KR20190138957A - 이축배향 폴리에스테르 반사필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

이축배향 폴리에스테르 반사필름 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20190138957A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 호모 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르, 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지 및 무기입자를 함유하는 다수의 공극을 가지는 코어층 및 코어층의 적어도 하나의 일면에 형성되며 호모 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르 및 무기입자를 함유하는 스킨층을 포함하고, 중앙이 오목한 다수 개의 집광구조가 격자 형태로 배열된 구조로 제조된다.

Description

이축배향 폴리에스테르 반사필름 및 그의 제조방법{BIAXIAL ORIENTED POLYESTER REFLECTION FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 로컬디밍(local dimming) 액정 디스플레이용으로 사용되는 반사 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에스테르 반사필름에 성형성 및 치수안정성을 향상시킴으로써, 진공압공 성형 및 핫프레스 성형 후에도 우수한 치수안정성과 반사특성을 유지하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 반사필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 액정 디스플레이는 모바일, 태블릿, 모니터, 노트북, TV 등 디스플레이의 모든 용도에 광범위하게 적용되고 있다. 액정 디스플레이는 자발광 소자가 아니기 때문에, 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛을 필요로 하며, 백라이트 유닛의 광원으로는 과거 냉음극선관을 이용한 선광원을 많이 사용하였으나, 최근 LED를 이용한 점광원이 많이 사용되고 있다. 이와 같은 백라이트 유닛의 점/선광원은 디스플레이로 활용되기 위해서는 면광원으로 변환이 필요하다. 이를 위해 백라이트 내에는 광원 외에, 측면에서 조사되는 LED광을 전면으로 전달하는 도광판, 디스플레이 후면으로 손실되는 광을 다시 전면으로 반사시키는 반사필름, 전면으로 조사되는 광을 전면으로 균일하게 확산시키는 확산필름, 확산광을 정면광으로 집광시키는 프리즘 필름 등 다양한 광학시트 구성을 통해 점광원을 면광원으로 변환하여 사용하게 된다. 백라이트 유닛을 통해 변환된 면광원을 사용하는 액정디스플레이는 패널부에 편광필름, TFT, 액정, 컬러필터, 편광필름 등을 구성하여 R/G/B 색을 각 픽셀 단위로 구현한다. 하지만, 이러한 액정디스플레이의 경우 빛의 밝고 어두움을 나타내는 명암비는 패널부에 전압을 인가하여 액정의 배열을 통해 빛을 차단 혹은 투과하여 명암비를 구현하고 있으나, 픽셀 하나하나가 스스로 빛을 내는 자발광 소자인 OLED에 비해 색상의 명암비가 현저하게 떨어지는 문제가 있다.
이에 최근 업계에서는 다수의 LED를 이용하여 점광원을 개별적으로 ON/OFF 구동하는 로컬디밍법에 의해 액정 디스플레이의 명암비를 개선하려는 개발이 활발히 진행되고 있으며, 다수의 LED를 개별구동 할 경우, LED 소자간 광의 간섭을 해결하기 위한 방법의 하나로 반사필름에 오목한 부분 및 홀(Hole)을 반복적으로 형성하고 LED를 실장하는 방법이 검토되고 있다. 하지만, 반사필름을 고온의 열로 성형을 할 경우 기존의 반사필름은 원하는 형태로 충분히 성형되지 않거나, 성형 시 반사필름 내부의 공극이 변형되어 반사 특성이 급격히 저하되거나, 치수 변형으로 인해 실장 된 LED가 탈락되는 등의 문제가 있어, 우수한 성형특성과 성형 후 치수안정성, 반사특성을 유지하는 반사필름이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2001-0095197호는 폴리에스테르계 수지를 주원료로 하는 반사필름이 기재되어 있다. 상기 특허는 함유된 공동발현제의 용융점도를 최적의 것으로 하여 제조 공정을 개선함으로써 필름의 반사능을 향상시키는 발명에 관한 것이다. 그러나 상기 특허는 일반적인 용융점도 만을 개선하고 있기 때문에, 상술한 성형 시의 공극 변형과 같은 문제를 해결하지 못한다.
대한민국 공개특허 제10-2001-0095197호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리머 개질, 최적 적층설계, 배향완화 제막기술을 통해 반사필름의 성형성을 향상시키고, 필름을 구성하는 물질의 함량 및 체적 배합비의 최적화를 통해 우수한 치수안정성 및 광특성을 유지하는 반사필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 호모 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르, 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지 및 무기입자를 함유하는 다수의 공극을 가지는 코어층 및 코어층의 적어도 하나의 일면에 형성되며 호모 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르 및 무기입자를 함유하는 스킨층을 포함하고, 중앙이 오목한 다수 개의 집광구조가 격자 형태로 배열된 이축배향 폴리에스테르 반사필름에 의해 달성된다.
바람직하게는, 집광구조 중앙의 오목한 부분에 홀(hole)이 위치할 수 있다.
바람직하게는, 스킨층의 두께는 상기 코어층의 두께 대비 1.0% 초과 10.0% 미만일 수 있다.
바람직하게는, 코어층의 무기입자는 0.01um 초과 2.0um 미만의 크기일 수 있다.
바람직하게는, 스킨층의 무기입자는 0.1um 초과 10.0um 미만의 크기일 수 있다.
바람직하게는, 상기 코어층은
Figure pat00001
를 만족할 수 있으며, 이때 Va는 호모 폴리에스테르의 체적%, Vb는 공중합 폴리에스테르의 체적%, Vc는 비상용성 수지의 체적%, Vd는 무기입자의 체적%를 나타낸다.
바람직하게는, 비상용성 수지는 5.0 내지 20.0 체적%이고, 상기 공중합폴리에스테르는 5 내지 30 체적%일 수 있다.
바람직하게는, 스킨층은 호모 폴리에스테르 60중량% 초과 94.9중량% 미만, 공중합 폴리에스테르 5.0중량% 초과 30.0중량% 미만, 무기입자 0.1중량% 초과 10중량% 미만이 함유될 수 있다.
바람직하게는, 이축배향 폴리에스테르 반사필름은
Figure pat00002
를 만족하고, WAm은 상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 상기 격자 형태로 성형하는 성형금형의 내각을 나타내고, WAr은 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 볼록한 부분과 반사필름이 성형금형과 맞닿는 접점을 연결한 가상의 선 및 상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 오목한 부분 사이의 내각을 나타낸다.
