KR20100121282A - 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 편광판 및 표시 장치 - Google Patents

방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 편광판 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 모노머, 광개시제, 고분자 비드 입자, 입방 형태의 탄산칼슘 입자 및 용제를 포함하는 방현성 하드코팅 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 방현성 하드코팅 조성물을 이용한 방현성 하드코팅 필름은 우수한 방현성 및 투과선명도를 나타낼 뿐만 아니라 헤이즈 값이 증가하여도 광투과성에는 영향을 미치지 않고, 경도 및 내스크래치성 등의 물성이 우수하여, 각종 편광판 및 표시 장치에 효과적으로 사용될 수 있다.
방현성 하드코팅 조성물, 탄산칼슘, 방현성 하드코팅 필름

Description

방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 편광판 및 표시 장치{Anti-Glare Hard Coating Composition, Anti-Glare Hard Coating Film, Polarizing Plate and Display Device Using the Same}
본 발명은 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 편광판 및 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매우 우수한 방현성 및 투과선명도를 나타내며, 특히 헤이즈 값이 증가하여도 광투과성에는 영향을 미치지 않고 경도 및 내스크래치성 등의 물성이 우수한 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 상기 방현성 하드코팅 필름이 구비된 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
방현성 필름은 각종 디스플레이 패널, 예를 들면 액정 디스플레이(LCD), 플라스마 디스플레이(PDP), 브라운관(CRT), 전자발광 디스플레이(EL) 등의 표면에 이용하여 외부광의 반사로 인한 콘트라스트의 감소를 방지하거나 이미지 반사에 의한 디스플레이의 시인성 저하를 방지하는 등의 목적으로 이용되고 있다. 특히 상기한 바와 같은 디스플레이에 있어서, 주로 내부에서 출사하는 광이 디스플레이 표면에서 확산되는 일 없이 직진하면, 디스플레이 표면을 눈으로 보는 경우, 눈이 부시기 때문에, 내부에서 출사하는 광을 어느 정도 확산하기 위한 방현 필름을 디스플레이 표면에 설치하고 있다.
이러한 방현 필름과 관련하여 일본 특개평 6-18706호와 일본 특개평 10-20103호에서는 투명 기재 필름의 표면에 이산화 규소(실리카 입자) 등의 필러(filler)를 포함하는 수지를 도포하여 제조된 것을 개시하고 있다. 상기 방현 필름은 응집성 실리카 등의 입자의 응집에 의해 방현층의 표면에 요철형상을 형성하는 타입, 도막의 막 두께 이상의 입자 지름을 갖는 유기필러를 수지중에 첨가하여 층 표면에 요철형상을 형성하는 타입, 또는 층 표면에 요철을 가진 필러를 라미네이트하여 요철형상을 전사하는 타입이 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 방현 필름은 어떤 타입에서도 방현층의 표면 형상의 작용에 의해 광확산·방현작용을 얻도록 하고 있고, 방현성을 높이기 위해서는 상기 요철형상을 크게 할 필요가 있지만, 요철이 커지면, 도막의 헤이즈(Haze)값이 상승하고, 이것에 따라 화상의 선명성이 저하되는 문제점이 있다. 여기에서 이용되고 있는 내부산란 효과에 의해 충분한 광확산 효과를 얻기 위해서는 이용하고 있는 미립자의 입자지름을 크게 하지 않으면 안 되고, 이 때문에 화상의 선명성이 매우 작아지는 문제점이 있다.
