KR101178720B1 - 반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능을 동시에 갖는 광학 필름 - Google Patents

반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능을 동시에 갖는 광학 필름 Download PDF

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Abstract

반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능이 1장의 필름에 동시에 구현될 수 있는 광학 필름에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 광학 필름은 투명 기재; 평균입경이 100nm 이하인 무기산화물 입자를 포함하여 상기 투명 기재의 일면에 형성되는 고굴절 하드코팅층 및 수산기를 함유한 불소수지를 포함하여 상기 고굴절 하드코팅층 상부에 형성되는 저굴절층으로 이루어져, 380~750nm 파장에서의 평균 반사율이 3%이하인 반사 방지층; 및 상기 투명 기재의 타면에 형성되며, 900~1100nm 파장에서의 광선 투과율이 30% 이하, 최대 광선 투과율과 최저 광선 투과율의 차이가 20%이하인 근적외선 흡수층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
디스플레이 필터, 색보정, 필름, 형광체, 시아닌, 근적외선, 반사 방지

Description

반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능을 동시에 갖는 광학 필름 {OPTICAL FILM WITH ANTI-REFLECTION AND NEAR INFRARED ABSORPTION}
본 발명은 디스플레이 필터(Display Filter)에 포함되는 광학 필름(Optical Film)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 눈부심을 방지하기 위한 반사 방지 기능 및 리모컨 등의 오작동을 방지하기 위한 근적외선 흡수 기능이 1장의 필름에 동시에 구현된 광학 필름에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube), ELD(Electro Lumiance Display) 등으로 대표되는 디스플레이 장치를 옥외나 밝은 조명 하에서 사용하는 경우, 태양광, 형광등 등의 외부광이 디스플레이 표면에 비치면서 반사된다. 외부광에 의하여 디스플레이 장치에 상이 맺히며, 이러한 외부광에 의한 상 맺힘 현상 때문에 디스플레이 장치에는 시인성 저하와 눈부심 현상과 같은 문제가 야기된다.
이러한 디스플레이 장치의 문제점을 해결하기 위하여, 각종 반사 방지 필름 을 디스플레이 장치에 적용하는 방식 등으로 외부광 등의 반사율을 줄이고 있다.
반사 방지 필름에는 반사율을 줄일 수 있는 빛의 난반사와 상쇄 간섭을 이용한 특성들이 주로 이용되고 있는데, 가장 대표적인 난반사 유도 방법은 디스플레이 장치 표면에 요철을 부여하는 것으로, 이 방법은 저가의 제조경비가 소요되는 장점이 있어 태양전지나 기타 광학부품의 제조에 많이 사용되고 있다.
하지만 요철을 이용한 반사 방지 필름을 디스플레이 장치에 적용할 때는 요철의 크기, 높낮이, 모양에 따라 화상 표시에 문제점, 즉 요철로 인한 해상도, 선명도, 시인성에 문제가 발생할 수 있다.
이러한 요철을 이용한 반사 방지 필름의 문제점으로 인하여, 최근에는 다층형(multi layer) 반사 방지 필름을 이용하여 빛의 회절에 의한 상쇄 간섭을 통하여 반사 방지 기능을 수행하고 있다.
다층형 반사 방지 필름의 제조에는 진공 증착, 스퍼터링, CVD(Chemical Vapor Deposition), 용액도포법(Wet Coating) 등이 이용되고 있으며, 이러한 방법으로 굴절률이 서로 다른 재료로 복수의 얇은 막의 다층 적층 필름을 제조하여 가시광선 영역에서 반사율을 줄이고 있다.
그러나 진공증착, 스퍼터링, CVD와 같은 방법은 설비 및 제조비용, 대면적화 측면에서 고가라는 단점이 있다. 이와 같은 비용적 측면 및 디스플레이 장치의 대면적화에 따라 근래에는 용액도포법을 이용한 반사 방지 필름의 제조가 각광 받고 있다.
일반적인 반사 방지 필름은 유리, 플라스틱 필름 및 시트 등의 투명 기재 상 에 하드코트층, 고굴절층, 저굴절층이 적층되어 있는 구조를 지닌다.
