KR20210145399A

KR20210145399A - 무색차 은반사필름 및 제조방법

Info

Publication number: KR20210145399A
Application number: KR1020200062214A
Authority: KR
Inventors: 이동춘; 허승환; 이종우; 박창명
Original assignee: 주식회사 유비라이트
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2021-12-02
Also published as: KR102422120B1

Abstract

본 발명에 따른 무색차 은반사 필름은, PET 기재층 위에 은박막층/프라이머층/저굴절률층/고굴절률층이 순차적으로 적층된 은반사필름으로 분광반사율이 450nm에서 96% 이상이고, 550nm에서 97% 이상이고, Lab 색좌표계를 기준으로 b*가 0 내지 1인 것을 특징으로 한다.

Description

무색차 은반사필름 및 제조방법{Colorless silver reflective film and Manufacturing method thereof}

본 발명은 무색차 은반사필름에 관한 것으로서, 상세하게는 굴절률이 다른 다층구조를 적용한 고반사율과 무색차(colorless) 특성의 은반사필름에 관한 것이다.

최근 액정 디스플레이(LCD) 텔레비전 및 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 텔레비전 등이 확대 보급됨에 따라 플랫 패널 디스플레이(flat panel display) 시장이 급속도로 발전하고 있다.

LCD는 OLED와 달리 자체 발광을 할 수 없어 백라이트 유니트(BLU)라는 장치를 이용하여 시인될 수 있도록 하고 있다.

반사필름은 BLU(back light unit)에서 도광판 밑에 설치되어 도광판 아랫면으로 빠져 나오는 빛을 반사시켜 도광판 내로 돌려보내는 역할을 하여 BLU 휘도에 큰 영향을 준다. 반사필름이 가지고 있는 반사율이 높을수록 휘도는 증가하므로 반사필름에서 반사율은 가장 중요한 인자이므로 100% 가까운 반사 제품을 제작하는 것이 최우선이다.

반사필름의 종류에는 크게 두 가지로, 반사율이 높은 금속 소재인 은(Ag)을 PET에 증착하여 만든 은반사필름 또는 굴절률을 이용한 다층필름의 정반사필름과 백색 필러와 코어를 구조를 가진 다공성 백색 반사필름(확산반사필름)이 있다.

은반사필름과 다층필름은 얇은 박막 형태가 가능하나 백색 반사필름은 두께가 얇으면 반사율이 낮아져 일정한 두께 이하로 사용될 수 없다. 따라서 은반사필름은 모바일이나 박형이 요구되는 디바이스에서 사용되고 있으며 백색 반사필름은 모니터, TV와 같은 디스바이스에서 주로 사용된다.

은증착 공정을 이용한 은반사필름은 굴절률을 이용한 다층반사필름 대비 단가가 30%~50% 수준으로 낮지만 휘도가 다층반사필름 대비 10% 이상 떨어지며, 색차계 측정 및 BLU 휘도 측정 시 노란색(Yellow)을 나타내는 경향이 있어 고사양의 휴대폰에서는 적용하지 않고 있으며, 주로 중저가 사양의 제품에 낮은 단가로 적용하고 있는 추세이다.

한국 공개특허 제10-2019-0002103호

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 은반사필름의 약점인 휘도와 색차를 개선한 무색차 은반사필름을 제공하고자 한다.

상기의 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 무색차 은반사 필름은, PET 기재층 위에 은박막층/프라이머층/저굴절률층/고굴절률층이 순차적으로 적층된 은반사필름으로 분광반사율이 450nm에서 96% 이상이고, 550nm에서 97% 이상이고, Lab 색좌표계를 기준으로 b*가 0 내지 1인 것을 특징으로 한다.

상기 프라이머층은 우레탄계 수지이고, 상기 저굴절률층의 굴절률은 1.3 내지 1.5이고, 상기 고굴절률층의 굴절률은 1.8 내지 2.1이고, 저굴절률층과 고굴절률층 차이가 0.5 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 프라이머층은, 7 내지 7.5 중량부의 우레탄 수지가 포함되고 두께가 400 내지 600nm인 것을 특징으로 한다.

