KR20100075024A - 두 개의 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 포함하는 방현필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 기재 위에 방현층을 적층하여 형성되는 방현필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 방현층은 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 포함된 방현제를 포함하고, 상기 방현제는 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태로 이루어짐으로써 투과화상의 선명도, 전광투과율 및 방현기능이 좋은 방현필름을 제공할 수 있다.
방현필름, 방현제, 하드코트제

Description

두 개의 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 포함하는 방현필름 및 그 제조방법{ANTI-GLARE FILM COMPRISING ANTI-GLARE AGENT WITH A SHAPE OVERLAPPED TWO ANTI-GLARE PARTICLES AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 사용되는 방현필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 기재 위에 방현층을 적층하여 형성되는데, 상기 방현층은 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 포함된 방현제를 포함하고, 상기 방현제는 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태로 이루어짐으로써 단일 입자로 외부방현과 내부방현을 동시에 조정할 수 있는 방현필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 또는 ELD(Electro Luminance Display)로 대표되는 디스플레이 장치의 사용이 일반화되고 있다. 이러한 디스플레이 장치를 옥외 및 밝은 조명 하에서 사용하는 경우 태양광, 형광등과 같은 외부광이 디스플레이 표면에 비치면 서 반사되는 문제가 발생하여 소자의 성능이 떨어지게 되는바, 이를 방지하는 성능을 가진 필름이 요구되고 있다.
이에 따라 디스플레이 장치에 있어서 다양한 반사방지필름 및 방현필름이 사용되고 있다. 그 중, 상기 방현필름의 처리는 표면을 조면화(粗面化)하는 방식으로 실시되고 있는데, 이러한 방현필름의 방현처리법은 일반적으로 (1) 하드코트층을 형성하기 위하여 경화 시에 물리적 방법으로 표면을 조면화하는 방법과, (2) 하드코트층 형성용 하드코트제에 무기 및 유기입자를 방현제로 혼합하는 방법(일본 특개평 2003-347218호 및 2003-408023호)으로 크게 나눌 수 있다.
그러나 이와 같은 방법으로 제조한 필름은 그 원료에 대한 제약이 많고, 특히 방현 특성의 조정이 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 하나의 기술적 과제는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서로 다른 굴절률 및 크기를 갖는 두 개의 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 사용함으로써 방현 특성의 조정이 가능한 방현필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 방현필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 상기 방현필름을 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 투명 기재 위에 방현층을 적층하여 형성되는 방현필름으로서, 상기 방현층은 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 포함된 방현제를 포함하고, 상기 방현제는 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 방현필름에 관계한다.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은
(a) 하드코트제, 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제 및 용제를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
(b) 투명 기재상에 상기 혼합액을 코팅하여 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 방현제가 포함되도록 방현층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 방현층을 건조 후 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현필름의 제조방법에 관계한다.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은 상기 방현필름을 포함하는 디스플레이 장치에 관계한다.
본 발명에 의한 방현필름은 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 사용함으로써 기존의 2종 이상의 물질을 혼합하여 사용하던 방현제를 단일화할 수 있고, 방현 특성을 고려하여 방현제의 형태, 함량 및 코팅층의 두께를 다양하게 조정할 수 있다. 또한, 전체 헤이즈에 대한 내부 헤이즈를 조정을 단 1종의 방현제, 즉 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 사용함으로써 폭넓게 조정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 방현필름은 기존 방현필름과 비교하여 투과율 및 헤이즈 특성 면에서 우수한 특성을 보이고 있다. 특히 상기 방현필름은 방현제를 UV 경화형 하드코트제에 분산시켜 도료화함으로써 높은 내찰상성, 균일한 외관특성 및 고속도포성을 확보한 롤 투 롤 생산방식에 적합하게 적용할 수 있다.
본 발명에 의한 디스플레이 장치는 서로 다른 굴절률 및 크기를 갖는 두 개의 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 사용함으로써 고정세(高精細)의 디스플레이 화질을 저하시키지 않고, 높은 방현성(high anti-glareness)을 얻음과 동시에 표면의 반사율을 감소시켜 디스플레이의 시인성을 극대화시킬 수 있다.
