KR102338705B1 - 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기재층, 상기 기재층의 적어도 일면에 형성되며, 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물을 포함하는 하드코팅 조성물의 경화물로 형성되는 하드코팅층 및 상기 하드코팅층 상에 형성되며, 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상을 포함하는 지문방지용 코팅 조성물의 경화물로 형성된 지문방지층을 포함함으로써, 우수한 내마모성 및 내구성을 제공할 수 있는 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

Description

하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{HARD COATING FILM AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치 또는 유기 발광 표시 (organic light emitting display:OLED) 장치 등과 같은, 화상 표시 장치의 박형화 및 플렉시블화가 지속되고 있다. 이에 따라, 상기 화상 표시 장치는 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC 뿐만 아니라, 각종 웨어러블 기기(wearable device)에 이르기까지 휴대성을 특징으로 하는 각종 스마트 기기(smart device)에 널리 적용되고 있다.
상기 화상 표시 장치를 스크래치, 낙하 충격, 외부 습기, 유분 등과 같은 외부 환경으로부터 보호하기 위해 디스플레이 패널 상에 강화 유리 재질의 윈도우 필름을 형성할 수 있다. 그러나, 상기 윈도우 필름은 강화 유리의 특성 상 디스플레이 패널 또는 화상 표시 장치의 경량화에 불리하며, 외부 충격에 쉽게 깨지기 쉽다. 또한, 구부리거나(bendable) 접을 수 있는(foldable) 기능을 통한 플렉시블(flexible) 특성 구현에 한계가 있다.
따라서, 최근에는 유연성 및 내충격성을 확보할 수 있으며 상기 강화 유리 재질의 윈도우 필름을 대체할 수 있는, 광학용 플라스틱 커버에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 광학용 플라스틱 커버는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰(PES), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI) 등과 같은 수지 물질을 포함할 수 있다
그러나, 상기 광학용 플라스틱 커버는 상기 강화 유리 재질의 윈도우 필름에 비해 낮은 충분한 경도 및 내스크래치성을 가지며, 이에 따라 화상 표시 장치 또는 디스플레이 패널에 있어서 외부 충격에 대한 내충격성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 강화 유리에 상응하는 내충격성을 구현하면서 동시에, 플렉시블 특성 구현을 위해 유연성이 향상된 하드코팅 필름에 대한 개발이 진행되고 있다
또한, 상기 하드코팅 필름의 경우, 표시장치의 최외부 표면층에 적용되는 것으로, 우수한 경도 특성 및 내마모성을 필요로 한다.
예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0010064호는 방오성, 윤활성, 내찰상성 등을 향상시킨 복합 하드 코트층이 부여된 물체 및 복합 하드 코트층의 형성방법에 관한 기술을 개시하며, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0083293호는 슬립성 및 방오성이 우수한 코팅 조성물에 관한 기술을 개시하고 있다.
그러나, 위 특허문헌들은 지문방지층과 하드코팅층의 밀착성을 향상시켜 우수한 내마모성을 제공하는 하드코팅 필름을 구현하는 것에 한계가 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2005-0010064호 대한민국 공개특허공보 10-2016-0083293호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여, 내마모성 및 내구성이 우수한 하드코팅 필름을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 하드코팅 필름을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은, 기재층; 상기 기재층의 적어도 일면에 형성되며, 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 형성되는 하드코팅층; 및 상기 하드코팅층 상에 형성되며, 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조성물의 경화물로 형성된 지문방지층을 포함하는, 하드코팅 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 하드코팅 필름을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 하드코팅 필름은, 하드코팅층과 지문방지층의 밀착성이 우수하여 더욱 향상된 내마모 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 내스크래치성, 내약품성, 내굴곡성 등의 내구성이 우수하여, 주변 환경, 사용 등에 의해 마모된 경우에도 접촉각 저하율이 낮다. 이에 따라 우수한 방오성을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 하드코팅 필름을 포함하는 화상 표시 장치는 향상된 기계적 신뢰성 및 유연성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 하드코팅 필름을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 하드코팅 필름은, 하드코팅층이 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물을 포함하는 하드코팅 조성물의 경화물로 형성되고, 지문방지층이 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상을 포함하는 지문방지용 코팅 조성물의 경화물로 형성됨으로써, 하드코팅층과 지문방지층 사이의 밀착성이 우수하여 현저히 우수한 내마모 특성을 구현할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 하드코팅 필름은 상기 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물과 아미노 실란 화합물 및/또는 에폭시 실란 화합물의 결합에 의해 하드코팅층과 지문방지층의 밀착성이 향상된다. 이에 따라, 주변 환경, 사용 등에 의해 마모된 경우에도 우수한 내약품성, 내마모성 등의 기계적 신뢰성을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
<하드코팅 필름>
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 하드코팅 필름을 설명하기 위한 개략적인 단면도 이다.
