KR20120078464A - 광경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 광학필름 제조 방법 - Google Patents

광경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 광학필름 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광경화형 수지 조성물에 에틸렌옥사이드기를 10mol% 이상 함유하는 아크릴레이트를 포함시킨 광경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 광학필름의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

광경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 광학필름 제조 방법{RESIN COMPOSITION BY UV CURING AND METHOD FOR FABRICATING OPTICAL FILM USING THE SAME}
본 발명은 광경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 광학필름의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광경화형 수지 조성물에 에틸렌옥사이드기를 10mol% 이상 함유하는 아크릴레이트를 포함시킨 광경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 광학필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 프리즘 필름 형성 후 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력을 향상시키고, 공정 조건에 적합한 점도 특성을 가지며, 경화 후 매우 강한 복원성과 경도를 지닌 프리즘을 형성시킴으로써 백라이트유닛(Back Light Unit) 조립시에 불량율을 최소화시켜 줄 수 있는 우수한 내스크래치성과 대전방지성을 갖도록 한다.
일반적인 영상표시 수단으로는 액정의 전기광학적 특성을 이용하여 액정의 배향성을 정밀하게 제어함으로써 얻어지는 투과성이 응용된 정보처리장치에서 처리된 정보를 사용자가 인식할 수 있도록 하는 액정표시장치(LCD)가 있다.
한편, 광학필름을 사용하는 영상표시 수단의 성능은 백라이트 유닛(Back-Light Unit)의 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 도광판을 통해 전체 면적으로 분포시키고, 확산시트를 이용하여 보다 균일한 밝기의 면광원으로 변형시킨다. 이러한 과정에서 초기 광원으로부터 출시된 광의 효율은 점점 떨어지게 되는데 프리즘 시트를 사용하면 측광(side light)을 정면광으로 바꾸고 반사하는 광을 집광시켜 휘도를 높일 수 있는 것이다. (미국 특허 제5,175,030 및 5,183,597)
이와 같이 집광시트로 사용되는 프리즘 시트는 박막 유연성을 갖는 광학필름으로서, 한 쪽 면에 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.
프리즘 시트는 예를 들어 미국특허 제 5,908,874호, 제 5,932,626호, 제 6,107,346호, 제 6,280,063호, 제6,355,754호, 유럽특허 제 1014113호, WO 2003/076528, WO 2005/066228, WO 1998/01778, WO 2001/29138, WO 1996/11964 등에 개시되어 있는 바와 같이 광경화가 가능한 단량체로부터 제조된다.
이와 같이 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트는 필름의 굴절률을 비롯하여 프리즘을 형성하는 광경화물의 굴절률 등 광학적인 물성도 중요한 요소이지만 필름과 코팅제의 수축률, 형상을 제작한 후 이송이나 백라이트 장치 작업 시 작업자의 부주의 등 외부의 물리적인 힘에 의한 형상 파괴의 발생이 문제가 되어왔으며, 종래의 프리즘 시트에 적용 가능한 다양한 광경화형 단량체와 조성물은 이를 해결하지 못하였다. 또한, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 자기복원 특성을 지닌 광경화형 조성물도 사용한 프리즘 시트도 나오게 되었으나, 자기복원성을 지니기 위하여 저굴절이면서 탄성력이 우수한 우레탄 아크릴레이트를 사용함으로써 휘도를 향상시키고자 하는 목적에는 부합하지 못하였다.
본 발명의 목적은 프리즘 필름 형성 후 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력을 향상시킨 광경화형 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프리즘 필름 등을 포함하는 광학 필름 제조 공정 조건에 적절한 점도 특성을 갖는 광경화형 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경화 후 복원성과 경도가 높은 프리즘 필름을 형성가능하게 하는 광경화형 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내스크래치성이 우수한 광경화형 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 자른 목적은 상기 광경화형 수지 조성물로 제조된 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 광경화형 수지 조성물은 자외선 경화형 불포화 화합물, 에스테르계 아크릴레이트, 대전방지제, 실리콘 첨가제 및 개시제를 포함하고, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물로 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트 및 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00001
(상기 식에서, X는 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬렌기, 산소 또는 황이고, n은 서로 독립적으로 5-50의 정수이다.)
