KR20040076423A - 불소계 저굴절 단량체를 이용한 반사 방지 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불소계 저굴절 단량체를 이용한 반사 방지 필름에 관한 것으로서, 투명 플라스틱 지지체의 한면 또는 양면에 하드코팅층과 불소계 저굴절 단량체와 아크릴 단량체를 공중합시킨 것을 도포하여 형성된 저굴절층을 순차적으로 적층하여 이루어진 반사 방지 필름은 투과율이 높고 반사율이 낮으며 경도 또한 우수하다.

Description

불소계 저굴절 단량체를 이용한 반사 방지 필름{Anti-reflection film using low-refractive monomer of fluorine system}

본 발명은 불소계 저굴절 단량체를 이용한 반사 방지 필름에 관한 것으로서,상세하게는 불소계 저굴절 단량체와 아크릴 단량체를 공중합시킨 불소계 저굴절 단량체와 이를 저굴절층으로 이용한 반사 방지 필름에 관한 것이다.

고분자 수지로 이루어진 다양한 응용제품의 사업분야가 점점 다양해지면서 전기전자 포장용, 콘덴서용, 절연재료용, 자기기록 매체용, 사진필름용, 의료용, 디스플레이용 등으로 그 사용범위가 확대되고 있다.

특히 디스플레이 기술의 발달이 혁신적으로 이루어지는 가운데 최근 LCD의 폭발적인 신장, CRT의 평면화와 유기 EL 등으로 대표되는 새로운 PDP의 기술이 급속히 발전하고 있다. 이러한 기술의 발전에 발맞추어 화면의 대형화뿐만 아니라 보다 선명한 화면으로의 요구가 점점 더 커짐에 따라 반사방지 기능에 대한 관심도 높아지고 있는 추세이다. 디스플레이 등에 이러한 반사방지 기능을 부여하면 외부광에 의한 눈부심을 방지함으로써 보다 선명한 화상을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

반사방지 기능은 실제로는 이러한 디스플레이에 적용되기 훨씬 더 이전부터 우리 생활에 이용되어 왔는데, 그 대표적인 예가 안경 등 각종 렌즈에 반사방지 물질을 코팅하여 사용하는 것이다.

또한, 반도체 공정에서 사용되는 일례로는 웨이퍼상에 빛을 조사하여 웨이퍼에 사용되는 각종 수지들이 특성변화를 일으킬 때 웨이퍼상의 반사로 인해 광효율이 떨어져 원하는 특성변화를 일으키지 못하는 때가 있다. 이러한 경우에 반사방지코팅을 웨이퍼상에 실시하면 광효율이 높아지게 된다.

한편 반사 방지효과를 나타내기 위해서는 상기 언급한 각종 디스플레이 외곽면에 반사 방지물질을 도포하는 방법이 가장 간단하나 이 방법은 디스플레이의 주요 기재인 유리에 대한 접착력이 좋은 수지를 찾기가 힘들며, 패널 하나하나에 도포하는 경우 생산성 측면에서 상당히 취약하여 실제 사용하는 예는 극히 적다.

또 다른 방법으로는 유리와는 전혀 다른 기재에 반사 방지물질을 도포하고 이를 다시 디스플레이 외곽면에 부착함으로써 반사방지 효과를 얻어내는 것이다.

이러한 방법으로 지금까지 가장 많이 사용되어진 방법은 투명기재 필름위에 복수개의 투명 금속 산화물층을 화학적 증기 증착 또는 물리적 증기 증착에 의해 형성하는 방법이 있는데, 이는 넓은 영역에서의 빛의 반사를 감소시켜 반사방지 효과는 탁월하지만 증착 공정이 대량생산에는 불충분한 생산성을 보이므로 최근에는 점점 그 사용예가 줄어드는 추세이다.