본 발명에서 사용된 "전체 고형분"이라는 용어는 본 명세서에서 다른 특별한 정의가 없는 한, 하드코트제, 방현제 및 용제를 포함하는 조성물을 투명 기재상에 도포하고 건조한 후 경화하여 형성된 코팅제를 전체 고형분의 기준으로 함을 의미한다.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
(A) 방현필름
도 1 내지 3은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름의 단면개략도이다. 도 1 내지 3을 참고하면, 본 발명의 방현필름은 투명 기재(10) 위에 방현층(20)을 적층하여 형성된 구조로 되어 있다.
상기 투명 기재(10)의 재료는 투명성이 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만 가공성의 측면에서 고분자 물질, 즉 플라스틱 필름이 바람직하다.
상기 투명 기재(10)의 재료는 예를 들면, 아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀롤로오스, 니트로셀룰로오스 등의 셀룰로오스류와 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복시레이트, 시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르류 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메 틸펜탄 등의 폴리올레핀류가 사용될 수 있으며 그 외에도 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리 염화 비닐, 폴리 염화 비닐리덴, 폴리 비닐 알코올, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리술폰, 폴리이미드 등이 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 이 중 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)가 투명성이 우수하여 광학 필름의 투명 기재로서 적합하다. 또한 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 LCD용 편광필름 및 PDP용 광학필터에 사용할 수 있다.
이때, 상기 방현층(20)은 투광성 코팅층(1) 및 상기 투광성 코팅층(1)에 포함된 방현제(30)를 포함하고, 상기 방현제(30)는 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)가 중첩된 형태로 되어 있다.
도 4는 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 나타내는 개략도이다. 도 4를 참고하면, 본 발명에 사용되는 방현제(30)는 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)가 중첩된 형태를 나타냄을 알 수 있다.
이때, 상기 방현제(30)는 중심에 제 1 코어 및 제 2 코어의 시드(seed)가 결합하고, 상기 제 1 코어 및 제 2 코어가 성장 및 중합함으로써 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자를 형성하고, 상기 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자의 일부분이 서로 중첩되는 형태가 된다.
상기 제 1 코어는 스티렌 입자(굴절률 1.59), 폴리염화비닐 입자(굴절률 1.60) 및 고굴절률 아크릴 입자(굴절률 1.59)로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 제 2 코어는 고가교 아크릴 입자(굴절률 1.51), 고가교 메타크릴입자(굴절률 1.51), 아크릴-스티렌 공중합 입자(굴절률 1.55), 멜라민 입자(굴절률 1.57) 및 폴리카보네이트 입자(굴절률 1.57)로 이루어진 군에서 선택된 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
일반적으로 투명기재 위에 코팅된 코팅층에 방현성을 부여하는 원리는 투명기재 위에 코팅된 코팅층의 표면에 요철을 형성하거나 또는 코팅층에 투광성 코팅층과 굴절률이 다른 투광성 고분자 입자에서 발생하는 내부산란성을 이용할 수 있다.
특히, 투광성 고분자 입자의 경우 외부방현성 및 내부방현성을 동시에 활용하기 위하여 2종류 이상의 서로 다른 굴절률을 갖는 방현입자가 사용될 수 있다. 그 중 굴절률이 작은 방현입자로는 고가교 아크릴 입자 (굴절률 1.51), 고가교 메타크릴입자 (굴절률 1.51), 아크릴-스티렌 공중합 입자 (굴절률 1.55)나 멜라민 입자 (굴절률 1.57) 폴리카보네이트 입자 (굴절률 1.57) 등이 사용되며, 추가로 첨가되는 굴절률이 큰 방현입자로는 스티렌 입자 (굴절률 1.59), 폴리염화비닐 입자 (굴절률 1.60), 고굴절률 아크릴 입자 (굴절률 1.59) 등이 사용될 수 있다.
그러나 본 발명에서는 상기 2종의 방현입자를 단순히 혼합하거나 결합하여 사용한 것이 아니라, 제 1 코어 및 제 2 코어의 시드(seed)가 결합하고 각각의 코어로 성장 및 중합됨으로써 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)를 형성하여, 최종적인 형태는 상기 각각 방현입자의 일부분끼리 서로 중첩되어있는 형태를 갖는 방현제를 사용함으로써 단일 입자로 내부 방현 기능 및 외부 방현 기능을 동시에 조정할 수 있게 된다.
