WO2013187679A1 - 유-무기 하이브리드 조성물, 이의 제조 방법, 광학 시트 및 광학 장치 - Google Patents

유-무기 하이브리드 조성물, 이의 제조 방법, 광학 시트 및 광학 장치 Download PDF

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WO2013187679A1
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bis
organic
inorganic hybrid
metal
acrylate
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황웅린
김홍록
서창환
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주식회사 창강화학
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    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2244—Oxides; Hydroxides of metals of zirconium

Definitions

  • the present invention relates to an organic-inorganic hybrid composition, a method for manufacturing the same, an optical sheet and an optical device, and more particularly, to an organic-inorganic hybrid composition for manufacturing an optical sheet, a method for manufacturing the same, an optical sheet and an optical device.
  • a liquid crystal of a liquid crystal display which is a kind of display, does not emit light by itself and simply transmits or blocks light according to an applied electric signal. Accordingly, in order to display information on the panel of the liquid crystal display, a backlight unit (BLU), which is a surface light emitting device for illuminating the panel from the rear of the panel, is required.
  • the backlight unit may include a light source for irradiating light, a light guide plate for uniformly spreading light emitted from the light source, and an optical sheet for diffusing and increasing light passing through the light guide plate to uniformly reach the panel.
  • the optical sheet may include a diffuser plate for scattering light to uniform light intensity, a diffusion film, and a prism sheet for condensing the light spreading to the outside to improve luminance at the front of the panel.
  • the diffusion film diffuses the light emitted through the upper surface of the light guide plate to make the luminance uniform and to widen the viewing angle.
  • the light passing through the diffusion film has a problem that the front emission luminance is lowered.
  • An apparatus for increasing the brightness dropped by the diffusion film is a prism sheet.
  • many parts are required, which leads to a complicated manufacturing process and a high manufacturing cost.
  • thermoplastic acrylic resins are excellent in high light transmittance, excellent optical properties, molding processability, high surface hardness, and mechanical strength, and are widely used in various industrial products and optical devices including automobiles and home appliances.
  • acrylic resin is exposed to light including ultraviolet rays, yellowing may occur and transparency may be degraded.
  • a method of adding an ultraviolet absorber is known, but the method of adding the absorbent causes a decrease in brightness and a problem of precipitation failure in a reliability test.
  • an object of the present invention is to provide an organic-inorganic hybrid composition which prevents brightness degradation and improves reliability.
  • Another object of the present invention is to provide a method for preparing the composition.
  • Still another object of the present invention is to provide an optical sheet or optical device formed of the composition.
  • the organic-inorganic hybrid composition according to the embodiment for realizing the object of the present invention is zirconia particles containing at least one metal of aluminum (Al), tin (Sn) and cerium (Ce) and the metal-containing zirconia particles Contains curable resin dispersed.
  • a method for preparing the composition is provided.
  • zirconia particles containing at least one metal among aluminum (Al), tin (Sn), and cerium (Ce) are prepared, and the metal-containing zirconia particles and the curable resin are mixed.
  • An optical sheet according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above is formed of the composition.
  • An optical apparatus includes the optical sheet.
  • the organic-inorganic hybrid composition contains at least one metal of aluminum (Al), tin (Sn) and cerium (Ce).
  • Al aluminum
  • Sn tin
  • Ce cerium
  • organic-inorganic hybrid composition may be utilized in various optical devices such as a prism sheet.
  • 1 is a perspective view schematically showing the shape of a prism sheet
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a triangular prism in which the valley portion is round;
  • 3 and 4 are exploded views illustrating a schematic configuration of a backlight unit, respectively.
  • the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention includes zirconia particles containing at least one metal of aluminum (Al), tin (Sn), and cerium (Ce); And a curable resin in which the metal-containing zirconia particles are dispersed.
  • the metal-containing zirconia particles may further contain additional chromium in addition to aluminum, tin and / or cerium.
  • the particles used in the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention contain chromium-containing zirconia particles together with any one of aluminum, tin and cerium, and chromium together with two metals from aluminum, tin and cerium.
  • zirconia particles and at least one particle selected from zirconia particles containing all of aluminum, tin, cerium and chromium.
  • the metal-containing zirconia particles further contain aluminum (Al), tin (Sn), and / or cerium (Ce), which are inexpensive than zirconium (Zr), unlike inorganic particles composed only of zirconia, the manufacturing cost of the inorganic particles may be lowered. Can be.
  • the optical sheet made of the composition according to the present invention is applied to a back light unit (BLU)
  • BLU back light unit
  • light transmittance and brightness may be appropriately adjusted according to the content of aluminum, tin and / or cerium.
  • the metal-containing zirconia particles contain chromium, yellowing may be prevented when the composition or the optical sheet manufactured using the same due to chromium is exposed to ultraviolet rays.
  • the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention can implement excellent physical properties in terms of brightness and light transmittance, and has the advantage of minimizing the occurrence of yellowing.
  • the organic-inorganic hybrid composition has a good liquid phase refractive index.
  • the liquid phase refractive index of the organic-inorganic hybrid composition may be 1.57 or more.
  • the liquid phase refractive index of the organic-inorganic hybrid composition may be 1.57 to 1.61.
  • the liquid refractive index may be 1.57 to 1.60.
  • the liquid refractive index may be in the range of 1.58 to 1.60.
  • the liquid refractive index at this time is the value measured when the content of the metal-containing zirconia particles is about 30 parts by weight to about 35 parts by weight (for example, 31 parts by weight) based on 100 parts by weight of the organic-inorganic hybrid composition.
  • the metal-containing zirconia particles may further include or may not include chromium.
  • the device to which the film produced using the organic-inorganic hybrid composition is applied is compared with the brightness of the device to which the film is manufactured using the composition including inorganic particles made of zirconia only and to which a film having substantially the same thickness is applied.
  • the brightness may be improved by about 4% or more.
  • the brightness of the device to which the film produced using the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention is applied is about 5 when compared to the device to which the film prepared using the composition having inorganic particles composed purely of zirconia is applied.
  • the brightness of a film-applied device made using the organic-inorganic hybrid composition is about 5% to about 20 when compared to a film-applied device made using a composition having inorganic particles made exclusively of zirconia alone. %, Or from about 7% to about 15%.
  • a film made using the organic-inorganic hybrid composition has excellent light transmittance.
  • the film when a film having a thickness of about 60 ⁇ m is formed using the composition, the film may have a light transmittance of about 70% or more for blue light having a wavelength of about 450 nm.
  • the light transmittance may be about 74% or more or about 77% or more.
  • the film may have a light transmittance of about 70% to about 85 %, or about 70% to about 80%.
  • the film produced using the organic-inorganic hybrid composition can effectively prevent or reduce the occurrence of yellowing.
  • the CIE color coordinate y value for the specimen when the cured product of the organic-inorganic hybrid composition, when fabricated in the form of a film, after the accelerated weathering test under the conditions of ASTM D 4674 for the specimen, the CIE color coordinate y value for the specimen
  • the change amount of may satisfy Equation 1 below.
  • Equation 1 ⁇ y means the amount of change in the y-axis value of the CIE coordinate system before and after the test, respectively.
  • the CIE color coordinate is a value measured based on the Commission Internationale de I Eclairage (CIE) 1931 color coordinate measurement method.
  • the specimen formed of the organic-inorganic hybrid composition may have a ⁇ y value of about 0.004 or less. Specifically, the ⁇ y value may be about 0.0035 or less. More specifically, the ⁇ y value may be included in the range of about 0.0005 to 0.004, or 0.001 to 0.0035.
  • the cured product of the organic-inorganic hybrid composition may have a small amount of change in the y-axis value in the CIE color coordinate.
  • the cured specimen including the metal-containing zirconia particles further containing chromium may have, for example, an amount of change in the y-axis value in the CIE color coordinates of about 0.003 or less.
  • the amount of change in the y-axis value may be about 0.0028 or less, more specifically about 0.0026 or less.
  • the change amount of the y-axis value may satisfy a range of about 0.001 to about 0.003. As such, it can be seen that substantially no yellowing occurs even when the organic-inorganic hybrid composition is applied to actual use conditions.
  • the content of the metal including aluminum, tin and / or cerium may be about 0.1 to 20 parts by weight, about 0.5 to 4 parts by weight, and about 0.5 to about 100 parts by weight of zirconia. 10 parts by weight, about 0.5 parts by weight to about 15 parts by weight, about 1 to 10 parts by weight, about 1 to 15 parts by weight, about 5 to 15 parts by weight or about 8 to 15 parts by weight.
  • the organic-inorganic hybrid composition including the metal-containing zirconia particles having a content within the above range may improve processability, and may improve light transmittance of a film manufactured using the same. In addition, when the film is applied to an optical device or the like, the brightness of the optical device can be improved.
  • the metal-containing zirconia particles may further contain chromium in addition to aluminum, tin and / or cerium.
  • chromium may be further included in an amount of about 0.01 parts by weight to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal-containing zirconia particles.
  • 100 parts by weight of the metal-containing zirconia is defined as chromium is not included.
  • chromium may be further included in the range of about 0.1 to 10 parts by weight, about 0.3 to 8 parts by weight, or about 0.2 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal-containing zirconia particles.
  • the metal-containing zirconia particles containing chromium in the above range can effectively prevent yellowing due to ultraviolet rays without causing a decrease in physical properties of the organic-inorganic hybrid composition.
  • the content of the metal-containing zirconia particles according to the present invention in the entire organic-inorganic hybrid composition is not particularly limited as long as the dispersion of the metal-containing zirconia particles in the curable resin is not inhibited.
  • the content of the metal-containing zirconia particles may be about 5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the curable resin.
  • the content of the metal-containing zirconia particles may be about 15 to 50 parts by weight, about 20 to 50 parts by weight, about 20 to 60 parts by weight or about 45 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the curable resin.
  • the composition including the metal-containing zirconia particles in the above range it is possible to implement a high brightness and excellent light transmittance without inhibiting the dispersion of the metal-containing zirconia particles.
  • the size of the metal-containing zirconia particles of the organic-inorganic hybrid composition is not particularly limited as long as it does not cause a decrease in dispersion.
  • the average particle diameter of the metal-containing zirconia particles may be 1 nm to 80 nm.
  • the average particle diameter of the metal-containing zirconia particles may range from 5 nm to 80 nm, 10 nm to 30 nm, 1 nm to 4 nm, 1 nm to 20 nm, 30 nm to 50 nm or 30 nm to 80 nm. Can be.
  • the average particle diameter of the particles means the arithmetic mean diameter of the particles by particle size analysis, for example, the size of the particles provided by commercial optics, that is, the average diameter of the particles approximated in the form of a sphere. .
  • the type of the curable resin of the organic-inorganic hybrid composition is not particularly limited as long as the zirconia particles can be dispersed.
  • the curable resin may be used as the curable resin, and specifically, may include a photocurable or thermosetting resin.
  • an ultraviolet curable resin may be used as the curable resin.
  • the curable resin may include a compound having a structure of Formula 1 below.
  • R 1 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms in which a hydroxyl group is substituted or unsubstituted
  • R 2 represents hydrogen or a methyl group
  • Ar represents an arylene group having 6 to 40 carbon atoms or a heteroarylene group having 3 to 40 carbon atoms
  • Q represents oxygen or sulfur
  • m and n each independently represent an integer of 0 to 8.
  • the alkylene group represented by R 1 may be represented by-(CH 2 ) x- , where x represents an integer of 2 to 10.
  • the alkylene group may be a straight or branched carbon chain.
  • One or more of the hydrogens of the alkylene group represented by R 1 may be substituted or unsubstituted with a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (-(CH 2 ) y -CH 3 , where y represents an integer of 0 to 4). have.
