KR102544889B1 - 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재 - Google Patents

고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재에 관한 것으로서, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer), 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물, 실리콘 수지(Silicon resin), 왁스(Wax) 및 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)를 포함하여 구성되며, 본 발명인 백커버부재는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재이며, 본 발명은 유리 재질의 백커버부재가 가지는 5G(5세대) 무선통신에서의 높은 신호손실 및 송수신에러의 문제를 해결하며, 고내스크래치 특성의 저하없이 플라스틱 시트의 문제점인 눈부심의 문제, 그립감이 떨어지는 문제, 유리와 질감이 다른 문제 및 지문이 잘 묻어나 오염에 취약한 문제를 해결하는 효과를 가진다.

Description

고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재{Hard coating composition having high scratch-resistant, anti-glare and anti-pollution properties and backcover member coated thereby}
본 발명은 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시장치용 백커버부재에 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 코팅하여 고내스크래치 특성을 가지면서 동시에 눈부심방지 특성 및 오염방지 특성을 가지는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가벼우며, 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 종래 브라운관의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판표시장치가 개발되었고, 평판표시장치로는 액정표시장치(LCD, liquid crystal display), 유기발광표시장치(OLED, organic light-emitting display), 전기영동표시장치(EPD, electrophoretic display) 등이 있고, 최근에는 유기발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광표시장치(OLED, organic light-emitting display)가 각광을 받고 있다.
액정표시장치(LCD, liquid crystal display) 또는 유기발광표시장치(OLED, organic light-emitting display)가 적용된 스마트폰, 내비게이션, 디지털카메라, 전자책, 휴대용 게임기 또는 각종 단말기와 같은 다양한 모바일 전자기기들이 현재 사용되고 있다. 이러한 모바일 전자기기에 사용되는 통상의 표시장치 후면에는 표시장치를 보호하는 백커버부재가 구비될 수 있다. 이러한 백커버부재는 표시장치의 후면 외부에 위치하는 구성이므로 표시장치를 보호할 수 있도록 고경도를 가져 외부 충격 및 스크래치에 강해야 하고, 외관상 미감도 우수해야 한다.
표시장치용 백커버부재는 표시장치의 후면에 사용되는 것으로서, 종래에는 0.5mm 내외의 얇은 두께와 세련된 외양을 구현할 수 있는 금속(metal) 소재나 유리(glass) 소재의 백커버부재가 많이 사용되고 있다.
그러나, 금속 소재의 백커버부재의 경우에는 제조비용이 비교적 많이 소요되는 문제가 존재하고, 금속 소재의 고비중으로 인해 백커버부재 자체 중량이 많이 나가 표시장치의 경량화 경향에 역행하는 문제가 존재한다. 또한, 스마트폰과 같은 표시장치의 경우 무선충전할 때 간섭이 발생하여 무선충전 효율이 떨어지는 문제와 무선통신 신호의 송수신에 대하여도 간섭을 일으켜 무선통신 품질이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 유리 소재의 백커버부재는 상기 금속 소재의 백커버부재에 비해서는 제조비용이 상대적으로 저렴하기는 하나 플라스틱 소재의 백커버부재에 비해 여전히 고가에 속하는 문제가 존재하고, 나아가 플라스틱 소재의 백커버부재에 비해 상대적으로 고비중이어서 표시장치의 경량화 경향에 역행하는 문제가 여전히 존재한다. 또한, 유리 소재 백커버부재의 유전율은 플라스틱 소재 백커버부재의 유전율 보다 높으므로, 4G(4세대) 무선통신과 비교하여 높은 주파수 영역을 가지는 5G(5세대) 무선통신에서 높은 신호손실 및 송수신에러가 발생하는 문제가 존재할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 최근에 유리 소재의 백커버부재를 플라스틱 소재로 바꾸는 시도가 진행되고 있는데, 대표적으로 백커버부재에 사용되는 플라스틱 소재로는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등이 있다. 경우에 따라서는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 2층(2layers)을 가지는 공압출시트가 백커버부재로 사용될 수 있다. 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 2층(2layers)을 가지는 공압출시트가 백커버부재로 사용되는 경우, 표시장치의 후면 외부에 위치하는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 재질이 스크래치에 취약하고, 눈부심이 발생하고 오염에 취약한 문제가 존재한다.
