KR100949870B1 - 방현성 필름, 및 이를 이용한 광학 부재 및 액정디스플레이 장치 - Google Patents

방현성 필름, 및 이를 이용한 광학 부재 및 액정디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중합체, 경화성 수지 전구체 (예를 들어 자외선 경화성 수지) 및 용매를 포함하는 액상 조성물을 투명 플라스틱 필름에 코팅 또는 유연시키고, 용매를 증발시키고, 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성하고, 광 조사에 의해 경화성 수지 전구체를 경화시켜 방현성 층을 형성함으로써 얻어지는, 방현성 층을 포함하는 방현성 필름에 관한 것이다. 이렇게 얻어진 방현성 층은 표면상에 요철 구조를 가지며, 입사광을 등방적으로 투과시키고 산란시켜 산란각 0.1 내지 10°에서 산란광 강도의 최대치를 나타내며, 전체 광투과율이 70 내지 100％이다. 또한, 방현성 층은 0.5 mm 폭의 광학 슬릿이 장착된 상 선명도 측정 장치로 측정한 투과상 선명도가 70 내지 100％이고 불투명도가 20 내지 50％이다. 내마모성은 경화성 수지 전구체의 경화에 의해 방현성 층에 부여된다. 그러므로, 방현성 필름은 높은 방현성 및 내마모성을 가지며, 고정밀 디스플레이 장치에서도 디스플레이 표면에서의 눈부심 및 외경의 반사를 방지한다.
방현성 필름, 광학 부재, 액정 디스플레이 장치

Description

방현성 필름, 및 이를 이용한 광학 부재 및 액정 디스플레이 장치 {Anti-Glare Film, and Optical Member and Liquid Crystal Display Apparatus Using the Same}
도 1은 투과광의 각도 분포를 측정하기 위한 장치를 나타내는 개략 예시도.
도 2는 실시예 1 및 2에서 얻어진 산란광 강도와 산란각 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 실시예 3 내지 5에서 얻어진 산란광 강도와 산란각 사이의 관계를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 레이저 광원
2: ND 필터
3: 시료
4: 검출기 [수광기 (beam receiver)]
본 발명은 각종 디스플레이 장치 (또는 소자)의 디스플레이 표면에서의 눈부 심 및 외부 광원의 반사를 방지하는데 적합한 방현성(anti-glare) 필름, 이 필름의 제조 방법, 및 이 필름을 포함하는 광학 부재에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치 등의 디스플레이 표면에서의 외경의 반사를 방지하기 위하여, 통상 미립자 및 결합제 수지 또는 열경화성 수지의 혼합물을 지지체 상에 코팅하거나 도포하여 상기 표면에 미세한 요철(거침) 구조를 형성함으로써 정반사를 방지하여 디스플레이 표면에 방현성을 제공한다. 그러나, 화소 크기가 작은 고정밀 디스플레이 장치에서, 종래에 사용되던 표면-요철 크기는 디스플레이의 눈부심 및 상의 흐려짐과 같은 상의 품질 저하를 가져온다. 즉, 고정밀 디스플레이 장치의 경우, 종래에 사용되던 표면-요철 크기의 정도는 고정밀 디스플레이의 화소 크기의 정도와 밀접하며, 표면 요철에 의해 유발되는 렌즈 효과로 인해 눈부심이 발생한다. 또한, 코팅층의 내부 및 표면 구조에서 미립자의 무게 중심 위치를 제어할 수 없기 때문에, 투과산란광의 분포는 직선 투과광을 중심으로 가우스(Gauss) 분포를 나타낸다. 따라서, 종래의 화소 크기에서는, 직선 투과광 부근의 산란이 증가하여 화소의 윤곽이 부정확 또는 불명확하게 되어 그 결과 상의 흐려짐이 발생한다. 또한, 투과산란광의 강도 분포는 첨가되는 미립자의 크기에 달려 있다. 보다 작은 미립자를 첨가하는 경우, 직선 투과광 주위의 산란이 감소하여 눈부심이 저감된다. 보다 큰 미립자를 첨가하는 경우, 직선 투과광 주위의 산란이 증가하여 눈부심이 발생한다.
이 문제점을 해결하기 위하여, 첨가하는 미립자의 크기를 작게하거나, 제한된 입자 크기 분포를 가지는 입자를 사용하여 표면의 요철 형상을 제어하는 것이 시도되어 왔다. 그러나, 이들 방법에서는 눈부심 또는 상의 흐려짐을 방지하기 위해 서 미립자의 무게 중심 위치를 제어하는 것이 필요하다. 또한, 표면의 요철 형상이 보다 작아지기 때문에, 방현성과의 양립성을 적절히 얻는 것이 곤란하고, 비용면에서도 불리하다.
일본 특허 출원 공개 2001-215307호 (JP-2001-215307A)에는 평균 입경이 15 ㎛인 투명 미립자를 상기 평균 입경의 2배 이상의 두께의 코팅층에 포함시키고, 상기 코팅층 중 공기와 접촉하는 한쪽에 상기 투명 미립자를 편재시켜 미세 요철 구조를 가지는 표면을 형성한 방현성 층이 개시되어 있다. 이 문헌에는 또한 투명 지지체 필름에 의해 지지되는 방현성 층, 및 상기 방현성 층을 편광판의 한쪽 이상에 포함하는 광학 부재가 개시되어 있다.
일본 특허 출원 공개 2001-264508호 (JP-2001-264508A)에는 투명 지지체에 순차 형성된, 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 입자를 포함하는 방현성 경질 코팅층, 및 평균 입경이 0.001 내지 0.2 ㎛인 무기 미립자, 광경화성 유기실란의 가수분해물 및(또는) 그의 부분 축합물 및 플루오렌 함유 중합체를 포함하고 반사율이 1.35 내지 1.49인 저반사율 층을 포함하는 방현성 반사방지 필름이 개시되어 있다.
일본 특허 출원 공개 2001-281411호 (JP-2001-281411A)에는 일본 특허 출원 공개 2001-264508호 (JP-2001-264508A)에 나열된 바와 유사한 조성을 가지는 방현성 반사방지 필름으로서, 0.5 mm 폭의 광학 슬릿을 사용한 투과상 선명도가 30 내지 70％인 방현성 반사방지 필름이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 필름이라도 투과산란광의 강도 분포가 그의 입자 크기에 의해 제어되기 때문에 디스플레이 표면에서의 눈부심 또는 상의 흐려짐을 방지할 수 없다. 또한, 이러한 필름은 특수한 미립자를 사용하고 2층으로 코팅되기 때문에 비용면에서 불리하다.
따라서, 본 발명의 목적은 고정밀 디스플레이 장치에서도 디스플레이 표면에서의 눈부심 및 외경의 반사를 방지할 수 있으며 높은 방현성 (눈부심 방지성)을 가지는 방현성 필름, 이 방현성 필름의 제조 방법, 및 이 방현성 필름을 포함하는 광학 부재 (또는 편광판) 및 디스플레이 장치 또는 소자 (액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이, 터치 패널이 장착된 입력 소자)를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고정밀 디스플레이 장치에서도 디스플레이 표면에서의 상의 흐려짐을 방지할 수 있는 방현성 필름, 이 방현성 필름의 제조 방법, 및 이 방현성 필름을 포함하는 광학 부재 (또는 편광판) 및 디스플레이 장치 또는 소자 (액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이, 터치 패널이 장착된 입력 소자)를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 투과산란광의 강도 분포를 제어하는데 유용하고 내마모성을 가지는 방현성 필름, 이 방현성 필름의 제조 방법, 및 이 방현성 필름을 포함하는 광학 부재 (또는 편광판) 및 디스플레이 장치 또는 소자 (액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이, 터치 패널이 장착된 입력 소자)를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적들을 달성하기 위하여 집중적으로 연구한 결과, 하나 이상의 중합체 및 하나 이상의 경화성 수지 전구체를 용매에 균일하게 용해시킨 용액을 제조하고, 용액으로부터 용매를 증발시켜 시트를 제조하는 것을 포함하는 방 법에서, 적절한 조건하에 스피노달 분해한 후 전구체를 경화시켜 규칙성을 가지는 상분리 구조 및 이 상 구조에 상응하는 요철 표면 구조를 형성할 수 있고, 이러한 규칙적 상분리 구조를 가지는 방현성 층을 고정밀 디스플레이 장치에 도포하면 디스플레이 표면에서의 눈부심 및 상의 흐려짐을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 본 발명에 이르러 발견하였다. 본 발명은 상기 발견을 기초로 달성되었다.
즉, 본 발명의 방현성 필름은 요철 표면 구조를 가지는 방현성 층을 한층 이상 포함한다. 또한, 상기 방현성 층은 입사광을 등방적으로 투과시키고 산란시켜 산란각 0.1 내지 10°(바람직하게는 1 내지 10°)에서 산란광 강도의 최대치를 나타내며, 전체 광투과율이 70 내지 100％ (바람직하게는 80 내지 100％)이다. 즉, 방현성 층을 통하여 투과하고 산란된 광 (투과산란 광)은 직선 투과광으로부터 분리된 산란 피크를 가진다. 방현성 층은 0.5 mm 폭의 광학 슬릿이 장착된 상 선명도 측정 장치로 측정한 투과상 선명도가 70 내지 100％일 수 있고 불투명도가 20 내지 50％일 수 있다.
방현성 층은 하나 이상의 중합체 및 하나 이상의 경화성 수지 전구체를 포함하고, 이 층에서 상기 중합체 및 전구체로 구성된 군으로부터 선택된 두가지 이상의 성분 [예를 들어, (i) 다수의 중합체, (ii) 중합체 및 경화성 수지 전구체의 조합, 또는 (iii) 다수의 경화성 수지 전구체]은 액상으로부터 스피노달 분해에 의해 상분리되고, 전구체는 경화된다. 방현성 층은 스피노달 분해에 의해 상호 상분리가능한 다수의 중합체 [예를 들어, 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 지환식 올레핀 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 등과 셀룰로오스 유도체의 조합] 및 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체와 상용성인 경화성 수지 전구체를 포함할 수 있다. 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체는 경화성 수지 전구체의 경화 반응에 관여하거나 반응하는 관능기 [예를 들어, (메트)아크릴로일기와 같은 중합성기]를 가질 수 있다. 경화성 수지 전구체는 예를 들어 에폭시 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 실리콘 (메트)아크릴레이트, 2개 이상의 중합성 불포화 결합을 가지는 다관능성 단량체 등을 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 및 경화성 수지 전구체는 통상 상호 비상용성이다. 또한, 경질 코팅성 (또는 내마모성)이 경화성 수지 전구체의 경화에 의해 방현성 층에 부여될 수 있거나, 방현성 층은 경화성 수지 전구체의 경화에 의해 고정된 규칙적 또는 주기적 상분리 구조를 가질 수 있다. 방현성 층은 예를 들어 화학선 (예를 들어 자외선, 전자선), 열원 및 다른 수단에 의해 경화될 수 있다. 또한, 방현성 층은 통상 중합체 및 경화 수지 또는 경화성 수지 전구체를 포함하고, 경화 수지 또는 경화성 수지 전구체에 대한 중합체의 중량비는 5/95 내지 60/40일 수 있다.