이 때, 상기 방현층(20)의 두께는 바람직하게 2 내지 20 μm이고, 보다 바람직하게 2 내지 7 μm이다. 이러한 방현층의 두께는 방현 특성 및 코팅층의 경도 등과 같은 기계적 특성에 따라 조정될 수 있는데, 방현층의 두께가 너무 얇으면 경도가 충분하지 않고, 두께가 너무 두꺼우면 필름에 컬이 발생하기 쉽고 외부 방현 특성이 낮아진다.
도 5는 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름의 방현기능을 나타내는 원리를 도시하는 단면도이다. 도 5를 참고하면, 본 발명에 의한 방현층은 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)가 중첩된 형태의 방현제(30)와 투광성 코팅층(1)으로 이루어진다. 외부에서 빛이 가해 지면 제 2 방현입자(3)의 경우, 투광성 코팅층(1) 표면에 드러난 방현입자의 표면에서 산란이 발생되어 외부 방현 효과를 부여하고, 제 1 방현입자(2)의 경우, 투과되는 빛이 투광성 코팅층(1)을 투과하여 제 2 방현입자(3)와의 계면에서 굴절률의 차이에 의한 산란으로 내부 방현 효과를 부여 할 수 있다.
상기 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)는 각각 서로 다른 굴절률을 갖는데, 상기 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)의 굴절률의 차이는 0.04 내지 0.1이다. 즉, 상기 제 1 방현입자(2)의 굴절률은 1.57 내지 1.62 이고, 제 2 방현입자(3)의 굴절률은 1.49 내지 1.55인 것이 바람직하다. 상대적으로 굴절률이 작은 제 2 방현입자(3)의 사용은 외부 방현 특성 및 투과율 향상에 기여하게 되고, 상대적으로 굴절률이 큰 제 1 방현입자(2)의 사용은 내부 방현 특성 및 투과율 향상에 기여하게 된다.
한편, 제 1 방현입자(2) 및 제 2 방현입자(3)의 크기는 내부 방현 및 외부 방현 특성에 따라 조정할 수 있다.
도 6 및 7은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제의 전체 입경을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
이 때, 상기 방현제의 "전체 입경"이라 함은 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자의 중심을 연결한 선의 연장선이 각 입자와 만나는 두 지점 사이의 거리를 의미한다.
도 6을 참고하면, 각 방현입자의 직경의 합(2.02+3.13=5.15μm)이 방현제의 전체 입경(5.04μm)보다 작은데, 이로써 상기 방현제가 각각의 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태임을 확인할 수 있다.
상기 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제의 전체 입경은 바람직하게 3 내지 7 μm이다. 방현제의 전체 입경의 크기는 최종 방현필름의 두께와 연관지을 수 있으며 3μm 보다 작게 되면 제 1 방현입자의 외부 방현성을 조절하기 위해 방현층의 두께가 결과적으로 낮아지게 되며, 방현층의 두께가 너무 얇으면 경도가 충분하지 않다. 또한 7μm 보다 크게 되면 마찬가지로 두께가 너무 두꺼워져 필름에 컬이 발생하기 쉽고 외부 방현 특성이 낮아진다.
이때, 상기 방현제를 구성하는 각 방현입자의 크기는 요구되는 헤이즈(Haze)에 따라 조정될 수 있는데, 이를 도 1 내지 3에 도시하였다. 도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 구성하는 굴절률이 서로 다른 두 개의 방현입자 중 굴절률이 작은 제 2 방현입자의 직경이 굴절률이 큰 제 1 방현입자 의 직경보다 작은 경우를 나타내고, 도 2는 굴절률이 작은 제 2 방현입자의 직경이 굴절률이 큰 제 1 방현입자의 직경보다 큰 경우를 나타내며, 도 3은 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자의 직경이 동일한 경우를 나타낸다.
이때, 방현층(20)을 이루는 투광성 코팅층(1)은 상기 방현제(30)와 굴절률 정도의 차이를 조절하여 방현필름의 헤이즈 정도를 결정하게 된다.