  • the curable resin may include a compound having a structure of Formula 2 below.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms in which a hydroxyl group is substituted or unsubstituted
  • Ar represents an aryl group having 3 to 40 carbon atoms or 3 to 40 carbon atoms.
  • Heteroaryl group which has, m represents the integer of 0-8, P represents oxygen or sulfur.
  • R 1 represents hydrogen, a methyl group or a branched carbon chain
  • the alkylene group represented by R 2 may be represented by-(CH 2 ) y- , wherein y represents an integer of 2 to 10.
  • R 1 represents a hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms with a substituted or unsubstituted hydroxyl group
  • Ar is phenyl, naphthyl, biphenyl or Triphenyl
  • m is an integer from 1 to 8
  • P may represent oxygen or sulfur.
  • the curable resin may include a compound having a structure of Formula 3 below.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms in which a hydroxyl group is substituted or unsubstituted
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aryl having 6 to 40 carbon atoms.
  • P represents oxygen or sulfur
  • Q represents oxygen or sulfur
  • i, j, n, and m may each independently represent an integer of 0 to 8.
  • Y is -C (CH 3 ) 2- , -CH 2- , -S-, or Indicates.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • the alkylene group represented by R 2 may be represented by-(CH 2 ) y- , where y represents an integer of 2 to 10.
  • the curable resin according to the present invention may use an ultraviolet curable resin including at least one of the compounds including the structures of Formulas 1 to 3.
  • the surface of the metal-containing zirconia particles of the organic-inorganic hybrid composition according to the invention can be modified.
  • Various methods can be used for surface modification of the metal-containing zirconia particles.
  • a surface modifier may be added to modify the surface of the metal-containing zirconia particles.
  • the surface modifier may be a silane compound.
  • the composition may include at least one of the compounds represented by the structures of the following Chemical Formulas 4 to 6.
  • R 3 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen group, a substituted amino group, an amide group and 1 carbon atom.
  • R 3 represents an aryl group
  • any one of the hydrogen atoms of the aryl group is unsubstituted or substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms Can be.
  • R 4 represents H or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • X 4 represents a hydrogen, a halogen group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, Alkylcarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms, alkoxycarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms or -N (R 5 ) 2 , wherein R 5 is H or alkyl having 1 to 12 carbon atoms, m is 1 The integer of -3 is shown.
  • silane compound examples include isooctyl trimethoxy-silane, 3- (methacryloyloxy) propyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (methacrylo) Yloxy) propyltriethoxysilane, 3- (methacryloyloxy) propylmethyldimethoxysilane, 3- (acryloyloxypropyl) methyldimethoxysilane, 3- (methacryloyloxy) propyldimethyl Methoxysilane, 3- (methacryloyloxy) propyldimethylethoxysilane, vinyldimethylethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxy Silane, propyltrimethoxysilane, he
  • the surface modifier may be a carboxylic acid compound, for example, the surface modifier may include at least one of compounds represented by the structures of Formulas 7 and 8.
  • R 5 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms or 3 carbon atoms Heteroaryl group having from 40 to 40, m represents an integer of 1 to 10, the hydrogen atoms of R 5 and-(CH 2 ) m -are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, having 1 to 10 carbon atoms It may be substituted with any one selected from alkoxy, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 3 to 20 carbon atoms, or a carboxyl group.
  • R 5 represents a methoxy group, carboxyethyl group, ethoxy group, methoxyphenol group or methoxyethoxy group
  • m may represent an integer of 1 to 10 have.
  • examples of the carboxylic acid compound include acrylic acid, methacrylic acid, oleic acid, dodecanoic acid, 2-2-2-methoxyethoxyethoxyacetic acid, betacarboxyethyl acrylate and 2-2-methoxy Ethoxy acetic acid, methoxyphenyl acetic acid, and the like. These may be used alone or in combination of two or more, respectively.
  • the surface modifier is 0.1 to 40 parts by weight, 0.1 to 5 parts by weight, 1 to 20 parts by weight, 1 to 30 parts by weight, 5 to 10 parts by weight or 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal-containing zirconia particles. It may be included in the organic-inorganic hybrid composition in a content range. By adding a surface modifier in the above content range, it is possible to secure the excellent surface modification effect of the inorganic particles to easily disperse the metal-containing zirconia particles in the curable resin.
  • the present invention also provides a method for producing an organic-inorganic hybrid composition in which the metal-containing zirconia particles described above are dispersed in a curable resin.
  • the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention may be prepared by preparing zirconia particles containing aluminum, tin and / or cerium, and then mixing the metal-containing zirconia particles with a curable resin.
  • a surface modifier may be added and mixed with the metal-containing zirconia particles and the curable resin. Since the metal-containing zirconia particles are substantially the same as those described above, overlapping detailed descriptions are omitted.
  • the metal-containing zirconia particles may be prepared by mixing an aluminum precursor, a tin precursor and / or a cerium precursor with a zirconium precursor, and stirring and sonicating the mixture of the precursors.
  • the chromium precursor may be further mixed to prepare the metal-containing zirconia particles.
  • zirconium precursor, aluminum precursor, tin precursor, cerium precursor and chromium precursor is meant to include all of the ranges commercially available to those skilled in the art.
  • zirconium acetate may be used as the zirconium precursor
  • aluminum isopropoxide may be used as the aluminum precursor
  • tin acetate and cerium acetylacetonate may be used as the tin precursor and the cerium precursor, respectively.
  • chromium precursor chromium acetate can be used as the chromium precursor.
  • the stirring and sonicating the mixture of precursors is for dissolving the precursor component through an ultrasonic irradiation process.
  • a frequency above about 20 kHz may be applied to provide ultrasound to the mixture.
  • the sound wave having a large energy of about 20 kHz or more is irradiated to the liquid, a cavitation phenomenon in which generation and disappearance of fine bubbles is repeated about 25,000 to 30,000 times per second occurs. Through this cavitation phenomenon, it is possible to promote the chemical reaction and dispersion in the liquid, and at the same time serves to remove contaminants.
  • the mixture of precursors may be reacted at a temperature of 200 ° C. to 350 ° C. and 25 to 40 atmospheres for 3 to 7 hours.
  • the mixture of the precursors is transferred to about 1L liner high pressure reactor, and the reactor internal temperature is set so that the internal pressure of the high pressure reactor is 25 atm to 40 atm, and the internal pressure of the high pressure reactor is 25 atm to When it reaches 40 atm, the metal-containing zirconia particles according to the present invention can be prepared by maintaining at this pressure for 3 to 7 hours.
  • the drying process may be further subjected to the case.
  • the metal-containing zirconia may be reacted with the mixture of the precursors under the conditions described above, and the water may be removed by using a vent dryer or a spray dryer to the colloidal solution containing the metal-containing zirconia particles synthesized by sonication. Particles can be obtained.
  • the drying atmosphere is an atmospheric phase, and the drying temperature is performed at a temperature at which the physical properties of the inorganic substance are not changed. The drying temperature may be about 90 ° C. to about 110 ° C., and time may be performed until the moisture is completely removed.
  • the metal-containing zirconia particles When the metal-containing zirconia particles are mixed with the curable resin, it is performed for about 10 minutes to 20 hours in the range of about 20 ° C. to about 150 ° C., or for about 3 hours to 10 hours at a temperature of about 30 ° C. to about 150 ° C. can do.
  • various kinds of solvents may be further used.
  • the added solvent can be removed by applying vacuum conditions.
  • the vacuum condition is meant to include not only theoretical vacuum conditions, but also a low atmospheric pressure state that can be practically implemented in a laboratory.
  • the solvent is used to ensure that the metal-containing zirconia particles, the surface modifier and the curable resin are well mixed and well dispersed.
  • Examples of the solvent that can be used in such a process include 1-methoxy-2-propanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, methylene chloride, methanol or acetone, etc., each of these alone or in combination of two or more. Can be used.
  • the present invention also provides a cured product formed of the organic-inorganic hybrid composition described above.
  • the cured product may be in the form of a film.
  • the cured product in the form of a film may be used as an optical sheet.
  • the cured product may be formed by applying light and / or heat to the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention.
  • the cured product includes the metal-containing zirconia particles.
  • the process of preparing the cured product may vary according to the type of curable resin included in the organic-inorganic hybrid composition.
  • the shape of the cured product may be variously determined according to the shape of the frame (frame) for forming the organic-inorganic hybrid composition.
  • the optical sheet may include at least one optical layer having a micro pattern, and the optical layer of the optical sheet may be formed of an organic-inorganic hybrid composition according to the present invention.
  • the optical layer includes the metal-containing zirconia particles.
  • the micro pattern may have a structure in which a cross-sectional shape of a triangle is repeated.
  • the micro pattern may be a prism pattern
  • the optical sheet may be a prism sheet.
  • the prism sheet can be produced by curing the curable resin.
  • the said curable resin used for manufacture of the said prism sheet 2-phenoxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, 3-phenoxypropyl acrylate, 3-phenoxypropyl (meth) acryl Latex, 4-phenoxybutyl acrylate, 4-phenoxybutyl (meth) acrylate, 5-phenoxypentyl acrylate, 5-phenoxypentyl (meth) acrylate, 6-phenoxyhexyl acrylate, 6- Phenoxyhexyl (meth) acrylate, 7-phenoxyheptyl acrylate, 7-phenoxyheptyl (meth) acrylate, 8-phenoxyoctyl acrylate, 8-phenoxyoctyl (meth) acrylate, 9-phenoxy Cyn
  • the prism sheet according to the present invention may be, for example, a structure in which the cured product of the organic-inorganic hybrid composition according to the present invention is formulated into the prism sheet itself.
  • the prism sheet may have a structure that forms a pattern in which a triangular prism shape including a valley and a peak of a hill shape is repeated.
  • the pattern in which the triangular prism shape is repeated at least one of the valleys and the peaks of the mountain shape may have a structure formed in a round shape.
  • the prism sheet may be formed in a round shape at least one of the corners of the bone and the acid.
  • the prism sheet will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • 1 is a perspective view schematically showing the shape of a prism sheet.
  • the prism sheet 100 includes a base film 110 and a pattern portion 120 disposed on the base film 110.
  • the pattern unit 120 includes a plurality of triangular prisms 130 arranged in a pattern structure in which a valley and a peak of a mountain form are repeated.
  • the vertex of each of the triangular prisms 130 is a line formed by crossing two inclined surfaces, and the cross-sectional shape may be defined as a point.
  • the pitch interval between the triangular prism 130 adjacent to each other is 9 ⁇ m to 25 ⁇ m
  • the thickness of the pattern portion 120 may be in the range of 18 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • each of the triangular prisms 130 may have a round shape, which will be described with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a triangular prism in which the valley portion is round;
  • the vertex of the triangular prism 130 may have a round shape.
  • the effect may vary depending on the height at which the round shape of the stem is formed. That is, the first height H from the bottom of the triangular prism 130 to the virtual vertex 140 and the top of the mountain are rounded at the bottom of the triangular prism 130 having the rounded shape.
  • Luminance and luminance uniformity effects may vary according to the ratio h / H of the second height h to.
  • the shape of the prism sheet in the present invention is not particularly limited and may be applied to a prism sheet that has been altered, replaced or improved without departing from the ordinary knowledge in the art.
  • the prism sheet can be applied to various optical devices.
  • it may be applied to a back light unit (BLU) of an optical device.
  • BLU back light unit
  • the backlight unit will be described later with reference to FIGS. 3 and 4.
  • 3 and 4 are exploded views showing a schematic configuration of the backlight unit.
  • the backlight unit 200 includes a light source 210, a reflecting plate 220, a light guide plate 230, a diffusion film 240, a prism sheet 250, a prism sheet 255, and a protective sheet 260. It can be configured as.
  • the light source 210 is a component that generates light for the first time, and a light emitting diode (LED), a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), or the like may be used as the light source 210.
