KR102327414B1 - 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

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    • C08L2201/04—Antistatic

Abstract

본 발명에 따른 하드코팅 필름은 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 구비된 하드코팅층;을 포함하고, 상기 하드코팅층은 표면저항이 108 내지 1012 Ω/□이고, 수접촉각이 100도 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상표시장치{HARD COATING FILM AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
플렉시블(Flexible) 디스플레이는 휘거나 접을 수 있는 디스플레이로서, 다양한 기술 및 특허가 제안되고 있다. 디스플레이를 접을 수 있는 형태로 설계할 경우 펼치면 태블릿, 접으면 스마트폰으로 쓸 수 있도록 하여 서로 다른 사이즈의 디스플레이를 하나의 제품으로 사용이 가능하며, 작은 크기의 스마트폰 보다는 태블릿이나 TV처럼 더 큰 사이즈의 기기들의 경우 접어서 휴대하고 다닐 수 있다면 편리함이 배가될 수 있다.
통상 디스플레이의 경우 최외부에 디스플레이의 보호를 위해 유리 재질의 커버 윈도우를 구비한다. 그러나 유리의 경우 폴더블 디스플레이에 적용이 불가능하며, 유리를 대체할 수 있도록 고경도 및 내마모 특성을 갖는 고경도 하드코팅 필름이 사용되고 있다.
한편, 이러한 디스플레이 내부에 포함되는 편광판 등의 광학 부재는 플라스틱 재료로 구성되어 있기 때문에 마찰 및 박리 시에 정전기가 발생하며, 정전기가 남은 상태에서 액정에 전압을 인가하면, 액정 분자의 배향이 손실되거나 패널에 결함이 발생할 수 있기 때문에 이러한 불량을 방지하기 위하여 각종 대전방지 처리가 실시되고 있다.
최근에는 이와 더불어, 하드코팅 필름에 하드코팅성과 더불어 지문, 마커 등에 의한 표시에 대한 내성 및/또는 제거 용이성과 관련된 방오성이 주요 성능으로 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2012-0115883호는 자외선 경화형 방오성 대전방지 하드코팅용 조성물 및 이를 이용한 방오성 대전방지 플라스틱 패널에 관한 것으로서, 자외선 조사에 의해 경화되어 하드코팅층을 형성하는 자외선 경화형 방오성 대전방지 하드코팅용 조성물로서,　전체 조성물 100중량부에 대하여 자외선 경화성 수지 3~30중량부, 불소 변성 다관능 아크릴레이트 화합물 0.01~3중량부, 전도성 고분자 수용액 5~30중량부, 광중합 개시제 0.1~5중량부 및 전도성 고분자 친화성 극성 유기용매 30~90중량부를 포함하며,　상기 자외선 경화형 방오성 대전방지 하드코팅용 조성물이 자외선 조사에 의해 경화된 하드코팅층은 3H보다 크거나 동일한 경도, 106~108Ω/□의 표면저항, 95°보다 크거나 동일한 물접촉각, 92%보다 크거나 동일한 가시광투과율 및 0.5%보다 크거나 동일한 헤이즈값을 가지는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 방오성 대전방지 하드코팅용 조성물에 관한 내용을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2014-0095573호는 적층체 및 그 용도에 관한 것으로서, 광경화성 조성물 (i)을 경화시켜 이루어진 수지 성형체［I］중 적어도 한 면에, 물과의 접촉각이 100°이상인 경화 수지층［II］가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 적층체에 관한 내용을 개시하고 있다.
그러나, 종래 문헌들의 러빙 테스트 후 내마모성이 저하되는 문제가 발생하고, 초기 접촉각의 유지성이 우수하지 않거나, 대전방지 특성을 나타내지 않으며, 적층체로 이루어져 있어 공정적인 측면에서 바람직하지 않다.
그러므로, 플렉서블 디스플레이에 적용이 가능하면서, 대전방지성이 우수하고, 내마모성과 방오성을 동시에 발휘할 수 있는 하드코팅 필름의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2012-0115883호(2012.10.19) 대한민국 공개특허 제2014-0095573호(2014.08.01)
본 발명은 대전방지성이 우수하고, 내마모성과 방오성을 동시에 발휘할 수 있는 하드코팅 필름을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 고경도 하드코팅 필름을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 하드코팅 필름을 포함하는 윈도우를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 윈도우를 포함하는 화상표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 구비된 하드코팅층;을 포함하고, 상기 하드코팅층은 표면저항이 108 내지 1012 Ω/□이고, 수접촉각이 100도 이상인, 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 하드코팅 필름을 포함하는 윈도우를 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 윈도우 및 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 윈도우 및 디스플레이 패널 사이에, 터치센서 및 편광판을 더 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 경도 및 대전방지성이 우수하며, 내마모성, 방오성을 동시에 발휘할 수 있는 이점이 있으며, 내굴곡성이 뛰어나 화상표시장치는 물론 플렉서블 표시장치의 윈도우에 적용이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상표시장치의 구조를 도시한 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 직접 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 개재되는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 한 양태는, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 구비된 하드코팅층;을 포함하고, 상기 하드코팅층은 표면저항이 108 내지 1012 Ω/□이고, 수접촉각이 100도 이상인, 하드코팅 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 경도, 대전방지성이 우수할 뿐 아니라, 내마모성을 가지면서 방오성 또한 뛰어난 이점이 있다. 특히, 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 내마모성이 유지되는 성질이 우수하다.
본 발명에 따른 하드코팅층은 표면저항이 108 내지 1012 Ω/□이다. 본 발명에 따른 하드코팅층은 상기 범위 내의 표면저항을 가지기 때문에 기계적 강도가 우수하면서도 대전방지성능이 우수한 이점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 하드코팅층은 바람직하게는 표면저항이 109 내지1012 Ω/□일 수 있다. 상기 하드코팅층의 표면저항이 상기 범위를 만족하는 경우 대전방지성능이 더욱 우수하여 바람직하다.
본 발명에 따른 하드코팅층은 수접촉각이 100도 이상이다. 본 발명에 있어서, 상기 수접촉각은 하드코팅층 표면에 물방울을 떨어뜨려 물방울이 상기 하드코팅층 표면에서 이루는 각도를 의미하는 것으로, 상기 수접촉각이 높을수록 코팅 표면에 이물이 부착하기 어려워 지문방지와 같은 방오성이 더욱 우수해진다. 또한 불소계 용제로 인한 불소 재료의 표면 배향성 증가로, 초기 방오성능 뿐 아니라 방오성능의 유지 특성, 즉 내마모성이 더욱 우수해 진다.