바람직하게는, 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 450nm 파장에서 분광반사율이 95% 이상일 수 있으며, 450nm 파장에서 상기 성형금형에 의한 성형 전 후 분광반사율의 변화가 5.0% 이하일 수 있다.
바람직하게는, 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 두께는 150 내지 400um일 수 있다.
바람직하게는, 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 비중은 0.7 내지 1.2g/㎤일 수 있다.
바람직하게는, 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 온도 60℃, 습도 90% 항온항습 조건에서 500시간 방치 후 치수변화율이 5% 이하일 수 있다.
바람직하게는, 호모 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지는 결정성 폴리올레핀 수지, 비결정성 환상 올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리페틸렌술피드 수지 및 불소계 수지 중에서 선택된 적어도 하나이거나 이들의 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있다.
바람직하게는, 무기 입자는 실리카, 알루미나, 황산바륨, 이산화티탄, 탄산칼슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나이상의 무기입자를 포함할 수 있다.
또한 상기 목적은, 코어층 원료 및 스킨층 원료를 진공에서 건조하는 제1단계, 제1단계에서 건조된 코어층 원료 및 스킨층 원료를 이용하여 코어층의 적어도 하나의 일면에 스킨층이 위치하도록 무연신 시트를 제조하는 제2단계, 제2단계에서 얻어진 무연신 시트를 종방향으로 1축연신하여 1축연신 필름을 제조하는 제3단계, 제3단계에서 제조된 1축연신 필름을 횡방향으로 재연신하여 2축연신 필름을 제조하는 제4단계, 제4단계에서 제조된 반사필름을 열처리하는 제5단계, 제5단계에서 열처리된 반사필름을 냉각하는 제6단계, 제6단계에서 제조된 반사필름을 성형금형을 통해 중앙이 오목한 집광구조 다수 개가 격자 형태로 배열되도록 성형하는 제7단계, 제7단계에서 제조된 반사필름의 오목한 집광구조 내에 LED를 실장하기 위한 홀(hole)을 성형하는(타발하는) 제8단계를 포함하는 이축배향 폴리에스테르 백색필름의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 제5단계는 복수의 열처리 영역을 두어 시작 영역부터 종료 영역까지 단계적으로 승온시키면서 진행하며, 열처리 시작 영역과 열처리 종료 영역의 온도 차이가 30~100도일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름 및 그의 제조방법에 따르면, 성형성 및 치수안정성이 향상됨과 동시에 성형 전/후에도 우수한 반사특성을 유지함으로서, 로컬디밍(local dimming) 액정 디스플레이용 반사필름으로 유용하게 사용할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 확대단면도이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 성형과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 확대단면도이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 성형과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)은 공극(1)을 가지는 코어층(B) 및 코어층(B)의 적어도 일면에 스킨층(A)을 가지는 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 하며, 이하의 구성 및 원료 조성을 갖는다.
도 1a 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)의 코어층(B)은 중앙에 오목한 부분(12)을 가지는 凹형의 오목한 집광구조 다수 개가 격자 형태로 배열된 형태를 가지며, 오목한 부분(12)에 홀(13)이 형성된다. 오목한 집광구조의 격자형태에 따라 반사필름은 볼록한 부분(11) 및 오목한 부분(12)이 반복적으로 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)은 이와 같은 오목한 집광구조를 통해 반사되는 빛이 사방으로 산란되지 않고 중앙으로 집광되도록 반사함으로써, 로컬 디밍 시 밝은 영역의 반사광이 어두운 영역에 미치는 영향을 최소화하여 개별 LED에 대한 로컬 디밍을 가능하게 한다. 도 2에서는 정사각형 형태의 오목한 집광구조가 격자형태로 배열되었으나, 이는 하나의 일례일 뿐, 정사각형 격자 형태로 한정되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 정육면체와 같은 다양한 격자 형태가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)은 코어층(B)의 일면상에만 스킨층(A)이 형성된 스킨층(A)/코어층(B)의 A/B 2층 구조로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)은 코어층(B)의 양면 모두에 스킨층(A)이 형성된 스킨층(A)/코어층(B)/스킨층(A)의 A/B/A 3층 구조로 제조될 수 있다. 일례로, 제막안정성, 결점제어, 가공안정성 측면에서 A/B/A 3층 구조가 보다 바람직하다. A/B 2층 구조의 경우 필름 제막 시, 지지층 역할을 하는 스킨층(A)이 편면에만 구성되어 있어, 제막공정 상 지지층의 부족으로 필름 찢어짐 등의 공정불량이 발생되어 생산성저하를 유발할 수 있다. 또한 공극(1)이 형성된 코어층(B)이 또 다른 한 면의 표면층을 형성하여, 공극(1)이 표면층에서 분화구 형태의 외관 결점을 유발할 가능성이 높고, 비즈(beads) 코팅 등의 2차 가공 시 반사필름 표면에 공극(1)에 의한 갈림 또는 눌림 형태의 결점을 유발하거나, 백라이트 유닛 상에 반사필름이 삽입될 경우에도, 도광판과의 접촉면에서 반사필름 표면의 갈림 또는 눌림 결점을 유발할 가능성이 높아, 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)의 복층 구성은 스킨층(A)/코어층(B)/스킨층(A)의 A/B/A 3층 구조가 보다 바람직하다. 도 1b는 스킨층(A)/코어층(B)/스킨층(A)의 A/B/A 3층 구조로 형성된 이성형 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)을 도시하여 설명한다.
스킨층(A)의 두께는 코어층(B)의 두께 대비 1.0% 초과 10.0% 미만을 만족하는 것이 바람직하다. 즉, 스킨층(A)과 코어층(B) 사이의 두께비, (스킨층(A) 두께/코어층(B) 두께)*100% 이 1.0% 초과 10.0% 미만을 만족하는 것이 바람직하다. 코어층(B)의 두께 대비 스킨층(A)의 두께 비가 1.0% 이하일 경우 필름 제막 공정 중, 스킨층(A)이 충분한 지지역할을 하지 못해 필름 연신 과정에서 필름 찢어짐 등의 공정불량을 유발할 가능성이 높아 바람직하지 않으며, 10.0% 이상일 경우 공극(1)이 형성되지 않는 스킨층(A)의 두께가 너무 두꺼워 고온의 반사필름의 성형공정에서 충분한 성형성이 나오지 않는 문제가 있다.