또, 디스플레이 표면에 상기 광확산 필름과 같은 내부 산란효과에 의해 광확산 효과를 얻는 것을 방현용으로서 이용한 경우에는 그 표면이 거의 평탄하기 때문 에 디스플레이 표면으로의 외광의 비침을 방지할 수 없는 문제점도 있다. 또, 상기 종래 타입의 방현 필름은 필름 표면에 소위 표면 번쩍임(scintillation)이라 부르는 반짝반짝 빛나는 광택이 발생하고, 표시화면의 시인성이 저하하는 문제가 있다. 이와 같은 방현 필름의 평가기준의 하나로서 헤이즈값이 있는데, 표면으로의 헤이즈값을 낮게 하면 소위 표면 번쩍임이라 부르는 번쩍이는 감이 강해지고, 이것을 해소하려고 헤이즈값을 높게 하면 전체가 흰 빛을 띠게 되어 흑농도가 저하하고, 이것에 의해 콘트라스트가 저하되어 버리는 문제점이 있다. 반대로, 흰 빛을 띠게 되는 것을 제거하기 위해 헤이즈값을 낮게 하면 소위 비침과 번쩍이는 감이 증가되어 버리는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 하드코팅 필름의 방현성 및 투과선명도가 우수할 뿐만 아니라 헤이즈 값이 증가하여도 광투과성에는 영향을 미치지 않고, 경도 및 내스크래치성 등의 물성이 우수하고, 입자에 의한 제품의 불량 및 공정 작업성이 저하되지 않는 방현성 하드코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 방현성 하드코팅 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방현성 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방현성 하드코팅 필름이 구비된 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A), (메타)아크릴레이트 모노머(B), 광개시제(C), 고분자 비드 입자(D), 탄산칼슘 입자(E) 및 용제(F)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112009027801821-PAT00001
(상기 식에서, Y는 2~20개의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 탄소수 2~80개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R은 선형(linear), 가지(branched) 또는 시클릭(cyclic)의 탄소수 3~50개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, n은 1내지 10의 정수이다.)
상기 방현성 하드코팅 조성물은, 전체 조성물 100중량부에 대하여, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 5 내지 60중량부, 상기 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 5 내지 60중량부, 상기 광개시제(C) 0.1 내지 10중량부, 상기 고분자 비드 입자(D) 0.5 내지 20중량부, 상기 탄산칼슘 입자(E) 0.5 내지 20중량부 및 상기 용제(F) 10 내지 85중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자 비드 입자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자 비드 입자는 입자 사이즈가 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄산칼슘 입자는 입방 형태를 가지며 입자 크기가 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광개시제는 히드록시케톤류, 아미노케톤류 또는 수소 탈환형 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 수소 탈환형 광개시제는 벤조 페논, 2,4,6-트리메틸 벤조페논, 4-메틸 벤조페논, 4-(4-메틸페닐티오)페닐메탄논, 3,3'-디 메틸-4-메톡시 벤조페논, 메틸 2-벤조일벤조레이트, 4-페닐-벤조페논 및 4,4'-비스(디메릴아미노)-벤조폰으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 방현성 하드코팅 조성물을 투명기재에 한면 또는 양면에 도포시킨 다음 경화시켜 형성된 하드코팅층을 구비한 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 방현성 하드코팅 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 방현성 하드코팅 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 고분자 비드 입자와 산란성이 우수한 입방형의 탄산칼슘 입자를 포함함에 따라 이를 이용하여 제조되는 하드코팅층을 포함하는 하드코팅 필름은 하드코팅층이 투과되는 빛을 균일하게 산란시켜 우수한 방현성 및 투과선명도를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 고경도성 및 내스크래치성을 증대시킬 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 하드코팅 필름은 헤이즈 값이 증가되어도 광 투과성에는 영향을 주지 않고, 물리적 표면 특성이 우수한 이점이 있다. 따라서 상기 방현성 하드코팅 필름은 편광판 및 표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시형태의 예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은, 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A), (메타)아크릴레이트 모노머(B), 광개시제(C), 고분자 비드 입자(D), 탄산칼슘 입자(E) 및 용제(F)를 포함한다.
(A)다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112009027801821-PAT00002
(상기 식에서, Y는 2~20개의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 탄소수 2~80개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R은 선형(linear), 가지(branched) 또는 시클릭(cyclic)의 탄소수 3~50개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, n은 1내지 10의 정수이다.)
본 발명에서 사용되는 상기 화학식 1로 나타내는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)는 동일한 분자량을 가진 다른 올리고머에 비해 점도가 낮으며, 특히 (메타)아크릴레이트 모노머(B)와 혼합하여 광경화시키는 경우에는 수축률이 적으면서도 고경도를 유지할 수 있어 필름의 하드코팅용으로 매우 적합하다.
상기 화학식 1로 표시되는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)는 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 유기화합물에 히드록시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 모노머를 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 유기화합물은 예를 들면, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시 아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
상기 히드록시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타 에릴트리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)는 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량이 5중량부 미만이면 충분한 경도 향상 효과를 기대하기 어렵고, 60중량부를 초과할 경우에는 컬링 특성이 저하될 수 있다.