요컨대, 본 발명에 따른 하드코팅층은 수접촉각이 100도 이상이기 때문에 내마모성 및 방오성이 우수한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 하드코팅층은 지우개와 추 1kg을 이용하여 3000회 문지른 후 접촉각이 100도 이상일 수 있다.
바람직하게는 상기 하드코팅층은 지우개와 추 1kg 을 이용하여 3000회 문지른 후 접촉각이 102도 이상, 더욱 바람직하게는 105도 이상일 수 있다.
요컨대, 본 발명에 따른 하드코팅층은 내마모성과 방오성이 유지되는 성능이 매우 우수하다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 기재, 구체적으로 투명 기재를 포함한다.
상기 기재는 당 업계에서 사용되는 기재라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 구체적으로, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 폴리이미드계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알콜계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있으며, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 반복적인 굽힘에 대한 내구성이 우수하여 플렉서블한 화상표시장치에 적용이 보다 용이할 수 있는 폴리이미드계 수지를 사용할 수 있고, 또는 폴리이미드계 수지 필름 혹은 폴리 에스테르계 수지 필름을 함께 사용할 수도 있다.
상기 기재의 두께는 20 내지 100㎛, 바람직하게는 30 내지 80㎛일 수 있다. 상기 기재의 두께가 상기 범위 내로 포함되는 경우 이를 포함하는 하드코팅 필름의 강도가 향상되어 가공성이 향상될 수 있고, 투명성이 저하되는 현상을 방지할 수 있으며, 필름의 경량화가 가능한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 하드코팅층은 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물, 불소계 용제 및 대전방지제를 포함하는 하드코팅 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 하드코팅층은 상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물, 불소계 용제 및 대전방지제를 이용하여 형성되기 때문에 대전방지성, 내마모성, 방오성이 우수할 뿐 아니라 그 성능이 우수하게 유지되는 이점이 있다.
상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물은, 방오성, 내마모성 또는 내약품성을 부여하기 위한 구성으로서, 불소 성분을 함유하고 있어야 하며, 이와 함께 UV 경화형 관능기를 갖고 있어 함께 포함되는 다른 구성들과 화학적으로 결합할 수 있는 것이라면 본 발명에서 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물은 퍼플루오로 알킬기가 함유된 (메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 폴리 에테르기가 함유된 (메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 시클릭알리파틱기가 함유된 (메트)아크릴레이트 및 퍼플루오로 아로마틱기가 함유된 (메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 사용할 수 있으며, 이 경우 우수한 방오성능을 보임과 동시에 하드코칭층과 화학적 결합을 형성하여 반복적인 사용 후에도 방오성능을 오래도록 유지하는 내구성이 우수한 이점이 있어 바람직하다.
상기 불소계 UV 경화형 화합물의 시판품으로는 신에츠사 KY-1203, 플루오로 테크놀로지 FS-7025, FS-7026, FS-7031, FS-7032 등을 사용할 수 있으나 역시 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물은 상기 하드코팅 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 내마모성 및 방오성 효과의 부여가 가능하기 때문에 바람직하다. 상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물이 상기 범위 미만인 경우 내마모성 및 방오성을 충분히 도모하는 것이 다소 어려울 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 오히려 필름 경도와 내마모성이 다소 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 불소계 용제는 불소계 화합물과의 용해성을 높이고 마찰계수를 저하시켜 슬립성을 높히는 역할을 수행한다.
상기 불소계 용제는 상기 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 40 중량%로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.
상기 불소계 용제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물의 표면 부유를 충분히 도모할 수 있으며, 웨팅성 및 필름의 도막상태 또한 우수할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 불소계 용제는 퍼플루오로헥실에틸 알코올, 퍼플루오로에테르 및 퍼플루오로 헥산으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 불소계 용제는 하기 화학식 1 내지 7 중 어느 하나일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019100643615-pat00001
[화학식 2]
Figure 112019100643615-pat00002
[화학식 3]
Figure 112019100643615-pat00003
[화학식 4]
Figure 112019100643615-pat00004
[화학식 5]
Figure 112019100643615-pat00005
[화학식 6]
Figure 112019100643615-pat00006
[화학식 7]
Figure 112019100643615-pat00007
[화학식 8]
Figure 112019100643615-pat00008
상기 불소계 용제의 시판품은 3M사의 HFE-7100, HFE-7300, HFE-7500, FC-3283, FC-40, FC-770, 니카사의 C6FOH-BF 등을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 대전방지제는 당해 기술분야에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로는 이온성액체, 전도성 고분자, 리튬염, 4급 암모늄염, 금속 산화물입자 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
더욱 구체적으로, 상기 이온성 액체는 이미다졸륨계, 암모늄계, 피라지늄계, 티아졸륨계를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린계, 폴리티오펜계 고분자를 사용할 수 있으나 역시 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 금속산화물 입자는 SnO2, TiO2, Fe2O3 등을 사용할 수 있다.
상기 대전방지제는 상기 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 00.1 내지 50 중량% 바람직하게는 0.1 내지 30 중량%로 포함될 수 있으며, 이 경우 기계적 강도의 저하를 억제하면서도 우수한 대전방지성능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 하드코팅 조성물은 투광성 수지, 광개시제, 추가 용제 및 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 투광성 수지는 광경화형 수지를 일컫는 것으로서, 상기 광경화형 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 및/또는 모노머를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 에스테르 (메타)아크릴레이트 등을 통상적으로 사용할 수 있으며, 우레탄 (메타)아크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매 존재 하에서 제조할 수 있다.
상기 분자 내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시 아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 선택될 수 있다.
또한 상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 구체적인 예로는, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터유도되는 3관능이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 선택될 수 있다.
상기 모노머는 통상적으로 사용하는 것을 적용할 수 있으며, 예컨대 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화 기를 분자내 갖는 것으로, 그 중에서도 (메타)아크릴로일기가 보다 바람직하다.
상기 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 구체적인 예로 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사트리(메타)아크릴레이트, 비스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보네올(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 선택될 수 있다.
상기 예시한 투광성 수지인 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 모노머는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 투광성 수지는 특별히 제한되지는 않으나 상기 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 가장 바람직하게는 32 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 투광성 수지가 상기 범위 내로 포함되는 경우 충분한 경도 향상 효과를 얻을 수 있으며, 컬 현상을 억제할 수 있는 이점이 있다.
상기 광개시제는 상기 하드코팅 조성물의 광경화를 유도하기 위해 포함될 수 있으며, 예를 들면 광 조사에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 광 라디칼 개시제를 포함할 수 있다.
상기 광개시제의 예로서 화학구조 또는 분자결합 에너지의 차에 의해 분자의 분해로 라디칼을 생성시키는 Type 1형 개시제, 및 3차 아민과 공존하여 수소탈환을 유도하는 Type 2형 개시제 등을 들 수 있다.
