KR20110073088A - 광학필름용 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

광학필름용 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 (A) 특정 구조를 갖는 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드; 및 (B)특정 구조를 갖는 아릴 함유(메타)아크릴레이트를 포함하여 이루어진다. 상기 광학필름용 수지 조성물은 기재필름과의 접착력이 우수하고, 특히 프리즘층 형성을 위한 공정 조건에 용이한 점도 특성을 지니면서 1.62 이상의 굴절률을 가져 우수한 정면휘도 특성을 갖는다.
비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드, 아릴 함유(메타)아크릴레이트, 프리즘 시트, 광학필름용 수지 조성물

Description

광학필름용 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 그 제조 방법{RESIN COMPOSITION FOR OPTICAL FILM, OPTICAL FILM USING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}
본 발명은 광학필름용 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 특정 구조를 갖는 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드와 특정 구조를 갖는 아릴 함유(메타)아크릴레이트를 포함하여 1.62 이상의 굴절률과 기재필름과의 접착력이 우수하고, 특히 프리즘층 형성을 위한 공정 조건에 용이한 점도 특성 및 인각롤과의 이형성이 우수한 광학필름용 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 영상표시 수단으로는 액정의 전기광학적 특성을 이용하여 액정의 투과도를 정밀하게 제어하여 정보처리장치에서 처리된 정보를 사용자가 인식할 수 있도록 하는 액정표시장치(LCD)가 있다.
한편, 광학필름을 사용하는 영상표시 수단의 성능은 백라이트 유닛의 성능에 크게 영향을 받는다. 이는 광학필름을 통해 빛을 반사하거나 투과시켜 빛의 양을 조절하는 방식이 기본이 되기 때문으로 박막 광학필름을 영상표시 수단에 효과적으로 적용하기 위해 광학적 성능이 우수한 다양한 광학필름이 제시되어 왔다.
이러한 광학필름의 구조에 있어, 프리즘 시트는 액정표시장치(LCD)의 휘도를 향상시키기 위한 필름이다. 액정표시장치(LCD)는 스스로 빛을 낼 수 없기 때문에 광원(CCFL 또는 LED)을 사용하여 광을 얻고, 이 광을 도강판을 통해 전체 면적으로 분포시키고, 확산 시트를 이용하여 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형된다. 이러한 과정에서 초기 광원으로부터 출시된 광의 효율은 점점 떨어지게 되는데 프리즘 시트를 사용하면 측광(side light)을 정면광으로 바꾸고 방사하는 광을 집광시켜 휘도를 높일 수 있는 것이다.
이와 같이 집광시트로 사용되는 프리즘 시트는 박막 유연성을 갖는 광학필름으로서, 한 쪽면에 프리즘 형상이 선형 배열로 구조화된 표면을 형성하여 휘도를 증가시키는 역할을 하고 있다.
또한, 물리적인 구조 형성에 의한 휘도 향상 이외에 광학소재의 휘도를 증가시키는데, 이를 위한 중요한 광학적 요인으로 굴절률을 들 수 있으며, 굴절률이 높을수록 프리즘 필름의 성능이 향상되어 높은 휘도를 구현할 수 있다.
종래 기술에서 대표적으로 사용되는 고굴절률 수지로는 브롬이 치환된 에폭시수지가 많이 이용되고 있다.
예를 들면 테트라브로모 비스페놀A형의 에폭시 수지와 비스페놀 A형 에폭시 수지에 아크릴산을 부가하고 여기에 스틸렌, 디비닐벤젠, 벤질메타아크릴레이트 등 을 혼합하여 제조된 에폭시 수지가 많이 사용되고 있다. 그러나, 상기 에폭시 수지는 굴절률이 1.590으로 여전히 낮은 수치를 나타내고 있으며, 아베수 역시 32 정도로 낮아서 광학용으로는 개선의 여지가 많았다. 뿐만 아니라, 이와 같이 할로겐 원자가 포함된 수지는 연소시 폴리할로겐화 아로마 다이옥신(Polyhalogenated aromatic dioxin) 또는 폴리할로겐화 디벤조퓨란(polyhalogenated dibenzofuran)등의 유독성 발암물질이 발생할 우려가 있고, 브롬화수소나 염화수소 등과 같이 연소시 발생되는 가스가 인체 및 환경에 악영향을 미친다는 문제점이 있었다.