그 이후로 나온 방법이 증착 공정 대신에 무기미립자를 함유한 도포액을 사용하여 반사방지 필름을 제조하는 방법이다. 일본 특공소 60-59250호는 미세 동공 및 무기 미립자를 함유하는 반사방지 필름을 제시하고 있다. 일본 특개소 59-50401호는 지지체, 고굴절층, 저굴절층이 순서대로 겹쳐진 반사방지필름을 기재하고 있다. 이 경우에도 저굴절층은 무기미립자를 함유하는 도포액을 사용하였다.

일본 특개평 2-245702호는 2종류 이상의 무기미립자를 함유하는 반사방지 필름을 나타내고 있다. 입자의 혼합비율은 두께에 따라 다양하며 굴절율이 점차 두께에 따라 변화하도록 하고 있다. 일본 특개평 5-13021호는 일본 특개평 2-245702호에 기재된 공극이 바인더로 채워진 반사방지 필름을 개시하고 있다.

일본 특개평 8-110401호 및 일본 특개평 8-179123호는 플라스틱 재료내에 분산된 고굴절율의 무기 미립자를 함유하는 고굴절율 필름(굴절율 1.80 이상)을 개시하고 있다.

그러나, 상기와 같이 무기미립자를 주로 사용하는 고굴절층은 무기미립자를 미세하게 분산시키고 또 이것을 고루 도포하여 균일한 코팅층을 얻어내기가 힘든 문제점이 있다. 따라서, 균일한 분산을 위한 첨가제로 일반적으로 계면활성제(양이온성, 음이온성)가 사용되어지는데 이는 입자의 고른 분산에 의한 도막형성에만 도움을 줄뿐 실제 도막형성 후의 도막의 강도(내마모성) 및 화학적 강도(내약품성)를 떨어뜨리는 경우가 종종 발생한다.

한편, 저굴절율층은 낮은 굴절율을 가지는 유기물질의 사용이 제한적이고 사용하기에 적당한 도막강도를 갖는 저굴절 물질이 없으며 이 또한 고굴절층과 마찬가지로 균일한 도막을 형성하는 것이 문제이다. 그래서 최근에는 저굴절율 물질을 도막을 형성할수 있는 바인더와 혼합하여 사용하고 이 둘의 혼합비를 통해 굴절율을 조절하는 형태가 많이 나오고 있다. 그러나 굴절율이 반사방지 기능을 만족시킬만한 수준이 아니고 일부는 상분리가 일어나는 단점이 있다.

반사방지 필름의 원리를 비누방울과 같은 박막에서 주로 발생하는 빛의 간섭에 의한 상쇄효과로 주로 설명한다

도 2는 빛이 어떤 매질을 통과할 때의 일반적인 거동을 나타내고 있다. 빛이 매질에 입사를 하면 매질의 표면에서 반사하고 일부는 투과하거나 흡수된다. 보통유리 90%, 아크릴 94%, PET 필름 90%, 폴리카보네이트 90% 등의 투과율을 가지며, 일반적인 수지는 6∼10%의 반사에 의한 필연적인 광손실 내지 빛의 반사에 의한 화상의 불량을 일으키게 된다. 이 6∼10%의 빛의 반사를 줄이는 것이 반사 방지필름의 목적이다.

한편, 빛의 파장과 굴절율과의 관계식은 다음 식(1)과 같다.

nd = λ/4(2N+1) -------------식(1)

n : 매질의 굴절율, d : 매질의 두께

λ: 빛의 파장, N : 0, 1, 2 렁렁

시감함수(빛의 파장과 사람이 느끼는 민감도의 함수)에 따르면 사람은 380∼830nm의 빛 중에서 550nm의 근처의 녹색 계열의 빛에 가장 민감하다고 한다. 따라서 사람이 빛의 반사라고 느끼는 파장도 이 영역 근처이다. 따라서 입사되는 빛의 파장중 이 550nm 근처 파장의 반사를 상쇄시키기 위해서 상기 식(1)에서 보면 N이 0 일때, 굴절율은 대부분의 유·무기물이 1.3(물)∼2.4(다이아몬드) 사이의 값을 가지므로, 이때의 두께는 대략 100nm 정도여야 한다.