고굴절층을 형성하기 위하여 산화지르코늄(zirconium oxide, ZrO2), 산화티타늄(titanium oxide, TiO2), 황화아연(Zinc sulfide, ZnS), 산화안티몬(Sb2O3), 산화아연(Zinc oxide, ZnO2), 인듐-주석 복합산화물 (Indum oxide doped Tin, ITO), 안티몬-주석 복합산화물(Antimonu doped Tin, ATO), 티타늄-안티모니-주석 복합산화물(TiO2, Sb doped SnO2), 산화세륨(CeO) 산화셀레늄(SeO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3), 안티몬-아연 복합산화물(AZO) 등의 굴절률이 1.9 이상의 다양한 무기금속 산화물 및 황화물 입자를 첨가하여, 보통의 경우에는 1.6 이상의 굴절률을 갖는다.
한편, 저굴절 층의 경우, 실리카(silica, SiO2), 불화마그네슘(MgF2), 불소수지 등을 첨가하여, 보통의 경우 1.3 ～ 1.5 정도의 굴절률을 갖는다.
이러한 반사 방지 필름은 헤이즈(Haze) 1%이하, 가시광선 영역에서의 평균 반사율이 3% 이하이며, 플라스틱 기재 상에 굴절률이 다른 1층 이상의 층을 코팅하는 방법이 주로 사용되고 있다.
한편, 디스플레이 장치에서는 근적외선 발생 문제가 있는데, 예를 들어 PDP의 경우, 방전가스가 형광체를 발광시키기 위해 자외선을 방출할 때 다량의 근적외선이 발생된다. 이러한 근적외선은 PDP 자체 뿐만 아니라 주위의 다른 오디오 등의 가전 제품을 조작하기 위한 리모컨의 오작동을 일으키는 원인이 된다. 이는 많은 가전 제품의 리모컨에 사용되는 930nm 부근의 파장대와 PDP에서 발생되는 근적외선의 파장대가 겹치기 때문에다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래기술에서는 근적외선 흡수 필름을 사용하여 근적외선을 차단하고 있다. 종래에는 일반적으로, 눈부심을 방지하는 반사 방지 기능을 가진 광학 필름과 리모컨 오작동을 일으키는 원인이 되는 근적외선을 차단하는 기능을 가지는 광학 필름이 PDP 등의 디스플레이 장치에 각각 별개의 광학 필름으로 적용되어 왔다. 이 경우, 반사 방지 기능 및 근적외선 차단 기능을 수행하기 위하여 적어도 2장의 광학 필름이 요구되고, 각각의 광학 필름을 점착하기 위한 점착층 역시 필요하게 된다.
본 발명의 목적은 눈부심을 방지하기 위한 반사 방지 기능과 리모컨 등의 오작동을 방지하기 위한 근적외선 흡수 기능을 1장의 필름에 동시에 구현되는 광학 필름을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학 필름은 투명 기재; 평균입경이 100nm 이하인 무기산화물 입자를 포함하여 상기 투명 기재의 일면에 형성되는 고굴절 하드코팅층 및 수산기를 함유한 불소수지를 포함하여 상기 고굴절 하드코팅층 상부에 형성되는 저굴절층으로 이루어져, 380~750nm 파장에서의 평균 반사율이 3%이하인 반사 방지층; 및 상기 투명 기재의 타면에 형성되며, 900~1100nm 파장에서의 광선 투과율이 30% 이하, 최대 광선 투과율과 최저 광선 투과율의 차이가 20%이하인 근적외선 흡수층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광학 필름은 반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능을 1장의 필름에 동시에 구현하여 외부광에 의한 눈부심을 방지할 수 있으며 또한 리모컨 오작동 등의 원인이 되는 근적외선을 차단할 수 있다.
또한, 상기 기능들이 1장의 필름에 구현되므로 종래에 비하여 디스플레이 필 터 제작을 위한 필름의 수를 줄일 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 디스플레이 필터는 PDP 등의 디스플레이에 적용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능을 동시에 갖는 광학 필름에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 반사 방지 기능 및 근적외선 흡수 기능을 동시에 갖는 광학 필름을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 필름(100)은 투명 기재(110), 반사 방지층(120) 및 근적외선 흡수층(130)을 포함한다.
투명 기재
본 발명에서 이용될 수 있는 투명 기재(110)는 투명한 고분자 중합체로 이루어질 수 있다.