  • LED light emitting diode
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • Light emitted from the light source 210 is incident on the light guide plate 230 to cause total reflection inside the light guide plate 230.
  • the reflector 220 reflects the light emitted downward and re-enters the light guide plate 230 to improve light efficiency.
  • the diffusion film 240 diffuses the light emitted through the upper surface of the light guide plate 230 to make the luminance uniform and to widen the viewing angle. However, the light passing through the diffusion film 240 is lowered front emission luminance.
  • the prism sheet 250 refracts the light incident from the diffusion film 240 to focus and emit light vertically to the LCD device, thereby increasing the emission luminance toward the front surface.
  • the backlight unit 200 may prevent the scratch from occurring in the prism sheet through the protective sheet 260.
  • the backlight unit 300 includes a light source 310, a reflecting plate 320, a light guide plate 330, a diffusion film 340, a first prism sheet 350, a second prism sheet 355, and a protection. It may be composed of a sheet 360.
  • the backlight unit 300 illustrated in FIG. 4 further includes a second prism sheet 355 formed between the first prism sheet 350 and the protective sheet 360. Structure. The second prism sheet 355 faces the first prism sheet 350 in a 90 ° rotated state.
  • the shape of the second prism sheet 355 in which the valleys and the peaks are repeated is positioned to face the first prism sheet 350, and the shape of the second prism sheet 355 is different from the shape of the valleys and the peaks of the first prism sheet 350. 90 ° rotated structure.
  • the present invention provides various types of optical device including the optical sheet.
  • the composition or the cured product thereof may be utilized as a material or component included in the optical device.
  • the composition or cured product thereof may be included in the optical device in the form of an optical sheet.
  • Aluminum isopropyl oxide as an aluminum precursor was added to 500 g of a zirconium acetate solution containing about 21 wt% ZrO 2 based on the total weight of the solution and stirred. At this time, chromium acetate monohydrate was further added as a chromium precursor.
  • cerium acetylacetoneate as tin acetate or cerium precursor as a tin precursor was added to 500 g of a zirconium acetate solution containing about 21% by weight of ZrO 2 based on the total weight of the solution, followed by stirring.
  • each of the zirconium precursor, the aluminum precursor, the tin precursor and the cerium precursor represent the "wt%" of each of the components based on the total weight of these components.
  • the content of the chromium precursor indicates the weight when the total weight of the zirconium precursor, the aluminum precursor, the tin precursor and the cerium precursor is 100 parts by weight, as "parts by weight”.
  • Example 1 99.5 0.5 - - - Example 2 97 3 - - - Example 3 97 3 - - 0.2
  • Example 4 90 10 - - - Example 5 85 15 - - - Example 6 80 20 - - - Example 7 75 25 - - - Example 8 85 15 - - 0.1
  • Example 9 85 15 - - 0.2
  • Example 10 85 15 - - 1.0
  • Example 11 85 15 - - 5.0
  • Example 12 85 15 10.0
  • Example 13 85 15 15.0
  • Example 14 99.5 - 0.5 - - Example 15 97 - 3 - - Example 16 97 - 3 - 0.2
  • Example 17 90 - 10 - - Example 18 85 - 15 - - Example 19 80 - 20 - - Example 20 75 - 25 - - Example 21 85 - 15 - 0.1 Example
  • the precursors were added to the zirconium acetate solution, a zirconium precursor, and then the precursors were completely dissolved in the zirconium acetate solution by an ultrasonic process.
  • the reaction temperature was set such that the internal pressure of the high pressure reactor was 30 atm.
  • the inorganic sample was prepared by maintaining the pressure for 5 hours. The prepared inorganic sample was passed through a dryer to prepare metal-containing zirconia particles from which moisture contained in the inorganic sample was removed.
  • the curable resin and the like were mixed in the amounts shown in Table 2 based on about 60 g of the metal-containing zirconia particles from which the water was removed.
  • the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 1 to 39 of the present invention were prepared by removing the solvent through vacuum drying.
  • an organic-inorganic hybrid composition was prepared in the same manner.
  • the composition according to Comparative Example 1 included only a zirconium precursor, and the composition according to Comparative Example 2 further included about 5 parts by weight of chromium precursor based on 100 parts by weight of zirconium precursor.
  • Prism sheets 1 to 39 and comparative sheets 1 and 2 were prepared using the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 1 to 39 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.
  • each of the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 1 to 39 and Comparative Examples 1 and 2 may be, for example, difunctional urethane acrylate, tetrafunctional urethane acrylate, and the like.
  • a coating composition was prepared by mixing with an addition solution consisting of diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (TPO) and stirring for about 3 hours. The coating composition was coated on a PET film and cured using a metal lamp to prepare prism sheets 1 to 39 and comparative sheets 1 and 2.
  • the pitch between triangular prisms adjacent to each other is about 21 ⁇ m
  • the total thickness of the prism sheet (or comparison sheet) including the PET film is about 87.5 ⁇ m. It was.
  • the luminance for each of the prism sheets 1 to 39 and the comparative sheet 2 prepared as described above was measured.
  • Luminance was measured by using a BM7 (trade name) of Topcon Corporation, which is a luminance measuring device, and measuring the luminance of Comparative Sheet 1 based on a value of 100%.
  • the prism sheets 1 to 39 and the comparison sheets 1 and 2 were each assembled in an optical module composed of a light source, a light guide plate and a diffusion sheet, and the luminance of each of the optical modules to which the prism sheets 1 to 39 and the comparison sheets 1 and 2 were applied was all It was measured under the same conditions.
  • liquid phase refractive index of each of the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 1 to 39 and Comparative Examples 1 and 2 was measured.
  • Liquid phase refractive index was measured by DR-M2 (brand name, ATAGO company, Japan) as an Abbe refractometer.
  • Table 4 shows the luminance and the liquid phase refractive index, respectively measured as described above.
  • Example 1 104% 1.602 Example 2 117% 1.601 Example 3 117% 1.601 Example 4 115% 1.597 Example 5 113% 1.592 Example 6 110% 1.586 Example 7 108% 1.581 Example 8 113% 1.592 Example 9 113% 1.592 Example 10 111% 1.588 Example 11 108% 1.581 Example 12 106% 1.577 Example 13 100% 1.573 Example 14 104% 1.602 Example 15 117% 1.601 Example 16 117% 1.601 Example 17 115% 1.597 Example 18 113% 1.592 Example 19 110% 1.586 Example 20 108% 1.581 Example 21 113% 1.592 Example 22 113% 1.592 Example 23 111% 1.588 Example 24 108% 1.581 Example 25 106% 1.577 Example 26 100% 1.573 Example 27 105% 1.602 Example 28 118% 1.601 Example 29 118% 1.601 Example 30 116% 1.597 Example 31 114% 1.592 Example 32 111% 1.586 Example 33 109% 1.581 Example 34 114% 1.592 Example 35 114% 1.592 Example 38 107% 1.577 Example 39 102% 1.573
  • the luminance of the optical module to which the prism sheets 1 to 12, 14 to 25, and 27 to 39 prepared using the compositions according to Examples 1 to 12, 14 to 25, and 27 to 39 of the present invention is applied It can be seen that the comparative sheets 1 and 2 are higher than the luminance of the optical module to which the comparison sheet is applied.
  • the liquid refractive index although the values of the compositions according to Examples 2 to 13, 15 to 25 and 27 to 39 of the present invention are relatively lower than those of Comparative Examples 1 and 2, the prism sheets prepared using them are applied. It can be seen that the brightness of the optical module is high.
  • liquid refractive index of the compositions according to Examples 1, 14 and 27 is substantially the same level as the compositions according to Comparative Examples 1 and 2, but the brightness of the optical modules to which the prism sheets 1, 14 and 27 manufactured using them are applied It turns out that it is high compared with the optical module to which the comparative sheets 1 and 2 were applied.
  • liquid phase refractive index of the compositions according to Examples 13 and 26 is lower than that according to Comparative Examples 1 and 2, the brightness of the optical module to which the prism sheets 13 and 26 manufactured using them are applied is comparative sheet 1 and 2 It can be seen that it is implemented at a level substantially similar to the luminance of the applied optical module.
  • the transmittances of the flat sheets prepared using the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 1 to 39 of the present invention, and the transmittances of the comparative sheets prepared using the compositions according to Comparative Examples 1 and 2 It can be seen that it has a high value.
  • the permeability of the flat sheets prepared using the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 5 to 7, 18 to 23, and 30 to 37 is higher than that of other flat sheets and comparative sheets, and the whole composition It can be seen that the transmittance tends to decrease with increasing chromium content in weight.
  • Example 1 0.0035
  • Example 2 0.003
  • Example 3 0.0023
  • Example 4 0.0027
  • Example 5 0.0027
  • Example 6 0.0027
  • Example 7 0.0027
  • Example 8 0.0026
  • Example 9 0.0023
  • Example 10 0.0020
  • Example 11 0.0018
  • Example 12 0.0015
  • Example 13 0.0010
  • Example 14 0.0035
  • Example 15 0.003
  • Example 16 0.0023
  • Example 17 0.0027
  • Example 18 0.0027
  • Example 19 0.0027
  • Example 20 0.0027
  • Example 21 0.0026
  • Example 22 0.0023
  • Example 23 0.0020
  • Example 24 0.0018
  • Example 25 0.0015
  • Example 26 0.0010
  • Example 27 0.0033
  • Example 28 0.0028
  • Example 29 0.0021
  • Example 30 0.0025
  • Example 31 0.0025
  • Example 32 0.0025
  • Example 33 0.0025
  • Example 34 0.0024
  • Example 35 0.0021
  • Example 36 0.0018
  • Example 37
  • the color coordinate change values of the prism sheets 1 to 39 prepared by using the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 1 to 39 of the present invention are compared sheets prepared by using the composition according to Comparative Example 1. It turns out that it has a small value compared with the color coordinate change value of 1. That is, even if time passes, it turns out that the discoloration degree of the prism sheets 1-39 is less than the discoloration degree of the comparison sheet 1. As shown in FIG.
  • the color coordinate change values of the prism sheets prepared using the organic-inorganic hybrid compositions according to Examples 11 to 13, 24 to 26, and 36 to 39 of the present invention are compared using the composition according to Comparative Example 2. It turns out that it has a small value compared with the color coordinate change value of the sheet

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Abstract

본 발명은 알루미늄, 주석 및 세륨 중에서 선택된 적어도 하나를 함유하는 지르코니아 입자; 및 금속 함유 지르코니아 입자가 분산된 경화성 수지를 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물 및 그 제조방법을 제공하며, 조성물에 의해서 제조된 광학시트의 광투과율 및 휘도를 저하시키지 않으면서, 광 노출에 의한 황변 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

유-무기 하이브리드 조성물, 이의 제조 방법, 광학 시트 및 광학 장치
본 발명은 유-무기 하이브리드 조성물, 이의 제조 방법, 광학 시트 및 광학 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학시트 제조용 유-무기 하이브리드 조성물, 이의 제조 방법, 광학 시트 및 광학 장치에 관한 것이다.
디스플레이의 일종인 액정표시장치(Liquid crystal display, LCD)의 액정은 스스로 발광하지 못하고 인가되는 전기신호에 따라 단순히 빛을 투과시키거나 차단하기만 한다. 따라서, 액정표시장치의 패널에 정보를 표시하기 위해서는 패널의 후방에서 패널을 조명하기 위한 면 발광장치인 백라이트 유니트(Back light unit, BLU)가 필요하다. 백라이트 유니트는 광을 조사하는 광원, 광원으로부터 조사된 광이 균일하게 퍼지도록 하는 도광판 및 도광판을 통과한 빛을 확산 및 증가시켜 빛이 균일하게 패널에 도달하도록 하는 광학시트를 포함할 수 있다.
