KR100673796B1

KR100673796B1 - 투명 하드코트 필름

Info

Publication number: KR100673796B1
Application number: KR1020000052765A
Authority: KR
Inventors: 코야마마스오; 히로사와아쓰노부
Original assignee: 키모토 컴파니 리미티드
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2007-01-24
Also published as: US6572961B1; KR20010030288A

Abstract

본 발명은 컬러 CRT(음극선과)나 플랫 패널 디스플레이 등 디스플레이 화면 위에 사용하는 투시가능한 터치 패널 등의 표면기재용 투명 하드코트필름에 관한 것으로, 투명한 고분자 필름 위에 전리방사선 경화형 수지 (電離放射線硬化型樹脂)와 평균입경이 1 ∼ 15 ㎛와 5 ∼ 50 ㎚인 2 종의 무기질 입자로 구성된 단층구조의 투명 하드코트층을 형성하거나, 투명 거분자 필름 위에 전리방사선 경화형 수지와 평균입경이 1 ∼ 15 ㎛인 무기질 입자를 함유하는 제 1투명 하드코트층과 평균입경 5 ∼ 50 ㎚인 무기질 입자를 함유하는 제 2투명 하드코트층을 순차적으로 형성함을 특징으로 하는 다층구조의 투명 하드코트층을 형성함으로서 고정밀 미세화된 컬러 디스플레이 표면에 사용하더라도 컬러화면에 강렬하게 반사되어 잘 보이지 않거나 외부광선에 대한 글레어 방지효과가 뛰어나고 투명성이 저하되어 화상표시가 흐려지지 않아 디스플레이의 시인성(視認性)이 우수한 투명 하드코트필름을 얻을 수 있다.

Description

투명 하드코트 필름{Transparent hard coat film}

도 1은 본 발명의 제 1태양(態樣)을 나타내는 투명 하드코트필름의

1 실시예를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 제 2태양(態樣)을 나타내는 투명 하드코트필름의

1 실시예를 나타내는 단면도.

※ 주요부호에 대한 설명

1. 투명 하드코트필름 3. 투명 하드코트층

2. 투명 고분자 필름 31. 제 1투명 하드코트층

32. 제 2투명 하드코트층

본 발명은 투명 하드코트필름에 관한 것으로, 특히 컬러 CRT(음극선관)나 플 랫 패널 디스플레이 등의 디스플레이 화면 위에 사용하는 투시 가능한 터치 패널 등의 표면기재에 적합한 투명 하드코트필름에 관한 것이다.

종래에, CRT나 플랫 패널 디스플레이 등의 디스플레이 화면 위에 사용하는 투시 가능한 터치패널로서는 디스플레이 화면에 외부로부터 광선이 새어 들어와 눈이 부시게 되어 잘 보이지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 투명 고분자 필름 표면에 요철(凹凸)처리를 한 투명 하드코트필름을 사용하여왔다. 이와 같이, 투명 고분자 필름 상에 표면 요철(凹凸)처리를 실시하여 눈이 부시는 것을 방지하고, 투명성을 저하시키지 않게 하기 위하여 수 ㎛ ∼ 수십 ㎛의 입경을 갖는 비교적 균일한 무기질 입자나 합성수지 입자를 함유하는 투명한 하드코트층이 일반적으로 사용되어왔다.

