KR20110114304A - 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현 필름, 편광판 및 표시 장치 - Google Patents

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

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Abstract

본 발명은 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현 필름, 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 (메타)아크릴레이트 화합물, 광개시제, 투광성 입자, 셀룰로오스 화합물 및 용제를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 미립자와 셀룰로오스 화합물을 포함함에 따라 미립자의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 따라서 이를 이용하여 제조되는 방현층을 포함하는 방현 필름은 코팅 균일성이 우수하여 방현층에 투과되는 빛을 균일하게 산란시켜 우수한 전광선 투과율, 방현성, 경도, 내스크래치성 및 투과선명도를 구현할 수 있다. 따라서 상기 방현 필름은 편광판 및 표시 장치에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현 필름, 편광판 및 표시 장치{Coating Composition for Anti-Glare, Anti-Glare Film using the Coating Composition, Polarizing Plate and Display Device}
본 발명은 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현 필름, 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
방현 필름은 표면 돌출부에 의한 난반사를 이용하여 외부 광의 반사를 감소시키는 기능을 갖는 것으로서 각종 디스플레이 패널, 예를 들면 액정 디스플레이(LCD), 플라스마 디스플레이(PDP), 브라운관(CRT), 전자발광 디스플레이(EL) 등의 표면에 배치되어 외부광의 반사로 인한 콘트라스트의 감소를 방지하거나 이미지 반사에 의한 디스플레이의 시인성 저하를 방지하는 등의 목적으로 이용되고 있다.
상기한 방현 필름은 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 통상적으로는 방현 필름은 소정의 입경을 갖는 미립자를 분산시킨 자외선 경화형 수지를 투명 기재 상에 도포하여 건조시킨 후 자외선을 조사하여 경화시킴으로써, 미립자에 의해 표면에 랜덤한 요철이 형성되도록 하는 방법에 의하여 제조되고 있다.
그러나 상기 방법은 자외선 경화형 수지 내에 미립자를 고르게 분산시키는 것이 어렵고, 그에 따라 상기 자외선 경화형 수지를 사용하여 제조되는 방현 필름에서도 미립자가 필름 전체에 균일하게 분포되어 있지 않다는 문제점이 있다. 또한. 자외선 경화형 수지를 제조하는 과정에서 미립자의 응집 등이 발생되기 쉽고, 그에 기인하여 얼룩짐 등이 발생하는 경우가 있다. 이러한 단점을 가지는 방현 필름을 고정밀의 액정 패널 등과 같은 표시 장치에 사용하는 경우 전광선 투과율, 투과선명도 및 방현성이 떨어져 충분한 시인성을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 미립자의 분산성을 향상시켜 코팅균일성이 우수할 뿐만 아니라 이를 이용하여 제조되는 방현 필름의 방현성, 전광선 투과율, 경도, 내스크래치성 및 투과선명도가 우수한 방현성 하드코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 것으로서 코팅 균일성이 우수하면서 전광선 투과율과, 방현성, 경도, 내스크래치성 및 투과선명도가 우수한 방현 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방현 필름이 구비된 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방현 필름이 구비된 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (메타)아크릴레이트 화합물, 광개시제, 미립자, 화학식 2로 표시되는 셀룰로오스 화합물 및 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure pat00001
(상기 화학식 2에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 아세틸기, 부티레이트기 또는 프로피오네이트기이며, R3는 수소원자, 아세틸기, 부티레이트기, 프로피오네이트기 또는 카르복시메틸기이고, m은 1내지 1000의 정수이다.)
상기 셀룰로오스 화합물은 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 카르복시메틸셀룰로오스아세테이트부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 셀룰로오스 화합물은 수평균 분자량이 10000 내지 80000인 것이 바람직하다.
상기 셀룰로오스 화합물은 분자 내 히드록시기를 포함하며, 상기 히드록시기의 함량은 셀룰로오스 화합물에 대하여 중량분율로 5중량% 이하인 것이 바람직하다.
상기 (메타)아크릴레이트 화합물은 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다.
상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pat00002
(상기 화학식 1에서 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 1 내지 10의 정수이다.)
상기 방현성 하드코팅 조성물은 전체 100중량부에 대하여 상기 미립자 0.5 내지 30중량부 및 상기 셀룰로오스 화합물 0.5 내지 30중량부를 포함할 수 있다.
상기 미립자는 유기 입자 또는 무기 입자인 것이 바람직하다.