(B) 방현필름의 제조방법
본 발명의 일구현예에 따른 방현필름의 제조방법은
(a) 하드코트제, 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제 및 용제를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
(b) 투명 기재상에 상기 혼합액을 코팅하여 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 방현제가 포함되도록 방현층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 방현층을 건조 후 경화하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 (a) 단계의 하드코트제는 투광성 코팅층을 형성한다. 상기 하드코트제는 열 및 방사선 경화형 수지, 광중합개시제, 무기 미립자, 레벨링제, 방현층 표면개질제 및 실란 커플링제를 포함할 수 있다.
상기 열 및 방사선 경화형 수지는 2개 이상의 관능기를 갖는 화합물이 적합하다. 이러한 화합물로는 분자 중에 메타아크릴로일기, 메타아크릴로일옥시기 등 중합성 불포화 결합 또는 에폭시기 등의 양이온 중합성 관능기를 가지는 올리고머, 단량체, 폴리머가 있으며, 이러한 화합물을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 조성물로 이용할 수 있다. 이와 같은 조성물은 미경화 시에는 액상이어야 하며, 경화 시에는 가교를 이룰 수 있도록 에틸렌성기 및 아크릴성기를 분자 내에 포함하고 있는 것이 바람직하다.
상기 단량체의 예로는 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 프로필 메타크릴레이트, 테트라 하이드로 퍼프릴 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크리로일 모폴린, 2-시아노 메타크릴리에트, N,N-디메틸 아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐-ε-카프로락탐, 페녹시 디에틸렌글리콜 메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리메타크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트, 트리메티롤에탄 트리메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라메타크릴레이트, 에리스리톨 디메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리메타크릴레이트(pentaerythritol trimetacrylate), 1,2,3-시클로헥산 테트라 메타크릴레이트 등이 있다.
상기 올리고머의 예를 들면, 폴리에스테르 폴리올과 메타크릴산의 반응에 따라 얻어지는 폴리에스테르 메타크릴레이트, 비스페놀형 에폭시수지와 메타크릴레이트 또는 유기 폴리이소시아네이트와 히드록시메타크릴레이트 또는 폴리올과 유기 폴리이소시아네이트와 히드록시메타크릴레이트 화합물과의 반응에 따라 얻어지는 우레탄 메타크릴레이트 등이 있다.
경화 시에 가교물을 형성할 수 있는 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물은 그 관능기로 이소시아네이트기, 에폭시기, 알데히드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메티롤기, 활성메틸렌기를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있 어서 가교기는 상기 화합물로 제한하지 않고 상기 관능기가 분해한 결과 반응성을 나타내는 것이어도 좋다. 이들 가교기를 가지는 화합물은 도포 후 열을 가함으로서 가교 반응을 일으킬 수 있다.
본 발명의 하드코트제에 포함되는 광중합 개시제는 자외선을 이용하여 조성물을 경화시키는 역할을 한다. 상기 광중합 개시제의 예로는 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 크산톤, 플루로케톤, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 미히라케톤, 벤조인프로필에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 티오크산톤, 디에틸트오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 비스-(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸프스핀옥시드 등의 1종 또는 2 종 이상의 조합을 들 수 있다.
광중합 개시제의 첨가량은 0.5 내지 10 중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 범위로 하는 것이 더욱 좋다. 첨가량이 0.5 중량% 미만이면, 경화성 조성물을 경화하였을 때 경도가 충분하지 못하며 첨가량이 10 중량%을 초과하면 광중합 개시제 자체가 라디칼과 반응하여 중합을 억제하는 기능을 하는 경우가 있기 때문이다.
본 발명의 하드코트제에 포함되는 무기 미립자는 방현층의 굴절률의 조절을 하고 막의 경화 강도를 높이는 역할을 한다. 상기 무기 미립자로서는 평균 입자 사이즈가 0.5μm 이하인 것이 바람직하고, 15nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 무기 미립자로 이산화규소, 이산화티탄, 산화 알루미늄, 산화 주석, 탄산칼슘, 황산 바륨, 활석, 카올린 및 유산 칼슘 입자를 사용할 수 있다. 하드코트 조액 전 중량 대비 무기 미립자의 첨가량은 바람직하게 10 내지 90 중량%이고, 더욱 바람직하게 30 내지 60 중량%이다.
