KR20110124086A - 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

투광성 입자의 분산성을 향상시켜 코팅균일성이 보장되고, 방현성 및 투과선명도가 우수하여 제품의 불량성 및 공정작업성 저하를 방지할 수 있어 제품 신뢰성이 향상된 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 편광판 및 표시 장치가 제안된다. 제안된 방현성 하드코팅 조성물은 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 모노머, 광개시제, 투광성 입자, 인산화합물 및 용제를 포함한다.

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 것으로서, 보다 상세하게는, 투광성 입자의 분산성을 향상시켜 코팅균일성이 보장되고, 방현성 및 투과선명도가 우수하여 제품의 불량성 및 공정작업성 저하를 방지할 수 있어 제품 신뢰성이 향상된 방현성 하드코팅 조성물, 이를 이용한 방현성 하드코팅 필름, 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. 즉, 전술한 디스플레이에 있어서 주로 내부에서 출사하는 광이 디스플레이 표면에서 확산되지 않고 직진하는 경우, 디스플레이 표면을 보게 되는 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)와 같은 필러(filler)를 포함하는 수지를 도포하여 제조된 방현필름이 개시되어 있다. 동 특허에서 방현 필름은 응집성 실리카 등의 입자의 응집에 의해 방현층의 표면에 요철형상을 형성하는 타입, 도막의 막 두께 이상의 입자 지름을 갖는 유기필러를 수지 중에 첨가하여 층 표면에 요철형상을 형성하는 타입, 또는 층 표면에 요철을 가진 필러를 라미네이트하여 요철형상을 전사하는 타입이 있다.
방현 필름에서 방현성을 부여하기 위해, 투광성 입자를 사용하는 방법들이 가장 보편적인 방법으로 사용되고 있다. 그러나 이러한 입자를 사용한 방현필름의 제조에서 입자의 분산성의 문제로 인한 입자 뭉침현상이나 용액 내에서의 침강현상 등으로 코팅성 저하현상이 나타나 충분한 방현성을 나타내지 못하는 문제가 있다.
따라서, 디스플레이 표면에서 방현필름이 최적으로 방현성을 나타낼 수 있도록 코팅성을 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 요청된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 투광성 입자의 분산성을 향상시켜 코팅균일성이 보장되고, 방현성 및 투과선명도가 우수하여 제품의 불량성 및 공정작업성 저하를 방지할 수 있어 제품 신뢰성이 향상된 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.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 하기 화학식 1의 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 모노머, 광개시제, 투광성 입자, 하기 화학식 2의 인산화합물 및 용제를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
식 중, Y는 2 내지 20의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하고, 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는, 탄소수 2 내지 80의 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R1은 선형(linear), 가지(branched) 또는 시클릭(cyclic)의, 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는, 탄소수 3 내지 50의 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, x는 1내지 10의 정수이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
식 중, R2는 수소, 또는 메틸기이며, n은 0 내지 2인 정수, m 및 l은 1 또는 2인 정수이다.
여기서, 인산화합물은 히드록시에틸아크릴포스파이트 또는 히드록시카프로락탐변성아크릴포스파이트일 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 5 내지 60중량부, (메타)아크릴레이트 모노머는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 5 내지 60중량부, 광개시제는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 0.1 내지 10중량부, 투광성 입자는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 0.5 내지 30중량부, 인산화합물은 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 0.1 내지 30중량부, 및 용제는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 10 내지 85중량부 포함될 수 있다.
투광성 입자는 유기입자 또는 무기입자일 수 있는데, 유기입자인 경우 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드 및 염화비닐계 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있고, 무기입자인 경우 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 황산바륨, 인산아연, 실리카, 알루미나 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 또한, 투광성 입자는 입자 사이즈가 0.1 내지 10㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 투명기재; 및 투명기재의 적어도 어느 한면에 위치하는 방현성 하드코팅 조성물을 포함하는 방현성 하드코팅층;을 포함하는 방현성 하드코팅 필름이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 편광필름; 및 편광필름의 적어도 어느 한면에 위치하는 방현성 하드코팅 필름;을 포함하는 편광판이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 편광필름 및 방현성 하드코팅 필름을 포함하는 편광판을 포함하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 투광성 입자와 인산 화합물을 포함함에 따라 입자의 분산성을 향상시켜 필름제조시 우수한 코팅성을 제공하는 효과가 있다. 또한, 이를 이용하여 제조되는 방현성 하드코팅 필름은 하드코팅층이 투과되는 빛을 균일하게 산란시켜 우수한 방현성 및 투과선명도를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 입자분산성 및 코팅균일성을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물을 이용하면, 제품의 불량성 및 공정작업성 저하를 방지하고 우수한 품질의 신뢰성 높은 제품제조가 가능한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 화학식 1의 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 모노머, 광개시제, 투광성 입자, 화학식 2의 인산화합물 및 용제를 포함한다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 하기 화학식 1의 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머를 포함한다.