일 구체예에서, 자외선 경화형 불포화 화합물은 하기 화학식 2의 포스파젠계 아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00002
본 발명은 프리즘 필름 형성 후 휘도 향상 및 기재필름과의 접착력을 향상시킨 광경화형 수지 조성물을 제공하였다. 또한, 본 발명은 광학 필름 제조 공정 조건에 적절한 점도 특성을 갖는 광경화형 수지 조성물을 제공하였다. 또한, 본 발명은 경화 후 복원성과 경도가 높은 프리즘 필름을 형성가능하게 하는 광경화형 수지 조성물을 제공하였다. 또한, 본 발명은 내스크래치성이 우수한 광경화형 수지 조성물을 제공하였다.
본 발명의 광경화형 수지 조성물은 자외선 경화형 불포화 화합물, 에스테르계 아크릴레이트, 대전방지제, 실리콘 첨가제 및 개시제를 포함할 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물
본 발명의 수지 조성물은 자외선 경화형 불포화 화합물로 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 광학 필름 중 대표적인 것으로 프리즘 필름을 형성하는데 사용된다. 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 경화 후 프리즘층의 탄성력을 크게 향상시킴으로써 강한 복원성을 갖게 함과 동시에 우수한 내스크래치성을 나타내어 백라이트유닛 조립 시에 불량율을 최소화시킬 수 있다. 바람직하게는, 아크릴레이트는 에틸렌옥사이드기 10-50mol%를 함유하는 아크릴레이트일 수 있다.
에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 1.35-1.55의 굴절률을 가질 수 있다. 상기 범위 내에서, 본 화학식 1의 구조물은 크게 향상된 탄성력에 의하여 강한 복원성을 가짐과 동시에 우수한 내스크래치성 등 물리적인 성질이 매우 향상되는 화학 구조를 가질 수 있으며, 이보다 더 바람직하게는 1.48-1.55의 굴절률을 가질 수 있다.
에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00003
(상기 식에서, X는 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬렌기, 산소 또는 황이고, n은 서로 독립적으로 5-50의 정수이다.)
바람직하게는, X는 -C(CH3)2-, -CH2- 또는 -S-가 될 수 있고, n은 서로 독립적으로 10-40의 정수가 될 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물로 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트 이외에 포스파젠계 아크릴레이트를 더 포함할 수 있다. 포스파젠계 아크릴레이트는 경화 후 프리즘층의 경도를 더 강하게 해주고 우수한 내스크래치성을 나타내어 백라이트유닛 조립 시의 불량율을 최소화시킬 수 있다.
포스파젠계 아크릴레이트는 1.45-1.55의 굴절률을 가질 수 있다. 상기 범위 내에서, 포스파젠계 아크릴레이트의 구조는 경화 구조물의 경도를 최대로 향상시켜서 내스크래치성 등 물리적인 성질이 매우 향상되는 화학 구조를 가질 수 있으며, 이보다 더 바람직하게는 1.50의 굴절률을 가질 수 있다.
포스파젠계 아크릴레이트는 하기 화학식 2의 구조를 가질 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00004
(상기 식에서, R은 하기 화학식 3으로 표시되고,
<화학식 3>
Figure pat00005
상기 식에서 R1은 수소; 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬기; 또는 탄소수 6개 내지 30개의 아릴기, 아릴알킬기, 또는 알킬아릴기이고, n은 1-5의 정수이다).
바람직하게는 R1은 수소 또는 메틸기이고, n은 2가 될 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물은 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트 및 포스파젠계 아크릴레이트 이외에, 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체를 포함할 수 있다.
단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 최종 자외선 경화형 고굴절 수지의 공정 과정에서 소프트 몰드 또는 니켈이 도금된 금속 몰드의 인각롤과의 이형성을 향상시키고, 경화 후 상온 또는 고온/고습에서 기재필름과의 접착력을 향상시키고, 프리즘 형상의 표면 경도를 향상시킬 수 있다.
다관능 자외선 경화형 단량체는 2관능 이상, 바람직하게는 2-4관능이 될 수 있다.