이때, 상기 하드코트제에는, 고속도포 시에 있어서도 불균일한 유동, 불균일한 건조, 도포선(coating streak), 점결함(point defect) 등이 없는 외관 면상 및 균일성을 확보하기 위하여, 플루오르계 또는 실리콘계 어느 것의 레벨링제, 또는 그 모두를 첨가할 수 있으며, 열 및 방사선 경화형 수지와 방현입자와의 분산성 및 결합력 증진의 목적으로 표면개질제 및 실란 커플링제를 포함할 수 있다
한편, 상기 (a) 단계의 용제는, 기본 용제와 2차 용제를 혼합하여 사용할 수 있는데 코팅하고자하는 기재에 따라 구분이 달라질 수 있다.
상기 2차 용제는 기재가 TAC일 경우에만 사용하며 용해성 및 팽윤성이 있는 용매를 사용한다. 용해성 및 팽윤성 용매의 구체적인 예로서는, 케톤류로서 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 아세톤, 디아세톤알콜, 다가알콜 및 에테르류로서 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트, 에스테르류로서 아세트산메틸, 아세트산에틸, 할로겐 화탄화수소류로서 클로로포름, 염화 메틸렌, 테트라클로로에탄, 질소 포함화합물로서 니트로메탄, 아세토니트릴, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, 그 외, 디메틸설폭시드가 바람직하며 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 기본 용제는 위에서 언급한 2차 용제를 제외한 모든 용제를 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 용제의 함량은 경화성 수지의 20 내지 100 중량부 정도가 바람직하며, 보다 바람직하게는 50 내지 100중량부가 좋다. 상기 용제의 함량이 경화성 수지의 10중량부 미만인 경우는 고 점도로 인해 균일하게 도포가 어려우며, 100중량부 초과하는 경우는 도포, 건조 후 핀 홀이 발생되는 단점이 있기 때문이다.
상기 (b) 단계에서 기재 필름상에 코팅하는 방법은 롤 코팅법, 다이코팅법, 그라비어코팅법, 마이크로그라비어코팅법, 와이어바코팅법, 나이프코팅법, 슬롯다이코팅법 및 스핀코팅법 일반적인 웨트 코트 방법을 모두 사용할 수 있다.
상기 (c) 단계의 건조 단계는 40 내지 100℃에서 수행되며, 조성물 내의 용제를 건조 제거하고, 이후 자외선 경화기에서 조사되는 자외선에 의해 도포층은 경화되어 방현층이 형성된다. 상기 자외선은 고압 수은램프, 메탈할라이드 램프, 제논램프, 마이크로 웨이브 방식의 무전극 램프 등의 자외선 램프를 이용하여 조사되며, 도포층의 경화에 요구되는 일반적인 파장범위는 200~400nm이며, 광량은 100~1000mJ/m2이다.
(C) 디스플레이 장치
본 발명의 일구현예에 따르면, 본 발명에 의한 방현필름을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 이 때, 상기 디스플레이 장치는 음극관 표시장치(CRT), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네선스 디스플레이(ELD) 또는 액정표시장치(LCD)일 수 있고, 외부광의 반사 및 반사화상의 수용에 의한 콘트라스트 저하, 및 가시성의 저하를 방지하기 위하여 광학간섭의 원리를 이용하여 반사율을 감소시키도록 디스플레이의 최외면에 배치된다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 41
먼저, 투명 하드코트제 (DIC, RC26-338), 하기 표 1의 방현제(SX8707(C)-04, JSR사) 및 용제를 혼합하여 혼합액을 제조하였다.
Figure 112008088925419-PAT00001
제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 1차적으로 하드코트제의 고형분이 50 중량부가 되도록 기본 용제를 이용하여 희석을 진행하였으며, 입자 투입 후 2차 용제를 추가로 투입하여 원하는 고형분으로 희석하여 사용하였다.
투명 기재가 PET 필름의 경우에는 케톤계 용제인 메틸이소부틸케톤 및 메틸에틸케톤(MIBK/MEK)를 기본 용제로 사용하였으며, 투명 기재가 TAC 필름인 경우에는 부틸아세테이트(BA) 및 이소프로필알콜 (IPA)을 기본 용제로 사용하였다.
2차 용제로는 메틸이소부틸케톤(MIBK), 프로필렌 그리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (PGME), 싸이클로 헥사논 (CCH)을 사용하였다.