본 발명의 이축배향 폴리에스테르 반사필름(10)의 코어층(B)은 호모 폴리에스테르를 주성분으로 하며, 공중합 폴리에스테르, 폴리에스테르에 대하여 비상용성을 갖는 수지 및 무기입자를 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 스킨층(A)은 호모 폴리에스테르를 주성분으로 하며, 공중합 폴리에스테르, 무기입자를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명을 구성하는 호모 폴리에스테르란, 디카르복실산과 디올 성분으로부터 중축합반응에 의해 얻어지는 폴리머로서, 디카르복실산 성분으로는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 세바스산, 아디프산, 디페닐디카르복실산, 5-tert-부틸이소프탈산, 2,2,6,6-테트라메틸디페닐-4,4-디카르복실산, 1,1,3-트리메틸-3-페닐인산-4,5-디카르복실산, 5-나트륨설포이소프탈산, 트리메리트산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 파메르산, 아젤라인산, 피로메리트산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산 및 1,3-사이클로헥산디카르복실산등에서 1종 단독을 선택해서 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 선택된 1종을 사용하는 것이 바람직하다. 디올 성분으로서는 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 2,2디메틸(1,3-프로판)디올 및 1,4-사이클로헥산디메탄올등에서 1종 단독을 선택해서 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 에틸렌글리콜 1종을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명을 구성하는 공중합 폴리에스테르란, 상기 호모 폴리에스테르 성분 중 디카르복실산 또는 디올 성분을 2종이상 병행하여 중축합반응에 의해 얻어지는 폴리머로서, 디카르복실산 성분으로 테레프탈산 외에 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산등을 병행하는 것이 바람직하며, 디올 성분으로는 에틸렌글리콜 외에, 2,2디메틸(1,3-프로판)디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올등을 병행해서 형성하는 공중합 폴리에스테르가 바람직하다.
상기 본 발명을 구성하는 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지란, 결정성 폴리올레핀 수지, 비결정성 환상 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리페틸렌술피드 수지 및 불소계 수지 중에서 선택된 1종이상의 단독 중합체 또는 공중합체인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 비결정성 환상 폴리올레핀 수지가 바람직하다.
상기 본 발명을 구성하는 무기입자로는 실리카, 알루미나, 황산바륨, 이산화티탄, 탄산칼슘등으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 무기입자를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 탄산칼슘입자가 바람직하다.
상기 무기입자 중 코어층(B)에 사용되는 무기입자의 크기는 0.01um 초과, 2.0um 미만의 크기가 바람직하며 보다 바람직하게는 0.1um 초과 1.0um미만이 바람직하다. 상기 코어층(B)에 사용되는 무기입자 크기가 2.0um 이상일 경우 입자계면에서의 미산란 효과가 현저히 떨어져 반사특성의 현저한 저하를 유발하며, 0.01um 이하의 경우 제조된 이성형 폴리에스테르 반사필름을 고온에서 프레스성형 혹은 진공압공 성형을 진행할 경우, 고온의 열과 압력에 의해 이성형 폴리에스테르 반사필름내의 공극(1)의 변형을 유발하는데, 상기 무기입자가 크기가 0.01um이하일 경우 필름 내에서 공극(1)의 변화를 최소화하는 지지역할을 하기 못해, 성형 후 현저한 반사특성 저하를 유발한다.
상기 무기입자 중 스킨층(A)에 사용되는 무기입자의 크기는 0.1um초과, 10.0um 미만이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.0um초과, 5.0um미만이 바람직하다. 상기 스킨층(A)에 사용되는 무기입자 크기가 0.1um이하 일 경우 제막공정에서 필름의 주행성이 현저히 부족해져 필름 표면에 다량의 스크래치를 발생시키며, 10.0um이상일 경우 필름 제막공정에서 대형 입자에 의해 연신공정에서 필름의 찢어짐 등의 공정불량을 유발할 수 있어 적합하지 않다.
상기 본 발명을 구성하는 코어층(B)의 성분은 호모 폴리에스테르를 주성분으로 하며, 공중합 폴리에스테르, 폴리에스테르에 대하여 비상용성을 갖는 수지 및 무기입자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하되, 고온에서 성형 후 우수한 반사 특성, 열적 특성을 가지기 위해서는 하기의 수학식 1을 만족하는 구성을 가진 것을 특징으로 한다.
Figure pat00003
수학식 1에서, Va는 호모 폴리에스테르의 체적%, Vb는 공중합 폴리에스테르의 체적%, Vc는 비상용성 수지의 체적%, Vd는 무기입자의 체적%를 나타낸다. 수학식 1에서 분모항은 코어층(B)의 호모 폴리에스테르 수지 및 공중합 폴리에스테르 수지의 전체 체적%에서 비상용성 수지의 체적%를 뺀 체적%를 나타내는 항이며, 상기 식에서 분자항은 무기입자의 체적%를 나타내는 항이다.
수학식 1의 수치가 0.2를 초과할 경우 코어층(B)내에 무기입자의 체적%가 과량으로 함유되어 필름 제막 시, 연신성이 급격히 저하되어 필름 찢어짐 등의 공정불량을 유발할 가능성이 높고, 과량의 무기입자는 이성형 폴리에스테르 반사필름의 결정화를 촉진시켜 성형성이 급격히 저하되는 문제가 있다. 또한 상기 식의 수치가 0.05미만이 될 경우 무기입자 체적%가 소량 함유되어, 고온에서 성형 후, 반사 특성이 급격히 떨어지는 문제가 있다. 성형 후 광 특성 저하의 원인은 고온에서 프레스성형 혹은 진공압공 성형을 진행할 경우, 고온의 열과 압력에 의해 이성형 폴리에스테르 반사필름내의 공극(1)의 변형을 유발하는데, 상기 무기입자가 필름 내에서 공극의 변화를 최소화하는 지지역할을 하기 때문이다.
또한, 상기 분모항의 비상용성 수지의 체적%는 5.0 내지 20.0체적%가 바람직하다. 비상용성 수지의 체적%가 5체적% 미만일 경우 필름내에 생성되는 공극(1)의 양이 감소하여 반사특성이 현저히 떨어지는 문제가 있으며, 20체적%를 초과할 경우 반사필름 내에 많은 공극을 형성함으로, 반사특성에는 유리한 방향이나, 많은 양이 공극(1)은 필름 제막특성이 현저히 떨어지는 문제가 발생하여 생산성이 급격히 저하되는 문제가 있다.