예를 들면, 상기 Type 1형 개시제는 4-페녹시디클로로아세트페논, 4-t-부틸디클로로아세트페논, 4-t-부틸트리클로로아세트페논, 디에톡시아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-l-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-l-온, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 아세트페논류; 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질 디메틸케탈등의 벤조인류; 포스 핀옥사이드류, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다.
예를 들면, Type 2형 개시제는 벤조페논, 벤조일벤조익산, 벤조일벤조익산 메틸에테르, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤졸-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3'-메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류, 티옥산톤, 2-크로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2, 4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤 계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 광개시제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있으며, 즉 Type 1형 및 2형을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 광개시제는 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 6 중량%로 사용할 수 있다. 상기 광개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 경화 속도가 빠르면서도 미경화의 발생이 억제되어 기계적 물성이 우수하고, 과경화로 인해 도막에 크랙이 발생하는 현상을 억제할 수 있어 바람직하다.
상기 하드코팅 조성물은 불소계 용제 외의 추가 용제를 더 포함할 수 있다. 상기 추가 용제는 조성물을 균일하게 혼합하는 역할 및 조성물의 점도를 내려 코팅이 용이하도록 하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.
상기 추가 용제는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 아세테이트 계(에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 노말부틸아세테이트, 터셔리부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등), 에테르계(디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등) 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 추가 용제는 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 추가 용제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 점도가 적절하여 작업성이 우수하고, 기재필름의 스웰링을 충분히 진행시킬 수 있으며, 건조 과정에서 시간을 단축할 수 있어 경제성이 우수하기 때문에 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제는 예를 들어, 자외선 안정제, 열 안정제, 당업계에서 통상적으로 사용되는 고분자 화합물, 광자극제, 항산화제, UV흡수제, 열적고분자화 금지제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등을 들 수 있다.
상기 자외선 안정제는 경화된 도막의 표면이 지속적인 자외선 노출에 의해 분해를 일으켜 변색되고 잘 부스러지게 되므로, 이러한 자외선을 차단하거나 흡수하여 접착제를 보호할 목적으로 첨가하는 첨가제를 일컫는다.
상기 자외선 안정제는 작용기구에 따라 흡수제, 소광제(Quenchers), 힌더드 아민 광안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)로 구분할 수 있으며, 또는 화학구조에 따라 페닐 살리실레이트(Phenyl Salicylates, 흡수제), 벤조페논(Benzophenone, 흡수제), 벤조트리아졸(Benzotriazole, 흡수제), 니켈유도체(소광제), 라디칼 스캐빈저(Radical Scavenger)로 구분할 수 있으며, 당 업계에서 통상적으로 사용하는 자외선 안정제를 사용할 수 있다.
상기 열 안정제는 상업적으로 적용할 수 있는 제품으로 1차 열 안정제인 폴리페놀계, 2차 열 안정제인 포스파이트계 및 락톤계를 각각 단독 또는 혼용하여 사용할 수 있으나 역시 이에 한정되지는 않는다.
상기 자외선 안정제와 열안정제는 자외선 경화성에 영향이 없는 수준에서 적절히 함량을 조정하여 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 더 포함될 수 있으며, 구체적인 종류의 선택 또는 함량 제어의 경우 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 전술한 하드코팅 조성물을 상기 기재의 일면 또는 양면에 도포시킨 다음 경화시켜 형성된 것일 수 있다.
전술한 하드코팅 조성물을 이용하여 하드코팅 필름을 형성하는 경우, 1회 코팅 방식, 요컨대 단일층의 하드코팅층을 포함하는 방식으로도 우수한 대전방지성, 내마모성과 방오성을 동시에 부여할 수 있으며, 하드코팅 필름의 러빙시에도 대전방지성, 내마모성 및 방오성의 특성이 유지되며, 동시에 고경도성의 부여가 가능하다.
요컨대, 상기한 본 발명에 따른 하드코팅 조성물의 경화물을 포함하는 하드코팅층을 포함하는 하드코팅 필름은 대전방지 성능이 우수하고, 고경도성을 나타내며, 내마모성과 방오성이 우수한 이점이 있다.
상기 하드코팅층은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아 및 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 할 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 1 ㎛ 내지 200 ㎛, 구체적으로 3 ㎛ 내지 100 ㎛, 더욱 구체적으로 5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상기 코팅층의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 경도가 우수하면서도 유연한 성질을 가지며, 박형화가 가능하고, 대전방지성, 내마모성과 방오성의 특성이 유지되는 하드코팅 필름을 제조할 수 있는 이점이 있다. 상기 코팅층의 두께는 건조 후의 두께를 일컬을 수 있다.
상기 하드코팅 조성물을 도포한 후 30~150℃ 온도에서 10초~1시간, 구체적으로 30초~10분 동안 휘발물의 증발에 의해서 건조시킨다. 이후 하드코팅 조성물에 UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 약 200 내지 2000 mJ/cm2일 수 있으며, 구체적으로 200 내지 1500mJ/cm2일 수 있다.
상기 하드코팅 필름은 플렉시블 디스플레이용일 수 있으며, 구체적으로 LCD, OLED, LED, FED 등의 디스플레이나 이를 이용한 각종 이동통신 단말기, 스마트폰 또는 태블릿 PC의 터치패널, 전자페이퍼 등의 커버 글래스를 대체하는 용도 또는 기능성층으로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 전술한 하드코팅 필름을 포함하는 윈도우에 관한 것이다.
상기 윈도우는 화상표시장치에 포함되는 구성요소를 외부 충격 또는 주위 온습도 변화로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있고, 상기 윈도우의 일 면의 주변부 상에 차광 패턴을 더 형성할 수도 있다. 상기 차광 패턴은 예를 들어, 컬러 인쇄 패턴을 포함할 수도 있고, 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 상기 차광 패턴에 의해 화상표시장치의 베젤부 혹인 비표시 영역이 정의될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 상기 윈도우(100) 및 디스플레이 패널(200)을 포함하고, 상기 윈도우(100) 및 디스플레이 패널(200) 사이에, 터치센서(300) 및 편광판(400)을 더 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
상기 화상표시장치로는 액정 표시 장치, OLED, 플렉서블 디스플레이 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 적용이 가능한 당분야에 알려진 모든 화상 표시 장치를 예시할 수 있다.
상기 디스플레이 패널(200)은 패널 기판 상에 배치된 화소 전극, 화소정의막, 표시층, 대향 전극 및 인캡슐레이션층을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 당 업계에서 사용되는 구성들이 더 포함될 수도 있다.