즉, 표시장치 후면의 백커버부재로 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 2층(2layers)을 가지는 공압출시트가 사용되는 경우, 유리재질의 커버부재에 비해 경도가 부족하여 스크래치에 약한 문제가 발생할 수 있고, 유리재질의 커버부재에 비해 반짝이는 질감을 가져 외관상 미감이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 유리재질의 커버부재에 비해 오염이 쉽게 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 재질의 저유전율 특성을 유지하면서 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가질 수 있도록, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 2층(2layers)을 가지는 공압출시트의 표면에 코팅되는 하드코팅 조성물의 필요성이 커지고 있다. 이에 본 발명의 발명자는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 개발하여, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 재질의 저유전율 특성을 유지하면서, 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가질수 있도록 하여 이 문제를 해결하였다.
대한민국 공개특허공보 10-2019-0064135호의 표시소자 백커버용 필름 및 표시소자 백커버에서는 점착층, 인쇄 잉크층 및 기재 필름층을 순차적으로 포함하고, 상기 점착층의 접촉각이 상기 인쇄 잉크층의 접촉각보다 크고, 상기 점착층 및 상기 인쇄 잉크층의 접촉각의 차이가 25도 이하이고, 상기 점착층은 아크릴 점착제 조성물의 열경화물을 포함하는 표시소자 백커버용 필름을 개시하고 있다. 그러나 상기 표시소자 백커버용 필름 및 표시소자 백커버에서는 기재 필름층이 유리재질 보다 경도가 부족하여 스크래치에 약한 문제가 발생할 수 있고, 반짝이는 질감을 가져 외관상 미감이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 오염이 쉽게 발생하는 문제가 존재할 수 있다. 이와 같이 종래의 기술에서는 플라스틱 재질 시트의 저유전율 특성을 유지하면서, 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 모두 구비할 수 있는 플라스틱 재질 시트용 하드코팅 조성물을 개발하려는 시도 자체가 거의 없는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 10-2019-0064135호(공개일자: 2019년 06월 10일)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 저유전율 특성을 유지하여 높은 주파수 영역을 가지는 5G(5세대) 무선통신에서의 높은 신호손실 및 송수신에러의 문제를 해결할 수 있는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 표면이 가지는 스크래치에 취약한 문제를 해결할 수 있는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트 등이 가지는 과도한 반짝임의 문제를 해결하여 유리와 유사한 질감을 가질 수 있는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등이 가지는 과다한 매끄러움으로 인해 그립감이 부족한 문제를 미세 요철을 가지는 표면 형성으로 해결할 수 있는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트 등이 가지는 오염에 취약한 문제를 해결할 수 있는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트에 하드코팅 조성물을 코팅한 백커버부재가 55-65%의 헤이즈(Haza) 값과 0.35-0.55㎛의 중심선 평균 거칠기 값을 가져 눈부심을 방지하고 양호한 그립감을 제공하는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer), 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물, 실리콘 수지(Silicon resin), 왁스(Wax) 및 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)는 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 2000-5500g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 4000-7000g/mol인 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 1500-4500g/mol인 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 1700-4700g/mol인 실리콘 아크릴레이트 올리고머 또는 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 500-2500g/mol인 멜라민 아크릴레이트 올리고머 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer)는 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate), 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(Tri(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 또는 1,6-헥산디올디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물은 다관능 아크릴레이트 모노머 75-95 중량부에 500-800nm 직경의 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3) 5-25 중량부가 분산되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 실리콘 수지(Silicon resin)는 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)이며, 상기 왁스(Wax)는 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)이며, 상기 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)는 플루오로알킬 (메트)아크릴레이트(Fluoroalkyl (meth)acrylate) 또는 플루오로폴리에테르 (메트)아크릴레이트(Fluoropolyether (meth)acrylate) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer) 10-30 중량부, 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물 5-15 중량부, 실리콘 수지(Silicon resin) 1-4 중량부, 왁스(Wax) 1-4 중량부 및 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate) 0.5-2 중량부를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 개시제 1-5 중량부, 레벨링제 0.1-1.0 중량부 및 용매 50-80 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 개시제는 하이드록시케톤(Hydroxy ketone)계 또는 아미노케톤(Amino ketone)계 개시제 중 어느 하나 이상이며, 상기 레벨링제는 다이메틸실록산(Dimethyl siloxane)계 레벨링제이며, 상기 용매는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Propylene glycol methyl ether)인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재가 제공될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재는 55-65%의 헤이즈(Haza) 값과 0.35-0.55㎛의 중심선 평균 거칠기 값을 가질 수 있다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 저유전율 특성을 유지하여 높은 주파수 영역을 가지는 5G(5세대) 무선통신에서의 높은 신호손실 및 송수신에러의 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다.