이론적인 유기물의 굴절율은 1.375일때(굴절율이 작으면 두께를 조금 늘려도 되나 이런 유기물은 존재하지 않으므로) 550nm 파장의 상쇄가 가장 크다

한편, 반사방지 물질에서 빛이 어떻게 반사방지 효과를 나타내는지를 도 2의 모식도를 통해서 설명하면 다음과 같다. 일반 물리학에서 저굴절 매질에서 고굴절 매질로 가면 광은 위상의 반전(대략 λ/2)이 생기고, 반대의 경우로 고굴절 물질에서 저굴절 물질로 빛이 이동하면 이런 위상의 반전이 생기지 않는다고 알려져 있다.

따라서 초기에는 고굴절율을 가지는 기재 필름에 저굴절층을 코팅하여 사용하였는데 이는 기재필름이 가지는 굴절율의 한계로 반사방지 효과에 한계가 있었다. 일반적인 투명 기재들의 굴절율은 1.6 이하의 값을 가지므로 한계가 있었다.

그러므로, 위의 상쇄간섭 효과를 높혀주기 위해서는 저굴절층 밑에 고굴절층(기재 필름보다 고굴절인)을 코팅하여 사용함으로써, 고굴절층은 가능하면 고굴절율을 가지도록 저굴절층은 가능하면 저굴절율을 가지도록 하여 그 효과를 더 크게할 수 있다. 즉, 고굴절층의 굴절율은 높이고 저굴절층의 굴절율을 낮추는 것이 반사방지 효과의 중요한 요소라고 할 수 있다.

한편, 저굴절층으로 보통의 저굴절율 물질을 단독으로 사용하는 경우에는 필름에 대한 접착력, 유기용매에 대한 가용성, 도막물성 등이 현저히 떨어지는 단점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 저굴절율 물질과 일반 고분자 바인더를 혼합하여 저굴절층으로 사용하였으나 혼합비에 따라서 저굴절 물질의 함량이 많으면 도막물성이 떨어지고 일반 고분자 바인더의 함량이 많으면 도막물성은 개선되나 굴절율이 높아져 원하는 반사방지 기능을 할 수 없는 문제가 있었다.

최근의 경향은 생산성과 반사방지효과를 극대화한 형태로 도 1에서 보는 바와 같이 투명 플라스틱 지지체(4)에 고굴절층(2)과 저굴절층(1)을 가지는 형태의 반사방지필름을 주로 사용하는데, 이는 자체의 표면경도가 낮으므로 최하부에 하드코팅층(3)을 둔 3층 구조로 하여 경도문제도 해결하고 있다.

그러나 이러한 3층 구조의 반사방지 필름은 공정수가 많아 양품으로 생산하기가 힘들어 생산원가가 비싸고, 3층 중의 어느 층 하나라도 물성을 만족하지 못하면 전체가 불량제품이 되는 단점이 있었다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 연구 노력하던 중, 불소계 저굴절 단량체와 코팅성이 좋은 아크릴계 단량체를 공중합시킨 것을 도포하여 저굴절층으로 사용하여 반사방지 필름을 제조한 결과, 저굴절층의 굴절율이 낮고, 투과율이 높아 반사 방지 효과가 우수하고, 경도 또한 우수하여 내구성도 우수하다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 저굴절층의 굴절율이 낮고, 투과율이 높아 반사 방지 효과가 우수하고, 내구성이 우수한 불소계 저굴절 단량체를 이용한 반사 방지 필름을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 불소계 저굴절 단량체를 이용한 반사 방지 필름은 투명 플라스틱 지지체의 한면 또는 양면에 하드코팅층과 불소계 저굴절 단량체와 아크릴 단량체를 공중합시킨 것을 도포하여 형성된 저굴절층을 순차적으로 적층하여 이루어진 것임을 그 특징으로 한다.