상기 분모항의 공중합 폴리에스테르 수지의 체적%는 5 내지 30체적%가 바람직하다. 공중합 폴리에스테르 함량이 5.0체적% 이하일 경우 충분한 성형성이 구현되지 않는 문제가 있으며, 30.0체적% 이상일 경우 내열성 저하로 고온의 성형공정을 거친 후 충분한 반사특성이 구현되지 않는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 많은 실험을 토대로 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 코어층(B)내에 호모 폴리에스테르 수지, 공중합 폴리에스테르 수지, 비상용성 수지 및 무기입자의 함량이 상기 식을 만족할 경우 고온에서 프레스성형, 진공압공 성형 전 후 우수한 반사특성, 우수한 성형성 및 필름 제막안정성을 가지는 것을 확인하였다.
본 발명을 구성하는 스킨층(A)은 호모 폴리에스테르를 주성분으로 하며, 공중합 폴리에스테르, 무기입자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하되, 공중합 폴리에스테르의 함량은 5.0중량% 초과, 30.0중량% 미만이며, 무기입자의 함량은 0.1중량% 초과 10중량% 미만이 바람직하다.
스킨층(A) 내에 공중합 폴리에스테르 함량이 5중량% 이하일 경우 스킨층에서 충분한 성형성이 구현되지 않는 문제가 있으며, 30중량% 이상일 경우 스킨층에 내열특성 저하로 프레스 성형 또는 진공압공 성형 시, 금형과의 점착에 의해 필름 표면에 뜯김, 눌림, 스크래치등 다양한 표면결점을 유발하는 문제가 있다. 또한, 스킨층(A)내에 무기입자의 함량이 0.1중량% 이하에서는 필름 제막공정에서 충분한 주행성이 확보되지 않아 필름 표면에 다량의 스크래치를 유발시키는 문제가 있으며, 10중량% 이상에서는 제막공정 중 연신공정에서 필름의 찢어짐 등의 공정불량을 유발할 수 있어 적합하지 않다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 제조방법에 대해서 설명한다.
제1단계는 상기 서술한 성분을 가지는 스킨층(A)의 원료, 코어층(B)의 원료를 각각의 드라이어에서 100도 내지 200도의 온도에서 건조하는 단계로, 고 진공 하에 3시간 내지 10시간 고 진공 하에서 건조시켜 수지 내에 존재하는 수분을 제거한다. 건조공정을 통해 수분을 제거하는 이유는 용융압출과정에서 수지 내 잔류하는 수분에 의해 폴리에스테르 수지가 가수분해가 일어날 경우 폴리에스테르의 급격한 용융점도 저하로 T-다이 압출 공정에서 시트성형이 불량하거나, 토출되는 폴리머 내에 기포가 발생되어 필름 제막이 불가능한 문제를 해결하기 위해서 이다.
제2단계는 단계의 원료를 용융압출하여, 무연신 시트를 얻는 단계로 건조된 스킨층(A)의 원료, 코어층(B)의 원료를 이후 각각의 압출기(A'), 압출기(B')를 갖는 공압출 설비를 이용하여 250도 내지 300도 범위로 용융압출 시킨 후 T-다이 복합 구금 내로 도입한다. T-다이 복합 구금 내에서는 스킨층(A)이 코어층(B)의 양 표면 층에 오도록 A/B/A 적층 구조를 형성하여 용융 수지를 T다이 및 캐스팅드럼을 이용하여 냉각 및 고화시켜 무연신 시트를 얻는다.
제 3단계는 얻어진 무연신 시트를 종방향으로 1축연신하여 1축연신 필름을 제조하는 것으로 미연신 시트를 롤의 가열, 적외선 히터 가열이라는 가열수단에 의해서 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상으로 무연신 시트를 가열 한 후, 2개이상의 롤의 주속차를 이용하여 3 내지 5배 연신하는 것이 바람직하다.
제4단계는 종방향으로 1축연신된 필름을 횡방향으로 재차 연신하여 2축연신된 필름을 제조하는 단계로, 제 3단계에서 종방향으로 연신된 필름을 텐터라는 주행하는 클립을 이용하여 폭방향으로 연신하는 오븐 설비를 이용하여 예열 존, 연신 존이 각각 복수이상을 형성하는 오븐 내에서 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 + 50도이내의 범위에서 예열한 후, 동일한 온도범위에서 횡방향으로 3배 내지 5배 연신한다.
제5단계는 상기 텐터 설비내에서 연신된 필름의 치수안정성 확보 및 배향완화를 위해 열처리 하는 단계로서, 동일한 텐터 설비 내에서 복수 이상으로 형성된 열처리 영역 내에서 폴리에스테르의 융점 + 30도 이하의 온도에서 열처리를 진행한다.
이때 열처리 과정에서 높은 치수안정성과 성형특성을 확보하기 위해서 이축연신된 필름의 배향완화 및 횡방향으로 균일한 배향이 필요하며, 아래와 같은 수행를 통해 해결할 수 있다.
종방향 및 횡방향으로 이축연신된 필름은 텐터 내에서 열처리를 진행 할 경우 종방향으로 배향된 사슬의 이완이 발생하나 폭방향으로 중앙부분은 종방향으로 충분히 이완되는 반면, 클립 인접부는 클립에 의해 종방향으로 이완이 충분히 이루어 지지 못해 텐터내에서 활모양으로 과배향이 일어나는 보잉현상이 발생된다. 이를 해결하기 위해서는 보잉현상이 가장 심하게 일어나는 제4단계의 횡방향 연신 끝단 영역과 제5단계의 열처리 시작 영역의 온도의 차이를 30도 이내로 진행하는 것이 바람직하다.
또한 배향 완화를 위해서는 복수의 열처리 영역을 두어 시작 영역부터 종료 영역까지 단계적으로 승온시키면서 진행하는 것이 바람직하며, 열처리 시작 영역과 열처리 종료 영역의 온도 차이는 30도 내지 100도가 바람직하며 열처리 종료 영역의 온도는 폴리에스테르의 융점 이상의 온도에서 진행하는 것이 바람직하다. 또한 열처리 영역에서 횡방향으로 0.05배 내지 0.5배 추가 연신을 할 경우 보잉현상의 완화효과가 있어 폭방향으로 균일한 배향을 수행할 수 있다.