Figure pat00003
식 중, Y는 2 내지 20의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하고, 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는, 탄소수 2 내지 80의 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R1은 선형(linear), 가지(branched) 또는 시클릭(cyclic)의, 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는, 탄소수 3 내지 50의 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, x는 1내지 10의 정수이다. 이하, 본 명세서에서 '화학식 1의 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머'는 '다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머'라 하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 동일하거나 유사한 분자량을 가진 다른 올리고머에 비해 점도가 낮으며, 후술할 (메타)아크릴레이트 모노머와 혼합하여 광경화시키는 경우에는 수축률이 적으면서도 고경도를 유지할 수 있어 필름의 하드코팅용으로 적합하다.
다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 유기화합물에 히드록시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 모노머를 반응시켜 제조한다.
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 1종 이상 선택될 수 있다.
히드록시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 모노머는 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 이상 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 방현성 하드코팅 조성물 전체를 100중량부 기준으로 하여 5 내지 60중량부 포함되는 것이 바람직하다. 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량이 5중량부 미만이면 충분한 경도 향상 효과를 기대하기 어렵고, 60중량부를 초과할 경우에는 컬링 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머의 효과를 극대화하기 위해 (메타)아크릴레이트 모노머가 포함된다. (메타)아크릴레이트 모노머는 수축률이나 경도면을 고려할 때 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머가 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 동 분자량을 가진 일반적인 선형 올리고머에 비해 점도가 낮으나, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머와 혼합되어 광경화되는 경우에는 하드코팅층의 수축률이 적으면서도 고경도를 유지할 수 있게 된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 (메타)아크릴레이트 모노머는 예를 들면, 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, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(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, 테트라히드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 및 페녹시에틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, (메타)아크릴레이트 모노머는 방현성 하드코팅 조성물 전체를 100중량부 기준으로 하여 5 내지 60중량부 포함되는 것이 바람직하다. (메타)아크릴레이트 모노머의 함량이 5중량부 미만이면 5중량부 미만이면 방현성 하드코팅 필름의 컬링 특성이 저하되는 문제점이 있고, 60중량부를 초과할 경우에는 방현성 하드코팅 필름의 경도 향상의 효과가 낮아질 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 광개시제를 포함한다. 광개시제는 히드록시케톤류, 아미노케톤류 또는 수소탈환형 광개시제에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상세하게, 본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에는 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 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, 및 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 광개시제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, 광개시제는 방현성 하드코팅 조성물 전체를 100중량부 기준으로 하여 0.1 내지 10중량부 포함되는 것이 바람직하다. 광개시제의 함량이 0.1중량부 보다 적은 경우 방현성 하드코팅 조성물의 경화 속도가 늦고, 10중량부보다 많을 경우는 하드코팅층에 크랙이 발생할 수 있다.
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 투광성 입자가 포함된다. 투광성 입자는 유기 입자 또는 무기입자를 사용할 수 있다.
투광성 입자로 사용할 수있는 유기 입자로는 방현효과가 뛰어나면서도 고정세한 디스플레이 화질을 저하시키지 않고 선명하게 구현할 수 있는 것이 바람직한데 예를 들면, 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 및 염화비닐계 비드 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이들은 각각 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.
투광성 입자로 사용할 수 있는 무기입자로는 중탄산칼슘(중탄), 경탄산칼슘, 황산바륨, 실리카 및 알루미나 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이들은 각각 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.
투광성 입자의 직경은 0.1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 내지 7㎛이고, 더욱 바람직하게는 1㎛ 내지 5㎛이다. 투광성 입자의 직경이 0.1㎛보다 작으면 만족스러운 광확산 효과를 얻기가 힘들고, 광확산성이 저하되어 화상이 알루미늄 색상으로 변색되는 단점이 있다. 또한 투광성 입자의 직경이 10㎛보다 크면 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화되는 문제점이 있다.
