KR102294771B1 - 하드 코팅층, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

하드 코팅층, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학식 1로 표시되는 단위; 화학식 2로 표시되는 단위; 및 산화 아연을 포함하며, 상기 산화 아연은 하드 코팅층 내에 0.03중량% 내지 0.6중량%의 함량으로 포함되는 하드 코팅층에 관한 것으로, 본 발명의 하드 코팅층은 하나의 층으로 반사 방지, 내지문 및 항균 성능을 구현한다.

Description

하드 코팅층, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치{HARD COATING LAYER, METHOD FOR FORMING THEREOF AND DISPLAY DEVIECE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 하드 코팅층, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단일층으로 항균, 반사방지 및 고경도 내지문 성능을 구현할 수 있는 하드 코팅층, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 액정표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기전계발광표시 장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기영동표시 장치(Electrophoretic Display: EPD,Electric Paper Display), 플라즈마표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시 장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시 장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시 장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등과 같은 평판표시장치들이 다양한 기술 분야에서 사용되고 있다.
한편, 상기와 같은 평판표시장치에는 외부 광 입사에 의한 눈부심 현상을 방지하기 위해 반사 방지 기능을 갖는 필름 또는 코팅층들이 적용되고 있다. 종래에는 반사 방지 기능 수행을 위해, 서로 다른 굴절율을 갖는 무기계 유도체 재료들을 진공 조건하에서 20층 이상 증착하여 제조되는 다층 반사막을 적용하거나 또는 기판 표면에 나노 사이즈의 규칙적인 돌기들이 형성하는 방법 등이 주로 사용되었다. 그러나, 상기 다층 반사막의 경우, 제조 공정이 복잡하고, 증착을 위해 고온이 요구되기 때문에 플라스틱과 같은 재질에 사용되기 부적합하며, 층간 접착력이 뛰어나지 않아 도막 벗겨짐과 같은 문제점이 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 상기 나노 사이즈의 돌기를 형성하는 방법의 경우, 제작 단가가 매우 높고, 상기 돌기들을 형성하기 위해 식각 공정이 사용되기 때문에, 사용가능한 기판의 재질이 한정된다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 상기 돌기들에 의해 난반사가 발생하여 헤이즈가 높아지게 때문에 디스플레이 장치의 화질의 저하시킬 수 있다는 문제점도 있다.
한편, 최근 터치 기능이 적용된 표시장치들이 증가하면서, 반사 방지 기능과 함께 내지문 성능을 구현할 수 있도록 하는 필름 또는 코팅막들에 대한 연구들이 진행되고 있다. 한국등록특허 제10-1244883호(특허문헌 1)에는 기판을 건식 식각하여 기판 표면에 복수의 돌기형 구조체를 형성한 후, 무기물 입자를 증착시켜 반사 방지 및 내지문 기능을 수행하는 반사 방지 필름이 개시되어 있다. 그러나 상기 특허문헌 1의 방법의 경우, 돌기형 구조체 형성을 위한 식각 공정과 무기물 입자의 증착 공정을 수행하여야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 제조 단가가 높으며, 상기한 바와 같이 돌기형 구조체에 의한 헤이즈 발생으로 인해 디스플레이 장치의 화질이 저하될 수 있다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 돌기형 구조체 상에 무기물 입자층이 존재하는 다층 구조로 형성되기 때문에 두께가 두꺼워 전체 장치의 두께를 증가시킨다는 문제점도 있다.
한편, 최근 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 전자 제품들의 사용이 많아지면서, 손이나 침 등에 의해 이들 기기에 세균이 증식되고, 이와 같이 증식된 세균들로부터 세균 감염이 일어날 가능성이 높아지고 있다. 이에 따라 항균 기능이 부여된 전자 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단순한 제조 공정으로 제조할 수 있고, 하나의 층으로 항균, 반사방지 및 고경도 내지문 성능을 모두 구현할 수 있도록 개발된 하드 코팅층 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 하드 코팅층을 포함하여, 우수한 반사방지, 항균 및 내지문 특성을 갖는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 하드 코팅층은 하기 화학식 1로 표시되는 단위; 하기 화학식 2로 표시되는 단위; 및 산화 아연을 포함하며, 이때, 상기 산화 아연은 하드 코팅층 내에 0.03중량% 내지 0.6중량%의 함량으로 포함된다.
[화학식 1]
Figure 112014119372563-pat00001
상기 [화학식 1]에서, R1은 수소 또는 C1~10인 알킬렌기, R2는 수소 또는 C1~10인 알킬기, R3는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~10알킬기이다.
[화학식 2]
Figure 112014119372563-pat00002
상기 [화학식 2]에서, R4 및 R5는 각각 독립적으로, C1~10인 알킬기, R6는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~20알킬기이다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명의 하드 코팅층 제조방법은, 기판 상에 하기 [화학식 3]으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 불소계 고분자, 하기 [화학식 4]로 표시되는 불소계 실란 및 산화 아연을 포함하는 하드 코팅용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 하드 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다. 이때, 상기 하드 코팅 조성물은 상기 산화 아연이 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 0.03중량부 내지 0.5중량부의 함량으로 포함된다.
[화학식 3]
Figure 112014119372563-pat00003
상기 [화학식 3]에서, R1은 수소 또는 C1~10인 알킬렌기, R2는 수소 또는 C1~10인 알킬기, R3는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~10알킬기임.
[화학식 4]
Figure 112014119372563-pat00004
상기 [화학식 4]에서, R4, R5 및 R7는 각각 독립적으로, C1~10인 알킬기, R6는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~20알킬기임.
