KR101182476B1 - 눈부심 방지 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 눈부심방지 필름 - Google Patents

눈부심 방지 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 눈부심방지 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴계 바인더 수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러, 무기물로 이루어진 제2 필러 및 용매를 포함하는 눈부심 방지 코팅 조성물, 이에 의하여 제조된 눈부심 방지 코팅 필름 및 상기 필름을 포함하는 디스플레이에 관한 것이다.
눈부심 방지, 필러

Description

눈부심 방지 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 눈부심 방지 필름{ANTI-GLARE COATING COMPOSITION AND ANTI-GLARE COATING FILM PREPARED BY USING THE SAME}
본 발명은 눈부심 방지 코팅 조성물 및 이를 이용한 눈부심 방지 필름에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 저장 안정성이 우수하고, 우수한 눈부심 방지 특성, 상선명도 및 콘트라스트를 제공할 수 있어 고해상도의 디스플레이에 적용이 가능한 눈부심 방지 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 눈부심 방지 필름에 관한 것이다.
최근 정보 전달의 고속화 및 고밀도화, 전달매체의 다양화 및 다기능화에 부응하고, 소비자들이 대화면, 고화질, 다기능 및 고기능성 등의 고품질 제품을 요구에에 따라, 대화면의 평판디스플레이(FPD: Flat Panel Display)가 등장하게 되었다. 디스플레이의 대형화 및 박형화와 노트북 PC의 수요의 증가에 따라, LCD나 PDP, 후사 투영(Rear-projection) TV 등의 다양한 형태의 평판디스플레이가 개발되어 상용화되고 있다. 그러나, 이러한 디스플레이는 자연광 등의 외부 빛에 노출될 경우, 표면 반사광으로 인하여 이용자의 눈에 피로감을 주거나 두통을 유발하기도 하며, 디스플레이 내부에서 만들어지는 이미지가 선명한 상으로서 인식되지 못하는 문제 등이 발생하고 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해 디스플레이 표면에 요철을 형성하여 외부의 광을 표면에서 산란시킴으로써 눈부심 방지 효과를 구현한 바 있다. 그러나, 이로 인하여 고해상도의 디스플레이에서는 상 선명도가 저하되는 문제점이 발생하였다. 이를 개선하기 위해서 내부 산란을 유도하는 미립자를 코팅층에 첨가하는 방법이 제시되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-046782호에는 아크릴레이트계 바인더수지와 굴절율 차이가 0.2 내지 0.5인 평균직경 0.05 내지 1㎛의 제 1미립자와 굴절율 차이가 0.1을 넘지 않는 평균입경 0.5 내지 3㎛의 제 2 미립자를 이용한 고해상도용 눈부심 방지 코팅층에 대하여 기재되어 있으나, 바인더수지와 제1 미립자의 굴절율 차이가 심하여 콘트라스트가 떨어지는 단점이 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-037840호 및 일본 특허공개 제2001-3178호에는 바인더 수지 내부에 적어도 2 종류 이상의 투광성 미립자를 포함하고 투광성 미립자의 굴절율은 바인더와 0.03 이상 0.2이하이고 각 투광성 미립자는 서로 다른 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 코팅층에 대하여 기재되어 있으나, 동일한 상선명도 및 헤이즈 값 대비 눈부심 방지 특성이 떨어지고 10% 이상의 헤이즈로 인해 콘트라스트가 저하되는 단점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0296369호에는 바인더 수지 내부에 투광성 확산제를 포함하고 표면 요철에 의한 외부 헤이즈 값이 7 내지 30 이고 투광성 확산 제에 의한 내부 헤이즈 값이 1 내지 15인 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 코팅층에 대하여 기재되어 있으나, 높은 표면 헤이즈 값으로 인하여 콘트라스트가 저하되는 단점이 있다.
일본 특허공개 제2002-67675호에는 바인더 수지 내부에 굴절율 1.55 이상인 구형의 미립자와 굴절율 1.48 이하인 부정형의 미립자를 포함하고 바인더 수지의 두께가 구형의 미립자의 평균 직경 이상인 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 코팅층에 대하여 기재되어 있으나, 동일한 상선명도 및 헤이즈 값 대비 눈부심 방지 특성이 떨어지는 단점이 있다.
