KR20120128739A

KR20120128739A - 반사 방지 필름, 이를 포함하는 편광판 및 표시 장치

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Publication number: KR20120128739A
Application number: KR1020110046555A
Authority: KR
Inventors: 안종남; 김운기
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-11-28

Abstract

본 발명은 반사 방지 필름, 이를 포함하는 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
상기 반사방지 필름은 투명기재 상에 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상에 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 포함하는 저굴절층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 저굴절층을 포함하여 이루어진다.
상기한 본 발명에 따른 반사방지 필름은 하드코팅층과 저굴절층을 형성하는 과정에서 하드코팅층 내의 히드록시기를 갖는 화합물이 저굴절층 형성용 조성물에 포함된 이소시아네이트기를 갖는 화합물과 반응하여 우레탄 결합을 형성하므로 견고한 가교구조를 형성하여 층간 부착력이 증가된 결과를 보여준다. 그로 인해 상기 반사방지 필름은 편광판 및 표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

반사 방지 필름, 이를 포함하는 편광판 및 표시 장치{ANTI-REFLECTION FILM, POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAYING DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 반사 방지 필름, 이를 이용한 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.

최근 CRT, LCD, PDP 등의 디스플레이가 발달하여 이들 디스플레이를 이용한 각종 표시 장치가 다방면으로 사용되어 왔다. 이들 표시 장치를 옥외 등 비교적 밝은 장소에서 사용하는 경우, 태양광이나 형광등 등의 외부광에 의한 디스플레이로의 비침이 문제가 되는 경우가 증가하고 있으며 그에 따른 디스플레이 표면에 외부광의 비침 방지, 즉 반사 방지에 대한 요구도 강해지고 있다.

그에 따라 표시 장치의 외부의 모습이 잘 반사되지 않게 하기 위한 반사 방지 필름이 널리 개발되고 있다. 상기 반사 방지 필름으로서 다층 구조의 반사 방지 필름이 알려져 있으며, 일반적으로 투명기재 상에 형성된 하드코팅층과 저굴절층을 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 다층 구조의 반사 방지 필름은 화질의 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다. 그러나 상기 반사 방지 필름이 다층 구조를 가짐에 따라 층간 부착력, 특히 저굴절층과 하드코팅층 사이의 층간 부착력이 떨어지는 문제점이 발생하고 있다. 따라서 우수한 층간 부착력을 갖는 반사 방지 필름이 요구된다.

이에 본 발명은 우수한 반사방지성 및 내스크래치성을 가지며, 특히 층간 밀착성이 우수한 반사 방지 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 내스크래치성 및 반사방지성이 우수한 편광판을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 내스크래치성 및 반사방지성이 우수한 표시 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투명기재 상에 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 하드코팅층용 조성물을 이용하여 형성된 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상에 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 포함하는 저굴절층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름을 제공한다.

상기 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트는 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴릭에스테르, 에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트모노(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 및 히드록시부틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 분자내 2개이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트란스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이이소시아네이트, 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 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 저굴절층 형성용 조성물은 전체 100중량부에 대하여 중공 실리카입자(A) 0.1 내지 20 중량부, 분자내 2개이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물(B) 0.1 내지 10중량부, (메타)아크릴레이트 모노머(C) 0.1 내지 30중량부, 광개시제(D) 0.05 내지 5중량부 및 용제(E) 50 내지 98중량부를 포함하여 이루어진 것일 수 있다.

상기 저굴절층은 저굴절층 형성용 조성물을 열경화 및 켜 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 반사 방지 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 반사 방지 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치를 제공한다.

상기한 본 발명에 따른 반사방지 필름은 하드코팅층과 저굴절층을 형성하는 과정에서 하드코팅층 내의 히드록시기를 갖는 화합물이 저굴절층 형성용 조성물에 포함된 이소시아네이트기를 갖는 화합물과 반응하여 우레탄 결합을 형성하므로 견고한 가교구조를 형성하여 층간 부착력이 증가된 결과를 보여준다. 그로 인해 상기 반사방지 필름은 편광판 및 표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 반사방지 필름은 투명기재 상에 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 하드코팅층용 조성물을 이용하여 형성된 하드코팅층과 상기 하드코팅층 상에 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 포함하는 저굴절층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 저굴절층을 포함한다.

