KR101179139B1

KR101179139B1 - 무비드 확산 시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 무비드 확산 시트

Info

Publication number: KR101179139B1
Application number: KR1020120035728A
Authority: KR
Inventors: 최윤기; 이재순; 한창렬; 서동규; 조재형
Original assignee: (주)코이즈
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2012-09-07
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: CN103158258A; CN103158258B

Abstract

본 발명은 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 양각패턴을 포함하는 마스터 몰드를 제조하는 제1 단계; 광경화성 수지용액에 이온성 계면활성제를 첨가하여 나노 크기의 기포를 형성하는 제2 단계; 상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 양각패턴에 대응하는 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각 패턴을 포함하는 전사몰드를 제조하는 제3 단계; 및 상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 음각패턴에 대응하는 나노 크기의 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하는 제4 단계를 포함하는 무비드 확산시트의 제조방법에 관한 것이다.

Description

무비드 확산 시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 무비드 확산 시트{METHOD OF MANUFACTURING A DIFFUSION SHEET WITHOUT A BEAD, AND A DIFFUSION SHEET WITHOUT A BEAD USING THE SAME}

본 발명은 대전방지성이 우수한, 고 헤이즈를 갖는 확산시트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일한 광학 특성을 나타내는 대전방지성이 우수한 고 헤이즈 확산시트를 대량으로 제조할 수 있는 무비드 확산시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 무비드 확산 시트에 관한 것이다.

액정표시장치는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로서, 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어 현재 산업 전반에 광범위하게 사용되고 있다.

액정표시장치는 영상을 표시하는 표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광 소자이기 때문에, 상기 표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.

상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 광원, 상기 광원으로부터 광을 입사 받아 상부로 출사시키는 도광판 및 상기 도광판을 통해 출사된 광을 상기 패널 전면으로 확산시키는 확산시트를 포함한다.

상기 확산시트는 상기 도광판으로부터 출사되어 정면으로 향하는 광을 분산시켜, 백라이트 어셈블리의 휘도 균일성을 향상시키는 역할을 한다.

일반적으로 확산시트는 투명 재질의 기재에 실리카, 탄산칼슘, 산화티타늄, 유리 비드 등의 광 확산재를 함유하는 광 확산층을 고정하는 방식으로 제조된다(대한민국 등록특허 제1996-0015775호). 그러나 상기 광 확산층은 양산과정에서 시간이 지나감에 따라 비드가 뭉치거나 점도가 변하게 되어 동일한 광학 특성을 보이는 확산시트를 제조하는데 기술적 한계를 나타내었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 확산시트의 제조 방법에 대한 활발한 시도가 이루어지고 있다.

예를 들어, 대한민국 공개특허 제2009-0014623호는 확산 성능을 향상시킬 목적으로 광확산층 내에 발포제의 열분해를 통해, 1~20㎛ 크기의 기포를 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 고 헤이즈를 구현하는 데 한계가 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제2007-0003974호는 광확산시트 표면에 전사방법을 이용하여, 수 마이크로미터 깊이로 다각추형태의 요철 표면을 형성하여 모아레나 간섭 무늬를 억제하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이 방법으로는 동일한 광학 특성을 갖는 확산시트를 대량으로 제조할 수 없으며, 고 헤이즈를 구현할 수도 없다.

또한, 대한민국 공개특허 제2010-0131923호는 형상전사공정을 이용하여 볼록모양의 구조체가 형성된 확산시트를 제조하는 방법을 개시하고, 대한민국 등록특허 제0882992호는 광 확산제를 수지 내에 함유시켜 형성된 확산시트를 개시하고 있다. 그러나 이러한 방법에 의해 제조된 확산시트는 낮은 헤이즈 값을 나타낸다.