이러한 이유로 최근에는 할로겐이 포함된 화학소재에 대한 규제가 강화되고 있고, 점차 비할로겐계 소재의 요구가 증대되고 있다. 그러나 지금까지 효과적인 비할로겐계 고굴절용 소재에 대한 개발이 이루어지지 않았고 이에 대한 대책이 시급해지고 있다.
근래에는 분자 내에 황원자를 도입하여 굴절률을 향상시키는 방법이 개발되었으나, 자외선 경화전 굴절률이 1.60을 넘지 못하여 제품의 휘도 향상에 한계가 있다. 뿐만 아니라, 굴절률을 높이기 위해 주쇄 내 황분자 수를 증가시키는 경우 제품의 내구성 측면에서 황변 등의 문제가 발생한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 굴절률을 1.62 이상으로 향상시켜 정면 휘도가 향상되고 높은 표면 강도를 갖는 광학필름용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사슬 내에 사슬의 유연성을 향상시켜 기재필름과의 접착력과 내구성을 증진시키고, 공정 조건에 적합한 점도 특성을 갖는 광학필름용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인각롤과의 이형성이 탁월할 뿐만 아니라, 우수한 접착신뢰성을 갖는 광학필름용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 황변 현상이 발생하지 않고 열안정성이 우수한 광학필름용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 굴절율을 높이기 위하여 종래 첨가되던 할로겐화 원자들을 포함하고 있지 않고도 우수한 굴절율을 달성할 수 있고 연소시 할로겐화 가스가 발생하지 않는 광학필름용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리즘 필름 또는 프리즘 기능성 복합필름의 프리즘층을 형성하기에 용이한 점도 특성을 가져, 기재필름과의 접착력이 향상되고 우수한 작업성과 생산성 및 높은 치수안정성을 갖는 광학필름용 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고굴절율과 높은 표면강도로 인하여 광학 특성이 개선됨에 따라 저 소비전력의 고휘도 액정표시장치를 제공할 수 있는 광학필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 광학필름용 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 광학필름용 수지 조성물은 (A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드; 및 (B)하기 화학식 3으로 표시되는 아릴 함유(메타)아크릴레이트를 포함하여 이루어진다.
구체에에서 상기 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드(A)는 하기 화학식 1로 표시되는 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드, 화학식 2로 표시되는 비스(티오페닐) 설파이드 또는 이들의 혼합물일 수 있다:
Figure 112009079926095-PAT00001
상기 화학식 1에서, Ar은 페닐렌 또는 C1-10의 알킬치환 페닐렌이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-10의 선형알킬렌, C1-10의 가지형 알킬렌이며, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-10의 알킬렌기이고, n은 1~5의 정수이며, m은 0 또는 1임.
Figure 112009079926095-PAT00002
상기 화학식 2에서, Ar은 페닐렌 또는 C1-10의 알킬치환 페닐렌임;
Figure 112009079926095-PAT00003
상기 화학식 3에서, Ar은 C1-10의 알킬치환 또는 비치환 페닐, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 비페닐, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 나프틸 혹은
Figure 112009079926095-PAT00004
이며, X는 산소 또는 황이고; R' 는 C1-10의 선형알킬렌, C1-10의 가지형 알킬렌, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 페닐렌이며; R"은 수소 또는 메틸기임.
구체예에서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 (A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드 100 중량부를 기준으로 (B)아릴 함유(메타)아크릴레이트 30 ~ 100 중량부를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 (C) 하기 화학식 4로 표시되는 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이 트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)를 더 포함할 수 있다:
Figure 112009079926095-PAT00005
상기 화학식 4에서, X1 및 X2는 각각 독립적으로 H 또는 CH3이고, 상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 H, CH3 및 OH 중 선택된 하나이고, 상기 a 및 b는 각각 0 ~ 4의 정수임.