방현성 필름은 방현성 층을 단독으로 포함하거나, 투명 지지체 (예를 들어 광학 부재 형성용 투명 중합체 필름) 및 투명 지지체 상에 형성된 방현성 층을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 광학 부재 (또는 적층 광학 부재)는 방현성 필름 (즉, 방현성 층을 단독으로 포함하거나, 지지체 및 방현성 층의 적층 필름을 포함하는 방현성 필름)을 광학 요소 (예를 들어 편광판)의 한쪽 이상 (또는 한쪽)의 광로 표면에 적층시켜 얻어질 수 있다. 광학 부재는 광학 요소를 위한 보호 필름 (예를 들어, 편광 판의 양쪽면을 위한 보호 필름)을 대신하여 방현성 필름을 사용함으로써 디스플레이 표면에서의 눈부심이 방지되고 광학 요소 (예를 들어 편광판)에 높은 내마모성이 부여될 수 있다. 따라서, 본 발명의 필름은 바람직하게는 또한 액정 디스플레이 소자 또는 장치, 플라즈마 디스플레이 및 터치 패널이 장착된 입력 소자와 같은 디스플레이 소자 또는 장치를 위하여 사용된다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 중합체 및 하나 이상의 경화성 수지 전구체를 포함하는 방현성 필름용 조성물로서, 상기 중합체 및 전구체로 구성된 군으로부터 선택된 두가지 이상의 성분이 액상으로부터 스피노달 분해에 의해 상분리가능한 것인 조성물을 포함한다. 조성물은 스피노달 분해에 의해 상분리가능한 다수의 중합체, 및 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체와 상용성인 경화성 수지 전구체를 포함할 수 있다. 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체는 경화성 수지 전구체의 경화 반응에 관여하거나 반응하는 관능기를 가질 수 있다.
방현성 층을 한층 이상 포함하는 방현성 필름의 제조 방법은 예를 들어 하나 이상의 중합체, 하나 이상의 경화성 수지 전구체 및 용매를 포함하는 액상으로부터 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성하고, 수지 전구체를 경화시켜 방현성 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 언급된 액상으로부터의 스피노달 분해는 용매를 증발시켜 수행될 수 있다. 상분리 구조를 형성하기 위해서, (i) 다수의 중합체, (ii) 중합체 및 경화성 수지 전구체의 조합, 또는 (iii) 다수의 경화성 수지 전구체가 사용될 수 있다. 상기 방법은 열가소성 수지, 광경화성 화합물 (예를 들어 광경화성 단량체 또는 올리고머), 광중합 개시제, 및 열가소성 수지 및 광경화성 화합물을 용해시키기 위한 용매 (공통 용매)를 포함하는 조성물로부터 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성하고, 광 조사에 의해 방현성 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또한 상기 방법은 열가소성 수지, 열가소성 수지와 비상용성이고 광경화성 기를 가지는 수지, 광경화성 화합물, 광중합 개시제, 및 수지 및 광경화성 화합물을 용해시키기 위한 용매를 포함하는 조성물로부터 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성하고, 광 조사에 의해 방현성 층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 투명 지지체 상에 방현성 층을 한층 이상 형성하는 것을 포함할 수 있다.
[방현성 필름]
방현성 (눈부심 방지성) 필름은 방현성 층을 한층 이상 포함하고, 방현성 층의 상분리 구조 (상분리된 구조)는 액상으로부터 스피노달 분해 (습식 스피노달 분해)에 의해 형성된다. 즉, 중합체, 경화성 수지 전구체 및 용매를 포함하는 본 발명의 수지 조성물을 사용함으로써, 상기 수지 조성물 중 액상 (또는 균일 용액 또는 그의 코팅층)으로부터 용매를 건조 또는 다른 수단에 의해 증발 또는 제거하는 단계에서, 스피노달 분해에 의한 상분리가 액상의 농축에 따라 생성될 수 있으며, 상간의 거리가 비교적 규칙적인 상분리 구조가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 언급된 습식 스피노달 분해는 통상 하나 이상의 중합체, 하나 이상의 경화성 수지 전구체 및 용매를 포함하는 액체 혼합물 또는 수지 조성물 (균일 용액)로 지지체를 코팅하고, 코팅층으로부터 용매를 증발시킴으로써 수행될 수 있다. 지지체로서 박리성 지지체를 사용하는 경우에는, 방현성 층 단독을 포함하는 방현성 필름은 방현성 층을 지지체로부터 박리함으로써 얻어질 수 있다. 또한, 지지체 및 방현성 층을 포함하는 적층 구조를 가지는 방현성 필름은 지지체로서 비박리성 지지체 (바람직하게는 투명 지지체)를 사용하는 경우에 얻어질 수 있다.
(중합체 성분)
중합체 성분으로는 열가소성 수지가 통상 사용된다. 열가소성 수지로는 예를 들어, 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 유기산 비닐 에스테르계 수지, 비닐 에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 올레핀 수지 (지환식 올레핀 수지를 포함함), 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 열가소성 폴리우레탄 수지, 폴리술폰계 수지 (예를 들어 폴리에테르술폰, 폴리술폰), 폴리페닐렌 에테르계 수지 (예를 들어 2,6-크실레놀의 중합체), 셀룰로오스 유도체 (예를 들어 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 카르바메이트, 셀룰로오스 에테르), 실리콘 수지 (예를 들어 폴리디메틸실록산, 폴리메틸페닐실록산), 고무 또는 엘라스토머 (예를 들어 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌과 같은 디엔계 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무) 등을 예시할 수 있다. 이러한 열가소성 수지(들)는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
스티렌 수지에는 스티렌 단량체의 단독중합체 또는 공중합체 (예를 들어 폴리스티렌, 스티렌-α-메틸스티렌 공중합체, 스티렌-비닐 톨루엔 공중합체), 스티렌 단량체 및 다른 중합성 단량체 [예를 들어 (메트)아크릴 단량체, 말레산 무수물, 말 레이미드계 단량체, 디엔)의 공중합체가 포함된다. 스티렌 공중합체에는 예를 들어, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (AS 수지), 스티렌 및 (메트)아크릴 단량체의 공중합체 [예를 들어 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트-(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트-(메트)아크릴산 공중합체] 및 스티렌-말레산 무수물 공중합체가 포함된다. 바람직한 스티렌 수지에는 폴리스티렌, 스티렌 및 (메트)아크릴 단량체의 공중합체 [예를 들어 스티렌 및 메틸 메타크릴레이트를 주성분으로 포함하는, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체와 같은 공중합체], AS 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체 등이 포함된다.
(메트)아크릴 수지로는 (메트)아크릴 단량체의 단독중합체 또는 공중합체, 및 (메트)아크릴 단량체 및 공중합성 단량체의 공중합체가 사용될 수 있다. (메트)아크릴 단량체로는 예를 들어 (메트)아크릴산; 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트와 같은 C1-10 알킬 (메트)아크릴레이트; 페닐 (메트)아크릴레이트와 같은 아릴 (메트)아크릴레이트; 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 히드록시프로필 (메트)아크릴레이트와 같은 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트; 글리시딜 (메트)아크릴레이트; N,N-디알킬아미노알킬 (메트)아크릴레이트; (메트)아크릴로니트릴; 트리시클로데칸과 같은 지환식 탄화수소기를 가지는 (메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 공중합성 단량체에는 상기 스티렌 단량체, 비닐 에스테르계 단량 체, 말레산 무수물, 말레산 및 푸마르산이 포함된다. 이러한 단량체(들)는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
(메트)아크릴 수지로는 폴리(메틸 메타크릴레이트)와 같은 폴리(메트)아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트-(메트)아크릴산 공중합체, 메틸 메타크릴레이트-(메트)아크릴레이트 공중합체, 메틸 메타크릴레이트-아크릴레이트-(메트)아크릴산 공중합체 및 (메트)아크릴레이트-스티렌 공중합체 (MS 수지)를 들 수 있다. 바람직한 (메트)아크릴 수지에는 폴리(메틸 (메트)아크릴레이트)와 같은 폴리(C1-6 알킬 (메트)아크릴레이트), 특히 메틸 메타크릴레이트를 주성분 (약 50 내지 100 중량％, 바람직하게는 약 70 내지 100 중량％)으로 포함하는 메틸 메타크릴레이트계 수지가 포함된다.
유기산 비닐 에스테르계 수지로는 비닐 에스테르계 단량체의 단독중합체 또는 공중합체 (예를 들어 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 프로피오네이트), 비닐 에스테르계 단량체 및 공중합성 단량체의 공중합체 (예를 들어 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 아세테이트-염화비닐 공중합체, 비닐 아세테이트-(메트)아크릴레이트 공중합체) 또는 이들의 유도체를 들 수 있다. 비닐 에스테르계 수지의 유도체에는 폴리비닐 알콜, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체, 폴리비닐 아세탈 수지 등이 포함된다.
비닐 에테르계 수지로는 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르, 비닐 프로필 에테르 및 비닐 t-부틸 에테르와 같은 비닐 C1-10 알킬 에테르의 단독중합체 또는 공 중합체, 및 비닐 C1-10 알킬 에테르 및 공중합성 단량체의 공중합체 (예를 들어 비닐 알킬 에테르-말레산 무수물 공중합체)를 들 수 있다.
할로겐 함유 수지에는 폴리염화비닐, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 염화비닐-비닐 아세테이트 공중합체, 염화비닐-(메트)아크릴레이트 공중합체, 염화비닐리덴-(메트)아크릴레이트 공중합체 등이 포함된다.
올레핀 수지에는 예를 들어 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 올레핀 단독중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공중합체와 같은 공중합체가 포함된다. 지환식 올레핀 수지로는 노르보르넨 및 디시클로펜타디엔과 같은 시클릭 올레핀의 단독중합체 또는 공중합체 (예를 들어 입체적으로 강직인 트리시클로데칸과 같은 지환식 탄화수소기를 가지는 중합체), 시클릭 올레핀 및 공중합성 단량체의 공중합체 (예를 들어 에틸렌-노르보르넨 공중합체, 프로필렌-노르보르넨 공중합체)를 들 수 있다. 지환식 올레핀 수지는 예를 들어 상품명 "아르톤(ARTON)", 상품명 "제오넥스(ZEONEX)" 등으로 입수가능하다.