또한, 대한민국 등록특허 제1000440호는 베이스 필름 한 면에 복수의 제1볼록부와 복수의 제1홈부를 포함하는 확산층을 포함하는 확산시트를 개시하고 있다. 상기 확산층은 복수의 확산입자를 포함하며, 상기 볼록부 및 홈부는 확산층에 포함된 복수의 확산입자에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 그러나, 이러한 복수의 탈리 현상은 확산시트의 확산율을 저하시키고, 실장 후 백라이트 유닛의 광효율의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점을 나타낸다.

KR

1996-0015775

B

KR

2009-0014623

A

KR

2007-0003974

A

KR

2010-0131923

A

KR

0882992

B

KR

1000440

B

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 동일한 광학 특성을 나타내고, 이형성 및 대전방지성이 우수한 고 헤이즈 확산시트를 대량으로 제조할 수 있는 무비드 확산시트의 제조방법 및 이에 따라 제조한 무비드 확산시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 양각패턴을 포함하는 마스터 몰드를 제조하는 제1 단계;

광경화성 수지용액에 이온성 계면활성제를 첨가하여 나노 크기의 기포를 형성하는 제2 단계;

상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 양각패턴에 대응하는 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각 패턴을 포함하는 전사몰드를 제조하는 제3 단계; 및

상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 음각패턴에 대응하는 나노 크기의 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하는 제4 단계를 포함하는 무비드 확산시트의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 비드 형상에 대응하는 음각패턴의 1차 반구형상에, 이온성 계면활성제를 이용하여 표면에 나노 크기의 2차 형상인 돌출형상을 구현하며, 또한 형성된 음각패턴을 이용하여 나노 크기의 함몰형상을 가진 반구형상의 양각패턴을 구현함으로써 고 헤이즈의 확산패턴을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 표면저항을 낮춰 대전방지성 및 이형성을 부여할 수 있는 무비드 확산시트를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 확산제를 사용하지 않음으로써 동일한 광학 특성을 나타내는 무비드 확산시트를 대량으로 제조할 수 있다.

도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 무비드 확산시트 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 개념도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예 1에 따른 음각패턴 무비드 확산시트의 SEM 사진이다.
도 3a 및 3b은 본 발명의 실시예 1에 따른 양각패턴 무비드 확산시트의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 양각패턴 비드 확산시트의 SEM 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 양각패턴을 포함하는 마스터 몰드를 제조하는 제1 단계; 광경화성 수지용액에 이온성 계면활성제를 첨가하여 나노 크기의 기포를 형성하는 제2 단계; 상기 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 양각패턴에 대응하는 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각 패턴을 포함하는 전사몰드를 제조하는 제3 단계; 및 상기 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 음각패턴에 대응하는 나노 크기의 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하는 제 4단계를 포함하는 무비드 확산시트의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 무비드 확산시트는 비드(bead)를 포함하지 않는 확산시트를 의미하는 것으로 한다.

본 발명의 제1 단계는, 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 양각패턴을 포함하는 마스터 몰드를 제조하는 단계이다.

상기 베이스 필름으로는 투명한 기재 필름으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리스틸렌(PS)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하지만, 이외에도 투명하고, 빛의 통과를 저해하지 않으며, 목적하는 용도에 대응하는 탄성, 내구성 등의 특성을 구비한다면, 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 베이스 필름의 두께는 20~400㎛인 것이 바람직하며, 38~380㎛인 것이 더욱 바람직하다.

상기 제1 단계에서, 베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 양각패턴을 포함하는 마스터 몰드를 제조하기 위해, 수지에 비드를 혼합한 후 베이스 필름의 일면에 도포한다.

상기 수지로는 열경화성 수지, 광경화성 수지 등을 특별한 제한없이 사용할 수 있다.

상기 비드는 우레탄 수지, 염화 비닐, 아크릴 수지, 유리 등일 수 있으며, 비드의 입도는 1~100㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3~30㎛이다.