(B)(메타)아크릴레이트 모노머
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에는 상기 다관능 (메타)아크릴레이 트 올리고머(A)의 효과를 극대화 하기 위해 (메타)아크릴레이트 모노머(B)가 포함된다. 특히 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 중에서도 수축률이나 경도면을 고려할 때 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머가 바람직하다. 즉, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)는 동 분자량을 가진 일반적인 선형 올리고머에 비해 점도가 낮으나 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머와 혼합되어 광경화되는 경우에는 하드코팅층의 수축률이 적으면서도 고경도를 유지할 수 있게 된다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머(B)는 구체적으로 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소보네올(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 및 페녹시에틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군 으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머(B)는 방현성 하드코팅 조성물 전체100중량부에 대하여 5 내지 60중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량이 5중량부 미만이면 방현성 하드코팅 필름의 컬링 특성이 저하되는 문제점이 있고, 60중량부를 초과할 경우에는 방현성 하드코팅 필름의 경도 향상의 효과를 기대하기 어려운 문제가 있다.
(C)광개시제
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에는 광개시제(C)가 포함된다. 상기 광개시제(C)는 히드록시케톤류, 아미노케톤류 또는 수소탈환형 광개시제에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광개시제로는 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시사이클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아테토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시사이클로헥실 페닐 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 광개시제를 사용할 수 있다.
특히 상기 광개시제가 벤조페논과 같은 수소 탈환형 광개시제를 포함할 경우 산소장애 효과를 억제하여 방현성 하드코팅 필름의 표면 경도를 향상 시킬 수 있다.
상기 수소 탈환형 광개시제로는 벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, 4-메틸벤조페논, 4-(4-메틸페닐티오)페닐메탄논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 메틸2-벤조일벤조레이트, 4-페닐-벤조페논, 4,4'-비스(디메릴아미노)-벤조페논을 예시할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 하드코팅 조성물에서 벤조페논과 같은 수소 탈환형 광개시제로 광 경화하는 경우 발생하는 휘발성의 문제와 산소 장애 문제를 최대한 억제시키기 위하여, 상기한 광개시제(C)와 함께 광증감제로써 아민 (메타)아크릴레이트 또는 트리에틸아민, 디에틸아민, 메틸디에탄올아민, 에탄올아민, 이소아밀4-디메틸아미노벤조에이트를 추가로 사용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 하드코팅 조성물이 광개시제와 함께 아민류를 광증감제로써 더 포함할 경우, 광 경화시 산소 장해 효과를 최대한 억제시킬 수 있어서, 방현성 하드코팅 필름의 표면 물성을 증대시키는 효과가 있다.
상기 광개시제(C)는 방현성 하드코팅 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부를 사용 하는 것이 바람직하다. 상기 광개시제는 그 함량이 0.1중량부 보다 적은 경우 방현성 하드코팅 조성물의 경화 속도가 늦고 10중량부 보다 많을 경우는 하드코팅층에 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
(D) 고분자 비드 입자
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 고분자 비드 입자(D)가 포함된다. 본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에 포함되는 탄산칼슘 입자(E)는 광확산 효과를 극 대화할 수 있지만, 반사에 의한 광확산 효과가 지나치면 고해상도를 떨어뜨리는 단점이 있다. 이러한 단점을 해소하기 위하여 본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에는 탄산칼슘 입자의 확산효과를 일정 수준 유지하면서도 눈부심 현상을 줄일 수 있도록 하기 위하여 고분자 비드 입자(D)가 포함된다.
상기 고분자 비드 입자는 방현효과가 뛰어나면서도 고정세한 디스플레이 화질을 저하시키지 않고 선명하게 구현할 수 있는 것으로 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드 등에서 선택된 것을 사용 할 수 있으며, 이들은 각각 단독 또는 2이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 고분자 비드 입자의 직경은 0.1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 내지 7㎛이고, 더더욱 바람직하게는 1㎛ 내지 5㎛이다. 고분자 비드 입자의 직경이 0.1㎛보다 작으면 만족스러운 광확산 효과를 얻기가 힘들고, 광확산성이 저하되어 화상이 알루미늄 색상으로 변색되는 단점이 있다. 또한 고분자 비드 입자의 직경이 10㎛보다 크면 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화되는 문제점이 있다.
상기 고분자 비드 입자는 방현성 하드코팅 조성물 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부를 사용 하는 것이 바람직하다. 상기 고분자 비드 입자는 그 함량이 0.5중량부 보다 적은 경우 충분한 방현효과를 구현하기 어렵고, 20중량부 보다 많을 경우는 투과선명도가 현격히 저하된다.