상기 유기 입자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드 및 염화비닐계 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기 입자는 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 황산바륨, 인산아연, 실리카, 알루미나 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 미립자는 입자 사이즈가 0.1 내지 10㎛의 입경을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기재의 일면 또는 양면에 상기한 본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물을 도포시킨 다음 경화시켜 형성된 방현층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방현 필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 방현 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 방현 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 미립자와 셀룰로오스 화합물을 포함함에 따라 미립자의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 따라서 이를 이용하여 제조되는 방현층을 포함하는 방현 필름은 코팅 균일성이 우수하여 방현층에 투과되는 빛을 균일하게 산란시켜 우수한 전광선 투과율, 방현성, 경도, 내스크래치성 및 투과선명도를 구현할 수 있다. 따라서 상기 방현 필름은 편광판 및 표시 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 (메타)아크릴레이트 화합물, 광개시제(C), 미립자(D), 셀룰로오스 화합물(E) 및 용제(F)를 포함한다. 상기 (메타)아크릴레이트 화합물은 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A) 및 (메타)아크릴레이트 모노머(B)를 포함할 수 있다. 각 구성 성분에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머(A)
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하며, 상기 (메타)아크릴레이트 화합물은 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
(상기 화학식 1에서 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 1 내지 10의 정수이다.)
상기 화학식 1로 나타내는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 동일한 분자량을 가진 다른 올리고머에 비해 점도가 낮으며, 다른 (메타)아크릴레이트 화합물 특히 (메타)아크릴레이트 모노머(B)와 혼합하여 광경화시키는 경우에는 수축률이 적으면서도 고경도를 유지할 수 있어 하드코팅용 방현 필름에 매우 적합하다는 이점이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 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-시클로헥센디이소시아네이트, 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 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 히드록시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 모노머는 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에릴트리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 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 상기 기준으로 5중량부 미만으로 포함되면 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 방현 필름의 충분한 경도 향상 효과를 기대하기 어렵고, 60중량부 초과로 포함되면 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 방현 필름에 컬링이 발생될 수 있다.
(메타)아크릴레이트 모노머(B)
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하며, 상기 (메타)아크릴레이트 화합물은 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 다관능 (메타)아크릴레이트와 혼합 사용시 다관능 (메타)아크릴레이트의 수축률 및 경도를 보완시켜 줄 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 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 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
특히 (메타)아크릴레이트 모노머는 수축률이나 경도면을 고려할 때 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량이 상기 기준으로 5중량부 미만으로 포함되면 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 방현 필름에 컬링이 발생하는 문제점이 있고, 60중량부 초과로 포함되며 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 방현 필름의 경도 향상의 효과를 기대하기 어려운 문제가 있다.
광개시제(C)
상기 광개시제는 당해 분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 광개시제는 히드록시케톤류, 아미노케톤류 및 수소탈환형 광개시제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 광개시제로는 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판-1-온, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광개시제의 함량이 상기 기준으로 0.1중량부 미만으로 포함될 경우 방현성 하드코팅 조성물의 경화 속도가 늦고, 10중량부 초과로 포함될 경우 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 형성되는 방현층에 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
미립자(D)
상기 미립자는 방현성을 향상시키기 위해 포함되는 것으로서, 방현효과가 뛰어나면서도 고정세한 디스플레이 화질을 저하시키지 않고 선명하게 구현할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 미립자는 유기 입자 또는 무기 입자를 사용할 수 있다.
상기 유기 입자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드 및 염화비닐계 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 무기 입자는 중탄산칼슘(중탄), 경탄산칼슘, 황산바륨, 실리카 및 알루미나로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 미립자는 입자 사이즈가 0.1㎛ 내지 10㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하고, 0.5㎛ 내지 7㎛의 직경을 갖는 것이 더욱 바람직하며, 1㎛ 내지 5㎛의 직경을 갖는 것이 더욱더 바람직하다. 상기 미립자의 입자 사이즈 직경이 0.1㎛ 미만일 경우 만족스러운 광확산 효과를 얻기가 힘들고, 광확산성이 저하되는 단점이 있다. 또한 상기 미립자의 입자 사이즈 직경이 10㎛ 초과일 경우 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화되는 문제점이 있다.
상기 미립자는 방현성을 보다 향상시키기 위해 구형보다는 무정형 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 무정형 입자는 다양한 형태(판상형, 구상형, 정방형 등)를 가지고 있으며 이러한 결정형 구조는 서로 응집으로 인해 덩어리를 형성하고 있으므로 미립화하여 분리하는 과정이 필요하다. 미립화하여 분리하는 과정은 볼 밀과 같은 분쇄기를 이용하여 분쇄 한 후 일정한 크기의 메쉬(mesh)로 거르는 작업을 거치면 일정한 입자 사이즈를 갖는 무정형의 입자를 얻을 수 있다.