폴리카르보네이트계 수지에는 비스페놀 (예를 들어 비스페놀 A) 기재 방향족 폴리카르보네이트, 및 디에틸렌 글리콜 비스알릴 카르보네이트와 같은 지방족 폴리카르보네이트가 포함된다.
폴리에스테르계 수지에는 테레프탈산과 같은 방향족 디카르복실산으로부터 얻어질 수 있는 방향족 폴리에스테르 (호모폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테 레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리 C2-4 알킬렌 테레프탈레이트, 폴리 C2-4 알킬렌 나프탈레이트, C2-4 알킬렌 아릴레이트 단위 (C2-4 알킬렌 테레프탈레이트 단위 및(또는) C2-4 알킬렌 나프탈레이트 단위)를 주성분 (예를 들어 50 중량％ 이상)으로 포함하는 코폴리에스테르)가 포함된다. 코폴리에스테르에는 폴리 C2-4 알킬렌 아릴레이트의 구성 단위 중에서 C2-4 알킬렌 글리콜의 일부가 폴리옥시 C2-4 알킬렌 글리콜, C6-10 알킬렌 글리콜, 지환식 디올 (예를 들어 시클로헥산 디메탄올, 수소첨가 비스페놀 A), 방향족 고리를 가지는 디올 (예를 들어 플루오레논 측쇄를 가지는 9,9-비스(4-(2-히드록시에톡시)페닐)플루오렌, 비스페놀 A, 비스페놀 A-알킬렌 옥시드 부가물) 등으로 치환된 코폴리에스테르, 구성 단위 중에서 방향족 디카르복실산의 일부가 프탈산 및 이소프탈산과 같은 비대칭 방향족 디카르복실산, 아디프산과 같은 지방족 C6-12 디카르복실산 등으로 치환된 코폴리에스테르가 포함된다. 폴리에스테르계 수지에는 또한 폴리아릴레이트계 수지, 아디프산과 같은 지방족 디카르복실산으로부터 얻어질 수 있는 지방족 폴리에스테르, 및 ε-카프로락톤과 같은 락톤의 단독중합체 또는 공중합체가 포함된다. 바람직한 폴리에스테르계 수지는 통상 비결정성 코폴리에스테르 (예를 들어, C2-4 알킬렌 아릴레이트계 코폴리에스테르)와 같은 비결정성 수지이다.
폴리아미드계 수지에는 나일론 46, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 6l2, 나일론 11 및 나일론 12와 같은 지방족 폴리아미드, 및 디카르복실산 (예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 아디프산) 및 디아민 (예를 들어 헥사메틸렌 디아민, 메타크실릴렌디아민)으로부터 얻어지는 폴리아미드가 포함된다. 폴리아미드계 수지는 ε-카프로락탐과 같은 락탐의 단독중합체 또는 공중합체일 수 있고, 호모폴리아미드에 제한되지 않으나 코폴리아미드일 수 있다.
셀룰로오스 유도체 중에서, 셀룰로오스 에스테르에는 예를 들어 셀룰로오스의 지방족 유기산 에스테르 (예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 (예를 들어 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트), 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트와 같은 셀룰로오스의 C1-6 유기산 에스테르), 셀룰로오스의 방향족 유기산 에스테르 (예를 들어 셀룰로오스 프탈레이트 및 셀룰로오스 벤조에이트와 같은 셀룰로오스의 C7-12 방향족 카르복실산 에스테르), 셀룰로오스의 무기산 에스테르 (예를 들어 셀룰로오스 포스페이트, 셀룰로오스 술페이트)가 포함되고, 셀룰로오스 아세테이트 니트레이트와 같은 셀룰로오스의 혼합산 에스테르일 수 있다. 또한, 셀룰로오스 유도체에는 셀룰로오스 카르바메이트 (예를 들어 셀룰로오스 페닐카르바메이트), 셀룰로오스 에테르 (예를 들어 시아노에틸셀룰로오스; 히드록시에틸셀룰로오스 및 히드록시프로필셀룰로오스와 같은 히드록시 C2-4 알킬 셀룰로오스; 메틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스와 같은 C1-6 알킬 셀룰로오스; 카르복시메틸 셀룰로오스 또는 그의 염, 벤질 셀룰로오스, 아세틸 알킬 셀룰로오스)가 포함된다.
바람직한 열가소성 수지에는 예를 들어 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 비 닐 아세테이트계 수지, 비닐 에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지, 및 고무 또는 엘라스토머 등이 포함된다. 수지로는 통상 비결정성이고 유기 용매 (특히 다수의 중합체 및 경화성 단량체를 용해시키기 위한 공통 용매)에 가용성인 수지가 사용된다. 특히, 성형성 또는 필름 형성(필름 형성가능한) 특성, 투명성 및 내후성에 우수한 수지 [예를 들어, 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 지환식 올레핀 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체 (예를 들어 셀룰로오스 에스테르)]가 바람직하다.
중합체 성분으로는, 경화 반응에 관여하거나 반응하는 관능기 (또는 경화성 화합물과 반응할 수 있는 관능기)를 가지는 중합체를 사용할 수도 있다. 상기 언급된 중합체는 그의 주쇄 또는 측쇄에 관능기를 가질 수 있다. 관능기는 공중합, 공축합 등에 의해 중합체의 주쇄에 도입될 수 있고, 통상 중합체의 측쇄에 도입된다. 이러한 관능기에는 축합성기 또는 반응성기 (예를 들어 히드록실기, 산무수물기, 카르복실기, 아미노기, 이미노기, 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기), 중합성기 [예를 들어 비닐, 프로페닐, 이소프로페닐, 부테닐 및 알릴과 같은 C2-6 알케닐기, 에티닐, 프로피닐 및 부티닐과 같은 C2-6 알키닐기, 비닐리덴과 같은 C2-6 알케닐리덴기, 또는 이러한 중합성기(들)를 가지는 기 (예를 들어 (메트)아크릴로일기)] 등이 포함된다. 이러한 관능기 중에서는 중합성기가 바람직하다.
중합성기를 중합체의 측쇄에 도입하는 방법으로는, 예를 들어 반응성기 또는 축합성기와 같은 관능기를 가지는 열가소성 수지를 상기 관능기와 반응성인 기를 가지는 중합성 화합물과 반응시키는 방법을 사용할 수 있다.
관능기를 가지는 열가소성 수지의 예로는 카르복실기 또는 그의 산무수물기를 가지는 열가소성 수지 (예를 들어 (메트)아크릴 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지), 히드록실기를 가지는 열가소성 수지 (예를 들어 (메트)아크릴 수지, 폴리우레탄계 수지, 셀룰로오스 유도체, 폴리아미드계 수지), 아미노기를 가지는 열가소성 수지 (예를 들어 폴리아미드계 수지), 에폭시기를 가지는 열가소성 수지 (예를 들어, 에폭시기를 가지는 (메트)아크릴 수지 또는 폴리에스테르계 수지) 등이 있다. 또한, 이러한 수지는 관능기가 공중합 또는 그래프트 중합에 의해 열가소성 수지 (예를 들어 스티렌 수지, 올레핀 수지 및 지환식 올레핀 수지)에 도입된 수지일 수도 있다.
중합성 화합물로는, 카르복실기 또는 그의 산무수물기를 가지는 열가소성 수지의 경우, 에폭시기, 히드록실기, 아미노기, 이소시아네이트기 등을 가지는 중합성 화합물을 사용할 수 있다. 히드록실기를 가지는 열가소성 수지의 경우에는 카르복실기 또는 그의 산무수물기, 이소시아네이트기 등을 가지는 중합성 화합물을 들 수 있다. 아미노기를 가지는 열가소성 수지의 경우에는 카르복실기 또는 그의 산무수물기, 에폭시기, 이소시아네이트기 등을 가지는 중합성 화합물을 들 수 있다. 에폭시기를 가지는 열가소성 수지의 경우에는 카르복실기 또는 그의 산무수물기, 아미노기 등을 가지는 중합성 화합물을 들 수 있다.
상기 언급된 중합성 화합물 중에서 에폭시기를 가지는 중합성 화합물로는, 예를 들어 에폭시시클로헥세닐 (메트)아크릴레이트와 같은 에폭시시클로 C5-8 알케닐 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 (메트)아크릴레이트 및 알릴 글리시딜 에테르를 들 수 있다. 히드록실기를 가지는 중합성 화합물로는, 예를 들어 히드록시프로필 (메트)아크릴레이트와 같은 히드록시 C1-4 알킬 (메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노(메트)아크릴레이트와 같은 히드록시 C2-6 알킬렌 글리콜 (메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 아미노기를 가지는 중합성 화합물로는, 예를 들어 아미노에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 아미노 C1-4 알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴아민과 같은 C3-6 알케닐아민, 4-아미노스티렌 및 디아미노스티렌과 같은 아미노스티렌을 들 수 있다. 이소시아네이트기를 가지는 중합성 화합물로는, 예를 들어 폴리우레탄 (메트)아크릴레이트 및 비닐 이소시아네이트를 들 수 있다. 카르복실기 또는 그의 산무수물기를 가지는 중합성 화합물로는, 예를 들어 (메트)아크릴산 및 말레산 무수물과 같은 불포화 카르복실산 또는 그의 무수물을 들 수 있다.
대표적인 예로는, 카르복실기 또는 그의 산무수물기를 가지는 열가소성 수지, 및 에폭시기 함유 화합물; 특히 (메트)아크릴 수지 [예를 들어 (메트)아크릴산-(메트)아크릴 에스테르 공중합체] 및 에폭시기 함유 (메트)아크릴레이트 [예를 들어 에폭시시클로알케닐 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 (메트)아크릴레이트]의 조합이 포함된다. 구체적으로는, 중합성 불포화기(들)가 (메트)아크릴 수지의 카르복실기의 일부에 도입된 중합체, 예를 들어 3,4-에폭시시클로헥세닐 메틸 아크릴레이트의 에폭시기(들)를 (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 공중합체의 카 르복실기의 일부와 반응시켜 중합체의 측쇄(들)에 광중합성 불포화기(들)를 도입하여 얻어진 (메트)아크릴 중합체 (사이클로머(CYCLOMER)-P, 다이셀 화학공업(주)제조)가 사용될 수 있다.
열가소성 수지의 경화 반응에 관여하거나 반응하는 관능기 (특히 중합성기)의 도입량은 열가소성 수지 1 kg에 대하여 약 0.001 내지 10 몰, 바람직하게는 약 0.01 내지 5 몰, 보다 바람직하게는 약 0.02 내지 3 몰이다.
