(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオール（Ｐｏｌｙｏｌ）とポリイソシアネート（Ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）とを混合して、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎであるポリウレタンフィルムを製造するディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法であって、
前記ポリオールは、５０〜３００ｇ／ｍｏｌのＯＨ当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）で混合され、
前記ポリイソシアネートは、２００〜５００ｇ／ｍｏｌのＮＣＯ当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）で混合され、
前記ポリウレタンフィルムのウレタン結合モル数が１．７×１０−３（ｍｏｌ／ｇ）以下であることを特徴とするディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記ポリウレタンフィルムの光学特性ｈａｚｅ値が２％以下であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法。
【請求項３】
前記ポリオールは、ポリエチレングリコールポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアクリルポリオール、およびポリカーボネートポリオールジオールからなる群より選択されるいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記ポリイソシアネートは、ジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，１２−ドデカンジイソシアネート、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、１−イソシアネート−３，３，５−トリメチル−５−イソシアネートメチル−シクロヘキサン、２，４−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、２，６−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−１，３−フェニレンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−１，４−フェニレンジイソシアネート、パーヒドロ−２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、パーヒドロ−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、１，４−ズロールジイソシアネート（ＤＤＩ）、４，４’−スチルベンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、トルエン２，４−ジイソシアネート、トルエン２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、およびナフチレン−１，５−イソシアネート（ＮＤＩ）からなる群より選択されるいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記ポリウレタンフィルムは、ハプティックディスプレイ用高誘電弾性透明フィルムに使用されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月２５日付で韓国特許出願第１０−２０１５−０１３６８６６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ディスプレイ用ポリウレタンフィルムおよびその製造方法に関し、より詳細には、高誘電率および低モジュラス特性を有するディスプレイ用ポリウレタンフィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）に対するユーザの直観的な使用のためにタッチスクリーン（ｔｏｕｃｈ  ｓｃｒｅｅｎ）技術が適用されたディスプレイが広く用いられており、最近は、単純に画面をタッチして操作するタッチスクリーンを超えて、ユーザへの新しいユーザ経験のために、タッチスクリーンにハプティックフィードバックを付与するハプティック機能が発展した。ここで、ハプティックは、ユーザに触覚と力、運動感などを感じさせる技術である。
【０００４】
一般的に、ハプティック技術は、タッチ入力が可能なディスプレイに電気的信号を振動のような機械的エネルギーに変換することで実現可能なため、電気活性に優れた透明ハプティックフィルムの開発が要求されている。
【０００５】
このような電気活性を有するフィルムの材料として多様な電気活性ポリマーを使用することができる。例えば、電圧による相転移を通した体積変化を利用したＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ方式を用いるＰＶＤＦなどの高分子、または誘電体のｃｈａｒｇｉｎｇによって垂直方向に収縮膨張をするＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ方式を用いるウレタンなどの高分子がある。
【０００６】
このようなハプティックディスプレイ用フィルムは、ディスプレイ用であるので、基本的に透過度およびｈａｚｅ特性に優れていなければならないが、前記Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ方式を用いるＰＶＤＦフィルムの場合、ｐｏｌｉｎｇ後、結晶性によるｈａｚｅの問題が発生するという根本的な特徴の問題がある。
【０００７】
したがって、誘電体のｃｈａｒｇｉｎｇによって垂直方向に収縮膨張をするＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ方式を用いて、誘電率、モジュラス、光学特性に優れた高分子フィルムを開発して、ハプティックディスプレイに適用することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来技術の問題点を解決すべく、
本発明は、誘電率およびモジュラス特性の改善により電気活性を極大化できるディスプレイ用ポリウレタンフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、
本発明は、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎであるディスプレイ用ポリウレタンフィルムを提供する。
【００１０】
また、本発明は、ポリオール（Ｐｏｌｙｏｌ）とポリイソシアネート（Ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）とを混合して、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎであるポリウレタンフィルムを製造するディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムによれば、