일본 공개특허 제2002-185927호에는 바인더 수지 내부에 평균 직경 1 내지 7㎛의 유기물 미립자와 평균 직경이 0.1㎛이하인 무기물 미립자를 포함하고 바인더의 두께가 유기물 미립자의 평균 직경의 0.3 내지 3배인 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 코팅층에 대하여 기재되어 있으나, 무기물 미립자에 의한 미세하고 균일한 표면 요철을 생성할 수 없으므로 미립자에 의한 눈부심 방지 효과가 저하되는 문제점이 있다.
일본 등록특허 제3507344호에는 바인더 수지 내부에 적어도 1종류의 투광성 미립자를 포함하고 상기 투광성 미립자는 바인더 수지와의 굴절율 차이가 0.3이하이고, 바인더 수지층의 표면으로부터 0.1 내지 0.3㎛ 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 코팅층에 대하여 기재되어 있으나, 동일한 상선명도 및 헤이즈값 대비 눈부심 방지 특성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0006349호에는 코어-쉘 구조의 금속 산화물을 포함하는 광흡수층 및 이를 구비한 태양전지에 관하여 기재되어 있으나, 코어가 굴절율이 높은 부정형의 금속산화물 결정질로 이루어져 있고 쉘이 비정질 또는 결정질의 금속산화물로 이루어져 있어, 눈부심 방지 코팅용 조성물에 사용할 수 없는 문제점이 있다.
일반적으로, 눈부심 방지 코팅막에서 헤이즈는 코팅층 표면의 거칠기에 의한 외부 산란과 바인더 수지내의 필러에 의한 내부 산란과 관련이 있고, 눈부심 방지 효과는 표면 거칠기에 의한 외부 산란과 관련이 있으며, 상선명도는 빛의 확산 정도와 관련이 있다. 상기 빛의 확산 정도는 바인더 수지와 미립자의 굴절율 차이 및 코팅층의 표면 거칠기와 관련이 있으며, 특히 코팅층의 표면이 거칠수록 상선명도는 떨어진다. 따라서 상선명도와 눈부심 방지성은 상반되는 결과를 가져오는 관계를 가지게 되므로, 상선명도 및 눈부심 방지성이 우수한 고해상도 디스플레이용 눈부심 방지 코팅막의 제조에 있어서는 표면 거칠기를 어떻게 제어하느냐가 중요한 기술 요소라 할 수 있다.
종래에 사용하던 구형의 미립자의 경우에는 상선명도 및 눈부심 방지성이 우수한 눈부심 방지 코팅막을 제조하기 어렵고 미립자의 렌즈(lens) 효과로 인하여 RGB 픽셀이 혼합되는 단점이 있다.
또한, 일반적으로 가교된 유기물 미립자를 사용할 경우, 미립자를 단분산시키기 위해서 적정한 용매(Good solvent)를 사용한다. 그러나, 이 경우에는 가교된 미립자가 팽윤(swelling)되며, 그 표면이 끈적끈적해져(sticky) 미립자 간의 상호 충돌이 발생되면서 서로 응집(coagulation)됨으로 인해 코팅 조성물의 저장 안정성 이 저해되는 문제점이 지적되고 있다.
전술한 바와 같이, 관련업계에서는, 평판디스플레이에서 눈부심 방지 효과를 충분히 구현하면서도 양호한 상선명도를 확보하기 위한 노력이 꾸준히 이루어져 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다.