구체적으로는, 셀룰로오스 에스테르 (예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로 셀룰로오스), 폴리 이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 (예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 포릴-1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트, 포릴에틸렌 1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복실레이트, 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌 (예: 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌), 폴리올레핀 (예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리메틸펜텐), 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리메틸 메테아크릴레이트, 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐 등이 될 수 있다.
상기 중합체들 중에서 내열성, 전기적 특성이 우수하여 완전 평면 컴퓨터 모니터, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등의 디스플레이 필터 기재로 주로 이용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하다.
반사 방지층
본 발명에서 반사 방지층(120)은 가시광선 영역인 380~750nm의 파장에서 평균 반사율이 3% 이하인 흡수 파장을 갖는다. 이를 위하여 반사 방지층(120)은 투명 기재(110)의 일면에 형성되는 고굴절 하드코팅층(121)과 상기의 고굴절 하드코팅층(121) 상에 형성되는 저굴절층(122)를 포함하는 다층구조로 이루어질 수 있다.
반사 방지층(120)에서 상기 380~750nm의 파장에서 평균 반사율이 3% 이하인 특성을 나타내기 위하여는 빛의 회절에 의한 상쇄 간섭이 충분히 이루어져야 한다.
일반적으로 보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절층을 형성하고, 저굴절층과 고굴절층의 굴절률 차이가 클수록 상쇄 간섭에 의한 반사 방지 효과가 크다. 따라서, 저굴절층(122)은 1.35~1.50의 범위의 굴절률을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 고굴절 하드코팅층(121)과의 굴절률차가 적어도 0.05 이상인 것이 바람직하다. 고굴절 하드코팅층(121)과 저굴절층(122)의 굴절률 차이가 0.05 미만일 경우, 반사 방지 효과가 현저히 저하된다.
[고굴절 하드코팅층]
본 발명에서 고굴절 하드코팅층(121)은 굴절률이 1.55~2.40인 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 1.60~2.2인 것이 가장 바람직하다. 고굴절 하드코팅층(121)은 표면 내구성이 강한 하드코팅 특성이 구현되기 위해 500~30,000nm 범위의 두께로 형성될 수 있으며, 1,000~10,000nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
고굴절 하드코팅층(121)에는 고굴절 특성을 형성하기 위하여 굴절률이 높은 무기산화물 입자를 포함할 수 있다. 이러한 무기 산화물 입자의 평균입경은 100nm 이하인 것이 바람직하다. 무기 산화물의 평균입경이 100nm를 초과하면, 반사 방지층에서 무기산화물의 입자를 균일하게 분산시키는 것이 어려워지고, 고굴절 코팅 조성물에서 무기산화물 입자가 침강하기 쉬워져서 보존 안정성이 결여 되는 경우가 있기 때문이다. 또한 무기 산화물의 평균입경이 100nm를 초과하면, 반사 방지막의 투명성이 저하되거나 헤이즈(Haze)가 상승하기도 한다. 따라서 무기 산화물의 1차 평균 입경은 100nm이하의 값으로 하는 것이 바람직하며, 평균입경이 50nm이하인 무기산화물 입자를 이용하는 것 가장 바람직하다.
무기산화물 입자는 가시광 흡수율이 적으면서 대전방지성 및 자외선 차단특 성을 갖는 GZO(Ga-doped ZnO) 입자를 이용할 수 있으며, GZO 입자는 용제에 분산된 형태의 졸(sol)을 사용하거나, 분말상을 분산기를 이용하여 용제에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 무기산화물 입자는 고굴절 하드코팅층(121)을 형성하기 위한 코팅 조성물 전체 중량의 10~70중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 20~50중량%의 함량이 보다 더 바람직하다.
본 발명에서 고굴절 하드코팅층(121)을 형성하기 위한 조성물은 상기의 무기산화물 입자 10~70중량%, 고분자 수지 10~30중량%, 열 또는 광 경화성 바인더 5~20중량% 및 잔량의 용매를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기의 고분자 수지는 수산기 함유 중합체이면 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐알콜 수지, 폴리아크릴계 수지 폴리페놀계 수지, 페녹시 수지 등이 일종 단독 혹은 2종 이상의 조합으로 이용될 수 있다. 이러한 고분자 수지는 조성물 전체 중량의 10~30중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 고분자 수지의 함량이 30중량%를 초과하면 고굴절 하드코팅층(121)에서 무기산화물 입자의 양이 상대적으로 감소하기 때문에 굴절률의 조절이 어려워진다.