상기 저굴절률층은, NaF, LiF, AlF₃, Na₅Al₃F₁₄, Na₃AlF₆, MgF₂ 및 YF₃로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 저굴절 필러가 1.5 내지 3 중량부 포함되고 두께가 100 내지 200nm인 것을 특징으로 한다.

상기 고굴절률층은, 산화지르코늄, 산화아연, 이산화티타늄, 산화인듐, 산화주석, 산화안티몬아연(AZO), 산화인듐주석(ITO) 및 산화안티몬주석(ATO)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 고굴절 미립자를 0.8 내지 1.8 중량부 포함하고 두께가 50 내지 100nm인 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 무색차 은반사 필름을 사용한 LCD용 백라이트 유니트(BLU)를 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로서 무색차 은반사 필름을 제조하는 방법에 있어서,

프라이머층을 위한 우레탄 코팅액, 저굴절률층을 위한 코팅액 및 고굴절률층을 위한 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55 내지 65% 전이율로 습식 코팅한 후 가열 건조 경화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 굴절률을 이용한 다층반사층을 적용하여 10% 이상 반사율을 높이고 그에 따라 노란색을 띠는 색차를 개선하였다.

종래의 기술에서는 노란색 색차 개선을 위하여 청색 계열의 LED 필터를 사용하여 단가가 상승하였으나, 본 발명은 습식 표면 코팅 공정을 통하여 굴절률차를 이용한 다층 필름으로 제조하여 저렴한 무색차 은반사필름을 제공하여 단가를 낮추는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 개념을 설명하는 다층 은반사필름이다.
도 2는 본 발명에 따른 은발사필름의 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 은발사필름과 종래의 은반사필름의 반사율 비교 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 은발사필름 제조방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

굴절은 광파, 음파, 수파 등의 파동이 한 매질에서 다른 매질로 들어갈 때 경계면에서 그 진행 방향이 바뀌는 현상이고, 굴절률은 진공에서의 파동 속도와 균일한 매질에서의 속도비로 복소수 n±ik 형태로 기술된다. n은 매질사이에서 파동이 굴절되는 정도와 반사율 및 투과율을 결정하고 k는 매질의 흡수를 결정한다.

도 1은 본 발명의 개념을 설명하는 다층 은반사필름의 개략도로서 은반사층(1)상에 굴절률이 다른 저굴절층(2)과 고굴절층(3)을 s회 반복시켜 고반사율과 무색차 은반사필름을 얻는 기술을 제안한다.

빛의 어드미턴스(Y)는 투과율을 의미하고 다음 수학식 1과 같이 굴절률로 표현될 수 있다.

[수학식 1]

Y= (n_H/n_L)^2s(n_H ²/n_sub)

빛의 반사율 R은 수학식 2와 같이 어드미턴스 Y로 표현된다.

[수학식 2]

여기서 n_H는 고굴절층의 굴절률, n_L은 저굴절층의 굴절률, n_sub는 은반사층의 굴절률로 n_H가 클수록 n_H와 n_L의 차이가 클수록 반사율이 높아짐을 알 수 있다.

본 발명은 이와 같은 원리를 이용하여 고굴절층과 저굴절층을 설계하여 96%이상의 반사율과 b*가 0 내지 1인 은반사필름을 발명하였다.

도 2는 본 발명에 따른 은반사필름으로 PET 기재층(10), 은박막층(20), 프라이머층(30), 저굴절률층(40), 고굴절률층(50)이 순차적으로 적층된다.

상기 기재층(10)은 20 내지 120 ㎛의 두께의 수지 필름으로 얇을수록 경제적이므로 23 내지 50㎛의 두께를 갖는 필름이 바람직하다. 기재층의 소재로는 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 리카보네이트 등을 사용 할 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 사용한다.

