KR102330931B1 - 반사-방지 코팅 - Google Patents

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KR102330931B1
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Abstract

반사-방지 필름을 형성하기 위한 경화성 조성물이 제공된다.
이 조성물은:
(a) 중공 실리카 나노입자; (b) 반응성 기를 갖는 실록산 결합제; (c) 반응성 기를 갖는 적어도 하나의 추가 재료; (d) 개시제; 및 (e) 용매를 포함한다.
실록산 결합제는 (실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 추가 재료)의 총 중량의 50 중량% 이상인 양으로 존재한다.
중공 실리카 나노입자 대 (실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 추가 재료)의 합계의 중량비는 1.75 대 1 이하이다.

Description

반사-방지 코팅{Anti-Reflective Coating}
본 발명은 반사-방지 코팅을 위한, 특히 디스플레이 디바이스를 위한 경화성 조성물에 관한 것이다.
디스플레이 디바이스의 최상측 표면 상의 반사-방지(AR) 코팅이 디스플레이 산업에서 점점 더 중요해지고 있다. 이는, 특히 강한 주변광 환경에서, 향상된 시청 경험(viewing experience)을 달성하기 위해 특히 그러하다. 반사-방지 코팅으로서 기능하는 것에 더하여, 필름의 이러한 층은 또한 지문-방지 특성을 갖는 스크래치-방지 코팅의 역할을 할 것으로 예상된다. 본질적으로, 이것은 모바일 디바이스 표면 상의 초박형 하드코트이다. 필름 두께(FT)는 AR 필름의 상부 표면 및 하부 표면으로부터의 반사광선들의 위상이 반대가 되어서, 즉 위상차가 180°가 되어서, 상부 표면 및 하부 표면으로부터 반사된 광선들이 서로 상쇄 간섭되어 무효화되는 것을 보장하도록 선택된다. 상부 표면 및 하부 표면으로부터의 반사광의 크기가 동일한 경우, 목표 파장에 대한 반사광은 존재하지 않는다. 이를 달성하기 위해 AR 코팅은 굴절률이 낮을 필요가 있다.
개선된 특성을 갖는 AR 코팅에 대한 필요성이 계속되고 있다.
반사-방지 코팅을 형성하기 위한 경화성 조성물이 제공되며, 상기 조성물은
(a) 중공 실리카 입자;
(b) 반응성 기를 갖는 실록산 결합제;
(c) 반응성 기를 갖는 적어도 하나의 추가 재료;
(d) 개시제; 및
(e) 용매
를 포함하며;
(i) 실록산 결합제는 (실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 추가 재료)의 총 중량의 50 중량% 이상인 양으로 존재하고;
(ii) (실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 추가 재료)의 합계에 대한 중공 실리카 입자의 중량비는 1.75 이하이다.
(1) 상기 경화성 조성물을 기판 상에 코팅하여 미경화 필름을 형성하는 단계;
(2) 미경화 필름을 건조시켜 건조된 미경화 필름을 형성하는 단계;
(3) 건조된 미경화 필름을 UV 방사선 및 열 중 하나 또는 둘 모두에 노출시켜 AR 필름을 형성하는 단계에 의해 제조되는 반사-방지 필름이 또한 제공된다.
상기 반사-방지 필름을 그 위에 갖는 전자 디바이스가 또한 제공된다.
정의
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "결합제"는, 입자 및 다른 재료를 결속시키며 기계적 강도 및 균일한 일관성(consistency)을 제공하는 재료를 의미하고자 하는 것이다.
조성물에 적용되는 바와 같은 용어 "경화성"은, 방사선 및/또는 열에 노출될 때 더 경질이 되고 덜 용해성이 되는 재료를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "중공 실리카 입자"는 표면 상에 및/또는 입자 내부에 공극을 갖는 실리카 입자를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 중 어느 하나인 기를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "다면체"는 다각형 면을 갖는 케이지형 구조체를 의미하고자 하는 것이다.
실리카 입자를 지칭하는 것과 같은 용어 "다공도"는 입자의 총 부피의 퍼센트로서의 공극의 부피를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "반응성 기"는 방사선 및/또는 열에 노출될 때 중합 또는 가교결합이 가능한 기를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "실록산"은 규소 원자에 유기 기가 부착되어 있는, 교번하는 규소 원자 및 산소 원자의 사슬에 기초한 분자 구조를 갖는 재료를 의미하고자 하는 것이다.
용어 "실세스퀴옥산"은 화학식 [RSiO1.5]n(여기서, n은 짝수이고 R은 H 또는 유기 작용기일 수 있음)을 갖는 실록산 화합물을 의미하고자 하는 것이다. R은 각각의 경우에 동일하거나 상이할 수 있다.
용어 "용매"는 실온에서 액체인 유기 화합물을 의미하고자 하는 것이다. 이 용어는 단일 유기 화합물 또는 둘 이상의 유기 화합물의 혼합물을 포괄하고자 하는 것이다.
모든 범위는 포괄적이며 조합 가능하다. 예를 들어, 용어 "50 내지 3000 cP의 범위, 또는 100 cP 이상"은 각각 50 내지 100 cP, 50 내지 3000 cP 및 100 내지 3000 cP를 포함할 것이다.