상기의 열 또는 광 경화성 바인더는 고분자 수지와 반응할 수 있는 열 또는 광중합 가능한 관능기를 지니는 화합물로서, t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸 아크릴레이트, N-메타크릴록-N,N-디카르복시메탈-p-페닐렌 디아민, 멜리민 포름알테히드 알킬 모노알콜, 2- [ㅐ-(1'메틸크릴록시에틸 프탈레이트, N-메타크릴록시-N-카르복시메탈피페리딘, 4-메타크릴록시에틸 무수트리멜리트산 등이 일종 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이러한 바인더는 조성물 전체 중량의 5~20중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 바인더의 양이 5중량% 미만이면 경화가 불충분해지고, 20중량%를 초과하여 첨가되면 굴절률 저하를 초래한다.
용매는 알콜계와 키톤계 외 몇 가지의 용매를 2종 이상의 혼합용매를 사용하는 것이 좋다. 이러한 이유는 고굴절 층 경화성 수지의 취급이 용이하고 또한 우수한 고굴절의 반사 방지성이나 투명성을 얻을 수 있기 때문이다. 용매의 첨가량에는 특별한 제한은 없지만 조성물 전체 중량의 50~90중량%의 양이 적당하며, 50중량% 미만 혹은 90중량% 초과의 양을 첨가 하였을 경우에는 고굴절 하드코팅 조성물의 점도 조정 및 고굴절층의 두께 조절이 어려워질 수 있다.
상기 조성물에는 열 또는 광 중합 개시제를 더 포함할 수 있다. 열 또는 광 중합 개시제는 라디칼 발생제나 산 발생제를 이용할 수 있으며, 이들을 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
열 또는 광 중합 개시제의 구체적인 예로는 벤조인, 벤조 인 메틸에테르, 아크릴포시핀 옥사이드 화합물, 벤조일 퍼옥사이드, 부틸 퍼옥사이드 등의 퍼옥사이드 화합물, 이소 프로필 티오크산톤, 벤조 인 이소프로필에테르 등의 벤조 인계 화합물, 벤질, 벤조페논, 아세토페논 등의 카르보닐 화합물, 아조비스이소부틸니트릴, 아조디벤조일 등의 아조 화합물, 디케톤과 삼급 아민과의 혼합물, 양이온 광 개시제, 무수산, 과산화물, α-하이드록시알킬페논 화합물, α,α-디알콕시아세토 페논, α-하이드록시 알킬페논 화합물, α-아미노알킬페논 유도체 화합물, α-히드록시알킬페논 고분자 화합물, 티옥산톤 유도체 화합물, 수용성 방향족 케톤 화합물, 티나노센 화합물 등의 개시제 등이 있으며, 이들 중에서 상기의 열 또는 광경화성 바인더와 성분이 같은 관능기를 지니고 있는 것을 이용하여 반응성을 높이는 것이 바람직하다.
열 또는 광중합 개시제는 상기 열 또는 광경화성 바인더 100중량부에 대하여 0.1～20 중량%의 범위가 적합하다. 열 또는 광중합 개시제의 함량이 0.1중량부 미만일 경우 완전한 반응이 일어나지 않거나, 긴 반응시간이 요구되어 실제 공정에 적용할 수 없는 문제점 및 경도가 충분하게 나오지 않는 단점이 발생될 수 있으며, 20중량부를 초과할 경우 반응되지 않고 남는 개시제로 인해 헤이즈가 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 조성물에는 고굴절 층에서의 무기산화물 입자의 결합을 유도하기 위하여 커플링제(분자 내에 불포화 이중 결합, 에폭시기, 메르캅탄기를 갖는 유기 알콕시 실란계, 알콕시 티타늄, 알콕시 지르코늄과 무기물 알콕사이드)를 더 첨가할 수 있으며, 이외에도 필요에 따라서, 광 증감제, 광 감감제, 중합금지제, 중합 개시제, 레벨링제, 습윤성 개량제, 계면활성제, 가소제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 대전 방지제, 실란커플링제, 무기 충전제, 소포제 등을 첨가제로서 더 첨가할 수 있다.