본 발명은 눈부심 방지 특성 뿐만 아니라 상선명도 및 콘트라스트가 우수한 눈부심 방지 필름을 제공할 수 있고, 저장안정성이 우수한 눈부심 방지 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 눈부심 방지 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아크릴계 바인더 수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러, 무기물로 이루어진 제2 필러 및 용매를 포함하는 눈부심 방지 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 아크릴계 바인더 수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러 및 무기물로 이루어진 제2 필러를 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 눈부심 방지 코팅 조성물을 기재 상에 도포하는 단계 및 상기 도포된 조성물을 건조 및 경화하는 단계를 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 눈부심 방지 코팅 필름을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 조성물은 눈부심 방지 특성 뿐만 아니라 상선명도 및 콘트라스트가 우수한 눈부심 방지 필름을 제공할 수 있어 고해상도의 디스플레이에의 적용이 가능하며, 저장안정성이 우수하여 제품의 내구성이 그 사용 연한이 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 조성물은 아크릴계 바인더 수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러 및 무기물로 이루어진 제2 필러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아크릴계 바인더 수지는 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 당기술분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한없이 선택하여 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 바인더 수지의 예로는 아크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 올리고머, 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 아크릴레이트 단량체 또는 아크릴레이트 올리고머는 경화반응에 참가할 수 있는 아크릴레이트 관능기를 적어도 1개 포함하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴레이트 단량체 및 아크릴레이트 올리고머는 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴레이트 올리고머로는, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 상기 아크릴레이트 단량체로는, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리 세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하게 이용될 수 있으나, 반드시 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 코어와 상기 코어를 둘러 감싸는 쉘로 이루어진 구조를 갖는 유무기 복합체이다. 상기 제1 필러는 눈부심 방지 필름의 표면에 요철 형상의 패턴을 유도하는 역할을 할 수 있고, 쉘의 거친 표면, 즉 요철형상에 의하여 외부에서 입사되는 광원을 다양한 각도로 산란시켜 사용자의 시각으로 인식되는 반사광을 저감시키는 효과가 달성될 수 있다. 또한, 상기 제1 필러는 유기물만으로 이루어진 입자나 무기물만으로 이루어진 입자에 비하여 우수한 눈부심 방지 특성을 제공할 수 있으며 내마모성 및 내스크레치성을 향상시키는 데도 기여한다. 상기 제1 필러는 상기 아크릴계 바인더 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만이면 내부 산란에 의한 헤이즈값이 충분하게 구현되지 않고, 30 중량부 초과이면 점도가 높아져 코팅성이 불량해지고 내부산란에 의한 헤이즈 값이 너무 켜져서 명암 대비비(contrast ratio)가 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 상기 바인더 수지와의 평균 굴절율 차이가 0.3 이하인 것이 바람직하고, 0.02 내지 0.2 인 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 하기 수학식1과 같이 계산되는 그 평균 굴절율과 상기 바인더수지의 굴절율 간의 차이가 0.3이하이면 바람직하다. 상기 굴절율의 차이가 상기 하한에 미달하면 내부 산란에 의한 충분한 헤이즈 값을 얻기 어려 우며, 상기 상한을 초과하면 내부 산란이 증가하여 헤이즈 값이 증가하는 반면 투과도가 감소되어 명암대비비가 저하되어 바람직하지 못하다.
평균 굴절율 = [fcoren2 core + fshelln2 shell]0.5
상기 수학식 1에서, fshell은 (R3 core - shell-R3 core)/R3 core - shell로 계산되며, 이는 상기 코어-쉘 구조의 전체 부피 중 쉘이 차지하는 부피 분율을 나타내며, fcore는 (Rcore/Rcore - shell)3로 계산되며, 이는 상기 코어-쉘 구조의 전체 부피 중 코어가 차지하는 부피 분율을 나타내며, Rcore 는 코어의 반지름을 나타내며, Rcore - shell는 상기 코어-쉘 구조의 반지름을 나타낸다.
또한, 상기 제1 필러의 평균 표면거칠기([Rz])는 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 하기 수학식 2와 같이 계산되는 평균 표면 거칠기([Rz])가 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러의 표면거칠기가 전혀 없는 상태로서도 본 발명이 의도하는 효과를 충분히 달성할 수 있으며, 그 표면거칠기가 일정한 정도로 제어되는 경우에도 바람직한 효과를 달성할 수 있다. 상기 평균 표면 거칠기가 상기 상한을 초과하면 눈부심 방지 대비 상선명도가 저하되어 바람직하지 못하다.
Figure 112008042888428-pat00001
평균 표면 거칠기 = [Rz] = ,
상기 수학식 2에서, R zi 는 각 표면 요철의 높이이고, n은 표면 요철의 개수를 타나낸다.
상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 입자 직경이 0.5 내지 5㎛인 것이 바람직하다. 직경이 상기 하한에 미달하면 산란 특성이 저하되어 충분한 헤이즈 값을 얻을 수 없어 바람직하지 못하며, 상기 상한을 초과하면 코팅 필름의 단위 부피당 필러의 수가 줄어들어 내부 산란 효과가 저하되어 충분한 헤이즈 값을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다.
상기 코어-쉘 구조의 제1 필러 중 쉘은 두께가 0.01내지 2㎛이며, 상기 바인더수지와의 굴절율 차이가 1 이하인 것이 바람직하다. 상기 쉘의 두께가 상기 하한에 미달하면 쉘의 두께가 너무 얇아져 저장안정성이 취약해지는 등의 물성 개선 효과가 미미하며, 상기 상한을 초과하면 상기 코어-쉘 구조를 제조하는 것이 용이하지 않으며, 전체적인 입자의 직경이 증가되어 내부 산란 효과가 저하되므로 충분한 헤이즈 값을 얻을 수 없다.