상기 광학시트는 광을 산란시켜 광휘도를 균일하게 하는 확산판, 확산필름, 외곽으로 퍼지는 광을 중심으로 집광하여 패널 정면에서의 휘도를 향상시키는 프리즘 시트 등을 포함할 수 있다. 여기서, 확산필름은 도광판의 상부면을 통해 방출되는 광을 확산시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀 준다. 하지만, 확산필름을 통과한 광은 정면 출사 휘도가 떨어지게 되는 문제점이 있다. 상기 확산필름에 의해 떨어진 휘도를 높여주는 장치가 프리즘 시트이다. 하지만, 프리즘 시트의 성능을 높이기 위해 여러 시트를 적층하면 많은 부품들을 필요로 하므로 제조 공정이 복잡해지고 제조비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.
상기 프리즘 시트의 투명 재료로써, 열가소성 아크릴 수지가 높은 광 투과율, 우수한 광학 특성, 성형 가공성, 높은 표면 경도 및 기계적 강도가 우수하여 자동차, 가전제품을 비롯한 각종의 공업 제품 및 광학 장치에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 아크릴 수지는 자외선을 포함하는 광에 노출되면 황변이 발생하여 투명도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 자외선 흡수제를 첨가하는 방법이 알려져 있으나, 상기 흡수제를 첨가하는 방법은 휘도 저하를 일으키고, 신뢰성 테스트에서 석출 불량을 일으키는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 휘도 저하를 방지하고 신뢰성을 향상시킨 유-무기 하이브리드 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물로 형성된 광학 시트 또는 광학 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 유-무기 하이브리드 조성물은 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 세륨(Ce) 중에서 적어도 하나의 금속을 함유하는 지르코니아 입자 및 상기 금속 함유 지르코니아 입자가 분산된 경화성 수지를 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 상기 조성물의 제조 방법이 제공된다. 상기 제조 방법에서, 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 세륨(Ce) 중에서 적어도 하나의 금속을 함유하는 지르코니아 입자를 제조하고, 상기 금속 함유 지르코니아 입자와 경화성 수지를 혼합한다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 광학 시트는 상기 조성물로 형성된다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 광학 장치는 상기 광학 시트를 포함한다.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물, 이의 제조 방법, 광학 시트 및 광학 장치에 따르면, 상기 유-무기 하이브리드 조성물이 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 세륨(Ce) 중에서 적어도 하나의 금속을 함유하는 지르코니아 입자 및 상기 금속 함유 지르코니아 입자가 분산된 경화성 수지를 포함함으로써, 조성물의 광투과율 및 휘도를 저하시키지 않으면서, 광 노출에 의한 황변 발생을 효과적으로 억제하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 유-무기 하이브리드 조성물은 프리즘 시트와 같은 다양한 광학 장치 등에 활용할 수 있다.
도 1은 프리즘 시트의 형상을 모식적으로 나타낸 사시도이다;
도 2는 골 부분이 라운드 형상인 삼각 프리즘의 모식도이다;
도 3 및 도 4는 각각 백라이트 유니트의 개략적인 구성을 나타낸 분해도들이다.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물은 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 세륨(Ce) 중에서 적어도 하나의 금속을 함유하는 지르코니아 입자; 및 상기 금속 함유 지르코니아 입자가 분산된 경화성 수지를 포함한다.
다른 하나의 예로서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는 알루미늄, 주석 및/또는 세륨 외에 추가적으로 크롬을 더 함유할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물에 이용되는 입자는, 알루미늄, 주석 및 세륨 중에서 어느 하나와 함께 크롬을 함유하는 지르코니아 입자와, 알루미늄, 주석 및 세륨 중에서 2종의 금속과 함께 크롬을 함유하는 지르코니아 입자와, 알루미늄, 주석, 세륨 및 크롬을 모두 함유하는 지르코니아 입자 중에서 선택된 적어도 하나의 입자를 포함할 수 있다.
상기 금속 함유 지르코니아 입자는, 지르코니아만으로 이루어진 무기 입자와 달리 지르코늄(Zr)보다 저가인 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및/또는 세륨(Ce)을 더 포함하기 때문에 상기 무기 입자의 제조 단가를 낮출 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물로 제조된 광학 시트가 백라이트 유니트(Back light unit, BLU)에 적용될 때, 알루미늄, 주석 및/또는 세륨의 함량에 따라 광투과율 및 휘도가 적절히 조절될 수 있다. 또한, 상기 금속 함유 지르코니아 입자가 크롬을 포함하는 경우, 크롬으로 인해 조성물이나 이를 이용하여 제조한 광학 시트가 자외선에 노출시 황변이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물은, 휘도 및 광투과도 측면에서 우수한 물성을 구현할 수 있으며, 황변 발생을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 유-무기 하이브리드 조성물은 우수한 액상 굴절률을 갖는다. 구체적으로는, 상기 유-무기 하이브리드 조성물의 액상 굴절률은 1.57 이상일 수 있다. 하나의 예로서, 상기 유-무기 하이브리드 조성물의 액상 굴절율은 1.57 내지 1.61일 수 있다. 이와 달리, 상기 액상 굴절율은 1.57 내지 1.60일 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 액상 굴절율은 1.58 내지 1.60 범위일 수 있다. 이때의 액상 굴절율은, 상기 유-무기 하이브리드 조성물 전체 100 중량부에 대해 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 함량이 약 30 중량부 내지 약 35 중량부(예를 들어, 31 중량부)인 경우에 측정된 값일 수 있다. 이때, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는 크롬을 더 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
상기 유-무기 하이브리드 조성물을 다양한 장치에 적용하는 경우, 장치의 우수한 휘도를 구현할 수 있다. 구체적으로는, 상기 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 필름이 적용된 장치는, 지르코니아만으로 이루어진 무기입자를 포함하는 조성물을 이용하여 제조되고 실질적으로 동일한 두께를 갖는 필름이 적용된 장치의 휘도와 비교할 때, 약 4 % 이상 향상된 휘도를 가질 수 있다. 구체적으로는, 순수하게 지르코니아만으로 이루어진 무기 입자를 갖는 조성물을 이용하여 제조된 필름이 적용된 장치와 비교할 때, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 필름이 적용된 장치의 휘도는 약 5% 이상 또는 약 10% 이상 증가할 수 있고, 예를 들어, 약 4 % 내지 약 20% 정도 향상될 수 있다. 이와 달리, 상기 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 필름이 적용된 장치의 휘도는 순수하게 지르코니아만으로 이루어진 무기 입자를 갖는 조성물을 이용하여 제조된 필름이 적용된 장치와 비교할 때, 약 5 % 내지 약 20 %, 또는 약 7 % 내지 약 15 %향상될 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 필름은 우수한 광투과도를 갖는다. 예를 들어, 상기 조성물을 이용하여 약 60 ㎛ 두께의 필름을 형성한 경우에, 상기 필름은 약 450 nm의 파장을 갖는 청색광에 대해 약 70% 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광투과도는 약 74 % 이상 또는 약 77 % 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 필름은 약 70 % 내지 약 85 %, 또는 약 70 % 내지 약 80 %의 광투과도를 가질 수 있다.
한편, 상기 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 필름은 황변 발생을 효과적으로 예방하거나 감소시킬 수 있다.
하나의 예로서, 상기 유-무기 하이브리드 조성물의 경화물로서, 필름 형태의 시편으로 제작하는 경우, 상기 시편에 대해 ASTM D 4674의 조건에서 촉진내후성 테스트를 거친 후, 상기 시편에 대한 CIE 색좌표 y값의 변화량은 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
Δy≤0.004
상기 수학식 1에서, Δy는 각각 테스트 전과 후의 CIE 좌표계의 y축 값의 변화량을 의미한다.
상기 CIE 색좌표는 CIE(Commission Internationale de I Eclairage) 1931 색좌표 측정방법에 의거하여 측정한 값이다. 하나의 예로서, 상기 유-무기 하이브리드 조성물로 형성된 상기 시편은 상기 Δy 값이 약 0.004 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 Δy 값은 약 0.0035 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 Δy 값은 약 0.0005 내지 0.004, 또는 0.001 내지 0.0035의 범위 내에 포함될 수 있다. 상기에서 설명한 바에 따르면, 상기 유-무기 하이브리드 조성물의 경화물은 CIE 색좌표에서 y축 값의 변화량이 작을 수 있다.
한편, 상기 유-무기 하이브리드 조성물의 상기 금속 함유 지르코니아 입자가 크롬을 더 함유하는 경우에는 더욱 낮은 y축 값의 변화량을 보일 수 있다. 크롬을 더 함유하는 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 포함하는 경화 시편은, 예를 들어, CIE 색좌표에서 y축 값의 변화량이 약 0.003 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 y축 값의 변화량이, 약 0.0028 이하, 보다 구체적으로는 약 0.0026 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 y축 값의 변화량은 약 0.001 내지 약 0.003의 범위를 만족할 수 있다. 이와 같이, 상기 유-무기 하이브리드 조성물이 실제 사용 조건에 적용되었을 경우에도 황변이 실질적으로 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.
하나의 예로서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자에서, 지르코니아 100 중량부에 대하여 알루미늄, 주석 및/또는 세륨을 포함하는 상기 금속의 함량은 약 0.1 내지 20 중량부, 약 0.5 내지 4 중량부, 약 0.5 내지 10 중량부, 약 0.5 중량부 내지 약 15 중량부, 약 1 내지 10 중량부, 약 1 내지 15 중량부, 약 5 내지 15 중량부 또는 약 8 내지 15 중량부일 수 있다. 상기와 같은 범위 내의 함량을 갖는 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물은 가공성을 향상시킬 수 있고, 이를 이용하여 제조된 필름의 광투과도를 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 필름을 광학 장치 등에 적용하는 경우, 광학 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는 알루미늄, 주석 및/또는 세륨과 함께 크롬을 더 함유할 수 있다. 크롬을 더 포함하는 금속 함유 지르코니아 입자에서, 크롬은 상기 금속 함유 지르코니아 입자 100 중량부에 대해서 약 0.01 중량부 내지 약 10 중량부로 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 금속 함유 지르코니아 100 중량부에는 크롬은 포함되지 않은 경우로 정의한다. 예를 들어, 크롬은 상기 금속 함유 지르코니아 입자 100 중량부에 대해서 약 0.1 내지 10 중량부, 약 0.3 내지 8 중량부 도는 약 0.2 내지 5 중량부의 범위 내에서 더 포함될 수 있다. 상기 범위의 크롬을 포함하는 금속 함유 지르코니아 입자는, 상기 유-무기 하이브리드 조성물의 물성 저하를 유발하지 않으면서, 자외선에 의한 황변을 효과적으로 예방할 수 있다.
상기 유-무기 하이브리드 조성물 전체에 있어서 본 발명에 따른 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 함량은, 상기 경화성 수지 내에서 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 분산이 저해되는 수준이 아니라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 경화성 수지 100 중량부에 대해서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 함량은 약 5 내지 70 중량부일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 함량은 상기 경화성 수지 100 중량부에 대해서 약 15 내지 50 중량부, 약 20 내지 50 중량부, 약 20 내지 60 중량부 또는 약 45 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 범위의 금속 함유 지르코니아 입자를 포함하는 조성물은, 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 분산도를 저해하지 않으면서 높은 휘도와 우수한 광투과율을 구현할 수 있다.
상기 유-무기 하이브리드 조성물의 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 크기는 분산도 저하를 유발하지 않는 범위라면 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예로서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 평균 입경은 1 nm 내지 80 nm일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 평균 입경은, 5 nm 내지 80 nm, 10 nm 내지 30 nm, 1 nm 내지 4 nm, 1 nm 내지 20 nm, 30 nm 내지 50 nm 또는 30 nm 내지 80 nm 범위일 수 있다. 본 발명에서, 입자의 평균 입경이란, 입도 분석에 의한 입자들의 산술적인 평균 직경을 의미하며, 예를 들어 상용 광학계에서 제공하는 입자의 크기 즉, 구 형태로 근사화한 입자의 평균적인 직경을 의미한다.