중합체(들)는 적합한 조합으로 사용될 수 있다. 즉, 중합체는 다수의 중합체를 포함할 수 있다. 다수의 중합체는 액상으로부터 스피노달 분해에 의해 상분리될 수 있다. 또한, 다수의 중합체는 상호 비상용성일 수 있다. 다수의 중합체를 조합하는 경우, 제1 수지와 제2 수지의 조합은 특히 제한되지 않으며, 대략 가공 온도에서 상호 비상용성인 다수의 중합체, 예를 들어 상호 비상용성인 2종의 중합체가 적합한 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들어 제1 수지가 스티렌 수지 (예를 들어 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체)인 경우, 제2 수지는 셀룰로오스 유도체 (예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트와 같은 셀룰로오스 에스테르), (메트)아크릴 수지 (예를 들어 폴리(메틸 메타크릴레이트)), 지환식 올레핀 수지 (예를 들어 노르보르넨을 단량체로서 사용함으로써 얻어지는 중합체), 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 (예를 들어 상기 언급된 폴리 C2-4 알킬렌아릴레이트계 코폴리에스테르) 등일 수 있다. 또한, 예를 들어 제1 수지가 셀룰로오스 유도체 (예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트와 같은 셀룰로오스 에 스테르)인 경우, 제2 수지는 스티렌 수지 (예를 들어 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체), (메트)아크릴 수지, 지환식 올레핀 수지 (예를 들어 노르보르넨을 단량체로서 사용함으로써 얻어지는 중합체), 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 (예를 들어 상기 언급된 폴리 C2-4 알킬렌아릴레이트계 코폴리에스테르) 등일 수 있다. 다수의 수지의 조합에서, 하나 이상의 셀룰로오스 에스테르 (예를 들어, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트와 같은 셀룰로오스의 C2-4 알킬카르복실산 에스테르)를 사용할 수 있다.
또한, 스피노달 분해에 의해 생성된 상분리 구조는 화학선 (예를 들어 자외선, 전자선), 열원 또는 다른 수단에 의해 최종적으로 경화하여 경화 수지를 형성한다. 따라서, 내마모성이 방현성 층에 부여될 수 있고, 층의 내구성이 개선될 수 있다.
경화 후 내마모성의 관점에서, 다수의 중합체 중 하나 이상, 예를 들어 상호 비상용성인 중합체 중 하나 이상 (제1 수지를 제2 수지와 조합하여 사용하는 경우, 특히 상기 중합체 둘 모두)은 바람직하게는 경화성 수지 전구체에 반응성인 관능기를 측쇄에 가지는 중합체이다.
제2 중합체에 대한 제1 중합체의 비 (중량비) [제1 중합체/제2 중합체]는 예를 들어, 약 1/99 내지 99/1, 바람직하게는 약 5/95 내지 95/5, 보다 바람직하게는 10/90 내지 90/10의 범위에서 선택될 수 있고, 통상 약 20/80 내지 80/20, 특히 30/70 내지 70/30이다.
또한, 상분리 구조를 형성하기 위한 중합체는 열가소성 수지, 또는 상기 언급된 상호 비상용성인 2종의 중합체 이외에 다른 중합체(들)를 포함할 수 있다.
중합체의 유리 전이 온도는 예를 들어 약 -100℃ 내지 250℃, 바람직하게는 약 -50℃ 내지 230℃, 보다 바람직하게는 약 0℃ 내지 200℃ (예를 들어 약 50℃ 내지 180℃)의 범위에서 선택될 수 있다. 표면 경도의 관점에서, 유리 전이 온도가 50℃ 이상 (예를 들어, 약 70℃ 내지 200℃), 바람직하게는 100℃ 이상 (예를 들어, 약 100℃ 내지 170℃)인 것이 유리하다. 중합체의 중량평균분자량은 예를 들어 1,000,000 이하, 바람직하게는 약 1,000 내지 500,000의 범위에서 선택될 수 있다.
(경화성 수지 전구체)
경화성 수지 전구체로는, 열원 또는 화학선 (예를 들어 자외선, 전자선)에 반응하는 관능기를 가지고, 열원 또는 화학선에 의해 경화 또는 가교하여 수지 (특히, 경화 또는 가교 수지)를 형성할 수 있는 각종 경화성 화합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수지 전구체로는 열경화성 화합물 또는 수지 [에폭시기, 중합성기, 이소시아네이트기, 알콕시실릴기, 실라놀기 등을 가지는 저분자량 화합물 (예를 들어 에폭시계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지 및 실리콘계 수지)] 및 화학선 (예를 들어 자외선)에 의해 경화가능한 광경화성 화합물 (예를 들어 광경화성 단량체 및 올리고머와 같은 자외선 경화성 화합물)을 들 수 있다. 광경화성 화합물은 EB (전자선) 경화성 화합물 등일 수 있다. 또한, 광경화성 단량체 또는 올리고머, 및 저분자량일 수 있는 광경화성 수지와 같은 광경화성 화합물을 종종 간단히 "광경화성 수지"라 한다.
광경화성 화합물에는 예를 들어 단량체 및 올리고머 (또는 수지, 특히 저분자량 수지)가 포함된다. 단량체로는, 예를 들어 일관능성 단량체 [예를 들어 (메트)아크릴 에스테르와 같은 (메트)아크릴 단량체, 비닐피롤리돈과 같은 비닐계 단량체, 및 가교 시클릭 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴레이트 (예를 들어 이소보르닐 (메트)아크릴레이트 및 아다만틸 (메트)아크릴레이트)], 2개 이상의 중합성 불포화 결합을 가지는 다관능성 단량체 [예를 들어 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트 및 헥산디올 디(메트)아크릴레이트와 같은 알킬렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트; 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트 및 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트와 같은 (폴리)옥시알킬렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트; 가교 시클릭 탄화수소기를 가지는 디(메트)아크릴레이트 (예를 들어 트리시클로데칸 디메탄올 디(메트)아크릴레이트 및 아다만탄 디(메트)아크릴레이트); 및 약 3 내지 6개의 중합성 불포화 결합을 가지는 다관능성 단량체 (예를 들어 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트)]가 예시될 수 있다.
올리고머 또는 수지로는, 알킬렌 옥시드 부가된 비스페놀 A의 (메트)아크릴레이트, 에폭시 (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 비스페놀 A 기재 에폭시 (메트)아 크릴레이트 및 노볼락 기재 에폭시 (메트)아크릴레이트), 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 지방족 폴리에스테르 기재 (메트)아크릴레이트 및 방향족 폴리에스테르 기재 (메트)아크릴레이트), 폴리우레탄 (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 폴리에스테르 기재 우레탄 (메트)아크릴레이트 및 폴리에테르 기재 우레탄 (메트)아크릴레이트), 실리콘 (메트)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다. 이러한 광경화성 화합물(들)은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
바람직한 경화성 수지 전구체는 단시간에 경화가능한 광경화성 화합물, 예를 들어 자외선 경화성 화합물 (예를 들어, 단량체, 올리고머 및 저분자량 수지일 수 있는 수지), 및 EB 경화성 수지이다. 특히, 실용적으로 유리한 수지 전구체는 자외선 경화성 수지이다. 또한, 내마모성과 같은 저항성을 개선시키기 위해, 광경화성 수지는 분자중에 2개 이상 (바람직하게는 약 2 내지 6개, 보다 바람직하게는 약 2 내지 4개)의 중합성 불포화 결합을 가지는 화합물인 것이 바람직하다.
경화성 수지 전구체의 분자량은 중합체와 상용성인 한, 약 5000 이하, 바람직하게는 약 2000 이하, 보다 바람직하게는 약 1000 이하이다.
경화성 수지 전구체는 그 종류에 따라서 경화제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열경화성 수지는 아민 및 다관능성 카르복실산과 같은 경화제를 포함할 수 있고, 광경화성 수지는 광중합 개시제를 포함할 수 있다. 광중합 개시제로는, 통상적인 성분, 예를 들어 아세토페논, 프로피오페논, 벤질, 벤조인, 벤조페논, 티옥산톤, 아실포스핀 옥시드 등을 예시할 수 있다. 경화성 수지 전구체 100 중량부에 대한 경화제 (예컨대 광경화제)의 함량은 약 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 약 0.5 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 약 1 내지 8 중량부 (특히, 약 1 내지 5 중량부)이며, 약 3 내지 8 중량부일 수 있다.
또한, 경화성 수지 전구체는 경화 촉진제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광경화성 수지는 예를 들어 광경화 촉진제, 예컨대 3급 아민 (예를 들어, 디알킬아미노벤조산 에스테르) 및 포스핀계 광중합 촉진제를 포함할 수 있다.
하나 이상의 중합체 및 하나 이상의 경화성 수지 전구체 중에서, 가공 온도 부근에서 상호 상분리되는 두가지 이상의 성분을 조합하여 사용한다. 이러한 조합으로서는, 예를 들어 (a) 다수의 중합체가 상호 비상용성이고 상분리를 형성하는 조합, (b) 중합체와 경화성 수지 전구체가 상호 비상용성이고 상분리를 형성하는 조합, (c) 다수의 경화성 수지 전구체가 상호 비상용성이고 상분리를 형성하는 조합 등을 언급할 수 있다. 상기 조합들 중에서, (a) 다수의 중합체의 조합 또는 (b) 중합체와 경화성 수지 전구체의 조합이 보통 이용되고, (a) 다수의 중합체의 조합이 특히 바람직하다. 상분리될 두 성분의 상용성이 높은 경우에는, 용매 증발을 위한 건조 단계 동안 두 성분이 효과적으로 상분리되지 않아서, 결과적으로 그로부터 수득한 층은 방현성 층으로서의 기능이 저하된다.
또한, 열가소성 수지 및 경화성 수지 전구체 (또는 경화 수지)는 보통 상호 비상용성이다. 중합체와 경화성 수지 전구체가 상호 비상용성이고 상분리되면, 다수의 중합체는 중합체로서 사용될 수 있다. 다수의 중합체를 사용하는 경우, 하나 이상의 중합체만이 수지 전구체 (또는 경화 수지)와 비상용성이면 되고, 다른 중합체(들)는 수지 전구체와 상용성일 수 있다.
더욱이, 상기 언급한 조합은 경화성 화합물 (특히, 다수의 경화성 관능기를 가지는 단량체 또는 올리고머)과 상호 비상용성인 두가지 열가소성 수지의 조합일 수 있다. 또한, 경화후 내마모성의 면에서, 상기 언급한 비상용성 열가소성 수지 (특히 두 중합체) 중 한 중합체는 경화 반응에 관여하거나 반응하는 관능기 (경화성 수지 전구체의 경화에 관여하거나 반응하는 관능기)를 가지는 열가소성 수지일 수 있다.