상기 코어-쉘 구조의 코어 및 쉘은 각각 유기물 및 무기물 중 선택된 단일물 또는 이들의 복합체로 이루어질 수 있으며, 상기 쉘은 상기 코어를 구성하는 물질과는 상이한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 코어-쉘 구조 중 코어로서 사용될 수 있는 유기물은, 폴리스티 렌, 폴리아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트-co-스티렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드계, 폴리이미드계, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 에폭시레진, 페놀레진, 멜라민레진, 벤조구아나민, 폴리디비닐벤젠, 폴리디비닐벤젠-co-스티렌, 폴리디비닐벤젠-co-아크릴레이트, 폴리디알릴프탈레이트, 및 트리알릴이소시아누레이트 폴리머 중 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 코폴리머(copolymer)인 것이 바람직하다. 상기 코어로서 사용될 수 있는 무기물은 실리카, 비결정질 티타늄옥사이드, 비결정질 지르코늄옥사이드, 인듐옥사이드, 알루미늄옥사이드, 비결정질 아연옥사이드, 비경정질 세륨옥사이드, 바륨옥사이드, 칼슘카보네이트, 비결정질 바륨티타네이트 및 바륨설페이트 중 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 복합체 등이 바람직하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 코어-쉘 구조의 쉘로서 사용할 수 있는 유기물은 폴리디비닐벤젠, 폴리디비닐벤젠-co-스티렌, 폴리디비닐벤젠-co-아크릴레이트, 에폭시레진, 페놀레진, 멜라민레진, 폴리디알릴프탈레이트, 및 트리알릴이소시아눌레이트 폴리머 중 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 코폴리머인 것이 바람직하다. 상기 쉘로서 사용할 수 있는 무기물은 실리카, 티타늄옥사이드, 지르코늄옥사이드, 인듐옥사이드, 알루미늄옥사이드, 아연옥사이드, 세륨옥사이드, 바륨옥사이드, 칼슘카보네이트, 바륨티타네이트, 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드 및 바륨설페이트 중 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 복합체 등이 바람직하며, 반드시 이에 한정 되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 코어는 유기물로 이루어지고, 상기 쉘은 무기물로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는, 상기 코어가 폴리아크릴레이트-co-스티렌으로 이루어지고 상기 쉘은 실리카 입자로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 폴리아크릴레이트-co-스티렌은 다관능성 아크릴레이트와 스티렌의 공중합체가 사용될 수 있다. 상기 다관능성 아크릴레이트의 바람직한 예로는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다관능성 아크릴레이트와 스티렌의 중량비는 5:95~50:50인 것이 바람직하다. 상기 쉘을 구성하는 실리카 입자는 평균입경이 1 내지 100 nm이고, 상기 쉘의 두께는 0.01 내지 2㎛인 것이 바람직하다. 상기 코어와 쉘로 이루어진 제1 필러는 평균 입경이 3㎛이고, 굴절율이 1.45 내지 1.6, 바람직하게는 1.52 내지 1.59인 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 5는 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러의 다양한 형상을 개략적으로 도식화하여 나타낸 도면들이다. 도시된 바를 참조하면, 표면 거칠기가 없는 구형의 코어에 표면 거칠기가 없는 쉘이 코팅된 형태(제1형), 표면 거칠기가 없는 구형의 코어에 표면 거칠기가 있는 쉘이 코팅된 형태(제2형), 표면 거칠기가 있는 코어에 표면 거칠기가 없는 쉘이 코팅된 형태(제3형), 표면 거칠기가 없는 구형의 코어에 입자가 코팅된 쉘 형태(제4형) 및 표면 거칠기가 있는 코어에 입자가 코팅된 쉘 형태(제5형)가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 무기물로 이루어진 제2 필러는 아크릴계 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 0.5 중량부 미만이면 내부 산란에 의한 헤이즈 값이 충분하게 구현되지 않고, 20 중량부 초과이면 점도가 높아져 코팅성이 불량해지고 내부산란에 의한 헤이즈 값이 너무 켜져서 명암 대비비(contrast ratio)가 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 제2필러는 입자 직경이 0.05 내지 5㎛인 것이 바람직하다. 직경이 상기 하한에 미달하면 산란 특성이 저하되어 충분한 헤이즈 값을 얻을 수 없어 바람직하지 못하며, 상기 상한을 초과하면 코팅 필름의 단위 부피당 필러의 수가 줄어들어 내부 산란 효과가 저하되어 충분한 헤이즈 값을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다.