또 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 표시장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 단일층으로 형성되는 상기 본 발명의 하드 코팅층을 포함한다.
본 발명에 따른 하드 코팅층은 단일층만으로 반사 방지, 내지문 및 항균 성능을 모두 구현할 수 있기 때문에, 상기 하드 코팅층을 적용할 경우, 박형의 표시장치를 경제적으로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하드 코팅층은 제조 공정이 단순하여, 공정 시간 및 공정 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 표시 장치의 표시 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 표시 장치의 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2에 의해 제조된 하드 코팅층의 항균력 측정 결과를 보여주는 사진이다.
도 9는 산화아연 입자의 함유량에 따른 반사율 증가 정도를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 구현예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 하기 구현예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
본 발명의 구현예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 구현예들 각각의 특징들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 구현예들은 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다.
본 발명자들은 제조 공정이 단순하고, 하나의 층으로 다양한 기능을 수행할 수 있는 표시장치용 하드 코팅층을 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 불소계 고분자와 불소계 실란 화합물 및 특정 함량의 산화 아연을 포함하는 하드 코팅용 조성물을 이용하여 하드 코팅층을 형성할 경우, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
먼저, 본 발명의 하드 코팅층의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 하드 코팅층은, 기판 상에 불소계 고분자, 불소계 실란 및 산화 아연을 포함하는 하드 코팅용 조성물을 도포한 후, 이를 경화시켜 제조된다.
이때, 상기 불소계 고분자는, 고경도, 반사 방지 효과 및 내지문 효과를 구현하기 위한 것으로, 바람직하게는, 우레탄 아크릴레이트를 이용하여 형성되는 불소를 함유하는 우레탄 변성 고분자일 수 있다. 이러한 불소계 고분자는 굴절율이 낮아 반사 방지 효과를 가질 뿐 아니라, 우레탄 아크릴레이트로부터 도입된 우레탄 기능기에 의해 경화 후 코팅층의 표면 경도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 상기 불소계 고분자는 발수성 및 발유성이 우수한 불소가 함유되어 있어 내지문 효과를 얻을 수 있다. 한편, 본 발명에 사용되는 불소계 고분자는 중량평균분자량이 1000 내지 100000 정도인 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 불소계 고분자는 하기 [화학식 3]으로 표시되는 반복단위를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112014119372563-pat00005
이때, 상기 [화학식 3]에서, 상기 R1은 수소 또는 C1~10인 알킬렌기이며, 보다 바람직하게는 C1~4인 알킬렌기이다.
또한, 상기 R2는 수소 R2는 수소 또는 C1~10인 알킬기이며, 보다 바람직하게는 C1~4인 알킬기이다.
한편, 상기 R3는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~10알킬기이며, 보다 바람직하게는, -(CF2)l-CF3일 수 있다. 이때, 상기 l은 0 내지 10인 정수이다. 상기와 같이 R3의 말단에 F가 포함되어 있을 경우, 불소가 코팅층의 표면 쪽에 배치되기 쉽고, 그 결과 내지문 효과 구현에 보다 효과적이다.
한편, 상기 불소계 고분자는 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 10중량부 내지 50중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 불소계 고분자의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 반사 방지 및 내지문 효과가 우수하고, 경도가 높은 코팅층을 얻을 수 있기 때문이다.
다음으로, 상기 불소계 실란은 코팅층에 내지문 성능을 부여하기 위한 것으로, 바람직하게는, 하기 [화학식 4]로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112014119372563-pat00006
이때, 상기 [화학식 4]에서, R4, R5 및 R7는 각각 독립적으로, C1~10인 알킬기이며, 바람직하게는, C1~4인 알킬기이다.
한편, 상기 R6는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~20알킬기이며, 보다 바람직하게는, -(CF2)m-CF3 이다. 이때, 상기 m은 1 내지 10인 정수이다. 상기와 같이 R6의 말단에 F가 포함되어 있을 경우, 불소가 코팅층의 표면 쪽에 배치되기 쉽고, 그 결과 내지문 효과 구현에 보다 효과적이다.
한편, 상기 불소계 실란은 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 10중량부 내지 40중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 불소계 실란의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 우수한 내지문 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
다음으로, 상기 산화 아연(ZnO)은 코팅층에 항균성을 부여하기 위한 것으로, 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 0.03중량부 내지 0.5중량부의 함량으로 포함된다. 산화 아연의 함량이 0.03중량부 미만인 경우에는 항균 효과가 미미하고, 0.5중량부를 초과할 경우에는 반사 방지 성능이 급격히 저하된다.
한편, 상기 산화 아연은 평균 입경이 15nm 내지 25nm 정도인 것이 바람직하다. 산화 아연의 평균 입경이 상기 범위를 만족할 경우, 반사 방지와 항균 특성이 모두 우수한 하드 코팅층을 형성할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 하드 코팅용 조성물에는 점도 조절 등을 위해 용매가 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 용매는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 알코올계 유기 용매일 수 있으며, 예를 들면, 디프로필렌 글리콜 (DPG), 모노에틸렌 글리콜 (MEG), 디에틸렌 글리콜 (DEG), 트리에틸렌 글리콜 (TEG), 트리프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올 (BDO), 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올 및 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 (네오펜틸 글리콜)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 용매는 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 20중량부 이하, 바람직하게는 1 내지 20중량부, 더 바람직하게는 1 내지 15중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다.