상기 유-무기 하이브리드 조성물의 상기 경화성 수지의 종류는, 상기 지르코니아 입자를 분산시킬 수 있는 경우라면 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예로서, 상기 경화성 수지로는 경화성 수지가 사용될 수 있으며, 구체적으로는 광경화성 또는 열경화성 수지 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유-무기 하이브리드 조성물에서, 상기 경화성 수지로서 자외선 경화성 수지가 사용될 수 있다.
하나의 예로서, 상기 경화성 수지는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013005151-appb-I000001
상기 화학식 1에서,
R1은 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고, R2는 수소 또는 메틸기를 나타내고, Ar은 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고, Q는 산소 또는 황을 나타내며, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수를 나타낸다.
상기 화학식 1에서, R1이 나타내는 알킬렌기는 -(CH2)x-로 나타낼 수 있고, 이때 x는 2 내지 10의 정수를 나타낸다. 이때, 상기 알킬렌기는 직쇄형 또는 분지형의 탄소 사슬일 수 있다. R1이 나타내는 알킬렌기의 수소들 중에서 하나 이상은 수산화기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기(-(CH2)y-CH3, 여기서 y는 0 내지 4의 정수를 나타낸다)로 치환 또는 비치환될 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 경화성 수지는 하기 화학식 2의 구조를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2013005151-appb-I000002
상기 화학식 2에서, R1은 수소 또는 메틸기를 나타내고, R2는 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고, Ar은 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고, m은 0 내지 8의 정수를 나타내며, P는 산소 또는 황을 나타낸다.
상기 화학식 2에서, R1은 수소, 메틸기 또는 분지형의 탄소 사슬을 나타내고, R2가 나타내는 알킬렌기는 -(CH2)y-로 나타낼 수 있고, 이때 y는 2 내지 10의 정수를 나타낸다.
하나의 구체예에서, 상기 화학식 2에서, R1은 수소 또는 메틸기를 나타내고, R2는 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고, Ar은 페닐, 나프틸, 바이페닐 또는 트리페닐을 나타내고, m은 1 내지 8의 정수이고, P는 산소 또는 황을 나타낼 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 경화성 수지는 하기 화학식 3의 구조를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2013005151-appb-I000003
상기 화학식 3에서, R1은 수소 또는 메틸기를 나타내고, R2는 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고, P는 산소 또는 황을 나타내고, Q는 산소 또는 황을 나타내며, i, j, n, m은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수를 나타낼 수 있다. 또한, Y는 -C(CH3)2-, -CH2-, -S-,
Figure PCTKR2013005151-appb-I000004
또는
Figure PCTKR2013005151-appb-I000005
을 나타낸다.
상기 화학식 3에서, R1은 수소 또는 메틸기를 나타내고, R2가 나타내는 알킬렌기는 -(CH2)y-로 나타낼 수 있고, 이때 y는 2 내지 10의 정수를 나타낸다.
예를 들어, 본 발명에 따른 경화성 수지는 상기 화학식 1 내지 화학식 3의 구조를 포함하는 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물의 금속 함유 지르코니아 입자의표면은 개질될 수 있다. 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 표면 개질을 위해서 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 유-무기 하이브리드 조성물을 제조하는 공정에서 표면 개질제를 첨가하여 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 표면을 개질시킬 수 있다.
하나의 예로서, 상기 표면 개질제는 실란 화합물일 수 있다. 예를 들어, 하기 화학식 4 내지 화학식 6의 구조로 나타내는 화합물들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 4]
(R3)m-Si-X(4-m)
[화학식 5]
(R3)m-O-Si-X(4-m)
[화학식 6]
(R3)m-HR4-Si-X(4-m)
R3은 탄소수 1 내지 12를 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 12를 갖는 알케닐기, 탄소수 2 내지 12를 갖는 알키닐기, 탄소수 6 내지 12를 갖는 아릴기, 할로겐기, 치환된 아미노기, 아마이드기, 탄소수 1 내지 12를 갖는 알킬카보닐기, 카르복시기, 머캅토기, 시아노기, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 12를 갖는 알콕시기, 탄소수 1 내지 12를 갖는 알콕시카보닐기, 설폰산기, 인산기, 아크릴옥시기, 메타크릴옥시기, 에폭시기 또는 비닐기를 나타낸다. 이때, R3이 아릴기를 나타내는 경우, 아릴기의 수소 원자들 중 어느 하나는 탄소수 1 내지 6을 갖는 알킬기, 탄소수 2 내지 6을 갖는 알케닐기 또는 탄소수 2 내지 6을 갖는 알키닐기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
또한, 상기 화학식 4 내지 6 각각에서, R4는 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, X4는 수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 12의 알콕시기, 탄소수 1 내지 12를 갖는 아실옥시기, 탄소수 1 내지 12를 갖는 알킬카보닐기, 탄소수 1 내지 12를 갖는 알콕시카보닐기 또는 -N(R5)2(여기서, R5는 H 또는 탄소수 1 내지 12를 갖는 알킬임)를 나타내고, m은 1 내지 3의 정수를 나타낸다.
예를 들어, 상기 실란 화합물의 구체적인 예로서는, 이소옥틸 트리메톡시-실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필트리에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필메틸디메톡시실란, 3-(아크릴로일옥시프로필)메틸디메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필디메틸에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필디메틸에톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 비닐메틸디아세톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리페녹시실란, 비닐트리-t-부톡시실란, 비닐트리스-이소부톡시실란, 비닐 트리이소프로펜옥시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 스티릴에틸트리메톡시실란, 머캅토프로필트리메톡시실란 또는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 표면 개질제는 카르복실산 화합물일 수 있으며, 예를 들어, 상기 표면 개질제는 하기 화학식 7 및 화학식 8의 구조로 나타내는 화합물들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 7]
(R5)m-COOH
[화학식 8]
(R5)m-CH2COOH
상기 화학식 7과 화학식 8 각각에서, R5는 수소, 탄소수 1 내지 20을 갖는 알킬기, 탄소수 1 내지 20을 갖는 알케닐기, 탄소수 1 내지 7의 알콕시기, 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고, m은 1 내지 10의 정수를 나타내며, R5 및 -(CH2)m-의 수소 원자들은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알콕시, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알케닐기, 탄소수 3 내지 20을 갖는 아릴기 또는 카르복실기 중에서 선택된 어느 하나로 치환될 수 있다.
하나의 구체예로서, 상기 화학식 7과 화학식 8 각각에서, R5는 메톡시기, 카르복시에틸기, 에톡시기, 메톡시페놀기 또는 메톡시에톡시기를 나타내고, m은 1 내지 10의 정수를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 카르복실산 화합물의 예로서는, 아크릴산, 메타아크릴산, 올레익산, 도데칸산, 2-2-2-메톡시에톡시에톡시아세틱산, 베타카르복시에틸아크릴레이트, 2-2-메톡시에톡시아세틱산 또는 메톡시페닐 아세틱산 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
상기 표면 개질제는 상기 금속 함유 지르코니아 입자 100 중량부에 대해서, 0.1 내지 40 중량부, 0.1 내지 5 중량부, 1 내지 20 중량부, 1 내지 30 중량부, 5 내지 10 중량부 또는 5 내지 20 중량부의 함량 범위로 상기 유-무기 하이브리드 조성물에 포함될 수 있다. 상기 함량 범위의 표면 개질제를 첨가함으로써, 상기 무기 입자의 우수한 표면 개질 효과를 확보하여 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 용이하게 상기 경화성 수지에 분산시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기에서 설명한 금속 함유 지르코니아 입자가 경화성 수지에 분산된 형태의 유-무기 하이브리드 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물은 알루미늄, 주석 및/또는 세륨을 함유하는 지르코니아 입자를 제조한 후, 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 경화성 수지와 혼합하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 금속 함유 지르코니아 입자 및 상기 경화성 수지와 함께 표면 개질제를 추가하여 혼합할 수 있다. 상기 금속 함유 지르코니아 입자에 대해서는 상기에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
일례로, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는, 지르코늄 전구체와 함께, 알루미늄 전구체, 주석 전구체 및/또는 세륨 전구체를 혼합하고, 상기 전구체들의 혼합물을 교반 및 초음파 처리하여 제조할 수 있다. 이때, 크롬 전구체를 더 혼합하여 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 제조할 수 있다.
상기 지르코늄 전구체, 알루미늄 전구체, 주석 전구체, 세륨 전구체 및 크롬 전구체 각각은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상업적으로 입수 가능한 정도의 범위를 모두 포함하는 의미이다. 예를 들어, 상기 지르코늄 전구체로는 지르코늄 아세테이트가 사용될 수 있고, 상기 알루미늄 전구체로서는 알루미늄 이소프로폭사이드가 사용될 수 있으며, 상기 주석 전구체 및 상기 세륨 전구체 각각으로서 주석 아세테이트 및 세륨 아세틸아세톤에이트가 사용될 수 있다. 상기 크롬 전구체로서는, 크롬 아세테이트를 이용할 수 있다.
상기 전구체들의 혼합물을 교반 및 초음파 처리하는 단계는, 초음파 조사 공정을 통해 전구체 성분을 용해시키기 위한 것이다. 예를 들어, 약 20 kHz 이상의 주파수를 인가하여 상기 혼합물에 초음파를 제공할 수 있다. 구체적으로, 약 20 kHz 이상의 큰 에너지를 갖은 음파를 액체에 조사하면 미세한 기포의 발생과 소멸 현상이 초당 25,000 회 내지 30,000 회 정도 반복되는 캐비테이션 현상이 발생하게 된다. 이러한 캐비테이션 현상을 통해, 액체 중에서 화학 반응 및 분산작용을 촉진할 수 있으며, 동시에 오염물질을 제거하는 역할을 할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 교반 및 초음파 처리하는 단계 이후에, 상기 전구체들의 혼합물을 200 ℃ 내지 350 ℃의 온도, 및 25기압 내지 40기압에서 3시간 내지 7시간 동안 반응시킬 수 있다. 구체적으로는, 상기 전구체들의 혼합물은 약 1L 라이너(liner) 고압 반응기에 옮긴 후, 고압 반응기의 내부 압력을 25 atm 내지 40 atm이 되도록 반응기 내부온도를 설정하고, 고압 반응기의 내부 압력이 25 atm 내지 40 atm에 도달하면, 상기 압력으로 3 시간 내지 7 시간 동안 유지함으로써 본 발명에 따른 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 제조할 수 있다.
상기 금속 함유 지르코니아 입자를 제조하는 공정에서, 경우에 따라 건조 과정을 더 거칠 수 있다. 예를 들어, 상기 전구체들의 혼합물을 상기에서 설명한 조건에서 반응시키고 초음파 처리를 거쳐 합성된 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 포함하는 콜로이드 용액에 대해 환풍 건조기 또는 분무 건조기를 사용하여 수분을 제거함으로써 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 얻을 수 있다. 건조 분위기는 대기상이며, 건조 온도는 무기물의 물성에 변화를 주지 않는 온도에서 건조를 실시한다. 건조온도는 약 90 ℃ 내지 약 110 ℃ 일 수 있고, 시간은 수분이 완전히 제거될 때까지 수행될 수 있다.