[저굴절층]
본 발명에서 저굴절층(122)은 굴절률이 1.35~1.50인 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 굴절률이 1.35 미만일 경우에는 사용 가능한 재료의 종류가 과도하게 제한되며, 굴절률이 1.50를 초과할 경우에는 고굴절 하드코팅층(121)과 조합한 경우에 반사 방지 효과가 저하된다.
저굴절층(122)의 두께는 일반적으로 50~1,000nm 범위가 좋고, 50~300nm의 값이 가장 좋다. 다만, 저굴절층(122)의 구체적인 두께는 고굴절 하드코팅층(121)과 맞추어 상쇄 간섭 현상인 광학 현상에 의하여 정해지게 된다.
저굴절층(122)은 수산기를 함유한 불소수지를 포함할 수 있는데, 불소수지는 분자 내에 수산기를 갖는 함불소 공중합체이면 적합하게 사용할 수 있다. 분자 내에 수산기를 갖는 함불소 공중합체는 불소원자를 함유하는 단량체와 수산기 또는 에폭시기를 함유하는 단량체를 공중합하여 얻을 수 있으며, 또한 필요에 따라서 에틸렌성 불포화 단량체를 첨가하여 제조할 수 있다.
불소원자를 함유하는 단량체로서는 테트라 플루오르에틸렌, 헥사플루오르프로필렌, 불화비닐리덴, 클로로트리플루오르에틸렌, 트리플루오르에틸렌, 테트라플루오르에틸렌, 불화알킬비닐에테르, 불화알콕시 알킬비닐에테르, 과불수 함유 알킬비닐에테르, 과불소 함유 알콕시비닐에테르, 불소함유 (메타) 아크릴산에스테르 등이 있으며, 이들을 단독 혹은 2종 이상의 조합으로 사용할 수 있다.
또한 수산기 또는 에폭시기를 함유하는 단량체로는 히드록시에틸비닐에테르, 히드록시 프로필비닐에테르, 히드록시부틸비닐에테르, 히드록시펜틸비닐에테르, 히드록시헥실 비닐에테르, 히드록시에틸아릴에테르, 히드록시부틸아릴에테르, 글리세 롤모노알릴 에테르, 알릴알콜, 히드록시 메타(에틸) 아크릴산에스테르 등이 있으며, 이들을 단독 혹은 2종 이상의 조합으로 사용할 수 있다.
저굴절층(122)을 형성하기 위한 조성물은 상기의 분자 내에 수산기를 갖는 함불소 공중합체, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 화합물, 경화제로서 열 또는 광 중합 개시제, 그리고 용매를 포함할 수 있다. 이외에 필요에 따라 낮은 굴절률을 갖는 실리카 계열의 무기입자 혹은 마그네슘 계열의 무기입자를 더 포함할 수 있다.
경화제로는 열 또는 광 중합 개시제가 이용될 수 있으며, 분자 내에 수산기를 갖는 함불소 공중합체, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 화합물의 합계 100중량부에 대하여 5~20중량부의 함량비로 포함되는 것이 바람직하다.
저굴절층(122)을 형성하기 위한 조성물에 포함되는 용매로는 고굴절 하드코팅층(121) 형성을 위한 조성물에서 이용되는 용매와 같은 종류의 것을 사용하면 특별한 제한이 없고, 코팅 공정 상에서 비점 및 점도 조절 용도로 주 용매 외에 부 용매를 첨가할 수 있다. 구체적으로, 저굴절층(122) 형성을 위한 조성물에 포함되는 용매로는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 프로판올, 이소 프로판올 등의 알코올류, 메틸 이소 브틸 케톤, 메틸 에틸 케톤 등의 케톤류, 초산 메틸, 초산 에틸 등의 에스테르 류, 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 화합물, 디 에틸 에테르 등의 에테르 류 등을 들 수 있다.
근적외선 흡수층
본 발명에서 근적외선 흡수층(130)은 투명 기재(110)의 타면에 형성되며, 근적외선을 안정적으로 차단하기 위하여 900~1100nm의 근적외선 영역에서의 광선 투과율이 30%이하이고, 또한 최대 광선 투과율과 최저 광선 투과율의 차이가 20%이하인 물질로 형성된다.