한편, 상기 하드 코팅용 조성물에는, 필요에 따라 아크릴계 모노머가 더 포함될 수 있다. 상기 아크릴계 모노머는 하드 코팅용 조성물의 점도를 조절하고, 코팅층의 경도 및 컬링 특성을 향상시키기 위한 것으로, 적어도 하나 이상의 관능기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 아크릴계 모노머는 디펜타에리스톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스톨헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴릭에스테르, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트, 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메트)아클리레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥사디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 이소덱실(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 및 이소보네올(메트)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 아크릴계 모노머는 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여, 20중량부 이하, 바람직하게는 1 내지 20중량부, 더 바람직하게는 1 내지 15중량부 정도의 함량으로 포함된다.
또한, 상기 하드 코팅용 조성물은 광 중합 개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광 중합 개시제로는 당해 기술 분야에 일반적으로 알려진 광 중합 개시제가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 히드록시케톤류, 아미노케톤류 및 수소탈환형 광중합 개시제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 광 중합 개시제는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아테토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 광 중합 개시제는 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여, 5중량부 이하, 바람직하게는 1 내지 5중량부, 더 바람직하게는 1 내지 3중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다.
상기와 같은 하드 코팅용 조성물을 기판의 일면 또는 양면에 도포한 후, 자외선 등과 같은 활성 에너지선을 조사하여 경화시키면 하드 코팅층이 형성된다. 이때, 상기 기판은 투광성이 있는 기판이면 되고, 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 기판은 유리 기판이나 플라스틱 기판일 수 있다.
한편, 상기 기판은 후술할 표시 장치의 표시 패널이나 터치 패널과 관계없이 별개로 존재하는 기판일 수도 있고, 표시 패널이나 터치 패널의 일부를 구성하는 기판일 수도 있다. 표시 패널이나 터치 패널의 일부를 구성하는 기판을 사용하여 하드 코팅층을 형성할 경우, 하드 코팅층이 표시 패널 또는 터치 패널과 일체로 형성되기 때문에 박형 구현이 용이하다는 장점이 있다.
상기한 본 발명의 방법에 따르면, 하드 코팅용 조성물을 도포한 후 광경화시키는 단순한 방법을 통해 반사방지, 내지문 및 항균 효과를 갖는 하드 코팅층을 형성할 수 있어, 공정 시간 및 공정 비용을 절감할 수 있다.
한편, 상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 본 발명에 따른 하드 코팅층은 불소계 고분자로부터 유도된 단위, 불소계 실란으로부터 유도된 단위 및 산화 아연을 포함한다.
이때, 상기 불소계 고분자로부터 유도된 단위는 하기 [화학식 1]로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112014119372563-pat00007
상기 [화학식 1]에서, 상기 R1은 수소 또는 C1~10인 알킬렌기이며, 바람직하게는, C1~4인 알킬렌이다. 한편, 상기 R2는 수소 또는 C1~10인 알킬기이며, 바람직하게는, C1~4인 알킬기이다. 상기 R3는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~10알킬기이며, 바람직하게는, -(CF2)l-CF3일 수 있다. 이때, 상기 l은 0 내지 10인 정수이다.
상기 [화학식 1]로 표시되는 단위는 상기 [화학식 3]으로 표시되는 반복단위를 포함하는 불소계 고분자와 [화학식 4]로 표시되는 불소계 실란 화합물이 반응하여 형성된 것으로, 하드 코팅층에 고경도, 반사 방지 효과 및 내지문 효과를 부여하는 기능을 수행한다.
다음으로, 상기 불소계 실란으로부터 유도된 단위는 하기 [화학식 2]로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112014119372563-pat00008
상기 [화학식 2]에서, R4 및 R5는 각각 독립적으로, C1~10인 알킬기이며, 바람직하게는, C1~4인 알킬기이다. 한편, 상기 R6는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~20알킬기이며, 보다 바람직하게는, -(CF2)m-CF3 이다. 이때, 상기 m은 1 내지 10인 정수이다.
한편, 상기 [화학식 2]로 표시되는 단위는 [화학식 4]로 표시되는 불소계 실란 화합물이 불소계 고분자 또는 기판 표면에 존재하는 히드록시기나 케톤기 등과 반응하여 형성되는 것으로, 하드 코팅층의 내지문 효과를 향상시키는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명에 따른 하드 코팅층에는, 상기 [화학식 1]로 표시되는 단위 : [화학식 2]로 표시되는 단위가 몰비율로 1 : 1 내지 2 : 1로 포함되며, 보다 바람직하게는 1 : 1 내지 1.5 : 1의 몰 비율로 포함될 수 있다.
다음으로, 상기 산화 아연은 하드 코팅층에 항균성을 부여하는 것으로, 하드 코팅층 내에 0.03중량% 내지 0.6중량% 정도의 함량으로 포함된다. 하드 코팅층 내의 산화 아연의 함량이 0.03중량% 미만인 경우에는 항균 효과가 미미하고, 0.6중량%를 초과하는 경우에는 반사 방지 성능이 급격히 저하되기 때문이다.
또한, 상기 산화 아연은 평균 입경이 15nm 내지 25nm 정도인 것이 바람직하다. 산화 아연의 평균 입경이 상기 범위를 만족할 경우, 반사 방지와 항균 특성이 모두 우수한 하드 코팅층을 형성할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 본 발명의 하드 코팅층은 코팅층의 경도 및 컬링 특성을 향상시키기 위해 아크릴계 모노머로부터 유도된 단위를 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 아크릴계 모노머는 적어도 하나 이상의 관능기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머일 수 있으며, 예를 들면, 디펜타에리스톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스톨헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴릭에스테르, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트, 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메트)아클리레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥사디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 이소덱실(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 및 이소보네올(메트)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 하드 코팅층은 단일층으로, 반사 방지, 내지문 및 항균 효과를 모두 우수하게 구현할 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 하드 코팅층은 반사율이 2% 이하, 바람직하게는 1.7%이하이며, JIS Z 2801에 의해 측정한 항균력은 3 이상, 바람직하게는 4 이상이며, 수접촉각이 100° 이상, 바람직하게는 100° 내지 130°정도이다. 한편, 상기 JIS Z 2801에 의해 측정한 항균력이 3 이상이라는 것은 99.9% 이상의 항균력을 갖는 것을 의미하고, 4 이상은 99.99% 이상의 항균력을 갖는 것을 의미한다.