도 1을 참조하면, 상기 하드코팅 필름은 기재층(100), 하드코팅 층(110) 및 지문방지층(120)을 포함하며, 상기 기재층(100)으로부터 하드코팅층 (110) 및 지문방지층(120)이 순차적으로 적층된 구조를 포함한다.
기재층
기재층(100)은 후술할 하드코팅층(110) 및 지문방지층(120)을 지지하기 위한 것으로, 기재층 (100)에 형성되는 상기 하드코팅층 및 지문방지층은 기재층의 적어도 일면에 하드코팅 조성물을 도포하고 경화시켜 하드코팅층 및 지문방지층을 순차적으로 적층하여 형성된다.
본 발명에서, 기재층(100)은 투명 필름으로, 상기 투명 필름은 투명한 고분자 필름이면 어떠한 것이라도 사용 가능하다.
예를 들면, 기재층(100)은 트리아세틸 셀룰로오스, 아세틸 셀룰로오스부틸레이트, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 프로피오닐 셀룰오로스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 고분자로 형성된 필름일 수 있다. 이들 고분자는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
하드코팅층
본 발명의 일 실시예에 있어서, 하드코팅 층(110)은 기재층(100)의 적어도 일면에 형성될 수 있다.
예컨데, 하드코팅층(110)은 기재층(100)의 일면에 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물을 포함하는 하드코팅 조성물을 도포한 후 자외선을 조사하여 광경화함으로써 형성될 수 있다.
상기 하드코팅 조성물은 상기 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물 외에, 투광성 수지, 광개시제 및 용제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 하드코팅 조성물에 포함되는 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물은 후술하는 지문방지층과의 밀착성을 향상시킬 수 있는 성분이다.
예를 들면, 하드코팅 조성물에 포함된 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물은 하드코팅 조성물에 포함된 성분 중에서 상대적으로 표면장력이 낮아 하드코팅 조성물 내에서 상측에 위치하고, 이에 따라 하드코팅 조성물을 기재층 상에 도포하여 하드코팅층을 형성하게 되면 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물이 하드코팅층 표면에 배치되게 된다. 이렇게 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물이 하드코팅층 표면에 위치하게 되면, 상기 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물의 에폭시기와 상기 아미노 실란 화합물이 화학 결합함으로써, 하드코팅층과 지문방지층의 밀착성이 향상될 수 있다.
상기 화학 결합은 공유결합 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물은, 폴리디메틸실록산 체인에 에폭시기를 관능기로 갖고 있어, 지문방지층을 형성하기 위한 지문방지용 코팅 조성물의 실란 화합물과 반응하여 결합할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 상기 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물은 지문방지용 코팅 조성물에 포함된 아미노 실란 화합물 및/또는 에폭시 실란 화합물과 공유 결합할 수 있다. 이러한 화학적 결합에 의해 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 더욱 향상된 밀착성을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물로는 모노글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산, 디글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실록산-코-(2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸)메틸실록산 등이 있다. 상기 예시한 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물의 함량은 예를 들면, 하드 코팅층 형성용 조성물 전체 100중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우, 지문방지층과의 밀착성이 좋지 않아 우수한 내마모성 특성 구현이 어려울 수 있다. 상기 에폭시 함유 폴리디메틸실록산계 화합물의 함량이 10 중량부를 초과하는 경우, 필름 경도 특성이 저하되는 문제가 야기될 수도 있다.
상기 투광성 수지는 광경화형 수지이며, 상기 광경화형 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 모노머 등을 포함할 수 있다.
상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 폴리헤드달 올리고머릭 실세스퀴옥산 (메타)아크릴레이트 등을 통상적으로 사용하며 1종 이상을 선택하여 사용할수 있다.
상기 모노머는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용하는 것 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 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 이상 선택될 수 있다.