이를 위하여, 근적외선 흡수층(130)에는 티올 니켈 착물, 디임모늄계 화합물, 폴리 메틴계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물 등의 제1색소를 포함할 수 있다. 이들 제1색소는 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 제1색소로 시판되는 것으로는 야마모토 케미칼의 YKR3080, YKR3070, YKR2900, 일본 촉매의 IR 시리즈, 미도리 화학의 MIR101, 나가세의 AM 및 IM 시리즈, Japan Carlit 사의 CIR 1081, CIR 1085, FD-HB, FD-RH, Nippon Kayaku 사의 PDC 220 C, PDC 680 등이 있다.
또한, 근적외선 흡수층(130)에는 근적외선을 차단하기 위해 제1색소 외에 금속 산화물을 이용할 수 있으며, 상기 금속 산화물의 예로는 주석 도핑 산화 인듐, 안티모늄 도핑 산화 주석 등이 있다.
근적외선 흡수층(130)을 형성하기 위한 조성물은 바인더 수지, 제1색소 및 용제를 포함할 수 있다.
바인더 수지는 열, 자외선, 전자선 등의 에너지를 가하여 경화 또는 건조되는 수지로서 멜라민계, 우레탄계, 에폭시계, 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 폴리이미드계, 실리콘계 및 아크릴계 수지를 1종 이상 사용하는 것이 바람직하며, 상기 바인더 수지는 조성물 전체 중량의 10~90중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 제1색소는 바인더 수지 100중량부에 대하여, 0.01~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 용제로는 케톤화합물인 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 아세톤(Acetone), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 사이클로펜타논(Cyclopentanone)이나 에테르 화합물인 디옥솔란(Dioxolane), 디옥신(Dioxane), 디메톡시에탄(Dimethoxyethane) 그리고 방향족화합물인 톨루엔(Toluene) 및 자일렌(Xylene)중 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
용제의 함량에는 제한이 없으며, 조성물의 점도나 막의 두께 등을 고려하여 조성물 전체 중량의 10~90중량%의 범위 내에서 사용할 수 있다.
또한, 근적외선 흡수층(130)에는 상기 근적외선 흡수를 위한 제1색소 이외에 색조정을 위한 제2색소를 추가로 포함할 수 있다. 색조정을 위한 제2색소의 구체적인 예로는 안트라퀴논계 색소, 페린온(Perinone)계 색소, 메틴계 색소, 모노아조(Monoazo)계 색소, 디스아조(Disazo)계 색소 등을 1종 이상 사용할 수 있으며, 이 중 모노아조계 색소와 디스아조계 색소 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 안트라퀴논계 색소 중 아미노안트라퀴논계 색소로서 시판되는 상품으로는 엠도흐멘(M.Dohmen)사 제품의 색소 Green-5B, Blue-RR, Redvio-RV, Violet-R 및 Green-G 등이 있고, 상기 페린온(Perinone)계 색소로서 시판되는 상품으로는 엠도흐멘사 제품의 색소 Red A2G 등이 있으며, 상기 디스아조(Disazo)계 색소로서 시판 되는 상품으로는 엠도흐멘사 제품의 색소 Black KB, Black K 및 야방(Yabang)사 제품의 색소 Yellow 93(C21H18N4O2) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 색조정을 위한 제2색소는 상기 바인더 수지 100중량부에 대해 0.0001~30 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.
근적외선 흡수층(130)은 상술한 제1색소를 용제에 교반하고, 바인더 수지를 혼합하여 코팅액 조성물을 제조한 다음, 이를 투명 기재(110)에 코팅한 후 가열 건조하여 형성될 수 있으며, 상기의 제1색소 이외에 필요에 따라 제2색소나 부가기능을 위한 다른 색소 등을 더 첨가할 수 있다.
투명 기재(110)의 양 면에 형성된 반사 방지층(120)이나 근적외선 흡수층(130)의 표면에는 점착층이 형성될 수 있다.