일 예로, 상기 패널 기판 상에, 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로가 형성되고, 화소 회로를 덮는 절연막이 형성될 수 있다. 이 때, 화소 전극은 상기 절연막 상에 예를 들어, TFT의 드리엔 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소정의막은 상기 절연막 상에 형성되어 화소 전극을 노출시킴으로써 화소 영역을 정의할 수 있다. 상기 화소 전극 상에는 표시층이 형성될 수 있으며, 상기 표시층은 예를 들어, 액정층 또는 유기 발광층을 포함할 수 있다. 상기 화소정의막 및 표시층 상에는 대향 전극이 배치될 수 있는데, 상기 대향 전극은 예를 들어, 화상표시장치의 공통전극 또는 캐소드로 제공될 수 있다. 상기 대향 전극 상에는 디스플레이 패널을 보호하는 인캡슐레이션층이 적층될 수 있다.
상기 터치센서(300)는 입력 수단으로 사용된다. 상기 터치센서(300)로는 예를 들어, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식, 적외선 방식, 전자 유도 방식, 정전용량방식 등 다양한 형태가 제안되고 있으며, 어떤 방식이든 본 발명에서는 특별히 제한하지 않으나, 특히 정전용량방식이 바람직하다.
상기 정전용량방식 터치센서는 활성 영역 및 상기 활성 영역의 외곽 지역에 위치한 비활성 영역으로 구분된다. 활성 영역은 표시 패널에서 화면이 표시되는 영역 (표시부)에 대응하는 영역이고, 사용자의 터치가 감지되는 영역이며, 비활성 영역은 표시 장치 화면이 표시되지 않는 영역(비 표시부)에 대응하는 영역이다. 터치센서는 유연한 특성을 갖는 기판과 상기 기판의 활성 영역에 형성된 감지 패턴과 상기 기판의 비활성 영역에 형성되고, 상기 감지 패턴 및 패드부를 통해 외부의 구동 회로와 연결 위한 각 센싱 라인을 포함 할 수 있다. 유연한 특성을 갖는 기판으로는 상기 윈도우의 투명기재와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 한편, 인성(toughness)은 고분자 재료의 인장실험을 통하여 얻어지는 응력(MPa)-변형도(%) 곡선(Stress-strain curve)에서 파괴점까지의 곡선의 하부 면적으로 정의되며, 터치센서기판은 2,000MPa% 이상의 인성을 갖는 것이 터치센서의크랙 억제의 측면에서 바람직하다. 보다 바람직하게는 인성이 2,000MPa% 내지 30,000MPa% 이어도 좋다.
상기 감지 패턴은 제1 방향으로 형성된 제1 패턴 및 제2 방향으로 형성된 제2 패턴을 포함 할 수 있다. 제1 패턴 및 제2 패턴은 서로 다른 방향으로 배치된다. 제1 패턴 및 제2 패턴이 동일한층에 형성된 터치되는 지점을 감지하기 위해서는 각각의 패턴이 전기적으로 연결되어야한다. 제1 패턴은 각 단위 패턴이 피팅을 통해 서로 연결된 형태이지만, 제2 패턴은 각 단위 패턴이 아일랜드 형태로 서로 분리 된 구조로되어 있기 때문에, 제2 패턴을 전기적으로 연결하기 위해서는 별도의 브릿지 전극이 필요하다. 상기 감지 패턴은주지의 투명 전극 소재를 적용 할 수 있다. 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO), 카드뮴 주석 산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소 나노 튜브 (CNT), 그래핀, 금속 와이어 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 ITO를 사용할 수 있다. 금속 와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 은, 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 브릿지 전극은 감지 패턴 상부에 절연층을 개재하여 상기 절연층 상부에 형성 할 수 있고, 기판 상에 브릿지 전극이 형성되어 있고, 그 위에 절연층 및 감지 패턴을 형성할 수도 있다. 상기 브릿지 전극은 감지 패턴과 동일한 소재로 형성할 수도 있고, 몰리브덴, 은, 알루미늄, 구리, 팔라듐, 금, 백금, 아연, 주석, 티탄 또는 이들 중 2 종 이상의 합금 등의 금속으로 형성할 수도 있다. 제1 패턴 및 제2 패턴은 전기적으로 절연되어야하기 때문에 감지 패턴과 브릿지 전극 사이에 절연층이 형성된다. 상기 절연층은 제1 패턴의 피팅과 브릿지 전극 사이에만 형성할 수도, 감지 패턴을 덮는 층의 구조로 형성할 수도 있다. 후자의 경우는 브릿지 전극은 절연층에 형성된 콘택 홀을 통해 제2 패턴을 연결할 수 있다. 상기 감지 패턴이 형성된 패턴 영역과 패턴이 형성되지 않은 비패턴 영역 사이의 투과율의 차이, 특히 이 부분의 굴절률의 차이에 의해 유발되는 빛 투과율 차이를 적절하게 보상하기위한 수단으로 기판과 전극 사이에 광학 조절층을 더 포함 할 수 있으며, 상기 광학 조절층은 광경화성 유기바인더를 포함하는 광경화 조성물을 기판 상에 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 광경화 조성물은 무기입자를 더 포함할 수 있다. 상기 무기입자에 의해 광학 조절층의 굴절률이 증가할 수 있다.
상기 광경화성 유기 바인더는 예를 들면, 아크릴레이트계단량체, 스티렌계단량체, 카르복실산계단량체 등의 각 단량체의 공중 합체를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 유기 바인더는 예를 들면, 에폭시기 함유 반복 단위 아크릴레이트 반복 단위, 카르복시산 반복 단위 등의 서로 다른 각 반복 단위를 포함하는 공중합체일 수 있다.
상기 무기입자는, 예를 들면, 지르코니아 입자, 티타니아 입자, 알루미나 입자 등을 포함 할 수 있다. 상기 광경화 조성물은 광중합개시제, 중합성단량체, 경화 보조제 등의 각 첨가제를 더 포함 할 수도있다.
상기 편광판(400)은 편광자 단독 또는 편광자 및 그 적어도 일 면에 부착된 투명기재를 구비한 구성일 수 있으며, 상기 편광판을 통해 출사되는 광의 편광상태에 따라 직선 편광판, 원 편광판 등으로 구분된다. 이하, 본 설명에서는 특별히 한정하지 않으나, 반사광을 흡수하여 시인성을 향상시키는 데 사용될 수 있는 원 편광판에 대해 구체적으로 기술한다.