도 1은 종래 제조된 반사 방지 필름을 나타낸 것이고,

도 2는 통상의 매질에서의 빛의 거동을 나타낸 것이고,

도 3은 반사 방지 물질을 통해 빛이 반사 방지되는 효과를 나타낸 모식도이며,

도 4는 본 발명에 따라 제조된 반사 방지 필름을 나타낸 것이다.

* 도면 부호의 상세한 설명*

1, 101 : 저굴절층 2 : 고굴절층

3, 103 : 하드코팅층 4, 104 : 투명 플라스틱 지지체

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 불소계 저굴절 단량체와 아크릴 단량체를 공중합시켜 얻어진 것을저굴절층으로 이용한 반사 방지 필름에 관한 것이다.

(불소계 단량체의 합성)

본 발명의 하드코팅층(103)의 상부에 도포되는 저굴절층(101)은 불소계 단량체와 아크릴 단량체를 공중합시킨 것이다.

먼저 불소계 저굴절 단량체를 합성하는 방법은 다음과 같다.

글리시딜 메타크릴레이트 1.0∼1.2몰에 헥사플루오르프로판올 또는 헥사플루오르부탄올과 같은 불소계 화합물 1.0∼1.5몰과, 용매로 테트라히드로푸란을 넣는다. 촉매로 테트라부틸암모늄플로라이드(Tetrabutylammoniumfluoride, TBAF)를 첨가하여 일정한 온도와 시간에서 환류시킨다. 반응이 완료된 후, 메탄올에 부어 단량체를 회수한다. 통상적인 반응수율은 90%이다.

(저굴절층의 제조)

보통의 저굴절율 물질을 단독으로 사용할 경우 필름에 대한 접착력, 유기용매에 대한 가용성, 도막물성 등이 현저히 떨어지는 단점이 있기 때문에, 본 발명에서는 이러한 상기 합성된 불소계 단량체와 일반 아크릴 단량체를 공중합시켜 제조한다.

아크릴 단량체로는 통상적인 아크릴 단량체를 사용하였는 바, 예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴레이트 등을 사용한다.

공중합하는 비율이 물성 관리 측면에서 매우 중요한데 불소계 저굴절 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합 비율은 9:1∼7:3의 비율로 하여야만 원하는 반사방지필름을 얻을 수 있다. 만일 공중합 비율이 9:1을 초과하여 불소계 저굴절 단량체의 함량이 많아지면 생성된 공중합체의 굴절율은 매우 낮으나 도막 물성이 떨어져 도막형성 능력이 떨어지고, 또한 7:3 미만으로 되어 아크릴 단량체의 비율이 높아지면 코팅 형성능과 경도, 용매에 대한 가용성은 매우 좋으나 굴절율이 1.45 이상이 되어 원하는 반사방지 효과를 얻을 수 없다.

상기 불소계 단량체와 아크릴계 단량체의 중합은 일반 라디칼 중합으로 하고, 테트라히드로푸란을 용매로 하여 열중합을 실시한다. 개시제의 비율은 중합하고자 하는 단량체 100 중량부에 대하여 1∼10 중량부를 사용한다.

위와 같은 함량비로 공중합하는 경우 본 발명에서는 생성된 고분자의 굴절율이 1.40 이하의 값을 갖는다.

생성된 고분자를 상기 하드코팅층(103)에 도포하여 저굴절층(101)을 제조하는데 저굴절층의 도막두께는 200nm 이내, 바람직하게는 70 내지 150nm의 두께가 광특성 측면에서 바람직하다.

코팅용액은 하드코팅층의 경우와 마찬가지로 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 일반 유기용매에 의하여 희석할수 있다. 희석액은 10% 이내의 고형분을 가진 용액이어야 하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5% 이내의 고형분을 가진 용액이어야 한다.