투명기재

상기 투명기재로서는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 어떤 필름이라도 사용가능하며, 예를 들면, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스 또는 아세틸프로피오닐셀룰로오스 등에서 선택되는 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.

이 중에서 바람직하게는 투명성 및 내열성이 우수한 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름이나, 투명성 및 내열성이 우수하면서 필름의 대형화에 대응할 수 있는 시클로올레핀계 유도체 필름, 투명성 및 광학적으로 이방성이 없다는 점으로 트리아세틸셀룰로오스 필름이 적합하게 사용될 수 있다.

상기 투명기재 필름의 두께는 8~1000㎛이고, 바람직하게는 40~100㎛이다.

하드코팅층

본 발명에 의한 하드코팅층은 하드코팅층용 조성물을 이용하여 형성된다. 상기 하드코팅층용 조성물은 자외선이나 전자선을 조사함으로써 가교중합반응을 일으켜서 3차원의 고분자 구조로 변화하는 수지, 다시 말하면, 분자중에 중합성 불포화결합 또는 에폭시기를 갖는 반응성의 프리폴리머, 올리고머 및/또는 단량체를 적절히 혼합한 전리방사선 경화형 수지로 구성된다.

전리방사선 경화형 수지의 구체적인 예로는, 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 것을 들 수 있고, 도막의 경도, 내열성, 내용제성 및 내찰상성을 고려하면, 높은 가교밀도의 구조를 갖는 것이 바람직하고, 특히 저굴절층의 이소시아네이트 화합물과 반응하기 위해서는 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트가 바람직 하다.

상기 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트는 예를 들어 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴릭에스테르, 에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트모노(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

전리방사선 경화형 수지는 전자선을 조사하면 충분히 경화되지만, 자외선을 조사하여 경화시키는 경우, 광중합개시제 또는 광증감제를 이용하여도 좋다. 광중합개시제의 구체적인 예로서는, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러의 벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 테트라메틸티우람모노술파이트 및 티오크산톤류 등에서 선택된 것을 사용할 수 있다.

광증감제의 구체적인 예로서는, n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다. 광중합개시제 및/또는 광증감제는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 이용할 수 있다. 광중합개시제 및/또는 광증감제의 첨가량은 전리방사선 경화형 수지 100중량부에 대해서 0.1~10 중량부 정도이다.

투명기재상에 형성되는 하드코팅층은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아 및 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 상기한 하드코팅층용 조성물을 도포하면 용이하게 형성할 수 있다.

상기 하드코팅층용 조성물을 투명기재에 도포한 후에는 30 내지 120℃의 온도에서 10초 내지 1시간 동안, 보다 바람직하게는 30초 내지 30분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨다. 이후 UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 약 0.01 내지 10J/㎠인 것이 바람직하고, 0.1 내지 2J/㎠인 것이 보다 바람직하다.

이때 상기 하드코팅층용 조성물을 도포하여 형성된 상기 하드코팅층의 두께는 0.5~10㎛인 것이 바람직하다. 상기 하드코팅층의 두께가 상기 범위 내에 포함될 경우 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 투명기재 상에 형성되는 하드코팅층의 굴절률은 반사 방지 필름을 얻기 위한 광학설계로부터, 25℃에서의 굴절률이 1.48~2.00의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.50~1.90이고, 더욱 바람직하게는 1.50~1.80이다. 본 발명에 따른 반사 방지 필름은 하드코팅층 위에 저굴절률층이 적어도 1층 포함되어 있기 때문에, 굴절률이 이 범위보다 작으면 반사 방지성이 저하하고, 크면 반사광의 색감이 강해지는 단점이 있다.

저굴절층

상기 저굴절층은 투명기재 상에 형성된 하드코팅층 상에 저굴절층 형성용 조성물을 코팅한 후 경화시키면 얻을 수 있다.