제6단계는 상기 텐터 설비내에서 복수 이상의 열처리 영역을 활용하여 이축연신된 필름을 서서히 냉각 시키는 단계로서, 이렇게 냉각된 필름을 권취하는 단계를 통해서 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 얻을 수 있다.
제7단계는 제6단계에서 제조된 반사필름을 중앙에 오목한 부분(12)을 가지는 집광구조 다수 개가 격자 형태로 배열된 성형금형(200)을 통해 다수의 오목한 집광구조 다수 개가 격자 형태로 배열된 형태로 성형하는 단계로서, 이와 같은 집광구조를 통해 반사필름에 의해 반사되는 빛이 사방으로 산란되지 않고 중앙으로 집중된 형태로 반사됨으로써, 개별 LED에 대한 로컬디밍을 가능하게 한다. 이때 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 도 3에 도시된 필름의 내각 및 성형 금형의 내각 조건을 만족한다. 내각 조건에 대한 설명은 후술하는 수학식 2에서 구체적으로 설명한다.
제 8단계는 제 7단계에서 제조된 반사필름의 오목한 집광구조 내에 LED를 실장하기 위한 홀(13)을 성형(타발)하는 단계로서, 홀(13)의 형태는 LED의 형태에 따라 원형, 타원형, 사각형 등 다양한 형태가 가능하며, 원형이 바람직하다.
상술한 제조방법을 통해 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 아래의 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
먼저, 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 450nm 파장에서 분광반사율이 95% 이상의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 분광반사율이 95% 미만인 경우 충분한 반사성능이 구현되지 않아 제조된 액정디스플레이의 휘도(밝기)가 저하되는 단점이 있다. 또한, 제조된 반사필름의 제7단계의 성형 전후 분광반사율을 비교하면, 반사필름의 성형 전 후 450nm 파장에서의 분광반사율의 변화가 5.0% 이하를 만족하는 것이 바람직하다. 성형 전 후 분광반사율의 변화가 5.0%를 초과하는 경우에도 성형된 반사필름이 충분한 반사성능이 구현되지 않으므로 제조된 액정디스플레이의 휘도(밝기)가 저하되는 동일한 단점이 있기 때문이다.
다음으로, 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 성형성은 수학식 2로 평가하며, 이를 만족한다.
Figure pat00004
수학식 2에서 WAr은 성형 후 반사필름(10)의 최대 높이 지점인 볼록한 부분(11)과 반사필름(10)이 성형금형(200)과 맞닿는 접점(32)을 연결한 가상의 선과 반사필름(10)의 오목한 부분(12) 사이의 내각을 나타낸다. WAm은 성형금형(200)의 내각을 나타낸다. 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 수학식 2에 따른 성형금형(200) 및 반사필름(10)의 내각 사이의 관계가 5% 이하를 만족하는 것이 바람직하다. 수학식 2의 값이 5.0%를 초과하는 경우 성형된 반사필름 내의 다수의 오목한 집광구조의 사이즈를 작게 하는데 한계가 있어, 로컬디밍의 효율을 높이기 위해 다수의 LED를 실장 하는데 제약이 있기 때문이다.
다음으로, 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 전체 두께는 150um 내지 400um인 것이 바람직하다. 반사필름의 전체 두께는 150um 미만인 경우 두께가 너무 얇아 성형 작업성이 현저히 떨어지거나, 두께와 상관성을 가지는 반사특성이 현저히 저하되는 단점이 있고 반사필름의 전체 두께가 400um를 초과하는 경우 폴리에스테르 반사필름 제막 공정 중에 파단이 다발하는 등 안정적인 생산이 어려우며, 두께가 두꺼워 제조비용이 증가되며, 제조된 액정디스플레이의 총두께가 증가되어 슬림 디자인 설계가 어려운 단점이 있기 때문이다.
다음으로, 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 비중은 0.7 내지 1.2g/㎤인 것이 바람직하다. 반사필름의 비중이 0.7 g/㎤ 미만인 경우 폴리에스테르 제막 공정 중에 파단이 다발하는 등 안정적인 생산이 어려우며, 성형 공정 시 열처리에 의한 치수안정성이 현저히 떨어지는 단점이 있고 반사필름의 비중이 1.2g/㎤를 초과하는 경우 제조비용이 증가되며, 폴리에스테르 반사필름 코어층 내에 충분한 공극(1)을 형성하지 못해 반사특성이 현저히 떨어지는 단점이 있기 때문이다.
또한, 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 온도 60℃, 습도 90%의 항온항습 조건에서 500시간 방치 후 치수변화율이 5% 이하인 것이 바람직하다. 치수변화율이 5%를 초과하는 경우 홀(13)의 위치가 변하거나 다수의 오목한 집광구조 내 실장된 LED가 반사필름의 치수변화에 의해 탈리 되는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[ 실시예 1]
코어층(B)의 양면에 스킨층(A)이 형성되어, 스킨층(A)/코어층(B)/스킨층(A)의 순서로 적층된 반사필름으로, 스킨층(A)은 호모 폴리에스테르로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 (도레이첨단소재㈜, A9093) 88중량%, 공중합 폴리에스테르(이스트만케미컬사, GN071) 10중량%, 무기입자로는 평균입경 2.0um의 실리카 입자 2중량%의 조성을 가지며, 코어층(B)은 호모 폴리에스테르로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 (도레이첨단소재㈜, A9093) 77체적%, 공중합폴리에스테르(이스트만케미컬사, GN071) 11체적%, 비상용성 수지는 비결정성 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 노르보넨간의 공중합수지를 7체적%, 무기입자로는 평균입경 0.6um의 탄산칼슘 입자 5체적%의 조성을 가지도록 원료를 설계한 후, 스킨층(A)은 압출기 A', 코어층(B)는 압출기 B'로 280도에서 A/B/A층으로 공압출 및 T-다이, 캐스팅드럼을 이용하여 냉각, 고화시켜 무연신 시트를 얻었다. 이후, 상기 서술된 제조 방법으로 종방향 3.2배, 횡방향 3.6배로 이축연신하여 반사필름을 제조하였다. 그런 다음 가로 200mm, 세로 300mm로 제작된 성형금형을 이용하여 도 1의 형태로 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 제조하였다. 이때 성형기는 아사노사의 소형 진공압공 성형기(FKS-0632-20)를 이용하여, 필름 가열 온도 180도, 가열시간 8초간의 전처리를 진행한 후 진공압공 성형을 통해 성형금형과 동일한 형상의 성형체인 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 제조하였다.