상기 금속 함유 지르코니아 입자를 상기 경화성 수지와 혼합하는 경우, 약 20 ℃ 내지 약 150 ℃ 범위에서 10 분 내지 20 시간 동안 수행하거나, 혹은 약 30 ℃ 내지 약 150 ℃의 온도에서 3 시간 내지 10 시간 동안 수행할 수 있다. 상기 금속 함유 지르코니아를 상기 경화성 수지와 혼합하는 단계에서는, 다양한 종류의 용매가 추가로 사용될 수 있다. 그런 다음, 진공조건을 가해서 첨가된 용매를 제거할 수 있다. 여기서, 진공조건이란, 이론적인 진공 조건뿐만 아니라, 실험실에서 실제 구현 가능한 정도의 낮은 기압 상태를 모두 포함하는 의미이다. 상기 용매는 상기 금속 함유 지르코니아 입자와 표면 개질제 및 경화성 수지가 잘 혼합되고 잘 분산되도록 하기 위해서 사용된다. 상기와 같은 공정에서 이용될 수 있는 용매의 예로서는, 1-메톡시-2-프로판올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌 글리콜, 메틸렌 클로라이드, 메탄올 또는 아세톤 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 유-무기 하이브리드 조성물로 형성된 경화물을 제공한다.
하나의 예로서, 상기 경화물은 필름 형태일 수 있다. 상기 필름 형태의 경화물은 광학 시트로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물은 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물에 광 및/또는 열을 가함으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 경화물은 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 포함한다. 상기 유-무기 하이브리드 조성물에 포함된 경화성 수지의 종류에 따라 상기 경화물을 제조하는 공정이 달라질 수 있다. 또한, 상기 경화물을 형성하는 과정에서, 상기 유-무기 하이브리드 조성물을 성형하는 프레임(틀)의 형상에 따라서 상기 경화물의 형상은 다양하게 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 광학시트는 마이크로 패턴이 형성된 하나 이상의 광학층을 포함하고, 상기 광학 시트의 상기 광학층은 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 광학층은 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 포함한다. 이때, 상기 마이크로 패턴은 삼각형의 단면 형상이 반복되는 구조일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 마이크로 패턴은 프리즘 패턴일 수 있고, 이때 상기 광학시트는 프리즘 시트일 수 있다. 상기 프리즘 시트는, 경화성 수지를 경화시켜 제조할 수 있다. 상기 프리즘 시트의 제조에 이용되는 상기 경화성 수지의 예로서는, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-페녹시프로필 아크릴레이트, 3-페녹시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-페녹시부틸 아크릴레이트, 4-페녹시부틸 (메트)아크릴레이트, 5-페녹시펜틸 아크릴레이트, 5-페녹시펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-페녹시헥실 아크릴레이트, 6-페녹시헥실 (메트)아크릴레이트, 7-페녹시헵틸 아크릴레이트, 7-페녹시헵틸 (메트)아크릴레이트, 8-페녹시옥틸 아크릴레이트, 8-페녹시옥틸 (메트)아크릴레이트, 9-페녹시노닐 아크릴레이트, 9-페녹시노닐 (메트)아크릴레이트, 10-페녹시데실 아크릴레이트, 10-페녹시데실 (메트)아크릴레이트, 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트, 2-(페닐티오)에틸 (메트)아크릴레이트, 3-(페닐티오)프로필 아크릴레이트, 3-(페닐티오)프로필 (메트)아크릴레이트, 4-(페닐티오)부틸 아크릴레이트, 4-(페닐티오)부틸 (메트)아크릴레이트, 5-(페닐티오)펜틸 아크릴레이트, 5-(페닐티오)펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-(페닐티오)헥실 아크릴레이트, 6-(페닐티오)헥실 (메트)아크릴레이트, 7-(페닐티오)헵틸 아크릴레이트, 7-(페닐티오)헵틸 (메트)아크릴레이트, 8-(페닐티오)옥틸 아크릴레이트, 8-(페닐티오)옥틸 (메트)아크릴레이트, 9-(페닐티오)노닐 아크릴레이트, 9-(페닐티오)노닐 (메트)아크릴레이트, 10-(페닐티오)데실 아크릴레이트, 10-(페닐티오)데실 (메트)아크릴레이트, 2-(나프탈렌-2-일옥시)에틸 아크릴레이트, 2-(나프탈렌-2-일옥시)에틸 (메트)아크릴레이트, 3-(나프탈렌-2-일옥시)프로필 아크릴레이트, 3-(나프탈렌-2-일옥시)프로필 (메트)아크릴레이트, 4-(나프탈렌-2-일옥시)부틸 아크릴레이트,4-(나프탈렌-2-일옥시)부틸 (메트)아크릴레이트, 5-(나프탈렌-2-일옥시)펜틸 아크릴레이트, 5-(나프탈렌-2-일옥시)펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-(나프탈렌-2-일옥시)헥실 아크릴레이트, 6-(나프탈렌-2-일옥시)헥실 (메트)아크릴레이트, 7-(나프탈렌-2-일옥시)헵틸 아크릴레이트, 7-(나프탈렌-2-일옥시)헵틸 (메트)아크릴레이트, 8-(나프탈렌-2-일옥시)옥틸 아크릴레이트, 8-(나프탈렌-2-일옥시)옥틸 (메트)아크릴레이트, 9-(나프탈렌-2-일옥시)노닐 아크릴레이트, 9-(나프탈렌-2-일옥시)노닐 (메트)아크릴레이트, 10-(나프탈렌-2-일옥시)데실 아크릴레이트, 10-(나프탈렌-2-일옥시)데실 (메트)아크릴레이트, 2-(나프탈렌-2-일티오)에틸 아크릴레이트, 2-(나프탈렌-2-일티오)에틸 (메트)아크릴레이트, 3-(나프탈렌-2-일티오)프로필 아크릴레이트, 3-(나프탈렌-2-일티오)프로필 (메트)아크릴레이트, 4-(나프탈렌-2-일티오)부틸 아크릴레이트, 4-(나프탈렌-2-일티오)부틸 (메트)아크릴레이트, 5-(나프탈렌-2-일티오)펜틸 아크릴레이트, 5-(나프탈렌-2-일티오)펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-(나프탈렌-2-일티오)헥실 아크릴레이트, 6-(나프탈렌-2-일티오)헥실 (메트)아크릴레이트, 7-(나프탈렌-2-일티오)헵틸, 아크릴레이트, 7-(나프탈렌-2-일티오)헵틸 (메트)아크릴레이트, 8-(나프탈렌-2-일티오)옥틸 아크릴레이트, 8-(나프탈렌-2-일티오)옥틸 (메트)아크릴레이트, 9-(나프탈렌-2-일티오)노닐 아크릴레이트9-(나프탈렌-2-일티오)노닐 (메트)아크릴레이트, 10-(나프탈렌-2-일티오)데실 아크릴레이트, 10-(나프탈렌-2-일티오)데실 (메트)아크릴레이트, 2-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)에틸 아크릴레이트, 2-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)에틸 (메트)아크릴레이트, 3-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)프로필 아크릴레이트, 3-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)프로필 (메트)아크릴레이트, 4-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)부틸 아크릴레이트, 4-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)부틸 (메트)아크릴레이트, 5-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)펜틸 아크릴레이트, 5-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)헥실 아크릴레이트, 6-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)헥실 (메트)아크릴레이트, 7-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)헵틸 아크릴레이트, 7-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)헵틸 (메트)아크릴레이트, 8-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)옥틸 아크릴레이트, 8-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)옥틸 (메트)아크릴레이트, 9-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)노닐 아크릴레이트, 9-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)노닐 (메트)아크릴레이트, 10-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)데실 아크릴레이트, 10-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)데실 (메트)아크릴레이트, 2-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)에틸 아크릴레이트, 2-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)에틸 (메트)아크릴레이트, 3-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)프로필 아크릴레이트, 3-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)프로필 (메트)아크릴레이트, 4-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)부틸 아크릴레이트, 4-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)부틸 (메트)아크릴레이트, 5-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)펜틸 아크릴레이트, 5-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)헥실 아크릴레이트, 6-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)헥실 (메트)아크릴레이트, 7-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)헵틸 아크릴레이트, 7-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)헵틸 (메트)아크릴레이트, 8-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)옥틸 아크릴레이트, 8-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)옥틸 (메트)아크릴레이트, 9-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)노닐 아크릴레이트, 9-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)노닐 (메트)아크릴레이트, 10-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)데실 아크릴레이트, 10-([1,1`-바이페닐]-4-일티오)데실 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-2-페녹시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시-2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-2-(나프탈렌-2-일옥시)에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시-2-(나프탈렌-2-일옥시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)에틸 아크릴레이트, 2-([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-(2-페녹시에톡시)에틸 아크릴레이트, 2-(2-페녹시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-(페녹시메톡시)에틸 아크릴레이트, 2-(페녹시메톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-(([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)메톡시)에틸 아크릴레이트, 2-(([1,1`-바이페닐]-4-일옥시)메톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-((나프탈렌-2-일옥시)메톡시)에틸 아크릴레이트, 2-((나프탈렌-2-일옥시)메톡시)에틸 (메트)아크릴레이트,2-((페닐티오)메톡시)에틸 아크릴레이트,2-((페닐티오)메톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-((나프탈렌-2-일티오)메톡시)에틸 아크릴레이트, 2-((나프탈렌-2-일티오)메톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 3,3`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(프로판-3,1-디일) 다이아크릴레이트, 3,3`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(프로판-3,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 3,3`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(프로판-3,1-디일) 다이아크릴레이트, 3,3`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(프로판-3,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(프로판-3,1-디일) 다이아크릴레이트, 3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(프로판-3,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(프로판-3,1-디일) 다이아크릴레이트, 3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(프로판-3,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,-1디일) 다이아크릴레이트, 2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,-1디일) 비스(2-메틸아크릴레이트). 2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,-1디일) 다이아크릴레이트, 2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-플루오렌-9,9-디일)비스(4,1-페닐렌))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,-1디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(3,3'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(3,3'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(3,3'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(3,3'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(3,3'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(3,3'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(3,3'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(프로페인-3,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(프로페인-2,2-디일)비스(4,1-페닐린))비스(술판디일)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-옥시비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(옥시))비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 다이아크릴레이트, 2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-티오비스(4,1-페닐린)비스(술판디일))비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일))비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일) 비스(2-메틸아크릴레이트), 폴리에스테르 우레탄 다이아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이드, 에폭시 아크릴레이트, 페닐티오 에틸(메틸)아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-펜옥시에틸 아크릴레이트, 펜옥시에틸(메틸)아크릴레이트, 펜옥시-2-메틸-에틸(메틸)아크릴레이트, 펜옥시에톡시에틸 (메틸)아크릴레이트, 펜옥시벤질아크릴레이트, 3-펜옥시-2-하드로옥시프로필(메틸)아크릴레이트, 2-1-나프틸옥시에틸 (메틸)아크릴레이트, 2-2-나프틸옥시에틸(메틸)아크릴레이트, 2-1-나프틸티오에틸(메틸)아크릴레이트 또는 2-2-나프틸티오에틸(메틸)아크릴레이트등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 프리즘 시트는, 예를 들어, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 조성물의 경화물을 프리즘 시트 자체로 제형화한 구조일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 프리즘 시트는, 골 및 산 형태의 꼭지부를 포함하는 삼각 프리즘 형태가 반복되는 패턴을 형성하는 구조일 수 있다. 또 다른 예로는, 상기 삼각 프리즘 형태가 반복되는 패턴에서, 골 및 산 형태의 꼭지부 중 어느 하나 이상은 라운드 형상으로 형성된 구조일 수 있다.
예들 들어, 상기 프리즘 시트는 골 및 산의 적어도 어느 하나의 꼭지부가 라운드 형상으로 형성될 수 있다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 프리즘 시트에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 프리즘 시트의 형상을 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 프리즘 시트(100)는 베이스 필름(110), 상기 베이스 필름(110) 상에 배치된 패턴부(120)를 포함한다. 상기 패턴부(120)는 골 및 산 형태의 꼭지부가 반복되는 패턴의 구조를 배열된 복수개의 삼각 프리즘들(130)을 포함한다. 상기 삼각 프리즘들(130) 각각의 꼭지부는 2개의 경사면들이 교차하여 형성하는 선(line)으로서 단면 형상은 점(point)으로 정의될 수 있다. 이때, 서로 인접한 삼각 프리즘들(130) 사이의 피치 간격은 9 ㎛ 내지 25 ㎛이고, 상기 패턴부(120)의 두께는 18 ㎛ 내지 50㎛ 범위일 수 있다.