상기 비드는 입도 분포도에 따라 산출되는 변동계수[=(표준편차/평균) X 100]를 기준으로, 일반적으로 단분산 비드(변동계수 15% 미만)와 다분산 비드(변동계수 15~45%)로 분류할 수 있다. 본 발명에서는 단분산 비드를 단독으로 사용하거나 다분산 비드를 혼용하여 사용할 수 있다. 경제적 측면과 코팅면의 외관측면에서는 다분산 비드를 혼용하여 사용하는 것이 더 바람직하다.

다분산 비드를 혼용하여 사용할 경우 마스터 몰드 제조시 비드 크기에 따른 곡률 차이로 인해 코팅 표면이 더욱 거칠어지며, 빛의 굴절에 더 효과적이어서 단분산 비드 단독 사용보다 광확산 효과가 더 크다.

상기 베이스 필름에 도포되는 수지의 두께는 2~50㎛이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2~20㎛이다.

상기 양각패턴은 1~100㎛ 크기의 직경을 갖는 반구형 패턴인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구체예에서는, 입도가 1~100㎛인 다분산 비드가 혼재된 열경화성 수지를 투명한 베이스 필름의 일면에 두께가 2~50㎛가 되도록 도포하고 가열 경화함으로써 베이스 필름의 일면에 양각패턴을 형성한다.

본 발명의 다른 구체예에서는, 입도가 1~100㎛인 단분산 비드가 사용된 열경화성 수지를 투명한 베이스 필름의 일면에 두께가 2~50㎛가 되도록 도포하고 가열 경화함으로써 베이스 필름의 일면에 양각패턴을 형성한다.

상기 제2 단계는 광경화성 수지용액에 이온성 계면활성제를 첨가하여 나노 크기의 기포를 형성하는 단계이다.

이온성 계면활성제는 광경화성 수지용액 중에 나노크기의 기포를 안정적으로 형성하게 하며, 수지 몰드에 이형성, 대전방지성을 부여하여 본 발명의 확산시트의 취급을 용이하게 한다.

일반적으로 수지 제조과정에서 발생하는 수 마이크로 크기의 기포는 외관 불량 등의 많은 문제점을 유발한다.

그러나, 본 발명자들은 수지 제조과정에서 발생하는 기포를 이용하여 1차 비드형상 표면에 2차로 반구형 함몰부 또는 돌출부를 형성하여, 함몰부 또는 돌출부 표면에서 빛의 굴절에 의한 확산을 강화시켜 고 헤이즈 확산시트를 제조할 수 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이를 구체적으로 설명하기로 한다.

기포는 액체의 얇은 막속에 기체가 갇혀 형성되는 다면체 가스 셀들의 벌집구조로 정의되는데, 일반적으로 공기는 가장 소수성이 큰 매질중의 하나로 볼 수 있다. 이러한 공기의 소수성 때문에 공기와 접하는 표면은 계면활성제와 같은 양친매성 분자들이 가장 먼저 흡착할 수 있는 계면이 된다. 계면활성제가 표면에 흡착되면 계면활성제들은 가지런히 배향되어 라멜라 구조를 가지게 되고, 그 결과 액체-공기의 구조대신에, 액체-계면활성제 라멜라 층-공기의 구조로 변환됨으로써 표면장력이 낮아지게 된다.

한편, 계면활성제는 표면장력을 낮추어 기포에 안정성을 부여하기도 하지만, 기포의 라멜라 두께가 얇아지는 것을 방해하여 기포가 소멸되는 것을 지연시킨다.

기포가 안정적이기 위해선 기포막의 두께가 임계치에 도달하였을 때, 기포로부터 액체 및 기체의 누출이 지연되어야 한다. 기포막으로부터 액체의 누출은 기포막의 박막화를 초래하고 임계치에 도달하면, 기포는 자연적으로 소멸하게 되기 때문이다.

이와 같이 기포를 불안정하게 하는 액체의 누출을 유발하는 요인으로는 중력과 표면장력을 들 수 있다. 이중 중력효과는 두꺼운 기포막에서 주로 작용하며, 벌크용액상의 점도에 따라 중력효과가 달라진다. 따라서 안정화된 기포를 얻기 위해서는 벌크용액상에 증점제를 첨가하여야 한다. 임계미셀농도 이상에서 라멜라상의 액정형성은 기포에서 액체의 누출을 지연시킴으로써 기포를 안정화시킬 수 있다.