만일 고형분 함량이 0.1% 미만일 경우에는 도막의 생성 자체가 불가하며 균일한 코팅층을 형성하기가 어렵다. 또한, 고형분의 함량이 5%를 초과한 경우에는 지금까지 알려진 각종 코팅방법에 의해서 수백 nm의 도막두께를 가지기가 쉽지 않기 때문이다. 즉, 1 마이크론 이상의 코팅 두께를 나타내어 굴절율이 아무리 낮아도 상기 식 (1)에 의하여 반사방지 효과를 나타내지 못한다.

이러한, 저굴절층(101)을 코팅하는 방법은 매우 어려운데 그 이유는 70 내지 150nm의 도막을 균일하게 코팅하기가 매우 힘들다는 것이다. 이를 위해 다양한 코팅 방법이 알려져 있으나 본 발명에서는 크게 두 가지의 코팅 방법을 실시한다. 즉, 마이크로그라비아(일본 야쓰시세이키사) 또는 로드그라비아(일본 히라노사)와 같은 음각으로 가공된 미세한 그라비아 코팅 방법을 사용하는 것과, 딥 코팅 방법을 사용하는 것이다.

미세 가공 그라비아 코팅 방법은 가공된 메쉬의 피치 사이즈가 작으면 작을수록 좋은데 보통 피치간 간격이 1 내지 10 마이크론 사이의 것을 사용한다. 딥 코팅 방법은 필름을 통째로 혼합액에 담구어 도막을 형성하는 것이므로 배면의 코팅을 방지하기 위하여 배면에는 이형필름 내지는 보호필름을 붙이고 코팅을 실시한다. 저굴절층의 굴절율은 1.20 이상 1.50 이하의 값을 가진다.

상기 제조된 저굴절층(101)을 포함하는 본 발명의 반사 방지 필름을 다음 도 4를 통해 구체적으로 살펴보면, 플라스틱 투명 지지체 필름(104)의 적어도 한면 또는 양면에 하드코팅층(103)을 도포하고, 그 상부에 저굴절층(101)을 순차적으로 적층하여 이루어진 것이다.

반사방지 필름이 렌즈 또는 CRT의 표시면 같은 유리 기판상에 직접 제공되는 경우를 제외하고는 필름이 투명 플라스틱 지지체 필름 위에 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 플라스틱 투명 지지체 필름(104)으로는 투명한 지지체면 어떤 것이든 사용가능하며, 그 구체적인 예를 들면, 셀룰로오스 유도체(디아세틸 셀룰로오스, 트리아세틸 셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스), 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 에폭시 등이 사용되며, 바람직하기로는 트리아세틸 셀룰로오스, 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트가 주로 사용되어진다.

이러한 플라스틱 투명 지지체(104)는 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상의 투과율을 가진 것이다.

또한, 플라스틱 투명 지지체(104)의 헤이즈는 4.0% 이내, 바람직하게는 2.0% 이내인 것이다. 이 투명 지지체의 굴절율은 바람직하게는 1.5 내지 1.7의 값을 가져야 한다. 플라스틱 투명 지지체의 두께는 50 내지 500 ㎛가 적당하며 보다 바람직하게는 75 내지 200㎛가 적당하다. 이 두께에서만이 필름으로써의 가공성과 핸들링성이 좋기 때문이다.

또한 플라스틱 투명 지지체(104)는 표면처리를 행할 수 있다. 표면처리의 예로는 화학적 처리, 기계적 처리, 코로나 방전 처리, 화염 처리, UV처리, 고주파 처리, 글로우 방전 처리, 활성 플라즈마 처리 등이 있으며, 바람직하게는 글로우 방전처리, UV처리가 바람직하다

한편, 본 발명에서는 이론적으로 완벽한 저굴절층과 고굴절층을 가지더라도 도막 강도가 나오지 않으면 내구성을 가지지 못하므로 투명 플라스틱 지지체(104) 바로 위 상부에 하드코팅층(103)을 형성하여 내구성을 보완한 것이다.

