KR101792756B1 - 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름 및 전기 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특정 형상의 미세 돌기를 포함한 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름 및 상기 필름을 포함하는 전기 전자 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름 및 이를 포함한 전기 전자 장치에 관한 것이다.
오염 물질의 전사로 인하여 전자 제품의 성능이 저하되거나 오작동이 유발되고 보다 높은 외관 품질이 요구됨에 따라서, 최근에서는 내오염성을 갖는 표면 처리가 된 전자 제품이 등장하고 있다.
전기 전자 장치 등의 전자 제품의 표면에 내오염성을 부여하기 위하여, 제품의 외부 표면에 특정한 패턴을 형성하여 오염 물질의 전사량을 낮추는 방법이나, 친유성 코팅를 통해 전사되는 오염 물질을 넓게 퍼지게 하는 방법 등이 사용되고 있는 실정이다.
구체적으로, 제품의 외부 표면에 특정한 패턴을 형성하여 내오염성을 확보하는 방법에서는, 마이크로 사이의 입자나 패턴을 제품의 외부에 형성함으로서 표면 요철을 만들어서 헤이즈를 높게 하고, 이에 따라 오염 물질이 제품에 묻어도 눈에 쉽게 띄지 않도록 한다.
예를 들어, 한국공개특허 제2007-0084369호는 그물망 형태로 연결된 돌출구조물을 표면으로 구비한 초소수성 기판이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제2010-0105241호에는 특정의 높이 및 넓이를 갖는 내지문 패턴에 관하여 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2011-7003244호에는 원기둥, 피라미드형 각뿔대, 원뿔대, 복합포물선, 복합타원형, 폴리오브젝트(polyobject), 또는 입체로 된 원뿔 곡선 회전체를 형태의 돌기로 이루어진 패턴이 개시되어 있다.
그러나, 이전에 알려진 특정한 패턴이나 돌기를 형성하는 방법에 따르면 헤이즈가 10% 이상이 되어 전기 전자 장치 등에서는 화면의 선명도를 저하시키거나, 과량의 오염 물질이 전사되었을 때에는 표면의 요철 내부로 오염 물질이 침투하여 제거가 오히려 어려워지는 한계가 있었다.
그리고, 친유성 코팅은 불량한 외관 특성을 유발하는 오염 물질이 전사되었을 때 얇고 넓게 퍼지게 함으로써 가시성을 확보할 수 있게 한다. 다만, 친유성 코팅은 높은 투과도와 낮은 헤이즈 특성을 갖는데 반하여 오염 물질이 잘보지 않게 하는 은닉 방법으로서, 오염 물질의 전사량 자체를 줄일 수 없으며, 과량으로 전사 및 적층되는 오염 물질을 완전히 제거하기가 용이하지 않다.
한편, 불소계 화합물을 포함하는 코팅 재료를 사용하여, 제품 외부의 표면 에너지를 낮추어 내오염 특성을 확보하는 방법도 알려져 있다. 그러나, 불소계 화합물을 포함하는 코팅 재료의 코팅에 따라서, 물과 기름에 대한 접촉각이 커져서 발수 및 발유 특성을 높일 수 있으나, 오염 물질의 전사를 방지할 정도의 특성, 예를 들어 초발수 및 초발유 특성을 확보하는 데에는 부족하였다. 또한, 상기 방법에 의해서도 오염 물질이 전사되는 양을 충분히 줄이기 어려웠으며, 전사된 오염 물질의 제거가 용이하지 않은 한계가 있었다.
즉, 이전에 알려진 내오염성 제품들은 발수성 및 발유성을 동시에 갖지 못하였으며, 전사되는 오염 물질을 용이하게 제거할 수 있는 특성 또한 갖지 못하였다.
또한, 필름 표면에 미세 크기의 입체 형상을 형성하는 경우, 광투과도나 외관 특성이 저하되어 높은 화질 및 해상도가 요구되는 전기 전자 장치에 사용하는데 일정한 한계가 발생하게 된다.
