KR100677831B1 - 경화피막이 적층된 디스플레이용 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 기재 표면에 특정의 경화피막을 형성시켜 내용제성을 부여하고, 무기 도전막과의 접착력을 향상시킴으로써 액정디스플레이용으로 적합한 플라스틱 기판을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 플라스틱 필름의 양쪽면에 경화피막을 형성시킨 후 그 일면에 가스바리어층과 도전막을 적층시킨 액정디스플레이용 플라스틱 필름에 있어서, 상기 경화피막이 평균입경이 5~50㎚인 실리카 입자를 함유한 자외선 경화형 수지로 된 것임을 특징으로 한 액정디스플레이용 플라스틱 필름에 관한 것이다.

Description

경화피막이 적층된 디스플레이용 필름{Film for the display laid by cured coating}

도 1은 액정디스플레이 기판의 구성단면도

* 도면의 주요부의 부호의 설명

1 : 플라스틱 기판 2,3 : 경화피막

4 : 가스바리어층 5 : 도전막

본 발명은 투명한 지지체 필름의 양면에 실리카 입자가 고르게 분산된 경화피막을 형성시켜 내용제성 및 표면 강도를 높이고 그 위에 적층되는 무기막과의 접착력을 향상시켜 액정디스플레이용 기판으로 적합하게 제조한 필름에 관한 것이다.

최근 액정디스플레이의 경량화를 위해 플라스틱 기판으로 유리기판을 대체하려는 연구가 진행되고 있다. 액정 디스플레이용으로 사용하는 플라스틱 기판은 투명하고 복굴절이 없으며 내열성을 지닐 것이 요구된다. 이러한 플라스틱 필름으로는 싸이클릭올레핀 코폴리머, 폴리에테르술폰이나 폴리카보네이트 등의 열가소성 플라스틱 필름이 사용되고 있는데, 이러한 플라스틱 기판은 표면이 마찰등에 의해 물리적으로 손상되기 쉽고, 액정 디스플레이 모듈 제조 공정상의 여러 화학적 처리과정에서 용해되거나 부분적으로 상해를 받기 쉽기 때문에 내마찰성과 화학적 저항성을 부여하기 위해 필름의 표면에 경화피막을 형성시키는 것이 필요하다.

액정 디스플레이용 기판은 일반적으로 도 1에 나타낸 바와 같이 필름(1)의 양쪽끝에 경화피막(2),(3)을 형성시키고 Si0₂로 구성된 가스바리어층(4) 및 투명 무기 도전막(5)의 순서로 적층되어 제조되는데, 이후 페터닝 등의 모듈 제조 공정에서 아세톤, 수산화나트륨 수용액, 염산 또는 황산 등의 산수용액, 아이소프로필알콜, 에탄올, α-부틸락톤, 1-메틸-2피롤리돈등의 처리를 받게 된다. 따라서 플라스틱 기판이 유리기판을 대체하기 위해서는 경화피막은 광특성 이외에 가스바리어층과의 접착력, 상기 용매에 대한 화학적 저항성이 요구된다.

종래의 경화피막은 통상 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지를 플라스틱 기재 필름 위에 직접 또는 버퍼층을 매개로 1~15㎛ 정도의 얇은 도막을 형성하여 제조하고 있다.

그렇지만 상기 종래의 경화피막은 표면 경도에만 치중하여 액정 디스플레이 공정중에 사용되는 여러 용제로부터 플라스틱 기판을 보호하기에 부족하다. 따라서, 액정 디스플레이 모듈 제조 공정중 플라스틱 기판이 상해를 받아 헤이즈가 올라가는 등의 현상이 발생한다. 또한 이후 적층하는 무기 도전막과의 접착력이 낮아 무기 도전막이 갈라지거나 떨어지는 현상이 발생하는 단점이 있다.

본 발명은 플라스틱 기재 표면에 특정의 경화 피막을 형성시켜 내용제성을 부여하고, 무기 도전막과의 접착력을 향상시킴으로써 액정 디스플레이용으로 적합한 플라스틱 기판을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서 직경 5~50㎚의 실리카 입자를 0.0005~0.01중량% 함유한 경화피막을 비정질 폴리올레핀 또는 폴리카보네이트 필름의 양면에 3~10㎛의 두께로 형성시킨 필름을 제공한다.

본 발명에서 실리카 입자는 무기 도전막과의 접착력을 향상시키는데 기여하며, 따라서 입자 직경의 조절이 중요한다. 본 발명에서는 입경이 5~50㎚ 범위의 시리카 입자를 사용하는 것이 바람직한데, 실리카 입자의 직경이 5㎚ 이하로 너무 작으면 분산성 등의 조절이 곤란하며, 50㎚ 이상으로 실리카 입자의 직경이 너무 크면 300~800㎚ 사이의 가시광성 영역에서 광산란이 심하게 일어나 광투과율은 떨어지고 헤이즈는 올라가게 된다.

또한, 본 발명에서는 실리카 입자를 경화피막의 수지에 대해 0.0005~0.1중량% 범위에서 사용하는데, 실리카 입자의 양이 너무 많으면 광투과율이 점차 낮아지게 되며, 양이 너무 적으면 접착력의 향상이 미미하다.