상기 저굴절층 형성용 조성물은 중공 실리카입자(A), 부 착증진제로서 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물(B), (메타)아크릴레이트 모노머(C), 광개시제(D) 및 용제(E)를 포함하여 이루어질 수 있다.

중공 실리카입자(A)

상기 중공 실리카 입자는 굴절률을 낮추어 반사 방지 특성을 높이고, 내스크래치성을 높이기 위하여 사용된다.

상기 중공 실리카 입자의 굴절률은 바람직하게는 1.17~1.40이고, 더 바람직하게는 1.17~1.35이며, 가장 바람직하게는 1.17~1.30이다. 여기서 굴절률은 실리카의 굴절률, 즉 중공 입자를 형성하는 외곽의 굴절률을 의미하는 것이 아니라, 입자 전체의 굴절률을 의미하는 것이다.

이때 중공 실리카 입자 내의 공극률은 바람직하게는 10~60%의 범위이고, 더 바람직하게는 20~60%의 범위이며, 가장 바람직하게는 30~60%의 범위이다.

중공 실리카 입자의 저 굴절률 및 이의 고 공극률을 달성하려고 하는 경우, 외곽의 두께는 감소되고 입자의 강도는 약해진다. 따라서, 내스크래치성의 관점에서, 중공 실리카 입자의 굴절률이 1.17 미만인 임의의 입자는 내스크래치성이 떨어지므로 바람직하지 않다. 아울러 중공 실리카 입자의 굴절률이 1.40을 초과하는 경우 굴절률이 높아 반사 방지특성이 떨어지므로 바람직하지 않다. 상기 중공 실리카 입자의 굴절률은 Abbe 굴절률계(ATAGO사 제품)를 사용하여 측정한다.

상기한 중공 실리카 입자는 공지의 제조방법에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들어, 중공 실리카 입자는 JP-A-2001-233611 및 JP-A-2002-79616에 기재된 방법에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다.

상기 중공 실리카 입자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 저 굴절률 층의 30~150%이고, 더 바람직하게는 35~80%이며, 특히 바람직하게는 40~60%이다. 즉, 저 굴절률 층의 두께가 100nm인 경우, 중공 실리카 입자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 30nm~150nm이고, 더 바람직하게는 35nm~80nm이며, 특히 바람직하게는 40nm~60nm이다. 중공 실리카 미립자가 상기 기재한 범위 내에 있는 경우, 공동부의 비율이 높아져 저 굴절률이 달성될 수 있다. 더욱이, 저 굴절률 층의 표면 상에 미세한 요철을 형성시켜 반사율을 낮추는 문제점을 야기하지 않는다. 중공 실리카 입자는 결정질 입자이거나 비결정질 입자일 수 있고, 단분산입자가 바람직하다. 형태를 고려시, 구형 입자가 가장 바람직하나, 부정형의 입자도 문제 없이 사용가능하다. 상기 중공 실리카 미립자의 평균 입자 직경은 또한 전자 현미경 사진을 사용함으로써 측정한다.

상기 중공 실리카 입자는 실란커플링제로 표면 처리를 행한 것을 사용할 수 있으며, 이 경우 용매와의 분산성이 향상되고 경화 공정시 경화에 참여하여 바인더와의 네트워크 형성을 통해 코팅층의 내구성을 향상시키게 된다.

상기 실란커플링제는 구체적으로 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 메틸-3,3,3-트리플루오로프로필디메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시메틸트리메톡시실란, γ-글리시독시메틸트리에톡시실란, γ-글리시독시에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시에틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-(β-글리시독시메톡시)프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시메틸트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시메틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시에틸트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시에틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실라옥틸트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 3-우레이도이소프로필프로필트리에톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리메톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리에톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리이소프로폭시실란, 트리플우로오프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β-(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-(아미노프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, 트리메틸실란올, 메틸트리클로로실란로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종을 사용 할 수 있다.

상기 중공 실리카 입자는 상기 저굴절 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 중공 실리카 입자의 함량이 상기의 기준으로 상기 범위 내에 포함될 경우 저굴절층 형성용 조성물의 굴절률 조절이 가능하고, 반사방지 특성이 양호하게 발휘될 수 있다.