상기 (C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)는 (A) 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드 100 중량부를 기준으로 100 ~ 300 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 (C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)의 중량평균분자량(Mw)은 5,000 ~ 20,000 인 것이 사용될 수 있다.
상기 (B)아릴 함유(메타)아크릴레이트는 굴절률이 1.5~1.9일 수 있다.
상기 광학필름용 수지 조성물은 개시제를 전체 조성물 100 중량%중 0.2 내지 5 중량%로 더 포함할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 광학필름용 수지 조성물은 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트, n-비닐 피롤리돈, 스티렌, 비닐에테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 자외선 경화형 단량체; 에스테르계 반응성 첨가물, 대전방지제, 실리콘 첨가제, 항산화제, 자외선 흡수제, 광안정제, 중합방지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 광학필름용 수지 조성물은 굴절률이 1.62 이상이며, 25℃에서 900cp 이하의 점도를 갖고, 휘도가 2400 cd/m2 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 광학필름용 수지 조성물을 이용한 광학필름을 제공한다.
구체예에서 상기 광학필름은 상기 광학필름용 수지 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하여 코팅층을 형성하고; 상기 코팅층에 투명기재필름의 일면을 접촉시키고; 상기 투명기재필름에 자외선을 조사하여 상기 코팅층을 경화시키고; 그리고 상기 투명기재필름에 접착되어 경화된 코팅층을 인각롤로부터 분리시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 30 ~ 50㎛가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 1.62 이상의 굴절률을 가지며, 기재필름과의 접착력이 우수하고, 특히 프리즘층 형성을 위한 공정 조건에 용이한 점도 특성 및 인각롤과의 이형성이 우수한 광학필름용 수지 조성물, 이를 이용한 광학필름 및 그 제조 방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
(A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드
본 발명에서 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드는 하기 화학식 1로 표시되는 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드, 화학식 2로 표시되는 비스(티오페닐) 설파이드 또는 이들의 혼합물일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112009079926095-PAT00006
상기 화학식 1에서, Ar은 페닐렌 또는 C1-10의 알킬치환 페닐렌이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-10의 선형알킬렌, C1-10의 가지형 알킬렌이며, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-10의 알킬렌기이고, n은 1~5의 정수이며, m은 0 또는 1임.
[화학식 2]
Figure 112009079926095-PAT00007
상기 화학식 2에서, Ar은 페닐렌 또는 C1-10의 알킬치환 페닐렌임.
구체예에서 상기 화학식 2중 Ar은 바람직하게는 페닐렌이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, iso-프로필렌, n-부틸렌, iso-부틸렌일 수 있다. 또한 n은 2~4일 수 있다.
구체예에서 상기 화학식 2중 Ar은 바람직하게는 페닐렌이다.
본 발명에서는 상기와 같이 특정 구조를 갖는 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드, 비스(티오페닐) 설파이드 또는 이들의 혼합물을 적용함으로서, 굴절률을 1.62 이상으로 향상시킬 수 있다.
(B) 아릴 함유(메타)아크릴레이트
본 발명에서 사용되는 아릴 함유(메타)아크릴레이트(B)는 점도를 조절하는 역할 뿐만 아니라, 인각롤과의 이형성을 향상시키고, 경화 후 상온 또는 고온/고습에서 투명기재필름과의 접착력을 향상시키고, 프리즘 형상의 표면 경도를 향상시킬 수 있다.
상기 아릴 함유(메타)아크릴레이트(B)는 하기 화학식 3으로 대표되는 구조를 갖는다:
[화학식 3]
Figure 112009079926095-PAT00008
상기 화학식 3에서, Ar은 C1-10의 알킬치환 또는 비치환 페닐, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 비페닐, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 나프틸 혹은
Figure 112009079926095-PAT00009
이며, X는 산소 또는 황이고; R' 는 C1-10의 선형알킬렌, C1-10의 가지형 알킬렌, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 페닐렌이며; R"은 수소 또는 메틸기임.