중합체가 상호 비상용성이며 상분리를 형성하는 다수의 중합체를 포함하는 경우에는, 경화성 수지 전구체가 가공 온도 부근에서 상호 비상용성인 다수의 중합체중에서 하나 이상의 중합체와 상호 상용성인 것이 바람직하다. 즉, 상호 비상용성인 다수의 중합체가 예를 들어 제1 수지 및 제2 수지를 포함하는 경우, 경화성 수지 전구체는 하나 이상의 제1 수지 또는 제2 수지에 대해서만 상용성이면 되거나, 또는 두 수지 성분 모두와 상용성인 것이 바람직할 수 있다. 경화성 수지 전구체가 두 수지 성분 모두와 상용성인 경우에는, 상분리된 2개 이상의 상이 수득되며, 한 상은 주성분으로서 제1 수지 및 경화성 수지 전구체를 함유하는 혼합물을 포함하고, 다른 상은 주성분으로서 제2 수지 및 경화성 수지 전구체를 함유하는 혼합물을 포함한다.
선택된 다수의 중합체의 상용성이 높은 경우에는, 용매 증발을 위한 건조 단계 동안 중합체가 자체내에서 효과적으로 상분리되지 않아서, 결과적으로 그로부터 수득한 층은 방현성 층으로서의 기능이 저하된다. 다수의 중합체중에서의 상분리성은 두 성분에 대한 양호한 용매와의 균일 용액을 제조하고 용매를 서서히 증발시키 는 과정에서 잔류 고형분이 탁해지는가 아닌가를 눈으로 확인함으로써 편리하게 판단할 수 있다.
또한, 상기 중합체, 및 수지 전구체의 경화에 의해 생성된 경화 또는 가교 수지는 보통 굴절률이 서로 다르다. 또한, 다수의 중합체 (제1 수지 및 제2 수지) 역시 굴절률이 서로 다르다. 중합체와 경화 또는 가교 수지 사이의 굴절률 차이, 또는 다수의 중합체 (제1 수지 및 제2 수지) 간의 굴절률 차이는 예를 들어 약 0.001 내지 0.2, 바람직하게는 약 0.05 내지 0.15이다.
스피노달 분해에 있어서, 상분리가 진행됨에 따라 겹연속형 (bicontinuous) 구조가 형성된다. 상분리가 더 진행되면, 연속상이 자기의 표면 장력에 의해 비연속형이 되어, 액적형 상구조 (예를 들어, 환형, 구형, 원반형 또는 타원형과 같은 독립상을 함유하는 해중도 구조)로 변한다. 따라서, 상분리 정도에 따라 겹연속형 구조와 액적형 상구조의 중간적 구조 (즉, 상기 겹연속형에서부터 액적형 상으로 전이되는 상태의 상구조)를 또한 형성할 수 있다. 본 발명의 방현성 층에서 상분리 구조는, 해중도 구조 (액적형 상구조, 또는 한 상이 독립 또는 고립된 상구조) 또는 겹연속형 상구조 (또는 메쉬 구조)일 수 있거나, 또는 겹연속형 상구조와 액적형 상구조의 공존 상태인 중간적 구조일 수 있다. 상분리 구조를 통해 용매 건조후에 수득한 방현성 층의 표면상에 미세한 요철 구조가 형성된다.
상기 상분리 구조에 있어서, 요철 표면 구조를 형성하고 표면 경도를 높이는 점에서는, 적어도 섬형 도메인을 가지는 액적형 상구조인 것이 유리하다. 또한, 중합체 및 상기 전구체 (또는 경화 수지)를 포함하는 상분리 구조가 해중도 구조를 형 성하는 경우에는, 중합체 성분이 바다 상을 형성할 수 있다. 그러나, 표면 경도의 관점에서, 중합체 성분이 섬형 도메인을 형성하는 것이 바람직하다. 섬형 도메인의 형성에 의해, 건조후에 수득한 방현성 층의 표면상에 미세한 요철 구조가 형성된다.
또한, 보통 상기 언급한 상분리 구조에서 도메인들 사이의 평균 거리는 실질적으로 규칙성 또는 주기성을 가진다. 예를 들어, 도메인의 상들 사이의 평균 거리는 약 1 내지 70 ㎛ (예를 들어, 약 1 내지 40 ㎛), 바람직하게는 약 2 내지 50 ㎛ (예를 들어, 약 3 내지 30 ㎛), 보다 바람직하게는 약 5 내지 20 ㎛ (예를 들어, 약 10 내지 20 ㎛)일 수 있다.
경화성 수지 전구체에 대한 중합체의 비(중량비)는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 중합체/경화성 수지 전구체는 약 5/95 내지 95/5의 범위내에서 선택될 수 있다. 표면 경도의 관점에서는, 비(중량비)가 바람직하게는 약 5/95 내지 60/40, 보다 바람직하게는 약 10/90 내지 50/50, 특히 약 10/90 내지 40/60이다.
상기한 바와 같이, 방현성 필름은 방현성 층을 단독으로 포함하거나, 지지체 및 그 위에 형성된 방현성 층을 포함할 수 있다. 지지체로서는 광투과성 지지체, 예를 들어 합성 수지 필름과 같은 투명 지지체를 사용할 수 있다. 또한, 광투과성 지지체는 광학 부재 형성용 투명 중합체 필름을 포함할 수 있다.
(투명 지지체)
투명 지지체 (또는 기재 시트)로는, 유리 및 세라믹 이외에도 수지 시트를 예시할 수 있다. 투명 지지체를 구성하는 수지로서는, 방현성 층에서와 유사한 수 지를 사용할 수 있다. 바람직한 투명 지지체에는 투명 중합체 필름, 예를 들어 셀룰로오스 유도체 [예를 들어, 셀룰로오스 트리아세테이트 (TAC) 및 셀룰로오스 디아세테이트와 같은 셀룰로오스 아세테이트], 폴리에스테르계 수지 [예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리아릴레이트계 수지], 폴리술폰계 수지 [예를 들어, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰 (PES)], 폴리에테르 케톤계 수지 [예를 들어, 폴리에테르 케톤 (PEK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)], 폴리카르보네이트계 수지 (PC), 폴리올레핀 수지 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 시클릭 폴리올레핀 수지 [예를 들어, 아르톤, 제오넥스], 할로겐 함유 수지 (예를 들어, 폴리비닐리덴 클로라이드), (메트)아크릴 수지, 스티렌 수지 (예를 들어, 폴리스티렌), 비닐 아세테이트 또는 비닐 알콜계 수지 (예를 들어, 폴리비닐 알콜) 등으로 형성된 필름이 포함된다. 투명 지지체는 1축 또는 2축 연신될 수 있고, 광학적 등방성 투명 지지체가 바람직하다. 바람직한 투명 지지체는 낮은 복굴절률을 가지는 지지체 시트 또는 필름이다. 광학적 등방성 투명 지지체는 비연신 시트 또는 필름을 포함하고, 예를 들어 폴리에스테르 (예를 들어, PET, PBT), 셀룰로오스 에스테르, 특히 셀룰로오스 아세테이트 (예를 들어, 셀룰로오스 디아세테이트 및 셀룰로오스 트리아세테이트와 같은 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스의 아세트산 및 C3-4 유기산 에스테르, 예컨대 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트) 등을 포함하는 시트 또는 필름이 포함된다. 이차원 구조를 가지는 지지체의 두께는 예를 들어 약 5 내지 2000 ㎛, 바람직하게는 약 15 내지 1000 ㎛, 보다 바람직하게는 약 20 내지 500 ㎛의 범위내에서 선택할 수 있다.
(광학 부재)
방현성 층은 높은 방현성뿐 아니라 높은 광산란성을 갖는다. 특히, 방현성 필름은 투과광을 등방적으로 투과시키고 산란시켜 특정 각도 범위에서 산란 강도를 개선시킬 수 있다. 또한, 방현성 필름은 투과상의 선명도가 높다. 따라서, 상기 언급한 지지체는 다양한 광학 부재 형성용 투명 중합체 필름을 포함할 수 있다. 수득한 방현성 필름을 투명 중합체 필름과 조합하여 광학 부재로서 직접 사용할 수 있거나, 또는 광학 요소 [예를 들어, 광로에 배치된 다양한 광학 요소, 예를 들어 편광판, 광학 지연판 (또는 위상차판) 및 도광판 (또는 도광)]와 조합하여 광학 부재를 형성할 수 있다. 즉, 방현성 필름을 광학 요소의 광로 표면의 한면 이상에 배치 또는 적층시킬 수 있다. 예를 들어, 방현성 필름을 광학 지연판 표면의 한면 이상에 적층시킬 수 있거나, 또는 도광판의 출사면상에 배치 또는 적층시킬 수 있다.
방현성 층에 내마모성을 부여한 방현성 필름은 보호 필름으로서도 기능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방현성 필름은 편광판을 구성하는 2개의 보호 필름중 하나 이상의 보호 필름 대신에 방현성 필름을 이용한 적층체 (광학 부재), 즉 편광판 표면의 한면 이상에 방현성 필름이 적층된 적층체 (광학 부재)로서 이용하는 데 적합하다.
방현성 층의 두께는 예를 들어 약 0.3 내지 20 ㎛, 바람직하게는 약 1 내지 15 ㎛ (예를 들어, 약 1 내지 10 ㎛), 보통 약 2 내지 10 ㎛ (특히, 약 3 내지 7 ㎛)이다. 방현성 필름이 방현성 층을 단독으로 포함하는 경우에는, 방현성 층의 두께는 예를 들어 약 1 내지 100 ㎛, 바람직하게는 약 3 내지 50 ㎛의 범위내에서 선택될 수 있다.
방현성 필름 (즉, 방현성 층, 또는 투명 지지체와 방현성 층의 적층체)에 있어서, 상기 상분리 구조에 상응하는 미세한 요철 구조가 방현성 층의 표면상에 다량 형성된다. 따라서, 상기 방현성 필름은 표면 반사에 의한 외경 반사를 방지할 수 있고, 방현성을 개선시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 상분리 구조에 있어서, 도메인의 상들 사이의 평균 거리는 실질적으로 규칙성 또는 주기성을 갖고 있다. 따라서, 방현성 필름에(을 통해) 입사 및 투과된 광은 상들 사이의 평균 거리 (또는 요철 표면 구조의 규칙성)에 상응하는 브래그 (Bragg) 반사에 의해 직선 투과광으로부터 특정 각도에서의 산란광의 최대치 (국부적 최대치)를 나타낸다. 즉, 본 발명의 방현성 필름은 입사광을 등방적으로 투과시키고 산란 또는 확산시켜, 산란광 (투과산란광)은 산란 중심으로부터 이동된 산란각 [예를 들어, 약 0.1°내지 10°, 바람직하게는 약 1°내지 10°(예를 들어, 약 1°내지 8°), 보다 바람직하게는 약 1.5°내지 8°, 특히 약 1.5°내지 5°(예를 들어, 약 2°내지 5°)]에서 광강도의 최대치를 나타낸다. 따라서, 요철 표면 구조를 통한 산란광이 직선 투과광의 프로파일에 악영향을 미치지 않기 때문에, 상기 방현성 필름을 사용함으로써 종래의 미립자 분산형의 방현성 시트의 사용으로는 해결할 수 없었던 눈부심의 문제를 피할 수 있다.