본 명세서에서, 명시적으로 달리 언급하거나 용법의 맥락에 반하여 나타내지 않는 한, 본원 요지의 실시 형태가 특정 특징 또는 요소를 포함하거나, 내포하거나, 함유하거나, 갖거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들에 의해 또는 이들로 구성되는 것으로 언급되거나 기재되는 경우, 명시적으로 언급하거나 기재한 것 이외의 하나 이상의 특징 또는 요소가 실시 형태에 존재할 수 있다. 개시된 본원 요지의 대안적인 실시 형태는 특정 특징 또는 요소로 본질적으로 이루어지는 것으로 기재되는데, 이러한 실시 형태에는 실시 형태의 작동 원리 또는 구별되는 특징을 실질적으로 변화시키는 특징 또는 요소가 존재하지 않는다. 기재된 본원 요지의 또 다른 대안적인 실시 형태는 특정 특징 또는 요소로 이루어지는 것으로 기재되는데, 이러한 실시 형태 또는 그 비실질적인 변형예에는 구체적으로 언급되거나 기재된 특징 또는 요소만이 존재한다.
또한, 단수형 명사가 본원에 기재된 요소들 및 성분들을 설명하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽어야 하며, 단수형은 명백하게 단수임을 의미하는 것이 아니라면 복수형도 포함한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 형태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 아래에 기재된다. 또한, 재료, 방법, 및 예는 단지 예시적인 것이며, 제한하고자 하는 것은 아니다.
본원에 기재되지 않은 범위에서, 특정 재료, 처리 동작, 및 회로에 대한 많은 세부 사항은 통상적인 것이며, 포토레지스트, 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광검출기, 광전지, 및 반도체 부재 분야의 교본 및 기타 자료에서 찾을 수 있다.
본원에 기재된 경화성 조성물은 반사-방지("AR") 필름을 형성하기 위해 유용하다. 경화성 조성물은 디바이스 또는 기판 상에 코팅되고 경화되어 AR 필름을 형성할 수 있다. 그러한 필름은 개선된 내스크래치성을 갖는 것으로 확인되었다. 그러한 필름은 개선된 지문-방지 특성을 갖는 것으로 또한 확인되었다.
경화성 조성물은
(a) 중공 실리카 입자;
(b) 반응성 기를 갖는 실록산 결합제;
(c) 반응성 기를 갖는 적어도 하나의 추가 재료;
(d) 개시제; 및
(e) 용매를 포함한다.
경화성 조성물은 중공 실리카 입자를 포함한다. 중공 실리카 입자는 임의의 형상의 것일 수 있거나 또는 무정형일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중공 실리카 입자는 구형 또는 관형이다.
일부 실시 형태에서, 중공 실리카 입자는 다공도가 약 10 내지 75%; 일부 실시 형태에서 40 내지 60%이다.
일부 실시 형태에서, 중공 실리카 입자에서의 공극의 대부분은 입자 내부에 있으며; 일부 실시 형태에서, 실질적으로 모든 공극이 입자 내부에 있다.
일부 실시 형태에서, 중공 실리카 입자는 입자 크기가 1 μm 미만; 일부 실시 형태에서, 500 nm 미만이다. 일부 실시 형태에서, 수 평균 입자 크기는 10 nm 내지 500 μm; 일부 실시 형태에서, 50 nm 내지 250 μm의 범위이다.
중공 실리카 입자는 용이하게 구매가능하다.
일부 실시 형태에서, 중공 실리카 입자는 경화성 조성물 내의 고형물의 총 중량을 기준으로 30 내지 80 중량%; 일부 실시 형태에서, 35 내지 70 중량%; 일부 실시 형태에서, 40 내지 65 중량%의 양으로 존재한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 경화성 조성물 내의 고형물의 총 중량은 조성물의 중량에서 용매의 중량을 뺀 것으로 간주된다.
경화성 조성물은 반응성 기를 갖는 실록산 결합제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 경화성 조성물에는 비-규소-함유 결합제가 없다. "비-규소-함유"란, Si 원자가 존재하지 않는 재료를 지칭한다.
일부 실시 형태에서, 실록산 결합제는 실세스퀴옥산, 올리고머성 실록산, 중합체성 실록산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 실록산 결합제는 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산("POSS")이다. POSS는 화학식 [RSiO1.5]n에서의 "n"에 상응하여, 6, 8, 10 또는 12개의 Si 정점을 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, n은 8이다. 일부 실시 형태에서, POSS는 6 내지 12개의 정점을 갖는 다면체들의 혼합물이다.
일부 실시 형태에서, 실록산 결합제는 실록산 올리고머이다. 일부 실시 형태에서, 실록산 올리고머는 불소 치환체를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 실록산 올리고머는 불소 함량이 1 내지 25 중량%이다.
일부 실시 형태에서, 실록산 올리고머는 불소 치환체를 갖지 않는다.
일부 실시 형태에서, 실록산 올리고머는 중량 평균 분자량, Mw가 1000 내지 10,000이다.
실록산 결합제는 적어도 하나의 반응성 기를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 실록산 결합제는 다수의 반응성 기를 갖는다. 일부 실시 형태에서, Si 원자의 50 내지 100%; 일부 실시 형태에서, 75 내지 100%가 반응성 기에 결합된다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 에폭시드, 이소시아네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 실록산 결합제 상의 반응성 기는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트이다.