상기 제2 필러는 상기 바인더 수지와의 평균 굴절율 차이가 0.3 이하인 것이 바람직하고, 0.02 내지 0.2 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 굴절율의 차이가 상기 하한에 미달하면 내부 산란에 의한 충분한 헤이즈 값을 얻기 어려우며, 상기 상한을 초과하면 내부 산란이 증가하여 헤이즈 값이 증가하는 반면 투과도가 감소되어 명암대비비가 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 제2 필러의 재료로는 실리카, 비결정질 티타늄옥사이드, 비결정질 지르코늄옥사이드, 인듐옥사이드, 알루미늄옥사이드, 비결정질 아연옥사이드, 비경정질 세륨옥사이드, 바륨옥사이드, 칼슘카보네이트, 비결정질 바륨티타네이트 및 바륨설페이트 중 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 복합체 등이 바람직하며, 실리카가 더욱 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 용매는 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 50 내지 500 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 용매의 함량이 상기 하한에 미달하면 코팅 조성물의 점도가 너무 커서 코팅성이 불량하고, 상기 상한을 초과하면 코팅 필름의 막강도가 저하되며, 후막으로 제조하기 어려워져 바람직하지 못하다.
상기 용매로는 특별히 한정되지 않으나, C1 내지 C6의 저급 알코올류, 아세테이트류, 케톤류, 셀로솔브류, 디메틸포름아마이드, 테트라하이드로퓨란, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 톨루엔, 및 자이렌 중 선택된 하나의 단일물 또는 이들의 혼합물 등이 이용될 수 있다.
상기 저급 알코올류는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 부틸알콜, 이소부틸알콜, 또는 디아세톤 알코올 등이 이용될 수 있으며, 상기 아세테이트류는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 또는 셀로솔브아세테이트 등이 이용될 수 있으며, 상기 케톤류는 메틸에틸톤, 메틸이소부틸케톤, 아세틸아세톤, 또는 아세톤 등이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서는 예컨대 아소프로필알코올 및 디아세톤 등의 알코올류와 메틸에틸케톤 및 셀로솔브를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 조성물은 UV 조사를 통한 경화를 위하여 상기 아크릴레이트계 바인더수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러, 무기물로 이루어진 제2 필러 및 용매 이외에, 상기 바인더수지 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부의 UV경화개시제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 UV 경화개시제의 함량이 상기 하한 에 미달하면 충분한 경화가 일어나지 않아 바람직하지 못하며, 상기 상한을 초과하면 코팅 필름의 막강도가 저하되어 바람직하지 못하다.
상기 UV경화개시제로는 1-히드록시 시클로헥실페닐 케톤, 벤질 디메틸 케탈, 히드록시디메틸아세토페논, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 및 벤조인 부틸 에테르 중 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물 등이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 조성물은 코팅막의 표면을 균일하게 하기 위해 첨가되는 레벨링제, 코팅액의 표면 에너지를 낮추어 코팅시 코팅막이 기재에 균일한 도포가 이루어지게 할 목적으로 첨가되는 웨팅제 및 코팅액 내의 기포를 제거해 주기 위해 첨가되는 소포제, 분산제 중 1 이상을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 눈부심 방지 코팅 조성물을 기재 상에 도포하는 단계 및 상기 도포된 조성물을 건조 및 경화하는 단계를 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 기재는 투명기재라면 특별히 제한되지 않고 당기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 상기 투명 기재는 투과율이 적어도 85 %이고, 헤이즈 값이 1 % 이하인 것이 바람직하며, 두께가 30 내지 120 ㎛인 기재를 사용할 수 있다. 상기 투명 기재의 재료로는 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC) 및 노보넨계폴리머 등이 있으며, 고해상도 디스플레이용 편광판에는 트리아세틸셀룰로오스를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 따른 조성물에 의하여 형성되는 눈부심 방 지 코팅 필름은 상기 투명기재를 보호함과 동시에 우수한 눈부심 방지성, 상선명도 및 콘트라스트를 제공할 수 있다.
상기 도포 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법, 예컨대 롤 코팅 또는 바 코팅에 의해 도포할 수 있다.