산란광 강도의 각도 분포 프로파일과 관련하여, 상기 언급한 산란광의 최대 치는 서로 분리된 피크 형태를 형성할 수 있다. 심지어 각도 분포 프로파일이 숄더형 피크 또는 평탄형 피크를 가지는 경우에도, 산란광이 최대치를 가지는 것으로 간주한다.
또한, 방현성 필름을 통해 투과된 광의 각도 분포는, 도 1에 도시한 바와 같이 He-Ne 레이저와 같은 레이저 광원 (1) 및 각도계상에 설치된 수광기 (4)를 포함하는 측정 장치로 측정할 수 있다. 실시태양으로, 산란광 강도와 산란각 θ사이의 관계는 레이저 광원 (1)로부터의 레이저광을 ND 필터 (2)를 통해 시료 (3)에 조사하고, 레이저광의 광로에 대하여 산란각 θ에서 각도를 변화시킬 수 있으며 광전자 증폭관을 포함하는 검출기 (수광기) (4)에 의해 시료로부터의 산란광을 검출하여 측정할 수 있다. 이러한 장치로서는, 레이저광 산란 자동 측정 장치 (네오아크 코포레이션 (NEOARK Corporation) 제조)를 이용할 수 있다.
또한, 방현성은 JIS K7105에 따라 광택도 측정기를 이용하여 형광등 반사를 눈으로 확인함으로써 평가할 수 있다. 또한, 눈부심 및 상의 흐려짐은 약 200 ppi의 해상도를 가지는 고정밀 액정 디스플레이 장치를 이용하여 평가할 수 있고, 보다 간단하게는 고정밀 CRT 디스플레이 장치, 또는 백라이트와 함께 약 150 ppi의 해상도를 가지는 액정용 컬러 필터를 포함하는 간단한 평가 장치를 이용하여 눈으로 평가할 수 있다.
본 발명의 방현성 필름의 전체 광투과율은, 예를 들어 약 70 내지 100％, 바람직하게는 약 80 내지 100％, 보다 바람직하게는 약 85 내지 100％ (예를 들어, 약 85 내지 95％), 특히 약 90 내지 100％ (예를 들어, 약 90 내지 99％)이다.
본 발명의 방현성 필름의 불투명도는 약 20 내지 50％, 바람직하게는 약 30 내지 50％, 보다 바람직하게는 약 35 내지 45％이다.
불투명도 및 전체 광투과율은 JIS K7105에 따라 NDH-300A 불투명도 측정기 (닛뽄 덴쇼꾸 인더스트리즈 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) 제조)로 측정할 수 있다.
본 발명의 방현성 필름의 투과상 선명도는, 0.5 mm 폭의 광학 슬릿을 이용하는 경우 약 70 내지 100％, 바람직하게는 약 80 내지 100％이다. 투과상 선명도가 상기 범위내에 있으면, 투과광의 탈초점화가 낮아져서 심지어 고정밀 디스플레이 장치에서도 화소의 윤곽이 희미해지거나 불분명해지는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 상의 흐려짐을 방지할 수 있다.
투과상 선명도는 필름을 통해 투과된 광의 탈초점화 또는 왜곡화를 정량화하는 척도이다. 투과상 선명도는 필름으로부터의 투과광을 이동성 광학 슬릿을 통해 측정하여, 광학 슬릿의 명암부에서 광량을 계산함으로써 산출한다. 즉, 필름에 의해 투과광이 탈초점화되는 경우, 광학 슬릿에 형성된 슬릿상이 굵어 져서, 결과적으로 투과부에서의 광량이 100％ 이하가 된다. 한편, 불투과부에서는 광 누출로 인해 광량이 0％ 이상이다. 투과상 선명도의 값 C는 광학 슬릿의 투과부에서 투과광의 최대치 M과 불투과부에서 투과광의 최소치 m을 이용하여 하기식에 의해 정의된다.
C(％) = [(M-m)/(M+m)] ×100
즉, C의 값이 100％에 가까울 수록, 방현성 필름에 의한 상의 탈초점화가 감소된다 (문헌 [Suga and Mitamura, Tosou Gijutsu, 1985년 7월호] 참조).
상기 투과상 선명도의 측정을 위한 장치로서는 상 선명도 측정 장치 ICM-1DP (수가 테스트 인스트루먼츠 (Suga Test Instruments Co., Ltd.) 제조)를 사용할 수 있다. 광학 슬릿으로서는 0.125 내지 2 mm 폭의 광학 슬릿을 사용할 수 있다.
습식 스피노달 분해에서 사용되는 용매는 중합체 및 경화성 수지 전구체의 종류 및 용해성에 따라 선택할 수 있고, 하나 이상의 고형분 (다수의 중합체 및 경화성 수지 전구체(들), 반응 개시제, 다른 첨가제(들))을 균일하게 용해시키는 용매이면 된다. 용매로서는, 예를 들어 케톤 (예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논), 에테르 (예를 들어, 디옥산, 테트라히드로푸란), 지방족 탄화수소 (예를 들어, 헥산), 지환식 탄화수소 (예를 들어, 시클로헥산), 방향족 탄화수소 (예를 들어, 톨루엔, 크실렌), 할로겐화 탄소 (예를 들어, 디클로로메탄, 디클로로에탄), 에스테르 (예를 들어, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 물, 알콜 (예를 들어, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 시클로헥산올), 셀로솔브 (예를 들어, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브), 셀로솔브 아세테이트, 술폭시드 (예를 들어, 디메틸술폭시드), 및 아미드 (예를 들어, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드)를 언급할 수 있다. 또한, 용매는 혼합 용매일 수 있다.
본 발명의 방현성 필름은 중합체, 경화성 수지 전구체 및 용매를 함유하는 액상 (또는 액형 조성물)을 이용하여, 용매의 증발과 함께 액상 (또는 액형 조성물)으로부터의 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성하는 단계; 및 경화성 수지 전구체를 경화시켜 방현성 층을 한층 이상 형성하는 단계를 통해 수득할 수 있다. 상분리 공정은 보통 중합체, 경화성 수지 전구체 및 용매를 함유하는 혼합액 (특히, 균일 용액과 같은 액체 조성물)을 지지체상에 코팅 또는 유연 (유동 주조)시키는 단계; 및 코팅층 또는 유연층으로부터 용매를 증발시켜 상들 사이에 규칙적 또는 주기적인 평균 거리를 가지는 상분리 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 방현성 필름은 상기 전구체를 경화시켜 수득할 수 있다. 바람직한 실시태양으로, 상기 혼합액으로서 열가소성 수지, 광경화성 화합물, 광중합 개시제, 및 열가소성 수지와 광경화성 화합물을 용해시키기 위한 용매를 포함하는 조성물을 사용할 수 있다. 스피노달 분해에 의해 형성된 상분리 구조에서 광경화성 성분을 광 조사에 의해 경화시켜 방현성 층을 수득한다. 또다른 바람직한 실시태양으로, 혼합액으로서 상호 비상용성인 다수의 중합체, 광경화성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함하는 조성물을 사용할 수 있다. 스피노달 분해에 의해 형성된 상분리 구조를 가지는 광경화성 성분을 광 조사에 의해 경화시켜 방현성 층을 수득한다.
혼합액중 용질 (중합체, 경화성 수지 전구체, 반응 개시제 및 다른 첨가제(들))의 농도는 유연성 또는 코팅성을 손상시키지 않으며 상분리가 일어나는 범위내에서 선택될 수 있으며, 예를 들어 약 1 내지 80 중량％, 바람직하게는 약 5 내지 60 중량％, 보다 바람직하게는 약 15 내지 40 중량％ (특히 약 20 내지 40 중량％)이다.
또한, 투명 지지체에 상기 혼합액을 코팅시키는 경우, 용매의 종류에 따라 때때로 투명 지지체가 용해 또는 팽윤된다. 예를 들어, 다수의 수지를 함유하는 코팅액 (균일 용액)을 셀룰로오스 트리아세테이트 필름상에 코팅한 경우에는, 용매의 종류에 따라 때때로 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 코팅 표면이 용출, 침식 또는 팽윤된다. 이러한 경우, 투명 지지체 (예를 들어, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름)의 코팅 표면에 미리 내용매성 코팅제를 도포하여, 광학 등방성 내용매성 코팅층을 형성할 수 있다. 이러한 코팅층은 예를 들어 AS 수지, 폴리에스테르계 수지, 및 폴리비닐 알콜계 수지 (예를 들어, 폴리비닐 알콜, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체)와 같은 열가소성 수지, 에폭시 수지, 실리콘계 수지 및 자외선 경화성 수지와 같은 경화성 수지를 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 혼합액 또는 코팅액을 투명 지지체상에 코팅시키는 경우, 투명 지지체의 종류에 따라 투명 지지체가 용해, 침식 또는 팽윤되지 않은 용매를 선택할 수 있다. 예를 들어, 투명 지지체로서 셀룰로오스 트리아세테이트 필름을 이용하는 경우, 혼합액 또는 코팅액의 용매로서 테트라히드로푸란, 메틸 에틸 케톤, 이소프로판올, 톨루엔 등을 사용하여, 필름의 성질을 손상시키지 않고 방현성 층를 형성할 수 있다.
상기 혼합액을 유연 또는 코팅시킨 후, 용매의 비점보다 낮은 온도 (예를 들어, 용매의 비점보다 약 1 내지 120℃, 바람직하게는 약 5 내지 50℃, 특히 약 10 내지 50℃ 낮은 온도)에서 용매를 증발 또는 제거함으로써 스피노달 분해에 의한 상분리를 유도할 수 있다. 용매의 증발 또는 제거는 보통 건조, 예를 들어 용매의 비점에 따라 약 3 내지 200℃ (예를 들어, 약 30 내지 100℃), 바람직하게는 약 40 내지 120℃, 보다 바람직하게는 약 40 내지 80℃의 온도에서 건조시킴으로써 수행할 수 있다.
이러한 용매의 증발로 수반되는 스피노달 분해에 의해 상분리 구조의 도메인들 사이의 평균 거리에 규칙성 및 주기성을 부여한다. 그 후, 스피노달 분해에 의해 형성된 상분리 구조는 전구체를 경화시키는 것에 의해 즉시 고정될 수 있다. 전구체의 경화는 경화성 수지 전구체의 종류에 따라 가열, 광 조사, 또는 이들 방법의 조합에 의해 수행할 수 있다. 가열 온도는 상분리 구조를 가지는 한, 적당한 범위, 예를 들어 약 50 내지 150℃ 범위내에서 선택할 수 있거나, 또는 상기 언급한 상분리 공정에서와 유사한 온도 범위내에서 선택할 수 있다.