반응성 기를 갖는 실록산 결합제의 한 가지 구체적인 예는 아크릴로-POSS이다. 아크릴로-POSS는 8, 10, 및 12개의 Si 원자를 갖는 케이지형 구조체들의 혼합물이며, 각각의 Si 원자는 아크릴로프로필 기에 결합된다. 반응성 기를 갖는 추가 실록산 결합제가 실시예에 나타나 있다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 실록산 결합제는 경화성 조성물 내의 고형물의 중량을 기준으로 15 내지 70 중량%; 일부 실시 형태에서, 30 내지 60 중량%; 일부 실시 형태에서, 40 내지 50 중량%의 양으로 존재한다.
경화성 조성물은 반응성 기를 갖는 적어도 하나의 추가 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 추가 재료는 단량체, 올리고머, 계면활성제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 반응성 기는 상기에 기재된 것들 중 임의의 것일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 추가 재료는 단량체이다. 단량체는 분자량, Mw이 1000 미만; 일부 실시 형태에서, 750 미만이다.
일부 실시 형태에서, 단량체는 2개 이상의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 갖는다.
일부 실시 형태에서, 단량체는 2개 이상의 디이소시아네이트 기를 갖는다.
일부 실시 형태에서, 단량체는 2개 이상의 에폭시드 기를 갖는다.
단량체의 일부 구체적인 예에는 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 단량체는 경화성 조성물 내의 고형물의 중량을 기준으로 0 내지 15 중량%; 일부 실시 형태에서, 0 내지 10 중량%; 일부 실시 형태에서, 0 내지 5 중량%의 양으로 존재한다.
일부 실시 형태에서, 경화성 조성물에는 단량체가 존재하지 않는다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 추가 재료는 올리고머이다. 일부 실시 형태에서, 올리고머는 (메트)아크릴레이트, 우레탄-개질된 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 에폭시드 (메트)아크릴레이트, 에테르 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 추가 재료는 (메트)아크릴레이트 올리고머이다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 올리고머는 중량 평균 분자량, Mw이 1000 내지 10,000이다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 올리고머는 경화성 조성물 내의 고형물의 중량을 기준으로 1.5 내지 7.0 중량%; 일부 실시 형태에서, 3.0 내지 6.0 중량%; 일부 실시 형태에서, 4.0 내지 5.0 중량%의 양으로 존재한다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 추가 재료는 계면활성제이다. 일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 추가 재료는 플루오로계면활성제이다. 일부 실시 형태에서, 플루오로계면활성제는 불소 함량이 1 내지 25 중량%이다.
일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 계면활성제는 경화성 조성물 내의 고형물의 중량을 기준으로 0.1 내지 5.0 중량%; 일부 실시 형태에서, 0.5 내지 1.0 중량%의 양으로 존재한다.
계면활성제 및 플루오로계면활성제는 당업계에 잘 알려져 있으며 구매가능하다.
경화성 조성물은 개시제를 포함한다. 개시제는 경화성 조성물 내의 반응성 기의 중합 및/또는 가교결합을 개시하는 활성 화학종을 발생시키기 위해 존재한다.
일부 실시 형태에서, 개시제는 광개시제이다. 임의의 공지된 광개시제가 사용될 수 있다. 광개시제의 일부 예에는 방향족 케톤, 아세토페논, 벤조인, 벤조인 에테르, 및 오늄 염이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 광개시제들의 조합이 사용된다.
일부 실시 형태에서, 개시제는 열 개시제이다. 임의의 공지된 열 개시제가 사용될 수 있다. 열 개시제의 일부 예에는 아조 화합물, 퍼옥시드, 퍼술페이트, 및 레독스 개시제가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 열 개시제들의 조합이 사용된다.
일부 실시 형태에서, 광개시제 및 열 개시제 둘 모두가 경화성 조성물에 존재한다.
일부 실시 형태에서, 존재하는 개시제의 총량은 경화성 조성물 내의 고형물의 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%; 일부 실시 형태에서, 1 내지 3 중량%이다.
경화성 조성물은 용매를 포함한다. 조성물이 코팅되어 필름을 형성할 수 있도록 다른 성분들이 충분히 용해되거나 분산되는 한, 임의의 용매가 경화성 조성물에 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 용매는 케톤, 알코올, 아세테이트, 에테르, 이들의 조합, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
용매의 일부 구체적인 예에는, 메틸 이소부틸 케톤, i-부탄올, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 테트라히드로푸란 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 용매는 경화성 조성물의 총 고형물 함량이 1% 내지 50 중량%; 일부 실시 형태에서, 10% 내지 30 중량%가 되도록 하는 양으로 존재한다.
본원에 기재된 경화성 조성물의 일부 실시 형태에서, 실록산 결합제의 중량은 반응성 기를 갖는 재료들의 총 중량의 50% 이상이다. 이는 실록산이 (반응성 기를 갖는 실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 올리고머 + 반응성 기를 갖는 계면활성제 + 반응성 기를 갖는 단량체 + 반응성 기를 갖는 임의의 다른 재료)의 총 중량의 50%임을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 실록산 결합제는 반응성 기를 갖는 재료들의 총 중량의 60% 이상; 일부 실시 형태에서, 70% 이상; 일부 실시 형태에서, 80% 이상; 일부 실시 형태에서, 90% 이상이다.