다음으로, 본 발명에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 표시 장치들의 구현예들이 도시되어 있다. 이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표시 장치를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 제1구현예에 따른 표시장치가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패널(300) 및 하드 코팅층(100)을 포함한다. 이때, 상기 하드 코팅층(100)은 상기에서 상술한 바와 동일하다. 따라서, 이하에서는 하드 코팅층(100)에 대한 설명은 생략하고, 표시 장치의 나머지 구성요소들에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 표시 패널(300)은 액정표시패널 또는 유기전계발광표시패널일 수 있다.
도 2에는 상기 표시 패널(300)이 액정표시패널인 경우가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시패널(300)은 액정층(380)을 사이에 두고 제 1 기판(301)과 제 2 기판(302)이 합착되어 형성된다. 이때, 상기 하드 코팅층(100)은 상기 표시 패널(300)의 제 1 기판(301) 또는 제 2 기판(302)의 외부로 노출된 면에 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 액정표시패널(300) 하부에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 표시 패널(300)은 편광 기능이 부가되는 편광부를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 제 1 기판(301)의 일면에는 게이트 배선과 데이터 배선이 게이트 절연막(352)을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하도록 배치되어 화소 영역을 정의한다. 상기 화소 영역에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 구비되며, 상기 박막 트랜지스터는 각 화소 영역에 마련된 화소 전극(357)과 절연층(356)에 형성된 콘택홀을 통해 접속된다. 즉, 상기 제 1 기판(301)은 박막트랜지스터 기판이라고 할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(351), 게이트 절연막(352), 반도체층(353), 소스 전극(354) 및 드레인 전극(355)으로 이루어진다. 또한, 도면에는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극(351)이 반도체층(353)의 아래에 배치되는 보텀 게이트(Bottom gate) 구조가 도시되어 있으나, 이러한 구조로 한정되는 것은 아니며, 게이트 전극(351)이 반도체층(353)의 위에 배치되는 탑(Top) 게이트 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 박막 트랜지스터의 구성 등은 다양한 변경 및 수정이 가능하다.
또한, 상기 액정표시패널(300)의 상기 제 2 기판(302)의 일면에는 제 1 기판(301)의 박막 트랜지스터(TFT)등이 배치되는 비표시 영역을 가리면서 화소 영역을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(371)가 형성된다. 또한, 이들 격자 내부에는 각 화소 영역에 대응되게 순차적으로 반복 배열되는 R(red), G(green), B(blue) 컬러필터층(372) 및 이들 모두를 덮는 투명한 공통 전극(373)이 포함된다. 즉, 상기 제 2 기판(302)은 컬러필터 기판일 수 있다.
상기 액정층(380)과 화소 전극(357) 사이 및 상기 액정층(380)과 공통 전극(373) 사이에는 각각 제 1 배향막(358) 및 제 2 배향막(374)이 개재된다. 상기 제 1 배향막(358) 및 제 2 배향막(374)은 액정분자의 초기배열상태와 배향 방향을 균일하게 정렬할 수 있다.
다만, 도면은 본 발명에 따른 액정표시패널을 간소화하여 도시한 것으로, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도면 상에는 하나의 박막 트랜지스터로 표현하였으나, 동작의 특성의 따라 상기 박막 트랜지스터는 하나 이상의 박막 트랜지스터 조합으로 구성될 수 있다.
또한, 액정분자의 배열을 조절하는 방식은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 외에도 IPS(In Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등으로 다양하게 적용할 수 있다. 이에 따라 도면 상에는 화소 전극(357)이 제 1 기판(301)에 형성되고, 공통 전극(373)은 제 2 기판(302)에 형성되는 구성을 도시하였으나, 화소 전극(357)과 공통 전극(373)의 구성도 변경 및 수정될 수 있다. IPS(In Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드일 경우, 상기 화소 전극(357)과 공통 전극(373)은 상기 제 1 기판(301)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 액정표시패널(300)은 박막 트랜지스터, 컬러필터층 및 블랙매트릭스가 제 1 기판(301)에 형성되고, 제 2 기판(302)이 액정층을 사이에 두고 상기 제 1 기판(301)과 합착되는 COT(color filter on transistor)구조의 액정표시패널일 수도 있다. 즉, 상기 제 1 기판(301) 상에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 박막 트랜지스터 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기판(301)에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소 전극을 형성한다. 이때, 개구율을 향상하고 마스크 공정을 단순화하기 위해 블랙매트릭스를 생략하고, 공통 전극이 블랙매트릭스의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.
즉, 액정표시패널(300)은 도면의 표현에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.