한편, 라멜라 표면의 위치에 따라 곡률이 달라 압력에 차이가 나타난다. 그 결과 라멜라로부터 Plateau border로 용액의 누출이 일어나고 박막화가 진행된다.

또한, 기포 크기의 차가 커질수록 라멜라의 표면장력이 증가된다.

기포막을 뚫고 기체가 확산하는 것도 기포의 안정성에 영향을 준다. 두 기포사이의 확산속도 q는 다음과 같이 정의 된다.

q=-JAP

P=2r(1/R₁-1/R₂)

J: 투과성

A: 유효한 수직면(effective perpendicular area)

P: 두 기포사이의 압력차(Laplace식: P=r(1/R₁+1/R₂))

r: 표면장력

R₁, R₂: 기포 반지름

상기 식에서 마이너스 부호는 확산이 압력 감소방향이고, 작은 기포의 압력이 큰 기포의 경우보다 커서, 큰 기포가 작은 기포를 흡수하게 됨을 의미한다. J값은 기포막에서의 기체투과성으로부터 얻어지는데, 기포막에서 계면활성제의 단분자층이 밀집 충진될 때는 기체투과성이 감소하여 기포안정성이 보다 안정해진다.

한편, 계면활성제가 직쇄형이고 탄소쇄가 길어질수록, 그리고 친수기의 분자량이 작아질수록 기포막의 투과저항성이 커진다. 이온성 계면활성제에 약간의 고급알콜을 첨가하면 기포막의 투과성이 현저히 감소한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 분자량이 크고 대전방지성을 가지는 이온성 계면활성제를, 광경화성 수지 고형분 대비 0.01~5중량%의 배합비로 첨가한 후, 호모믹서나 고속 교반기를 이용하여 교반하여 직경이 10~900nm 범위의 불균일한 크기의 나노 크기의 기포를 형성시킨다. 기포의 직경이 10nm 미만인 경우 과량의 계면활성제를 첨가하게 되어 기재 접착력 및 경제성이 떨어지며, 900nm 초과인 경우 제조공정상 기포의 안정성이 떨어질 뿐만 아니라 균일한 도포막을 형성하기가 어렵다.

이온성 계면활성제를 사용하여 제조된 음각형 전사몰드를 이용하여 양각패턴 무비드 확산시트를 생산할 경우, 음각형 전사몰드 표면에 계면활성제가 배열됨으로써 대전방지성 및 이형성을 향상시켜 생산성을 높이는 효과도 추가적으로 얻을 수 있다.

상기 이온성 계면활성제는 광경화성 수지 고형분 대비 0.01~5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

이온성 계면활성제가 광경화성 수지 고형분 대비 0.01중량% 미만으로 첨가될 경우 기포 안정성 및 대전방지성, 이형성이 떨어질 수 있으며, 5중량%을 초과하여 첨가될 경우 기재 접착력이 떨어질 수 있다.

상기 이온성 계면활성제로는 알킬 아민옥사이드(alkyl amineoxide), 알킬 포스핀옥사이드(alkylphosphineoxide), 알킬 설폭사이드(alkylsulfoxide), 4차 알킬 암모늄 할라이드(alkyl quaternary ammonium halide), 알킬 이미다졸염 할라이드(alkyl imidazolium halide), 알킬 피리디늄 할라이드(alkyl pyridinium halide), 알킬 설포니움 할라이드(alkyl sulfonium halide) 및 알킬 포스포늄 할라이드(alkyl phosphonium halide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 기포 안정성을 유지하기 위해 탄화수소계열의 아크릴레이트나 알킬우레탄 아크릴레이트 수지를 혼합한다.