상기 예시한 투광성 수지인 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 모노머는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 투광성 수지는 특별히 제한되지는 않으나 상기 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 1 내지 80중량부로 포함되는 것이 좋다. 투광성 수지가 1중량부 미만으로 포함되는 경우, 충분한 경도 향상을 도모하기 어렵다. 상기 투광성 수지가 80 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는, 컬링이 심해지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 용제는 상기 언급한 바의 조성을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것으로 본 기술분야의 하드코팅층 형성용 조성물의 용제로 알려진 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
예를 들면, 사용 가능한 용제는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등의 알코올계; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계; 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 노말부틸아세테이트, 터셔리부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 아세테이트 계; 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 헥산계; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 벤젠계; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르계; 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는, 용매로서 양용매 단독 또는 양용매와 빈용매를 혼합한 혼합 용매가 사용된다. 양용매와 빈용매는 투명 필름의 재질에 따라 적절히 선택 할 수 있다.
예를 들어, 기재층으로 사용된 투명 필름이 폴리이미드 필름인 경우, 그에 대한 양용매로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 아세트산에틸 등을 사용할 수 있다. 투명이 필름이 폴리이미드 필름인 경우, 그에 대한 빈용매로는 이소프로필알코올, 부탄올, 에탄올 등의 알코올류, 아세트산부틸, 프로필렌글리콜메틸에테르 등의 에테르류 등을 사용할 수 있다.
이러한 용매는 하드코팅 조성물 전체 100 중량% 내에서 10 내지 95 중량%를 사용한다. 만약, 상기 용매의 함량이 상기 함량 미만이면 점도가 높아 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 기재층으로 사용된 투명 필름의 스웰링을 충분히 진행시킬 수 없으며, 그로 인해 밀착성이 저하될 수 있다. 반대로 상기 범위를 초과할 경우에는 건조 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있고, 투명 기재필름의 스웰링이 심해 헤이즈(Haze)가 발생할 수 있다. 이에, 용매를 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
상기 광 개시제는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 하이드록시케톤류, 아미노케톤류, 수소탈환형 광개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광 개시제로는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤, 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-하이드록시시클로페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
이러한 광 개시제는 하드코팅 조성물 전체 100 중량% 내에서 0.1 내지 10 중량%, 바람직하기로 1 내지 5 중량% 범위로 사용할 수 있다. 본 발명에서, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 조성물의 경화 속도가 늦고 미경화가 발생하여 기계적 물성이 떨어지고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 과경화로 인해 도막에 크랙이 발생할 수 있다.
지문방지층
본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코팅 필름은 기재층의 일면에 하드코팅 조성물을 도포하고 경화시켜 하드코팅층을 형성하고, 지문방지용 코팅 조성물을 이용하여 지문방지층을 순차적으로 형성함으로써 제조할 수 있다.
예를 들면, 지문방지층(120)은 하드코팅층(110) 상에 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상을 포함하는 지문방지용 코팅 조성물을 도포한 후 자외선을 조사하여 광경화함으로써 형성될 수 있다.
상기 지문방지용 코팅 조성물은 상기 아미노 실란 화합물 및/또는 에폭시 실란 화합물 외에, 불소 함유 실란 화합물 및 용제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 상기 지문방지용 코팅 조성물은 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 아미노 실란 화합물과 에폭시 실란 화합물은 불소 함유 실란 화합물이 하부 하드코팅층과 부착되는 것을 돕는 역할을 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 우수한 밀착성을 나타낼 수 있다.
상기 아미노 실란 화합물로는 예를 들어, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란 및 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에폭시 실란 화합물은 글리시독시 실란 및 고리지방족 에폭시 실란의 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
글리시독시 실란은 하나 또는 그보다 많은 감마-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 감마-글리시독시프로필 트리에톡시실란, 감마-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란, 감마-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란 등일 수 있다. 고리지방족 에폭시 실란은, 하나 또는 그보다 많은 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸 트리메톡시실란, 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸 메틸 디메톡시실란, 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸 메틸 디에톡시실란, 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸 트리에톡시실란 등일 수 있다.