본 발명은 제품 표면에 전사되는 오염 물질의 양을 최소화할 수 있고 전사된 오염 물질을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가지면서도, 높은 광투과도 특성, 낮은 헤이즈 특성 및 내지문 특성을 갖는 내지문성 필름을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름을 포함하는 전기 전자 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 필름과의 접촉면, 상기 필름과의 접촉면과 둔각의 내각을 이루도록 형성된 측벽 및 상기 측벽과 곡면을 이루면서 연결되는 상부면을 포함하는 미세 돌기를 포함하고, 상기 미세 돌기의 폭(D)에 대한 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.1이하인, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름이 제공된다.
또한, 본 명세서에서는, 상기 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름을 포함하는 전기 전자 장치가 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름 및 전기 전자 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, '필름'은 얇은 막 형태의 물건을 의미하며, 그 재질은 크게 제한되지 않고, 예를 들어 고분자 등의 유기물 또는 금속이나 실리콘 등의 무기물 등을 포함할 수 있다.
발명의 일 구현예에 따르면, 필름과의 접촉면, 상기 필름과의 접촉면과 둔각의 내각을 이루도록 형성된 측벽 및 상기 측벽과 곡면을 이루면서 연결되는 상부면을 포함하는 미세 돌기를 포함하고, 상기 미세 돌기의 폭(D)에 대한 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.1이하인, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름이 제공될 수 있다.
상기 특정의 입체 형상을 갖는 미세 돌기가 표면에 형성된 고투명도 저헤이즈 내지문성 필름은 물에 대하여서뿐만 아니라 지문에 포함될 수 있는 유기 성분에 대해서도 극히 높은 접촉각과 높은 반발력을 가질 수 있으며, 전사되는 지문의 양을 최소화할 수 있으면서도 전사된 지문을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가질 수 있다.
특히, 상기 특정의 입체 형상을 갖는 미세 돌기의 폭(D)에 대한 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.1 이하, 또는 0.01 내지 0.05로 특정됨에 따라서, 필름 표면의 구조물인 미세 돌기에 의한 빛의 산란을 최소화하여 높은 광투과도 및 낮은 헤이즈 특성을 가질 수 있다.
통상의 경우 입체 구조를 도입하거나 또는 표면 거칠기를 증가시켜 내지문성 필름을 구현할 때 광투과도 저하 및 필름 헤이즈 증가를 수반하여 광학적 용도로의 사용에 한계가 있었다. 이에 반하여 상기 일 구현예의 내지문성 필름은 상술한 특정 구조의 입체 구조를 갖는 미세 돌기를 포함하여 유기 성분에 대한 높은 반발력을 가짐과 동시에 높은 광투과도를 가질 수 있고, 입체 구조에 따라 헤이즈 값이 증가하는 것을 최소화 할 수 있다.
구체적으로, 상기 일 구현예의 내지문성 필름은 0.1㎛ 내지1,000 ㎛ 의 두께에서 미세 돌기를 포함하지 않은 평탄한 필름에 비하여 6% 이하, 도는 5%이하의 헤이즈 값을 가질 수 있다. 상기 두께는 상기 미세 돌기의 높이까지 포함한 상기 일 구현예의 필름 전체의 두께를 의미한다.
또한, 상기 일 구현예의 내지문성 필름은 0.1㎛ 내지1,000 ㎛의 두께에서 A 광원에 대하여 85% 이상의 광투과도, 또는 90% 이상의 광투과도를 가질 수 있다.
상기 미세 돌기는 상기 일 구현예의 내지문성 필름 외부로 돌출되도록 형성되며 ㎚ 또는 ㎛ 단위의 높이나 폭을 갖는 구조체를 의미한다.
상기 미세 돌기의 높이는 돌출 방향으로의 최장 길이를 의미하며, 상기 미세 돌기의 폭은 돌출 방향과 수직 방향으로의 최장 직경을 의미한다. 그리고, 이러한 미세 돌기의 높이와 폭은 상기 미세 돌기가 단일 물질로 되거나 2이상의 물질로 이루어지거나, 또는 복수의 적층 구조 또는 구조제를 포함하는 경우에도 하나로 인식될 수 있는 외부 구조나 형태의 높이 및 폭으로 정의될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 미세 돌기는, 필름과의 접촉면, 상기 필름과의 접촉면과 둔각의 내각을 이루도록 형성된 측벽 및 상기 측벽과 곡면을 이루면서 연결되는 상부면을 포함할 수 있으며, 상기 접촉면과 상기 측벽이 이루는 내각은 둔각인 형상을 가짐에 따라서, 상기 미세 돌기는 필름의 접촉면에서 상면으로 올라감에 따라서 측벽의 단면 직경이 점점 커질 수 있다.