[ 실시예 2]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 무기입자의 체적%를 5체적%에서 11체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 실시예 3]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 비상용성 수지의 체적%를 7체적%에서 14체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 실시예 4]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 공중합폴리에스테르 수지의 체적%를 11체적%에서 22체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 1]
상기 실시예 3에서, 코어층(B)내에 무기입자의 체적%를 5체적%에서 2체적%로 변경한 것 외에는 실시예3과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 2]
상기 실시예 3에서, 코어층(B)내에 무기입자의 체적%를 5체적%에서 25체적%로 변경한 것 외에는 실시예3과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 3]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 비상용성 수지의 체적%를 7체적%에서 3체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 4]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 비상용성 수지의 체적%를 7체적%에서 27체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 5]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 공중합 폴리에스테르 수지의 체적%를 11체적%에서 3체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 6]
상기 실시예 1에서, 코어층(B)내에 공중합 폴리에스테르 수지의 체적%를 11체적%에서 37체적%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 7]
상기 실시예 1에서, 스킨층(A)내에 공중합 폴리에스테르 수지의 중량%를 10중량%에서 3중량%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 8]
상기 실시예 1에서, 스킨층(A)내에 공중합 폴리에스테르 수지의 중량%를 10중량%에서 35중량%로 변경한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 9]
상기 실시예 1에서, 스킨층(A)와 코어층(B)의 두께비가 0.8%로 변경한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[ 비교예 10]
상기 실시예 1에서, 스킨층(A)와 코어층(B)의 두께비가 12.5%로 변경한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
상술한 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 10의 스킨층(A) 및 코어층(B)의 세부 조성은 표 1 및 표 2과 같다.
스킨층(A) 조성
실험예 스킨층(A) 조성(중량%)
호모
폴리에스테르		 공중합
폴리에스테르		 무기입자
실시예1 88 10 2
실시예2 88 10 2
실시예3 88 10 2
비교예4 88 10 2
비교예1 88 10 2
비교예2 88 10 2
비교예3 88 10 2
비교예4 88 10 2
비교예5 88 10 2
비교예6 88 10 2
비교예7 95 3 2
비교예8 63 35 2
비교예9 88 10 2
비교예10 88 10 2
코어층(B) 조성
코어층(B) 조성(체적%)
호모 폴리에스테르 공중합
폴리에스테르		 비상용 수지 무기입자
중량
%		 비중 체적
%		 중량
%		 비중 체적
%		 중량
%		 비중 체적
%		 중량
%		 비중 체적
%
실시예1 75 1.4 77 10 1.32 11 5 1.02 7 10 2.71 5
실시예2 66 1.4 71 10 1.32 11 5 1.02 7 19 2.71 11
실시예3 70 1.4 70 10 1.32 11 10 1.02 14 10 2.71 5
실시예4 65 1.4 66 20 1.32 22 5 1.02 7 10 2.71 5
비교예1 77 1.4 75 10 1.32 10 10 1.02 13 3 2.71 2
비교예2 55 1.4 60 10 1.32 11 10 1.02 15 25 2.71 14
비교예3 78 1.4 81 10 1.32 11 2 1.02 3 10 2.71 5
비교예4 60 1.4 58 10 1.32 10 20 1.02 27 10 2.71 5
비교예5 82 1.4 84 3 1.32 3 5 1.02 7 10 2.71 5
비교예6 50 1.4 50 35 1.32 37 5 1.02 7 10 2.71 5
비교예7 75 1.4 77 10 1.32 11 5 1.02 7 10 2.71 5
비교예8 75 1.4 77 10 1.32 11 5 1.02 7 10 2.71 5
비교예9 75 1.4 77 10 1.32 11 5 1.02 7 10 2.71 5
비교예10 75 1.4 77 10 1.32 11 5 1.02 7 10 2.71 5
상술한 표 1 및 표 2과 같이 제조된 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 10에 대하여 다음 실험예에 따라 필름의 물성을 측정하고 이를 평가하였다.
[ 실험예 ]
(1) 두께 측정
제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 두께는 일본 표준 협회의 전기 용도의 플라스틱 필름의 시험방법인 JIS C2151-2006에 준해서 측정하였다. 본 발명에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 마이크로톰을 이용하여 두께방향으로 절단하여 절편샘플을 얻었다. 이후, 투과형 전자현미경인 히타치 세이사쿠쇼사제 S-800제품을 사용하여 절단된 단면을 이용하여 250배로 확대한 단면사직으로부터 스킨층(A), 코어층(B)의 두께를 측정하였다.
(2) 분광 반사율 측정
제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름에 타치 하이 테크놀러지즈사제 분광광도계(U3310)에 적분구를 부착하고, 표준백색판(황산바륨)을 100%로 했을 때의 반사율을 450nm파장에서 측정하였다. 이때, 제7단계의 성형금형을 이용한 성형 이전과 이후 모두의 반사율을 측정한다.
(3) 내각 측정
제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 형상 및 치수는 키엔스사제 3차원 표면형상 측정기(VR-3200)를 이용하여 측정하였다.
(4) 비중 측정
제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 10㎝ⅹ10㎝로 절단한 후, 전자저울(Mettle제 AC100)으로 0.1mg단위까지 정확하게 무게를 측정한다. 이 후 측정한 샘플을 정압 두께 측정기로 10point 두께를 측정하여 평균값을 구하고, 하기의 수학식 3으로부터 비중을 계산한다.
Figure pat00005
(5) 성형 후 치수 변화율 측정
제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름에 대해서, 온도 60도, 습도 90% 항온항습 조건에서 500시간 방치 전 후 도 3의 반사필름의 최대 높이인 볼록한 부분(11)에서 나타내어지는 성형 반사판의 최대높이 간의 거리(L)를 키엔스사제 3차원 표면형상 측정기(VR-3200)를 이용하여 측정한 후 치수변화율을 구하였다.
(6) 제막 안정성 테스트
제막 안정성은 하기 표 3의 기준에 의해 안정성을 판단하였다.
분류기호 판단기준
○ 24시간 이상 필름의 파단 없이 안정적으로 제막이 가능하였다.