상기 (B)아릴 함유(메타)아크릴레이트는 굴절률이 1.5~1.9일 수 있다. 바람직하게는 굴절률이 1.6~1.8이다.
구체예에서는 상기 아릴 함유(메타)아크릴레이트(B)는 하기 [화학식 3-1]로 표시되는 페녹시 벤질 아크릴레이트(phenoxy benzyl acrylate), 하기 [화학식 3-2]으로 표시되는 페닐 페녹시 에틸 아크릴레이트 (o-phenyl phenoxy ethyl acrylate), 하기 [화학식 3-3]로 표시되는 에톡시레이티드 티오 디페닐 다이아크릴레이트 (ethoxylated thio diphenyl diacrylate), 하기 [화학식 3-4]로 표시되는 페닐 티오 에틸 아크릴레이트 (Phenylthioethyl acrylate) 및 하기 [화학식 3-5]로 표시되는 나프틸 티오 에틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112009079926095-PAT00010
[화학식 3-2]
Figure 112009079926095-PAT00011
[화학식 3-3]
Figure 112009079926095-PAT00012
[화학식 3-4]
Figure 112009079926095-PAT00013
[화학식 3-5]
Figure 112009079926095-PAT00014
구체예에서는 상기 아릴 함유(메타)아크릴레이트(B)는 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드(A) 100 중량부를 기준으로 30 ~ 200 중량부를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 (A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드 100 중량부를 기준으로 (B)아릴 함유(메타)아크릴레이트 30 ~ 200 중량부를 포함할 수 있다. 만일 30 중량부를 미만으로 사용하면 1000cps 이상의 점도를 갖게 되어 프리즘 필름 제조 공정 조건에 적절하지 아니하고, 접착력 향상의 기대를 충족시키기 힘들고, 200 중량부를 초과하면 전체 수지의 굴절률이 저하되고 단관능 위주의 모노머의 함량이 지나치게 함유되게 되어 고분자 주쇄의 유연성이 떨어지게 되어 프리즘 필름 제조 후 크랙이 발생할 가능성이 높아지게 된다.
(C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌
본 발명에서 사용되는 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)(C)는 하기 화학식 4로 대표되는 구조를 갖는다:
[화학식 4]
Figure 112009079926095-PAT00015
상기 화학식 4에서, X1 및 X2는 각각 독립적으로 H 또는 CH3이고, 상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 H, CH3 및 OH 중 선택된 하나이고, 상기 a 및 b는 각각 0 ~ 4의 정수임.
상기 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(C)는 굴절률이 1.60 이상인 고굴절 물질로서 경화 후 프리즘층의 고굴절을 유지시켜주어 프리즘 필름의 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 (C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)의 중량평균분자량(Mw)은 5,000 ~ 20,000 인 것이 사용될 수 있다.
상기 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(C)는 (A) 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드 100 중량부를 기준으로 100 ~ 300 중량부로 포함할 수 있다. 상기 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(C)의 함량이 100 중량부 미만일 경우 전체 조성의 굴절률이 떨어지고 코팅 도막의 깨짐성이 쉬운 단점이 있으며, 300 중량부를 초과할 경우 경화 후 필름 도막의 색좌표값이 노란색 범위로 이동하고 황변 현상이 발생하는 단점이 있다.
본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 개시제를 전체 조성물 100 중량%중 0.2 내지 5 중량%로 더 포함할 수 있다. 상기 개시제의 함량이 0.2 중량% 미만의 경우 광반응성이 낮아 프리즘의 기계적 특성이 저하되며, 5 중량%를 초과하는 경우 프리 즘층의 황변성 등 광학적 특성을 저하시킬 수 있다.
상기 개시제는 광중합 개시제 또는 라디칼 개시제로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 것을 사용한다. 이때, 광개시제는 프로파논계, 케톤계, 포스핀옥사이드계, 포르메이트계의 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학필름용 수지 조성물은 공정 조건상 점도 조절이나 강도를 높이기 위하여 자외선 경화형 단량체를 더 포함할 수 있다. 상기 자외선 경화형 단량체는 자외선 경화가 가능한 (메타)아크릴레이트 또는 비닐기를 갖는 것이 사용될 수 있다.