이소시아네이트기를 갖는 화합물(B)

상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 반사방지 필름에 통상적으로 형성되는 하드코팅층과의 밀착성을 증진시키기 위한 부착증진제로서 첨가되는 것이다. 즉, 상기 하드코팅층 상에 저굴절층을 형성하는 경우 하드코팅층과 저굴절층의 층간 밀착력이 떨어지는 경우가 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위하여 부착증진제로서 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 첨가한다.

상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 경화시 하드코팅층에 존재하는 화합물의 히드록시기 및 저굴절층 형성용 조성물에 포함된 화합물의 히드록시기와 반응하여 우레탄 결합을 형성하면서 가교구조를 형성하여 상호간에 견고한 결합력을 제공할 수 있도록 도와준다.

상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 경화시 하드코팅층과 저굴절층에 포함되는 화합물의 히드록시기와의 반응을 위해서 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 것이 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 구체-적으로 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트란스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이이소시아네이트, 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, 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1종이상을 사용할 수 있다.

상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 상기 저굴절층 형성용 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 화합물의 함량이 상기 기준으로 0.1중량부 미만인 경우 충분한 부착 증진 효과가 없고, 그 함량이 10중량부를 초과 할 경우 조성물의 경시로 인한 점도 상승의 문제를 발생 시킬 수 있다.

( 메타 ) 아크릴레이트 모노머 (C)

상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 경화층의 경도를 향상시키기 위해 첨가된다.

상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.

바람직하게 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 분자내 2개이상의 이소시아네이트 화합물과의 화학적 결합을 위해서 분자내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량은 제한되지 않으나 저굴절층 형성용 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지30중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량이 상기 기준으로 0.1중량부 미만이면 저굴절층의 표면 경화에 문제가 있고, 30중량부를 초과하면 저굴절층의 굴절률 상승으로 반사 방지 효과가 저감될 수 있다.

광개시제 (D)

상기 광개시제는 당해분야에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.

상기 광개시제는 구체적으로 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아테토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.

상기 광개시제의 함량은 저굴절층 형성용 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.05내지 5중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광개시제의 함량이 상기 기준으로 0.05중량부 미만이면 저굴절층 형성용 조성물의 경화 속도가 늦고, 5중량부를 초과 할 경우 과 경화로 저굴절층에 크랙이 발생할 수 있다.

용제(E)

상기 용제는 본 기술분야의 저굴절층 형성용 조성물의 용제로 알려진 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

일례로, 상기 용제는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 용제의 함량은 저굴절층 형성용 조성물 전체100중량부에 대하여 50 내지98중량부 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 기준으로 50중량부 미만이면 점도가 높아 박막코팅이 힘들고, 98중량부를 초과할 경우에는 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명에 따른 저굴절층 형성용 조성물에는 상기한 성분들 이외에도 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제 등이 함께 사용될 수 있다.

상기한 저굴절층 형성용 조성물을 하드코팅층 상에 도포하여 저굴절층을 형성하는 경우 상기 저굴절층 형성용 조성물은 도포 후 열경화 및 광경화시켜 형성되는 것이 바람직하다.

상기 저굴절층 형성용 조성물의 코팅은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아 또는 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 도공(Coating Process)이 가능하다.

상기 저굴절층 형성용 조성물을 하드코팅층 상면에 도포한 후에는 30 내지 150℃의 온도에서, 보다 바람직하게는 80 내지 120℃의 온도에서 열경화시키는 것이 좋다. 30℃ 미만인 경우 열경화 진행 속도가 더디고 150℃를 초과 할 경우 필름 열화가 발생하기 쉽다. 또한 열경화시 가열 시간은 10초 내지 1시간 동안 진행하는 것이 좋으며, 바람직하게는 30초 내지 30분 동안, 보다 바람직하게는 5 내지 15분 동안 진행하는 것이 좋다. 상기 저굴절층 형성용 조성물의 열경화 시간이 5분 미만인 경우 충분한 열경화가 이루어지기 어렵고 15분을 초과 할 경우 필름의 열화가 발생하기 쉽다.