상기 필름과의 접촉면은 상기 미세 돌기가 상기 내지문성 필름의 기재면과 접하는 하부 면을 의미한다.
상기 측벽은 상기 미세 돌기가 외부로 돌출되는 입체적 형상 갖도록 하며, 상술한 바와 같이 상기 필름과의 접촉면과 둔각, 예를 들어 110° 내지 170°의 내각을 이루도록 형성되고, 상기 상부면과 곡면을 이루면서 형성될 수 있다. 상기 측벽은 상기 미세 돌기가 갖는 입체 형상의 옆면을 이루게 된다.
상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)은, 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부에 그려지는 원 중 가장 큰 원의 반지름을 의미한다. 상기 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 일 예는 도3과 도4에 나타난 바와 같다.
상기 측벽과 곡면을 이루면서 연결되는 상부면은 상기 미세 돌기의 높이 방향 상부에 위치하여 상기 미세 돌기의 입체를 구성한다. 상기 상부면은 평면일 수 도 있으며, 전체가 곡면일 수도 있고, 일부만이 곡면일 수도 있다.
상기 미세 돌기의 높이는 0.1 ㎛ 내지 40 ㎛, 1 ㎛ 내지 20 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다. 상기 미세 돌기 높이는 상기 필름의 기재면으로부터 상기 미세 돌기의 상부면까지의 최장 거리로 정의될 수 있다.
상기 미세 돌기의 높이가 너무 작으면, 상기 미세 돌기와 필름의 기재면으로 정의되는 공간이 공기 주머니(air pocket)를 형성하기에 적절한 부피나 형상을 갖기 어렵거나 형성되는 공기 주머니가 쉽게 붕괴될 수 있으며, 상기 필름 외부 면이 미세 돌기가 형성되지 않은 평면과 실질적으로 차이가 없는 구조적 특징 또는 표면 특징을 갖게 되어 상술한 발수성 및 발유성의 특성을 동시에 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 미세 돌기의 높이가 너무 크면, 상기 필름이나 미세 돌기 자체의 기계적 경도나 물성이 저하될 수 있다.
상기 필름과의 접촉면 방향으로의 상기 미세 돌기의 최대 폭은 0.2 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 3 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
상기 필름과의 접촉면 방향으로의 상기 미세 돌기의 최대 폭이 너무 크면, 상기 필름의 외부 표면에서 상기 미세 돌기의 상부면이 차지하는 넓이의 비율이 너무 커지거나, 유기물 성분이나 수분 성분이 상기 필름에 접하는 면적이 지나치게 넓어지게 되어, 상기 구현예의 필름이 통상의 평면 필름과 실질적으로 동일한 표면 구조 또는 특성을 갖게 될 수 있다. 또한, 상기 필름과의 접촉면 방향으로의 상기 미세 돌기의 최대 폭이 너무 작으면, 상기 미세 돌기와 필름의 기재면으로 정의되는 공간이 공기 주머니(air pocket)를 형성하기에 적절한 부피나 형상을 갖기 어렵거나 형성되는 공기 주머니가 쉽게 붕괴될 수 있거나, 상기 구현예의 고투명도 내지문성 필름이 발수성 및 발유성의 특성을 동시에 확보하기 어려울 수 있다
표면에 전사된 유기물 성분이나 수분 성분에 대한 접촉각을 보다 높이고 공기 주머니(air pocket)를 보다 용이하게 형성하고 유지하기 위하여, 상기 필름과의 접촉면 방향으로 상기 미세 돌기의 측벽의 단면은 원, 구 또는 1 내지 30의 내각을 갖는 다각형일 수 있다.
한편, 상기 고투명도 내지문성 필름 상기 미세 돌기를 2이상 포함할 수 있으며, 서로 이웃하는 2개의 상기 미세 돌기들의 상면 간의 거리 및 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경의 합(P)에 대한 상기 미세 돌기 중 하나의 미세 돌기의 폭(D)의 비율(D/P)이 0.1 내지 0.5, 또는 0.2 내지 0.4일 수 있다. 상기 하나의 미세 돌기의 폭은 상기 필름과의 접촉면 방향으로의 상기 미세 돌기의 최대 폭을 의미한다.