경화성 조성물의 일부 실시 형태에서, 반응성 기를 갖는 재료들의 총 중량에 대한 중공 실리카 입자의 중량비는 1.75 이하; 일부 실시 형태에서, 1.6 이하; 일부 실시 형태에서, 1.5 이하; 일부 실시 형태에서, 1.4 이하이다.
본원에 기재된 경화성 조성물은 AR 필름을 제조하기 위해 유용하다. AR 필름의 제조 방법은:
(1) 상기 경화성 조성물을 기판 상에 코팅하여 미경화 필름을 형성하는 단계;
(2) 미경화 필름을 건조시켜 건조된 미경화 필름을 형성하는 단계;
(3) 건조된 미경화 필름을 UV 방사선 및 열 중 하나 또는 둘 모두에 노출시켜 AR 필름을 형성하는 단계에 의해 제조되는 반사-방지 필름이 또한 제공된다.
임의의 공지된 액체 침착 공정이 기판 상에 경화성 조성물을 코팅하는 데 사용될 수 있다. 그러한 공정에는 슬롯 다이 코팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 바 코팅, 딥 코팅, 및 그라비어 코팅이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
기판은 AR 코팅이 요구되는 임의의 것일 수 있다. 기판은 유리 또는 중합체성 재료일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 미경화 필름은 가열에 의해 건조된다. 일부 실시 형태에서, 건조 온도는 50 내지 120℃; 일부 실시 형태에서, 70 내지 100℃이다. 일부 실시 형태에서, 건조 시간은 30초 내지 2분이다.
일부 실시 형태에서, 건조된 미경화 필름은 UV 방사선에 대한 노출에 의해 경화된다. 정확한 노출 조건은 경화성 조성물 내의 광개시제의 속성에 따라 좌우될 것이다. 일반적으로, 광대역 UV 방사선이 수 초의 노출 시간으로 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 건조된 미경화 필름은 가열에 의해 경화된다. 일부 실시 형태에서, 가열 온도는 150 내지 250℃; 일부 실시 형태에서, 175 내지 225℃이다. 일부 실시 형태에서, 가열 시간은 30 내지 120분이다.
일부 실시 형태에서, 건조된 미경화 필름은 UV 방사선에 대한 노출에 의해 그리고 가열에 의해 경화된다. 일부 실시 형태에서, 건조된 미경화 필름은 우선 UV 방사선에 노출되고, 이어서 가열된다. 노출 및 가열 조건은 상기에 기재된 바와 같다.
AR 필름의 두께는 일반적으로 1 내지 2000 nm; 일부 실시 형태에서, 10 내지 1500 nm; 일부 실시 형태에서 50 내지 1000 nm; 일부 실시 형태에서 50 내지 500 nm; 일부 실시 형태에서 100 내지 200 nm의 범위이다. 필름 두께는 가시광 스펙트럼 내의 목표 파장과의 하기 광학적 관계를 충족시켜야 한다:
FT = k (λ/4)
여기서,
λ = λo/n
λo은 진공에서의 목표 파장이고,
n은 AR 코팅의 굴절률이고,
k는 홀수이다.
가시광 스펙트럼 내의 목표 파장은 사람의 눈에 가장 민감한 색(황록색)에 해당하는 555 nm으로 선택된다.
본원에 기재된 AR 필름은 굴절률이 낮다. 일부 실시 형태에서, 굴절률은 1.5 미만; 일부 실시 형태에서, 1.4 미만; 일부 실시 형태에서, 1.3 미만이다.
본원에 기재된 AR 필름은 가시광 투과율이 높다. 일부 실시 형태에서, 투과율은 90% 초과; 일부 실시 형태에서, 95% 초과이다.
본원에 기재된 AR 필름은 물과의 접촉각이 높다. 일부 실시 형태에서, 접촉각은 100° 초과; 일부 실시 형태에서, 110° 초과; 일부 실시 형태에서, 115° 초과이다. 높은 접촉각은 개선된 얼룩-방지 및 지문-방지 특성을 초래한다.
본원에 기재된 AR 필름은 개선된 내스크래치성을 갖는다. 이는 실시예에 추가로 나타나 있다.
AR 필름은 AR 특성이 요구되는 임의의 응용에서 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, AR 필름은 디스플레이 디바이스의 최상측 표면 상에 사용된다.
실시예
본원에서 설명된 개념이 다음의 실시예에서 더 설명되지만, 이는 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
재료:
DU-1008 = DU-1008SIV, Catalysts and Chemicals Ltd.(일본)으로부터의 중공 실리카 입자; 이 재료는 메틸 이소부틸 케톤("MIBK") 중 20% 분산액으로 제공됨.
아크릴로 POSS = Hybrid Plastics(미국)로부터의, 아크릴레이트 작용기를 갖는 POSS.
KY-1203 = ShinEtsu USA(일본)로부터의 플루오로계면활성제; 이 재료는 MIBK 중의 20% 용액으로 제공됨.
DAC-HP = Optool DAC-HP, Daikin(일본)으로부터의 플루오로계면활성제; 이 재료는 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄 및 PGME 중 20% 용액으로 제공됨.