이와 달리, 상기 삼각 프리즘들(130) 각각의 꼭지부는 라운드 형상을 가질 수 있고, 이에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 골 부분이 라운드 형상인 삼각 프리즘의 모식도이다;
도 2를 참조하면, 상기 삼각 프리즘(130)의 꼭지부는 라운드 형상을 가질 수 있다. 상기 꼭지부의 라운드 형상이 어떤 높이에서 형성되는지에 따라 그 효과가 달라질 수 있다. 즉, 상기 삼각 프리즘(130)의 밑변에서 가상의 꼭지점(140)까지의 제1높이(H)와 상기 산의 꼭지부가 라운드 형상으로 형성된 삼각 프리즘(130)의 밑변에서 라운드 형상의 정점(150)까지의 제2높이(h)의 비(h/H)에 따라 휘도 및 휘도 균일성 효과가 달라질 수 있다.
본 발명에서의 프리즘 시트의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 벗어나지 않는 범위에서 변경, 대체 또는 개량된 프리즘 시트에 적용될 수 있다.
또한, 상기 프리즘 시트는 다양한 광학 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 광학 장치의 백라이트 유니트(Back light unit, BLU)에 적용될 수 있다. 상기 백라이트 유니트는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
도 3 및 도 4는 백라이트 유니트의 개략적인 구성을 나타낸 분해도들이다.
도 3을 참조하면, 백라이트 유니트(200)는 광원(210), 반사판(220), 도광판(230), 확산 필름(240), 프리즘 시트(250), 프리즘 시트(255) 및 보호 시트(260)로 구성될 수 있다.
광원(210)은 최초로 광을 생성하는 구성 요소로서, 광원(210)으로는, 발광다이오드(light emitting diode, LED), 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL) 등이 사용될 수 있다. 광원(210)에서 방출된 빛은 도광판(230)으로 입사되어 도광판(230) 내부에서 전반사를 일으킨다. 그러나, 임계각 보다 작은 각도의 입사각으로 입사되는 광은 전반사가 일어나지 않고 투과되므로, 상측 및 하측으로 방출된다. 이때, 반사판(220)은 하측으로 방출된 광을 반사시켜 도광판(230)으로 재 입사시켜 광효율을 향상시키는 역할을 한다.
확산 필름(240)은 상기 도광판(230)의 상부면을 통해 방출되는 광을 확산시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀 주는 역할을 한다. 그러나, 확산필름(240)을 통과한 광은 정면 출사 휘도가 떨어지게 된다. 프리즘 시트(250)는 확산필름(240)으로부터 입사되는 광을 굴절시켜 LCD 소자에 수직으로 입사하도록 집광하여 방출함으로써, 상기 정면으로 향하는 출사 휘도를 높이는 역할을 한다. 상기 백라이트 유니트(200)는 보호시트(260)을 통해 프리즘 시트에 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 백라이트 유니트(300)는 광원(310), 반사판(320), 도광판(330), 확산 필름(340), 제1 프리즘 시트(350), 제2 프리즘 시트(355) 및 보호 시트(360)로 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 백라이트 유니트(300)는 도 3에 도시된 백라이트 유니트(200)와 비교하여, 제1 프리즘 시트(350)와 보호 시트(360) 사이에 제2 프리즘 시트(355)가 추가 형성된 구조이다. 제2 프리즘 시트(355)는 제1 프리즘 시트(350)와 90 ° 회전된 상태에서 대면하는 구조이다. 즉, 제2 프리즘 시트(355)는 골 및 산 형태가 반복되는 형상이 제1 프리즘 시트(350)와 마주보는 형태로 위치하며, 제1 프리즘 시트(350)의 골 및 산이 반복되는 형상과는 90 ° 회전된 구조이다.
또한, 본 발명은 상기 광학시트를 포함하는 다양한 형태의 광학장치를 제공한다. 상기 조성물 또는 그 경화물은 광학장치 내에 포함되는 소재 또는 부품으로 활용 가능하다. 하나의 예로서, 상기 조성물 또는 그 경화물은 광학시트의 형태로 광학장치 내에 포함될 수 있다.
이하 실시예 등을 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예 등은 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 것은 아니다.
실시예 1 내지 39
용액 전체 중량에 대해서 약 21 중량%의 ZrO2를 포함하는 지르코늄 아세테이트 용액 500 g에 알루미늄 전구체로서 알루미늄 이소프로필산화물을 하기 표 1의 함량으로 첨가하고 교반하였다. 이때, 크롬 전구체로서 크롬 아세테이트 일수화물을 더 첨가하기도 하였다.
뿐만 아니라, 용액 전체 중량에 대해서 약 21 중량%의 ZrO2를 포함하는 지르코늄 아세테이트 용액 500 g에 주석 전구체로서 주석 아세테이트 또는 세륨 전구체로서 세륨 아세틸아세톤에이트를 하기 표 1과 같이 첨가하고 교반하였다.
하기 표 1에서, 지르코늄 전구체, 알루미늄 전구체, 주석 전구체 및 세륨 전구체 각각의 함량은, 이들 성분들 전체 중량을 기준으로 해당성분들 각각의 "중량%"를 나타낸다. 이때, 크롬 전구체의 함량은, 지르코늄 전구체, 알루미늄 전구체, 주석 전구체 및 세륨 전구체 전체 중량을 100 중량부로 할 때의 중량을 "중량부"로 나타낸다.
표 1
No. 지르코늄 전구체(중량%) 알루미늄 전구체(중량%) 주석전구체(중량%) 세륨전구체(중량%) 크롬 전구체(중량부)
실시예 1 99.5 0.5 - - -
실시예 2 97 3 - - -
실시예 3 97 3 - - 0.2
실시예 4 90 10 - - -
실시예 5 85 15 - - -
실시예 6 80 20 - - -
실시예 7 75 25 - - -
실시예 8 85 15 - - 0.1
실시예 9 85 15 - - 0.2
실시예 10 85 15 - - 1.0
실시예 11 85 15 - - 5.0
실시예 12 85 15 10.0
실시예 13 85 15 15.0
실시예 14 99.5 - 0.5 - -
실시예 15 97 - 3 - -
실시예 16 97 - 3 - 0.2
실시예 17 90 - 10 - -
실시예 18 85 - 15 - -
실시예 19 80 - 20 - -
실시예 20 75 - 25 - -
실시예 21 85 - 15 - 0.1
실시예 22 85 - 15 - 0.2
실시예 23 85 - 15 - 1.0
실시예 24 85 - 15 - 5.0
실시예 25 85 - 15 - 10.0
실시예 26 85 - 15 - 15.0
실시예 27 99.5 - - 0.5 -
실시예 28 97 - - 3 -
실시예 29 97 - - 3 0.2
실시예 30 90 - - 10 -
실시예 31 85 - - 15 -
실시예 32 80 - - 20 -
실시예 33 75 - - 25 -
실시예 34 85 - - 15 0.1
실시예 35 85 - - 15 0.2
실시예 36 85 - - 15 1.0
실시예 37 85 - - 15 5.0
실시예 38 85 - - 15 10.0
실시예 39 85 - - 15 15.0
표 1에 따라, 지르코늄 전구체인 지르코늄 아세테이트 용액에 상기 전구체들을 첨가한 후, 초음파 공정을 통해 상기 전구체들을 지르코늄 아세테이트 용액에 완전히 용해시켰다. 용해된 혼합 용액을 1L 라이너(liner) 고압 반응기에 옮긴 후, 고압 반응기의 내부 압력을 30 atm이 되도록 반응온도를 설정하였다. 고압 반응기의 내부 압력이 30 atm에 도달하면, 상기 압력으로 5 시간 동안 유지하여 무기 시료를 제조하였다. 제조된 무기 시료를 건조기에 통과시켜 상기 무기시료에 함유된 수분이 제거된 금속 함유 지르코니아 입자를 제조하였다.
실시예 1 내지 실시예 39 각각에서, 수분이 제거된 금속 함유 지르코니아 입자 약 60 g을 기준으로 하기 표 2의 함량으로 경화성 수지 등을 혼합하였다.
표 2
종류 성분 함량 (g)
경화성 수지 구성 화합물 PBA (펜옥시벤질아크릴레이트) 35
표면 개질제 MEEA (2-2-2-메톡시에톡시에톡시아세틱산) 10
용매 메탄올 90
상기 표 2의 함량으로 혼합된 혼합물을 60 ℃에서 60 분 동안 반응시킨 후, 진공 건조를 통해 용매를 제거함으로써 본 발명의 실시예 1 내지 39에 따른 유-무기 하이브리드 조성물들을 제조하였다.
비교예 1 및 2
실시예 1 내지 39와 비교하여, 각 금속 성분들의 함량을 하기 표 3과 같이 조절하였다는 점을 제외하고는, 동일한 방법으로 유-무기 하이브리드 조성물을 제조하였다. 하기 표 3를 참조하면, 비교예 1에 따른 조성물은 지르코늄 전구체만을 포함하고, 비교예 2에 따른 조성물은 지르코늄 전구체 100 중량부에 대해서 약 5 중량부의 크롬 전구체를 더 포함하였다.
표 3
No. 지르코늄 전구체 (중량부) 크롬 전구체 (중량부)
비교예 1 100 -
비교예 2 100 5
실험예 1: 휘도 측정 실험
실시예 1 내지 39 및 비교예 1 및 2에 따른 유-무기 하이브리드 조성물 각각을 이용하여 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 1 및 2를 제조하였다. 구체적으로는, 실시예 1 내지 39 및 비교예 1 및 2에 따른 유-무기 하이브리드 조성물들 각각을, 다이펑크셔날우레탄아크릴레이트(difunctional urethane acrylate), 테트라펑크셔날우레탄아크릴레이트(tetrafunctional urethane acrylate) 및 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(TPO)로 이루어진 부가 용액과 혼합하여 약 3 시간동안 교반하여 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 PET 필름 상에 코팅하고 이를 메탈램프를 이용하여 경화시켜 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 1 및 2를 제조하였다. 이때, 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 1 및 2 각각에서, 서로 인접한 삼각 프리즘들 사이의 피치가 약 21㎛이고, 상기 PET 필름을 포함하는 프리즘 시트(또는 비교 시트)의 전체 두께가 약 87.5 ㎛이었다.
상기와 같이 제조된 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 2 각각에 대한 휘도를 측정하였다. 휘도는 휘도 측정 장비인 탑콘사(Topcon Corporation)의 BM7(상품명)을 이용하여 비교 시트 1의 휘도를 측정하여 그 값을 100% 기준으로 하여 이에 대한 상대적인 백분율로 측정되었다. 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 1 및 2 각각은, 광원, 도광판 및 확산 시트로 구성되어 있는 광학 모듈에 어셈블리 시켰고, 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 1 및 2가 적용된 광학 모듈 각각의 휘도는 모두 동일한 조건에서 측정되었다.
또한, 실시예 1 내지 39 및 비교예 1 및 2에 따른 유-무기 하이브리드 조성물 각각의 액상 굴절률을 측정하였다. 액상 굴절률은 아베 굴절계로서 DR-M2(상품명, ATAGO사, 일본)로 측정하였다.
상기와 같이 측정된 휘도 및 액상 굴절률 각각을 표 4에 나타낸다.