상기 경화는 전자빔(EB) 또는 자외선(UV)에 의하여 수행할 수 있으며, 그 건조 두께는 1 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 경화조건은 배합비나 성분에 따라서 다소 차이가 있으나 일반적으로는 전자빔 또는 자외선 경화의 경우에는 그 조사량을 200 내지 1,000 mJ/㎠으로 1초 내지 10분 경화시키면 바람직하다. 상기 전자빔 또는 자외선 경화에 있어서, 경화 시간이 1초 미만에서는 바인더가 충분히 경화되지 않아서 내마모성과 같은 기계적 물성이 불량하여 바람직하지 못하며, 경화 시간이 10분 초과하는 경우에는 투명기재에 황변이 발생되어 바람직하지 못하다.
본 발명은 아크릴계 바인더 수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러 및 무기물로 이루어진 제2 필러를 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름을 제공한다. 본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 필름은 1 내지 20㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 전체 헤이즈가 15% 이하, 내부 헤이즈가 10% 이하, 외부 헤이즈가 5% 이하이다. 표면 중심선 거칠기가 0.02~0.1㎛인 것이 바람직하고, 표면 요철간 피치가 100~200㎛인 것이 바람직하다. 또한, JIS 규격에 따른 상 선명성을 광학구사폭 0.5mm에서 측정한 값이 50~90%이고, 굴절율이 1.5 이상인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 필름의 측단면의 모식도이다.
본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 필름은 기재를 포함할 수 있으며, 이 기재 는 상기 제조방법에서 사용된 투명기재일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 필름은 그 상면에 구비된 저반사층을 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 필름은 그 상면에 구비된 내오염층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 눈부심 방지 코팅 필름을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 눈부심 방지 코팅 필름은 눈부심 방지가 요구되는 디스플레이에는 그 종류에 한정되지 않고 모두 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 디스플레이는 전술한 눈부심 방지 코팅 필름을 제외하고는 당기술분야에 알려져 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 눈부심 방지 코팅 필름은 관측자가 접하는 디스플레이의 최외각에 배치될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(눈부심 방지 코팅 조성물의 제조)
우레탄 아크릴레이트 올리고머 10g, 아크릴레이트 단량체로 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 20g, 평균 입경이 3.5㎛이고 평균 표면 거칠기([Rz])가 30nm인 코어-쉘 구조를 갖는 제 1필러 1.7g, 평균 입경이 3㎛이고, 굴절율이 1.43인 제2 필러 0.3g, 유기용매로 메틸에틸케톤 30g 및 톨루엔 38g, UV경화개시제 2g 을 균일하게 혼합하여 눈부심 방지 필름 제조용 조성물을 제조하였다.
(눈부심 방지 필름의 제조)
트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 투명기재층(두께 80㎛) 위에 롤 코팅을 이용하여 상기 방법으로 제조한 액상의 눈부심 방지 필름 제조용 조성물을 건조 두께가 4㎛가 되도록 도포한 후 280mJ/㎠의 UV 를 조사하여 경화시켰다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 사용된 코어-쉘 제 1필러를, 평균 입경은 3.5㎛이고 평균 표면 거칠기([Rz])는 300nm인 코어-쉘 구조를 갖는 미립자로 대체하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 눈부심 방지 필름 제조용 조성물을 제조한 후, 이를 이용하여 눈부심 방지 필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 사용된 제1 필러를, 평균 입경이 3.5㎛이며 솔리드(solid)한 구조를 갖는 표면 거칠기가 없는 필러(2g)로 대체하고 제2 필러를 사용하지 않는것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 눈부심 방지 필름 제조용 조성물을 제조한 후, 이를 이용하여 눈부심 방지 필름을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 사용된 제1 필러와 제2 필러의 양(2g)을 동일 비율로 0.1g으로 감소시켜 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동 일하게 실시하여 눈부심 방지 필름 제조용 조성물을 제조한 후, 이를 이용하여 눈부심 방지 필름을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 사용된 제1 필러와 제2 필러의 양(2g)을 동일 비율로10g으로 증가시켜 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 눈부심 방지 필름 제조용 조성물을 제조한 후, 이를 이용하여 눈부심 방지 필름을 제조 하였다.
비교예 4
상기 실시예 1 에서 제1 필러를 사용하지 않고 제 2필러 0.3g을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서 기술한 바와 동일하게 실시하여 눈부심 방지 필름을 제조 하였다.