둘째, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 표면이 가지는 스크래치에 취약한 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다.
셋째, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트 등이 가지는 과도한 반짝임의 문제를 해결하여 유리와 유사한 질감을 가질 수 있는 효과를 가진다.
넷째, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 등이 가지는 과다한 매끄러움으로 인해 그립감이 부족한 문제를 미세 요철을 가지는 표면 형성으로 해결할 수 있는 효과를 가진다.
다섯째, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트 등에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅하여 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트 등이 가지는 오염에 취약한 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다.
여섯째, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 공압출시트에 본 발명인 하드코팅 조성물을 코팅한 백커버부재가 55-65%의 헤이즈(Haza) 값과 0.35-0.55㎛의 중심선 평균 거칠기 값을 가져 눈부심을 방지하고 양호한 그립감을 제공하는 효과를 가진다.
본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
나아가 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 설명한다.
본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer), 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물, 실리콘 수지(Silicon resin), 왁스(Wax) 및 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer) 및 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물은 고경도와 고내스크래치 특성을 부여하기 위한 구성에 해당하며, 실리콘 수지(Silicon resin) 및 왁스(Wax)는 눈부심방지 특성을 부여하기 위한 구성에 해당하고, 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)는 오염방지 특성을 부여하기 위한 구성에 해당한다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)는 단독으로 또는 여러 종류의 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)가 혼합된 형태로 사용될 수 있다. 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)는 고경도 및 고내스크래치 특성을 부여하나, 단독으로 사용시에는 고내스크래치 특성보다는 고경도 특성이 커져서 고내스크래치 특성의 발현에 일정한 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에는 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물이 포함될 수 있다. 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물은 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer)상에 무기물입자가 분산되어 혼합되어 있으며, 분산된 무기물입자로 인해 내스크래치 특성이 우수한 특성을 가진다. 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물은 단독으로 또는 여러 종류의 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물이 혼합된 형태로 사용될 수 있다. 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물은 고경도 및 고내스크래치 특성을 부여하나 고경도 특성보다 고내스크래치 특성이 강하므로, 고경도 특성이 강한 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)와 혼합하여 사용시에 고경도 특성과 고내스크래치 특성의 균형을 맞출 수 있고, 사용조건에 따라 고경도 특성과 고내스크래치 특성을 세밀하게 조절하는 것이 가능한 장점을 가진다. 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 실리콘 수지(Silicon resin)는 눈부심방지 특성을 부여하고 표면의 거칠기를 증가시켜 그립감을 향상시키는 역할을 수행하는데, 단독으로 사용시에는 표면이 과도하게 거칠어져서 촉감이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 왁스(Wax)는 눈부심방지 특성을 부여하는 역할을 수행하는데, 단독으로 사용시에는 표면이 과도하게 흐려져서 외관상 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 실리콘 수지(Silicon resin)와 왁스(Wax)를 적절하게 혼합 사용하여 눈부심방지 특성과 표면의 거칠기 증가 사이에 균형을 유지하고, 사용조건에 따라 눈부심방지 특성과 적절한 표면 거칠기를 가지도록 세밀하게 조절하는 것이 가능한 장점을 가진다. 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)는 오염방지 특성을 부여하여, 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재를 손으로 만졌을 때 지문이 잘 남지 않는 등 표면오염을 방지하는 기능을 수행한다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)는 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 2000-5500g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 4000-7000g/mol인 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 1500-4500g/mol인 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 1700-4700g/mol인 실리콘 아크릴레이트 올리고머 또는 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 500-2500g/mol인 멜라민 아크릴레이트 올리고머 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 다양한 관능기 수와 다양한 중량평균분자량을 가지는 다양한 종류의 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)를 단독으로 또는 여러 종류의 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)가 혼합된 형태로 사용함으로써, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 고경도 특성 및 고내스크래치 특성을 