점착층에 사용되는 재료는 특별히 한정된 것이 없다. 예를 들면 아크릴계 점착제, 자외선 경화형 점착제, 열 경화형 점착제 등을 들 수 있다. 점착층을 보호하기 위하여, 점착제 상에 박리필름이나 시트(이형필름)을 사용할 수 있다.
종래에는 상기 점착층에 자외선 차단을 위해 자외선 차단제를 함유하기도 하였으나, 본 발명에서는 광학 필름(100)의 반사 방지층(110)에 상술한 GZO 입자나 다른 자외선 차단 특성을 도입할 경우, 그 사용을 배제할 수 있다. 또한, 색 콘트라스트(contrast)의 향상을 위해 반사 방지층(110)에 안료 및 카본블랙(carbon black)을 함유할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 광학 필름이 포함된 디스플레이 필터를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 필터(200)은 도 1에 도시된 광학 필름(210), 전자파 차폐 필름(220)이 점착층(230)을 통하여 점착되어 있다.
상기 점착층(230)은 근적외선 흡수층(213) 표면에 형성될 수 있고, 전자파 차폐 필름(200) 표면에 형성될 수도 있다.
종래의 경우, 반사 방지 필름, 근적외선 차단 필름, 전자파 차폐 필름이 각각 별도로 요구되었으나, 본 발명의 광학 필름(210)에는 반사 방지 기능과 근적외선 흡수 기능이 동시에 구현되어 디스플레이 필터에 이용되는 PET 필름(211)이나 점착층(230)의 수를 줄일 수 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 필터(200)은 CRT(Cathode-Ray Tube) 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 또는 ELD(Electro Luminescence Display) 등에 적용될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술 적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 광학 필름의 제조
실시예 1
일본 칼릿(Japan Carlit)사의 색소인 CIR 1085 0.15g을 메틸에틸케톤 8g과 혼합하여 색소가 충분히 녹을 때까지 교반한 후 일본촉매(Nippon Shokubai)사의 바인더 수지인 Halshybrid IR-G 205 17g을 첨가한 후 충분히 교반하여 코팅액을 제조하였다. 제조한 코팅액을 반사 방지층이 있는 투명 기재(도요보社 PET필름 A4300)의 반사 방지 처리층 반대면에 코팅한 후 80℃로 1분간 건조하여 광학 필름을 수득하였다.
비교예 1
야마모토 화학(Yamamoto Chemical)사의 색소인 엠도흐멘(M.Dohmen)사의 색소인 Green 5B 0.015g을 메틸에틸케톤 8g과 혼합하여 색소가 충분히 녹을 때까지 교반한 후, 일본촉매(Nippon Shokubai)사의 바인더 수지인 Halshybrid IR-G 205 17g을 첨가한 후 충분히 교반하여 코팅액을 제조하였다. 제조한 코팅액을 반사방지층이 있는 투명 기재(도요보社 PET필름 A4300)에 코팅한 후 80℃로 1분간 건조하여 광학 필름을 수득하였다.
비교예 2
일본 칼릿(Japan Carlit)사의 색소인 CIR 1085 0.15g을 메틸에틸케톤 8g과 혼합하여 색소가 충분히 녹을 때까지 교반한 후 일본촉매(Nippon Shokubai)사의 바인더 수지인 Halshybrid IR-G 205 17g을 첨가한 후 충분히 교반하여 코팅액을 제조하였다. 제조한 코팅액을 반사 방지층이 없는 투명 기재(도요보社 PET필름 A4300)에 코팅한 후 80℃로 1분간 건조하여 광학 필름을 수득하였다.
상기 실시예 및 비교예의 조성을 정리하면 표 1과 같다.
[표 1]
비교예 1 비교예 2 실시예1
제1색소 Green 5B CIR 1085 CIR 1085
바인더 수지 Halshybrid IR-G
용제 메틸에틸케톤
2. 광투과율 및 광반사율의 측정
상기 비교예 1, 2 및 실시예 1에서 수득한 광학 필름을 스펙트로포토미터(Perkin-Elmer사제 Lambda 950 spectrophotometer)로 광투과율 및 광반사율을 측정한 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었으며, 특히 380 ~ 750nm의 특정파장 영역에서의 광최저 반사율, 최저 반사율 파장, 평균반사율과 980nm에서의 근적외선 투과율을 표 2에 나타내었다.