ポリウレタンフィルムの誘電率およびモジュラス特性が改善されて電気活性を極大化することで、ハプティック性能を改善できるだけでなく、透過度およびｈａｚｅ特性に優れてディスプレイに適用できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の誘電弾性体の特性を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムについて詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、ディスプレイに使用するためのフィルムの材質としてポリウレタンを使用する。
【００１５】
このようなポリウレタンフィルムを使用する場合、他の材質のフィルムを使用する場合に比べて基本的な弾性を有しながらも、高い誘電率を有することができ、一般的に透明性が非常に優れるという利点がある。
【００１６】
前記ポリウレタンフィルムは、弾性と誘電性をすべて有する誘電性弾性体（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）の特性を有するフィルムであって、図１のように示すことができ、このような誘電性弾性体の変形率（ｓｔｒａｉｎ）を求めるための式は、下記式１で表すことができる。
【００１７】
【数１】
0006707623.tif 000002
ｓｚ＝変形率（ｓｔｒａｉｎ）
εｒ＝誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）
ε０＝真空誘電率
Ｖ＝電圧（ｖｏｌｔａｇｅ）
Ｙ＝弾性モジュラス（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）
【００１８】
本発明は、前記のような誘電性弾性体の変形率を調節して電気活性を極大化するために、誘電率（εｒ）およびモジュラス（Ｙ、ｓｔｒｅｓｓ変化／ｓｔｒａｉｎ変化の比率；単位Ｎ／ｍｍ２）の特性を改善することを特徴とする。
【００１９】
前記のように、本発明は、高い誘電率および低いモジュラス、すなわちｅ／Ｙの値が最適化された誘電性弾性体を開発するもので、本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎであってもよいし、さらに好ましくは、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が３〜１０ｍｍ２／Ｎであってもよい。前記誘電率／弾性係数の値が２ｍｍ２／Ｎ未満であれば、ハプティック特性を十分に実現しにくい問題があり、１５ｍｍ２／Ｎ超過であれば、ポリウレタンの弾性係数が非常に低かったり、架橋密度が低いことがあるため、ポリウレタンフィルムが破れやすかったり、過度に伸びやすい問題がある。これに対し、前記誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎを満足すると、ｈａｚｅと透過率のような光学特性に優れるだけでなく、振動加速度の増加によって優れたハプティック特性を有することができる。
【００２０】
また、本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、光学特性ｈａｚｅ値が２％以下であってもよいし、さらに好ましくは、光学特性ｈａｚｅ値が１％以下であってもよい。前記光学特性ｈａｚｅ値が２％超過であれば、ディスプレイ用に使用できない問題がある。
【００２１】
さらに、本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、ウレタン結合モル数が１．７×１０−３（ｍｏｌ／ｇ）以下であってもよい。前記ウレタン結合モル数が１．７×１０−３（ｍｏｌ／ｇ）超過であれば、架橋密度が高くなり、フィルムの弾性係数が大きくなるため、ハプティック特性を示す誘電率／弾性係数の値が小さくなる問題がある。
【００２２】
また、本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、前記のように高い誘電率および低いモジュラス、光学特性およびウレタン結合モル数を有するため、ハプティックディスプレイに使用することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、前記のようなディスプレイ用ポリウレタンフィルムを製造するために、
ポリオール（Ｐｏｌｙｏｌ）とポリイソシアネート（Ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）とを混合して、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎであるポリウレタンフィルムを製造することができる。
【００２４】
前記ディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造は、例えば、下記の反応式１のようなウレタン反応により製造することができる。
【００２５】
【化１】
0006707623.tif 000003
【００２６】
本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造は、前記反応式１のように、ポリオール（ｐｏｌｙｏｌ）とポリイソシアネート（ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）とのウレタン反応により多様な組み合わせが可能であり、ポリオール（ｐｏｌｙｏｌ）またはポリイソシアネート（ｐｏｌｙｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）の特性によって多様な特性のウレタン樹脂を製造できるという利点がある。
【００２７】
前記のような本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造において、前記ポリオールは、ウレタン樹脂を製造するのに使用するものであれば特別な制限はないが、好ましくは、ポリエチレングリコールポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリアクリルポリオール、およびポリカーボネートポリオールジオールからなる群より選択されるいずれか１つ以上を使用することができる。
【００２８】
前記のような本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造において、前記ポリオールは、５０〜３００ｇ／ｍｏｌのＯＨ当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）で混合される。前記ポリオールのＯＨ当量が５０ｇ／ｍｏｌ未満であれば、フィルムの架橋密度が高くなり、弾性係数値が高くなる問題があり、３００ｇ／ｍｏｌ超過であれば、フィルム内のウレタン結合モル数が少なくなって誘電率値が低くなり、架橋密度が低くなってフィルムの強度が弱くなることによって、破れやすくなる問題がある。
【００２９】