본 발명의 지문방지용 코팅 조성물에 상기 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상이 포함되는 경우, 지문방지용 코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 1.0 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 아미노 실란 화합물 및/또는 에폭시 실란 화합물이 0.1 중량% 미만의 양으로 포함되면 내마모성이 저하될 수 있고, 1.0 중량% 초과의 양으로 포함되면 얼룩이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 불소 함유 실란 화합물은 통상의 발수 및/또는 발유성 표면 특성을 나타낼 수 있는 것이라면, 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 불소 함유 실란 화합물로는 메틸트리플루오로실란, 테트라플루오로실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란 및 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 불소 함유 실란 화합물의 함량은 지문방지용 코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 1.0 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 불소 함유 실란 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만의 양으로 포함되면 초기 접촉각이 저하될 수 있고, 1.0 중량% 초과의 양으로 포함되면 얼룩이 발생할 수 있다.
상기 용제는 불소 함유 실란 화합물을 분산 및/또는 용해시켜 코팅을 원활하게 하는 역할을 한다.
상기 용제로는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 용제는 메탄올, 에탄올, 프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 이소부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올, 디아세톤알코올 등의 알코올류, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세틸아세톤 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세토아세트산에틸 등의 에스테르류, 크실렌, 톨루엔, 7H-퍼플루오로-1-헵탄알, 메틸히드라진 등일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 지문방지용 코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 90 내지 99.7 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 용제가 90 중량% 미만의 양으로 포함되면 지문방지용 코팅 조성물의 경시 안정성이 저하되거나 초기 접촉각이 저하될 수 있고, 99.7 중량% 초과의 양으로 포함되면 내마모성이 저하될 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명의 실시예들은 상술한 하드코팅 필름을 포함하는 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
예를 들면, 상술한 하드코팅 필름을 포함하는 윈도우 또는 윈도우 적층제로 적용될 수 있으며, 이 때 하드코팅 필름이 형성된 윈도우의 일면에는 편광층 또는 터치 센서층 중 적어도 하나가 적층될 수 있다. 이러한 윈도우 또는 윈도우 적층체는 화상 표시 장치의 최외면에 형성된 윈도우 필름으로 적용될 수 있다. 또한, 상기 하드코팅 필름은 예를 들면, 화상 표시 장치의 내부에 삽입될 수도 있다.
상기 화상 표시 장치는 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치를 포함하며, 유연성, 굽힘 특성을 보유한 플렉시블 디스플레이 장치일 수 있다.
이 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 하드코팅 적층체가 상기 플렉시블 디스플레이 장치의 윈도우 혹은 윈도우 적층체로 보다 효과적으로 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 하드코팅 적층체에 포함된 하드코팅층 및 지문방지층의 상호작용을 통해 윈도우의 유연성 및 내구성이 함께 향상되며, 대전 방지 성능이 함께 구현될 수 있다. 이에 따라, 예를 들면 상기 플렉시블 표시 장치의 내충격성, 내마모성이 향상됨과 동시에 굽힘, 벤딩(beinding) 시에도 크랙, 박리 등과 같은 손상이 방지될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 “%” 및 “부”는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
제조예
제조예 1: 하드코팅 조성물(A-1)의 제조
46중량부 6관능 우레탄 아크릴레이트(공영사, UA-306I), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 에폭시를 함유하는 폴리디메틸실록산(신에츠사, KR-517)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 2: 하드코팅 조성물(A-2)의 제조
46중량부 6관능 우레탄 아크릴레이트(DKS사, MF-101), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 모노글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산 (시그마 알드리치, 480290)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 3: 하드코팅 조성물 (A-3)의 제조
46중량부 폴리헤드달 올리고머릭 실세스퀴옥산 아크릴레이트(수양켐텍사, ASO-101), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 디글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산 (시그마 알드리치, 480282)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 4: 하드코팅 조성물 (A-4)의 제조
46중량부 6관능 우레탄 아크릴레이트(DKS사, MF-101), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 디글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산 (시그마 알드리치, 480282)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 5: 하드코팅 조성물(A-5)의 제조
46중량부 폴리헤드달 올리고머릭 실세스퀴옥산 아크릴레이트(수양켐텍사, ASO-101), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 에폭시를 함유하는 폴리디메틸실록산(신에츠사, KR-517)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 6: 하드코팅 조성물(A-6)의 제조