단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 종래 알려진 (메타)아크릴레이트 모노머군으로부터 선택된 1종 이상의 모노머를 제한없이 사용할 수 있는데, 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 1,6-헥산디올 모노(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐 옥시프로필 (메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시알킬 (메타)아크릴로일 포스페이트, 4-하이드록시 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에판 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 글리세린 디(메타)아크릴레이트, t-하이드로퍼퓨릴 (메타)아크릴레이트, iso-데실 (메타)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시) 에틸 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 라우릴( 메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 트리데실 (메타)아크릴레이트, 에톡시부가형 노닐페놀 (메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, t-에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에톡시 부가형 비스페놀-A 디(메타)아크릴레이트, 사이클로헥산디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 페녹시-t-글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-메타아크릴로일록시에틸 포스페이트, 디메틸올 트리사이클로 데케인 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판벤조에이트 아크릴레이트, 플루오렌계 (메타)아크릴레이트, 페녹시벤질 아크릴레이트, 비스페놀 F계 아크릴레이트, 비스페놀 A계 에폭시 아크릴레이트, 노볼락계 에폭시 아크릴레이트, 페닐페녹시 에틸아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오 디페닐 디아크릴레이트, 페닐티오에틸 아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 페녹시벤질 아크릴레이트, 비스페놀 F계 아크릴레이트, 노볼락계 에폭시 아크릴레이트,페닐페녹시에틸 아크릴레이트, 비스페놀 A계 에폭시 아크릴레이트,에톡시레이티드 티오 디페닐 디아크릴레이트 및 페닐티오에틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트 100중량부에 대해 20-200중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 기재필름에의 젖음성이 좋아 접착력이 저하되지 않고 고분자 주쇄의 유연성이 떨어지지 않아 프리즘 필름 제조 후 크랙이 발생할 가능성이 낮다. 바람직하게는 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 30-160중량부로 포함될 수 있다.
자외선 경화형 불포화 화합물은 광경화형 수지 조성물의 고형분 기준으로 75-99중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 경화 후의 매트릭스가 안정적으로 가교된 망상구조를 지닐 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 85-99중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 자외선 경화형 불포화 화합물은 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트와 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체를 포함할 수 있다. 이때, 자외선 경화형 불포화 화합물 100중량부 중 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 50-80중량%로 포함되고, 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 20-50중량%로 포함될 수 있다.
다른 구체예에서, 자외선 경화형 불포화 화합물은 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트, 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체 및 포스파젠계 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 이때, 자외선 경화형 불포화 화합물 100중량부 중 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 30-45중량%, 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 35-60중량%, 포스파젠계 아크릴레이트는 10-20중량%로 포함될 수 있다.
에스테르계 아크릴레이트
에스테르계 아크릴레이트는 광경화형 수지 조성물의 경화 후 기재필름과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
에스테르계 아크릴레이트는 통상적인 에스테르 축합 반응 등으로 합성하여 사용할 수도 있고, 상업적으로 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수도 있다. 예를 들면 COGNIS사의 ECX4114, ECX5031, ECX6025, PHOTOMER4846으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 사용할 수 있다.
에스테르계 아크릴레이트는 상기 자외선 경화형 불포화 화합물 100중량부에 대하여 0.1-5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 기재에의 접착력이 향상될 수 있고 경화 후 프리즘 필름의 굴절률이 떨어지지 않을 수 있다. 바람직하게는 0.1-2중량부로 포함될 수 있다.
대전방지제
대전방지제는 최종 프리즘 필름의 제조 또는 조립 과정에서의 대전성을 방지할 수 있다. 대전방지제는 특별히 제한은 없지만, 실리콘계 반응형 수지에 에틸렌 옥사이드나 프로필렌 옥사이드에 이온전도성 금속이 이온 결합되어 있는 이온전도성 폴리머가 결합된 것일 수 있다.
대전방지제는 하기 화학식 4와 같이 반응형 실리콘 체인에 이온전도성 폴리머가 결합된 수지일 수 있다.
<화학식 4>
Figure pat00006
(상기 식에서, 반응형 실리콘 체인과 에틸렌 옥사이드 체인의 반복 단위는 특별히 한정되지 않고, R은 CH2 또는 O(산소)이고, R'은 -CH3 또는 -CH=CH2이고, M은 알칼리 금속이 될 수 있다).
바람직하게는 M은 리튬이 될 수 있다.
대전방지제는 통상적인 실리콘계 반응형 수지에 에틸렌 옥사이드나 프로필렌 옥사이드에 이온전도성 금속이 이온 결합되어 있는 이온전도성 폴리머가 결합된 것 등으로 합성하여 사용할 수도 있고, 상업적으로 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수도 있다. 예를 들면 나노켐텍사의 HR-E, ELECON-600DA, ELECON-700DA, 또는, KOEI사의 IL-A21-9, IL-A2, IL-A5 등 Ionic Liquid Series 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 사용할 수 있다.