상기 은박막층(20)은 습식법 또는 건식법으로 형성한다. 습식법은 도금과 같이 용액으로부터 은을 석출시켜 은박막을 형성하는 방법이다. 예를 들면 은거울반응을 이용한 은거울이 습식법이 될 수 있다.

건식법은 저항가열식 진공증착법, 전자빔가열식 진공증착법, 이온증착법, 이온빔어시스트 진공증착법, 스퍼터법 등이 있다. 본 발명은 연속적으로 막형성하는 롤투롤방식이 가능한 진공증착법이 사용된다.

가열 진공증착법은 0.1mTorr(약 0.01㎩)이하의 진공에서 은의 원재료를 전자빔, 저항가열, 유도가열 등으로 용융하여 증발시켜 기재 표면에 은을 증착시킨다.

이온증착법은 진공속에 아르곤 등의 가스를 0.1mTorr(약 0.01㎩)이상 도입하고 고주파 또는 직류의 글로방전을 일으켜 기재 표면에 은을 증착시킨다.

스퍼터법은 DC 마그네트론스퍼터법, RF마그네트론스퍼터법, 이온빔스퍼터법, ECR스퍼터법, 콘벤셔널RF 스퍼터법, 콘벤셔널DC스퍼터법 등을 사용할 수 있다. 스퍼터법에 있어서는, 원재료는 은의 판형상 타깃을 사용하고 스퍼터가스는 헬륨, 네온, 아르콘, 크립톤, 크세논 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 아르곤이 사용된다. 가스의 순도는 99%이상으로 바람직하게는 99.5%이상이다.

상기 은박막층의 두께는 70㎚~300㎚이고 바람직하게는 100㎚~200㎚이다. 너무 얇으면, 은의 막두께가 충분하지 않아 반사되지 않고 투과하는 광이 존재하여 반사율이 저하한다. 은박층막층 너무 두꺼울 경우는 반사율은 상승하지 않고 포화경향을 나타내어 효용성이 떨어지므로 은의 자원을 유효하게 이용한다고 하는 관점에서 바람직하지 않다.

상기 프라이머층(30)은 은박막층(20)을 보호하고 저굴절률층(40)과 부착력을 증진시키며 최종적인 무색차 은반사필름의 부착성을 향상시키는 역할을 한다.

상시 프라이머층은 우레탄계 열경화성 수지로 은박막층 위에 습식 도포하여 경화시킨 것으로서 그 건조두께는 400 내지 600nm인 것이 바람직하다.

상기 저굴절률층(40)은 굴절률이 1.3 내지 1.5이고 건조두께는 100 내지 200nm인 것이 바람직하다.

상기 저굴절률층은 바인더 기능을 하는 불소계 알콕시실란의 가수축합물 및 저굴절 필러를 포함하는 코팅액을 상기 우레탄 프라이머층에 도포하여 경화시킨다.

상기 불소계 알콕시실란은 저굴절률층의 굴절률을 낮게 하고 표면장력을 낮춰 고상 또는 액상 오염원의 제거를 용이하게 하는 성분으로서, 트리테카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타테카플루오로데실트 리메톡시실란, 및 헵타테카플루오로데실트리이소프로폭시실란으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 저굴절률층에 포함되는 저굴절 필러는 굴절률 1.40 이하이고, 평균 입자크기 1 내지 100 nm의 메탈플로라이드를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 NaF, LiF, AlF₃, Na₅Al₃F₁₄, Na₃AlF₆, MgF₂ 및 YF₃로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다.

이때, 상기 저굴절 필러의 함량은, 저굴절률이 되도록 저굴절층 코팅액 100중량부에 대하여 1 중량부 이상 포함되는 것이 바람직하며, 막의 강도를 유지하고 상기 고굴절률층과의 부착성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 50 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 저굴절률층에 포함되는 알콕시실란 가수축합물 및 저굴절 필러는 유기용매와 혼합한 분산액 형태로의 사용가능하다.　이때 고형분 함량이 0.5 내지 30 중량부인 것이 바람직하며, 상기 유기용매는 부탄올, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올을 포함하는 알코올류; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트를 포함하는 아세테이트류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세톤을 포함하는 케톤류; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브를 포함하는 셀로솔브류; 디메틸포름아미드; 이소프로필알코올 및 테트라히드로퓨란으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다.