SR399 = Sartomer(미국)로부터의 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트
LED02 = Allnex(미국)부터의 메르캅토 개질된 폴리에스테르 아크릴레이트
KTO = Esacure KTO 46, IGM(미국)으로부터의 자유 라디칼 광개시제
Ebecryl = Ebecryl 8602, Allnex로부터의 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머
Photomer = Photomer 4356, IGM(미국)으로부터의 트리아크릴레이트 단량체
TfBDMBA = E&I Korea로부터의 열 산 발생제(thermal acid generator)
시험 방법
접촉각
KRUSS 드롭 형상 분석기(모델 100)를 사용하여 물에 대한 AR 코팅 표면의 접촉각을 결정하였다. 이 시험에서, 물방울 크기는 1 내지 2μl이었다.
굴절률
이는 실험실 굴절계를 사용하여 결정하였다.
마커 시험
이는 AR 필름의 소유성(oleophobicity)에 대한 정성적인 시험이다. 사용한 마커는 적색, 청색 또는 흑색의 Sharpie 영구 마커였다. 이 시험은 지문-방지 특성을 위해 처리되지 않은 표면을 기준으로 한다. 그러한 표면에는 마커로 그릴 수 있어서 명확하고 선명한 마커 흔적을 나타낸다. 양호한 지문-방지 특성을 갖는 AR 코팅에는 마커로 그릴 수 없으며, 마커는 그리는 선을 따라 소적을 형성함으로써 잉크 응집을 나타낸다.
스틸 울(Steel wool) 시험
이 시험은 TABER Industries의 5900 Reciprocating Abraser를 사용하여 수행하였다. 이 시험에 사용한 스틸 울은 Nippon Steel Wool Co. Ltd.로부터의 것이었다. 이 시험에서는, AR 필름 상의 2 x 2 cm2 시험 면적에 대해, 5 cm의 스트로크 길이 및 1 사이클/초의 스트로크 속도로 1 kg 힘을 사용한다.
합성예 1
이 예는 플루오르화 실록산 결합제, SB-1의 제조를 예시한다.
100 ml 둥근 바닥 플라스크에 4.5383 g의 아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 10.5331 g의 노나플루오로헥실 트리메톡시실란, 2.5350 g의 탈이온수, 0.8262 g의 아세트산, 10.1202 g의 시클로펜탄올 및 0.0358 g의 부틸화 히드록시톨루엔("BHT")을 첨가하였다. 플라스크를 응축기에 연결하고 플라스크의 내용물을 교반하면서 80℃까지 가열하고 80℃에서 6시간 동안 유지하였다.
이어서 10 g의 시클로펜탄올을 플라스크에 첨가하였다. 이어서 다소 혼탁한 용액을 50℃에서 회전 증발시켜 메탄올, 아세트산 및 물을 제거하였다. 이어서 10 ml의 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트("PGMEA")를 용액에 첨가하여 플루오르화 실록산 재료, SB-1의 투명한 균일한 용액을 얻었다.
중량 손실 방법을 사용하여, SB-1의 고형물 함량은 53.0%인 것으로 밝혀졌다.
합성예 2
이 예는 실록산 결합제, SB-2의 제조를 예시한다.
100 ml 둥근 바닥 플라스크에 18.5672 g의 아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 16.4758 g의 테트라에틸 오르토실리케이트("TEOS"), 8.9860 g의 탈이온수, 1.7723 g의 아세트산 및 0.0308 g의 BHT를 첨가하였다. 플라스크를 응축기에 연결하고 플라스크의 내용물을 교반하면서 80℃까지 가열하고 80℃에서 2시간 동안 유지하였다.
이어서 35 g의 PGMEA를 플라스크에 첨가하였다. 용액을 50℃에서 회전 증발시켜 메탄올, 에탄올, 아세트산 및 물을 제거하였다.
중량 손실 방법을 사용하여, 실록산 결합제 SB-2의 고형물 함량은 53.85%인 것으로 밝혀졌다.
합성예 3
이 예는 실록산 결합제, SB-3의 제조를 예시한다.
100 ml 둥근 바닥 플라스크에 30.1587 g의 아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 7.3297 g의 탈이온수, 1.8534 g의 아세트산 및 0.0300 g의 BHT를 첨가하였다. 플라스크를 응축기에 연결하고 플라스크의 내용물을 교반하면서 80℃까지 가열하고 80℃에서 2시간 동안 유지하였다.
이어서 40 g의 PGMEA를 플라스크에 첨가하였다. 용액을 50℃에서 회전 증발시켜 메탄올, 아세트산 및 물을 제거하였다.
중량 손실 방법을 사용하여, 실록산 결합제 SB-3의 고형물 함량은 48.7%인 것으로 밝혀졌다.
실시예 1 및 실시예 2
이 실시예는 UV 노출 및 열 둘 모두에 의해 필름을 경화시켰을 때 물과의 접촉각의 개선을 예시한다. 합성예 1로부터의 실록산 SB-1을 사용하였다.
(a) 4.0712 g의 DU-1008SIV를 PGMEA로 16.0804 g까지 희석하여 5% 용액을 형성하였다.