한편, 터치패널의 디스플레이에 사용되어지는 CRT나 플랫 패널 디스플레이의 컬러화가 진행됨에 따라 각종 디스플레이의 컬러 고정밀 미세화가 진행되어 종래에 눈이 부시는 것을 방지하기 위하여 표면 凹凸 처리를 한 투명 하드코트필름을 터치패널로 사용하면, 고정밀, 미세화된 컬러 화면의 백색부분이 강렬하게 반사하여 옳게 보이지 않게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 고정밀, 미세화된 컬러 디스플레이 표면부 위에 첨부하더라도 컬러 화면이 강렬하게 반사하여 옳게 보이지 않거나, 종래와 같이 외부 광선에 의해 눈이 부시는 것을 방지하고, 투명성이 떨어져 화상이 흐 려지지 아니하여, 디스플레이의 시인성(視認性)이 우수한 투명 하드코트필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 따라서, 본 발명자는 종래의 투명 하드코트필름에 쓰이는 투명 하드코트층의 표면 요철에 대해 예의 연구한 결과, 1) 수 ㎛ ∼ 수십 ㎛의 비교적 균일한 입경을 갖는 무기질 입자나 합성수지 입자를 사용하여 표면 요철을 형성하기 때문에 요철부가 RGB의 발광점 간격과 거의 동일할 정도의 간격을 유지하고, 또 규칙적인 미끄럼 현상이 일어나며, 2) 이 규칙적인 미끄럼에 의한 표면 요철이 렌즈와 같은 작용을 함으로써 컬러표시의 근원이 되는 RGB의 발광점을 확대시키고, 3) 이로 인하여 화면 중에서 RGB의 발광점이 발광하여 백색부분을 특별히 비춰 주므로 본 발명을 해결하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 투명 하드코트필름은 투명 고분자 필름 위에 적어도 전리방사선 경화형 수지 및 둘 이상의 상이한 평균입경을 갖는 무기질 입자로 이루어지는 투명 하드코트층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 투명 하드코트필름은 무기질 입자가 적어도 평균입경 1 ∼ 15 ㎛인 것과 평균입경 5 ∼ 50 ㎛인 두 종류의 무기질 입자로 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 투명 하드코트필름에 있어서, 투명 하드코트층은 1 층이거나 다층이라도 좋으나 1 층의 경우에는 그 층 중에 둘 이상의 서로 다른 평균입경을 갖는 무기질 입자를 함유하여야 하고, 또, 다층인 경우에는 둘 이상의 서로 다른 평균입경의 무기질 입자를 각각 서로 다른 층에 함유시키도록 한다. 이 경우, 투명 고분자 필름측의 층에는 입경이 큰 무기질 입자를 함유시키고, 그 보다 외측 의 층에는 입경이 적은 무기질 입자를 함유시키도록 한다. 즉, 본 발명의 제 1태양(態樣)에 의한 투명 하드코트필름은 투명 고분자 필름 상에 적어도 전리 방사성 경화형 수지 및 둘 이상이 상이한 평균입경을 갖는 무기질 입자로 구성된 단층의 투명 하드코트층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제 2태양에 의한 투명 하드코트필름은 투명의 고분자 필름 상에 적어도 전리 방사성 경화형 수지와 평균입경 1 ∼ 15 ㎛의 무기질 입자를 함유하는 제 1투명 하드코트층과, 적어도 전리방사선 경화형 수지와 평균입경 5 ∼ 50 ㎚의 무기질 입자를 함유하는 제 2투명 하드코트층을 순차적으로 형성함을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명의 투명 하드코트필름은 제 1투명 하드코트층의 막 두께가 2 ∼ 15 ㎛이고, 제 2투명 하드코트층의 막의 두께는 0.2 ∼ 1.5 ㎛인 것이 특징이다.

이하, 본 발명 투명 하드코트필름에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 실시함에 있어서 가장 적합한 형태로서 제 1도는 본 발명의 제 1태양에 대한 투명 하드코트필름을 도시한 그림으로, 단층의 투명 하드코트층을 가지며, 이 투명 하드코트필름(1)은 투명한 고분자 필름(2) 상에 투명 하드코트층(3)을 형성하고 있으며, 이 투명 하드코트층(3)은 적어도 전리방사선 경화형 수지 및 둘 이상의 서로 다른 평균입경을 갖는 무기질 입자로부터 구성되는 것이다.

제 2도는 본 발명의 제 2태양에 의한 투명 하드코트필름을 나타내는 도면으로, 두 층의 투명 하드코트층을 갖고 있다. 이 투명 하드코트필름(1)은 투명 고분자 필름(2) 상에 제 1투명 하드코트층(31)과 제 2투명 하드코트층(32)을 순차적으로 형성한 것으로, 이 제 1투명 하드코트층(31)이 적어도 전리방사선 경화형 수지(311)와 평균입경이 1 ∼ 15 ㎛인 무기질 입자(312)를 함유하고, 이 제 2투명 하드코트층(32)이 적어도 전리 방사성 경화형 수지(321)와 평균입경 5 ∼ 50 ㎛의 무기질 입자(322)를 함유한다. 또한, 이하 필요에 따라 제 1투명 하드코트층(31)과 제 2투명 하드코트층(32)을 합쳐서 투명 하드코트층(3′)이라 총칭한다.

본 발명에 있어서, 투명 하드코트필름의 투명성에 대해서는 투명 고분자 필름(2) 상에 투명 하드코트층(3 또는 3′)을 형성한 상태에서 JIS-K7105에 의한 헤이즈 값으로 평가할 수 있다.

투명성이 우수한 고투명성이라 함은 헤이즈 값으로 10% 이하인 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서, 투명 하드코트필름의 하드코트성은 투명 고분자 필름(2) 상에 투명 하드코트층(3 또는 3′)을 형성시킨 상태에서 JIS-K5400에 의한 연필경도로 평가하여 "H" 이상인 것이 바람직하다.

이하, 제 1태양 및 제 2태양의 투명 하드코트필름의 각 요소에 대해서 상세히 설명한다. 투명 고분자 필름(2)으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아크릴, 아세틸셀룰로즈, 염화비닐 등의 투명성을 저해하지 않는 것이 사용되어지고, 연신 가공, 특히 이축 연신 가공된 것은 기계적 강도, 치수 안전성이 우수하므로 더욱 바람직하다.