상기 고굴절률층(50)은 굴절률이 1.8 내지 2.1이고 건조두께는 50 내지 100 nm인 것이 바람직하다.

상기 고굴절률층은 고굴절 미립자와 열경화형 바인더를 포함하는 코팅액을 상기의 저굴절률층 위에 도포하여 경화시킨 것이다.

상기 고굴절 미립자는 고굴절률층의 굴절률을 조절하기 위해 사용되는 것으로써, 굴절률이 1.70 내지 2.80이고, 평균 입자크기가 1 내지 100 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 고굴절 미립자는 그 형태가 특별히 한정되는 것은 아니며, 구형상, 입방체상, 방추형상, 또는 부정형상 등인 것을 사용할 수 있다.

상기 고굴절 미립자의 구체적인 예로는 산화지르코늄, 산화아연, 이산화티타늄[루틸(rutile), 루틸/아나타제(anatase) 혼합결정, 아나타제 비정질 구조], 산화인듐, 산화주석, 산화안티몬아연(AZO), 산화인듐주석(ITO) 및 산화안티몬주석(ATO)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다.

고굴절률층에 포함되는 상기 열경화형 바인더는 상기 고굴절 미립자를 고정시키고, 막의 강도를 유지하기 위해 사용되며, 아크릴계 및 우레탄계 수지 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

상기 열경화형 바인더의 함량은 상기 고굴절 미립자 100 중량부에 대하여 20 내지 40 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 열경화형 바인더는 고굴절 미립자를 고정시키고 막의 강도를 유지할 수 있도록 20 중량부 이상 포함되는 것이 바람직하다.

상기 고굴절률층에 포함되는 고굴절 미립자 및 열경화형 바인더는 유기용매와 혼합한 분산액 형태로 사용이 가능하며, 이때 분산액의 도포성, 건조두께 및 건조시간 등을 고려하여 고형분 함량이 0.5 내지 30 중량부가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유기용매로는 메탄올, 에탄올, 부탄올, 이소프로판올을 포함하는 알코올류; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트를 포함하는 아세테이트류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세톤을 포함하는 케톤류; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브를 포함하는 셀로솔브류; 디메틸포름아미드; 이소프로필알코올 및 테트라히드로퓨란으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있다.

[실시예]

PET 기재 상면에 롤투롤방식이 가능한 진공막형성법으로 은박막층을 99.5% 순도의 은을 사용하여 180nm의 두께가 되도록 제조하였다. 이때 은박막층의 분광반사율은 450nm에서 93.5%이고 550nm에서 96.7%이며, La 색차계 b*값은 1.92이다.

[실시예 1]

상기 은박막층의 상면에 우레탄 프라이머의 두께가 480nm가 되도록 우레탄 코팅액은 우레탄 수지 7 중량부와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조하여 경화하였다. 가열 경화 온도는 통상 120 ~ 130℃이다.

상기 저굴절 필러를 포함하여 굴절률 1.35 코팅액을 1.8 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 저굴절률층 두께가 124nm가 되도록 하였다.

상기 고굴절입자를 포함하여 굴절률 1.9 코팅액을 1 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 저굴율층의 상면에 셀 용적량의 56% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 고굴절률층 두께가 70nm가 되도록 하였다.

상기의 제조방법으로 제조된 은반사필름은 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 97.2%이고, 550nm파장에서 98.8%이다. 반사 색차값은 b*는 0.4로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하였다.

은반사필름으로 사용하기 위해서는 각 층의 부착력이 좋아 층간 박리가 없어야 한다. 부착력 확인은 칼을 이용하여 1mm간격으로 가로세로 크로스 해치(cross hatch)하여 100x100의 셀(井)이 되도록 한 후 테이프를 이용하여 부착 후 박리하여 이탈이 없어야 한다.