[표 2]
380nm~750nm 900 ~ 1100nm
최저 반사율 (%) 최저 반사율
파장(nm)		 평균반사율(%) 근적외선 투과율
(% 980nm)
비교예 1 1.9 454 2.6 92.2
비교예 2 5.7 383 6.0 8.6
실시예 1 1.3 490 2.1 8.9
3. 결과 해석
표 2에서 보는 바와 같이 비교예 1의 경우 평균 반사율은 2.6%로 양호하나, 색조정을 위한 제2색소(Green 5B)만이 첨가되어 근적외선 투과율이 92.2%로 양호하지 않았다. 비교예 2의 경우 근적외선 투과율은 8.6%로 용이하나, 평균 반사율이 6.0%로 용이하지 않았다. 따라서 비교예에 따른 광학 필름으로는 반사 방지 및 리모트 콘트롤러의 오작동을 유발하는 근적외선파를 효과적으로 할 수 없었다.
반면, 실시예 1은 평균 반사율 2.1%, 근적외선 투과율 8.9%로 용이한 결과를 보여 주었다. 결국, 본 발명에 따른 광학 필름은 반사 방지 기능 및 근적외선 차단 기능을 1장의 필름에 동시에 구현됨으로써, 눈부심을 방지할 수 있고, 리모컨의 오작동을 방지할 수 있다.
이상에서 바람직한 구현예를 예를 들어 설명하였으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하므로 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 필름을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 광학 필름이 장착된 디스플레이 필터를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 근적외선 흡수에 따른 실시예 및 비교예의 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 가시광선 반사에 따른 실시예 및 비교예의 반사율을 나타내는 그래프이다.

Claims (14)

  1. 투명 기재;
    평균입경이 100nm 이하인 무기산화물 입자를 포함하여 상기 투명 기재의 일면에 형성되는 고굴절 하드코팅층 및 수산기를 함유한 불소수지를 포함하여 상기 고굴절 하드코팅층 상부에 형성되는 저굴절층으로 이루어져, 380~750nm 파장에서의 평균 반사율이 3%이하인 반사 방지층; 및
    상기 투명 기재의 타면에 형성되며, 900~1100nm 파장에서의 광선 투과율이 30% 이하, 최대 광선 투과율과 최저 광선 투과율의 차이가 20% 이하인 근적외선 흡수층;을 포함하고,
    상기 고굴절 하드코팅층은 상기 무기산화물 입자 10~70중량%, 고분자 수지 10~30중량%, 바인더 5~20중량% 및 잔량의 용매를 포함하는 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고굴절 하드코팅층과 저굴절층의 굴절률 차이가 0.05 이상인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저굴절층은 1.35~1.50의 굴절률을 갖고,
    상기 고굴절 하드코팅층은 1.55~2.40의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무기산화물 입자는 GZO(Ga-doped ZnO) 입자인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고굴절 하드코팅층은 500~30,000nm 범위의 두께를 가지며, 상기 저굴절층의 두께는 50~1,000nm 범위인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 바인더 100중량부에 대하여, 열 또는 광중합 개시제 0.1~20중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 근적외선 흡수층은 티올 니켈 착물, 디임모늄계 화합물, 폴리 메틴계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물 및 나프탈로사아닌계 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 제1색소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 근적외선 흡수층은 바인더 100중량부에 대하여, 상기 제1색소 0.01~30중량부를 포함하는 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 근적외선 흡수층은 안트라퀴논계 색소, 페린온(Perinone)계 색소, 메틴계 색소, 모노아조(Monoazo)계 색소 및 디스아조(Disazo)계 색소 중 적어도 하나로 이루어진 제2색소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 근적외선 흡수층은 바인더 100중량부에 대하여, 상기 제1색소 0.01~30중량부 및 상기 제2색소 0.0001~30중량부를 포함하는 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기재는 셀룰로오스 에스테르, 폴리 이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리메틸 메테아크릴레이트, 및 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반사 방지층 또는 근적외선 흡수층 표면에 형성되는 점착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 광학 필름을 포함하는 디스플레이 필터.
  14. 제13항의 디스플레이 필터를 CRT(Cathode-Ray Tube) 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 ELD(Electro Luminescence Display)로부터 선택된 디스플레이에 사용하는 방법.
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