상기 비율(D/P)이 너무 작으면, 예를 들어 상기 (P)가 너무 크면 상기 미세 돌기와 필름의 기재면으로 정의되는 공간에 형성되는 공기 주머니(air pocket)가 쉽게 붕괴될 수 있다. 또한, 상기 비율(D/P)이 너무 크면, 예를 들어 상기 (P)가 너무 작으면, 상기 미세 돌기와 필름의 기재면으로 정의되는 공간이 공기 주머니(air pocket)를 형성하기에 적절한 부피나 형성을 갖기 어려울 수 있다. 또한 상기 비율(D/P)이 너무 크면, 광투과도 감소 및 헤이즈 증가를 수반하여 광학적 용도로의 적용에 적합하지 않을 수 있다.
이전에는 필름 외부에 일정한 패턴이나 돌기가 형성되어 일정 수준의 이상의 발수성을 갖는 재료에 대해서는 일부 알려진 바 있으나, 이러한 종래의 필름에서는 시간에 경과에 따라서, 또는 외부의 압력이나 액체에 작용하는 중력, 또는 모세관 현상 등에 의하여 공기 주머니(air pocket)가 붕괴되어 표면에 전사된 유기물 성분이나 수분 성분이 내부로 파고들게 되어 버리는 현상이 나타났다.
그러나, 상기 일 구현예의 필름에 포함되는 미세 돌기의 형태적 특징과 서로 이웃하는 2개의 상기 미세 돌기들의 상면 간의 거리 및 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경의 합(P)에 대한 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경(D)의 비율(D/P)에 따른 표면 특성으로 인하여, 상술한 시간의 경과나 외부 압력, 액체에 작용하는 중력, 모세관 현상 등의 요인에 의한 공기 주머니(air pocket) 붕괴를 방지할 수 있으며, 필름 외부에 전사되는 유기물 성분이나 수분 성분이 내부로 파고들거나 스며드는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 고투명도 내지문성 필름은 올레산 또는 증류수에 대하여 높은 접촉각을 가질 수 있으며, 예를 들어 3ul의 올레산(oleic acid) 및 3ul의 증류수에 대하여 각각 120°이상의 접촉각, 또는 130°내지 160°의 접촉각을 가질 수 있다. 즉, 상기 내지문성 필름은 유기물 성분 및 수분 성분에 모두 대하여 Cassie-Baxter state를 구현할 수 있으며, 초발수성 및 초발유성을 함께 가질 수 있다.
상기 일 구현예의 필름은 상기 미세 돌기의 외부 표면에 적층된 불소계 화합물층을 더 포함할 수 있다. 상기 불소계 화합물층은 상기 필름에 전사되는 유기물 성분 또는 수분 성분 등에 대하여 높은 반발력을 가지며, 이에 따라 시간에 경과나, 외부의 압력이나 액체에 작용하는 중력, 도는 모세관 현상 등에 의하여 에어 포켓이 붕괴되어 필름 표면에 전사된 상기 성분 들이 내부로 파고드는 현상을 방지할 수 있다.
상기 불소계 화합물층은 5㎚ 내지 5 ㎛, 또는 10㎚ 내지 1 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 불소게 화합물층은 불소계 단분자 화합물, 불소계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 불소계 단분자 화합물은 불소가 치환된 지방족, 지환족 또는 방향족의 작용기를 포함하는 실록산계 분자이거나, 퍼플루오로폴리에테르계 화합물일 수 있으며, 이러한 화합물 또는 분자는 상기 미세 돌기 또는 일 구현예의 필름의 표면과 결합 가능한 에폭시 실란, 메톡시 실란, 클로로 실란 등의 작용기를 말단에 포함할 수 있다.
상기 불소계 고분자 화합물은 불소를 포함한 작용기를 포함하는 반응성 단량체를 이용하여 합성되는 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 불소계 고분자 화합물은 불소계 작용기가 치환된 (메타)아크릴레이계 고분자 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 불소계 작용기가 치환된 (메타)아크릴레이계 고분자 화합물은 탄소수 2 내지 12의 퍼플루오로알킬 (메타)아크릴레이트, 펜타플루오로페닐 (메타)아크릴레이트, 펜타플로오로벤질 (메타)아크릴레이트 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 중합 또는 공중합하여 얻어질 수 있다.