상기 투광성 입자는 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.5 내지 30중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 투광성 입자의 함량이 상기 기준으로 0.5중량부 미만으로 포함될 경우 충분한 방현효과를 구현하기 어렵고, 30중량부 초과로 포함될 경우 투과선명도가 현격히 저하된다.
셀룰로오스 화합물(E)
상기 셀룰로오스 화합물은 미립자의 분산성을 향상시키고 코팅성을 개선하기 위해 포함된다.
상기 셀룰로오스 화합물은 화학식 2로 표시되는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure pat00004
(상기 화학식 2에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 아세틸기, 부티레이트기 또는 프로피오네이트기이며, R3는 수소원자, 아세틸기, 부티레이트기, 프로피오네이트기 또는 카르복시메틸기이고, m은 1내지 1000의 정수이다.)
바람직하게 상기 셀룰로오스 화합물은 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 카르복시메틸셀룰로오스아세테이트부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기에서 예시한 셀룰로오스 화합물들은 합성이 용이하고 특히, 분자내 에스테르기를 함유함에 따라 필름이나 플라스틱 지지체 등의 기재와의 부착성을 증진시켜 주는 역할을 한다.
바람직하게 상기 셀룰로오스 화합물은 용매 및 경화성 수지 조성물과의 상용성을 고려하여 수평균분자량이 10000 내지 80000인 것이 좋다.
상기 셀룰로오스 화합물은 시판하는 제품을 사용할 수 있으며, 예를 들어 이스트만사 CAB-551, CAB-553, CAB-381, CAB-321, CAB-171, CMCAB cellulose Ester, CAP-504, CAP-482, CA-398 및 CA-394로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 셀룰로오스 화합물은 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.5 내지 30중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스 화합물의 함량이 상기 기준으로 0.5중량부 미만으로 포함될 경우 미립자의 충분한 분산성 향상 및 코팅균일성의 향상효과를 얻기 어렵고, 30중량부 초과로 포함될 경우 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조되는 방현 필름의 경도나 스크래치성과 같은 표면 물성을 저하시킬 수 있다.
용매(F)
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 용매(또는 용제)가 포함된다. 상기 용매는 특별히 한정되지 않으며, 당해 분야에서 공지된 것이라면 어느 것이든지 사용 가능하다.
바람직하게는 상기 용매는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등) 등 예시할 수 있다. 상기 용매는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 방현성 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 10 내지 85중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 용제의 함량이 상기의 기준으로 10중량부 미만으로 포함되면 방현성 하드코팅 조성물의 점도가 높아 작업성이 떨어지고, 85중량부 초과로 포함될 경우 방현성 하드 코팅 조성물의 건조 및 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물은 상기 성분들 이외에도 필요에 따라서 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는 상술한 본 발명의 방현성 하드코팅 조성물을 이용하여 제조된 방현 필름을 제공한다. 본 발명의 방현 필름은 투명기재의 일면 또는 양면에 상술한 본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물을 도포한 다음 경화시켜 형성된 방현층을 구비한다.
상기 투명기재로는 투명성이 필름이면 어떤 필름이라도 사용가능하다. 예를 들면 상기 투명기재는 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체들, 셀룰로오스(디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스), 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 사용될 수 있다.
상기 투명 기재의 두께는 바람직하게 8~1000㎛ 정도이고, 보다 바람직하게 40~100㎛이다.
상기 방현성 하드코팅 조성물의 도포는 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용할 수 있다.
상기 방현성 하드코팅 조성물의 도포 두께는 바람직하게 3~50㎛이며, 보다 바람직하게 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 발명에 따른 방현 필름이 구비된 편광판을 제공한다. 즉, 본 발명의 편광판은 본 발명에 따른 방현 필름을 일반적인 편광자 또는 상기 일반적인 편광자를 포함하는 편광판의 적어도 일면에 적층하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 일반적인 편광자는 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 이루어진 것일 수 있다. 이들 편광자의 두께는 특별하게 제한되지 않지만, 일반적으로는 5~80㎛ 정도이다.
상기 일반적인 편광판은 상기 일반적인 편광판의 적어도 일면에 보호필름이 구비된 것일 수 있다. 상기 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하게 적용될 수 있다. 예를 들면 상기 보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 예시한 보호필름 중에서 투명성이 우수하면서 광학적으로 이방성이 없다는 점에서 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 보호필름의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 8 내지 1000㎛인 것이 바람직하고, 40 내지 100㎛인 것이 보다 바람직하다.