본 발명에서 사용되는 하드코팅층(103)으로는 아크릴계 중합체, 우레탄 중합체, 에폭시 중합체, 규소중합체, 또는 실리카 화합물과 같은 경화형 바인더에 무기 미립자를 분산시킨 것이다. 이러한 물질들은 열이나 UV에 의해 경화시 표면 경도가 매우 좋고 또한 무기 미립자의 분산이 가능하여 고굴절 물질의 고른 분산이 가능하기 때문에 일반적으로 사용되어진다.

아크릴계 중합체는 폴리올아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트와 같은 경화형 다관능성 단량체를 중합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 우레탄 중합체는 멜라민 우레탄을 사용하는 것이 바람직하며, 규소중합체로는 실란 화합물(예로는, 알킬트리알콕시실란, 테트라알콕시실란)들 간의 가수분해로부터 유도 생성된 화합물 및 활성기를 갖는 실란커플링제를 들 수 있다. 본 발명에서는 이러한 중합체들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 이러한 경화형 바인더에 고굴절율을 갖는 무기 미립자를 분산시킨 것으로, 본 발명의 무기미립자는 1.80 내지 2.80, 바람직하게는 1.90 내지 2.80의 굴절율과 평균 크기는 1 내지 500 nm, 바람직하게는 1 내지 200 nm,더욱 바람직하게는 1 내지 80 nm의 범위이다.

사용 가능한 무기 미립자로는 금속산화물 또는 황화물로서, 예를 들면, 이산화티타늄(루틸, 루틸/아나타제의 혼합 결정, 아나타제 비정질 구조), 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄, 산화아연, 황화아연 등을 포함한다. 이중 이산화티타늄, 산화주석, 산화인듐이 바람직하다.

상기 무기 미립자는 무기 화합물 또는 유기화합물을 사용하여 표면 처리될 수 있으며, 이러한 무기 화합물의 예로는 알루미나, 실리카, 산화지르코늄, 산화철 등을 들 수 있다. 또한 유기 화합물의 예로는 폴리올, 알칸올아민, 스테아르산, 실란커플링제 및 티타네이트 커플링제를 포함한다. 무기미립자의 형태는 정해진 것이 없으며, 특히 구형상, 입방체상, 방추형상, 부정형상이 바람직하다.

이러한 고굴절성을 가지는 무기미립자는 경화형 바인더에 대해 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50중량%를 함유한다.

무기미립자와 경화형 바인더는 분산액의 형태로 하여 플라스틱 투명 지지체(104) 위에 도포되는데 사용되어지는 분산액의 매질은 물, 알코올, 케톤계, 에스테르계, 지방족 탄화수소계, 할로겐화 탄화수소계, 방향족 탄화수소계, 아민계 등으로, 일반적인 비점이 60 내지 170℃의 액체이면 어느 것을 사용하여도 무방하며, 특히 바람직하게는 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등이다.

이렇게 혼합된 용액은 일반교반기, 샌드글라인더, 밀, 고속충격밀, 콜로이드밀과 같은 분산기를 사용하여 액체 매질내에 분산시킬 수 있다.

제조된 분산액을 플라스틱 투명 지지체(104) 위에 통상적인 코팅방법인 바코팅, 딥코팅, 에어나이프 코팅, 커튼코팅, 롤러코팅, 그라비아 코팅 및 압출 코팅, 스프레이 코팅, 콤마코팅 등의 방법에 의해 하드코팅층(103)을 형성할 수 있고, 형성된 코팅층 위에 UV광을 조사하여 도막을 완성한다. 생성된 도막의 두께는 1 내지 30 ㎛, 바람직하게는 1 내지 10 ㎛ 정도의 두께면 충분하다.