또한, 상기 불소계 고분자 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리테트라플루오로에틸렌 옥사이드(Polytetrafluoroethylene oxide), 폴리테트라플루오로프로필렌 옥사이드(polyhexafluoropropylene oxide) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 불소계 화합물층은 다양한 코팅 방법이나 증착 방법을 통하여 상기 미세 돌기의 외면에 형성될 수 있으며, 상기 미세 돌기뿐만 아니라 상기 필름의 기재면에 적층될 수 도 있다.
상기 불소계 화합물층은 다양한 코팅 방법이나 증착 방법을 통하여 상기 미세 돌기의 외면에 형성될 수 있으며, 상기 미세 돌기뿐만 아니라 상기 필름의 기재면에 적층될 수 도 있다.
상기 불소계 화합물층의 형성 또는 적층에는 다양한 코팅 방법 및 증착 방법이 사용될 수 있으며, 보다 균일하고 적절한 두께를 갖는 불소계 화합물층을 형성을 위해서는 열적 증착 방법, 열선화학기상증착(HW-CVD) 방법 또는 라디칼 중합법을 사용할 수 있다.
상기 열선화학기상증착(HW-CVD) 방법을 사용하면, 상기 기둥부 및 판상부를 포함하는 2미세 돌기의 전체 영역에 걸쳐 균일한 두께를 갖는 불소계 화합물층을 형성할 수 있으며, 특히, 상기 미세 돌기의 판상부의 하면이나 상기 기둥부와 판상부가 접하는 부분에도 균일한 두께의 불소계 화합물층을 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 불소계 화합물층은 열선 기상 화학 증착 방법을 사용하여 상기 불소계 고분자 수지 또는 이의 전구체를 상기 2미세 돌기 외부에 적층함으로서 형성될 수 있다.
상기 미세 돌기는 제조하는 방법에 따라서 다양한 재질을 포함할 수 있으며, 또한 상기 미세 돌기의 각 부분이 서로 같거나 다른 재질로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 미세 돌기는 유리, 실리콘, 금속으로 도핑된 실리콘, 폴리실리콘, 실리콘계 고분자, 금속, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, (메타)아크릴레이트계 고분자 수지, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 및 감광성 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 미세 돌기의 재질로 사용 가능한 성분이 포함된 기재 상에 에칭 마스크를 이용하여 상기 판상부의 패턴을 형성하고 이를 애칭하여 상기 미세 돌기의 판상부를 형성할 수 있으며, 이후에 남은 재료를 에칭하여 상기 미세 패턴의 기둥부를 형성할 수 있다.
또한, 소정의 기재 상에 상기 미세 돌기의 기둥부를 이루는 성분을 적층하고 그 위에 상기 판상부를 이루는 성분을 적층한 이후에, 애칭 마스크를 이용하여 판상부 형상의 패턴을 형성하고, 판상부를 이루는 재료 및 기둥부를 이루는 재료를 순차적으로 애칭함으로서, 상술한 미세 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 미세 돌기는 감광성 수지 조성물을 소정의 기판(예들 들어 실리콘 기판, 유기 기판 또는 고분자 기판 등)에 도포하고, 노광 및 알카리 현상하여 일정한 패턴을 형성하여 얻어질 수 있다. 예들 들어, 감광성 수지 조성물을 소정의 기판에서 도포한 후, 특정 패턴의 포토마스크를 사용하고, 미세 돌기의 돌출 방향 쪽 또는 이의 후면 방향에서 노광하고 현상하여, 측면이 경사를 갖는 역원뿔대의 형상을 갖는 미세 돌기를 형성할 수 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 발명의 일 구현예의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름을 포함하는, 전기 전자 장치가 제공될 수 있다.
상기 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름 및 상기 필름에 형성되는 미세 돌기에 대한 구체적인 내용은 상술한 바와 같다.
상기 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름은 3ul의 올레산(oleic acid)에 대하여 130°이상의 접촉각, 또는 130°내지 160°의 접촉각을 가질 수 있다.
또한, 상기 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름은 3ul의 증류수에 대하여 130°이상의 접촉각, 또는 130°내지 160°의 접촉각을 가질 수 있다.