한편, 도 3에는 상기 표시패널(300)이 유기전계발광표시패널인 경우가 도시되어 있다. 도 3을 참조하여 상기 표시 패널(300)이 유기전계발광표시패널인 경우를 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유기전계발광표시패널(300)은 박막 트랜지스터(TFT)와 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된 유기발광소자(OL)가 형성된 제 1 기판(301)과 상기 유기발광소자(OL)를 보호하기 위한 제 2 기판(302)을 포함한다. 이때, 본 발명의 하드 코팅층(100)은 상기 표시 패널(300)의 제 1 기판(301) 또는 제 2 기판(302)의 외부로 노출된 면에 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 제 1 기판(301)과 상기 제 2 기판(302) 사이에는 봉지층(324)이 형성될 수 있다. 도면 상에는 상기 봉지층(324)을 단일층으로 도시하였으나, 상기 봉지층(324)은 보호층 및 접착층 등 다수의 층으로 구성될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 표시 패널(300)은 편광 기능이 부가되는 편광부를 포함할 수도 있다.
상기 유기전계발광표시패널(300)의 제 1 기판(301) 상의 일면에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체층(311), 게이트 전극(313), 소스 전극(315) 및 드레인 전극(316)을 포함하여 형성된다.
상기 반도체층(311)은 소스영역(311a), 채널영역(311b) 및 드레인영역(311c)을 포함하며, 상기 반도체층(311) 상에 게이트 절연막(312)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(312) 상에 게이트 배선과 상기 게이트 배선으로부터 분기된 게이트 전극(313)이 형성된다. 상기 게이트 배선과 게이트 전극(313) 상에 층간 절연막(314)이 형성된다.
상기 층간 절연막(314)을 사이에 두고 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선과 상기 데이터 배선으로부터 분기된 소스 전극(315) 및 상기 소스 전극(315)으로부터 일정간격 이격하여 드레인 전극(316)이 형성된다. 이때, 상기 소스 전극(315)과 드레인 전극(316)은 상기 게이트 전극(313) 상에 형성된 층간 절연막(314)과 게이트 절연막(312)을 관통하여 형성된 콘택홀을 통해 상기 반도체층(311)의 소스영역(311a)과 드레인영역(311c)과 접촉한다.
상기 소스 전극(315) 및 드레인 전극(316) 상에는 보호막(317)이 형성되고, 상기 보호막(317)에는 상기 드레인 전극(316)을 노출하는 콘택홀이 형성된다. 상기 노출된 드레인 전극(316)은 상기 보호막(317) 상에 형성된 연결전극(318)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 제 1 기판(301) 전면에 평탄화막(319)이 형성되고, 상기 평탄화막(319)에는 상기 연결전극(318)이 노출되는 콘택홀이 형성된다.
상기 평탄화막(319)에 형성된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(OL)가 형성된다. 상기 유기발광소자(OL)는 하부 전극(320), 유기발광층(322) 및 상부 전극(323)으로 이루어진다.
보다 자세하게는, 상기 노출된 연결전극(318) 상에 유기발광소자(OL)의 하부 전극(320)이 형성된다. 도면 상에는 유기발광소자(OL)의 하부 전극(320)과 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(316)이 연결전극(318)을 통해 연결되도록 도시되어 있으나, 연결전극(318)이 생략되고, 유기발광소자(OL)의 하부 전극(320)과 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(116)이 콘택홀이 형성된 평탄화막(319)을 통해 직접 접촉하여 형성될 수도 있다.
상기 하부 전극(320) 상에는 화소 영역 단위로 상기 하부 전극(320)을 노출하는 뱅크(bank) 패턴(321)이 형성된다. 상기 노출된 하부 전극(320) 상에는 유기발광층(322)이 형성된다. 상기 유기발광층(322)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성되거나, 또는 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer), 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수 있다.
상기 유기발광층(322) 상에 상부 전극(323)이 형성된다. 상기 하부 전극(320)이 애노드(anode)인 경우, 상기 상부 전극(323)은 캐소드(cathode)이며, 상기 하부 전극(320)이 캐소드(cathode)인 경우, 상기 상부 전극은 애노드(anode)이다.
상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 유기발광소자(OL)가 형성된 제 1 기판(301) 상에는 밀봉부가 형성된다. 예를 들면, 상기 상부 전극(323) 상에는 표시소자들을 보호하는 봉지층(324)이 형성된다. 상기 봉지층(324)은 다수의 층으로 형성될 수도 있으며, 제 2 기판(302)과 합착될 수 있다. 상기 제 2 기판(302)은 인캡슐레이션을 위한 봉지 기판일 수 있다. 다만, 상기 제 1 기판(301) 상에 배치되는 밀봉부는 상기 봉지층(324) 및 상기 제 2 기판(302)에 한정되지 않으며, 산소 또는 수분 등의 유입을 막기 위해 일반적으로 알려진 다양한 형태의 밀봉부가 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 구성은 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.
도 4에는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 표시 장치가 도시되어 있다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 구현예에 따른 표시 장치를 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 구현예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300) 및 하드 코팅층(100) 사이에 배치되는 베이스 기판(200)을 포함한다. 즉, 상기 표시 패널(300) 상에 베이스 기판(200)이 형성되고, 상기 베이스 기판(200) 상에 하드 코팅층(100)이 형성된다. 상기 하드 코팅층(100)은 베이스 기판(200)의 상면에 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 하드 코팅층(100) 및 상기 표시 패널(300)은 상술한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기 베이스 기판(200)은 편광판일 수 있다. 자세하게는, 상기 베이스 기판(200)은 선 편광판 또는 원 편광판 일 수 있다. 상기 표시 패널(300)이 액정표시패널인 경우, 상기 베이스 기판(200)은 선 편광판일 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(300)이 유기전계발광표시패널인 경우, 상기 베이스 기판(200)은 외광 반사 방지를 위한 원 편광판 일 수 있다.