표 4
No. 휘도 액상 굴절률
실시예 1 104% 1.602
실시예 2 117% 1.601
실시예 3 117% 1.601
실시예 4 115% 1.597
실시예 5 113% 1.592
실시예 6 110% 1.586
실시예 7 108% 1.581
실시예 8 113% 1.592
실시예 9 113% 1.592
실시예 10 111% 1.588
실시예 11 108% 1.581
실시예 12 106% 1.577
실시예 13 100% 1.573
실시예 14 104% 1.602
실시예 15 117% 1.601
실시예 16 117% 1.601
실시예 17 115% 1.597
실시예 18 113% 1.592
실시예 19 110% 1.586
실시예 20 108% 1.581
실시예 21 113% 1.592
실시예 22 113% 1.592
실시예 23 111% 1.588
실시예 24 108% 1.581
실시예 25 106% 1.577
실시예 26 100% 1.573
실시예 27 105% 1.602
실시예 28 118% 1.601
실시예 29 118% 1.601
실시예 30 116% 1.597
실시예 31 114% 1.592
실시예 32 111% 1.586
실시예 33 109% 1.581
실시예 34 114% 1.592
실시예 35 114% 1.592
실시예 36 112% 1.588
실시예 37 109% 1.581
실시예 38 107% 1.577
실시예 39 102% 1.573
비교예 1 100% 1.602
비교예 2 95% 1.602
표 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 12, 14 내지 25 및 27 내지 39에 따른 조성물을 이용하여 제조된 프리즘 시트 1 내지 12, 14 내지 25 및 27 내지 39가 적용된 광학 모듈의 휘도는, 비교 시트 1 및 2가 적용된 광학 모듈의 휘도에 비해 높은 것을 알 수 있다. 액상 굴절률에 있어서, 본 발명의 실시예 2 내지 13, 15 내지 25 및 27 내지 39에 따른 조성물의 값이 비교예 1 및 2에 비해서 상대적으로 낮음에도 불구하고, 이들을 이용하여 제조된 프리즘 시트가 적용된 광학 모듈의 휘도는 높은 것을 알 수 있다.
특히, 실시예 1, 14 및 27에 따른 조성물의 액상 굴절률은 비교예 1 및 2에 따른 조성물과 실질적으로 동일한 수준이나, 이들을 이용하여 제조된 프리즘 시트 1, 14 및 27이 적용된 광학 모듈의 휘도는 비교 시트 1 및 2가 적용된 광학 모듈에 비해서 높은 것을 알 수 있다.
뿐만 아니라, 실시예 13 및 26에 따른 조성물의 액상 굴절률은 비교예 1 및 2에 따른 조성물보다 낮지만, 이들을 이용하여 제조된 프리즘 시트 13 및 26이 적용된 광학 모듈의 휘도는 비교 시트 1 및 2가 적용된 광학 모듈의 휘도와 실질적으로 유사한 수준으로 구현되는 것을 알 수 있다.
실험예 2: 광투과도 측정 실험
실시예 1 내지 39 및 비교예 1 및 비교예 2에 따른 유-무기 하이브리드 조성물에 다이펑크셔날우레탄아크릴레이트(difunctional urethane acrylate), 테트라펑크셔날우레탄아크릴레이트(tetrafunctional urethane acrylate) 및 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(TPO)으로 이루어진 부가 용액을 첨가하여 약 3시간 정도 교반하여 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물에 자외선을 제공하여 평판 필름 1 내지 39 및 비교 필름 1 및 2을 제조하였다. 평판 필름 1 내지 39 및 비교 필름 1 및 2 각각에 대해서, UV-Visible(제조사: VARIAN, 모델명: CARRY 4000, Lamp: Mercury lamp)로 광투과도를 측정하였다. 광투과도 측정시, 필름의 두께는 60㎛이고, 조사된 광원의 파장은 400 nm이었다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
표 5
No. 광투과율(%)
실시예 1 70%
실시예 2 77%
실시예 3 77%
실시예 4 78%
실시예 5 80%
실시예 6 81%
실시예 7 81%
실시예 8 80%
실시예 9 80%
실시예 10 80%
실시예 11 78%
실시예 12 75%
실시예 13 70%
실시예 14 70%
실시예 15 77%
실시예 16 77%
실시예 17 78%
실시예 18 80%
실시예 19 81%
실시예 20 81%
실시예 21 80%
실시예 22 80%
실시예 23 80%
실시예 24 78%
실시예 25 75%
실시예 26 70%
실시예 27 72%
실시예 28 79%
실시예 29 79%
실시예 30 80%
실시예 31 82%
실시예 32 83%
실시예 33 83%
실시예 34 82%
실시예 35 82%
실시예 36 82%
실시예 37 80%
실시예 38 77%
실시예 39 72%
비교예 1 66%
비교예 2 60%
표 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 39에 따른 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 평판 시트들의 투과도가, 비교예 1 및 2에 따른 조성물을 이용하여 제조된 비교 시트들의 투과도에 비해 높은 값을 갖는 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 5 내지 7, 18 내지 23 및 30 내지 37에 따른 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조된 평판 시트들의 투과도가 다른 평판 시트들 및 비교 시트들에 비해서 높은 것을 알 수 있으며, 조성물 전체 중량에 있어서 크롬의 함량이 증가함에 따라 투과도가 감소하는 경향을 보임을 알 수 있다.
실험예 3: 황변 발생여부 관측
실험예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 제조된 프리즘 시트 1 내지 39 및 비교 시트 1 및 2 각각에 대해, ASTM D 4674의 조건에서 촉진내후성 테스트를 실시하였다. 촉진내후성시험기(모델명 QUV/spray)로 테스트하였으며, 이 조건으로는, 삼각 프리즘 형태가 반복되는 패턴을 형성하는 프리즘 시트를 50 ℃에서 15분 방치 후, 이 시트의 황변 발생 여부는 BM7 휘도계를 이용하여 색좌표 수치를 확인하였다. 상기 색좌표로부터 수치가 높으면 해당 제품은 황변에 취약한 것을 의미한다. 분석 결과는 하기 표 6에 나타낸다.
표 6
No. 색좌표 변화값(Δy)
실시예 1 0.0035
실시예 2 0.003
실시예 3 0.0023
실시예 4 0.0027
실시예 5 0.0027
실시예 6 0.0027
실시예 7 0.0027
실시예 8 0.0026
실시예 9 0.0023
실시예 10 0.0020
실시예 11 0.0018
실시예 12 0.0015
실시예 13 0.0010
실시예 14 0.0035
실시예 15 0.003
실시예 16 0.0023
실시예 17 0.0027
실시예 18 0.0027
실시예 19 0.0027
실시예 20 0.0027
실시예 21 0.0026
실시예 22 0.0023
실시예 23 0.0020
실시예 24 0.0018
실시예 25 0.0015
실시예 26 0.0010
실시예 27 0.0033
실시예 28 0.0028
실시예 29 0.0021
실시예 30 0.0025
실시예 31 0.0025
실시예 32 0.0025
실시예 33 0.0025
실시예 34 0.0024
실시예 35 0.0021
실시예 36 0.0018
실시예 37 0.0016
실시예 38 0.0013
실시예 39 0.0008
비교예 1 0.0037
비교예 2 0.0023
표 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 39에 따른 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조한 프리즘 시트 1 내지 39의 색좌표 변화값은, 비교예 1에 따른 조성물을 이용하여 제조한 비교 시트 1의 색좌표 변화값에 비해서 작은 값을 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 시간이 경과하더라도 프리즘 시트 1 내지 39의 변색 정도는 비교 시트 1의 변색 정도보다 적다는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 11 내지 13, 24 내지 26 및 36 내지 39에 따른 유-무기 하이브리드 조성물을 이용하여 제조한 프리즘 시트들의 색좌표 변화값은, 비교예 2에 따른 조성물을 이용하여 제조한 비교 시트 2의 색좌표 변화값에 비해 작은 값을 갖는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 크롬이 황변을 억제할 수 있다는 것을 확인할 수 있으며, 휘도, 광투과도 및 황변 억제를 모두 만족할 수 있는 조성물은 본 발명에 따른 조성물임을 알 수 있다.

Claims (19)

  1. 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 세륨(Ce) 중에서 적어도 하나의 금속을 함유하는 지르코니아 입자; 및
    상기 금속 함유 지르코니아 입자가 분산된 경화성 수지를 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자에서,
    지르코니아 100 중량부에 대해서, 상기 금속의 함량은 0.1 중량부 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는 크롬(Cr)을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자가 크롬을 더 포함하는 경우,
    크롬은 상기 금속 함유 지르코니아 100 중량부에 대해 0.01 중량부 내지 10 중량부로 더 포함되는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 경화성 수지 100 중량부에 대해서,
    상기 금속 함유 지르코니아 입자의 함량은 5 중량부 내지 70 중량부인 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자의 평균 입경은 1 nm 내지 80 nm 인 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 경화성 수지는 광경화성 또는 열경화성 수지인 유-무기 하이브리드 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 경화성 수지는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013005151-appb-I000006
    상기 화학식 1에서,
    R1은 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고,
    R2는 수소 또는 메틸기를 나타내고,
    Ar은 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
    Q는 산소 또는 황을 나타내며,
    m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수를 나타낸다.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 경화성 수지는 하기 화학식 2의 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2013005151-appb-I000007
    상기 화학식 2에서,
    R1은 수소 또는 메틸기를 나타내고,
    R2는 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고,
    Ar은 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴기를 나타내고,
    m은 0 내지 8의 정수를 나타내며,
    P는 산소 또는 황을 나타낸다.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 경화성 수지는
    하기 화학식 3의 구조를 갖는 화합물을 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2013005151-appb-I000008
    상기 화학식 3에서,
    R1은 수소 또는 메틸기를 나타내고,
    R2는 수산화기가 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기를 나타내고,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40을 갖는 아릴렌기 또는 탄소수 3 내지 40을 갖는 헤테로아릴렌기를 나타내고,
    P는 산소 또는 황을 나타내고,
    Q는 산소 또는 황을 나타내고,
    i, j, n, m은 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수를 나타내며,
    Y는 -C(CH3)2-, -CH2-, -S-,
    Figure PCTKR2013005151-appb-I000009
    또는 를 나타낸다.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는 표면 개질된 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자는
    실란 화합물 및 카르복실산 중 적어도 어느 하나에 의해 표면 개질된 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물.
  13. 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 세륨(Ce) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 지르코니아 입자를 제조하는 단계; 및
    상기 금속 함유 지르코니아 입자와 경화성 수지를 혼합하는 단계를 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자를 제조하는 단계는,
    알루미늄 전구체, 주석 전구체 및 세륨 전구체 중에서 선택된 적어도 하나를 지르코늄 전구체와 혼합하는 단계; 및
    상기 전구체들의 혼합물을 교반 및 초음파 처리하는 단계를 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 교반 및 초음파 처리하는 단계 이후에,
    상기 혼합물을 200 ℃ 내지 350 ℃의 온도 및 25 기압 내지 40 기압의 압력 조건 하에서 3시간 내지 7시간 동안 반응시키는 단계를 더 포함하는 유-무기 하이브리드 조성물의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 금속 함유 지르코니아 입자 및 상기 경화성 수지를 혼합하는 단계에서, 표면 개질제를 더 혼합하고,
    상기 금속 함유 지르코니아 입자, 상기 표면 개질제 및 상기 경화성 수지는 20 ℃ 내지 150 ℃ 범위에서 10 분 내지 20 시간 동안 혼합하는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 조성물의 제조방법.
  17. 마이크로 패턴이 형성된 하나 이상의 광학층을 포함하며,
    상기 광학층은 제 1 항 내지 제 12항에 따른 조성물로 형성된 광학시트.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 광학층에 형성된 마이크로 패턴은, 삼각형의 단면 형상이 반복되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  19. 제 17 항에 따른 광학시트를 포함하는 광학장치.
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