상기 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름은 높은 광투과 특성과 함께 낮은 헤이즈 수치를 가질 수 있다.
상기 필름에서는 유기물 성분이나 수분 성분에 대하여 극히 높은 접촉각과 높은 반반력을 가질 수 있으며, 이러한 유기물 성분이나 수분 성분이 접촉하는 면적 또한 극히 작다. 상기 필름은 유기물 성분 및 수분 성분에 모두 대하여 Cassie-Baxter state를 구현할 수 있다.
상기 전기 전자 장치는 각종 전기 소자, 디스플레이 장치, 반도체 장치, 가전 제품 등을 모두 포함하는 의미이다.
이러한 전기 전자 장치의 예로는, TV, 컴퓨터 모니터, 핸드폰 액정 장치, 다양한 LCD, LED 또는 OLED장치 등의 디스플레이 장치; 다이오드와 트랜지스터 등으로 이루어진 집적회로소자, 열전자방출소자, 전자식 카메라의 전하결합소자, 태양전지 또는 발광소자 등의 전기 소자; 또는 냉장고, 에어컨, 세탁기, 식기 세척기, 밥솥, 오븐 등의 가전 제품 등을 들 수 있다.
상기 내지문성 필름은 상기 전기 전자 장치의 내부 또는 외부의 적어도 일면에 형성 또는 결합될 수 있다. 특히, 상기 내지문성 필름은 디스플레이 장치의 화면부 표면에 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제품 표면에 전사되는 오염 물질의 양을 최소화할 수 있고 전사된 오염 물질을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가지면서도, 높은 광투과도 특성과 낮은 헤이즈 특성 및 내지문 특성을 갖는 고투명도 내지문성 필름과, 상기 필름을 포함한 전기 전자 장치가 제공될 수 있다.
상기 필름을 포함한 전기 전자 장치는 오염물로 외부 표면 특성의 저하 등의 현상을 방지할 수 있으며, 외부 오염물을 보다 용이하게 제거할 수 있어서 우수한 내오염성 등의 품질과 높은 화질 구현력 등을 가질 수 있다.
도1은 실시예1의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름의 미세 돌기의 측면 SEM사진을 나타낸 것이다.
도2는 실시예1의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름의 평면 SEM사진을 나타낸 것이다.
도3은 실시예2의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름의 미세 돌기의 측면 SEM사진을 나타낸 것이다.
도4는 비교예1의 필름의 미세 돌기의 측면 SEM사진을 나타낸 것이다.
도2는 실시예1의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름의 평면 SEM사진을 나타낸 것이다.
도3은 실시예2의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름의 미세 돌기의 측면 SEM사진을 나타낸 것이다.
도4는 비교예1의 필름의 미세 돌기의 측면 SEM사진을 나타낸 것이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<
실시예
:
고투명도
내지문성
필름의 제조>
실시예1
(1) 미세 돌기의 형성
유기 기판 상에 스퍼터(sputter)를 이용하여 크롬(Cr) 을 약 200nm의 두께로 증착하였다. 상기 증착된 크롬층 상에 네가티브 포토레지스트를 도포하고, 포토마스크를 이용하여 직경 6㎛의 원형 패턴의 역상이 형성되도록 자외선을 조사하였다. 그리고, 포토레지스트 박리액을 사용하여 경화되지 않은 영역을 제거하였다[포토마스크의 제조].
이후, 상기 원형 패턴이 형성된 크롬층 상에 네가티브 포토레지스트를 7㎛의 두께로 도포하고, 굴절률 정합제(Index matching liquid)와 디퓨저(Diffuser)를 사용하여 자외선을 노광하여 역원뿔대 또는 역다각뿔대의 형상을 갖는 미세 돌기가 포함된 포토레지스트(PR)을 형성하였다.
상기 미세 돌기가 포함된 포토레지스트(PR) 상에 불소 표면 처리를 한 이후, polydimethylsiloxane을 이용하여 몰드를 제조하였다. 그리고, 상기 몰드 상에 불소 표면 처리를 한 이후, 상기 몰드에 polydimethylsiloxane를 주입하여 미세 돌기가 형성된 필름을 제조하였다.