수지의 굴절률은 1.43~1.53이 바람직하며, 수지 굴절률이 상기 범위를 벗어나게 되면 수지 가격이 높아짐으로써 생산 단가가 높아지는 문제점이 있다. 광확산 관점에서 보면 수지 굴절률이 낮을수록 헤이즈는 더 높다.

추가적으로 이형성을 고려하여 수지는 유리전이온도(Tg)가 80^oC 이하인 탄성을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용가능한 광경화성 수지의 예를 들면, 낮은 유리전이온도를 구현하는 수지로, 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 카프로락톤 아크릴레이트, 옥틸데실 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 아이소데실 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가(2~8몰)페놀 아크릴레이트, 테트라하이드로퓨란 아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가(2~10몰) 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 부가(2~4몰) 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 및 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

또는, 내열, 고온 신뢰성을 확보하기 위한 광경화성 수지로, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A 타입의 아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 비스페놀 A (에틸렌옥사이드 부가 3~30몰) 디(메타)아크릴레이트 및 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트 중에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

또는, 탄성을 부여하기 위해, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 이관능성 우레탄 아크릴레이트, 삼관능성 우레탄 아크릴레이트, 실리콘 우레탄 (메타)아크릴레이트 및 실리콘 폴리에스터 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

또는, 기재와의 접착력을 향상시키기 위해, 다관능성 아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 트리메틸올프로판 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가(3~15몰) 트리메틸올프로판 (메타)아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 부가(3몰) 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스 2-하이드록시에틸 아이소시아네이트 트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 6관능성 유레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 광경화성 수지용액은 아크릴아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함한다.

상기 광경화성 수지용액은 광개시제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 광개시제는 수지 고형분 대비 10중량% 이내로 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로서, 광경화성 수지와, 광경화성 수지 고형분에 대하여 0.01~5중량%의 이온성 계면활성제 및 0.5~10중량%의 광개시제를 호모믹서에 넣고 대기압 하에서 고속 교반하여 기포를 형성할 수 있다.

본 발명의 제3 단계는, 제2 단계에 따라 기포가 형성된 광경화성 수지용액을 이용하여, 제1 단계에서 형성된 양각패턴에 대응하는 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각패턴을 포함하는 전사몰드를 형성하는 단계이다.

상기 음각패턴은 전사몰드 표면으로부터 10~900nm 높이로 돌출된 돌출부를 갖는, 직경 1~100㎛의 반구형 패턴인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 제1 단계에서 제조한 마스터 몰드의 양각패턴에 제2 단계에서 제조한 광경화성 수지용액을 도포하고 압착롤을 이용하여 압착하면서 광경화시킴으로써 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각패턴을 포함하는 전사몰드를 제조한다.

상기 도포되는 수지용액의 두께는 2~50㎛이 바람직하다.

본 발명의 제4 단계는, 상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서 상기 전사몰드에 포함된 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각패턴에 대응하는, 나노 크기의 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하는 단계이다.

제3 단계에서 제조한 전사몰드에 포함된 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각패턴에, 제2 단계에서 제조한 광경화성 수지용액을 도포하고 압착롤을 이용하여 압착하면서 경화시킴으로써, 나노 크기의 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조한다.

상기 도포되는 광경화성 수지용액의 두께는 2~50㎛이 바람직하다.

본 발명에 따라 제조한 확산시트는 표면저항이 10¹³Ω 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조한 양각패턴 무비드 확산시트는 상기 제3 단계의 음각패턴을 포함하는 전사몰드를 제조하기 위한 양각패턴으로 사용할 수도 있다.

본 발명의 다른 측면은, 본 발명에 따라 제조한 양각패턴 확산시트를 전사몰드로 사용하여 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하는 것을 특징으로 하는 음각패턴 무비드 확산시트의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 제 3단계와 4 단계의 확산시트를 전사몰드로 사용하여 양각 또는 음각 형태의 무비드 확산시트를 대량으로 복제 생산할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 제조된 무비드 확산시트는 나노 크기의 함몰부 또는 돌출부를 포함하는 확산패턴을 가지고, 이러한 미세 돌출부 및 함몰부 경사면에서 빛의 굴절이 이루어져 모아레나 간섭 줄무늬를 억제할 수 있어, 높은 헤이즈와 낮은 표면 저항을 갖는 대전 방지성이 우수한 특성을 나타낸다.