상황에 맞게 세밀하게 조절하는 것이 가능하고 다양한 사용환경 및 다양한 용도에 부합하게 사용가능한 특징을 가진다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer)는 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate), 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(Tri(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 또는 1,6-헥산디올디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 다양한 관능기 수를 가지는 다양한 종류의 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate oligomer)를 단독으로 또는 복수가 혼합된 형태로 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물에 사용함으로써, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 고내스크래치 특성을 보다 정교하게 조절하는 것이 가능하고 다양한 상황과 사용환경에 따라 다양한 용도로 사용가능한 특징을 가진다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물은 다관능 아크릴레이트 모노머 75-95 중량부에 500-800nm 직경의 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3) 5-25 중량부가 분산되어 있는 특징을 가진다. 상기 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물에서 다관능 아크릴레이트 모노머가 95 중량부를 초과하거나, 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)의 직경이 500nm 미만이거나, 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)가 5 중량부 미만으로 포함되어 있는 경우 고내스크래치 특성 발현에 문제가 발생할 수 있고, 다관능 아크릴레이트 모노머가 75 중량부 미만이거나 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)의 직경이 800nm 초과하거나 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)가 25 중량부를 초과하여 포함되어 있는 경우 고경도 특성 발현이 과다하여 깨짐이 발생하는 문제가 존재할 수 있다.
본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 실리콘 수지(Silicon resin)는 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)이며, 상기 왁스(Wax)는 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)이며, 상기 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)는 플루오로알킬 (메트)아크릴레이트(Fluoroalkyl (meth)acrylate) 또는 플루오로폴리에테르 (메트)아크릴레이트(Fluoropolyether (meth)acrylate) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 실리콘 수지(Silicon resin)가 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)이고 상기 왁스(Wax)가 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)인 경우 우수한 눈부심방지 특성과 우수한 그립감 향상을 가지는 특징이 있다. 또한 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)는 플루오로알킬 (메트)아크릴레이트(Fluoroalkyl (meth)acrylate) 또는 플루오로폴리에테르 (메트)아크릴레이트(Fluoropolyether (meth)acrylate) 중 어느 하나 이상을 포함하며, 플루오로알킬 (메트)아크릴레이트(Fluoroalkyl (meth)acrylate) 또는 플루오로폴리에테르 (메트)아크릴레이트(Fluoropolyether (meth)acrylate)가 단독으로 포함되거나 혼합되는 양의 변화가 가능한 혼합물 형태로 포함됨으로써, 오염방지 특성을 세밀하게 변화시키는 것이 가능하고 다양한 사용환경에 따라 다양한 용도로 사용가능한 특징을 가진다.
본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer) 10-30 중량부, 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물 5-15 중량부, 실리콘 수지(Silicon resin) 1-4 중량부, 왁스(Wax) 1-4 중량부 및 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate) 0.5-2 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)가 10 중량부 미만으로 포함되거나 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우 고경도 및 고내스크래치 특성 발현에 문제가 발생할 수 있고, 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)가 30 중량부 초과하여 포함되거나 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물이 15 중량부 초과하여 포함되는 경우 고경도 특성 발현이 과다하여 용이하게 깨짐이 발생하는 문제가 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 실리콘 수지(Silicon resin)가 1 중량부 미만으로 포함되거나 왁스(Wax)가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우, 투명도가 높아 눈부심이 발생하는 문제와 매끄러움이 과다한 표면으로 인해 그립감이 부족한 문제가 발생할 수 있고, 실리콘 수지(Silicon resin)가 4 중량부 초과하여 포함되거나 왁스(Wax)가 4 중량부 초과하여 포함되는 경우, 투명도가 너무 낮아져 뿌옇게 보이는 외관상의 문제가 발생할 수 있고, 과다하게 거칠은 표면으로 인해 촉감이 나쁜 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)가 0.5 중량부 미만으로 포함되는 경우 오염방지 특성에 문제가 발생할 수 있고, 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)가 2 중량부 초과하여 포함되는 경우 비용이 과다하게 소요되어 경제성이 떨어지는 문제와 접촉시 촉감이 불량한 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물은 개시제 1-5 중량부, 레벨링제 0.1-1.0 중량부 및 용매 50-80 중량부를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 개시제가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우, 개시반응이 충분하지 못하여 경화도가 낮아지고 고경도 및 고내스크래치 특성 발현에 문제가 발생할 수 있고, 개시제가 5 중량부 초과로 포함되는 경우 비용이 과도하게 소모되고 경제성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 레벨링제는 코팅층의 표면 장력을 강하게 저하시키고 분화구 현상을 방지할 수 있다. 