(2) 불소계 화합물층 형성
2*10-6 torr 의 진공 조건, 400℃의 온도 및 2 Å/s의 증착 속도로, 가열 증착(thermal evaporation)하여 PFPE(Perfluoro polyether)를 상기 얻어진 필름의 표면에 약 20nm 의 두께로 증착하여, 불소계 화합물층을 형성하였다.
상기 미세돌기가 형성된 필름의 측면도 및 평면도는 각각 도1 및 도2에 나타낸 바와 같다.
실시예
2
0.5mm LCD글래스 상에 상기 실시예1와 같은 방법으로 제조한 고투명도 저헤이즈 내지문성 필름을 적층하고, 이에 대하여 투과도(transmittance) 및 헤이즈(Haze)측정 결과를 하기 표1에 나타내었다.
이때, 상기 고투명도 내지문성 필름 상에 형성되는 미세 돌기의 상부 지름, 높이, D/P ratio는 모두 동일한 수준으로 유지하였으며, 제조시 자외선의 노광량을 12,000mJ로 하여 미세 돌기의 폭(D)에 대한 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.07이 되도록 조절하였다.
상기 투과도 및 헤이즈는 HM150 장치를 이용하여 A광원 상에 측정하였다.
실시예
3
0.5mm LCD글래스 상에 상기 실시예1와 같은 방법으로 제조한 고투명도 저헤이즈 내지문성 필름을 적층하고, 이에 대하여 투과도(transmittance) 및 헤이즈(Haze)측정 결과를 하기 표1에 나타내었다.
이때, 상기 고투명도 내지문성 필름 상에 형성되는 미세 돌기의 상부 지름, 높이, D/P ratio는 모두 동일한 수준으로 유지하였으며, 제조시 자외선의 노광량을 11,000mJ로 하여 미세 돌기의 폭(D)에 대한 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.1이 되도록 조절하였다.
상기 투과도 및 헤이즈는 HM150 장치를 이용하여 A광원 상에 측정하였다.
비교예1
0.5mm LCD글래스 상에 상기 실시예1와 같은 방법으로 제조한 내지문성 필름을 적층하고, 이에 대하여 투과도(transmittance) 및 헤이즈(Haze)측정 결과를 하기 표1에 나타내었다.
이때, 상기 고투명도 내지문성 필름 상에 형성되는 미세 돌기의 상부 지름, 높이, D/P ratio는 모두 동일한 수준으로 유지하였으며, 제조시 자외선의 노광량을 10,000mJ로 하여 미세 돌기의 폭(D)에 대한 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 비교적 큰 둥근 형태의 모서리를 가지는 미세 돌기 구조를 제작하였다.
상기 투과도 및 헤이즈는 HM150 장치를 이용하여 A광원 상에 측정하였다.
| Top D | 미세 돌기 높이 | D/P | r/D | Tt(%) | Haze(%) | ?Haze(%) | |
| 실시예2 | 17 | 12 | 0.4 | 0.07 | 85.8 | 5.9 | 5.4 |
| 실시예3 | 17 | 12 | 0.4 | 0.1 | 90.3 | 7.8 | 7.3 |
| 비교예1 | 17 | 12 | 0.4 | 0.15 | 90.5 | 10.9 | 10.4 |
- 0.5mm LCD글래스 상에 상기 실시예1, 비교예1과 동일한 두께를 필름을 적층할 경우의 Tt와 Haze 값은 각각 92.1%, 0.5%
- Top D는 미세 돌기 최상부의 기재면 방향 단면의 최장 직경
- Tt는 투과도
- D/P는 서로 이웃하는 2개의 상기 미세 돌기들의 상면 간의 거리 및 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경의 합(P)에 대한 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경(D)의 비율
-r/D는 상기 미세 돌기의 폭(D)에 대한 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율
- ΔHaze(%)는 실시예 필름의 동일 두께/동일 재질의 평면 필름의 헤이즈와의 차이값
상기 표1에 나타난 바와 같이, 실시예 2 의 내지문성 필름의 경우 비교예1에 비하여 구조에 의한 헤이즈 증가가 절반 수준인 점이 확인되었다.