광 조사는 광경화 성분 등의 종류에 따라 선택될 수 있고, 보통 자외선, 전자선 등이 광 조사에 이용될 수 있다. 일반적인 노광원은 보통 자외선 조사 장치이다. 필요에 따라, 불활성 기체 분위기하에 광 조사를 수행할 수 있다.
[디스플레이 장치]
본 발명의 방현성 필름은 경질 코팅성을 지니며 방현성이 높다. 또한, 방현성 필름은 투과광을 등방적으로 투과시키고 산란시켜 특정 각도 범위에서 산란광 강도를 개선시킬 수 있다. 또한, 방현성 필름은 투과상 선명도가 우수하고, 디스플레이 표면에서 상의 흐려짐이 적다. 따라서, 본 발명의 방현성 필름 또는 광학 부재는 다양한 디스플레이 장치 또는 소자, 예컨대 액정 디스플레이 (LCD) 장치, 플라즈마 디스플레이, 및 터치 패널이 장착된 디스플레이 장치에 이용할 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 방현성 필름 또는 광학 부재 (특히, 예를 들어 편광판 및 방현성 필름의 적층체)를 광학 요소로서 포함한다.
또한, 액정 디스플레이 장치는 외광 (또는 외부 광)을 이용하여 액정 셀 포 함 디스플레이 유닛을 조명하는 반사형 액정 디스플레이 장치일 수 있고, 또는 디스플레이 유닛을 조명하기 위한 백라이트 유닛을 포함하는 투과형 액정 디스플레이 장치일 수 있다. 반사형 액정 디스플레이 장치에서는, 외부로부터의 입사광을 디스플레이 유닛을 통해 수용하여 투과광을 반사 부재에 의해 반사시킴으로써 디스플레이 유닛을 조명할 수 있다. 반사형 액정 디스플레이 장치에서, 상기 반사 부재로부터 전방의 광로내에 상기 방현성 필름이나 광학 부재 (특히, 편광판과 방현성 필름의 적층체)를 배치할 수 있다. 예를 들어, 반사 부재와 디스플레이 유닛 사이, 디스플레이 유닛의 전방 등에 방현성 필름 또는 광학 부재를 배치 또는 적층시킬 수 있다.
투과형 액정 디스플레이 장치에서, 백라이트 유닛은 광원 (예를 들어, 냉음극관과 같은 관형 광원, 발광 다이오드와 같은 점형 광원)으로부터의 광을 도광판의 한면으로 입사시키고 전방 출사면으로 출사시키기 위한 도광판 (예를 들어, 쐐기형 단면을 가지는 도광판)을 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 도광판의 전방에 프리즘 시트를 배치할 수 있다. 또한, 보통 도광판의 이면에는 광원으로부터의 광을 출사면측으로 반사시키기 위한 반사 부재가 배치된다. 이러한 투과형 액정 디스플레이 장치에서는 보통 상기 방현성 필름 또는 광학 부재를 광원 전방의 광로내에 배치할 수 있다. 예를 들어, 도광판과 디스플레이 유닛 사이, 디스플레이 유닛의 전방 등에 상기 방현성 필름 또는 광학 부재를 배치 또는 적층시킬 수 있다.
본 발명은 방현성 및 광산란성이 필요로 되는 다양한 용도, 예를 들어 액정 디스플레이 장치 (특히, 고정밀 또는 고색채 디스플레이 장치)와 같은 디스플레이 장치의 광학 부재 또는 광학 요소에 유용하다.
본 발명에 따르면, 액상으로부터의 스피노달 분해를 이용한 상분리에 의해, 방현성 필름은 높은 방현성을 지니고, 심지어 고정밀 디스플레이 장치에서도 디스플레이 표면에서의 눈부심 및 외경 반사를 유효하게 방지하면서 눈부심 또는 상의 흐려짐을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 방현성 필름은 높은 내마모성 (높은 경질 코팅성)을 가지며, 투과산란광의 강도 분포도 제어한다. 또한, 본 발명은 방현성 필름 또는 광학 부재를 액상으로부터의 스피노달 분해에 의해 저비용으로 제조하는 것을 보장한다.
<실시예>
이하에, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 이러한 실시예는 어떠한 방식으로도 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
<실시예 1>
스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (아크릴로니트릴 함량: 24 중량％, 수평균 분자량: 33000; 다이셀 폴리머 (Daicel Polymer, Ltd.) 제조, 290FF) 4 중량부, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (아세테이트 함량 = 2.5％, 프로피오네이트 함량 = 46％, 폴리스티렌 환산 수평균 분자량: 75000; 이스트만 (Eastman, Ltd.) 제조, CAP-482-20) 2 중량부, 다관능성 아크릴 자외선 (UV) 경화성 화합물 (다이셀 UCB (Daicel UCB Co., Ltd.) 제조, KRM7039) 14 중량부, 및 광개시제 (이르가큐어 (IRGACURE) 184; 시바-가이기 (Ciba-Geigy Ltd.) 제조) 0.7 중량부를 메틸 에틸 케톤 및 이소프로판올을 함유하는 혼합 용매 [메틸 에틸 케톤/이소프로판올 = 7/3 (중 량비)] 80 중량부에 용해시켰다. 이 용액을 와이어바 #20을 이용하여 셀룰로오스 트리아세테이트 필름상에 유연시킨 후, 이 필름을 60℃의 오븐에서 2분 동안 방치하여 용매를 증발시켜, 두께 약 5 ㎛의 코팅층을 형성하였다. 그 후, 할로겐화 금속 램프로부터의 자외선을 약 5초 동안 조사하여 코팅층에 대해 UV 경화 처리하였다.
투과형 광학 현미경으로 관찰하였을 때, 코팅층은 액적형 상분리 구조를 갖고 있었다. 또한, 도 1에 도시한 장치를 이용하여 투과광의 각도 분포를 측정하였을 때, 도 2에 도시한 바와 같이 직선 투과광으로부터 분리된 0.9 내지 3.3°의 각도 범위에서 산란광이 관찰되었고, 산란 최대 위치는 1,7°이었다. JIS K7105에 따라 각 60°에서 측정한 광택도는 49였다. JIS K7105에 따라 불투명도 측정기 (닛뽄 덴쇼꾸 인더스트리즈 제조, NDH-300A)로 측정하였을 때, 시트의 전체 광투과율(투명도)은 91％였고, 불투명도는 21％이었다. 500 g 하중 연필 경도 시험으로 측정하였을 때, 2H로 확인되었다. 고해상도 CRT 모니터상에 실시예 1에서 얻은 시트를 접착시켰을 때, 디스플레이의 눈부심은 인식되지 않았다. 또한, 이 시트는 실내 형광등 반사를 나타내지 않았고 방현성이 우수하였다.
<실시예 2>
스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (아크릴로니트릴 함량: 33 중량％, 수평균 분자량: 30000; 다이셀 폴리머 제조, 290ZF) 4 중량부, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (아세테이트 함량 = 2.5％, 프로피오네이트 함량 = 46％, 폴리스티렌 환산 수평균 분자량: 75000; 이스트만 제조, CAP-482-20) 2 중량부, 다관능성 아크릴 UV 경화성 수지 (펜타에리트리톨 트리아크릴레이트) 14 중량부, 및 광개시제 (이르 가큐어 184; 시바-가이기 제조) 0.7 중량부를 메틸 에틸 케톤 및 이소프로판올을 함유하는 혼합 용매 [메틸 에틸 케톤/이소프로판올 = 7/3 (중량비)] 80 중량부에 용해시켰다. 이 용액을 와이어바 #14를 이용하여 셀룰로오스 트리아세테이트 필름상에 유연시킨 후, 이 필름을 60℃의 오븐에서 2분 동안 방치하여 용매를 증발시켜, 두께 약 5 ㎛의 코팅층을 형성하였다. 그 후, 할로겐화 금속 램프로부터의 자외선을 약 5초 동안 조사하여 코팅층에 대해 UV 경화 처리하였다.
투과형 광학 현미경으로 관찰하였을 때, 코팅층은 액적형 상분리 구조를 갖고 있었다. 또한, 도 1에 도시한 장치를 이용하여 투과광의 각도 분포를 측정하였을 때, 도 2에 도시한 바와 같이 직선 투과광으로부터 분리된 0.8 내지 3.3°의 각도 범위에서 산란광이 관찰되었고, 산란 최대 위치는 1.8°였다. JIS K7105에 따라 각 60°에서 측정하였을 때, 광택도는 48이었다. JIS K7105에 따라 불투명도 측정기 (닛뽄 덴쇼꾸 인더스트리즈 제조, NDH-300A)를 이용하여 측정하였을 때, 시트의 전체 광투과율은 91％였고, 불투명도는 24％이었다. 500 g 하중 연필 경도 시험으로 측정하였을 때, 2H로 확인되었다. 고해상도 CRT 모니터상에서 실시예 1에서 얻은 시트를 접착시켰을 때, 디스플레이의 눈부심은 인식되지 않았다. 또한, 이 시트는 실내 형광등 반사를 나타내지 않았고 방현성이 우수하였다.
<실시예 3>
측쇄에 중합성 불포화기(들)를 가지는 아크릴 수지 [3,4-에폭시시클로헥실 메틸 아크릴레이트가 (메트)아크릴산-(메트)아크릴 에스테르 공중합체의 카르복실기의 일부에 부가된 화합물; 다이셀 케미컬 인더스트리즈 (Daicel Chemical Industries, Ltd.) 제조, CYCLOMER-P (ACA) 320M, 고형분: 49.6 중량％] 5.65 중량부, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (아세테이트 함량 = 2.5％, 프로피오네이트 함량 = 46％, 폴리스티렌 환산 수평균 분자량: 75000; 이스트만 제조, CAP-482-20) 1.2 중량부, 다관능성 아크릴 UV 경화성 화합물 (다이셀 UCB 제조, DPHA) 6 중량부, 실리콘 함유 아크릴 UV 경화성 화합물 (다이셀 UCB 제조, EB1360) 0.77 중량부, 및 광개시제 (시바 스페셜티 케미컬즈 케이.케이. (Ciba Specialty Chemicals K.K.) 제조, 이르가큐어 184) 0.53 중량부를 테트라히드로푸란 37.15 중량부에 용해시켰다. 이 용액을 와이어바 #24를 이용하여 셀룰로오스 트리아세테이트 필름상에 유연시킨 후, 이 필름을 80℃의 오븐에서 3분 동안 방치하여 용매를 증발시켜, 두께 약 7 ㎛의 코팅층을 형성하였다. 그 후, 할로겐화 금속 램프 (아이그래픽스 (Eyegraphics Co., Ltd.) 제조)로부터의 자외선을 약 30초 동안 조사하여 코팅층에 대해 UV 경화 처리하였다.