△ 6시간 이상 24시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
X 6시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
상술한 실험예에 따라 이축배향 폴리에스테르 반사필름에 대해 수행된 6가지 실험 결과는 표 4와 같다.
실험 결과
A/B/A 필름두계(um) 수
학
식
1		 수
학
식
2		 450nm 반사율(%) 비중
(g/cm3)		 성형후 치수
변화
(%)		 제막
안정성
스킨
두께		 코어
두께		 전체
두께		 두께
비(%)		 성형
전		 성형
후		 차이
실시예1 10 230 250 4.3 0.07 2 100.1 99.8 0.3 0.90 1 ○
실시예2 15 240 270 6.3 0.14 2 100.5 100.1 0.4 0.95 1 ○
실시예3 7 205 219 3.4 0.08 2 100.6 99.9 0.7 0.82 1 ○
실시예4 5 188 198 2.7 0.07 1 100.0 99.4 0.6 0.89 3 ○
비교예1 7 200 214 3.5 0.02 3 99.7 90.1 9.6 0.85 4 △
비교예2 7 210 224 3.3 0.25 5 100.8 100.7 0.1 1.05 1 X
비교예3 10 200 220 5.0 0.06 4 95.3 89.2 6.1 1.25 3 △
비교예4 10 260 280 3.8 0.12 2 100.8 97.6 3.2 0.65 5 X
비교예5 9 234 252 3.8 0.07 15 99.7 97.6 2.1 0.88 1 X
비교예6 11 215 237 5.1 0.06 1 95.2 81.6 13.6 0.97 16 △
비교예7 9 227 245 4.0 0.07 9 99.7 99.2 0.5 0.91 3 X
비교예8 10 255 275 3.9 0.07 1 99.3 97.7 1.6 0.89 9 △
비교예9 2 246 250 0.8 0.07 1 100.3 100.0 0.3 0.87 1 X
비교예10 25 200 250 12.5 0.07 25 95.6 94.5 1.1 1.16 4 ○
상기 표 4에서 확인되는 바와 같이 실시예 1 내지 4에서 제조된 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 경우, 성형 전후 우수한 성형성, 반사특성, 치수안정성, 제막안정성을 가지는 양호한 결과를 확인하였다.
비교예 1은 코어층(B)의 조성물 사이의 체적%에 대한 조건인 수학식 1의 값이 0.02로 0.05 이상인 조건을 만족하지 않는 것으로, 이는 무기입자 체적%가 소량 함유되어, 고온에서 성형 후, 반사 특성이 급격히 떨어지는 문제가 발생한다. 또한, 비교예 1은 성형 후의 분광 반사율이 90.1%이고 성형 전후의 반사율 차이가 9.6%로서, 성형금형에서 오목한 반사 구조의 격자 형태로 성형되는 과정에서 반사율 저하가 크게 나타나, 충분한 반사성능이 구현되지 않으므로 제조된 디스플레이의 휘도가 저하될 수 있다. 또한, 비교예 1은 제막 안정성 테스트에서 6~24시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 2는 수학식 1의 값이 0.25로 0.2인 조건을 초과하는 것으로, 이는 코어층(B)내에 무기입자의 체적%가 과량으로 함유되어 필름 제막 시, 연신성이 급격히 저하되어 필름 찢어짐 등의 공정불량을 유발할 가능성이 높고, 과량의 무기입자는 이성형 폴리에스테르 반사필름의 결정화를 촉진시켜 성형성이 급격히 저하되는 문제가 있다. 이에 따라, 비교예 2는 제막 안정성 테스트에서 6시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 3은 코어층(B)의 비상용성 수지가 3체적%로 5체적% 이상인 조건을 만족하지 않는다. 이에 따라, 비교예 3은 성형 후의 분광 반사율이 89.2%이고 성형 전후의 반사율 차이가 6.1%로서, 반사율 차이의 조건인 5% 이하를 만족하지 못하여 성형금형에서 오목한 반사 구조의 격자 형태로 성형되는 과정에서 반사율 저하가 큰 것으로 나타났다. 또한, 비교예 3은 비중 값이 1.25로 1.2 이하인 조건을 만족하지 않아 제조비용이 증가되며, 폴리에스테르 반사필름 코어층 내에 충분한 공극(1)을 형성하지 못해 반사특성이 현저히 떨어지는 문제점을 가진다. 또한, 비교예 3은 제막 안정성 테스트에서 6~24시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 4는 코어층(B)의 비상용성 수지가 27체적%로 20체적% 이하인 조건을 만족하지 않아 반사필름 내의 과도한 공극(1)으로 인해 필름 제막특성이 떨어지게 된다. 이에 따라 비교예 4는 비중 값이 0.65로 0.7 이상인 조건을 만족하지 않으며, 제막 안정성 테스트에서 6시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 5는 코어층(B)의 공중합 폴리에스테르 수지가 3체적%로 5체적% 이상인 조건을 만족하지 않는다. 또한, 비교예 5는 성형 후 반사필름의 내각과 성형금형의 내각 사이의 조건인 수학식 2의 값이 15%로 5%이하인 조건을 만족하지 않아, 성형된 반사필름 내의 다수의 오목한 집광구조의 사이즈를 작게 하는데 한계가 있어, 로컬디밍의 효율을 높이기 위해 다수의 LED를 실장 하는데 제약이 발생한다. 또한, 비교예 5는 제막 안정성 테스트에서 6시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 6은 코어층(B)의 공중합 폴리에스테르 수지가 37체적%로 30체적% 이하인 조건을 만족하지 않는다. 이에 따라 비교예 6은 성형 후의 분광 반사율이 81.6%이고 성형 전후의 반사율 차이가 13.6%로서, 성형금형에서 오목한 집광구조의 격자 형태로 성형되는 과정에서 반사율 저하가 큰 것으로 나타났다. 또한, 비교예 6은 성형 후 치수 변화율이 16%로서 치수변화율의 조건인 5%이하를 만족하지 못하여 과도한 치수변화로 인해 홀(13)의 위치가 변하거나 실장된 LED가 탈락할 수 있다. 또한, 비교예 6은 제막 안정성 테스트에서 6~24시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 7은 스킨층(A)의 공중합 폴리에스테르 수지가 3중량%로 5중량% 초과인 조건을 만족하지 않는다. 또한, 비교예 7은 성형 후 반사필름의 내각과 성형금형의 내각 사이의 조건인 수학식 2의 값이 9%로 5%이하인 조건을 만족하지 않는다. 이에 따라, 비교예 7은 제막 안정성 테스트에서 6시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 8은 스킨층(A)의 공중합 폴리에스테르 수지가 35중량%로 30중량% 미만인 조건을 만족하지 않는다. 이에 따라 비교예 8은 성형 후 치수 변화율이 9%로서 치수변화율의 조건인 5%이하를 만족하지 못하는 것으로, 과도한 치수변화로 인해 홀(13)의 위치가 변하거나 실장된 LED가 탈락할 수 있다. 또한, 비교예 8은 제막 안정성 테스트에서 6~24시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 9는 스킨층(A)과 코어층(B)의 두께비가 0.8%로 1.0% 초과인 조건을 만족하지 않는다. 이에 따라, 비교예 9는 제막 안정성 테스트에서 6시간 이내에 필름 파단이 발생하였다.