(b) 0.6499 g의 Ebecryl 8602를 PGMEA 12.9879 g까지 희석하여 5% 용액을 형성하였다. 여기에 0.0260 g의 Esacure KTO 46을 첨가하였다.
(c) 8.3523 g의 용액 (a) 및 2.1142 g의 용액 (b)를 혼합하여 하기 두 가지 제형을 제조하였다:
실시예 1 실시예 2
5.0095g 5.3404g 용액 (c)
0.0521g 0.0888g SB-1 용액
결과적인 용매는 MIBK와 PGMEA의 혼합물이었다. 경화성 조성물의 각각의 성분의 최종 양이 하기 표 1에 주어져 있다.
[표 1] 고형물 조성 (그램)
Figure 112020027775015-pat00001
실시예 1 용액 및 실시예 2 용액을, 각각, 1.0 μm PTFE 주사기 필터로 3회 여과하고 이어서 8" 규소 웨이퍼 상에 1500 rpm으로 스핀 코팅하였다. 코팅된 웨이퍼를 90℃에서 60초 동안 베이킹하여 필름을 건조시켰다. 이어서 웨이퍼를 2개의 절반으로 절단하였는데, 한쪽 절반은 광대역 UV 방사선 하에서만 경화시키고, 나머지 절반은 UV + 열(1시간 동안 200℃)로 경화시켰다. 필름 접촉각(CA) 및 굴절률(RI)을 측정하였고 결과가 표 2에 주어져 있다.
[표 2] 결과
Figure 112020027775015-pat00002
이 실시예는 UV 및 열 경화 둘 모두를 사용하였을 때의 접촉각의 개선(증가)을 나타낸다.
실시예 3
이 실시예는 합성예 2로부터의 실록산 결합제 SB-2를 사용한, AR 필름의 제조를 예시한다.
(a) 30.0536 g의 합성예 2로부터의 결합제 용액을 PGMEA로 64.8297 g까지 희석하여 25% 용액을 형성하였다. 이 용액에 0.8280 g의 Esacure KTO 46, 1.6916 g의 LED 02, 0.4091 g의 TfBDMBA 열 산 발생제, 및 1.6059 g의 KY 1203 플루오로계면활성제를 첨가하였다.
(b) 3.0319 g의 DU-1008SIV를 1.6015 g의 (a)(상기)와 혼합하였다.
(b)의 고형물 조성이 하기에 요약되어 있으며, 여기서 양은 g 단위이다.
중공 실리카 0.606
SB-2 고형물 0.374
LED02 0.0391
KTO 0.0192
TfBDMBA 0.0094
플루오로계면활성제 0.0074
상기 조성에서:
반응성 기를 갖는 재료들의 총 중량에 대한 실록산 결합제 퍼센트 = 89
중공 실리카/총 반응성 재료 = 1.44
제형 (b)를 1.0 μm PTFE 주사기 필터로 3회 여과하고 이어서 8" 규소 웨이퍼 상에 1000 rpm으로 스핀 코팅하였다. 코팅된 웨이퍼를 90℃에서 60초 동안 베이킹하여 필름을 건조시켰다. 코팅된 웨이퍼를 2개의 절반으로 절단하였는데, 한쪽 절반은 광대역 UV로만 경화시키고, 나머지 절반은 UV + 열(200℃/1시간)로 경화시켰다. UV만으로 경화시킨 필름 및 UV + 열로 경화시킨 필름에 대해, 각각, 103° 및 120°에서 물과의 필름 접촉각을 측정하였다.
UV 경화만을 이용한 필름의 경우, 마커 시험은 양호로 등급이 매겨졌다.
UV + 열 경화 둘 모두를 이용한 필름의 경우, 마커 시험은 우수로 등급이 매겨졌다.
실시예 4
이 실시예는 합성예 3으로부터의 실록산 결합제 SB-3을 사용한, AR 필름의 제조를 예시한다.
(a) 8.3421 g의 합성예 3으로부터의 실록산 올리고머 SB-3을 PGMEA로 16.2630 g까지 희석하여 25% 고형물 용액을 형성하였다. 이 용액에 0.2097 g의 Esacure KTO 46 광개시제, 0.4086 g의 LED 02 아크릴레이트 올리고머, 0.4069 g의 KY 1203 플루오로계면활성제, 및 1.0093 g의 SR399 단량체를 첨가하였다.
(b) 3.0158 g의 DU-1008SIV를 1.6025 g의 a (상기)와 혼합하였다.
(b)의 고형물 조성이 하기에 요약되어 있으며, 여기서 양은 고형물의 g 단위이다.
중공 실리카 0.603
SR399 0.0884
SB-3 고형물 0.356
LED02 0.0356
KTO 0.0184
플루오로계면활성제 0.0071
상기 조성에서:
반응성 기를 갖는 재료들의 총 중량에 대한 실록산 결합제 퍼센트 = 73
중공 실리카/총 반응성 재료 = 1.24
제형 (b)를 1.0 μm PTFE 주사기 필터로 3회 여과하고 이어서 8" 규소 웨이퍼 상에 1000 rpm으로 스핀 코팅하였다. 코팅된 웨이퍼를 90℃에서 60초 동안 베이킹하여 필름을 건조시켰다. 코팅된 필름을 150℃에서 30분 동안 UV + 열로 경화시켰다. 필름 접촉각은 110°로 측정되었고, 물 접촉각은 2x2 cm2 접촉 면적으로 1 kg 하중 하에서 250 사이클 또는 500회 동안 스틸 울 시험 후에 물 접촉각은 102°가 되었다.