대전방지제는 광경화형 수지 조성물의 고형분 기준으로 0.1-10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 대전방지성 효과가 나타날 수 있고 고온/고습 환경에서 이온성 성분이 표면으로 상당 부상하지 않아 계면간의 부착성 및 프리즘의 기계적, 광학적 특성이 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 0.1-5중량%로 포함될 수 있다.
실리콘 첨가제
실리콘 첨가제는 광경화형 수지 조성물에서 조성물과 금형 몰드와의 이형성을 높일 수 있다.
이형성을 향상시키는데 사용되는 실리콘 첨가제는 통상적으로 폴리에테르 사일록산 공중합체나 유기변성 폴리사일록산계가 많이 사용되는데, 상업적으로 시판되는 제품은 예를 들면 BYK사의 BYK UV-3500, BYK UV-3530, 또는, TEGO사의 TEGO Glide-100, TEGO Glide-ZG400, TEGO Glide-450 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 사용할 수 있다.
실리콘 첨가제는 광경화형 수지 조성물의 고형분 기준으로 0.01-8중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 금형 몰드와의 이형성이 향상될 수 있고 고온, 고습 환경에서의 계면간의 부착성 및 프리즘의 기계적 광학적 특성이 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 0.01-2중량%로 포함될 수 있다.
개시제
개시제는 광경화형 수지 조성물에서 자외선에 의한 경화를 위해 사용된다. 개시제는 광중합 개시제 또는 라디칼 개시제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 개시제는 프로파논계, 케톤계, 포스핀옥사이드계, 포스메이트계의 개시제를 사용할 수 있다.
개시제는 광경화형 수지 조성물의 고형분 기준으로 0.5-7중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 광반응성이 높아 프리즘의 기계적 강도가 저하되지 않고 프리즘층의 황변성 등 광학적 특성이 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 1-6중량%로 포함될 수 있다.
본 발명은 상기 광경화형 수지 조성물을 사용하여 광학 필름을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은
상기 광경화형 수지 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하는 단계;
상기 인각롤에 도포된 광경화형 수지 조성물과 기재필름의 일면을 접촉시킨 상태에서 상기 광경화형 수지 조성물을 경화시키는 단계; 및
상기 경화되어 기재필름에 접착된 광경화형 수지 조성물 코팅층을 인각롤로부터 분리하여 광학 필름을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
광경화형 수지 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하는 방법은 통상적인 도포 방법을 사용할 수 있다.
기재필름으로는 투명한 재질로 이루어진 것으로, 구체적인 재질로는 유리, 투명 합성수지등이 사용될 수 있다. 일반적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질을 사용할 수 있다.
광경화형 수지 조성물의 경화는 190nm-450nm 파장의 자외선, 100-900mJ/cm2의 에너지를 조사하여 수행될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
생성된 광학 필름의 프리즘층의 높이는 30-50㎛가 될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
1) 자외선 경화형 불포화 화합물
- 에틸렌옥사이드 9mol%를 함유하는 아크릴레이트(A1)로 미원상사의 M3190을 사용하였다.
- 에틸렌옥사이드 10mol%를 함유하는 아크릴레이트(A2)로 미원상사의 M2100을 사용하였다.
- 에틸렌옥사이드 10mol%를 함유하는 아크릴레이트(A3)로 한농화성의 TBP102를 사용하였다.
- 에틸렌옥사이드 15mol%를 함유하는 아크릴레이트(A4)로 미원상사의 M3150을 사용하였다.
- 에틸렌옥사이드 30mol%를 함유하는 아크릴레이트(A5)로 미원상사의 M2300을 사용하였다.
- 에틸렌옥사이드 30mol%를 함유하는 아크릴레이트(A6)로 한농화성의 BP302를 사용하였다.
- 에틸렌옥사이드 32mol%를 함유하는 아크릴레이트(A7)로 한농화성의 BP322을 사용하였다.
- 포스파젠계 아크릴레이트(B)로 이데미츠社(Idemitsu)의 PPZ를 사용하였다.
- 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체로 플루오렌계 아크릴레이트(C1), 페녹시벤질 아크릴레이트(C2), 비스페놀 F계 아크릴레이트(C3), 노볼락계 에폭시 아크릴레이트(C4), 페닐페녹시 에틸 아크릴레이트(C5), 비스페놀 A계 에폭시 아크릴레이트(C6), 에톡시레이티드 티오 디페닐 디아크릴레이트(C7)를 사용하였다.