상기의 경화피막은 n-폴리비닐피롤리돈, 펜타에리스리톨아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지로 형성되며, 기재 필름의 양면에 소정의 두께로 형성된다. 경화피막의 두께가 두꺼울수록 표면 경도는 향상되지만, 20㎛ 이상의 두께에서는 피막이 깨지고 갈라지거나 컬이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 1~20㎛(더 바람직하게는 3~10㎛)두께로 피막을 형성시키는 것이 바람직하다.

자외선 경화형 수지는 아크릴레이트계 관능기(더욱 바람직하기로는 알킬올아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트)를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 이들은 표면경도를 강화시켜 주는 역할을 한다. 그러나, 이러한 아크릴레이트만을 주성분으로 할 경우 수치 안정성이 떨어져 필름 기재와의 수축율 차이로 컬이 심하게 발생하기 때문에 아크릴레이트 이외에 표면경도를 떨어뜨리지 않는 한도에서 n-폴리비닐피롤리돈을 일정량 첨가한 자외선 경화형 수지를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 자외선경화수지를 구성하는 주요 단량체로서는 구체적으로 펜타에리스리톨아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, n-비닐피롤리돈 등이 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명을 이로써 한정하는 것은 아니다.

<실시예>

펜타에리스리톨아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 부톡시틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, n-비닐피롤리돈을 주성분으로 하는 UV 경화형 수지에 자외선 경화형 실리콘계 계면활성제와 직경 10㎚의 실리카 입자를 수지 대비 각각 1%, 0.1%씩 첨가한 자외선 경화형 수지 를 제조하였다.

이를 일본 JSR사의 아르톤 필름의 양면에 코팅한 후 건조, 자외선 경화하여 7㎛ 두께의 경화피막을 형성시켰다. 위에서 제조한 필름의 경화피막 위에 DC마그네트론 스퍼터를 사용하여 가스바리어층으로서 SiO₂를 400Å, 투명무기전도막으로서 ITO를 면저항 100 Ω/ □정도로 적층하여 액정디스플레이 기판을 제조한 후, 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

실리카 입자를 제외하고 자외선 경화 수지를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

<비교예 2>

10㎚의 실리카 입자를 자외선 경화수지 대비 2% 첨가하여 자외선 경화수지를 제조한 것 이외에는 실시예와 동일하게 실시하였으며, 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

<비교예 3>

200㎚의 실리카 입자를 사용하여 자외선 경화수지를 제조한 것 이외에는 실시예와 동일하게 실시하였으며, 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

<비교예 4>

경화피막의 두께를 2㎛로 한 것 이외에는 실시예와 동일하게 실시하였으며, 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

<비교예 5>

경화피막의 두께를 20㎛로 한 것 이외에는 실시예와 동일하게 실시하였으며, 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

상기의 실시예 및 비교예에 의해 제조한 디스플레이용 플라스틱 기판의 경화피막의 물성을 다음의 방법으로 평가하였다.

연필경도

ASTMD3369에 준하여 평가하였다. 단, 하중은 200g으로 하여 5회 테스트한 결과 3회 긁히지 않을 때의 연필경도값을 그 시료의 연필경도로 하였다.

경화피막과 플라스틱 기판과의 접착력

ASTMD3359에 준하여 테이프 테스트 법에 의해 측정하였다.

수치안정성

경화피막을 형성한 플라스틱 기판을 A4 사이즈로 만들어 코팅 후 네 귀퉁이의 휘어져 올라간 높이를 측정하여 평균값을 구했다.

광특성(투과율, 헤이즈)

광투과율은 전광선 투과율과 550㎚에서의 투과율을 측정하였으며, 헤이즈는 전광선에 대해 필름을 통과한 후 입사각에 대해 5도 이상 휜 빛을 측정하였다.

기판과 무기막과의 접착력

기판과 가스바리어층과 투명 전도막과 같은 무기막의 접착력을 평가하는 것으로서 테이프 테스트법으로 평가한 후 전도도의 변화를 측정하였다.

내용제성

아세톤, 수산화나트륨 수용액, 염산 또는 황산 등의 산수용액, 아이소프로필알콜, 에탄올, α-부틸락톤, 1-메틸-2피롤리돈에 각각 30분간 침지한 후 육안 관찰과 투과도 헤이즈 색차의 변화를 관찰하였다.

* ◎은 아주 우수, ○은 우수, △은 보통, ×는 불량을 의미

상기 실시예 및 비교예에서 알 수 있듯이 본 발명에 따라 제조된 기판은 내화학성, 광특성, 무기막과의 접착성, 표면경도, 수치안정성 등이 우수하여 액정디스플레이용 플라스틱 기판용으로 매우 유용하다.

Claims (3)

1. 플라스틱 필름의 양쪽면에 경화피막을 형성시킨후 그 일면에 가스바리어층과 도전막을 적층시킨 액정디스플레이용 플라스틱 필름에 있어서, 상기 경화 피막이 평균입경이 5~50㎚인 실리카 입자를 0.0005~0.1중량% 함유한 자외선 경화형 수지로 구성되고, 상기 경화피막의 두께는 3 ~ 10㎛된 것임을 특징으로 하는 액정디스플레이용 플라스틱 필름.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 경화피막에 사용되는 자외선 경화형 수지는 펜타에리스리톨아크릴레이트, 트리메틸올아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, n-비닐피롤리돈 중에서 선택된 단독 또는 그 이상의 혼합수지로 된 것임을 특징으로 하는 액정디스플레이용 플라스틱 필름

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