실험예 1
도 7 내지 도 9는, 상기 실시예 1 및 실시예 2에서 사용한 제 1필러에 대한 표면거칠기를 관찰하기 위하여 촬영한 전자 주사 현미경(SEM) 사진들이다.
도 7은 평균 입경이 3.5㎛이고 평균 표면 거칠기([Rz])가 30nm인 코어-쉘 구조를 갖는 제 1필러(실시예 1)의 전자주사현미경 사진이며, 도 8은, 평균 입경이 3.5㎛ 이고 평균 표면 거칠기가 300nm 인 코어-쉘 구조를 갖는 제 1필러(실시예 2)의 전자주사현미경 사진이며, 도 9는 솔리드(solid) 구조의 평균 입경이 3.5㎛ 이고 평균 표면 거칠기가 없는 미립자(비교예 1)의 전자주사현미경 사진이다.
상기 사진들로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 미립자에 대한 상대적인 표면 거칠기의 정도를 시각적으로 확인할 수 있다.
실험예 2
상기 실시예(1, 2) 및 비교예(1~3)에 따라 제조된 눈부심 방지 필름의 물성의 하기와 같은 조건에 의해 측정 후, 그 각각의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
A. 투과율(%)
무라카미 컬러 리서치 래버러토리(Murakami Color Research Laboratory)사의 HR-100을 이용하여, 투과율을 측정하였다.
B. 헤이즈 값(%)
무라카미 컬러 리서치 래버러토리(Murakami Color Research Laboratory)사의 HR-100을 이용하여, 헤이즈 값을 측정하였다.
C. 60 o 반사 광택도( Gloss )
비와이케이 가드너(BYK Gardner)사의 마이크로-트리-그로스(micro-TRI-gloss)를 이용하여, 60o 반사 광택도(Gloss)를 측정하였다.
D. 상선명도(%)
슈가 테스트 인스트루먼트(Suga Test Instrument Co., Ltd.)사의 ICM-1T를 이용하여 상선명도를 측정하였다.
E. 콘트라스트
한국산업규격(KS C IEC 61988-2-1)에 의거하여 암실 콘트라스트와 명실 콘트 라스트를 측정하였다.
F. 내스크래치성
강철솜(#0000)을 1kg의 해머에 묶어 눈부심 방지 필름에 10회 문지른 후 관찰하였다.
◎ : 스크래치 개수 : 0 개
○ : 스크래치 개수 : 1cm 이하의 가는 스크래치 5개 이하
△ : 스크래치 개수 : 1cm 이하의 가는 스크래치 5개 초과 또는 1cm 이상의 긴 스크래치 1개 이상 3개 이하
× : 스크래치 개수 : 1cm 이상의 긴 스크래치 3개 초과
G. 저장 안정성
○ : 1 주일 후, 상기 코팅 조성물을 이용하여 눈부심 방지 코팅 필름을 제조 시, 필름 의 헤이즈값, 60o Gloss, 상선명도의 변화가 없는 5% 이하인 경우
× : 1 주일 후, 상기 코팅 조성물을 이용하여 눈부심 방지 코팅 필름을 제조 시, 필름 헤이즈값, 60o 광택도, 상선명도의 변화가 5% 초과인 경우
Figure 112008042888428-pat00002
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 표면 거칠기가 제어된 제1 필러 및 무기계의 제 2필러를 사용한 실시예 1 및 2의 경우, 저장 안정성이 우수하고 눈부심 방지 특성과 상선명도 및 콘트라스트가 우수함을 알 수 있다. 반면에, 표면 거칠기가 없는 미립자만를 사용한 비교예 1의 경우, 60o 반사 광택도가 110으로 코팅막의 눈부심 방지 특성이 떨어지고, 팽윤된 입자간의 응집에 의해 저장 안정성이 떨어짐을 알 수 있다. 또한 표면 거칠기를 가지는 제1 필러 및 제 2필러가 1 중량부 미만인 비교예 2의 경우, 헤이즈 값이 매우 낮고 60o 반사 광택도가 135로 코팅막의 눈부심 방지 특성이 매우 불량함을 보여주고 있으며, 제1 필러 및 제 2필러가 30 중량부 초과인 비교예 3의 경우, 눈부심 방지 특성은 우수하나, 상선명도가 매우 저하됨을 알 수 있다. 표면 거칠기를 가지는 제 1필러를 사용하지 않고 제 2 필러만을 사용한 비교예 4의 경우 기계적 물성이 우수하나 60o 반사 광택도가 120으로 눈부심 방지 특성이 떨어져 단독으로 사용할 수 없음을 보여 준다.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.