원편광판은 직선 편광판에 λ/4 위상차판을 적층하여 오른쪽 또는 왼쪽 원편광 성분만을 투과시키는 기능을 가지는 기능층이다. 예를 들어 외광을 오른쪽 원편광으로 변환하여, 유기 EL 패널에서 반사되어 왼쪽 원편광이 된 외광을 차단하고, 유기 EL의 발광 성분만을 투과시킴으로써 반사광의 영향을 억제하여 이미지를 보기 쉽게하기 위해 사용된다. 원편광 기능을 달성하기 위해 직선 편광판의 흡수축과 λ/4 위상차판의 지상축은 이론상 45°이어야 하지만, 실용적으로는 45±10°일 수 있다. 직선 편광판과 λ/4 위상차 판은 반드시 인접하여 적층될 필요는 없고, 흡수축과 지상축의 관계가 상기 범위를 만족하고 있으면 좋다. 모든 파장에서 완전한 원편광을 달성하는 것이 바람직하지만 실용상 반드시 그럴 필요는 없기 때문에 본 발명의 원　편광판은 타원 편광판도 포함할 수 있다. 직선 편광판의 시인측에 더 가깝도록 λ/4 위상차 필름을 적층하여 출사광을 원편광으로 함으로써 편광 선글라스를 낀 상태에서의 시인성을 향상시키는 것도 바람직하다.
직선 편광판은 투과축 방향으로 진동하는 빛은 통과하지만, 그것과는 수직 진동 성분의 편광을 차단하는 기능을 가지는 기능층이다. 상기 직선 편광판은 직선 편광자 단독 또는 선형 편광자 및 그 적어도 일면에 부착된 보호 필름을 구비한 구성이어도 좋다. 상기 직선 편광판의 두께는 200㎛ 이하여도 좋고, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 두께가 200㎛를 초과하면 유연성이 저하 될 수 있다.
상기 직선 편광자는 폴리 비닐 알코올(PVA)계 필름을 염색, 연신하여 제조되는 필름형 편광자이어도 좋다. 연신에 의해 배향된 PVA계 필름에 요오드 등의 이색성 염료가 흡착 또는 PVA에 흡착한 상태에서 연신됨으로써 이색성 색소가 배향하여 편광 성능을 발휘한다. 상기 필름형 편광자의 제조에 있어서는, 그 외에 팽윤, 붕산에 의한 가교, 수용액에 의한 세정, 건조 등의 공정을 포함하고 있어도 좋다. 연신과 염색 공정은 PVA계 필름 단독으로 진행되어도 좋고, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 다른 필름과 적층된 상태로 행할 수도 있다. 사용되는 PVA 계 필름으로는 두께 10 내지 100㎛, 연신 배율은 2 내지 10배가 바람직하다.
또한 상기 편광자의 다른 예로는 액정 편광 조성물을 도포하여 형성하는 액정 도포형 편광자이어도 좋다. 상기 액정 편광 조성물은 액정성 화합물 및 이색성 색소 화합물을 포함 할 수있다. 상기 액정성 화합물로는 액정 상태를 나타내는 성질을 갖고 있으면 좋고, 특히 스멕틱 상 등과 같이 고차의 배향 상태를 가지고 있는 것이 높은 편광 성능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 중합성 관능기를 가지고있는 것도 바람직하다. 상기 이색성 색소 화합물은 상기 액정 화합물과 함께 배향하여 이색성을 나타내는 색소이며, 이색성 색소 자체가 액정성을 가지고 있어도 좋고, 중합성 관능기를 가지고 있을 수 있다. 액정 편광 조성물 중 하나의 화합물은 중합성관능기를 갖고있으며, 또한 상기 액정 편광 조성물은 개시제, 용매, 분산제, 레벨링제, 안정제, 계면 활성제, 가교제, 실란커플링제 등을 포함 할 수 있다. 상기 액정 도포형 편광자는 배향막에 액정 편광 조성물을 도포하여 액정 편광자를 형성함으로써 제조할 수 있다. 액정 도포형 편광자는 필름형 편광자에 비해 두께를 얇게 형성 할 수 있다. 상기 액정 도포형 편광자는 두께가 0.5 내지 10㎛, 바람직하게는 1 내지 5㎛ 이어도 좋다.
상기 배향막은, 예를 들면 기재 위에 배향막 형성 조성물을 도포하고, 러빙, 편광 조사 등에 의해 배향성을 부여함으로써 제조할 수　있다. 상기 배향막 형성 조성물은 배향제를 포함하며, 이 외 용제, 가교제, 개시제, 분산제, 레벨링제, 실란 커플 링제 등을 포함할 수 있다. 상기 배향제로는, 예를 들면, 폴리 비닐 알코올, 폴리아크릴레이트류, 폴리아믹산류, 폴리이미드류를 사용할 수 있다. 광 배향을 적용하는 경우에는 신나메이트기를 포함하는 배향제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 배향제로 사용되는 고분자는 중량 평균 분자량이 10,000 내지 1,000,000 정도이어도 좋다. 상기 배향막의 두께는 5nm 내지 10,000nm인 것이 바람직하고, 특히 10 내지 500nm이면, 배향 규제력이 충분히 발현되기 때문에 바람직하다. 상기 액정 편광자는 기재로부터 박리하고 전사하여 적층할 수 있으며, 상기 기재를 그대로 적층 할 수도 있다. 상기 기재가 보호 필름이나 위상차판, 윈도우의 투명 기재로서의 역할을 하는 것도 바람직하다.
상기 보호 필름은 투명 고분자 필름이면되고 상기 투명 기재에 사용되는 재료, 첨가제가 사용될 수 있다. 상기 투명 기재는 전술한 내용을 적용할 수 있다.
상기 λ/4 위상차판은 입사광의 진행 방향에 직교하는 방향 (필름의 면내 방향)에 λ/4 위상차를 부여하는 필름이다. 상기 λ/4 위상차판은 셀룰로오스계 필름, 올레핀계 필름, 폴리카보네이트계 필름 등의 고분자 필름을 연신하여 제조되는 연신형 위상차판이어도 좋다. 필요에 따라 위상차 조정제, 가소제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 안료 및 염료와 같은 착색제, 형광 증백제, 분산제, 열 안정제, 광안정제, 대전 방지제, 산화 방지제, 윤활제, 용제 등을 포함할 수 있다. 상기 연신형 위상차판의 두께는 200㎛ 이하이어도 좋고, 바람직하게는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 두께가 200㎛를 초과하면 유연성이 저하 될 수 있다.