이어서, 투명 기재상에 상기 혼합액을 코팅하여 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 방현제가 포함되도록 방현층을 형성하였다. 이때, 상기 혼합액을 코팅할 때는 와이어바 코터를 사용하였다.
그 후, 상기 방현층을 건조 후 경화하였는데, 건조기 조건은 용제의 휘발 특성에 따라 초기 40℃에서 100℃ 사이에서 조정하였다. UV경화 조건은 하드코트제 경화특성을 맞추어 조정하였으며, 전체 노광량은 500 mJ/cm2로 생산하였다.
실시예 1 내지 41의 구체적인 반응 조건 및 제작된 필름의 헤이즈 및 투과율을 하기 표 2a 및 2b에 도시하였다.
Figure 112008088925419-PAT00002
Figure 112008088925419-PAT00003
실시예 42 내지 53
먼저, 투명 하드코트제(DIC, RC26-338), 하기 표 3의 방현제(SX8717(C)-01, JSR사) 및 용제를 혼합하여 혼합액을 제조하였다. 방현제는 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자의 크기가 서로 다른 4종을 사용하여 그 특성치를 비교 평가하였다.
Figure 112008088925419-PAT00004
제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 1차적으로 하드코트제의 고형분이 50 중량부가 되도록 기본 용제를 이용하여 희석을 진행하였으며, 입자 투입 후 2차 용제를 추가로 투입하여 원하는 고형분으로 희석하여 사용하였다.
투명 기재는 TAC 필름을 사용하였고, 부틸아세테이트 (BA)를 기본 용제로 사용하였다. 2차 용제로는 프로필렌 그리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA)를 사용하였다. 이어서, 투명 기재상에 상기 혼합액을 코팅하여 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 방현제가 포함되도록 방현층을 형성하였다. 이때, 상기 혼합액을 코팅할 때는 와이어바 코터를 사용하였다.
그 후, 상기 방현층을 건조 후 경화하였는데, 건조기 조건은 용제의 휘발 특성에 따라 초기 40℃에서 100℃ 사이에서 조정하였다. UV 경화 조건은 하드코트제 경화특성을 맞추어 조정하였으며, 전체 노광량은 500 mJ/cm2로 생산하였다.
실시예 42 내지 53의 구체적인 반응 조건 및 제작된 필름의 헤이즈 및 투과율을 하기 표 4에 도시하였다.
Figure 112008088925419-PAT00005
비교예 1 내지 3
방현제의 기능을 관찰하기 위하여 방현제를 첨가하지 않은 하드코트 필름을 제작하였다.
먼저, 투명 하드코트제(DIC, RC26-338) 및 용제를 혼합하여 혼합액을 제조하였다. 　
투명 기재가 PET 필름의 경우에는 케톤계 용제인 메틸이소부틸케톤 및 메틸에틸케톤(MIBK/MEK)를 기본 용제로 사용하였으며, 투명 기재가 TAC 필름인 경우에는 부틸아세테이트(BA) 및 이소프로필알콜 (IPA)을 기본 용제로 사용하였다.
2차 용제로는 프로필렌 그리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 메틸이소부틸케톤(MIBK)를 사용하였다.
이어서, 투명 기재상에 상기 혼합액을 롤 투 롤 코터를 사용하여 코팅하고 건조 후 경화하였는데, 건조기 조건은 용제의 휘발 특성에 따라 초기 40℃에서 100℃ 사이에서 조정하였다. 　UV 경화 조건은 하드코트제 경화특성을 맞추어 조정하였으며, 전체 노광량은 500 mJ/cm2로 생산하였다.
비교예 1 내지 3의 구체적인 반응 조건 및 제작된 필름의 헤이즈 및 투과율을 하기 표 5에 도시하였다.
Figure 112008088925419-PAT00006
분석 - 헤이즈 및 투과율 측정
상기 실시예 1 내지 53 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조된 필름의 헤이즈 및 투과율을 헤이즈 및 투과도 측정기(Nippon Denshoku Kogyo Co.)를 이용해 측정하였다.
헤이즈는 내부 헤이즈와 외부 헤이즈를 점착제를 이용하여 측정하였는데, 내부 헤이즈 및 외부 헤이즈는 다음 식으로 규정하였다.