본 발명은, 본 발명의 무비드 확산시트의 제조방법에 따라 제조한 무비드 확산시트를 제공한다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

<실시예 1>

제1 단계: 마스터 몰드의 제조

대한민국 등록특허 제1993-0008494호와 대한민국 등록특허 제0863773호에 개시된 방법을 이용하여 마스터 몰드를 제조하였다. 사용한 기재로는 125㎛두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 시트(H32F, 코오롱사), 비드입자는 평균입경이 5, 10, 15㎛인 다분산 비드(간츠사)를 혼합 사용하였으며, 사용한 수지는 열경화성 수지로 애경화학 A811 제품을 사용하여 양각패턴의 마스터 몰드를 제조하였다.

제2 단계: 나노 기포가 형성된 광경화성 수지 용액의 제조

수지굴절률이 1.46인 광경화성 수지로 에틸렌옥사이드 부가 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원상사, 제품명: M202) 65%, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트(미원상사, 제품명: M420) 13중량%, 프로필렌옥사이드 3몰 부가 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(미원상사, 제품명: M360) 15중량%, 이가큐어 1173(시바사) 5중량%, 이온성 계면활성제(켐톤사, 제품명: CHTA-402(알킬 이미다졸염 할라이드)) 2중량%를 호모믹서에 넣고 3,000 rpm으로 10분간 교반하여 10~900nm의 나노 기포가 형성된 광경화성 수지 용액을 제조하였다.

제3 단계: 음각패턴 전사몰드의 제조

상기 광경화성 수지 용액을 마스터 몰드와 125㎛ PET 기재 사이에 주입하고 압착롤로 압착하면서, 10~500mJ 정도의 광량으로 자외선 램프를 조사하여 경화시킴으로써 나노 크기의 반구형 돌출부를 갖는 음각패턴의 전사몰드를 제조하였다.

제조된 확산시트의 평면과 측면에 대해 SEM 분석을 실시하여 그 결과를 도 2a 및 2b에 나타내었다. 또한, 광학 특성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

제4 단계: 양각패턴 무비드 확산시트의 제조

NP-S20(신아티엔씨사, 수지 굴절률 1.52)에 이온성 계면활성제 (켐톤사, 제품명: CHTA-402(알킬 이미다졸염 할라이드))를 고형분 대비 2중량%가 되게 넣고 교반하여 몰드용 수지를 준비하였다.

준비된 기재 125㎛두께의 PET와, 상기 제3 단계에서 제조된 나노 크기의 반구형 돌출부를 갖는 음각패턴 전사몰드 사이에, 준비한 몰드용 수지를 주입하고 압착롤로 압착하면서 10~500mJ 정도의 광량으로 자외선을 조사하여 나노 크기의 반구형 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하였다.

제조된 확산시트의 평면과 측면에 대해 SEM 분석을 실시하여 그 결과를 도 3a 및 3b에 나타내었다. 또한, 광학 특성을 평가하여 그 결과는 표 1에 나타내었다.

<실시예 2>

양각패턴 무비드 확산시트를 제조함에 있어서, 기재 반대면에 헤이즈가 15%가 되도록 코팅을 실시한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무비드 확산시트를 제조하였다.

광학 특성을 평가하여 그 결과는 표 1에 나타내었다.

<실시예 3>

양각패턴 무비드 확산시트를 제조함에 있어서, 기재 반대면에 헤이즈가 3%가 되도록 코팅을 실시한 것과, 실시예 1의 제1 단계 마스터 몰드의 제조에서 30㎛ 단분산 비드를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 무비드 확산시트를 제조하였다.