46중량부 6관능 우레탄 아크릴레이트(DKS사, MF-101), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 폴리디메틸실록산 계열 첨가제(BYK사, BYK-310)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 7: 하드코팅 조성물(A-7)의 제조
46중량부 6관능 우레탄 아크릴레이트(DKS사, MF-101), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 에폭시 실란 화합물(신에츠사, KBM-403)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 8: 지문방지용 코팅 조성물(A-8)의 제조
0.3중량부 불소 함유 실란 화합물(도데카 플루오로 헵틸 메틸 디메톡시 실란), 0.2중량부 에폭시 실란 화합물(신에츠사, KBM-403), 용제는 95.48중량부 7H-퍼플루오로-1-헵탄알, 1중량부 메틸히드라진, 3중량부 메틸에틸케톤, 반응촉매로는 0.01중량부 벤질디케틸아민, 0.01중량부 이소포론 디이소시아네이트를 교반기를 이용하여 배합하여 지문방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 9: 지문방지용 코팅 조성물(A-9)의 제조
0.3중량부 불소 함유 실란 화합물(도데카 플루오로 헵틸 메틸 디메톡시 실란), 0.2중량부 아미노 실란 화합물(신에츠사, KBE-903), 용제는 95.48중량부 7H-퍼플루오로-1-헵탄알, 1중량부 메틸히드라진, 3중량부 메틸에틸케톤, 반응촉매로는 0.01중량부 벤질디케틸아민, 0.01중량부 이소포론 디이소시아네이트를 교반기를 이용하여 배합하여 지문방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 10: 지문방지용 코팅 조성물(A-10)의 제조
0.5중량부 불소 함유 실란 화합물(도데카 플루오로 헵틸 메틸 디메톡시 실란), 용제는 95.48중량부 7H-퍼플루오로-1-헵탄알, 1중량부 메틸히드라진, 3중량부 메틸에틸케톤, 반응촉매로는 0.01중량부 벤질디케틸아민, 0.01중량부 이소포론 디이소시아네이트를 교반기를 이용하여 배합하여 지문방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
제조예 11: 하드코팅 조성물(A-11)의 제조
46중량부 6관능 우레탄 아크릴레이트(공영사, UA-306I), 50중량부 메틸에틸케톤, 3.5중량부 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 0.5중량부 비닐기를 함유하는 폴리디메틸실록산(신에츠사, KBM-1003)을 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 및 비교예: 하드코팅 필름의 제조
실시예 1
상기 제조예 1의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 8의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 2
상기 제조예 2의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 8의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100(℃)도에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 3
상기 제조예 3의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 8의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 제조예 4의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 9의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
실시예 5
상기 제조예 5의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 9의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 제조예 6의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 8의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 2
상기 제조예 7의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 9의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 3
상기 제조예 1의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 10의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 4
상기 제조예 2의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 10의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 5
상기 제조예 3의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 10의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
비교예 6
상기 제조예 1의 하드코팅 조성물을 폴리이미드 필름(PI, 50um) 상에 경화 후 두께 4um가 되도록 코팅을 하고 용제 건조 및 질소분위기하에서 UV 적산광량 600mJ/cm2을 조사하여 하드코팅층을 형성하고, 그 위에 상시 제조예 11의 지문방지용 조성물을 마이어바 1번으로 도포 후 100도(℃)에서 30분 동안 건조시켜 경화하여 지문방지층을 형성하여, 하드코팅 필름을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 6에서 제조한 하드코팅 필름의 물성을 아래와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 투과율
코팅 필름을 무라카미 사 헤이즈미터 HM-150N를 이용하여 투과율을 측정하였다. 이 때 측정된 값이 80% 이상인 경우, 투과율이 우수한 것으로 판단하였다.
(2) 내스크래치성
하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 투명점착체를 이용하여 글래스에 접합한 후 스틸울(#0000)을 이용하여 500g/cm2의 하중으로, 10회 왕복 마찰시켜 내스크래치성을 측정하였다.
<평가기준>
A: 측정부를 삼파장 램프에 투과 및 반사하여 관찰 시 스크래치가 시인되지 않거나 10개 이하의 스크래치가 시인됨
B: 측정부를 삼파장 램프에 투과 및 반사하여 관찰 시 스크래치가 10개 초과 내지 20개 이하로 시인됨
C: 측정부를 삼파장 램프에 투과 및 반사하여 관찰 시 20개 초과의 스크래치가 시인됨
(3) 접촉각
KRUSS社 접촉각 측정기 DSA100을 이용하여 수 접촉각을 측정하였다. 상온에서 액체 방울량은 3㎕로 하였다. 본원에서, 접촉각이 105도(°) 이상인 경우, 방오 특성이 우수한 것으로 판단하였다.