투광성 입자는 방현성을 보다 더 향상시키기 위해 구형보다 무정형 입자를 사용하는 것이 바람직하며 무정형 입자는 다양한 형태(판상형, 구상형, 정방형 등)를 가지고 있으며 이러한 결정형 구조는 서로 응집으로 인해 덩어리 형성 등의 문제가 발생하므로 각각의 미립자로 분리하는 과정이 필요하다. 결정형 구조의 입자는 볼 밀과 같은 분쇄기 또는 해쇄기를 이용하여 분쇄과정에 의하여 미립자로 분리될 수 있다. 입자가 화학반응을 거치면서 각 물질의 일정한 고유 결정형상을 형성하더라도, 분쇄과정을 거치면서 무작위의 형상으로 분쇄되며, 일정한 크기의 메쉬(mesh)로 거르는 과정을 통해 일정한 범위의 입도 분포를 갖게 된다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, 투광성 입자는 방현성 하드코팅 조성물 전체를 100중량부 기준으로 하여 0.5 내지 30중량부 포함되는 것이 바람직하다. 투광성 입자는 함량이 0.5중량부 보다 적은 경우 충분한 방현효과를 구현하기 어렵고, 30중량부 보다 많을 경우는 투과선명도가 현격히 저하된다.
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 인산화합물이 포함된다. 인산화합물은 투광성 입자의 표면 전하를 저하시켜 분산성을 향상시키고 입자를 포함하는 코팅 수지 조성물의 코팅성을 개선한다. 본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에 사용될 수 있는 인산 화합물은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
Figure pat00004
식 중, R2는 수소, 또는 메틸기이며, n은 0 내지 2인 정수, m 및 l은 1 또는 2인 정수이다.
본 발명에서 사용되는 인산 화합물은 인산히드록시알킬(메타)아크릴레이트이다. 인산히드록시알킬(메타)아크릴레이트(P-HEMA)는 예를 들면, 히드록시(메타)아크릴레이트(HEMA)와 오산화인(P2O5)과 반응시켜 합성할 수 있다. 합성매커니즘은 하기 반응식 1로 표현될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00005
인산히드록시알킬(메타)아크릴레이트 합성에 사용될 수 있는 히드록시(메타)아크릴레이트로는 히드록시에틸메타아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 카프로락탐변성히드록시에틸아크릴레이트, 및 카프로락탐변성히드록시에틸메타아크릴레이트 중 선택된 1종을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, 인산 화합물은 방현성 하드코팅 조성물 전체를 100중량부 기준으로 하여 0.1 내지 30중량부 포함되는 것이 바람직하다. 인산 화합물의 함량이 0.1중량부 보다 적은 경우 충분한 분산성 및 코팅균일성을 얻기 어렵고, 30중량부보다 많을 경우는 조성물의 경시가 발생할 수 있다.
본 발명의 방현성 하드코팅 조성물에는 용제가 포함된다. 상기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 방현성 하드코팅 조성물에 사용될 수 있는 용제라면 어떤 것이든 사용될 수 있다. 용제는 예를 들면, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올) 또는 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논) 용제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물에서, 용제는 방현성 하드코팅 조성물 전체를 100중량부 기준으로 하여 10 내지 85중량부 포함되는 것이 바람직하다. 용제의 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 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제, 및 방오제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방현성 하드코팅 조성물은 필름에 코팅되어 방현성이 우수한 필름에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 투명기재; 및 투명기재의 적어도 어느 한면에 위치하는 방현성 하드코팅 조성물을 포함하는 방현성 하드코팅층;을 포함하는 방현성 하드코팅 필름이 제공된다.
방현성 하드코팅 필름은 투명기재의 한면 또는 양면에 전술한 방현성 하드코팅 조성물을 코팅하여 형성된 방현성 하드코팅층을 구비한다.
투명기재로는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 어떤 필름이라도 사용가능하다. 투명기재는 예를 들면, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체들, 셀룰로오스(디아세틸 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 선택될 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 투명기재로 사용될 수 있다.
투명 기재의 두께는 바람직하게는 8 내지 1000㎛ 정도이고, 보다 바람직하게는 40 내지 100㎛이다.
방현성 하드코팅 조성물을 투명기재에 코팅하기 위하여는 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 또는 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용할 수 있다.