상기 자외선 경화형 단량체로 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트, n-비닐 피롤리돈, 스티렌, 비닐에테르 등이 사용될 수 있다. 구체예에서는 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타) 아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타) 아크릴레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타) 아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이 트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트. (메타)아크릴로모폴린, 아이소보네올(메타)아크릴레이트(isoborneol(meth)acrylate), 이소-데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 및 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트 등의 (메타) 아크릴레이트 단량체와 n-비닐 피롤리돈, 스티렌, 하이드록시부틸 비닐 에테르, 라우릴 비닐 에테르, 세틸비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르 등의 비닐계 단량체를 사용할 수 있다.
이러한 자외선 경화형 단량체는 전체 수지 조성물 100 중량%중 5 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 경화 후 적절한 가교도를 지니는 장점이 있다.
또한 상기 광학필름용 수지 조성물은 에스테르계 반응성 첨가물, 대전방지제, 실리콘 첨가제, 항산화제, 자외선 흡수제, 광안정제, 중합방지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 에스테르계 반응성 첨가물은 경화 후 투명기재필름과의 접착력을 향상시키는 역할을 하며, 전체 수지 조성물 100 중량%중 0.5 내지 5 중량%로 포함시키는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 우수한 접착력 향상과 함께 우수한 굴절률을 유지할 수 있다. 상기 에스테르계 반응성 첨가물은 COGNIS사의 ECX4114, ECX5031, ECX6025, PHOTOMER4846 로 상업적 구입이 용이하다.
상기 대전방지제는 통상의 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 실리콘계 반응형 수지를 함유한 대전방지제를 사용한다. 상기 실리콘계 반응형 수지를 함유한 대전방지제는 하기 화학식 5로 표시되는 이온전도성폴리머가 바람직하게 적용될 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112009079926095-PAT00016
상기 이온전도성폴리머는 전체 수지 조성물 100 중량%중 3 내지 10 중량%로 포함시키는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 대전방지효과와 함께 계면간의 부착성 및 프리즘의 기계적, 광학적 특성이 저하되지 않는 발란스를 얻을 수 있다.
상기 실리콘 첨가제는 금형 몰드와의 이형성을 향상시키기 위한 것으로 전체 수지 조성물 100 중량%중 0.1 내지 3 중량%로 사용된다. 상기 범위 내에서 이형성 향상과 함께 계면간의 부착성 및 프리즘의 기계적, 광학적 특성이 저하되지 않는 발란스를 얻을 수 있다.
상기 광학필름용 수지 조성물은 굴절률이 1.62 이상이며, 25℃에서 900cp 이하의 점도를 갖고, 휘도가 2400 cd/m2 이상일 수 있다.
한 구체예에서는 상기 상기 광학필름용 수지 조성물은 굴절률이 1.62 ~ 1.75 이며, 25℃에서 750~860 cp의 점도를 갖고, 휘도가 2430~2800 cd/m2 일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 광학필름용 수지 조성물을 이용한 광학필름을 제공한다. 바람직하게는 상기 광학필름은 액정표시장치의 백라이트 부품에 사용될 수 있으며, 특히 프리즘 필름에 적합하게 사용된다.
구체예에서 상기 광학필름은 상기 광학필름용 수지 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하여 코팅층을 형성하고; 상기 코팅층에 투명기재필름의 일면을 접촉시키고; 상기 투명기재필름에 자외선을 조사하여 상기 코팅층을 경화시키고; 그리고 상기 투명기재필름에 접착되어 경화된 코팅층을 인각롤로부터 분리시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 30 ~ 50㎛가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 자외선은 190 ~ 450nm, 바람직하게는 250~ 430nm의 파장을 사용하되, 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌브(Type-D bulb)를 장착하여 400 ~ 1500mJ/㎠, 바람직하게는 500 ~ 900mJ/㎠의 에너지로 조사할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:
(A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드
(A1)하기 화학식 1-1로 표시되는 Bis(4-methachryloylthiophenyl) Sulfide를 사용하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112009079926095-PAT00017
(A2)하기 화학식 2-1로 표시되는 Bis(4-vinylthiophenyl) Sulfide(Aldrich제조)를 사용하였다.