UV 경화만을 이용한 필름의 경우, 마커 시험은 양호로 등급이 매겨졌다.
UV + 열 경화 둘 모두를 이용한 필름의 경우, 마커 시험은 우수로 등급이 매겨졌다.
200°에서 1시간 동안 열 경화를 수행한 점을 제외하고는, 상기와 같이 두 번째 샘플을 처리하였다. 이 필름은 115°의 물 접촉각을 나타내었다.
실시예 5 및 비교예 A
이 실시예는 AR 필름의 제조를 예시한다.
하기 표 3에 요약되고 상기에 기재된 바와 유사한 방식으로 조성물을 제조하였다. 두 경우 모두에, 반응성 기를 갖는 모든 재료들의 총계에 대한 중공 실리카의 중량비는 1.3이다.
[표 3] 고형물 조성 (그램)
Figure 112020027775015-pat00003
상기 두 제형의 각각은 총 고형물 함량이 21.55%이며, 이를 각각 1.0 μm PTFE 주사기 필터로 3회 여과하고 이어서 8" 규소 웨이퍼 상에 1000 rpm으로 스핀 코팅하였다. 코팅된 웨이퍼를 90℃에서 60초 동안 베이킹하여 필름을 건조시켰다. 코팅된 필름을 질소 분위기 하에서 UV 경화시키고, 이어서 150℃에서 30분 동안 (공기 중에서) 열 경화시켰다. 하기 표 4에 요약된 바와 같이 스틸 울 시험(2x2 cm2 접촉 면적으로 1 kg 하중)의 초기에 그리고 상이한 단계들에서 물 접촉각을 측정하였다.
[표 4] 시험 결과
Figure 112020027775015-pat00004
실리콘 결합제의 중량이 반응성 기를 갖는 재료들의 총 중량의 50% 초과인 실시예 5의 필름에서 내스크래치성이 크게 개선됨을 알 수 있다.
실시예 6 및 실시예 7 그리고 비교예 B 내지 비교예 D
이들 예는 반응성 기를 갖는 전체 재료들에 대한 중공 실리카의 비가 상이한 AR 필름들의 제조를 예시한다.
하기 표 5에 요약되고 상기에 기재된 바와 유사한 방식으로 조성물을 제조하였다.
[표 5] 고형물 조성 (그램)
Figure 112020027775015-pat00005
각각의 제형을 1.0 μm PTFE 주사기 필터로 3회 여과하고 이어서 8" 규소 웨이퍼 상에 1000 rpm으로 스핀 코팅하였다. 코팅된 웨이퍼를 90℃에서 60초 동안 베이킹하여 필름을 건조시켰다. 코팅된 필름을 질소 분위기 하에서 광대역 UV 경화시키고, 이어서 150℃에서 30분 동안 (공기 중에서) 열 경화시켰다. 스틸 울 시험(2x2 cm2 접촉 면적으로 1 kg 하중)의 초기에 그리고 500 사이클 후에 물 접촉각을 측정하였다. 결과가 하기 표 6에 요약되어 있다.
[표 6] 결과
Figure 112020027775015-pat00006
반응성 기를 갖는 재료의 총 중량에 대한 중공 실리카의 비가 1.75 초과일 때, 초기 접촉각 및 내스크래치성 둘 모두가 크게 감소된다는 것을 표 6으로부터 알 수 있다.
전반적인 설명 또는 실시예에서 전술한 모든 행위가 요구되는 것은 아니며, 특정 행위의 일부가 요구되지 않을 수 있고, 기재된 것 이외에 하나 이상의 추가 행위가 수행될 수 있음에 유의한다. 또한, 행위가 나열된 순서가 반드시 행위가 수행되는 순서는 아니다.
전술한 명세서에서, 특정 실시 형태를 참조하여 개념을 설명하였다. 그러나, 당업자는 하기 청구범위에 기술된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기보다는 예시적인 의미로 간주되어야 하고, 그러한 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
이점, 다른 장점, 및 문제 해결책을 특정 실시 형태와 관련하여 상기에 기재하였다. 그러나, 이점, 장점, 문제 해결책, 그리고 임의의 이점, 장점, 또는 해결책을 발생시키거나 더 명확하게 할 수 있는 임의의 특징(들)은, 임의의 또는 모든 청구범위의 중요하거나 필수적이거나 본질적인 특징인 것으로 해석되어서는 안 된다.
명확성을 위해 개별적인 실시 형태의 맥락에서 본원에 기재된 특정 특징들이 또한 단일 실시 형태에서 조합으로 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 반대로, 간결성을 위해 단일 실시 형태의 맥락에서 기재된 다양한 특징들이 또한 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 본원에 명시된 다양한 범위의 수치의 사용은 언급된 범위 내의 최소값과 최대값 모두의 앞에 "약"이라는 단어가 붙은 것처럼 근사치로서 언급된다. 이러한 방식으로, 언급된 범위 위아래의 약간의 변동을 사용하여 범위 내 값과 실질적으로 동일한 결과를 달성할 수 있다. 또한, 이들 범위의 개시는, 하나의 값의 성분의 일부가 상이한 값의 성분과 혼합될 때 나타날 수 있는 분수 값을 포함하는, 최소 평균값과 최대 평균값 사이의 모든 값을 포함하는 연속 범위로서 의도된다. 또한, 더 넓은 범위 및 더 좁은 범위가 개시되는 경우, 한 범위의 최소값을 다른 범위의 최대값과 일치시키는 것 및 그 반대의 경우가 본 발명의 고려 내에 있다.