2) 에스테르계 아크릴레이트로 COGNIS사의 ECX 5031을 사용하였다.
3) 대전방지제로 실리콘 변성 이온전도성 아크릴레이트인 나노켐텍의 HR-E를 사용하였다.
4) 실리콘 첨가제로 폴리에테르 변성 아크릴 작용기가 부가된 폴리디메틸실록산인 BYK의 UV-3530을 사용하였다.
5) 개시제로 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤인 Ciba의 Irgacure 184와 Irgacure TPO를 사용하였다.
실시예 1-6: 광경화형 수지 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 성분을 기재된 함량으로 혼합하여 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
자외선 경화형 불포화 화합물 A1 - - - - - -
A2 50 - - - - -
A3 - 70 - - - -
A4 - - - 40 - -
A5 - - - - 35 -
A6 - - - - - 30
A7 - - 50 - - -
B - - - 16 20 15
C1 22 - 22 - - 32
C2 10 5 10 - - 15
C3 10 7 10 - - -
C4 - - - 26 27 -
C5 - - - 10 - -
C6 - - - - 10 -
C7 - 10 - - - -
에스테르계 아크릴레이트 1 1 1 1 1 1
대전방지제 2 2 2 2 2 2
실리콘 첨가제 1 1 1 1 1 1
개시제 4 4 4 4 4 4
비교예 1: 광경화형 수지 조성물의 제조
상기 실시예 1에서 에틸렌옥사이드 10mol%를 함유하는 아크릴레이트(A2) 대신에 에틸렌옥사이드 9mol%를 함유하는 아크릴레이트(A1)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2:광경화형 수지 조성물의 제조
상기 실시예 1에서 에틸렌옥사이드 10mol%를 함유하는 아크릴레이트(A2) 대신에 고경도 우레탄 아크릴레이트(미원상사, Miramer PU370)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
실험예: 광경화형 수지 조성물로 제조된 프리즘 필름의 물성 평가
상기 실시예와 비교예에서 제조된 광경화형 수지 조성물을 프리즘층이 인각된 소프트 몰드 또는 금속 몰드에 도포하고, 기재필름의 일면을 상기 인각 몰드에 도포된 코팅면과 접촉시킨 상태에서, 자외선을 조사하여 코팅된 조성물을 광경화시키고, 상기 기재필름에 접착되어 경화된 코팅층을 인각 몰드로부터 분리시킴으로서, 상기 기재필름의 일면에 프리즘층이 형성된 프리즘 필름을 제조하였다. 이때, 프리즘층의 높이는 30㎛가 되도록 형성하고, 자외선은 190nm의 파장을 사용하되, 무전극형 자외선 조사 장치(600W/inch)에 D 타입 벌브(Type-D bulb)를 장착하여 500mJ/㎠의 에너지로 조사하였다.
제조된 프리즘 필름에 대해 하기 표 2에 기재된 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
<물성 평가 방법>
1) 굴절율
광경화형 수지 조성물의 굴절율을 측정하기 위해 굴절계(모델명 : 1T, 일본 ATAGO ABBE)를 사용하여 굴절율을 측정하였다. 측정을 위한 광원은 589.3㎚의 D광선 나트륨램프를 이용한다.
2) 휘도(Cd/㎡)
17인치 액정 디스플레이 패널용 백라이트 유닛에 상기 제작된 프리즘 필름을 고정하고, 휘도계(모델명 : BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 25지점 및 9지점의 휘도를 측정하여 평균값을 구하였다.
3) 내스크래치성(g)
투명 PET 기재필름에 조성물을 코팅한 후 경화한 다음, 경화된 프리즘 층이 Anti-Glare 면에 접촉하도록 뒤집어 놓고, 500g 사이의 분동을 올린 상태에서 10cm 간격으로 10회 왕복시킨 후 프리즘이 손상되기 시작한 무게를 측정한다.
4) 황변(△YI)
50℃, 0.34W/㎡ Weather-O-meter에 200시간 동안 방치한 후, 색차계를 이용하여 변색 정도를 측정하였다.