도면 상에는, 상기 베이스 기판(200)이 상기 표시 패널(300) 상부에만 배치되도록 도시하였으나, 상기 베이스 기판(200)이 편광판인 경우, 상기 베이스 기판(200)은 표시 패널(300)의 상부 및 하부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 패널(300)이 액정표시패널이고, 상기 베이스 기판(200)은 선 편광판이며, 상기 베이스 기판(200)의 상기 표시 패널(300)의 상면 및 하면에 배치될 수 있다. 이때, 상기 하드 코팅층(100)은 상기 표시 패널(300)의 상면에 배치된 베이스 기판(200)의 상면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스 기판(200)은 투명 기판일 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(200)을 투과하는 광은 편광되지 않은 광일 수 있다. 이때, 상기 베이스 기판(200)은 유리 또는 플라스틱일 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스 기판(200)은 유리, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로 셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리-1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 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 메타아크릴레이트, 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올 및 폴리염화비닐과 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 상기 베이스 기판(200)은 투명성이 저해되지 않는 기판 또는 필름이면 충분하다.
상기 베이스 기판(200)이 편광되지 않은 광을 투과시키는 투명 기판으로 형성되는 경우, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 상기 하드 코팅층(100)은 상기 베이스 기판(200)의 양면에 형성될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제 3 구현예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 제 3 구현예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다. 또한, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 표시 장치의 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 구현예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300), 상기 표시 패널(300) 상에 배치되는 터치 패널(400) 및 하드 코팅층(100)을 포함한다. 또한, 상기 표시 장치는 상기 터치 패널(400) 상에 배치되는 베이스 기판(200)을 포함한다. 즉, 상기 베이스 기판(200) 및 상기 표시 패널(300) 사이에 터치 패널(400)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 표시 패널(300), 베이스 기판(200) 및 하드 코팅층(100)은 상술한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도면 상에는, 상기 터치 패널(400)이 상기 베이스 기판(200) 및 상기 표시 패널(300)과 구분되는 별도의 구성으로 도시하였으나, 상기 터치 패널(400)은 상기 베이스 기판(200)과 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 터치 패널(400)은 상기 표시 패널(300)과 일체로 형성될 수 있다.
자세하게는, 상기 터치 패널(400)은 외장형(Add-on Type) 터치 패널(400)일 수 있다. 또한, 상기 터치 패널(400)은 내장형(Integrated Type) 터치 패널(400)일 수 있다.
상기 터치 패널(400)이 외장형 터치 패널(400)인 경우, 상기 터치 패널(400)은 상기 표시 패널(300)과 구분되는 별도의 구성일 수 있다. 상기 터치 패널(400)과 상기 표시 패널(300) 사이에는 투명 접착층이 형성될 수 있다.
이때, 상기 터치 패널(400)은 베이스 기판(200)과 구분되는 별도의 구성으로 형성되거나, 상기 베이스 기판(200)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 터치 패널(400)이 상기 베이스 기판(200)과 구분되는 별도의 구성으로 형성되는 경우, 상기 터치 패널(400)과 상기 베이스 기판(200) 사이에 투명 접착층이 형성될 수 있다. 상기 터치 패널(400)이 상기 베이스 기판(200)과 일체로 형성되는 경우, 상기 베이스 기판(200)의 배면에 감지 전극 등이 형성될 수 있다. 즉, 상기 터치 패널(400)과 상기 베이스 기판(200) 사이에 별도의 접착층이 필요하지 않다.
상기 터치 패널(400)이 내장형 터치 패널(400)인 경우, 상기 터치 패널(400)은 상기 표시 패널(300)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 터치 패널(400)과 상기 표시 패널(300) 사이에는 별도의 접착층이 필요하지 않다. 상기 터치 패널(400)은 온셀타입(On-cell Type) 또는 인셀타입(In-cell Type)으로 형성될 수 있다.
상기 터치 패널(400)이 온셀타입(On-cell Type)인 경우, 상기 표시 패널(300)의 상면에 감지 전극 등이 형성될 수 있다. 자세하게는, 상기 표시 패널(300)의 상부에 배치된 기판 상에 감지 전극 등이 직접 형성될 수 있다. 또한, 상기 외장형 터치 패널(400)과 같이, 상기 터치 패널(400)은 베이스 기판(200)과 구분되는 별도의 구성으로 형성되거나, 상기 베이스 기판(200)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 터치 패널(400)이 인셀타입(In-cell Type)인 경우, 상기 표시 패널(300)의 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 감지 전극 등이 형성될 수 있다. 즉, 상기 표시 패널(300)에 소자가 형성될 때 감지 전극 등이 함께 형성될 수 있다. 이때, 상기 베이스 기판(200)은 상기 터치 패널(400)과 구분되는 별도의 구성으로 형성된다. 또한, 상기 베이스 기판(200)과 상기 표시 패널(300) 사이에 투명 접착층이 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 상기 터치 패널(400)에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 5 및 도 6은 외장형 터치 패널 중 베이스 기판(200)과 구분되는 별도의 구성으로 형성되는 일례를 도시한 것으로, 터치 패널(400)의 구성은 도면에 한정되지 않는다. 상기 터치 패널(400)은 상기와 같이 외장형 및 내장형 터치 패널이 모두 적용될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 터치 패널(400)은 광이 투과되는 표시영역(AA) 및 광이 투과되지 않는 비표시 영역(IA)으로 구분될 수 있다. 자세하게, 상기 표시 영역(AA)은 사용자의 터치 명령 입력이 가능한 영역을 의미하며, 상기 비표시 영역(IA)은 상기 표시 영역(AA)과 반대되는 개념으로서, 사용자의 터치가 이루어지는 경우에도 활성화되지 않아서 터치 명령 입력이 이루어지지 않는 영역을 의미한다.