(4) 내마모성
대성 정밀사 내마모 측정기를 통해 측정을 하였다. 코팅 표면을 내마모 테트스용 지우개와 추 500g을 이용하여 3000회 문지른 후 수 접촉각(°)을 측정하였다.
(5) 내약품성
대성 정밀사 내마모 측정기를 통해 측정을 하였다. 코팅 표면을 내마모 테트스용 지우개와 추 500g을 이용하여 에탄올 적하한 부위에 3000회 문지른 후 수 접촉각(°)을 측정하였다.
(6) 내굴곡성
하드코팅 면이 내측으로 접히도록 곡률반경 1mm로 20만번 반복하여 필름을 접었다 펴는 테스트를 실시하여 필름의 파단 여부를 관찰하였다.
<평가기준>
O: 파단 미발생
X: 필름 파단
(7) 연필경도
하드코팅 면이 상부로 가도록 기재 필름을 글래스에 고정 후, 1kg하중 하에서 연필경도를 측정하였다. 동일 경도의 연필을 이용하여 1cm 길이로 5회 테스트 실시하여 4회 이상 OK인 경도를 연필경도로 표기하였다.
　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
투과율 88.9 89 88.7 88.9 88.9 88.7 88.8 89 89.1 88.8 88.9
내스크래치 A A A A A A A A A A B
접촉각 114 113 115 114 114 113 113 113 114 113 112
내마모성 109 105 105 105 107 80 73 75 68 73 106
내약품성 105 103 103 105 103 61 60 58 62 65 99
내굴곡성 O O O O O O O O O O O
연필경도 3H 3H 3H 3H 3H 3H 3H 3H 3H 3H H
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드코팅 필름은 하드코팅층과 지문방지층의 밀착성이 우수함에 따라 내마모성이 우수할 뿐만 아니라, 내약품성, 내스크래치성 및 연필 경도와 같은 기계적 신뢰성에 있어서도 우수한 결과를 나타내었다.반면, 비교예에 따른 하드코팅 필름은 내스크래치성, 연필경도 또는 내약품성에 있어서 실시예 대비 현저히 저하된 효과를 나타내며, 특히 하드코팅층과 지문방지층의 밀착성이 좋지 않아서 현저히 저하된 내마모 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
100: 기재층
110: 하드코팅층
120: 지문방지층

Claims (10)

  1. 기재층;
    상기 기재층의 적어도 일면에 형성되며, 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물을 포함하는 하드코팅 조성물의 경화물로 형성되는 하드코팅층; 및
    상기 하드코팅층 상에 형성되며, 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상을 포함하는 지문방지용 코팅 조성물의 경화물로 형성된 지문방지층을 포함하는, 하드코팅 필름으로,
    상기 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물과, 상기 아미노 실란 화합물 및 에폭시 실란 화합물 중 1종 이상이 공유결합을 형성하기 위한 것인, 하드코팅 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 하드코팅 조성물은 투광성 수지, 광개시제 및 용제 중 하나 이상을 더 포함하는, 하드코팅 필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 지문방지용 코팅 조성물은 불소 함유 실란 화합물 및 용제 중 하나 이상을 더 포함하는, 하드코팅 필름.
  4. 청구항 1에 있어서, 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물은, 하드코팅 조성물 전체 100 중량부 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는, 하드코팅 필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물은 모노글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산, 디글리시딜 에테르 터미네이티드 폴리디메틸실록산 및 폴리디메틸실록산-코-(2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸)메틸실록산로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 하드코팅 필름.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 불소 함유 실란 화합물은 메틸트리플루오로실란, 테트라플루오로실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란 및 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란 으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 하드코팅 필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 하드코팅 조성물에 포함된 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물은 하드코팅층 표면에 배치되는 것인, 하드코팅 필름.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 에폭시 함유 폴리디메틸 실록산계 화합물의 에폭시기와 상기 아미노 실란 화합물의 화학 결합에 의해 하드코팅층과 지문방지층의 밀착성이 향상된, 하드코팅 필름.
  9. 청구항 1에 있어서, 플렉시블 디스플레이에 적용되는 것인, 하드코팅 필름.
  10. 청구항 1의 하드코팅 필름을 포함하는, 화상 표시 장치.
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