상기 (c) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자는 전체 중량에 대해 10 내지 20중량% 첨가되고, 상기 무기물 나노입자는 전체 중량에 대해 5 내지 10중량% 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 (c) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자의 첨가량과 상기 무기물 첨가량을 합한 총 첨가량은 전체 중량에 대해 10 내지 30중량%인 것이 바람직하다.
상기 (c) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자가 첨가된 폴리머 혼합용액에서 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자가 고르게 분산되도록, 상기 폴리머 혼합용액을 초음파 처리하는 것이 바람직하다. 1 ~5분간 초음파 처리하는 것이 바람직하며, 1~3분 동안 초음파 처리하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 이 방법에 한정되는 것은 아니다.
상기 (d) 단계에서는 상기 무기물 나노입자와 상기 글라스 플레이크 나노입자가 첨가된 폴리머 혼합용액을 필름 형상으로 성형하게 된다. 여기서 캐스팅법을 이용할 수 있다.
STN(SUPER TWISTED NEMATIC) 글라스(Glass)를 성형 기재로 하여 일정 속도에서 솔루션 캐스팅(SOLUTION CASTING)하고, 실온에서 일정 시간 건조 한 후, 실온에서 성형된 필름을 성형 기재로부터 떼어낸 다음, 성형된 필름을 프레임에 고정한 후 건조하는 방법을 통해 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 얻게 된다. 또한, 압출성형 방법을 통해 본 발명에 따른 플라스틱 필름을 얻을 수도 있다.
이하에서는, 하기 실시예를 통해 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되거나 제한되지 않는다.
[실시예 1]
M4(Mw189K, COOH terminated M-polymer)를 1,3-디옥솔란(dioxolane)에 녹인 후 (9%SC), 글라스 플레이크와 무기물 나노입자로서 실리카 나노입자를 1,3-디옥솔란(dioxolane)과 혼합하고 3분간 초음파 처리하여 분산시켰다. 글라스 플레이크와 실리카 나노입자의 첨가량 및 종류는 표 1에 기재된 바와 같이 하였다.
이들을 혼합하고, 다시 약 3분간 초음파 처리하고, 약 2 시간 이상 스터링(stirring)하였다. 이를 캐스팅법을 사용하여 필름 형태로 성형한 후, 실온건조, 220 ℃까지 1시간 동안 승온 , 220 ℃에서 1시간 유지, 자연냉각과정을 거쳐 제조하였다.
이 플라스틱 필름의 선팽창계수(CTE)는 열기계분석기(Thermomechanical Analysis, TMA)로 5gf의 응력 하에서 분당 10℃로 승온하며 40℃ ~ 250℃까지 측정하였고, 선팽창계수(CTE) 산출 온도 범위는 약 70 ℃~150 ℃였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2 ~ 실시예 6]
글라스 플레이크의 첨가량, 실리카 나노입자의 종류 및 첨가량을 표 1에 기재된 바와 같이 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 플라스틱 필름을 얻었다. 또한, 이 플라스틱 필름의 선팽창계수(CTE)는 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.
[비교예 1 ~ 비교예 2]
무기물 나노입자는 첨가하지 않고 글라스 플레이크만 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 플라스틱 필름을 얻었다. 이때 글라스 플레이크의 첨가량은 표 1에 기재된 바와 같이 하였다.
또한, 이 플라스틱 필름의 선팽창계수(CTE)는 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.
[표 1]
글라스 플레이크(GF) 무기물 나노입자 (실리카 나노입자) 전체 첨가량 (wt%) CTE (ppm/℃)
종류 첨가량(wt%) 종류 첨가량(wt%)
실시예 1 GF10 20 Aerosil200 10 30 32
실시예 2 GF10 20 Aerosil200 5 25 26
실시예 3 GF10 10 Aerosil200 10 20 30
실시예 4 GF10 10 Aerosil200 5 15 41
실시예 5 GF10 10 Aerosil R812 a) 10 20 45
실시예 6 GF10 10 Aerosil R972 b) 10 20 38
비교예 1 GF10 20 - - 20 30
비교예 2 GF10 10 - - 10 49
a) R812 : Hexamethyldisilazane-treated products
b) R972 : Dimethyl dichlorosilane-treated products
그리고, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 플라스틱 필름의 표면과 단면을 전계형 주사 전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)으로 관찰하였다.
무기물 나노입자는 첨가하지 않고 글라스 플레이크만 첨가한 비교예 1에 따른 플라스틱 필름의 경우 도 3의 사진에서 볼 수 있는 바와 같이, 거칠기가 큰 것을 확인할 수 있었다.
이에 반해 글라스 플레이크와 무기물 나노입자로서 실리카 나노입자를 첨가한 실시예 1 및 실시예 2에 따른 플라스틱 필름의 경우, 도 1 및 도 2의 사진을 통해, 필름 표면 거칠기가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 도 1 및 도 2의 사진에서 에어 사이드(air side)의 표면을 보면 무기물 나노 입자인 실리카 나노입자가 글라스 플레이크로 인해 거칠어진 표면을 메워주는 역할을 하게 되고, 따라서 플라스틱 필름의 거칠기(roughness)가 크게 감소하게 되고, 투명성이 증가하게 되는 것이다.
또한, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 플라스틱 필름의 광투과도를 반사율 - 투과도 측정기(Reflectance - Transmittance Meter)(모델명:HR 100)를 이용하여 측정하였다.
무기물 나노입자는 첨가하지 않고 글라스 플레이크만 첨가한 비교예 1에 따른 플라스틱 필름의 경우, 400nm에서 광투과도가 10~15%였다.