도 5를 참조하면, 상기 터치 패널(400)은 제 1 터치 기판(401)의 일면에 감지 전극(421) 및 배선(422)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 터치 기판(401)은 강화 유리, 반강화 유리, 소다라임 유리, 강화 플라스틱 또는 연성 플라스틱을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 감지 전극(421)은 상기 표시 영역(AA) 상에 배치되고, 상기 배선(422)은 상기 비표시 영역(IA) 상에 배치될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제 1 터치 기판(401)의 비표시 영역(IA)에는 인쇄층이 더 형성될 수 있다. 또한, 상기 인쇄층 상에 배선(422)이 형성될 수 있다.
상기 감지 전극(421)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지 전극(421)은 투명 전도성 물질, 금속, 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 감지 전극(421)은 제 1 감지 전극(411) 및 제 2 감지 전극(412)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412)은 동일한 물질을 포함하거나 또는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412)은 제 1 터치 기판(401)의 동일한 일면 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412)이 제 1 터치 기판(401)의 동일한 일면 상에 배치되는 경우, 상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412)이 서로 접하지 않게 형성되어야 한다. 이를 위해, 절연층과 브리지 전극이 더 배치될 수 있다.
자세하게는, 상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412) 중 어느 하나의 감지 전극은 절연층 하부에 배치되고, 또 다른 하나는 상기 절연층 상에 형성된 상기 브리지 전극의 양단에 연결되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 감지 전극(411)과 상기 제 2 감지 전극(412)은 브리지 전극과 절연층에 의해 서로 쇼트되어 단락되지 않고 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412)은 상기 표시 영역(AA) 상에 배치되어 터치를 감지하는 센서 역할을 할 수 있다. 자세하게. 상기 제 1 감지 전극(411)은 상기 표시 영역(AA) 상에서 일 방향으로 연장되며 배치될 수 있고, 상기 제 2 감지 전극(412)은 상기 일 방향과 다른 방향으로 연장하며 배치될 수 있다.
상기 배선(420)은 제 1 배선(421) 및 제 2 배선(422)을 포함할 수 있다. 자세하게는, 상기 배선(420)은 상기 제 1 감지 전극(411)과 연결되는 상기 제 1 배선(421) 및 상기 제 2 감지 전극(412)과 연결되는 상기 제 2 배선(422)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 배선(421) 및 상기 제 2 배선(422)은 인쇄회로기판(미도시)과 연결될 수 있다. 자세하게는, 상기 제 1 배선(421) 및 상기 제 2 배선(422)은 상기 제 1 감지 전극(411) 및 상기 제 2 감지 전극(412)으로부터 감지되는 터치신호를 구동칩(미도시)이 실장된 상기 인쇄회로기판(미도시)에 전달하여 터치 동작을 수행할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(미도시)은 예를 들어, 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다.
상기 제 1 배선(421) 및 상기 제 2 배선(422)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 배선(421) 및 상기 제 2 배선(422)은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등의 금속 물질을 포함할 수 있다.
도면 상에는 도시되지 않았으나, 상기 배선(420) 상에는 보호층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 상기 보호층(미도시)은 상기 배선(420)을 보호할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층(미도시)은 상기 배선(420)이 산소에 노출되어 산화되거나 수분이 침투하여 신뢰성이 하락되는 것을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 터치 패널(400)은 제 1 터치 기판(402)와 제 2 터치 기판(403)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 터치 기판(402) 및 상기 제 2 터치 기판(403)은 강화 유리, 반강화 유리, 소다라임 유리, 강화 플라스틱 또는 연성 플라스틱을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 터치 기판(402) 및 상기 제 2 터치 기판(403)은 광학용 투명 접착제(OCA) 등의 투명 접착제를 사용하여 접착될 수 있다.
상기 제 1 터치 기판(402)의 표시 영역(AA)에는 제 1 감지 전극(411)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 터치 기판(402)의 비표시 영역(IA)에는 상기 제 1 감지 전극(411)과 연결되는 제 1 배선(421)이 배치될 수 있다.
상기 제 2 터치 기판(403)의 표시 영역(AA)에는 제 2 감지 전극(412)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 터치 기판(403)의 비표시 영역(IA)에는 상기 제 2 감지 전극(412)과 연결되는 제 2 배선(422)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 배선(421)과 상기 제 2 배선(422)은 각각 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다만, 터치 패널(400)은 도면 및 상기 설명에 한정되지 않으며, 손가락 또는 스타일러스(stylus) 펜 등을 이용하여 표시 장치의 전면(front face)에서 접촉하는 방식으로 입력을 할 수 있는 입력 장치이면 충분하다. 즉, 상기 터치 패널(400)은 일반적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 적용할 수 있다.
이하에서는, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더 자세히 설명하기로 한다.
<실시예 1>
불소계 고분자 45중량부, 불소계 실란 30중량부, 평균입경 20nm의 산화 아연 0.03중량부, 아크릴계 모노머 5중량부, 광 중합 개시제 2.5중량부 및 잔량의 용매를 혼합하여 100중량부의 하드 코팅용 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 불소계 고분자로는 하기 [화학식 5]로 표시되는 반복 단위를 포함하는 불소계 우레탄 변성 고분자를 사용하였다.
[화학식 5]
Figure 112014119372563-pat00009

상기 불소계 실란 화합물로는 하기 [화학식 6]으로 표시되는 화합물을 사용하였다.
[화학식 6]
Figure 112014119372563-pat00010

상기 하드 코팅용 조성물을 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate, PMMA) 필름의 일면에 코팅한 후, UV를 조사하여 경화시켜 하드 코팅층을 형성하였다.