다만 레벨링제가 너무 과량이면 레벨링제의 비극성 특성으로 인해 다른 원료과의 상용성이 미흡하여 과량 사용시 헤이즈(Haze)가 과도하게 커져 투명도가 떨어지고 뿌옇게 보이는 외관 문제가 발생할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 레벨링제가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 코팅층의 평활도 개선이 미흡하고 코팅층이 불규칙하여 백커버부재의 외관에 문제가 발생할 수 있고, 레벨링제가 1 중량부 초과하여 포함되는 경우 경제성이 떨어지고 점성이 작아져 충분한 두께의 코팅층을 형성시키는데 어려움이 발생할 수 있고, 고내스크래치 특성 발현에 미흡함이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 상기 개시제는 하이드록시케톤(Hydroxy ketone)계 또는 아미노케톤(Amino ketone)계 개시제 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하며, 상기 레벨링제는 다이메틸실록산(Dimethyl siloxane)계 레벨링제인 것이 바람직하며, 상기 용매는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Propylene glycol methyl ether)인 것이 바람직하다.
본 발명인 표시장치용 백커버부재는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트에 코팅함으로써 형성될 수 있다. 이 경우 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물을 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 표면에 일정한 두께로 코팅시키면서 가교 반응을 진행시킨다. 이때 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트는 0.55-0.75mm의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 층은 6-10㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 이때, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트에서 폴리카보네이트(Polycarbonate)층 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)층의 두께 비는 2:8-8:2의 비율을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재는 55-65%의 헤이즈(Haza) 값과 0.35-0.55㎛의 중심선 평균 거칠기 값을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명인 표시장치용 백커버부재가 55% 미만의 헤이즈(Haza) 값을 가지는 경우 투명도 및 반사도가 너무 높아 눈부심방지 특성에 문제가 발생할 수 있고, 65% 초과의 헤이즈(Haza) 값을 가지는 경우 투명도가 너무 낮아 뿌옇게 보이고 외관상 미감이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명인 표시장치용 백커버부재가 0.35㎛ 미만의 중심선 평균 거칠기 값을 가지는 경우 표면이 과다하게 매끄러워 그립감이 부족한 문제가 발생할 수 있고, 0.55㎛ 초과의 중심선 평균 거칠기 값을 가지는 경우 표면이 과다하게 거칠어서 촉감이 불량한 문제가 발생할 수 있다.
표 1은 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물의 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4에 사용되는 구성요소와 그 물성을 나타낸 표이다.
구성요소 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer) 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물 실리콘 수지(Silicon resin) 왁스(Wax) 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)
화학명 우레탄 아크릴레이트 올리고머 우레탄 아크릴레이트 올리고머 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)가 분산된
디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate)		 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane) 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax) 퍼플루오로 폴리에테르 아크릴레이트(Perfluoropolyether acrylate)
관능기 7 15 6
중량평균분자량(g/mol) 5150 2220 - - - -
입자크기 - - 500-800nm
알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)		 3-10㎛ 1-5㎛ -
특성 고내스크래치
 고내스크래치 눈부심방지 눈부심방지 오염방지
표 1에 의하면 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 7개의 관능기를 가지고 중량평균분자량 5150g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 15개의 관능기를 가지고 중량평균분자량 2220g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 혼합물이 고내스크래치 특성을 위한 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)로 사용되었고, 500-800nm 직경을 가지는 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3) 15 중량부가 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate) 85 중량부에 분산된 혼합물이 고내스크래치 특성을 위한 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물로 사용되었다. 또한, 표 1에 의하면 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에서 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)이 눈부심방지 특성을 위한 실리콘 수지(Silicon resin)로 사용되었고, 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 눈부심방지 특성을 위한 왁스(Wax)로 사용되었으며, 퍼플루오로 폴리에테르 아크릴레이트(Perfluoropolyether acrylate)가 오염방지 특성을 위한 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)로 사용되었다.