[화학식 2-1]
Figure 112009079926095-PAT00018
(B)아릴 함유(메타)아크릴레이트
하기 화학식 3-5로 표시되는 Electromer HRI-02(대림화학 제조)를 사용하였다.
[화학식 3-5]
Figure 112009079926095-PAT00019
(C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트: 한농화성에서 제조된 BPF-022 제품을 사용하였다.
(D) 개시제
Irgacure 184 2 중량부와 Irgacure TPO 6 중량부를 혼합하여 사용하였다.
(E)실리콘 변성 이온전도성 아크릴레이트
Marubishi Oil Chemical Co.에서 제조된 PC-6860 를 사용하였다.
실시예 1~4
하기 표 1과 같이 각 성분을 혼합하여 광학필름용 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물을 투명 PET 기재필름에 35㎛ 두께로 코팅한 후 365 nm의 파장을 사용하여 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌브(Type-D bulb)를 장착하여 800mJ/㎠ 의 에너지로 조사하여 경화시켜 프리즘 필름을 제작하였다.
단위:중량부 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
(A1) 40 60 - - - 40
(A2) - 40 60 40 -
(B)아릴 함유(메타)아크릴레이트 60 80 60 60 - -
트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트 - - - - 60 60
(C)플루오렌 유도체 100 100 100 100 - 100
브롬계 할로겐수지 - - - - 100 -
(D)개시제 8 8 8 8 8 8
(E)이온전도성 아크릴레이트 - 5 - - - -
비교실시예 1
플루오렌 유도체(C) 대신에 브롬계 할로겐 수지(국도화학에서 제조된 Brominated Epoxy acrylate) 를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교실시예 2
아릴 함유(메타)아크릴레이트(B) 대신에 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
물성 및 신뢰성 평가
(1) 굴절률: 589.3㎚의 D광선 나트륨램프를 관원으로 이용하여 굴절계(모델명 : 1T, 일본 ATAGO ABBE)를 사용하여 굴절율을 측정하였다.
(2) 휘도(Cd/㎡): 15.4인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 제작된 프리즘 필름을 고정하고, 휘도계(모델명 : BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 13지점 및 5지점의 휘도를 측정하여 평균값을 구하였다.
(3) 접착력 평가(떨어진 개수/100): 상기 제작된 프리즘 필름에서 기재필름을 제거한 후 경화된 필름만을 10×10㎟의 영역내에서 100개의 매트릭스 구조로 절개한 후, 그 위에 테이프를 접착하고 수직으로 강하게 이형하면서 떨어져 나온 매트릭스의 개수를 표기하였다.
(4) 점도(CPS) : Brookfield 점도계 (DV-II+ Pro)를 사용 25℃에서의 수지의 점도를 측정하였다.
(5) 대전방지특성(Ω/c㎡) :제작된 프리즘 필름에 대하여 일본 동아전지공업사의 DSM-8103 을 이용하여 일정전압을 인가하여 표면 저항을 측정하였다.
(6) 이형성 :프리즘 형상이 새겨진 금속 몰드와 폴리에스터 기재 필름 사이에 본 발명의 광경화형 수지 조성물을 투입하여 라미네이션 이후 금형 몰드에서 기재 필름이 이형되는 순간의 이형소리 등의 공정성을 0 ~ 10점의 이형성 점수로 나타내었다. 10점이 우수한 이형 특성을 보이는 것으로 정의한다.
(7) 자외선황변측정: 50℃, 75W/㎡ Weather-O-meter에 30분 동안 방치한 후, QUV 장비를 사용하여 색좌표를 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 평가 결과를 하기 [표 2]에 정리하였다.