(E)탄산칼슘 입자
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 탄산칼슘 입자가 포함된다. 특히 상기 탄산칼슘 입자로 도 1에 도시된 바와 같은 형태의 입방형을 사용하게 되면 내부에서 산란효과를 극대화 하여 헤이즈 값을 유지하면서 투과선명도가 우수한 특징이 있다. 또한 상기 탄산갈슘 입자로 모오스 경도가 3이상의 무기 입자를 사용하게 되면 하드코팅층의 표면의 경도 및 스크래치성을 향상시키는 효과를 발현할 수 있다.
상기 탄산칼슘 입자(E)의 입자 사이즈는 0.1 내지 10㎛를 사용할 수 있으며 보다 바람직하게는 0.1 내지 5㎛의 크기를 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 탄산칼슘 입자의 입자 사이즈가 0.1㎛ 미만일 경우 확산 기능이 부족하고 10㎛를 초과할 경우 고분자 비드 입자와의 혼합용이성 저하로 투과선명도가 저하된다.
상기 탄산칼슘 입자로는 시판품으로서 일본 마루오 칼슘사의 CUBE-18BHS, CUBE-50KAS, CUBE-80KAS에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
상기 탄산칼슘 입자는 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.5중량부 보다 적은 경우 충분한 방현효과를 구현하기 어렵고, 20중량부 보다 많을 경우는 하드코팅층의 표면 경도가 너무 향상되어 코팅층에 크랙이 발생하는 문제가 있다.
(F)용제
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 용제가 포함된다. 상기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 당해 분야의 하드코팅 조성물의 용제로서 공지된 것은 어느 것이든 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기 용제로 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등) 등을 사용할 수 있다.
상기 용제(F)는 본 발명의 조성물 전체 100중량부에 대하여 10 내지 85중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 용제는 그 함량이 10중량부 미만이면 점도가 높아 작업성이 떨어지고, 85중량부를 초과할 경우에는 건조 및 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물은 상기 성분 이외에도, 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서는 상술한 본 발명의 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조된 방현성 하드코팅 필름을 제공한다. 본 발명의 방현성 하드코팅 필름은 투명기재의 한면 또는 양면에 상술한 본 발명의 방현성 하드코팅 조성물을 도포한 다음 경화시켜 형성된 방현성 하드코팅층을 구비한다.
상기 투명기재로는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 어떤 필름이라도 사용가능하며, 예를 들면, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체들, 셀룰로오스(디아 세틸 셀룰로오스, 트리아세틸 셀룰로오스, 아세틸 셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르 셀룰로오스, , 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스), 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 미연신, 1축 또는 2축 연신 필름을 사용할 수 있다.　 바람직하게는 투명성 및 내열성이 우수한 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름이나, 투명성 및 광학적으로 이방성이 없는 트리아세틸 셀룰로오스 필름이 사용된다.
상기 투명 기재의 두께는 바람직하게는 8~1000㎛ 정도이고, 보다 바람직하게는 40~100㎛이다.
본 발명에서 하드코팅 조성물의 도포는 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용할 수 있다.
도포 두께는 바람직하게는 3~50㎛이며, 보다 바람직하게는 5~30㎛이고, 가장 바람직하게는 10 ~ 25㎛이다. 도포한 후 하드코팅 조성물을 30~150℃의 온도에서 10초~1시간, 바람직하게는 30초~10분 동안 휘발물의 증발에 의해서 건조시킨 다음, UV 광을 조사하여 경화시킨다. UV광의 조사량은 약 0.01~10J/cm2이고, 바람직하게는 0.1~2J/cm2이다.
본 발명은 상술한 본 발명의 방현성 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 제공한다. 본 발명의 편광판은 본 발명의 방현성 하드코팅 필름을 일반 편광판의 적어도 한면에 적층하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 일반 편광판은, 예를 들면 폴리비닐 알코올계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 필름, 폴리비닐 알코올의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 폴리비닐 알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어지는 편광판이 사용될 수 있다. 이들 편광판의 두께는 특별하게 제한되지 않지만, 일반적으로는 5~80㎛ 정도이다.
본 발명은 상술한 본 발명의 방현성 하드코팅 필름이 구비된 표시 장치를 제공한다. 일례로, 본 발명의 방현성 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 표시 장치에 내장함으로써, 가시성이 우수한 다양한 본 발명의 표시 장치를 제조할 수 있다.　 또한, 본 발명의 방현성 하드코팅 필름을 표시 장치의 윈도우에 부착시킬 수도 있다.　