표 1의 구성요소를 이용하여 이하의 과정을 거쳐 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4를 제조하였다.
ⅰ) 관능기 7개를 가지고 중량평균분자량이 5150g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 관능기 15개를 가지고 중량평균분자량이 2220g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 500-800nm 직경을 가지는 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3) 15 중량부가 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate) 85 중량부에 분산된 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물과 혼합하고, 광개시인 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone과 Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide와, 다이메틸실록산(Dimethyl siloxane)계 레벨링제 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Propylene glycol methyl ether) 용매를 추가하여 혼합액을 제조하였다.
ⅱ) 상기 혼합액에 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane), 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax) 및 퍼플루오로 폴리에테르 아크릴레이트(Perfluoropolyether acrylate)를 혼합하여 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 대한 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4를 완성하였다.
표 2는 본 발명에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 대한 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4의 조성비율을 나타내는 표이다.
구성요소(%) 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone(개시제) 2 2 2 2 2 2 2
Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide(개시제) 1 1 1 1 1 1 1
우레탄 아크릴레이트 올리고머(관능기 7, 중량평균분자량 5150g/mol) 10 8.5 8.5 8.5 9 8.7 8.7
우레탄 아크릴레이트 올리고머(관능기 15, 중량평균분자량 2220g/mol) 10 8.5 8.5 8.5 9 8.7 8.7
알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3)가 분산된
디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate)		 10 8.5 8.5 8.5 9 8.7 8.7
폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane) - 5 - 3 1 2 3
폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax) - - 5 2 2 2 1
퍼플루오로 폴리에테르 아크릴레이트(Perfluoropolyether acrylate) 1.5 1.2 1.2 1.2 1.5 1.5 1.5
다이메틸실록산(Dimethyl siloxane)계 레벨링제 0.5 0.3 0.3 0.3 0.5 0.4 0.4
프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Propylene glycol methyl ether) 용매 65 65 65 65 65 65 65
표 2에 의하면 비교예 1에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)과 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 모두 존재하지 아니하고, 비교예 2에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)은 과량 존재하나 눈부심방지 특성을 위한 또 다른 구성인 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)는 존재하지 아니하며, 비교예 3에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)은 존재하지 아니하나 눈부심방지 특성을 위한 또 다른 구성인 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 과량 존재하는 차이가 있다. 이와 대조적으로 실시예 1 내지 실시예 4에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)과 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 균형있게 혼합되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 나타난 조성비율을 가지는 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4의 하드코팅 조성물을 0.65mm의 두께를 가지는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트(폴리카보네이트(Polycarbonate)층 두께와 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)층 두께 비율은 5:5)에 플로우 코팅(Flow coating) 방식으로 코팅하고 50-90℃의 온도에서 적외선(Infrared)으로 3-5분 건조한 후, 자외선 투여량(Ultraviolet dose) 500~1000mJ/cm2 조건에서 경화하여 8㎛의 두께를 가지는 코팅층을 형성시켰다. 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4의 하드코팅 조성물이 이상과 같은 방법으로 코팅된 코팅층에 대해 이하의 실험을 진행하였다.
(1) 내스크래치성 평가(목표등급: 우수)
내스크래치 스틸울 테스트기(한국 기배이앤티, KP-M4260-5)를 이용하여 스틸울 크기(2cmx5cm) 하에서 1.5kg로 1000회 왕복 운동시켜 내스크래치성을 시험하였다. 스틸울은 #0000을 사용하였으며 그 등급을 하기와 같이 평가하였다.
우수 : 육안으로 보았을 때 외관상 스크래치가 없고 확대시에도 스크래치가 존재하지 아니함.
양호 : 육안으로 보았을 때 외관상 스크래치가 없고 확대시에 시작점과 종료점에 스크래치가 약하게 확인됨.
미흡 : 육안으로 보았을 때 외관상 시작점과 종료점에 스크래치가 약하게 확인되고 확대시에 전체적으로 스크래치가 확인됨.