도 1내지 도 5은, 본 발명에 따른 표면 거칠기가 제어된 미립자(12)의 다양한 형상을 개략적으로 도식화하여 나타낸 도면들이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 눈부심 방지 필름의 단면도이다.
도 7내지 도 9는, 상기 실시예(1, 2) 및 비교예(1~3)에서 사용된 각각의 미립자에 대한 촬영한 전자 주사 현미경(SEM) 사진들이다.
<<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>>
10: 투명 기재층　　　　　　　　　　
11: 눈부심 방지 필름
12: 표면 거칠기를 갖는 코어-쉘 구조의 제1 필러
13: 무기물로 이루어진 제2 필러

Claims (24)

  1. 아크릴계 바인더 수지, 코어-쉘 구조의 제1 필러, 무기물로 이루어진 제2 필러 및 용매를 포함하고,
    상기 코어는 유기물이고, 상기 쉘은 무기물인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 바인더 수지는 아크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 올리고머, 또는 이들의 혼합물인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고, 상기 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 상기 아크릴계 바인더 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부의 함량으로 포함되는 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 상기 바인더 수지와의 평균 굴절율 차이가 0.3 이하인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러의 평균 표면거칠기([Rz])는 2㎛ 이하인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러는 입자 직경이 0.5 내지 5㎛인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 제1 필러의 쉘은 두께가 0.01 내지 2㎛이며, 상기 아크릴계 바인더 수지와의 굴절율 차이가 1 이하인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 코어는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트-co-스티렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드계, 폴리이미드계, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 에폭시레진, 페놀레진, 멜라민레진, 벤조구아나민, 폴리디비닐벤젠, 폴리디비닐벤젠-co-스티렌, 폴리디비닐벤젠-co-아크릴레이트, 폴리디알릴프탈레이트, 및 트리알릴이소시아누레이트 폴리머 중에서 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 코폴리머(copolymer)인 유기물인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 쉘은 실리카, 티타늄옥사이드, 지르코늄옥사이드, 인듐옥사이드, 알루미늄옥사이드, 아연옥사이드, 세륨옥사이드, 바륨옥사이드, 칼슘카보네이트, 바륨티타네이트, 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드 및 바륨설페이트 중에서 선택된 하나의 단일물 또는 둘 이상의 복합체인 무기물인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 코어는 폴리아크릴레이트-co-스티렌으로 이루어지고 상기 쉘은 실리카 입자로 이루어진 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  14. 청구항 13에 있어서, 폴리아크릴레이트-co-스티렌은 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트와 스티렌의 공중합체인 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 무기물로 이루어진 제2 필러는 아크릴계 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부의 함량으로 포함되는 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 무기물로 이루어진 제2 필러는 실리카로 이루어진 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 용매는 상기 아크릴계 바인더 수지 100 중량부 대비 50 내지 500 중량부의 함량으로 포함되는 것인 눈부심 방지 코팅 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서, UV 경화개시제, 레벨링제, 웨팅제, 소포제 및 분산제 중 적어도 하나를 더 포함하는 눈부심 방지 코팅 조성물.
  19. 청구항 1 내지 8, 10, 11, 및 13 내지 18 중 어느 하나의 항에 따른 눈부심 방지 코팅 조성물을 기재 상에 도포하는 단계 및 상기 도포된 조성물을 건조 및 경화하는 단계를 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름의 제조방법.
  20. 청구항 1 내지 8, 10, 11, 및 13 내지 18 중 어느 하나의 항에 따른 눈부심 방지 코팅 조성물을 이용하여 제조된 눈부심 방지 코팅 필름.
  21. 청구항 20에 있어서, 눈부심 방지 코팅 필름의 적어도 일면에 기재를 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름.
  22. 청구항 20에 있어서, 눈부심 방지 코팅 필름의 적어도 일면에 저반사층을 포함하는 눈부심 방지 코팅 필름.
  23. 청구항 20에 있어서, 눈부심 방지 코팅 필름의 적어도 일면에 내오염층을 포 함하는 눈부심 방지 코팅 필름.
  24. 청구항 20에 따른 눈부심 방지 코팅 필름을 포함하는 디스플레이 장치.
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