생성된 하드코팅층(103)의 굴절율은 1.65∼2.70의 값을 가지며, 표면 경도는 1H 이상, 더욱 바람직하게는 2H 이상, 더더욱 바람직하게는 3H 이상의 기계적 강도를 갖는 것이 좋다.

이렇게 제조된 본 발명의 하드코팅층(103)은 필름을 보호하여 내구성을 높혀주는 하드코팅층의 역할과 고굴절성 무기 안료로 인하여 고굴절층 역할을 하며, 투명 플라스틱 지지체(104)와 하드코팅층(103) 위에 제공된 저굴절층(101)과의 접착성을 증진시킨다.

상기 하드코팅층(103)과 저굴절층(101)은 필요에 따라 첨가제를 넣어서 대전방지성, 내오염성, AG(Anti-glare)성, 적외선 차단성 등의 기능을 부가적으로 수행할 수도 있다. 이러한 각각의 기능을 나타내는 첨가제들은 반사방지 기능을 저해하지 않는 범위에서 혼합 코팅할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

(합성예 : 불소계 저굴절 단량체)

글리시딜 메타크릴레이트 1몰, 헥사플루오르프로판올 1.2몰, 용매 테트라히드로푸란 1000ml를 삼구 플라스크에 넣었다. 촉매로는 테트라부틸암모늄플로라이드(TBAF, Tetrabutylammoniumfluoride) 0.5몰 첨가하였다. 그 다음, 60℃에서 3시간 동안 환류시켰다. 반응이 완료된 후 메탄올에 부어 단량체를 회수한다. 통상적인 반응 수율은 90%이다.

실시예 1

100 중량부의 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물(DPHA, Nippon Kayaku Co., Ltd.)에 15 중량부의 이산화티타늄(입자크기 50nm, 굴절율 2.70)을 넣고 프리 믹싱(pre-mixing)한 후에 1.5 중량부의 광중합 개시제(Irgacure 907, Ciba-Geigy), 1.5 중량부의 감광제(Kayacure DETX, Nippon Kataku co., Ltd.)를 추가로 혼합한 후에 메틸에틸케톤과 톨루엔으로 고형분 함량이 10%인 혼합 용액을 만들었다. 혼합 용액을 디노-밀(Dyno-Mill)로 실린더 회전속도 30hz로 교반한다. 교반한 용액을 바코터로 초투명 PET(FCAA, 100마이크론, KOLON)의 단면에 코팅한 후 UV를 조사하여 가교반응을 실시한 후 열건조시켜 도막 두께 5 ㎛의 하드코팅층을 얻었다.

10 중량부의 히드록시에틸아크릴레이트(HEA)와 위에서 합성한 불소계 저굴절 단량체 90 중량부를 혼합하여 테트라히드로푸란에 녹인 후 AIBN을 10몰 첨가하여 반응을 개시하였다. 용액 내의 산소와 물을 사용한 앰퓰에 진공을 걸어 냉동과 해동(Freeze and Thaw)을 수차례 반복하여 제거하였다. 산소와 물을 제거한 후, 불꽃을 사용하여 앰퓰을 밀봉하였다. 앰퓰을 60℃로 가열하여 5시간 동안 라디칼 중합을 진행하였다. 중합 완료 후 중합물을 메탄올에 부어 중합체를 석출시켰다.

석출된 중합물을 진공 오븐에서 잘 건조시킨후 메틸에틸케톤, 톨루엔을 중량비 8:2로 혼합한 용액에 녹여 고형분 2%의 혼합 용액을 만들었다. 만들어진 혼합용액을 상기 단층의 하드코팅층 위에 마이크로그라비아 200 메쉬를 사용하여 코팅한 후 120℃에서 2분 동안 건조시켜 광학적 후도 110nm의 도막 두께를 가진 저굴절층을 도포함으로써 본 발명의 반사방지 필름을 제조하였다.