두께는 적용되는 재료에 의해서 적당하게 선택할 수 있으나 일반적으로 20 ∼ 500 ㎛이면 좋고, 보다 바람직하기는 50 ∼ 200 ㎛이다.

투명 고분자 필름(2) 상에 형성되는 투명 하드코트층(3), (3′)은 투명성이 떨어짐으로 인하여 표시화상이 흐려지지 않고, 외부 광선에 의해서 눈이 부시는 것을 방지한다는 서로 상반된 성질(이하 "투명성"과 눈이 부시는 것을 방지하는 "글레어 방지성"이라 한다.)을 동시에 부여하는 역할을 함과 동시에 컬러 표시의 RGB의 발광점의 확대로 발생하는 화면의 현란 현상을 방지하는 성질(이하 "RGB 현란 방지성"이라 한다)을 가지는 것이어야 한다.

이와 같은 투명 하드코트층(3), (3′)은 전리방사선 경화형 수지를 주성분으로 하여, 무기질 입자와 혼합하여 이루어지는 조성물을 도포하여 막을 이루게 하고, 전리방사선(자외선 또는 전자선)을 조사하여 가교 경화시킴으로써 얻을 수 있다.

전리방사선 경화형 수지로는 전리방사선(자외선 또는 전자선)의 조사에 의해서 가교 경화되는 도료로부터 얻을 수 있다. 이와 같은 전리방사선 경화 도료로서는 광중합성 프리폴리머 또는 광중합성 모노머 등의 1 종 또는 2 종 이상을 혼합한 것을 사용할 수 있다.

이 광중합성 프리폴리머로서는 하나의 분자 중에 두 개 이상의 아크릴기를 가지며, 가교 경화에 의하여 3 차원의 망목 구조를 갖는 아크릴계 프리폴리머가 특히 바람직하게 사용된다. 이 아크릴계 프리폴리머로서는 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트 등이 사용된다.

광중합성 모노머로서는 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타엘리스리톨트리아크릴레이트, 디펜타엘리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타엘리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 네오펜틸글리콜-디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜트리아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트 등의 다관능성 모노머를 들 수 있다.

또, 이와 같은 전리방사선 경화형 도료에 각종 첨가제를 첨가할 수 있고, 특히 경화 시 자외선을 사용하는 경우에는 가교 경화성, 가교 경화도 막의 경도를 보다 향상시키기 위하여 광중합 개시제, 자외선 증감제 등을 첨가하는 것이 바람직하다.

광중합 개시제로서는 아세트페논, 벤조페논, 미히라케톤, 벤조인, 벤질메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실록시에스테르, 티옥산존류 등을 들 수 있다.

자외선 증감제로서는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틱포스핀 등을 들 수 있다.

이와 같은 전리방사선 경화형 수지는 투명 하드코트층(3), (3′)에 하드코트성을 부여함과 동시에 다음과 같은 무기질 입자와 조합하여 경화 후 투명성과 글레어 방지성을 가지게 되고, 또 RGB 현란 방지성을 발휘할 수 있게 된다. 이상과 같은 효과를 발휘하게 되면, 투명 하드코트층(3)을 형성하는 수지로는 전리방사선 경화형 수지에 타의 열가소성 수지나 열경화성 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다.

이와 같은 열가소성 수지로는 아세틸셀룰로오즈, 니트로셀룰로오즈, 아세틸부틸셀룰로오즈, 니틸셀룰로오즈, 메틸셀룰로오즈 등의 셀룰로오즈 유도체, 초산비 닐 및 그 공중합체, 염화비닐 및 그 공중합체, 염화비닐리덴 및 그 공중합체 등의 비닐계 수지, 폴리비닐포르말린, 폴리비닐부틸랄 등의 아세탈 수지, 아크릴 수지 및 그 공중합체, 메타크릴 수지 및 그 공중합체 등의 아크릴계 수지, 폴리스틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 선상 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.

또, 열경화성 수지로는 아크릴폴리올과 이소시아네이트프리폴리머 등으로 이루어지는 열경화형 우레탄 수지, 페놀 수지, 요소메라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.

다음에 상기 투명 하드코트층(3), (3′)에 함유되는 무기질 입자에 대해서 설명한다. 무기질 입자로서는 실리카, 알루미나, 탈크, 클레이, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 이산화티탄, 산화질코늄 등의 무기 안료 또는 무기계의 체질안료의 1 종 또는 2 종을 혼합하여 사용할 수 있다.