실시예 1의 제품을 크로스 해치 후 테이프 테스트 결과 100/100으로 각층의 이탈이 없어 우수한 부착력을 가지고 있었다. 이 결과를 [표 1]에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1에 사용한 은증착필름의 상면에 실시예 1과 같은 방식으로 상기 은박막층의 상면에 우레탄 프라이머 두께가 570nm가 되도록 우레탄 코팅액은 중량부 7.5의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 61% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하였다.

상기 언급한 저굴절 필러를 포함하여 굴절률 1.45 코팅액을 2.5 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 61% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 저굴절률층 두께가 190nm가 되도록 하였다.

상기 언급한 고굴절입자를 포함하여 굴절률 2.0 코팅액을 1.4 중량부의 고형분과 뷰탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 저굴율층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 고굴절률층 두께가 96nm가 되도록 하였다.

상기의 제조방법으로 제조된 은반사필름은 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 96.8%이고, 550nm파장에서 98.0%이다. 반사색차값은 b*는 0.61로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하였다.

실시예 2의 제품을 크로스 해치 후 테이프 테스트 결과 100/100으로 각층의 이탈이 없어 우수한 부착력을 가지고 있었다. 이 결과를 [표 1]에 나타내었다.

[비교예 1]

실시예 1과 같이 우레탄 코팅액은 중량부 7의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 40% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 우레탄프라이머 두께가 350nm가 되도록 하였다.

이후 실시예 1과 같은 방법으로 저굴율층과 고굴절률층을 순서대로 적층하여 은반사필름을 제작한 후 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 97.6%이고, 550nm파장에서 98.9%이다. 반사색차값은 b*는 0.3로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하였으나, 크로스 해치 후 테이프 테스트 결과 0/100으로 은박막층과 박리가 발생되었다. 이 결과를 [표 1]에 나타내었다.

[비교예 2]

실시예 1과 같이 우레탄 코팅액은 중량부 7의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 25cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 우레탄프라이머 두께 960nm가 되도록 하였다.

이후 실시예 1과 같은 방법으로 저굴율층과 고굴절률층을 순서대로 적층하여 은반사필름을 제작한 후 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 91.4%이고 550nm파장에서 96.1%이다. 반사색차값은 b*는 1.7로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하지 못하였으나, 크로스 해치 후 테이프 테스트 결과 100/100으로 은박막층과 박리가 없었다. 이 결과를 [표 1]에 나타내었다.

[비교예 3]

실시예 1과 같이 상기 은박막층의 상면에 우레탄 프라이머 두께가 480nm가 되도록 우레탄 코팅액은 중량부 7의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m² 인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하였다.

상기 언급한 저굴절 필러를 포함하여 굴절률 1.6 코팅액을 1.8 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m² 인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 저굴절률층 두께가 124nm이 되도록 하였다.

상기 언급한 고굴절입자를 포함하여 굴절률 2.0 코팅액을 1.4 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m2 인 롤을 사용하여 저굴율층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 고굴절률층 두께가 96nm가 되도록 하였다.

상기의 제조방법으로 제조된 은반사필름은 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 95.5%이고 550nm에서 95.2%이다. 반사색차값은 b*는 1.3로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하지 못하였다.

크로스 해치 후 테이프 테스트 결과 100/100으로 각층의 이탈이 없어 우수한 부착력을 가지고 있었다. 이 결과를 [표 1]에 나타내었다.

[비교예 4]

실시예 1과 같이 상기 은박막층의 상면에 우레탄 프라이머 두께가 480nm가 되도록 우레탄 코팅액은 중량부 7 의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하였다.

상기 언급한 저굴절 필러를 포함하여 굴절률 1.35 코팅액을 1.8 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m2 인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 저굴절률층 두께가 124nm가 되도록 하였다.

상기 언급한 고굴절입자를 포함하여 굴절률 1.7 코팅액을 1.4 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 저굴율층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 고굴절률층 두께가 96nm가 되도록 하였다.

상기의 제조방법으로 제조된 은반사필름은 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 96.7%이고 550nm파장에서 96.1%이다. 반사색차값은 b*는 1.1로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하지 못하였다.