前記のような本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造において、前記ポリイソシアネートは、ウレタン樹脂を製造するのに使用するものであれば特別な制限はないが、好ましくは、ジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，１２−ドデカンジイソシアネート、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、１−イソシアネート−３，３，５−トリメチル−５−イソシアネートメチル−シクロヘキサン、２，４−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、２，６−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−１，３−フェニレンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−１，４−フェニレンジイソシアネート、パーヒドロ−２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、パーヒドロ−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、１，４−ズロールジイソシアネート（ＤＤＩ）、４，４’−スチルベンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、トルエン２，４−ジイソシアネート、トルエン２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、およびナフチレン−１，５−イソシアネート（ＮＤＩ）からなる群より選択されるいずれか１つ以上を使用することができる。
【００３０】
また、本発明のディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造において、前記ポリイソシアネートは、２００〜５００ｇ／ｍｏｌのＮＣＯ当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）で混合される。前記ポリイソシアネートのＮＣＯ当量が２００ｇ／ｍｏｌ未満であれば、フィルムの架橋密度が高くなり、弾性係数値が高くなる問題があり、５００ｇ／ｍｏｌ超過であれば、フィルム内のウレタン結合モル数が少なくなって誘電率値が低くなり、架橋密度が低くなってフィルムの強度が弱くなることによって、破れやすくなる問題がある。
【００３１】
本発明の製造方法により製造されたディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎであってもよいし、さらに好ましくは、誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が３〜１０ｍｍ２／Ｎであってもよい。前記誘電率／弾性係数の値が２ｍｍ２／Ｎ未満であれば、ハプティック特性を十分に実現しにくい問題があり、１５ｍｍ２／Ｎ超過であれば、ポリウレタンの弾性係数が非常に低かったり、架橋密度が低いことがあるため、ポリウレタンフィルムが破れやすかったり、過度に伸びやすい問題がある。これに対し、前記誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）／弾性係数（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）の値が２〜１５ｍｍ２／Ｎを満足すると、ｈａｚｅと透過率のような光学特性に優れるだけでなく、振動加速度の増加によって優れたハプティック特性を有することができる。
【００３２】
また、本発明の製造方法により製造されたディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、光学特性ｈａｚｅ値が２％以下であってもよいし、さらに好ましくは、光学特性ｈａｚｅ値が１％以下であってもよい。前記光学特性ｈａｚｅ値が２％超過であれば、ディスプレイ用に使用できない問題がある。
【００３３】
さらに、本発明の製造方法により製造されたディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、ウレタン結合モル数が１．７×１０−３（ｍｏｌ／ｇ）以下であってもよい。前記ウレタン結合モル数が１．７×１０−３（ｍｏｌ／ｇ）超過であれば、架橋密度が高くなり、フィルムの弾性係数が大きくなるため、ハプティック特性を示す誘電率／弾性係数の値が小さくなる問題がある。
【００３４】
また、本発明の製造方法により製造されたディスプレイ用ポリウレタンフィルムは、前記のように高い誘電率および低いモジュラス、光学特性およびウレタン結合モル数を有するため、ハプティックディスプレイに使用することができる。
【００３５】
一方、前記ディスプレイ用ポリウレタンフィルムの製造方法において、上述したディスプレイ用ポリウレタンフィルムと重複する構成に関する説明は同一である。
【００３６】
［実施例］
以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇および技術思想の範囲内で多様な変更および修正が可能であることは当業者にとって自明であり、このような変更および修正が添付した特許請求の範囲に属することも当然である。
【００３７】
（実施例）
ウレタンフィルムの製造
下記表１のように、ポリオールおよびポリイソシアネートをそれぞれ下記の当量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ）比で混合した後、０．０１％の触媒ＤＢＴＤＬ（Ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎ  ｄｉｌａｕｒａｔｅ）を追加して均一に混合した。以後、バーコーティング方法を利用してｇｌａｓｓ基材にコーティングし、１００℃で３時間処理した後、ｇｌａｓｓから分離して、８０μｍの厚さのウレタンフィルムを得た。
【００３８】
【表１】
0006707623.tif 000004
【００３９】
（実験例）
物性の測定
前記製造されたウレタンフィルムに対して、それぞれ誘電率、モジュラス、光学特性およびハプティック特性を下記のように測定した。
【００４０】
１．誘電率
２ｃｍ＊２ｃｍの面積でフィルムの両面にＰｔを蒸着した後、１ｋＨｚでＣａｐａｃｉｔａｎｃｅを測定し、厚さと面積を用いて誘電率（Ｆ／ｍ）を求めた。
【００４１】
２．モジュラス
ＵＴＭ機器（Ｚｗｉｃｋ  Ｒｏｅｌｌ社のＺ０１０ＵＴＭ機器）を用いて、ｓｔｒｅｓｓ／ｓｔｒａｉｎの測定によりモジュラス値を求めた。
【００４２】
３．光学特性
Ｈａｚｅ  ｍｅｔｅｒ  ＣＯＨ４００（Ｎｉｐｐｏｎ  Ｄｅｎｓｈｏｋｕ社）を用いて、ヘイズ（ｈａｚｅ）と透過率（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）を測定した。
【００４３】
４．ハプティック（ｈａｐｔｉｃ）特性
ハプティック特性を測定するために、フィルムの両面に印加した電圧下でフィルムの揺れを振動加速度で表して測定した。
８０μｍの厚さに製造されたフィルムの両面にＩＴＯ蒸着ＰＥＴフィルムを付着させ、電圧（１．５ｋＶ〜−１．５ｋＶ）を印加した後、この時のフィルムの揺れを振動測定装置で測定した。
【００４４】
【表２】
0006707623.tif 000005
【００４５】
前記表２に示しているように、本発明により製造された実施例１〜実施例３のポリウレタンフィルムは、誘電率／モジュラスの比率が２〜１５ｍｍ２／Ｎに調節されることによって、ヘイズおよび透過率の光学特性に優れているため、ディスプレイ用に使用できるだけでなく、ハプティック特性（振動加速度）に優れているため、ハプティック用ディスプレイに使用できることが分かった。これに対し、比較例１〜３のポリウレタンフィルムは、光学特性およびハプティック特性が低下するため、ハプティックまたはディスプレイ用フィルムに使用するのに十分でないことが分かった。
【図１】
0006707623.tif 000006