투명 하드코트층이 도 1에 도시된 바와 같이 단층인 경우에는, 이들 중 평균입경이 서로 다른 것을 둘 이상 혼합하여 사용한다. 이 때에 둘 이상의 서로 다른 평균입경의 무기질 입자는 적어도 한 쪽의 평균입경이 1 ∼ 15 ㎛의 비교적 큰 입자의 무기질 입자로 이루어지고, 다른 쪽의 평균입경은 5 ∼ 50 ㎚의 비교적 적은 입자의 무기질 입자를 조합하여 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 이들의 혼합비율은 평균입경이 1 ∼ 15 ㎛인 비교적 큰 입자의 무기질 입자는 전리방사선 경화형 수지 100 중량부에 대하여 1 ∼ 8 중량부, 바람직하게는 2 ∼ 6 중량부가 좋고, 평균입경이 5 ∼ 50 ㎚의 비교적 적은 입자의 무기질 입자 는 전리방사선 경화형 수지 100 중량부에 대하여 1 ∼ 8 중량부, 바람직하게는 2 ∼ 6 중량부가 좋다.

이와 같이 둘 이상의 서로 다른 평균입경의 무기질 입자는 전술한 전리방사선 경화형 수지를 조합함으로써 투명성과 글레어 방지성을 가지며 또 RGB 현란 방지성을 발휘할 수 있게 된다.

입상물을 함유하는 전리방사선 경화형 수지의 도막으로는 그 표면에 특유의 파도모양의 요철(凹凸)이 생기고, 상기 둘 이상의 서로 다른 평균입경을 갖는 무기질 입자를 혼합하여서 된 단층의 투명 하드코트층(3)은 무기질 입자의 크기에 따라 비교적 큰 파도모양의 요철(凹凸)과 비교적 적은 파도모양의 요철을 생성시키고(도 1), 주로는 전자에 의해 높은 투명성을 유지하며 충분한 글레어 방지성을 발휘할 수 있게 되고, 후자에 의해서 RGB 현란 방지성을 발휘할 수 있게 된다. 또, 파도모양의 요철(凹凸)을 이용함으로써 입상물인 무기질 입자의 혼합량을 적게 하며, 상기 효과를 거둘 수 있게 된다.

단층의 경우, 투명 하드코트층(3)의 두께는 상술한 성능을 만족하는 범위 내이면 특별히 한정할 필요는 없으나, 2 ∼ 15 ㎛, 바람직하게는 3 ∼ 8 ㎛의 범위 내로 적절하게 조절 가능하다.

한편, 투명 하드코트층이 도 2에 도시된 바와 같이 제 1투명 하드코트층(31) 및 제 2투명 하드코트층(32)으로 구성되는 경우, 제 1투명 하드코트층(31)에는 2 종의 무기질 입자 중 평균입경이 큰 무기질 입자(이하, "대입경의 무기질 입자"라 한다)(312)를 사용하고, 제 2투명 하드코트층(32)에는 평균입경이 적은 무기질 입 자(이하, "소입경의 무기질 입자"라 한다) (322)를 사용하는 것이 바람직하다. 대입경의 무기질 입자 및 소입경의 무기질 입자는 동일한 재료이거나 아니더라도 좋다.

제 1투명 하드코트층(31)에 함유되어 있는 대입경의 무기질 입자(312)는 주로 투명 하드코트층(3′)에 글레어 방지성을 부여하는 역할을 하게 되며, 그 평균입경의 바람직한 크기는 1 ∼ 15 ㎛, 보다 바람직하기로는 2 ∼ 10 ㎛이다.

또, 이와 같은 대입경의 무기질 입자(312)의 전리방사선 경화형 수지(311)에 대한 혼합비율은 전리방사선 경화형 수지 100 중량부에 대하여 1 ∼ 8 중량부, 바람직하기로는 2 ∼ 6 중량부인 것이 좋다.

제 2투명 하드코트층(32)에 함유된 소입경의 무기질 입자(322)는 주로 투명 하드코트층(3′)에 RGB 현란 방지성을 부여하는 역할을 담당하게 된다.

이와 같은 소입경의 무기질 입자(322)의 전리방사선 경화형 수지(321)에 대한 혼합비율은 전리방사선 경화형 수지 100 중량부에 대하여 1 ∼ 8 중량부, 바람직하게는 2 ∼ 6 중량부인 것이 좋다.

제 1투명 하드코트층(31)의 두께는 바람직하게는 2 ∼ 15 ㎛이고, 보다 바람직하기는 3 ∼ 8 ㎛이다.

제 2투명 하드코트층(32)의 두께는 바람직하게는 0.2 ∼ 1.5 ㎛이고, 보다 바람직하기로는 0.5 ∼ 1.5 ㎛이다.

이와 같이, 투명 하드코트층이 2 층인 경우에는 대입경의 무기질 입자(312)를 함유하는 제 1투명 하드코트층(31) 및 소입경의 무기질 입자(322)를 함유하는 제 2투명 하드코트층(32)을 투명 고분자 필름(2) 상에 이와 같은 순서를 설정하고, 이로 인하여 투명성과 글레어 방지성을 함께 가짐과 동시에 RGB 현란 방지성을 발휘하도록 한다.