코팅두께는 바람직하게는 3 내지 50㎛이며, 보다 바람직하게는 5 내지30㎛이고, 가장 바람직하게는 10 내지 25㎛이다. 하드코팅 조성물을 도포한 후 30~150℃의 온도에서 10초 내지 1시간, 바람직하게는 30초 내지10분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨 다음, UV 광을 조사하여 경화시켜 코팅할 수 있다. UV광의 조사량은 약 0.01 내지 10J/cm2일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 2J/cm2이다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 편광필름; 및 편광필름의 적어도 어느 한면에 위치하는 방현성 하드코팅 필름;을 포함하는 편광판이 제공된다. 편광판은 편광필름의 한면 또는 양면에 본 발명의 방현성 하드코팅 필름을 적층하여 형성된다.
방현성 하드코팅 필름은 투명기재의 한면 또는 양면에 전술한 방현성 하드코팅 조성물을 코팅하여 형성된 방현성 하드코팅층을 구비한다.
편광필름으로는 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 편광필름이 사용될 수 있다. 이들 편광필름의 두께는 특별하게 제한되지 않지만, 일반적으로 5 내지 80㎛이다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 편광필름 및 방현성 하드코팅 필름을 포함하는 편광판을 포함하는 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 방현성 하드코팅 필름이 구비된 편광판을 표시 장치의 표면에 위치시키면, 가시성이 우수한 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 방현성 하드코팅 필름은 표시 장치의 윈도우에 부착시켜 사용할 수도 있다.　
본 발명의 방현성 하드코팅 필름은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, 또는 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, 또는 전자 페이퍼 등의 각종 표시 장치에도 사용될 수 있다.
이하, 실시예 및 시험예에 의해 본 발명을 더 설명하기로 한다.
< 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 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 종결시켜 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머를 얻었다.
< 실시예 1>
합성예 1에서 수득한 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머 25중량부, 모노머로서, 펜타에리스리톨 트리/펜타 아크릴레이트(M340, 미원상사제) 8중량부 및 이소보네올아크릴레이트(IBXA, 공영사제) 7중량부, 광개시제로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(I-184, 시바사제) 2중량부 및 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1(I-907, 시바사제) 0.5중량부, 투광성입자로서 평균입경 4㎛ 무정형 실리카 입자(Tospearl240, 모멘티브사제) 5중량부, 인산화합물로서 히드록시에틸아크릴포스파이트(PM-2, 일본화약사제) 1중량부, 용제로서 시클로헥사논(알드리치사제) 8중량부 및 톨루엔(알드리치사제) 39중량부, 분산제로 변성 실리콘 오일(DisperBYK2008, 비와이케이사제) 0.3중량부, 및 레벨링제로 변성실리콘 오일(BYK371, 비와이케이사제) 0.2중량부를 혼합한 후, 메카니컬 스터러를 이용하여 30분간 교반하여 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
< 실시예 2 내지 실시예 8>
각 성분의 조성 및 조성비를 하기 표 1과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
< 비교예 1 내지 4>
본 발명에 따른 인산 화합물을 사용하지 않고, 각 성분의 조성 및 조성비를 하기 표 1과 같이 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 방현성 하드코팅 조성물을 제조하였다.