상기 열경화 과정에서 본 발명에 따른 저굴절층 형성용 조성물에 포함된 이소시아네이트 화합물이 하드코팅층 및 저굴절층 형성용 조성물에 포함된 화합물의 히드록시기와 열에 의한 가교반응을 진행하여 하드코팅층과의 층간 밀착성이 증진되게 된다.

열경화 후 UV광을 조사하여 광경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 약 0.01 내지 10J/㎠인 것이 바람직하고, 0.1 내지 2J/㎠인 것이 보다 바람직하다. 상기한 광경화에 의해 하드코팅층과 저굴절층은 밀착성이 극대화된다.

이때, 상기 저굴절층의 두께는 80 내지 120nm가 바람직하고, 90 내지 105nm가 더욱 바람직하다. 상기 저굴절층이 두께가 상기 범위 내에 포함될 경우 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.

아울러 상기 저굴절층의 굴절률은 전술한 하드코팅층에 비하여 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는다. 바람직하게 저굴절층의 굴절률은 5℃에서 1.2 내지 1.49인 것이 바람직하다. 상기 저굴절 하드코팅층의 굴절률이 상기 범위 내에 포함될 경우 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.

상기한 구조를 갖는 본 발명에 따른 반사방지 필름은 층간밀착성이 뛰어날 뿐만 아니라 내스크래치성, 콘트라스트 및 반사율이 1.5% 이하로 매우 뛰어난 반사방지 효과를 나타낸다. 그에 따라 상기와 같이 제조된 본 발명에 따른 반사방지 필름은 반사방지를 필요로 하는 물품, 특히 이하에 언급되는 편광판이나 각종의 화상 표시 장치에 이용될 수 있다.

편광판

본 발명에서는 상술한 반사 방지 필름을 포함하는 편광판을 제공한다. 상기 편광판은 특별하게 제한되지 않으며, 다양한 종류가 사용될 수도 있다. 상기 편광판으로서, 예를 들어, 폴리비닐 알코올계 필름, 및 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 언급될 수 있다. 이들 중에서도, 폴리비닐 알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어지는 편광판이 바람직하다. 이들 편광판의 두께는 특별하게 제한되지 않지만, 일반적으로는 5~80㎛ 정도이다.

상기 편광판의 투과율은, 파장 550nm 의 빛에 있어서, 30~50%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 35~50%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 편광도는, 파장 550nm의 빛에 있어서, 90~100%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 95~100%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 99~100% 의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다.

표시 장치

본 발명은 또한 상술한 반사 방지 필름이 적용된 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 반사방지 필름은 예를 들면, Twisted Nematic(TN), Super Twisted Nematic(STN), Vertical Alignment(VA), In-Plane Switching(IPS) 또는 Opically Compensated Bend Cell(OCB) 등의 모드의 투과형, 반사형, 또는 반투과형의 액정 표시 장치에 이용될 수 있다.

특히 상기 본 발명에 따른 반사방지 필름은 시판되는 휘도 향상 필름 (편광 선택층을 갖는 편광 분리 필름, 예를 들면, 스미토모 3M (주) 제의 D－BEF 등)과 함께 투과형 또는 반투과형의 액정 표시장치에 사용될 때, 표시 장치는 더 큰 시인성을 얻을 수 있다.

투과형, 반사형, 및 반투과형의 액정 표시 장치에 있어서 액정 셀의 전면에 공기를 통하여 아크릴 판 등의 전면판을 배치하는 경우에는, 액정 셀 표면측의 편광판 뿐만 아니라, 전면판의 내측 및/또는 외측에 점착제 등으로 반사방지 필름을 적층하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 그렇게 함으로써 전면판과 액정 셀 사이의 계면에서의 반사를 감소시킬 수 있기 때문이다. 반사방지 필름이 λ/4 필름과 결합된다면, 반사형 또는 반투과형의 LCD 또는 유기 EL 디스플레이용 표면 보호판으로서 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 반사방지 필름이 PET, PEN 등의 투명 기재상에 형성된다면, PDA, 휴대 전화의 표면 보호판, 터치 패널, 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 이나 음극관표시장치 (CRT) 와 같은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.