또한 상기 λ/4 위상차판의 다른 예로는 액정 조성물을 도포하여 형성하는 액정 도포형 위상차판이어도 좋다. 상기 액정 조성물은 네마틱, 콜레스테릭, 스멕틱 등의 액정 상태를 나타내는 성질을 갖는 액정성 화합물을 포함한다. 액정 조성물 중의 액정성 화합물을 포함하는 하나의 화합물은 중합성 관능기를 갖고있다. 상기 액정 도포형 위상차판은 또한 개시제, 용매, 분산제, 레벨링제, 안정제, 계면 활성제, 가교제, 실란커플링제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 액정 도포형 위상차 판은 상기 액정 편광자의 기술한 바와 마찬가지로 배향막에 액정 조성물을 도포 경화하여 액정 위상차층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 액정 도포형 위상차판은 연신형 위상차판에 비해 두께를 얇게 형성할 수 있다. 상기 액정 위상차층의 두께는 0.5 내지 10㎛, 바람직하게는 1 내지 5㎛ 일 수 있다. 상기 액정 도포형 위상차판은 기재로부터 박리하고 전사하여 적층할 수 있으며, 상기 기재를 그대로 적층할 수도 있다. 상기 기재가 보호 필름이나 위상차판, 윈도우의 투명 기재로서의 역할을 담당하는 것도 바람직하다
일반적으로는 단파장일수록 복굴절이 커지고, 장파장이 될수록 작은 복굴절을 나타내는 재료가 많다. 이 경우에는 모든 가시광 영역에서 λ/4 위상차를 달성할 수 없기 때문에 시감도가 높은 560nm 부근에 λ/4가되는 면내위상차 100 내지 180nm, 바람직하게는 130 내지 150nm가 되도록 설계하는 경우가 많다. 통상과는 반대로 역의 복굴절율 파장 분산 특성을 갖는 재료를 이용한 역분산 λ/4 위상차판을 이용하여 시인성을보다 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 이러한 재료로는 연신형위상차판의 경우는 일본 공개특허제2007-232873호 등, 액정 도포형위상차판의 경우에는 일본 공개특허 제2010-30979호 에 기재되어있는 것을 이용하는 것도 바람직하다.
또 다른 방법으로는 λ/2 위상차 판과 결합하여 광대역 λ/4 위상차 판을 얻는 기술도 알려져있다 (일본 공개특허특개평10-90521호 공보). λ/2 위상차판도 λ/4 위상차판과 같은 재료, 방법으로 제조된다. 연신형위상차 판과 액정 도포 형 위상차판의 조합은 임의이지만 모두 액정 도포형위상차 판을 사용하는 것이 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 원 편광판은 대각선 방향의 시인성을 높이기 위해 포지티브 C 플레이트를 적층하는 방법도 알려져있다(일본 공개특허제2014-224837호). 포지티브 C 플레이트는 액정 도포형위상차판이어도 좋고,연신형위상차판이어도 좋다. 두께 방향의 위상차는 -200 내지 -20nm, 바람직하게는 -140 내지 -40nm일 수 있다.
전술한 각 구성 및 각 구성(윈도우, 디스플레이 패널, 터치센서, 편광판 등)을 구성하는 부재(원편광판, 직선편광판, 위상차판 등)들은 서로 직접 접합하는 것일 수도 있고, 접합을 위해 각 구성 또는 부재 사이에 접착층 또는 점착층(501, 502)을 더 포함할 수도 있다.
상기 접착제층 또는 점착제층(501, 502)의 종류는 본 발명에서 특별히 한저하지는 않으나, 접착제로는 수계 접착제, 유기용제계접착제, 무용제 접착제, 고체 접착제, 수계 용제 휘발형 접착제, 습기 경화형 접착제, 열경화형 접착제, 혐기경화형, 활성 에너지선 경화형 접착제, 경화제 혼합 접착제, 핫멜트형접착제, 감압형 접착제(점착제), 재습형 접착제, 점착제 등 범용으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 수계 용제 휘발형 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제, 점착제가 자주 사용된다. 접착제층의 두께는 요구되는 접착력 등에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 0.01㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 300㎛일 수 있으며, 상기 화상표시장치 내에 복수로 존재할 수 있으나, 각각의 두께 종류는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
상기 수계용제 휘발형 접착제로는 폴리비닐알코올계중합체, 전분 등의 수용성 폴리머, 에틸렌-비닐 아세테이트 에멀젼, 스티렌-부타디엔계에멀젼 등 물 분산 상태의 고분자 수지 폴리머를 사용할 수 있다. 물, 상기 수지 폴리머 이외에, 가교제, 실란계 화합물, 이온성 화합물, 가교 촉매 산화 방지제, 염료, 안료, 무기 필러, 유기 용제 등을 배합하여도 좋다. 상기 수계 용제휘발형 접착제에 의해 접착하는 경우, 상기 수계 용제휘발형 접착제를 피접착층 사이에 주입하여 피착층을 붙여 합친 후 건조시킴으로써 접착성을 부여 할 수 있다. 상기 수계 용제휘발형 접착제를 이용하는 경우의 접착층의 두께는 0.01 내지 10㎛, 바람직하게는 0.1 내지 1㎛ 이어도 좋다. 상기 수계 용제휘발형 접착제를 여러층 이용하는 경우에는 각층의 두께 종류는 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다.
상기 활성 에너지선 경화형 접착제는 활성 에너지선을 조사하여 접착제층을 형성하는 반응 물질을 포함한 활성 에너지선 경화 조성물의 경화에 의해 형성 될 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화 조성물은 하드코트 조성물과 같은 라디칼중합성 화합물 및 양이온 중합성 화합물의 적어도 1 종의 중합체를 함유할 수 있다. 상기 라디칼중합성 화합물은 하드코트 조성물과 마찬가지이며, 하드코트 조성물과 같은 종류가 사용될 수 있다. 접착층에 사용되는 라디칼중합성 화합물로는 아크릴로일기를 갖는 화합물이 바람직하다. 접착제 조성물로서의 점도를 낮추기 위해 단관능의 화합물을 포함하는 것도 바람직하다.
상기 양이온 중합성 화합물은 하드코트 조성물과 마찬가지이며, 하드코트 조성물과 같은 종류가 사용될 수 있다. 활성 에너지선 경화 조성물에 사용되는 양이온 중합성 화합물로는 에폭시 화합물이 특히 바람직하다. 접착제 조성물로서의 점도를 낮추기 위해 단 관능의 화합물을 반응 희석제로 포함하는 것도 바람직하다.
활성 에너지선 조성물은 중합개시제를 더 포함할 수 있다. 중합 개시제는 전술한 내용을 적용할 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화 조성물은 또한 이온 포착제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 밀착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 점도 조절제, 가소제, 소포제, 첨가제, 용제를 포함 할 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제에 의해 접착하는 경우, 상기 활성 에너지선 경화 조성물을 피 접착층 중 하나 또는 모두에 도포 후 붙여 합쳐 하나의 피착층 또는 두 피착층을 통해 활성 에너지선을 조사하여 경화시킴으로써 접착 할 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제를 이용하는 경우의 접착층의 두께는 0.01 내지 20㎛, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛ 이어도 좋다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제를 여러층 이용하는 경우에는 각층의 두께 종류는 동일하여도 무방하고, 서로 상이하여도 무방하다.