5) 접착력(잔류 개수/100)
투명 PET 기재필름에 광경화형 수지 조성물을 코팅한 후 경화한 다음, 경화된 프리즘 층 만을 10×10㎟의 영역 내에서 100개의 매트릭스 구조로 절개한 후, 그 위에 테이프를 접착하고 수직으로 강하게 이형하면서 떨어져 나온 매트릭스의 개수를 표기한다.
6) 표면 저항(Ω/cm2)
투명 PET 기재필름에 조성물을 코팅한 후 경화한 다음, 일본 동아전지공업사의 DSM-8103 을 이용하여 일정 전압을 인가하여 표면 저항을 측정한다.
7) 이형성
프리즘 형상이 새겨진 금속 몰드와 폴리에스터 기재 필름 사이에 본 발명의 실시 예에서 언급한 광경화형 수지 조성물을 투입하여 라미네이션 후 금형 몰드에서 기재 필름이 이형되는 순간의 이형소리 등의 공정성을 0 ~ 10점의 이형성 점수로 나타낸다. 10점이 우수한 이형 특성을 보이는 것으로 정의한다
굴절률 휘도
(Cd/㎡)		 내스크래치성(g) 황변
(△YI)		 접착력
(잔류개수/100)		 표면저항
(Ω/cm2)		 이형성
실시예 1 1.555 3538 350 7.0 100 1.0x1011 10
실시예 2 1.551 3532 450 6.5 100 5.5x1010 10
실시예 3 1.545 3510 450 6.6 100 2.5x1010 10
실시예 4 1.564 3621 380 7.5 100 3.0x1011 10
실시예 5 1.565 3625 350 6.1 100 1.5x1010 10
실시예 6 1.571 3648 400 6.0 100 3.0x1011 10
비교예 1 1.525 3385 150 8.5 90 9.1x1012 8
비교예 2 1.530 3410 100 8.7 95 4.3x1012 9
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 광경화형 수지 조성물로 제조된 프리즘 필름은 내스크래치성이 높고, 휘도와 굴절률이 향상되었으며, 기재필름과의 접착력도 향상된 것으로 나타났다. 또한, 공정 조건에 적절한 점도 특성을 가져 이형성이 좋고 대전방지제 등을 포함하고 있어 대전방지 효과도 갖고 있음을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 자외선 경화형 불포화 화합물, 에스테르계 아크릴레이트, 대전방지제, 실리콘 첨가제 및 개시제를 포함하고, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물로 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트 및 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체를 포함하는 광경화형 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 에틸렌옥사이드기 10-50mol%를 함유하는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 1.35-1.55의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 상기 자외선 경화형 불포화 화합물 중 5-80중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
    <화학식 1>
    Figure pat00007

    (상기 식에서, X는 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬렌기, 산소 또는 황이고, n은 서로 독립적으로 5-50의 정수이다.)
  6. 제1항에 있어서, 상기 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트 100중량부에 대해 20-200중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물은 하기 화학식 2의 포스파젠계 아크릴레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
    <화학식 2>
    Figure pat00008

    (상기 식에서, R은 하기 화학식 3으로 표시되고,
    <화학식 3>
    Figure pat00009

    상기 식에서 R1은 수소; 탄소수 1개 내지 10개의 선형 또는 분지형의 알킬기; 또는 탄소수 6개 내지 30개의 아릴기, 아릴알킬기, 또는 알킬아릴기이고, n은 1-5의 정수이다).
  8. 제7항에 있어서, 상기 자외선 경화형 불포화 화합물 중 상기 에틸렌옥사이드기 10mol% 이상을 함유하는 아크릴레이트는 30-45중량%, 상기 단관능 또는 다관능 자외선 경화형 단량체는 35-60중량%, 상기 포스파젠계 아크릴레이트는 10-20중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에스테르계 아크릴레이트는 상기 자외선 경화형 불포화 화합물 100중량부에 대하여 0.1-5중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 광경화형 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 광경화형 수지 조성물을 프리즘층이 각인된 몰드 인각롤에 도포하는 단계;
    상기 인각롤에 도포된 광경화형 수지 조성물과 기재필름의 일면을 접촉시킨 상태에서 상기 광경화형 수지 조성물을 경화시키는 단계; 및
    상기 경화되어 기재필름에 접착된 광경화형 수지 조성물 코팅층을 인각롤로부터 분리하여 광학 필름을 제조하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 광경화형 수지 조성물로 형성된 광학 필름.
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