이와 같은 경우에도 단층의 경우와 같이 제 1투명 하드코트층(31)에 있어서, 입상물(대입경의 무기입자)을 함유한 전리방사선 경화형 수지 도막에 특유하게 발생하는 파도 모양의 凹凸을 이용함으로써 무기질 입자의 함유량을 적게 하여 높은 투명성을 유지하고, 충분한 글레어 방지성을 발휘하도록 한다.

또, 대입경의 무기질 입자(322)를 함유하는 제 1투명 하드코트층(31)에 소입경의 무기질 입자(322)를 함유하는 제 2투명 하드코트층(31)만을 형성하는 경우에 발생하는 RGB의 발광점의 현란성의 발생을 방지할 수 있게 되어 투명 하드코트(3′)에 RGB 현란 방지성을 부여할 수 있게 된다.

투명 하드코트층(3), (3′)을 가교 경화시키기 위한 자외선으로는 50 ∼ 300 ㎉/㏖의 에너지를 갖는 100 ∼ 400 ㎚, 바람직하게는 200 ∼ 400 ㎚의 파장영역의 것을 사용한다.

이와 같은 자외선은 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아-크, 메탈할로이드 램프 등을 사용하여 조사한다.

이와 같이 전자선으로 가압 전압 1,000 KeV 이하, 바람직하게는 100 ∼ 300 KeV의 에너지를 갖는 100 ㎚ 이하의 파장 영역의 것을 사용한다.

이와 같은 전자선은 주사형 또는 커텐형의 전자선 가속기를 사용하여 조사한다.

또, 전리방사선을 조사하여 경화시키는 경우, 산소의 존재 및 도막의 두께가 경화하는 것과는 밀접한 관계를 가진다. 전리방사선을 조사하여 발생한 라디칼은 산소를 포집하기 위하여 경화를 억제한다. 이 때문에 도막의 두께가 얇으면 도막부피가 정하는 표면적이 크게 되어 공기 중의 산소에 의하여 경화 저해를 받기 쉽게 된다. 이와 같은 경화 저해를 방지하기 위해서는 N₂가스 등 불활성 가스 하에서 조사를 행하는 것이 바람직하다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명의 투명 하드코트필름은 투명 고분자 필름 위에 적어도 전리방사선 경화형 수지 및 둘 이상의 서로 다른 평균입경을 갖는 무기질 입자로 구성되는 투명 하드코트층을 형성하거나, 또는 투명 고분자 필름 상에 전리방사선 경화형 수지와 대입경의 무기질 입자를 함유하는 제 1투명 하드코트층을, 전리방사선 경화형 수지와 소입경의 무기질 입자를 함유하는 제 2투명 하드코트층을 순차로 형성함으로써 투명성을 손상하지 않고 외부 광선을 영입하여 눈이 부시는 것을 방지하고, RGB의 현란성에 의해 보이지 않게 되는 것을 방지하게 되어 지극히 시인성(視認性)이 우수하게 된다. 이하, 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 실시예에서 「부」, 「%」는 특별히 기재하지 않는 한 중량기준을 나타낸다.

실시예 1 ∼ 3

두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(코스모샤인 A4 300: 일본 토 요보오세키사 제품)의 한 쪽 표면에 표 1의 조성으로 된 투명 하드코트층 도포액 (a) ∼ (c)를 각각 코팅하고 60 ℃, 5 분간 가열 건조시킨 다음, 고압 수은등으로 자외선을 1 ∼ 2 초간 조사함으로써 약 5 ㎛의 투명 하드코트층을 형성하여 실시예 1 ∼ 3의 투명 하드코트필름을 제작하였다.

[표 1]

재료명	투명 하드코트층 도포액 (부)
재료명	a	b	c
수지 A	30.0	27.0	27.0
수지 B	-	7.5	-
수지 C	-	-	3.0
무기질 입자 E	1.5	1.2	1.8
무기질 입자 F	1.5	1.2	1.8
첨가제 G	0.15	0.15	0.15
메틸에틸케톤	40.0	35.5	40.0
톨루엔	30.0	30.0	30.0

비교예 1 ∼ 4

두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(코스모샤인 A4 300: 일본 토요보오세키사 제품)의 한 쪽 표면에 표 2의 조성으로 된 투명 하드코트층 도포액 (d) ∼ (g)를 각각 코팅하고 60 ℃에서 5 분간 가열 건조한 다음, 고압 수은등으로 자외선을 1 ∼ 2 초간 조사함으로서 약 5 ㎛의 투명 하드코트층을 형성하여 비교예 1 ∼ 4의 투명 하드코트필름을 제작하였다.