비교예 10은 스킨층(A)의 두께가 코어층(B)의 두께 대비 12.5%로 1.0% 초과 10.0% 미만인 조건을 만족하지 않는다. 또한, 비교예 10은 성형 후 반사필름의 내각과 성형금형의 내각 사이의 조건인 수학식 2의 값이 25%로 5%이하인 조건을 만족하지 못하여, 성형된 반사필름내의 다수의 오목한 집광구조의 사이즈를 작게하는데 한계가 있어, 로컬디밍의 효율을 높이기 위해 다수의 LED를 실장하는데 제약이 발생한다. 또한, 비교예 10은 성형 후의 반사율이 94.5%로 95% 이상인 조건을 만족하지 못한다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이축배향 폴리에스테르 반사필름 및 그의 제조방법에 따르면, 반사필름의 다층설계, 원료 개질, 비상용성 수지 및 무기입자의 체적비율 조절, 배향완화 제조 방법 등을 통해 성형 후에도 뛰어난 치수안정성과 반사특성을 유지할 수 있어 로컬 디밍용 반사필름으로 사용이 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 이축배향 폴리에스테르 반사필름
A: 스킨층 B: 코어층
1: 공극
11: 볼록한 부분 12: 오목한 부분
13: 홀(hole)
200: 성형금형

Claims (18)

  1. 호모 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르, 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지 및 무기입자를 함유하는 다수의 공극을 가지는 코어층; 및
    상기 코어층의 적어도 하나의 일면에 형성되며, 호모 폴리에스테르, 공중합 폴리에스테르 및 무기입자를 함유하는 스킨층을 포함하고,
    중앙이 오목한 다수 개의 집광구조가 격자 형태로 배열된 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집광구조 중앙의 오목한 부분에 홀(hole)이 위치하는 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층의 두께는 상기 코어층의 두께 대비 1.0% 초과 10.0% 미만인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어층의 무기입자는 0.01um 초과 2.0um 미만의 크기인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층의 무기입자는 0.1um초과 10.0um 미만의 크기인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코어층은,
    Figure pat00006
    를 만족하며,
    상기 Va는 호모 폴리에스테르의 체적%, 상기 Vb는 공중합 폴리에스테르의 체적%, 상기 Vc는 비상용성 수지의 체적%, 상기 Vd는 무기입자의 체적%를 나타내는 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  7. 제6항에 있어서
    상기 비상용성 수지는 5.0 내지 20.0 체적%이고, 상기 공중합폴리에스테르는 5 내지 30 체적%인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층은 공중합 폴리에스테르 5.0중량% 초과 30.0중량% 미만, 무기입자 0.1중량% 초과 10중량% 미만이 함유된 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름은
    Figure pat00007
    를 만족하고,
    상기 WAm은 상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름을 상기 격자 형태로 성형하는 성형금형의 내각을 나타내고, 상기 WAr은 상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 볼록한 부분과 반사필름이 성형금형과 맞닿는 접점을 연결한 가상의 선 및 상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 오목한 부분 사이의 내각을 나타내는 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 450nm 파장에서 분광반사율이 95% 이상인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 450nm 파장에서 상기 성형금형에 의한 성형 전 후 분광반사율의 변화가 5.0% 이하인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 두께는 150 내지 400um인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름의 비중은 0.7 내지 1.2g/㎤인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 이축배향 폴리에스테르 반사필름은 온도 60℃, 습도 90% 항온항습 조건에서 500시간 방치 후 치수변화율이 5% 이하인 이축배향 폴리에스테르 반사필름.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 호모 폴리에스테르에 대한 비상용성 수지는 결정성 폴리올레핀 수지, 비결정성 환상 올레핀 수지, 폴리스트렌 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리페틸렌술피드 수지 및 불소계 수지 중에서 선택된 적어도 하나이거나 이들의 단독 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 반사 필름.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 입자는 실리카, 알루미나, 황산바륨, 이산화티탄, 탄산칼슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나이상의 무기입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 백색필름.
  17. 코어층 원료 및 스킨층 원료를 진공에서 건조하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 건조된 코어층 원료 및 스킨층 원료를 이용하여 코어층의 적어도 하나의 일면에 스킨층이 위치하도록 무연신 시트를 제조하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 얻어진 무연신 시트를 종방향으로 1축연신하여 1축연신 필름을 제조하는 제3단계;
    상기 제3단계에서 제조된 1축연신 필름을 횡방향으로 재연신하여 2축연신 필름을 제조하는 제4단계;
    상기 제4단계에서 제조된 반사필름을 열처리하는 제5단계;
    상기 제5단계에서 열처리된 반사필름을 냉각하는 제6단계;
    상기 제6단계에서 제조된 반사필름을 성형금형을 통해 중앙이 오목한 집광구조 다수 개가 격자 형태로 배열되도록 성형하는 제7단계;
    상기 제 7단계에서 제조된 반사필름의 오목한 집광구조 내에 LED를 실장하기 위한 홀(hole)을 성형(타발)하는 제8단계;
    를 포함하는 이축배향 폴리에스테르 백색필름의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제5단계는 복수의 열처리 영역을 두어 시작 영역부터 종료 영역까지 단계적으로 승온시키면서 진행하며, 열처리 시작 영역과 열처리 종료 영역의 온도 차이가 30~100도인 이축배향 폴리에스테르 백색필름의 제조방법.
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