광학 특성을 평가하여 그 결과는 표 1에 나타내었다.

<비교예>

대한민국 등록특허 제1993-0008494호와 대한민국 등록특허 제0863773호에 개시된 방법을 이용하여 실시예 1의 제1 단계(마스터 몰드 제조 단계)와 동일하게 비드함유 확산시트를 제조하였다. 제조된 확산필름의 헤이즈는 93.2%이다.

확산시트 광학 특성 평가	패턴형태	헤이즈(%)	투과도(550nm)	표면저항(Ω)
실시예1	음각(제3단계)	96.1	65.1	~10¹²
실시예1	양각(제4단계)	94.8	61.3	~10¹²
실시예2	양각(제4단계)	95.1	61.7	~10¹²
실시예3	양각(제4단계)	94.9	61.5	~10¹²
비교예	양각	93.2	59.5	~10¹⁵

*측정기기: 나카무라 HM 150,

*측정 방향: 후면에서 전면으로

*표면저항 측정기:SIMCO ST-3

상기 결과에서 보여주듯이, 본 발명에 따라 제조된 무비드 확산시트에 포함되는 나노크기의 2차 형상을 갖는 음각패턴 및 양각패턴은 고헤이즈를 구현하며, 높은 투과도 및 낮은 표면 저항을 나타내므로, 그 물성이 우수하다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판

20: 열경화성 수지

30: 비드

40: 광경화성 수지

50: 나노 크기의 돌출부를 포함하는 반구

60: 나노 크기의 함몰부를 포함하는 반구

Claims

베이스 필름의 일면에 비드를 이용하여 양각패턴을 포함하는 마스터 몰드를 제조하는 제1 단계;
광경화성 수지용액에 이온성 계면활성제를 첨가하여 나노 크기의 기포를 형성하는 제2 단계;
상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 양각패턴에 대응하는 나노 크기의 돌출부를 갖는 음각패턴을 포함하는 전사몰드를 제조하는 제3 단계; 및
상기 광경화성 수지용액을 이용하여 자외선 조사 하에서, 상기 음각패턴에 대응하는 나노 크기의 함몰부를 갖는 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 제조하는 제4 단계를 포함하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 양각패턴은 상기 마스터 몰드 표면으로부터 10~900nm 깊이로 함몰된 함몰부를 갖는, 직경 1~100㎛의 반구형 패턴인 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 음각패턴은 상기 전사몰드 표면으로부터 10~900nm 높이로 돌출된 돌출부를 갖는, 직경 1~100㎛의 반구형 패턴인 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 베이스 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리스틸렌(PS)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 베이스 필름의 두께는 20~400㎛인 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 이온성 계면활성제는 알킬 아민옥사이드(alkyl amineoxide), 알킬 포스핀옥사이드(alkylphosphineoxide), 알킬 설폭사이드(alkylsulfoxide), 4차 알킬 암모늄 할라이드(alkyl quaternary ammonium halide), 알킬 이미다졸염 할라이드(alkyl imidazolium halide), 알킬 피리디늄 할라이드(alkyl pyridinium halide), 알킬 설포니움 할라이드(alkyl sulfonium halide) 및 알킬 포스포늄 할라이드(alkyl phosphonium halide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 기포는 10~900nm 크기의 직경을 갖는 것임을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지용액은 아크릴아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 표면저항은 10¹³Ω 이하인 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 이온성 계면활성제는 광경화성 수지 고형분 대비 0.01~5중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 광경화성 수지의 굴절률이 1.43~1.53이고, 유리전이온도(Tg)가 80^oC 이하인 것을 특징으로 하는 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1에 따라 제조한 양각패턴을 포함하는 무비드 확산시트를 전사몰드로 사용하여 자외선 조사 하에서 음각패턴 무비드 확산시트를 제조하는 것을 특징으로 하는 음각패턴 무비드 확산시트의 제조방법.
청구항 1 또는 청구항 12에 따라 제조한 무비드 확산시트.