[비교예 5]

상기 은박막층의 상면에 우레탄 프라이머 두께가 480nm가 되도록 우레탄 코팅액은 중량부 7 의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하였다.

상기 언급한 저굴절 필러를 포함하여 굴절률 1.45 코팅액을 1.8 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 7cc/m²인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 저굴절률층 두께가 70nm가 되도록 하였다.

상기 언급한 고굴절입자를 포함하여 굴절률 1.9 코팅액을 1 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m2 인 롤을 사용하여 저굴율층의 상면에 셀 용적량의 56% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 고굴절률층 두께가 70nm가 되도록 하였다.

상기의 제조방법으로 제조된 은반사필름은 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 95%이고 550nm파장에서 96.0%이고 반사색차값은 b*는 1.5로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하지 못하였다.

[비교예 6]

상기 은박막층의 상면에 우레탄 프라이머 두께가 480nm가 되도록 우레탄 코팅액은 중량부 7의 우레탄 수지와 MEK 용매로 이루어지며, 상기 우레탄 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하였다.

상기 언급한 저굴절 필러를 포함하여 굴절률 1.45 코팅액을 1.8 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 저굴절률층 두께가 124nm가 되도록 하였다.

상기 언급한 고굴절입자를 포함하여 굴절률 1.9 코팅액을 1 중량부의 고형분과 부탄올 용매로 이루어지도록 혼합 교반하여 셀 용적이 25cc/m²인 롤을 사용하여 저굴율층의 상면에 셀 용적량의 55% 전이율로 습식 코팅 후 가열 건조 경화하여 고굴절률층 두께가 138nm가 되도록 하였다.

상기의 제조방법으로 제조된 은반사필름은 미놀타 CM-3600d 분광색차계를 이용하여 분광반사율 및 Lab색차를 측정한 결과 분광반사율은 450nm파장에서 90.3%이고, 550nm파장에서 92.0%이고 반사색차값은 b*는 2.9로 본 발명이 요구하는 특성을 만족하지 못하였다.

[표 1]

상기 표 1에서와 같이 실시예 1과 2의 450nm 파장에서 분광반사율이 상승하여 청색광 반사율이 높아져 기존의 황색으로 시인된 것이 무색차(백색광)로 개선되었다. 즉, 450nm파장에서 반사율이 높을수록 b* 값은 0에 가까워짐을 알 수 있다. 그러나 450nm에서 99% 이상의 반사율은 b* 값이 0이하(음수) 값을 나타내며 시인되는 광도 청색광에 가깝게 시인된다. 따라서 본 발명의 무색차 취지에 따라 b*값은 0 내지 1 이하가 바람직하다.

프라이머층의 두께가 400nm 이하에서는 은박막층과 부착력이 약하여 크로스 해치에서 박리가 나타나고, 일정 두께 600nm 이상에서는 부착력은 양호하나 본 발명이 이루고자 하는 무색차 은반사필름을 제조할 수 없었다.

또한 저굴절률이 1.5 이상이거나 고굴절률이 1.9 미만에서는 본 발명이 이루고자하는 무색차 은반사필름을 제조할 수 없었다.

또한 저굴절률층과 고굴절률층의 굴절률 차이가 0.5 미만에서도 그 효과가 없었다. 따라서 상기 굴절률 내의 코팅을 사용하더라도 그 차이가 0.5 이상 되는 것을 선택 사용하여야 한다.

실시예 1과 실시예 2와 같이, 저굴절률층과 고굴절률층의 차가 0.5 이상인 코팅제를 사용하여 프라이머 두께 제어와 저굴절 및 고굴절률층의 두께를 제어함으로 본 발명에서 이루고자 하는 97%이상 반사율과 무색차 은반사필름을 제조할 수 있었다.

도 3은 본 발명에 따른 다층 굴절율층을 적용한 은반사필름과 종래의 은박막층의 반사율을 비교한 것으로서 400 nm대의 청색 반사율이 증가한 것을 보여준다. 이러한 청색 반사율의 증가는 노란색의 색차가 개선되었음을 의미한다.