본 발명의 방현성 하드코팅 필름은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 LCD에 사용될 수 있다.　또한, 본 발명의 방현성 하드코팅 필름은 플라즈마 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼 등의 각종 표시 장치에도 사용될 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
합성예 1: 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머의 합성
헥사메틸렌디이소시아네이트트라이머(N3300, 바이어사) 75중량부, 디펜타에리스리톨 펜타/헥사 아크릴레이트 혼합물(KAYARAD, 니폰 다야쿠사) 425중량부, 디부틸틴디라울레이트(FASCAT 4202, 아케마사) 0.5중량부 및 메톡시하이드로퀴논(HQMME, 이스트만사) 0.25중량부를 상온에서 투입하고, 교반시키면서 반응온도를 110℃까지 올렸다. 110℃에서 10시간 동안 반응시키고, 적외선 분광 스펙트럼의 이소시아네이트의 특성 피크인 2260㎝-1가 완전히 소멸되면 반응을 종결시켰다.
<실시예 1>
25중량부의 상기 합성예 1에서 수득한 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머, 2중량부의 1.8㎛ 입방형 탄산칼슘 입자(CUBE-18BHS, 마루오 칼슘), 5중량부의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(SUNPMMA-LDX50, 선진화학), 8중량부의 펜타에리스리톨 트리/펜타 아크릴레이트(M340, 미원상사), 7중량부 페녹시에틸(메타)아크릴레이트(PHA-011, 한농화성), 용제로서 8중량부의 시클로헥사논(알드리치사) 및 39중량부의 메틸이소부틸케톤(알드리치사), 광개시제로서 4중량부의 1-히드록시사이클로헥실페닐케톤(I-184, 시바사), 0.5중량부의 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1(I-907, 시바사), 및 1중량부 아민아크릴레이트(EB7100, SK Cytec사), 0.5중량부의 벤조페논(BP, 알드리치사)를 배합한 후, 메카니컬 스터러를 이용하여 30분간 교반하여 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
<실시예 2~13>
각 성분의 조성 및 조성비를 하기 표 1과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
<비교예 1 내지 3>
본 발명에 따른 탄산칼슘을 사용하지 않고, 각 성분의 조성 및 조성비를 하기 표 1과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
Figure 112009027801821-PAT00003
고분자 비드 입자(a): 다분산 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(3~5㎛, 선진화학)
고분자 비드 입자(b) : 단분산 폴리스티렌 입자(3㎛, 스키세이케미칼)
고분자 비드 입자(c) : 단분산 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(0.5㎛, 스키세이케미칼)
고분자 비드 입자(d) : 단분산 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)-폴리스티렌 공중합 비드 입자(7㎛, 스키세이 케미칼)
탄산칼슘 입자(a): 입방형 평균입경 1.8㎛ 입자(마루오 칼슘)
탄산칼슘 입자(b): 입방형 평균입경 5㎛ 입자(마루오 칼슘)
탄산칼슘 입자(b): 입방형 평균입경 8 ㎛ 입자(마루오 칼슘)
실리콘 입자 : 무정형 3㎛ 입자(GE도시바사)
모노머(a) : 펜타에리스리톨 트리/펜타 아크릴레이트(M340, 미원상사)
모노머(b) : 페녹시에틸아크릴레이트(PHA-011, 한농화성)
용제(a) : 시클로헥사논(알드리치사)
용제(b) : 메틸이소부틸케톤(알드리치사)
I-184 : 1-히드록시사이클로헥실페닐케톤(시바사)
I-907 : 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1(시바사)
BP : 벤조페논(알드리치사)
<실험예>
상기 실시예 1 내지 13, 비교예 1 내지 3의 조성물에 대하여 아래와 같이 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 투과율 및 헤이즈
분광광도계(HZ-1, 일본 스가사)를 이용하여 전광선투과율(Total Transmittance)과 헤이즈(Haze)를 측정하였다.
(2) 방현성
방현성 하드코팅 조성물로부터 형성되는 필름을 이용하여 제조된 편광판을 글래스에 접합 후, 반사되는 상을 시각 관찰하였다.