[표 2]

재료명	투명 하드코트층 도포액 (부)
재료명	d	e	f	g	h
수지 A	30.0	30.0	30.0	30.0	-
수지 D	-	-	-	-	100.0
무기질 입자 E	1.5	-	3.0	-	1.5
무기질 입자 F	-	1.5	-	3.0	1.5
첨가제 G	0.15	0.15	0.15	0.15	-
메틸에틸케톤	40.0	40.0	40.0	40.0	-
톨루엔	30.0	30.0	30.0	30.0	-

비교예 5

두께 100 ㎛의 폴레에틸렌테레프탈레이트 필름(코스모샤인 A4 300: 일본 토요보오세키사 제품)의 한 쪽 표면에 표 2의 조성으로 된 투명 하드코트층 도포액 (h)을 도포하고 120 ℃에서 5 분간 가열 건조 경화시킴으로써 약 5 ㎛의 투명 하드코트층을 형성하여 투명 하드코트필름을 제작하였다. 또한, 표 1 및 표 2 중 수지 A는 전리방사선 경화형 수지(다이아빔 UR 6530: 일본 미쓰비시레이온사 제품), 수지 B는 열가소성 아크릴계 수지(LMS-55 <고형분 40 %>: 일본 와코오가가쿠고오교오사 제품), 수지 D는 열경화성 실리콘 수지(Si 코드 900 <고형분 30 %>: 일본 다이하치가가쿠사 제품), 무기질 입자 E는 다공질 실리카(사이리시아 446 <평균입경 4.5 ㎛>: 일본 후지시리시어가가쿠사 제품), 무기질 입자 F는 미분말 실리카(에어로질 50 <평균입경 30 ㎛>: 일본 에어로질사 제품), 첨가제 G는 광중합 개시제(일루가큐어 651: 일본 지바스페셜디·케미컬사 제품)를 사용하였다.

이상과 같이 해서 얻은 투명 하드코트필름의 시인성(투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성)에 대하여 평가한 결과를 표 3에 나타내었다. 투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성의 평가는 아래와 같이 하였다.

[투명성]

SM 컬러 컴퓨터 HGM-2K(스가시험기사 제품)를 사용하여 헤이즈 값 「%」(JIS-K7105)를 측정함과 동시에 화상을 표시한 CRT 화면 위에 투명 하드코트필름을 적층시킨 경우에 표시 화상이 겹치게 되는지에 의해 눈으로 평가하였다. 눈으로 평가한 결과 좋은 것은 「○」, 나쁜 것은 「×」로 표시하였다.

[글레어 방지성]

SM 컬러 컴퓨터 UGV-5K(스가시험기사 제품)를 사용하여 입사(수광)각 60°의 경면 광택도 「%」(JIS-K5400)를 측정함과 동시에 화상을 표시한 CRT 화면 위에 투명 하드코트필름을 적층시킨 경우에 외부광선이 새어 들어와 표시 화상이 보기 힘들게 되는지를 눈으로 평가하였다. 눈으로 평가한 결과, 좋은 것은 「○」, 나쁜 것은 「×」로 표시하였다.

[RGB 현란 방지성]

컬러 화상을 표시한 CRT 화면 위에 투명 하드코트필름을 적층시킨 경우에 컬러 표시의 RGB 발광점이 확대 강조되어 특히 표시 화면의 백색 부분의 현란성으로 인해 보기가 어떻게 되는지를 눈으로 평가하였다. 눈으로 평가한 결과, 좋은 것은 「○」, 나쁜 것은 「×」로 표시하였다.

[시인성]

종합 평가하여 투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성의 세 가지 평가 결과 좋은 것은 「○」, 세 가지 평가 중 어느 하나의 평가라도 나쁜 것은 「×」로 표시하였다.

[표 3]

		투명성 (헤이즈 값)	글레어 방지성 (광택도)	RGB 현란 방지성	시인성
실 시 예	1	○ 6.2	○ 85.5	○	○
실 시 예	2	○ 5.1	○ 93.8	○	○
3	○ 7.5	○ 79.8	○	○
비 교 예	1	○ 4.5	○ 105.0	×	×
	2	○ 1.5	× 162.3	○	×
	3	× 12.7	○ 62.9	×	×
	4	○ 1.7	× 161.1	○	×
	5	○ 7.4	× 128.5	×	×

표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 실시예 1 ∼ 3의 투명 하드코트필름(1)은 투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성 모두 우수한 시인성을 얻을 수 있었다.