상기 점착제로는 수지 폴리머에 따라 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무 점착제, 실리콘 점착제 등으로 분류된 어떤 것이라도 사용할 수있다. 점착제는 수지 폴리머 이외에, 가교제, 실란계 화합물, 이온성 화합물, 가교 촉매, 산화 방지제, 점착부여제, 가소제, 염료, 안료, 무기 필러 등을 배합하여도 좋다. 상기 점착제를 구성하는 각 성분을 용제에 용해·분산시켜 점착제 조성물을 얻고, 해당점착제 조성물을 기판에 도포한 후 건조하여 점착층이 형성된다. 점착층은 직접 형성 되어도 좋고, 별도 기재에 형성한 것을 전사할 수도 있다. 접착 전에 점착면을 커버하기 위해서는 이형 필름을 사용하는 것도 바람직하다. 상기 점착제를 이용하는 경우의 접착층의 두께는 1 내지 500㎛, 바람직하게는 2 내지 300㎛일 수 있다. 상기 점착제를 여러층 이용하는 경우에는 각층의 두께 종류는 동일해도 무방하고, 상이해도 무방하다.
본 발명의 화상표시장치 내 각 구성의 순서는 본 발명에서 특별히 한정되는 것은 아니나, 일 예로서 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1의 (a)와 같이 디스플레이 패널(200), 하부 접착제층(502), 터치센서(300), 편광판(400), 상부 접착제층(501) 및 윈도우(100)를 차례로 적층한 구조일 수도 있고, 도 1의 (b)와 같이 디스플레이 패널(200), 편광판(400), 하부 접착제층(502), 터치센서(300), 상부 접착제층(501) 및 윈도우(100)를 차례로 적층한 구조일 수도 있고, 도 1의 (c)와 같이 디스플레이 패널(200), 터치센서(300), 편광판(400), 접착제층(501) 및 윈도우(100)를 차례로 적층한 구조일 수도 있다. 이 때, 각 구성에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
상기 화상표시장치는 또한, 도 1의 (a) 또는 (c)와 같이, 사용자의 시인 측으로부터 윈도우(100), 편광판(400) 및 터치센서(300)가 순차적으로 배치될 수 있는데, 이 경우 터치센서(300)의 감지셀들이 편광판(400) 아래에 배치되게 됨으로써 패턴 시인 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 터치센서(300)가 기재를 포함하는 경우, 상기 기재는 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스, 시클로올레핀, 스클로올레핀 공중합체, 폴리노르보르넨 공중합체 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 정면 위상차가 ±2.5nm이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 터치센서(300)는 또한, 상기 윈도우(100) 또는 편광판(400) 상에 직접 전사될 수 있는데, 이 경우 화상표시장치는 사용자의 시인 측으로부터 윈도우(100), 터치센서(300) 및 편광판(400) 순으로 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(200)은 전술한 각 구성들과 도 1 의 (a)와 같이 접착제층(502)을 통해 접합될 수 있는데, 이 때 상기 접착제층(502)은 예를 들어 -20 내지 80℃에서의 점탄성이 약 0.2MPa이하, 바람직하게는 0.01 내지 0.15MPa일 수 있다. 이 경우 상기 디스플레이 패널(200)로부터의 노이즈를 차폐할 수 있고, 굴곡시에 계면 응력을 완화하여 접합되는 각 구성들의 손상을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은 하드코팅 필름에 요구되는 고경도와 내마모성을 만족함과 동시에, 우수한 대전방지성, 방오성을 가지며, 내굴곡성이 우수하기 때문에 플라스틱 기재에 사용시 플렉시블 표면처리용 하드코트용으로 적용이 가능하다. 특히, 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 전술한 대전방지성, 방오성, 내마모성, 고경도 또는 내굴곡성이 유지되는 우수한 성능을 가지는 이점이 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
제조예 : 하드코팅 조성물의 제조
제조예 1
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5 중량% 이온성액체(DKS사, 엘렉셀AS-804), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 2
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5 중량% 리튬염(천보, LiFSI), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 3
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 38 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2.5 중량% 도전성 금속산화물 혼합액(닛산케미칼사, HX-204IP, Tin oxide 20% 그 외 solvent 80%), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 4
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 15.5 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 25 중량% 전도성 고분자 화합물(신에츠폴리머사, SAS-F16,Polythiophene-resin mixture), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 5
20.5 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 20.5 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 5 중량% 이온성액체(DKS사, 엘렉셀AS-804), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 6
20.5 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 20.5 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 5 중량% 리튬염(천보, LiFSI), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 7
20.5 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 20.5 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 20 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 25 중량% 도전성 금속산화물 혼합액(닛산케미칼사, HX-204IP, Tin oxide 20% 그 외 solvent 80%), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 8
22.875 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.875 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 27.75 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 12.5 중량% 전도성 고분자(신에츠폴리머사, SAS-F16, Polythiophene-resin mixture), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 9
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(3M사, Novec HFE-7300), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5 중량% 이온성액체(DKS사, 엘렉셀AS-804), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 10
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(3M사, Novec HFE-7300), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5 중량% 리튬염(천보, LiFSI), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 11
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(3M사, Novec HFE-7300), 38 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2.5 중량% 도전성 금속산화물 혼합액(닛산케미칼사, HX-204IP, Tin oxide 20% 그 외 solvent 80%), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 12
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(3M사, Novec HFE-7300), 15.5 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 25 중량% 전도성 고분자 화학물(신에츠폴리머사, SAS-F16, Polythiophene-resin mixture), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 13
15.5 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 15.5 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(3M사, Novec HFE-7300), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 15 중량% 리튬염(천보, LiFSI), 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 14
23중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 23중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5 중량% 불소계 UV경화형 관능기 함유 화합물(신에츠사, KY-1203, 고형분 20%)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 15
22.75 중량% 6관능 우레탄 아크릴레이트(Shin-Nakamura Chemical, U-6LPA), 22.75 중량% 14관능 아크릴레이트(미원스페셜티케미칼, Miramer SP1106), 10 중량% 불소계 용제(니카, C6FOH-BF), 40 중량% 메틸에틸케톤, 3.5 중량% 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5 중량% 이온성액체(DKS사, 엘렉셀AS-804), 0.5 중량% 실리콘계 레벨링제(BYK사, BY-307)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 및 비교예
실시예 1
제조예 1에 따라 제조된 하드코팅 조성물을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 2
상기 제조예 2의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 3
상기 제조예 3의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 제조예 4의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 5
상기 제조예 5의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 6
상기 제조예 6의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 7
상기 제조예 7의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 8
상기 제조예 8의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 9
상기 제조예 9의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 10
상기 제조예 10의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 11
상기 제조예 11의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 12
상기 제조예 12의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 13
상기 제조예 13의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 제조예 14의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 2
상기 제조예 15의 하드코팅액을 폴리에스테르 필름(PET, 50㎛) 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅을 하고 80℃ 온도로 2분 동안 용제를 건조 시켰다. 그 후, 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅 필름을 제조하였다.