내부 헤이즈 + 외부 헤이즈 = 전체 헤이즈
상기 헤이즈는 AG 면에 광학용 양면 점착필름을 이용하여 점착처리한 후 점착면을 이용하여 유리면에 부착시킨 후 헤이즈 및 투과도 측정기를 이용하여 측정한 후, 그 결과를 상기 표 2a, 2b, 4 및 5에 나타내었다.
본 발명의 실시예에서 방현필름은 전광 투과율이 88 % 이상이고, 전체 헤이즈 수치가 4 % 내지 53 %이며, 전체 헤이즈 중 내부헤이즈의 비율이 74 % 이하인 것을 확인할 수 있다. 특히, 방현제를 포함하지 않은 비교예의 결과와 비교시 본 발명의 실시예들의 방현필름은 동등 이상의 수준의 투과율을 나타냄을 확인할 수 있다. 또한, 방현제의 제 1 방현입자와 제 2 방현입자의 입자크기 및 방현제의 첨가량을 조절함으로서 내부헤이즈 및 외부헤이즈를 자유로이 조절할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 구성하는 굴절률이 서로 다른 두 개의 방현입자 중 굴절률이 큰 방현입자의 직경이 굴절률이 작은 방현입자의 직경보다 작은 경우를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 구성하는 굴절률이 서로 다른 두 개의 방현입자 중 굴절률이 큰 방현입자의 직경이 굴절률이 작은 방현입자의 직경보다 큰 경우를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 구성하는 각각의 방현입자의 직경이 동일한 경우를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름의 방현기능을 나타내는 원리를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 일구현예에 따른 방현필름에 포함되는 방현제를 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 투광성 코팅층 2: 제 1 방현입자
3: 제 2 방현입자 10: 투명 기재
20: 방현층 30: 방현제

Claims (15)

  1. 투명 기재 위에 방현층을 적층하여 형성되는 방현필름으로서, 상기 방현층은 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 포함된 방현제를 포함하고, 상기 방현제는 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 방현필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방현제는 중심에 제 1 코어 및 제 2 코어의 시드(seed)가 결합하고, 상기 제 1 코어 및 제 2 코어가 성장 및 중합함으로써 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자를 형성하고, 상기 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자의 일부분이 서로 중첩되는 형태가 되는 것을 특징으로 하는 방현필름.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 코어는 고가교 아크릴 입자, 고가교 메타크릴입자, 아크릴-스티렌 공중합 입자, 멜라민 입자 및 폴리카보네이트 입자로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 제 2 코어는 폴리스티렌 입자, 폴리염화비닐 입자 및 고굴절률 아크릴 입자로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방현필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 방현제는 전체 입경이 3 내지 7μm인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자는 각각 서로 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 방현필름.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자의 굴절률의 차이는 0.04 내지 0.1인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 방현입자의 굴절률은 1.57 내지 1.62이고, 제 2 방현입자의 굴절률은 1.49 내지 1.55인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 방현제는 전체 고형분 대비 2.5 내지 30중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현필름.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 방현층의 두께가 2 내지 20 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 기재는 아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 프로피오닐 셀룰로오스, 아세틸프로피오닐 셀롤로오스, 니트로 셀룰로오스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복시레이트, 시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜탄, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화 비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리술폰 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방현필름.
  11. (a) 하드코트제, 제 1 방현입자 및 제 2 방현입자가 중첩된 형태의 방현제 및 용제를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
    (b) 투명 기재상에 상기 혼합액을 코팅하여 투광성 코팅층 및 상기 투광성 코팅층에 방현제가 포함되도록 방현층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 방현층을 건조 후 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현필름의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 (b) 단계는 롤 코팅법, 다이코팅법, 그라비어코팅법, 마이크로그라비어코팅법, 와이어바코팅법, 나이프코팅법, 슬롯다이코팅법 및 스핀코팅법으로 이루어진 군에서 선택되는 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방현필름의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 (c) 단계의 건조 단계는 40 내지 100℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방현필름의 제조방법.
  14. 제 1 항 내지 제 10 항의 어느 한 항에 따른 방현필름을 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 음극관 표시장치(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 일렉트로루미네선스 디스플레이(Electroluminescence Display, ELD) 또는 액정표시장치(LCD)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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