도 4는 본 발명에 따른 은반사필름 제조방법의 흐름도로서, PET 등의 수지 기재층을 준비하고, 진공스퍼터로 은을 증착하고, 우레탄 수지로 프라이머층을 형성하고, 저굴절률층과 고굴절률층을 순차적으로 형성한다.

상기 저굴절률층과 고굴절률층을 s(s는 자연수)회 반복하면 반사율과 색수차를 더욱 개선할 수 있으나 공정비용을 고려하여 1~2회 반복하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 프라이머층을 위한 우레탄 코팅액, 저굴절률층을 위한 코팅액 및 고굴절률층을 위한 코팅액은 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55 내지 65% 전이율로 습식 코팅한 후 가열 건조 경화하는 것을 특징으로 한다. 가열 경화 온도는 통상 120 ~ 130℃이다.

본 발명에서 전이율은 코팅액이 원단(피착제)으로 전이될 때 원단에 올라가는 도포량으로서 건조 후 두께를 결정한다. 두께를 조정하는 방법은 셀용적율 조정과 전이율 조정, 및 코팅액의 고형분을 조정하는 방법이 있는데 도포량의 편차를 줄이기 위하여 셀의 용적량과 전이율을 조정한다.

10: 기재층 20: 은박막층
30: 프라이머층 40: 저굴절률층
50: 고굴절률층

Claims

PET 기재층 위에 은박막층/프라이머층/저굴절률층/고굴절률층이 순차적으로 적층된 은반사필름에 있어서,
분광반사율이 450nm에서 96% 이상이고, 550nm에서 97% 이상이고,
Lab 색좌표계를 기준으로 b*가 0 내지 1인 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름.
제1항에 있어서,
상기 프라이머층은 우레탄계 수지이고,
상기 저굴절률층의 굴절률은 1.3 내지 1.5이고,
상기 고굴절률층의 굴절률은 1.8 내지 2.1이고,
저굴절률층과 고굴절률층 차이가 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름.
제1항에 있어서,
상기 프라이머층은,
7 내지 7.5 중량부의 우레탄 수지가 포함되고 두께가 400 내지 600nm인 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름.
제1항에 있어서,
상기 저굴절률층은,
NaF, LiF, AlF₃, Na₅Al₃F₁₄, Na₃AlF₆, MgF₂ 및 YF₃로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 저굴절 필러가 1.5 내지 3 중량부 포함되고 두께가 100 내지 200nm인 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름.
제1항에 있어서,
상기 고굴절률층은,
산화지르코늄, 산화아연, 이산화티타늄, 산화인듐, 산화주석, 산화안티몬아연(AZO), 산화인듐주석(ITO) 및 산화안티몬주석(ATO)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 고굴절 미립자를 0.8 내지 1.8 중량부 포함하고 두께가 50 내지 100nm인 특징으로 하는 무색차 은반사 필름.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 무색차 은반사 필름을 사용한 LCD용 백라이트 유니트(BLU).
제3항의 무색차 은반사 필름을 제조하는 방법에 있어서,
우레탄 코팅액을 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 은박막층의 상면에 셀 용적량의 55 내지 65% 전이율로 습식 코팅한 후 가열 건조 경화하는 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름 제조방법.
제4항의 무색차 은반사 필름을 제조하는 방법에 있어서,
저굴절률 코팅액을 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 프라이머층의 상면에 셀 용적량의 55 내지 65% 전이율로 습식 코팅한 후 가열 건조 경화하는 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름 제조방법.
제5항의 무색차 은반사 필름을 제조하는 방법에 있어서,
고굴절률 코팅액을 셀 용적이 12.5cc/m²인 롤을 사용하여 저굴절률층의 상면에 셀 용적량의 55 내지 65% 전이율로 습식 코팅한 후 가열 건조 경화하는 것을 특징으로 하는 무색차 은반사 필름 제조방법.