<실시예 2>
산화 아연을 0.1 중량부로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<실시예 3>
산화 아연을 0.3중량부로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<실시예 4>
산화 아연을 0.5 중량부로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<실시예 5>
평균 입경이 15nm인 산화 아연을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<실시예 6>
평균 입경이 25nm인 산화 아연을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<실시예 7>
평균 입경이 35nm인 산화 아연을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<비교예 1>
산화 아연을 0.0.1 중량부로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<비교예 2>
산화 아연을 1중량부로 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 형성하였다.
<실험예>
실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 2에 의해 제조된 하드 코팅층의 반사율, 투과율, 헤이즈 값을 측정하였다. 측정 장비로는 코니카 미놀타(CM-2600D)를 사용하였으며, 광원은 D65, Observer 값은 2 degree를 사용하였다. 반사율 측정 시에는 코팅면을 제외한 나머지 면에 Black 접착 테이프(Toyohozai 社 Black 점착필름)으로 부착 후 측정하였다.
또한, 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 2에 의해 제조된 하드 코팅층의 항균력을 JIS Z 2801법으로 측정하였다. 측정 결과는 하기 [표 1]에 기재하였다. 또한, 도 8에는 상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2의 하드 코팅층의 항균력 측정 후 상태를 보여주는 사진이 도시되어 있다.
구분 반사율(%) 투과율(%) 헤이즈 항균력
실시예 1 1.4~1.6 94.71 0.16 4~5
실시예 2 1.4~1.6 94.73 0.15 4~5
실시예 3 1.4~1.6 94.69 0.17 4~5
실시예 4 1.4~1.6 94.65 0.38 4~5
실시예 5 1.4~1.6 94.79 0.2 4~5
실시예 6 1.4~1.6 94.64 0.3 4~5
실시예 7 1.9~2.0 94.88 1.5 3
비교예 1 1.3~1.5 94.78 0.15 2
비교예 2 2.25 93.58 0.95 4~5
<실험예 2>
하드 코팅용 조성물 내의 산화 아연 함량을 0 ~ 1 중량부까지 변화시키면서 하드 코팅용 조성물들을 제조하였다. 이때, 하드 코팅 조성물 내의 나머지 성분 및 함량은 실시예 1과 동일하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 하드 코팅층을 제조하였다.
그런 다음, 상기 하드 코팅층들의 반사율을 측정하여, 산화 아연 함량에 반사율의 변화 그래프를 계산하였다. 상기 그래프는 도 9에 도시되어 있다. 도 9를 통해 하드 코팅용 조성물 내의 산화 아연 함유량이 0.5중량부를 초과하면 반사율이 급격히 증가함을 알 수 있다. 한편, 산화 아연 함유량이 0.5중량부인 하드 코팅용 조성물로 형성된 하드 코팅층의 경우, 하드 코팅층 내의 산화 아연의 함량은 약 0.6중량% 정도였다.
100: 하드 코팅층
200: 베이스 기판
300: 표시 패널
400: 터치 패널

Claims (18)

  1. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 단일층으로 형성되는 하드 코팅층을 포함하며,
    상기 하드 코팅층은, 하기 화학식 3으로 표시되는 단위를 포함하는 불소계 고분자; 하기 화학식 4로 표시되는 단위를 포함하는 불소계 실란; 및 산화 아연을 포함하는 하드 코팅용 조성물로 형성되고,
    상기 하드 코팅용 조성물 100중량부에 대하여, 상기 불소계 고분자는 10 내지 50 중량부; 상기 불소계 실란은 10 내지 40 중량부; 및 상기 산화 아연은 0.03 내지 0.5 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    [화학식 3]
    Figure 112021053728024-pat00026

    상기 [화학식 3]에서, R1은 수소 또는 C1~10인 알킬렌기, R2는 수소 또는 C1~10인 알킬기, R3는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~10알킬기임.
    [화학식 4]
    Figure 112021053728024-pat00027

    상기 [화학식 4]에서, R4, R5 및 R7는 각각 독립적으로, C1~10인 알킬기, R6는 적어도 하나 이상의 수소가 F로 치환된 C1~20알킬기임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 단위를 포함하는 불소계 고분자와 화학식 4로 표시되는 단위를 포함하는 불소계 실란이 1 : 1 내지 2 : 1의 몰 비율로 포함되는 조성물로 형성되는 것인 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    아크릴계 모노머로부터 유도된 단위를 더 포함하는 조성물로 형성되는 것인 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아크릴계 모노머는 디펜타에리스톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스톨헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴릭에스테르, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트, 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메트)아클리레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥사디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 이소덱실(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 및 이소보네올(메트)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 [화학식 3]에서, R3는 -(CF2)l-CF3(이때, 상기 l은 0 내지 10인 정수)인 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 [화학식 4]에서, R6는 -(CF2)m-CF3(이때, 상기 m은 1 내지 10인 정수)인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산화 아연은 평균 입경이 15nm 내지 25nm인 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 반사율이 2% 이하인 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 JIS Z 2801에 의해 측정한 항균력이 3 이상인 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅용 조성물은,
    잔부의 용매를 더 포함하는 것인 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅용 조성물은 아크릴계 모노머를 더 포함하는 것인 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 유기전계발광표시패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 상기 하드 코팅층 사이에 베이스 기판이 더 배치되고, 상기 하드 코팅층은 상기 베이스 기판의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 하면에 하드 코팅층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 편광판인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 베이스 기판 및 상기 표시 패널 사이에는 터치 패널이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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