본 발명은 상술한 본 발명에 따른 방현 필름이 구비된 표시 장치를 제공한다. 일례로, 상술한 방현 필름이 부착된 편광판을 표시 장치에 내장함으로써, 본 발명에 따른 표시 장치를 제조할 수 있다.　또한, 본 발명의 방현 필름은 표시 장치의 윈도우에 부착시킬 수도 있다. 본 발명의 방현 필름은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 LCD에 바람직하게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 방현 필름은 플라즈마 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼 등의 각종 표시 장치에도 바람직하게 이용될 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
헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트(N3300, 바이어사) 75중량부, 디펜타에리스리톨펜타/헥사아크릴레이트 혼합물(KAYARAD, 니폰 다야쿠사) 425중량부, 디부틸틴디라울레이트(FASCAT 4202, 아케마사) 0.5중량부 및 메톡시히드로퀴논(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>
상기 합성예 1에서 수득한 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머 25중량부, 평균 직경 4㎛의 무정형 실리카 입자(Tospearl240, 모멘티브사) 5중량부, 펜타에리스리톨트리/펜타아크릴레이트(M340, 미원상사) 8중량부, 이소보네올아크릴레이트(IBXA, 공영사) 7중량부, 셀룰로오스아세테이트부티레이트의 에스테르화 화합물(CAB551, 수평균 분자량 16,000, 히드록시기 함량 1.5중량%, 이스트만사) 5중량부, 시클로헥사논(알드리치사) 8중량부, 톨루엔(알드리치사) 39중량부, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(I-184, 시바사) 2중량부, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1(I-907, 시바사) 0.5중량부, 분산제인 변성 실리콘 오일(DisperBYK2008, 비와이케이사) 0.3중량부, 레벨링제인 변성실리콘오일(BYK371, 비와이케이사) 0.2중량부를 배합한 후, 30분간 교반하여 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
<실시예 2 내지 15 및 비교예 1 내지 3>
각 성분의 조성 및 조성비를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
Figure pat00005
CAB-551 : 셀룰로오스아세테이트부티레이트(수평균분자량 16,000, 히드록시함량 1.5중량%)
CAB-553 : 셀룰로오스아세테이트부티레이트(수평균분자량 20,000, 히드록시함량 4.8중량%)
CAB-500 : 셀룰로오스아세테이트부티레이트(수평균분자량 57,000, 히드록시함량 1.0중량%)
CAB-381 : 셀룰로오스아세테이트부티레이트(수평균분자량 70,000, 히드록시함량 0.8중량%)
CAP-482 : 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(수평균분자량 25,000, 히드록시함량 2.6중량%)
CMCAB : 카르복시메틸셀룰로오스아세테이트부티레이트(수평균분자량 20,000, 히드록시함량 3.0중량%)
CA-398 : 셀룰로오스아세테이트(수평균분자량 40,000, 히드록시함량 3.5중량%)
유기 입자(a): 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(3~5㎛, 선진화학)
유기 입자(b) : 멜라민 입자(3㎛, 스키세이케미칼)
유기 입자(c) : 폴리메틸메타아크릴레이트-폴리스티렌 입자(2~4㎛, 스키세이케미칼)
무기 입자(a): 평균입경 4㎛ 무정형 실리카입자(모멘티브)
무기 입자(b): 평균입경 2㎛ 황산바륨입자(마루오 칼슘)
무기 입자(b): 입방형 평균입경 5 ㎛ 탄산칼슘입자(마루오 칼슘)
모노머(a) : 펜타에리스리톨트리/펜타아크릴레이트(M340, 미원상사)
모노머(b) : 이소보네올아크릴레이트(IBXA, 공영사)
용제(a) : 시클로헥사논(알드리치사)
용제(b) : 톨루엔(알드리치사)
I-184 : 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(시바사)
I-907 : 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판-1-온(시바사)
DisperBYK2008 : 변성실리콘오일(비와이케이사)
BYK371 : 변성실리콘오일(비와이케이사)
<실험예>
상기 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 3의 조성물을 80㎛ 두께의 셀룰로오스트리아세테이트 투명 기재에 그라비어 코팅기를 사용하여 도포하고, 80℃에서 1 분 동안 건조시키고, 자외선 조사에 의해 경화시켜 두께가 4㎛인 방현층이 형성된 방현 필름을 제조하였다. 상기 방현 필름에 대하여 아래와 같이 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 표면 평활성
방현 필름의 도포된 표면을 전등광에 비춰서 기울기 20~30도의 방향에서 관찰하여, 표면층의 균일성(미시적)인 응집의 유무를 확인하였다.