중량부 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4
다관능(메타)아크릴레이트올리고머 25 25 25 25 20 10 10 29 25 25 25 25
(메타)아크릴레이트모노머 (a) 12 12 12.5 8 8 5 4 8.95 12 10 10 10
(b) 7 7 7 7 7 7 4 7 7 7 7 7
광개시제 (a) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
(b) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
유기입자 (a) - - - - - - - 5 - 8 - -
(b) - - - - - - - - 5 - 8 -
무기입자 (a) 5 5 5 5 5 5 5 - - - - -
(b) - - - - - - - - - - - 8
인산화합물 (a) 1 - 0.5 5 - 25 - 0.05 - - - -
(b) - 1 - - 10 - 31 - - - - -
용제 (a) 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
(b) 39 39 39 39 39 37 35 39 40 39 39 39
첨
가
제		 분산제 DisperBYK2
008		 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
레벨링제 BYK371 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
(메타)아크릴레이트모노머(a): 펜타에리스리톨 트리/펜타 아크릴레이트(M340, 미원상사)
(메타)아크릴레이트모노머(b): 이소보네올아크릴레이트(IBXA, 공영사)
광개시제(a): 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(I-184, 시바사)
광개시제(b): 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1(I-907, 시바사)
유기 입자(a): 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(3~5㎛, 선진화학)
유기 입자(b): 멜라민 입자(3㎛, 스키세이케미칼)
무기 입자(a): 평균입경 4㎛ 무정형 실리카입자(모멘티브)
무기 입자(b): 평균입경 2㎛ 황산바륨입자(마루오 칼슘)
인산화합물(a): 히드록시에틸아크릴포스파이트(PM-2, 일본화약)
인산화합물(b): 히드록시카프로락탐변성아크릴포스파이트(PM-21, 일본화약)
용제(a) : 시클로헥사논(알드리치사)
용제(b) : 톨루엔(알드리치사)
DisperBYK2008 : 변성실리콘오일(비와이케이사)
BYK371 : 변성실리콘오일(비와이케이사)
< 시험예 >
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 3의 조성물에 대하여 다음과 같이 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(1) 표면 평활성
필름의 도포된 표면을 전등광에 비춰서 기울기 20 내지 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) 투과율 및 헤이즈
분광광도계(HZ-1, 일본 스가사)를 이용하여 전광선투과율(Total Transmittance)과 헤이즈(Haze)를 측정하였다.
(3) 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
(4) 투과선명도
방현성 하드코팅 조성물로부터 형성되는 필름의 투과선명도를 시각 평가하였다.
O: 투과선명도 양호
Δ: 투과선명도 보통
X: 투과선명도 불량

 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4
표면평활성 A A A A A A A A C C C C
전광선투과율(%) 93.5 92.5 93.0 91.7 93.2 92.0 93.7 91.7 89.7 90.1 97.0 90.3
방현성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Δ Δ × Δ
투과선명도 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Δ × × ×
표 2에서 보는 바와 같이, 인산 화합물을 첨가한 실시예 1 내지 8의 방현성 하드코팅 조성물의 경우 첨가하지 않은 비교예 1내지 4의 방현성 하드코팅 조성물과 비교하여 표면평활성면에서 우수한 결과를 얻어 코팅성이 현저히 증가되는 효과가 있다는 것을 알 수 있다. 또한 실시예 1 내지 8의 방현성 하드코팅 조성물의 경우 비교예 1내지 4의 방현성 하드코팅 조성물에 비하여 월등하게 향상된 방현성과 투과선명도 특성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1의 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴레이트 모노머, 광개시제, 투광성 입자, 하기 화학식 2의 인산화합물 및 용제를 포함하는 방현성 하드코팅 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00006

    상기 식 중, Y는 2 내지 20의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하고, 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는, 탄소수 2 내지 80의 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R1은 선형(linear), 가지(branched) 또는 시클릭(cyclic)의, 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는, 탄소수 3 내지 50의 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, x는 1내지 10의 정수이고,
    [화학식 2]
    Figure pat00007

    상기 식 중, R2는 수소, 또는 메틸기이며, n은 0 내지 2인 정수, m 및 l은 1 또는 2인 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인산화합물은 히드록시에틸아크릴포스파이트 또는 히드록시카프로락탐변성아크릴포스파이트인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 5 내지 60중량부, 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 5 내지 60중량부, 상기 광개시제는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 0.1 내지 10중량부, 상기 투광성 입자는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 0.5 내지 30중량부, 상기 인산화합물은 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 0.1 내지 30중량부, 및 상기 용제는 전체 조성물을 100중량부 기준으로 하여 10 내지 85중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 투광성 입자는 유기입자 또는 무기입자인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 유기입자는 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.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 무기입자는 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 황산바륨, 인산아연, 실리카, 알루미나 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 투광성 입자는 입자 사이즈가 0.1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 방현성 하드코팅 조성물.
  8. 투명기재; 및
    상기 투명기재의 적어도 어느 한면에 위치하는, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 방현성 하드코팅 조성물을 포함하는 방현성 하드코팅층;을 포함하는 방현성 하드코팅 필름.
  9. 편광필름; 및
    상기 편광필름의 적어도 어느 한면에 위치하는, 청구항 8에 따른 방현성 하드코팅 필름;을 포함하는 편광판.
  10. 청구항 9에 따른 편광판을 포함하는 표시 장치.
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