이에 반해, 글라스 플레이크와 무기물 나노입자로서 실리카 나노입자를 첨가한 실시예 1 에 따른 플라스틱 필름의 경우, 400nm에서 광투과도가 40~50% 였다.
또한, 글라스 플레이크와 무기물 나노입자로서 실리카 나노입자를 첨가한 실시예 2에 따른 플라스틱 필름의 경우, 400nm에서 광투과도가 30~40% 였다.
이와 같이, 본 발명에 따라, 글라스 플레이크 나노 입자와 함께 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노 입자를 첨가하게 되면, 플라스틱 필름의 투명성을 향상시킬 수 있고, 플라스틱 필름의 거칠기(roughness)를 크게 감소시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라, 글라스 플레이크 나노 입자와 함께 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노 입자가 첨가되면, 거칠기와 같은 필름의 표면 특성 및 투명성을 향상시킬 수 있고, 글라스 플레이크 나노 입자의 분산성을 향상시킬 수 있어 이에 의해 제조된 필름 내부의 균일성을 높일 수 있게 된다.
또한, 무기물 나노입자에 의해 글라스 플레이크 나노 입자 간에 슬립(slip)이 발생하게 되고, 이에 따라 필름 내 글라스 플레이크 나노 입자의 분산성을 향상 시킬 수 있게 된다.
또한, 글라스 플레이크 나노 입자와 함께 무기물 나노 입자를 첨가함으로써, 얇고 경량화된 플라스틱 필름을 제공할 수 있게 된다.

Claims (25)

  1. 폴리머;
    상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및
    상기 글라스 플레이크 나노입자와 함께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자
    를 포함하는 플라스틱 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리머는 폴리스타이렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트. 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 환상형 올레핀 공중합체, 폴리노보넨, 아로마틱 플로렌 폴리에스테르, 폴리에테르설폰, 폴리이미드, 폴리아미드, 및 에폭시수지 중 선택된 1종 이상인 것인 플라스틱 필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 글라스 플레이크 나노입자는 50nm이하의 두께(Depth)를 갖는 것인 플라스틱 필름.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 글라스 플레이크 나노입자는 두께(Depth)당 길이(Length)의 비율(L/D)이 50이상인 것인 플라스틱 필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 글라스 플레이크 나노입자의 함량은 전체 중량에 대해 10 내지 20중량%인 것인 플라스틱 필름.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 무기물 나노입자의 사이즈는 상기 글라스 플레이크 나노입자 사이즈보다 작은 것인 플라스틱 필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 무기물 나노입자의 사이즈는 7 내지 16nm인 것인 플라스틱 필름.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 무기물 나노입자의 함량은 전체 중량에 대해 5 내지 10중량%인 것인 플라스틱 필름.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 나노입자의 혼합물의 함량은 전체 중량에 대해 10 내지 30중량%인 것인 플라스틱 필름.
  10. 청구항 1에 있어서, 두께가 30 내지 100㎛인 플라스틱 필름.
  11. 청구항 1에 있어서, 선팽창계수(CTE)는 25 내지 50 ppm/℃인 플라스틱 필름.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 플라스틱 필름을 포함하는 광학필름.
  13. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 플라스틱 필름을 포함하는 디스플레이소자용 기판.
  14. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 플라스틱 필름을 포함하는 전자소자.
  15. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 플라스틱 필름; 및
    상기 플라스틱 필름에 적층된 가스배리어층
    을 포함하는 플라스틱 기판.
  16. 청구항 15에 있어서, 유기-무기 하이브리드층을 더 포함하는 플라스틱 기판.
  17. 청구항 15에 있어서, 디스플레이소자용 기판인 것인 플라스틱 기판.
  18. 폴리머;
    상기 폴리머에 분산되어 있는 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자; 및
    상기 글라스 플레이크 나노입자와 함께 상기 폴리머에 분산되어 있는 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자
    를 포함하는 복합재료.
  19. (a) 폴리머를 용매와 혼합하여 폴리머 용액을 준비하는 단계;
    (b) 실리카 나노입자, 클레이 나노 입자, 및 글라스 비드 나노입자 중 선택된 1종 이상의 무기물 나노입자와, 글라스 플레이크(Glass flake) 나노입자를 준비하는 단계;
    (c) 상기 폴리머 용액에 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자를 첨가하는 단계; 및
    (d) 상기 글라스 플레이크 나노입자, 및 상기 무기물 나노입자가 첨가된 상기 폴리머 혼합용액을 필름 형상으로 성형하는 단계
    를 포함하는 플라스틱 필름의 제조방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 (b) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 나노입자를 용매와 혼합하여, 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 나노입자의 분산액으로 준비하는 것인 플라스틱 필름의 제조방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 (b) 단계에서는 상기 분산액에서 상기 글라스 플레이크 나노입자와 상기 무기물 입자가 고르게 분산되도록, 상기 분산액을 초음파 처리하는 것인 플라스틱 필름의 제조방법.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자는 전체 중량에 대해 10 내지 20중량% 첨가되고, 상기 무기물 나노입자는 전체 중량에 대해 5 내지 10중량% 첨가되는 것인 플라스틱 필름의 제조방법.
  23. 청구항 19에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자의 첨가량과 상기 무기물 첨가량을 합한 총 첨가량은 전체 중량에 대해 10 내지 30중량%인 것인 플라스틱 필름의 제조방법.
  24. 청구항 19에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자가 첨가된 폴리머 혼합용액에서 상기 글라스 플레이크 나노입자 및 상기 무기물 나노입자가 고르게 분산되도록, 상기 폴리머 혼합용액을 초음파 처리하는 것인 플라스틱 필름의 제조방법.
  25. 청구항 19에 있어서, 상기 (d) 단계에서는 캐스팅법을 이용하는 것인 플라스틱 필름의 제조방법.
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