나쁨 : 육안으로 보았을 때 외관상 전체적으로 스크래치가 확인됨.
(2) 헤이즈(Haze)값 측정(목표수치: 55-65%)
- 광선투과율과 Haze의 측정
광선투과율 평가는 ASTM D1003 기준으로 Hazemeter(NDH-5000, 일본 Nippon Denshoku)를 이용하여 전광선투과율(Tt)과 평행투과율(Tp)을 측정하고, 전광선투과율(Tt)에서 평행투과율(Tp)을 뺀 값인 확산투과율(Td)을 계산한다. 전광선투과율(Tt)이 크고 확산투과율(Td)이 작을수록 투명한 물질에 해당한다. 빛이 투명한 재료 안을 통과할 때 재료의 종류에 따라서는 반사나 흡수 외에 그 재료의 고유 성질에 따라 광선이 확산되어 불투명한 흐림상 외관을 나타내는 것이 존재하는데, 이 현상을 헤이즈(Haze)라고 부르며, 이같이 투명한 것에 입사한 광선이 확산하는 정도를 헤이즈(Haze)값이라 한다. 헤이즈(Haze)값이 작을 수록 투명한 물질에 해당한다.
헤이즈(Haze)값 = 확산투과율(Td) / 전광선투과율(Tt)
(3) 중심선 평균 거칠기(Ra) 값 측정(목표수치: 0.35-0.55㎛)
비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4의 하드코팅 조성물이 코팅된 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 시편 표면 중심에서의 거칠기 평균을 나타내는 중심선 평균 거칠기(Ra) 값을 표면조도계(LEEB 462, 한국 찬주테크)를 이용하여 측정한다. 중심선 평균 거칠기(Ra) 값은 코팅 표면의 매끄러운 정도와 거칠은 정도를 판단하기 위한 것으로서, 표면조도계의 말단을 코팅 표면과 접촉시킨 후, 표면을 긁으면서 이동시켜 코팅표면의 거칠은 정도를 측정한다.
표 3은 비교예 1 내지 비교예 3 및 실시예 1 내지 실시예 4의 하드코팅 조성물이 코팅된 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 공압출시트 시편에 대해 내스크래치성을 평가하고, 측정한 헤이즈(Haze)값 및 중심선 평균 거칠기(Ra) 값을 나타낸 표이다.
평가항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
내스크래치성 우수 나쁨 양호 우수 우수 우수 우수
헤이즈(Haze)값(%) 0.2 80.04 83.41 64.21 55.15 58.44 61.27
중심선 평균 거칠기(Ra) 값)(㎛) 0.005 0.891 0.301 0.55 0.364 0.477 0.51
외관 투명함 불투명 불투명 반투명 반투명 반투명 반투명
지문잔류 약함 약함 약함 약함 약함 약함 약함
표 3에 의하면 비교예 1에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)과 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 모두 존재하지 아니하므로, 내스크래치 특성은 우수하나, 헤이즈(Haze) 값이 낮아 투명도가 커서 반사에 의한 눈부심이 발생하는 문제가 있고, 표면이 너무 매끄러워 그립감이 나쁜 문제가 존재한다. 비교예 2에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)은 과량 존재하나 눈부심방지 특성을 위한 또 다른 구성인 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)는 존재하지 아니하므로, 과량의 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane) 존재로 인해 내스크래치 특성이 불량하고, 헤이즈(Haze) 값이 너무 높아 뿌옇게 보이며 외관의 미감이 떨어지는 문제가 있고, 표면이 너무 거칠어서 손으로 만졌을 때 촉감이 불량한 문제가 존재한다. 비교예 3에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)은 존재하지 아니하나 눈부심방지 특성을 위한 또 다른 구성인 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 과량 존재하므로, 과량의 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax) 존재로 인해 내스크래치 특성이 일정 정도 저하되고, 헤이즈(Haze) 값이 너무 높아 뿌옇게 보이며 외관의 미감이 떨어지는 문제가 있고, 표면이 매끄러워 그립감이 일정정도 떨어지는 문제가 존재한다. 이와 대조적으로 실시예 1 내지 실시예 4에는 눈부심방지 특성을 위한 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)과 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 균형있게 혼합되어 있으므로, 내스크래치 특성이 우수하고, 헤이즈(Haze) 값이 목표수치인 55-65% 안에 존재하여 과도한 반짝임의 문제와 외관상 뿌옇게 보여 미감이 떨어지는 문제를 해결하고 유리와 유사한 질감을 가질 수 있고, 중심선 평균 거칠기(Ra) 값이 목표수치인 0.35-0.55㎛ 안에 존재하여 과다한 매끄러움으로 인해 그립감이 부족한 문제와 과다한 거칠음으로 인해 촉감이 불량한 문제를 해결하고 적절한 미세 요철을 가지는 표면을 가질 수 있다.