[
실시예4
]
0.5mm LCD글래스 상에 상기 실시예2와 같은 방법으로 제조한 고투명도 내지문성 필름을 적층하고, 이에 대하여 투과도(transmittance) 및 헤이즈(Haze)측정 결과를 하기 표2에 나타내었다. 상기 투과도 및 헤이즈는 HM150 장치를 이용하여 A광원 상에 측정하였다.
| 미세 돌기 높이 | 11 ㎛ | |
| Top D | 17 | |
| D/P | 0.4 | |
| 전사전 | 참고예 | 0.1 |
| 실시예 | 5.9 | |
| 전사후 | 참고예 | 9.5 |
| 실시예 | 8.0 | |
| Δ | 참고예 | 9.4 |
| 실시예 | 2.1 | |
| 전사비율 (%) | 22 | |
- Top D: 미세 돌기 최상부의 기재면 방향 단면의 최장 직경
- D/P: 서로 이웃하는 2개의 상기 미세 돌기들의 상면 간의 거리 및 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경의 합(P)에 대한 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경(D)의 비율
- Δ: 전사 전과 후의 지문량의 차이값
- 전사 비율: 참고예의 Δ에 대한 실시예의 Δ의 비율
- 상기 참고예의 필름은, 2*10-6 torr 의 진공 조건, 400℃의 온도 및 2 Å/s의 증착 속도로, 가열 증착(thermal evaporation)하여, 유기 기판 상에 20㎚ 두께의 perfluoropolyether(PFPE)층을 형성함으로서 제조하였다.
상기 표2에서 확인되는 바와 같이, 실시예의 고투명도 저헤이즈 내지문성 필름의 경우 지문 전사 전후에 헤이즈(haze)값에 큰 변화가 없어서 지문이 전사되는 양이 그리 많지 않은 것으로 확인되었다. 이에 반하여, 참고예의 필름의 경우 지문이 전사된 이후에 헤이즈 값이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
구체적으로, 참고예를 기준으로 실시예의 지문 전사량을 대비하여 보면 22%인 것으로 나타났으며, 실시예의 내지문성 필름은 제품 표면에 지문이 전사되는 것을 크게 줄일 수 있다는 점이 확인되었다.
Claims (13)
- 필름과의 접촉면, 상기 필름과의 접촉면과 둔각의 내각을 이루도록 형성된 측벽 및 상기 측벽과 곡면을 이루면서 연결되는 상부면을 포함하는 미세 돌기를 2이상 포함하고,
상기 미세 돌기의 폭(D)에 대한 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.1이하이고,
서로 이웃하는 2개의 상기 미세 돌기들의 상면 간의 거리 및 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경의 합(P)에 대한 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경(D)의 비율(D/P)이 0.1 내지 0.5인,
고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 미세 돌기의 폭(D)에 대한 상기 측벽과 상부면이 연결되는 곡면의 내부 곡률 반경(r)의 비율(r/D)이 0.01 내지 0.1인, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
0.1㎛ 내지1,000 ㎛ 의 두께에서 6% 이하의 헤이즈 값을 갖는, 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
0.1㎛ 내지1,000 ㎛의 두께에서 A 광원에 대하여 85% 이상의 광투과도를 갖는, 내지문성 필름.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 미세 돌기의 높이가 0.1 ㎛ 내지 40 ㎛인, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 필름과의 접촉면 방향으로의 상기 미세 돌기의 최대 폭이 0.2 ㎛ 내지 100 ㎛인, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 필름과의 접촉면과 상기 측벽이 이루는 내각이 110° 내지 170°인, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 미세 돌기의 외부 표면에 적층되는 불소계 화합물층을 더 포함하는, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제9항에 있어서,
상기 불소계 화합물층은 5㎚ 내지 5 ㎛의 두께를 갖는, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제9항에 있어서,
상기 불소계 화합물층은 불소계 단분자 화합물, 불소계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 미세 돌기는 유리, 실리콘, 금속으로 도핑된 실리콘, 폴리실리콘, 실리콘계 고분자, 금속, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, (메타)아크릴레이트계 고분자 수지, 폴리올레핀 수지 및 감광성 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름.
- 제1항의 고투명도 및 저헤이즈 특성을 갖는 내지문성 필름을 포함하는, 전기 전자 장치.
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| JP2001264520A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射防止フィルム、偏光素子、および表示装置、ならびに反射防止フィルムの製造方法 |
-
2014
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Patent Citations (1)
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| JP2001264520A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射防止フィルム、偏光素子、および表示装置、ならびに反射防止フィルムの製造方法 |
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