실험예
(1) 방오성
하드코팅층을 상부로 하여 KRUSS사의 접촉각 측정기 DSA100을 이용하여 물의 수접촉각을 측정하였다. 상온에서 액체 방울량은 3㎕로 하였으며, 측정 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 이때, 상기 수접촉각은 높을수록 하드코팅층 표면이 낮은 표면 에너지를 갖는 것을 의미하므로, 수접촉각이 클수록 우수한 방오 성능을 보이는 것으로 평가할 수 있다.
(2) 내마모성
하드코팅층을 상부로 하여 대성 정밀사 내마모 측정기를 통해 측정을 하였다. 구체적으로, 하드코팅층 표면을 내마모 테트스용 지우개를 이용하여 추 1kg 하중 하에서 3000회 문지른 후 수접촉각을 측정하였다. 상온에서 액체 방울량은 3㎕로 하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(3) 연필경도
하드코팅층 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 1kg하중 하에서 연필경도를 측정하였다. 동일 경도의 연필로 1cm길이로 5회 테스트 실시하여 4회 이상 긁히지 않은 연필경도를 최종 필름의 연필 경도로서 표 1에 나타내었다.
(4) 내스크래치성
하드코팅층 면이 상부로 가도록 기재 필름을 투명점착체를 이용하여 글래스에 접합한 후 스틸울(#0000)을 이용하여 500g/cm2의 하중으로, 10회 왕복 마찰시켜 내스크래치성을 측정였으며, 평가 기준은 하기와 같다.
○: 측정부를 삼파장 램프에 투과 및 반사하여 관찰 시 스크래치가 시인되지 않거나 10개 이하의 스크래치가 시인된다.
×: 측정부를 삼파장 램프에 투과 및 반사하여 관찰 시 스크래치가 10개 넘게 시인된다.
(5) 밀착성
하드코팅층 면이 상부로 가도록 기재 필름을 투명점착체를 이용하여 글래스에 접합한 후, 1mm간격으로 가로, 세로 100개의 정사각형 형태로 커터칼로 하드코팅면에 흠집을 낸 후 테이프(CT-24, 일본 니치방사제)를 이용하여 3회 밀착성(박리) 테스트를 실시하였다. 100개의 사각형 3개를 테스트하여 평균치를 기록하였다.
밀착성 = n/100
n: 전체 사각형 중 박리되지 않은 사각형 수
100: 전체 사각형의 개수
(6) 내굴곡성
하드코팅층 면이 내측으로 접히도록 곡률반경 1mm로 20만번 반복하여 필름을 접었다 펴는 테스트를 실시하여 필름의 파단 여부를 관찰하였으며, 하기와 같은 평가 기준으로 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
<평가 기준>
○: 파단 미발생
×: 파단 발생
(7) 표면저항
미츠비시 표면저항 측정기(MCP-HT450, Mitsubishi Chemical Analytech)를 이용하여 500V 전압을 인가하여 하드코팅층 면측의 표면저항을 측정하였다.
　 방오성 내마모성 연필경도 내스크래치성 밀착성 내굴곡성 표면저항
실시예 1 108° 103° 3H ○ 100/100 ○ E+12
실시예 2 109° 101° 3H ○ 100/100 ○ E+11
실시예 3 106° 101° 3H ○ 100/100 ○ E+10
실시예 4 108° 100° 3H ○ 100/100 ○ E+8
실시예 5 110° 101° 3H ○ 100/100 ○ E+10
실시예 6 108° 102° 3H ○ 100/100 ○ E+10
실시예 7 107° 100° 3H ○ 100/100 ○ E+9
실시예 8 109° 103° 3H ○ 100/100 ○ E+11
실시예 9 109° 101° 3H ○ 100/100 ○ E+12
실시예 10 110° 102° 3H ○ 100/100 ○ E+11
실시예 11 108° 103° 3H ○ 100/100 ○ E+10
실시예 12 109° 103° 3H ○ 100/100 ○ E+9
실시예 13 109° 101° 3H × 100/100 ○ E+11
비교예 1 110° 90° 3H ○ 100/100 ○ OVER
비교예 2 93° 52° 3H ○ 100/100 ○ E+12
상기 표 1을 보면, 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 우수한 대전방지성 효과를 나타냄과 동시에 내마모성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
100: 윈도우 200: 디스플레이 패널
300: 터치센서 400: 편광판
501, 502: 접착제층

Claims (9)

  1. 기재; 및
    상기 기재의 적어도 일면에 구비된 하드코팅층;을 포함하고,
    상기 하드코팅층은 표면저항이 108 내지 1012 Ω/□이고, 수접촉각이 100도 이상이며, 하드코팅층의 표면을 지우개를 이용하여 추 1kg 하중 하에서 3000회 문지른 후 수접촉각이 100도 이상이고,
    상기 하드코팅층은 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물, 불소계 용제 및 대전방지제를 포함하는 하드코팅 조성물의 경화물을 포함하고,
    상기 불소계 용제는 하기 화학식 1 내지 8로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인,
    하드코팅 필름.
    [화학식 1]
    Figure 112021107821848-pat00010

    [화학식 2]
    Figure 112021107821848-pat00011

    [화학식 3]
    Figure 112021107821848-pat00012

    [화학식 4]
    Figure 112021107821848-pat00013

    [화학식 5]
    Figure 112021107821848-pat00014

    [화학식 6]
    Figure 112021107821848-pat00015

    [화학식 7]
    Figure 112021107821848-pat00016

    [화학식 8]
    Figure 112021107821848-pat00017
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하드코팅층은 표면저항이 109 내지 1012 Ω/□인 것인 하드코팅 필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 UV 경화형 관능기 함유 화합물은 퍼플루오로 알킬기가 함유된 (메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 폴리 에테르기가 함유된 (메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 시클릭알리파틱기가 함유된 (메트)아크릴레이트 및 퍼플루오로 아로마틱기가 함유된 (메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 하드코팅 필름.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하드코팅 조성물은 투광성 수지 및 광개시제로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함하는 것인 하드코팅 필름.
  8. 제1항, 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 하드코팅 필름을 포함하는 윈도우.
  9. 제8항에 따른 윈도우 및 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 윈도우 및 디스플레이 패널 사이에, 터치센서 및 편광판을 더 포함하는 화상표시장치.
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