굴절율 휘도
(Cd/㎡)		 접착력 점도
(cps)		 대전방지
저항치
(Ω/c㎡)		 이형성 황변
실시예1 1.620 2450 0 850 8.7X1011 10 12
실시예2 1.625 2502 0 800 3.2X1012 10 14
실시예3 1.630 2558 0 800 4.3X1012 10 15
실시예4 1.635 2615 0 800 4.1X1012 10 14
비교예1 1.560 2120 0 950 1.6X1013 7 55
비교예2 1.580 2272 10 850 2.1X1013 7 42
상기 표 2의 결과에서와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우 비교예 1 및 비교예 2에 비해 높은 휘도를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 기재필름과의 접착력이 향상되어 평가 실험시 떨어져 나온 매트릭스 값이 '0'으로 나타나고 있다. 아울러, 공정 조건에 적합한 점도 특성을 부여하여 인각롤과의 이형성 등의 면에서 우수한 신뢰성을 갖는 효과를 보이는 것으로 나타났다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. (A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드; 및 (B)하기 화학식 3으로 표시되는 아릴 함유(메타)아크릴레이트를 포함하여 이루어지고, 상기 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드(A)는 하기 화학식 1로 표시되는 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드, 화학식 2로 표시되는 비스(티오페닐) 설파이드 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112009079926095-PAT00020
    상기 화학식 1에서, Ar은 페닐렌 또는 C1-10의 알킬치환 페닐렌이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-10의 선형알킬렌, C1-10의 가지형 알킬렌이며, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-10의 알킬렌기이고, n은 1~5의 정수이며, m은 0 또는 1임;
    [화학식 2]
    Figure 112009079926095-PAT00021
    상기 화학식 2에서, Ar은 페닐렌 또는 C1-10의 알킬치환 페닐렌임;
    [화학식 3]
    Figure 112009079926095-PAT00022
    상기 화학식 3에서, Ar은 C1-10의 알킬치환 또는 비치환 페닐, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 비페닐, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 나프틸 혹은
    Figure 112009079926095-PAT00023
    이며, X는 산소 또는 황이고; R' 는 C1-10의 선형알킬렌, C1-10의 가지형 알킬렌, C1-10의 알킬치환 또는 비치환 페닐렌이며; R"은 수소 또는 메틸기임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 (A) 비닐기 함유 비스(티오페닐) 설파이드 100 중량부를 기준으로 (B)아릴 함유(메타)아크릴레이트 30 ~ 200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 (C) 하기 화학식 4로 표시되는 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물:
    [화학식 4]
    Figure 112009079926095-PAT00024
    상기 화학식 4에서, X1 및 X2는 각각 독립적으로 H 또는 CH3이고, 상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 H, CH3 및 OH 중 선택된 하나이고, 상기 a 및 b는 각각 0 ~ 4의 정수임.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)는 (A) 비스(메타)아크릴로일 티오아릴 설파이드 100 중량부를 기준으로 100 ~ 300 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 (C) 플루오렌 유도체 에톡시레이티드 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트(Ethoxylated bisphenyl fluorene diacrylate)의 중량평균분자량(Mw)은 5,000 ~ 20,000 인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (B)아릴 함유(메타)아크릴레이트는 굴절률이 1.5~1.9인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 개시제를 전체 조성물 100 중량%중 0.2 내지 5 중량%로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트, n-비닐 피롤리돈, 스티렌, 비닐에테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 자외선 경화형 단량체; 에스테르계 반응성 첨가물, 대전방지제, 실리콘 첨가제, 항산화제, 자외선 흡수제, 광안정제, 중합방지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학필름용 수지 조성물은 굴절률이 1.62 이상이며, 25℃에서 900cp 이하의 점도를 갖고, 휘도가 2400 cd/m2 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름용 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 조성물로 제조된 광학필름.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하여 코팅층을 형성하고;
    상기 코팅층에 투명기재필름의 일면을 접촉시키고;
    상기 투명기재필름에 자외선을 조사하여 상기 코팅층을 경화시키고; 그리고
    상기 투명기재필름에 접착되어 경화된 코팅층을 인각롤로부터 분리시키는;
    단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 30 ~ 50㎛가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 방법.
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