O: 방현성 양호, Δ: 방현성 보통, X: 방현성 불량
(3) 투과선명도
방현성 하드코팅 조성물로부터 형성되는 필름의 투과선명도를 시각 평가하였다.
O: 투과선명도 양호, Δ: 투과선명도 보통, X: 투과선명도 불량
(4) 연필경도
연필경도 시험기(PHT, 한국 석보과학사)를 이용하여 500g 하중을 걸고 연필경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고 한 연필 경도당 5회 실시하였다. H, 2H, 3H의 연필을 이용하여, 각 연필로 그었을 때 기스가 2개 이상이면 불량으로 판정하였으며, 불량이 발생하기 이전의 연필로 연필경도를 표시하였다.
기스 0: OK
기스 1: OK
기스 2 이상: NG
(5) 내스크래치성
스틸울테스트기(WT-LCM100, 한국 프로텍사)를 이용하여 1kg/(2cm x 2cm) 하에서 10회 왕복운동시켜 내스크래치성을 시험하였다. 스틸울은 #0000을 사용하였다.
상 : 스크래치 0~20개
중 : 스크래치 21~40개
하 : 스크래치 41개 이상
(6) 밀착성
필름의 도포된 면에 1mm 간격으로 가로 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프(CT-24, 일본 니치방사)을 이용하여 3회 박리 테스트를 진행하였다. 100개의 사각형 3세트를 테스트하여 평균치를 기록하였다.
밀착성은 다음과 같이 기록하였다.
밀착성 = n / 100
n : 전체 사각형 중 박리되지 않는 사각형 수
100 : 전체 사각형의 개수
따라서, 하나도 박리되지 않았을 시 100 / 100으로 기록하였다.
Figure 112009027801821-PAT00004
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 고분자 비드 입자와 입방형 탄산칼슘 입자를 포함하는 실시예의 경우 고분자 비드 입자 또는 입방형 탄산칼슘 입자를 넣지않거나 어느 하나만 포함하는 비교예에 비하여 방현성과 투과선명도가 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히 본 발명의 바람직한 범위에서 고분자 비드 입자와 입방형 탄산칼슘 입자를 첨가한 실시예 1 및 11의 경우 비교예에 비하여 월등하게 향상된 방현성과 투과선명도 특성을 얻을 수 있으며, 특히 헤이즈 값이 증가하여도 투과선명도에는 영향을 미치지 않으면서 전반적인 물성이 우수함을 확인할 수 있다.
도 1은 입방형 탄산칼슘 입자의 SEM 이미지를 나타낸 사진.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A), (메타)아크릴레이트 모노머(B), 광개시제(C), 고분자 비드 입자(D), 탄산칼슘 입자(E) 및 용제(F)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112009027801821-PAT00005
    (상기 식에서, Y는 2~20개의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 탄소수 2~80개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R은 선형(linear), 가지(branched) 또는 시클릭(cyclic)의 탄소수 3~50개의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, n은 1내지 10의 정수이다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 방현성 하드코팅 조성물은 전체 조성물 100중량부에 대하여 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 5 내지 60중량부, 상기 (메타)아크릴레이트 모노머(B) 5 내지 60중량부, 상기 광개시제 0.1 내지 10중량부, 상기 고분자 비드 입자 0.5 내지 20중량부, 상기 탄산칼슘 입자 0.5 내지 20중량부, 및 상기 용제 10 내지 85중량부를 포함하는 것을 특징으로 방현성 하드코팅 조 성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고분자 비드 입자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물
  4. 제 1항에 있어서, 상기 고분자 비드 입자는 입자 사이즈가 0.1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 탄산칼슘 입자는 입방 형태를 가지며 입자 크기가 0.1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 광개시제는 히드록시케톤류, 아미노케톤류 또는 수소탈환형 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물
  7. 제 6항에 있어서, 상기 수소 탈환형 광개시제는 벤조 페논, 2,4,6-트리메틸 벤조페논, 4-메틸 벤조페논, 4-(4-메틸페닐티오)페닐메탄논, 3,3'-디 메틸-4-메톡시 벤조페논, 메틸 2-벤조일벤조레이트, 4-페닐-벤조페논 및 4,4'-비스(디메릴아미노)-벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  8. 투명기재의 한면 또는 양면에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 형성된 방현성 하드코팅층이 구비된 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 필름.
  9. 제 8항에 따른 방현성 하드코팅 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 편광판.
  10. 제 8항에 따른 방현성 하드코팅 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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