이렇게 제조된 반사방지 필름의 물성을 다음과 같이 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

(물성 측정)

(1) 반사율

분광광도계(SHIMAZU사, UV 3101PC)를 이용하여 시감함수에서 녹색 파장인 550nm 에서의 반사율을 측정하였다

(2) 투과율 및 헤이즈

분광광도계(NIPPON DENSHOKU사, NDH2000)를 이용하여 전광선 투과율(Total Transmittance)과 헤이즈(Haze)를 측정하였다.

(3) 연필경도

연필경도시험기(Yoshimitsu사)를 사용하여 500g 하중을 걸고 연필경도를 측정하였다.

(4) 굴절율

ABBE REFRACTOMETOR( 4T(1240), ATAGO)로 측정하였다.

(5) 광학적 후도

엘립소미터(ELLI-SE, Ellipso Tech Co., Ltd)에 의하여 측정하였다.

실시예 2

저굴절층 제조시, 30 중량부의 히드록시에틸아크릴레이트(HEA)와 위에서 합성한 불소계 단량체 70 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 하드코팅층의 코팅과 저굴절층의 코팅은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 반사 방지 필름을 제조하였다.

이렇게 제조된 반사방지 필름의 물성을 다음과 같이 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

비교예 1

저굴절층 제조시, 5 중량부의 히드록시에틸아크릴레이트(HEA)와 위에서 합성한 불소계 단량체 95 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 하드코팅층과 저굴절층 코팅은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 반사 방지 필름을 제조하였다.

이렇게 제조된 반사방지 필름의 물성을 다음과 같이 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

비교예 2

저굴절층의 제조시, 50 중량부의 히드록시에틸아크릴레이트(HEA)와 위에서 합성한 불소계 단량체 50 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 하드코팅층의 코팅과 저굴절층의 코팅은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 반사 방지 필름을 제조하였다.

이렇게 제조된 반사방지 필름의 물성을 다음과 같이 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

물성	실시예	비교예
	1	2	1	2
반사율	0.65	0.60	1.46	2.21
연필경도	4H	4H	2H	4H
투과율	92	91	91	91
헤이즈	3.2	3.4	3.8	3.4
굴절율(저굴절층)	1.38	1.39	1.38	1.45

상기 표 2의 결과로부터, 저굴절층 제조시 불소계 저굴절 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합 조성이 본 발명의 조성에서 벗어난 비교예 1의 반사 방지 필름은 저굴절층의 굴절율은 낮으나 도막 형성능력이 매우 불량해 내구성이 없으며, 비교예 2는 굴절율이 높아 반사율이 낮은 단점이 있지만, 본 발명의 반사 방지 필름은 저굴절층의 굴절율이 낮고, 투과율이 높아 반사 방지 효과가 우수하고, 경도 또한 우수하여 내구성도 우수하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 불소계 저굴절 단량체와 코팅성이 좋은 아크릴계 단량체를 공중합시켜 제조된 것을 저굴절층으로 사용한 본 발명의 반사 방지 필름은 투과율이 높고 반사율이 낮으며 경도 또한 우수하다.

Claims (3)

1. 투명 플라스틱 지지체의 한면 또는 양면에 하드코팅층과 불소계 저굴절 단량체와 아크릴 단량체를 공중합시킨 것을 도포하여 형성된 저굴절층을 순차적으로 적층하여 이루어진 반사 방지 필름.
2. 제 1항에 있어서, 불소계 저굴절 단량체는 글리시딜 메타크릴레이트 1.0∼1.2몰에 불소계 단량체로서 헥사플루오르프로판올 또는 헥사플루오르부탄올 1.0∼1.5 몰 및 용매를 첨가하여 제조된 것임을 특징으로 하는 반사 방지 필름.
3. 제 1항에 있어서, 저굴절층은 불소계 저굴절 단량체와 아크릴 단량체를 9:1∼7:3 중량비가 되도록 혼합하여 공중합시킨 것을 도포하여 형성된 것임을 특징으로 하는 반사 방지 필름.