한편, 비교예 1 및 3의 투명 하드코트필름은 광택도가 떨어지기 때문에 글레어 방지성을 가지긴 하지만 투명 하드코트층에 무기질 입자로 비교적 큰 입경의 것이 한 종류밖에 포함되어 있지 아니하므로 RGB의 발광점에 의한 화면의 현란성을 억제할 수 없고, 시인성이 매우 떨어졌다. 특히, 비교예 3의 투명 하드코트필름은 헤이즈 값이 높아 투명성이 떨어지는 폐단이 있었다. 또, 비교예 2 및 4의 투명 하드코트필름은 투명 하드코트층에 무기질 입자로서 비교적 작은 입경인 것이 한 종류밖에 포함되어 있지 않으므로 헤이즈 값은 떨어지고 투명성은 우수하나, 광택도가 높아 글레어 방지성이 현저하게 떨어지면 시인성은 매우 떨어졌다. 또, 투명 하드코트층에 무기질 입자로서 비교적 큰 입경의 것이 함유되어 있지 않으므로 광택도가 떨어지지 않는 반면, 표면 요철도 발생하지 아니하므로 렌즈효과에 의한 RGB 발광점에 의한 화면의 현란성이 발생하지 아니하였다.

또, 비교예 5의 투명 하드코트필름은 전리방사선 경화형 수지가 아니고, 열경화성 수지를 사용하였기 때문에 무기질 입자의 첨가량을 전리방사선 경화형 수지에 입상물을 혼합시킨 경우에는 특유의 파도모양 요철이 발생하지 않고, 광택도가 높아져 글레어 방지성을 얻을 수 있게 된다. RGB 현란 방지성을 얻을 수 없으므로 시인성은 아주 떨어졌다.

실시예4

두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(코스모샤인 A4 300: 일본 토요보오세키사 제품)의 한 쪽 표면에 아래와 같은 조성의 제 1투명 하드코트층의 도포액 (j)를 코팅하고, 60 ℃에서 5 분간 가열건조시킨 다음 고압 수은등으로 자외선을 1 ∼ 2 초간 조사하여 약 5 ㎛의 제 1투명 하드코트층을 형성하였다. 계속하여, 제 1투명 하드코트층위에 아래와 같은 조성의 제 2투명 하드코트층 도포액 (k) 를 코팅하고 60 ℃에서 5 분간 가열 건조시킨 다음, 고압 수은등으로 자외선을 불활성 가스 존재 하에서 1 ∼ 2 초간 조사함으로써 약 1 ㎛의 제 2투명 하드코트층을 형성하여 실시예 4의 투명 하드코트필름을 제작하였다.

※ 제 1투명 하드코트층 도포액 (j)

전리방사선 경화형 수지 (다이아빔 UR 6530: 일본 미쓰비시레이온사

제품) 30.0 부

무기질 입자 (사이리시아 446 <평균입경 4.5 ㎛>: 일본 후지실리어

가가쿠사 제품) 1.5 부

광중합 개시제 (일루가큐어 651: 일본 지바스페셜디케미컬사 제품)

0.15 부

메틸에틸케톤 40.0 부

톨루엔 30.0 부

※ 제 2투명 하드코트층 도포액 (k)

제품) 30.0 부

무기질 입자 (에어로질 50 <평균입경 30 ㎚>: 일본 에어로질사 제품)

1.5 부

0.15 부

메틸에틸케톤 40.0 부

톨루엔 30.0 부

비교예7

실시예 4에 있어서, 제 1투명하드코트층을 형성하지 않고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 표면에 직접 제 2투명하드코트층을 형성하는 것이라는 실시예 4와 같이 하여 비교예 7의 투명 하드코트필름을 제작하였다.

비교예 8

두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(코스모샤인 A4 300: 일본 토요보오세키사 제품)의 한 쪽 표면에 하기의 조성으로 된 제 1투명 하드코트층 도포액 (m)을 코팅하고 120 ℃에서 5분간 가열 건조 경화시켜 약 5 ㎛의 제 1투명 하드코트층을 형성하였다. 계속하여 제 1투명 하드코트층 위에 아래와 같은 조성의 제 2투명 하드코트층 도포액 (n)을 코팅하고 120 ℃에서 5분간 가열 건조 경화시켜 약 1 ㎛의 제 2투명 하드코트층을 형성하여 비교예 8의 투명 하드코트필름을 제작하였다.

※ 제 1투명 하드코트층 도포액 (m)

열경화성 실리콘 수지 (Si 코드 900 <고형분 30 %>: 일본 다이하치

가가쿠사 제품) 100.0 부

무기질 입자 (사이리시아 446 <평균입경 4.5 ㎛>: 일본 후지실리시어

가가쿠사 제품) 3.0 부

※ 제 2투명 하드코트층 도포액 (n)

가가쿠사 제품) 100.0 부

3.0 부

이상과 같이 하여 얻은 투명 하드코트필름의 시인선(투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성)에 대하여 평가한 결과를 표 4에 나타내었다.

투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성의 평가는 실시예 1 ∼ 3과 같이 하였다.