표 3에 의하면, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물과 같이 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)과 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)가 균형있게 혼합된 경우에만 우수한 내스크래치 특성을 가지고, 적절한 미세 요철을 가지는 표면이 형성되어 유리와 유사한 질감을 가지며 우수한 눈부심방지 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물에 퍼플루오로 폴리에테르 아크릴레이트(Perfluoropolyether acrylate)가 포함됨으로써, 지문이 코팅 표면에 약하게 잔류하는 것으로 확인되어 오염방지 특성이 충분히 발휘되는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 결과에 의하면, 본 발명인 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물 및 이에 의해 코팅된 표시장치용 백커버부재는 다른 하드코팅액으로 코팅된 백커버부재와 비교하여 상대적으로 고내스크래치 특성을 나타내었으며, 고내스크래치 특성의 저하없이 플라스틱 시트의 문제점인 눈부심의 문제, 그립감이 떨어지는 문제, 유리와 질감이 다른 문제, 지문이 잘 묻어나 오염에 취약한 문제를 동시에 모두 해결하는 특징을 가진다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 비교예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 변형실시 또는 추가실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시 또는 추가실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 6~15개의 아크릴레이트기를 가지는 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer), 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate), 트리(2-하이드록시 에틸)이소시아누에이트 트리아크릴레이트(Tri(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 또는 1,6-헥산디올디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate) 중 어느 하나 이상을 포함하는 다관능 아크릴레이트 모노머 75-95 중량부에 500-800nm 직경의 알루미나 나노입자(Alumina nanoparticles, Al2O3) 5-25 중량부가 분산되어 있는 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물, 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane)을 포함하는 실리콘 수지(Silicon resin), 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스(Polytetrafluoroethylene wax)를 포함하는 왁스(Wax) 및 플루오로알킬 (메트)아크릴레이트(Fluoroalkyl (meth)acrylate) 또는 플루오로폴리에테르 (메트)아크릴레이트(Fluoropolyether (meth)acrylate) 중 어느 하나 이상을 포함하는 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate)를 포함하는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer)는 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 2000-5500g/mol인 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 4000-7000g/mol인 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 1500-4500g/mol인 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 1700-4700g/mol인 실리콘 아크릴레이트 올리고머 또는 6~15개의 아크릴레이트기를 가지고 중량평균분자량 500-2500g/mol인 멜라민 아크릴레이트 올리고머 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하드코팅 조성물은 다관능 아크릴레이트 올리고머(Acrylate oligomer) 10-30 중량부, 다관능 아크릴레이트 모노머(Acrylate monomer) 무기혼합물 5-15 중량부, 실리콘 수지(Silicon resin) 1-4 중량부, 왁스(Wax) 1-4 중량부 및 불소 개질 아크릴레이트(Fluorine modified acrylate) 0.5-2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하드코팅 조성물은 개시제 1-5 중량부, 레벨링제 0.1-1.0 중량부 및 용매 50-80 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개시제는 하이드록시케톤(Hydroxy ketone)계 또는 아미노케톤(Amino ketone)계 개시제 중 어느 하나 이상이며, 상기 레벨링제는 다이메틸실록산(Dimethyl siloxane)계 레벨링제이며, 상기 용매는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Propylene glycol methyl ether)인 것을 특징으로 하는 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물.
  9. 제1항, 제2항, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 고내스크래치, 눈부심방지 및 오염방지 특성을 가지는 하드코팅 조성물이 코팅된 표시장치용 백커버부재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 백커버부재는 55-65%의 헤이즈(Haza) 값과 0.35-0.55㎛의 중심선 평균 거칠기 값을 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치용 백커버부재.
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