A: 표면층에 미시적인 응집이 없어 균일하다.
B: 표면층에 미시적인 응집이 보이지만 매우 경미하다.
C: 표면층에 미시적인 응집이 현저히 보인다.
(2) 전광선 투과율 및 헤이즈
상기 방현 필름을 분광광도계(HZ-1, 일본 스가사)를 이용하여 전광선 투과율(Total Transmittance)과 헤이즈(Haze)를 측정하였다.
(3) 방현성
PVA 편광자의 일면에 상기 방현 필름을, 타측면에는 일반 TAC 필름(두께 80㎛)을 접합하여 편광판을 제작하였다. 상기 제조된 편광판을 글래스에 접합 후 반사되는 상을 아래와 같이 시각 관찰하였다.
○: 방현성 양호, Δ: 방현성 보통, X: 방현성 불량
(4) 투과선명도
상기 방현필름 투과선명도를 아래와 같이 시각 평가하였다.
○: 투과선명도 양호, Δ: 투과선명도 보통, X: 투과선명도 불량
(5) 연필 경도
제조된 하드코팅 필름의 하드코팅층을 연필 경도 시험기(PHT, 한국 석보과학 사제)로 500g 하중을 걸고 연필 경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고 한 연필 경도당 5회 실시하였다. 기스가 2개 이상이면 불량으로 판정하였으며, 불량이 발생하기 이전의 연필로 연필 경도를 표시하였다.
기스: 0 OK
기스: 1 OK
기스: 2 이상 NG
(6) 내스크래치성
스틸울테스트기(WT-LCM100, 한국 프로텍 사제)를 이용하여 1kg/(2cm x 2cm) 하에서 10회 왕복운동시켜 내스크래치성을 시험하였다.
스틸울은 #0000을 사용하였다.
A: 스크래치가 0개
A': 스크래치가 1~10개
B: 스크래치가 11~20개
C: 스크래치가 21~30개
D: 스크래치가 31개 이상
Figure pat00006
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 셀룰로오스 화합물을 첨가한 실시예의 경우 첨가하지 않은 비교예와 비교하여 코팅성이 현저히 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 또한 실시예의 경우 비교예에 비하여 월등하게 향상된 방현성과 투과선명도, 경도 및 내스크래치성 특성을 얻을 수 있음을 확인 할 수 있다.

Claims (13)

  1. (메타)아크릴레이트 화합물, 광개시제, 투광성 입자, 화학식 2로 표시되는 셀룰로오스 화합물 및 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
    [화학식 2]
    Figure pat00007

    (상기 화학식 2에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 아세틸기, 부티레이트기 또는 프로피오네이트기이며, R3는 수소원자, 아세틸기, 부티레이트기, 프로피오네이트기 또는 카르복시메틸기이고, m은 1내지 1000의 정수이다.)
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 셀룰로오스 화합물은 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 카르복시메틸셀룰로오스아세테이트부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 셀룰로오스 화합물은 수평균 분자량이 10000 내지 80000인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 (메타)아크릴레이트 화합물은 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00008

    (상기 화학식 1에서, 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.)
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 방현성 하드코팅 조성물은 전체 100중량부에 대하여 상기 투광성 입자 0.5 내지 30중량부 및 상기 셀룰로오스 화합물 0.5 내지 30중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 투광성 입자는 유기 입자 또는 무기 입자인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유기 입자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드 및 염화비닐계 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 무기 입자는 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 황산바륨, 인산아연, 실리카, 알루미나 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 투광성 입자는 입자 사이즈가 0.1 내지 10㎛의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  11. 기재의 일면 또는 양면에 청구항1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 방현성 하드코팅 조성물을 도포시킨 다음 경화시켜 형성된 방현층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방현 필름.
  12. 청구항 13의 방현 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 편광판.
  13. 청구항 11의 방현 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014092384A1 (ko) * 2012-12-11 2014-06-19 동우화인켐 주식회사 방현 필름 및 이를 구비한 편광판
KR20170019120A (ko) 2015-08-11 2017-02-21 동우 화인켐 주식회사 하드코팅 조성물 및 이를 이용한 하드코팅 필름
KR20190026170A (ko) * 2017-09-04 2019-03-13 (주)엘지하우시스 경도가 향상된 코팅 조성물 및 이를 이용한 시트
CN112979830A (zh) * 2021-02-19 2021-06-18 杭州楠大环保科技有限公司 微生物菌剂用可降解填料及其制备方法

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