Claims (13)

  1. 반사-방지 필름을 형성하기 위한 경화성 조성물로서,
    (a) 중공 실리카 나노입자;
    (b) 반응성 기를 갖는 실록산 결합제;
    (c) 반응성 기를 갖는 적어도 하나의 추가 재료;
    (d) 개시제; 및
    (e) 용매;를 포함하며;
    여기서,
    (i) 상기 실록산 결합제는 (실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 추가 재료)의 총 중량의 80 중량% 이상인 양으로 존재하고;
    (ii) 중공 실리카 나노입자 대 (실록산 결합제 + 반응성 기를 갖는 추가 재료)의 합계의 중량비는 1.4 대 1 이하인,
    경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실록산 결합제 (b)는 실록산 중합체, 실세스퀴옥산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 경화성 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 추가 재료 (c)는 단량체, 올리고머, 계면활성제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 경화성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 추가 재료 (c)는 플루오르화 계면활성제를 포함하는, 경화성 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 추가 재료 (c)는 플루오르화 계면활성제 및 올리고머를 포함하는, 경화성 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 반응성 기는 (메트)아크릴레이트 기인, 경화성 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 개시제 (d)는 광개시제, 열 개시제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 경화성 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 조성물 내에 비-규소-함유 결합제가 존재하지 않는, 경화성 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 경화성 조성물의 경화물을 포함하는, 반사-방지 필름.
  10. 반사-방지 필름을 제조하는 방법으로서,
    (1) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 경화성 조성물을 기판 상에 코팅하여 미경화 필름을 형성하는 단계;
    (2) 상기 미경화 필름을 건조시켜 건조된 미경화 필름을 형성하는 단계; 및
    (3) 상기 건조된 미경화 필름을 UV 방사선 및 열 중 하나 또는 둘 모두에 노출시켜 반사-방지 필름을 형성하는 단계;를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 건조된 미경화 필름을 UV 방사선 및 열에 순차적으로 노출시키는, 방법.
  12. 제9항의 반사-방지 필름을 그 위에 갖는, 전자 디바이스.
  13. 삭제
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240018364A1 (en) * 2020-12-09 2024-01-18 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Composite film with anti-reflective coating
KR102644010B1 (ko) * 2021-09-03 2024-03-07 주식회사 케이씨텍 표면개질된 중공실리카 및 표면개질된 중공실리카 분산액

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169364A (ja) 2006-04-18 2008-07-24 Jsr Corp 硬化性樹脂組成物及び反射防止膜

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003266602A (ja) * 2002-03-13 2003-09-24 Sumitomo Chem Co Ltd 硬化被膜を有する透明基材
WO2005040245A1 (ja) * 2003-10-24 2005-05-06 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha 感光性樹脂組成物及びその硬化皮膜を有するフィルム
JP2006072320A (ja) * 2004-08-04 2006-03-16 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止フィルムの製造方法、反射防止フィルム、偏光板、および画像表示装置
JPWO2008032722A1 (ja) * 2006-09-14 2010-01-28 東レ株式会社 コーティング材料及びそれを用いた光学物品並びに光学物品の製造方法
JP2010254950A (ja) * 2008-10-10 2010-11-11 Sony Corp 樹脂組成物、反射防止フィルム、表示装置および反射防止フィルムの製造方法
JP6103950B2 (ja) * 2012-03-26 2017-03-29 キヤノン株式会社 中空粒子の製造方法、反射防止膜の製造方法及び光学素子の製造方法
KR101548313B1 (ko) * 2012-05-25 2015-08-28 주식회사 엘지화학 내찰상성이 우수한 저반사 코팅용 조성물 및 이를 사용한 반사 방지 필름
JP6661286B2 (ja) 2014-06-30 2020-03-11 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 樹脂膜、光学部材および偏光部材
US20180051148A1 (en) 2015-08-11 2018-02-22 Lg Chem, Ltd. Photocurable coating composition, low refractive index layer, and antireflection film
KR101807208B1 (ko) * 2015-08-18 2017-12-08 주식회사 엘지화학 저굴절층 및 이를 포함하는 반사 방지 필름
KR102017789B1 (ko) * 2015-12-03 2019-09-03 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름
KR102016710B1 (ko) * 2016-01-07 2019-09-02 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름
KR102294715B1 (ko) * 2016-01-13 2021-08-26 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름 및 이의 제조 방법
KR101977933B1 (ko) * 2016-09-27 2019-08-28 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름 및 이의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169364A (ja) 2006-04-18 2008-07-24 Jsr Corp 硬化性樹脂組成物及び反射防止膜

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US11572476B2 (en) 2023-02-07
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US20200263041A1 (en) 2020-08-20

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