[표 4]

		투명성 (헤이즈 값)	글레어 방지성 (광택도)	RGB 현란 방지성	시인성
실시예 1		○ 5.5	○ 91.2	○	○
비 교 예	6
		○ 5.9	○ 88.4	×	×
	7
		○ 1.1	× 161.7	○	×
	8
		× 15.3	○ 92.6	×	×

표 4의 결과로부터 알 수 있듯이 실시예 4의 투명 하드코트필름은 투명성, 글레어 방지성, RGB 현란 방지성 모두 우수한 시인성을 얻게 되었다.

한편, 비교예 6의 투명 하드코트필름은 투명성 및 글레어 방지성을 갖추고 있으나, 제 1투명 하드코트층위에 제 2투명 코트 층을 적층하였기에 RGB의 발광점에 의한 화면의 현란성을 억제할 수 없어서 시인성이 아주 떨어지게 된다.

또, 비교예 7의 투명 하드코트필름은 제 1투명 하드코트층을 형성하지 않고 제 2투명 하드코트층만을 형성하므로 헤이즈 값은 떨어지고 투명성은 우수하나, 광택도가 높아서 글레어 방지성이 매우 낮고 시각성이 떨어진다.

또, 제 2투명 하드코트층에는 대입경의 무기질 입자를 함유하지 않고 있기 때문에 광택도가 떨어지지 않는 반면, 표면 요철이 적고 렌즈 효과에 의한 RGB 발 광점에 의한 화면의 현란성이 생기지 않는다.

또, 비교예 8의 투명 하드코트필름은 전리방사선 경화형 수지가 아니고 열경화성 수지를 사용하였기 때문에 무기질 입자의 첨가량을 실시예 4의 경우보다 많게 하여 글레어 방지성을 발휘시키기 위하여 투명성이 떨어지고 RGB 현란 방지성을 얻을 수 없어 시인성이 매우 떨어지게 된다.

본 발명의 투명 하드코트필름에 의하면, 투명 고분자 필름 상에 적어도 전리방사선 경화 수지 및 둘 이상의 상이한 평균입경을 갖는 무기질 입자로 구성된 투명 하드코트층을 형성함으로써, 또는 투명 고분자 필름 상에 적어도 전리방사선 경화형 수지와 대입경의 무기질 입자를 함유하는 제 1투명 하드코트층과, 적어도 전리방사선 경화형 수지와 소입경의 무기질 입자를 함유하는 제 2투명 하드코트층을 순차적으로 형성함으로써 고정밀 미세화된 컬러 디스플레이 표면에 사용하더라도 컬러 화면에 강렬하게 반사되어 눈이 부시어 잘 보이지 않거나 또 외부 광선에 대한 글레어를 방지하며, 투명성이 저하되어 화상 표시가 흐려지지 않고, 디스플레이의 시인성이 지극히 우수한 투명한 하드 코트 필름을 얻을 수 있게 된다.

Claims

투명 고분자 필름 위에 전리방사선 경화형 수지와 둘 이상의 상이한 평균입경을 갖는 무기질 입자로 구성된 투명 하드코트층을 형성함을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
제 1항에 있어서,

상기 무기질 입자가 평균입경 1 ∼ 15 ㎛와 평균입경 5 ∼ 50 ㎚인 두 가지 무기질 입자로 구성됨을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
제 1항에 있어서,

상기 투명 하드코트층이 단층이고, 이 단층 중에 둘 이상의 서로 다른 평균입경을 갖는 무기질 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
제 1항에 있어서,

상기 투명 하드코트층은 입경이 큰 무기질 입자를 함유하는 제 1투명 하드코트층과, 입경이 적은 무기질 입자를 함유하는 제 2투명 하드코트층을 가지며, 상기 투명 고분자 필름 위에 제 1투명 하드코트층과 제 2투명 하드코트층의 순서로 형성됨을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
투명 고분자 필름 위에 전리방사선 경화형 수지와 평균입경이 1 ∼ 15 ㎛인 무기질 입자를 함유하는 제 1투명 하드코트층과, 전리방사선 경화형 수지와 평균입경이 5 ∼ 50 ㎚인 무기질 입자를 함유하는 제 2투명 하드코트층을 순차적으로 형성함을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
제 5항에 있어서,

상기 제 1투명 하드코트 층의 막 두께가 2 ∼ 15 ㎛이고, 상기 제 2투명 하드코트 층의 막의 두께가 0.2 ∼ 1.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
제 1항에 있어서, 상기 상이한 평균입경을 갖는 각 무기질 입자는 전리방사선 경화형 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 8 중량부로 혼합됨을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.
제 5항에 있어서, 상기 평균입경이 1 ~ 15㎛인 무기질 입자와 평균입경이 5 ~ 50nm인 무기질입자 각각은 전리방사선 경화형 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 8 중량부로 혼합됨을 특징으로 하는 투명 하드코트필름.