<실시예 4>
측쇄에 중합성 불포화기(들)를 가지는 아크릴 수지 [다이셀 케미컬 인더스트리즈 제조, CYCLOMER-P (ACA) 320M] 5.24 중량부, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (이스트만 제조, CAP-482-20) 1.1 중량부, 다관능성 아크릴 UV 경화성 화합물 (다이셀 UCB 제조, DPHA) 6.3 중량부, 실리콘 함유 아크릴 UV 경화성 화합물 (다이셀 UCB 제조, EB1360) 0.76 중량부, 및 광개시제 (시바 스페셜티 케미컬즈 케이.케이. 제조, 이르가큐어 184) 0.62 중량부를 테트라히드로푸란 37.36 중량부에 용해시켰다. 이 용액을 와이어바 #24를 이용하여 셀룰로오스 트리아세테이트 필름상에 유연시킨 후, 이 필름을 80℃의 오븐에서 3분 동안 방치하여 용매를 증발시켜, 두께 약 7 ㎛의 코팅층을 형성하였다. 그 후, 할로겐화 금속 램프 (아이그래픽스 제조)로부터의 자외선을 약 30초 동안 조사하여 코팅층에 대해 UV 경화 처리하였다.
<실시예 5>
측쇄에 중합성 불포화기(들)를 가지는 아크릴 수지 [다이셀 케미컬 인더스트리즈 제조, CYCLOMER-P (ACA) 320M] 5.24 중량부, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (이스트만 제조, CAP-482-20) 1.1 중량부, 다관능성 우레탄 아크릴레이트 UV 경화성 화합물 (다이셀 UCB 제조, EB8301) 6.3 중량부, 실리콘 함유 아크릴 UV 경화성 화합물 (다이셀 UCB 제조, EB1360) 0.76 중량부, 및 광개시제 (시바 스페셜티 케미컬즈 케이.케이. 제조, 이르가큐어 184) 0.62 중량부를 테트라히드로푸란 37.36 중량부에 용해시켰다. 이 용액을 와이어바 #24를 이용하여 셀룰로오스 트리아세테이트 필름상에 유연시킨 후, 이 필름을 80℃의 오븐에서 3분 동안 방치하여 용매를 증발시켜, 두께 약 7 ㎛의 코팅층을 형성하였다. 그 후, 할로겐화 금속 램프 (아이그래픽스 제조)로부터의 자외선을 약 30초 동안 조사하여 코팅층에 대해 UV 경화 처리하였다.
<비교예 1>
다관능성 아크릴 UV 경화성 단량체 (다이셀 UCB 제조, DPHA) 20 중량부, 투명 미립자로서 평균 입경 3.5 ㎛의 아크릴-스티렌 공중합체 비드 1.6 중량부, 광개시제 (시바 스페셜티 케미컬즈 케이. 케이. 제조, 이르가큐어 184) 1 중량부를 테트라히드로푸란 및 톨루엔을 함유하는 혼합 용매 [테트라히드로푸란/톨루엔 = 7/3 (중 량비)] 30 중량부에 혼합하여 분산액을 제조하였다. 이 분산액을 건조후 코팅층 두께가 3 ㎛가 되도록 코팅하였다. 그 후, 할로겐화 금속 램프 (아이그래픽스 제조)로부터의 자외선을 약 30초 동안 조사하여 코팅층에 대해 UV 경화 처리하였다.
실시예 3 내지 5에서 수득한 방현성 필름을 투과형 광학 현미경으로 관찰하였을 때, 필름들은 액적형 상분리 구조를 갖고 있었다. 또한, 도 1에 도시한 장치를 이용하여 투과광의 각도 분포를 측정하였을 때, 도 3에 도시한 바와 같이 어떠한 필름도 직선 투과광 (산란각 = 0°)으로부터 분리된 산란각 5°부근에서 산란광 최대가 관찰되었다.
실시예 3 내지 5 및 비교예 1에서 수득한 방현성 필름에 대해, 투과상 선명도, 전체 광투과율, 불투명도, 60°광택도, 500 g 하중 연필 경도, 눈부심, 상의 흐려짐 및 방현성을 평가하였다. 결과는 하기 표 1에 통합하여 나타내었다. 또한, 눈부심, 상의 흐려짐 및 방현성은 이하의 방법으로 평가하였다.
(눈부심의 평가)
디스플레이 표면에서의 눈부심에 대해, 수득한 방현성 필름을 150 ppi의 해상도를 가지는 액정용 컬러 필터상에 배치시키고, 후방으로부터의 백라이트를 조사하여, 하기 기준에 따라 눈으로 눈부심을 평가하였다.
"A" : 눈부심이 인식되지 않음
"B" : 눈부심이 약간 인식됨
"C" : 눈부심이 인식됨
(상의 흐려짐의 평가)
디스플레이 표면에서의 상의 흐려짐에 대해, 수득한 방현성 필름을 150 ppi의 해상도를 가지는 액정용 컬러 필터상에 배치시키고, 후방으로부터의 백라이트를 조사하여, 하기 기준에 따라 눈으로 상의 흐려짐을 평가하였다.
"A" : 상의 흐려짐이 인식되지 않음
"B" : 상의 흐려짐이 약간 인식됨
"C" : 상의 흐려짐이 인식됨
(방현성의 평가)
방현성에 대해, 노출된 형광등 (방열공이 없는 형광등)을 방현성 필름상에 투영시키고, 하기 기준에 따라 정반사광의 현성을 눈으로 평가하였다.
"A" : 현성이 인식되지 않음
"B" : 현성이 약간 인식됨
"C" : 현성이 인식됨
투과상 선명도(％) 전체 광 투과율(％) 불투명도 (％) 60° 광택도 연필 경도 (하중: 500 g) 눈부심 상의 흐려짐 방현성
실시예 3 85 91.9 44.8 22 3H A B A
실시예 4 83.4 91.5 41.2 24 3H A B A
실시예 5 89.2 91.8 32.4 33 2H A A B
비교예 1 8 91.5 27 25 3H C C A

본 발명의 방현성 필름은 높은 방현성을 가지면서, 고정밀 디스플레이 장치의 디스플레이 표면에서의 눈부심과 상의 흐려짐을 효과적으로 방지하는 것이 분명하다.
본 발명에 따르면, 액상으로부터의 스피노달 분해를 이용한 상분리에 의해, 방현성 필름은 높은 방현성을 지니고, 심지어 고정밀 디스플레이 장치에서도 디스플레이 표면에서의 눈부심 및 외경 반사를 유효하게 방지하면서 눈부심 또는 상의 흐려짐을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 방현성 필름은 높은 내마모성 (높은 경질 코팅성)을 가지며, 투과산란광의 강도 분포도 제어한다. 또한, 본 발명은 방현성 필름 또는 광학 부재를 액상으로부터의 스피노달 분해에 의해 저비용으로 제조하는 것을 보장한다.

Claims (26)

  1. 요철 표면 구조를 가지고, 입사광을 등방적으로 투과시키고 산란시켜 산란각 0.1 내지 10°에서 산란광 강도의 최대치를 나타내고, 전체 광투과율이 70 내지 100％인 방현성(anti-glare) 층을 한층 이상 포함하는 방현성 필름이며,
    상기 방현성 층이 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 지환식 올레핀 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스의 지방족 유기산 에스테르 및 셀룰로오스의 방향족 유기산 에스테르로 구성된 군으로부터 선택된 다수의 중합체, 및 에폭시 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 실리콘 (메트)아크릴레이트, 및 알킬렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)옥시알킬렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 가교 시클릭 탄화수소기를 갖는 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 하나 이상의 경화성 수지 전구체를 포함하고,
    상기 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 둘 이상의 중합체가 액상으로부터 스피노달 분해에 의해 상분리되고,
    상기 경화성 수지 전구체가 경화된 것인 방현성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 방현성 층은 0.5 mm 폭의 광학 슬릿이 장착된 상 선명도 측정 장치로 측정한 투과상 선명도가 70 내지 100％이고 불투명도가 20 내지 50％인 것인 방현성 필름.
  3. 제1항에 있어서, 방현성 층이 입사광을 등방적으로 투과시키고 산란시켜 산란각 1 내지 10°에서 산란광 강도의 최대치를 나타내며, 전체 광투과율이 80 내지 100％인 것인 방현성 필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 경화성 수지 전구체가 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체와 상용성인 방현성 필름.
  7. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체가 경화성 수지 전구체의 경화 반응에 관여하거나 반응하는 관능기를 가지는 방현성 필름.
  8. 제1항에 있어서, 다수의 중합체 중 하나 이상의 중합체가 (메트)아크릴로일기를 가지는 방현성 필름.
  9. 제1항에 있어서, 스피노달 분해에 의해 상분리된 다수의 중합체가 셀룰로오스의 지방족 유기산 에스테르 및 셀룰로오스의 방향족 유기산 에스테르로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분, 및 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 지환식 올레핀 수지, 폴리카르보네이트계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하고, 중합체 중 하나 이상의 중합체가 중합성기를 가지는 방현성 필름.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 경화성 수지 전구체의 경화에 의해 방현성 층에 내마모성이 부여된 것인 방현성 필름.
  12. 제1항에 있어서, 방현성 층이 경화성 수지 전구체의 경화에 의해 고정된 규칙적 또는 주기적 상분리 구조를 가지는 방현성 필름.
  13. 제1항에 있어서, 방현성 층이 화학선 및 열원으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수단에 의해 경화된 것인 방현성 필름.
  14. 제1항에 있어서, 방현성 층이 중합체 및 경화 수지 또는 경화성 수지 전구체를 포함하고, 경화 수지 또는 경화성 수지 전구체에 대한 중합체의 중량비가 5/95 내지 60/40인 방현성 필름.
  15. 제1항에 있어서, 방현성 층이 투명 지지체 상에 형성된 것인 방현성 필름.
  16. 제15항에 있어서, 투명 지지체가 광학 부재 형성용 투명 중합체 필름을 포함하는 방현성 필름.
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  26. 제1항에 있어서, 액정 디스플레이 소자 또는 장치, 플라즈마 디스플레이, 및 터치 패널이 장착된 입력 소자로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 디스플레이 소자 또는 장치에 탑재되는 방현성 필름.
KR1020020080152A 2001-12-17 2002-12-16 방현성 필름, 및 이를 이용한 광학 부재 및 액정디스플레이 장치 KR100949870B1 (ko)

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