[ 하드코팅층용 조성물의 제조]

[제조예 1]

70중량부의 우레탄아크릴레이트(신나카무라화학사, U-15HA), 30중량부의 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(공영사사, PE-3A), 3중량부의 광개시제(시바사, D-1173), 150중량부의 메틸에틸케톤 및 100중량부의 톨루엔을 배합하여 굴절률 1.51인 조성물을 제조하였다.

[제조예 2]

70중량부의 우레탄아크릴레이트(신나카무라화학사, U-15HA), 30중량부의 트리메탄올트리아크릴레이트(미원상사, M300), 3중량부의 광개시제(시바사, D-1173), 150중량부의 메틸에틸케톤 및 100중량부의 톨루엔을 배합하여 굴절률 1.50인 조성물을 제조하였다.

[실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 2]

두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스필름으로 이루어진 투명기재의 한쪽 위에 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 상기 제조예 1 또는 2에서 제조된 하드코팅층용 조성물을 도포하여 가열건조 후 자외선 경화에 의해 두께 5㎛의 하드코팅층을 형성하였다. 상기 하드코팅층상에 저굴절률층 형성용 조성물을 도포하여 순차적으로 열 경화 및 광경화에 의해 두께 0.1㎛의 저굴절층을 형성하였다

이때, 저굴절층 형성용 조성물은 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 비율로 각성분들을 혼합하여 제조한 것을 사용하였다.

조성물			실시예
조성물			1	2	3	4	5	6	7
하드코팅층용 조성물			제조예1	제조예1	제조예1	제조예1	제조예1	제조예1	제조예1
저굴절층 형성용 조성물	이소시아네이트 화합물	1	2				5
		2		2				2
		3			2				1
		4				2
	중공실리카입자		9	9	9	9	5	21	10
	아크릴레이트모노머(a)		2	2	2	2	3		2
	아크릴레이트모노머(b)							3
	불소중합체
	용매	MIBK	80	80	80	80	3	70	13
	용매	MEK	5	5	5	5	82	2	72
	광개시제	I-184	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
	첨가제	BYK-378	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	저굴절층의 굴절율		1.37	1.37	1.38	1.37	1.39	1.32	1.35

조성물			실시예				비교예
조성물			8	9	10	11	1	2	3
하드코팅층용 조성물			제조예1	제조예1	제조예1	제조예1	제조예1	제조예1	제조예2
저굴절층 형성용 조성물	이소시아네이트 화합물	1			0.09				2
		2	9			11
		3		5
		4
	중공실리카입자		9	15	11	6	3		9
	아크릴레이트모노머(a)			5	2		2	3	2
	아크릴레이트모노머(b)		3			3		5
	불소중합체						3	3
	용매	MIBK	70	73	80	70	86	80	80
	용매	MEK	7		5	8	4	7	5
	광개시제	I-184	1.5	1.5	1.41	1.5	1.5	1.5	1.5
	첨가제	BYK-378	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	저굴절층의 굴절율		1.34	1.35	1.33	1.39	1.38	1.45	1.37

상기 표 1 및 2에서 사용된 각 성분은 다음과 같다.

이소시아네이트 화합물1: 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트

이소시아네이트 화합물2: 이소포론디이소시아네이트

이소시아네이트 화합물3: 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트

이소시아네이트 화합물4: 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트

중공실리카입자 : 굴절률 1.30, 평균입경 40nm, 촉매화성사

아크릴레이트 모노머(a): 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(굴절률 1.476, 일본합성사, DPHA)

아크릴레이트 모노머(b): 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(굴절률 1.47, 미원상사, M340)

MIBK : 메틸이소부틸케톤(대정화금)

MEK : 메틸에틸케톤(대정화금)

I-184 : 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(시바사)

BYK-378 : 실리콘변성오일(BYK사)

<실험예>

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 반사방지 필름에 대하여 하기와 같이 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

(1) 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

(2) 밀착성

필름의 도포된 면에 1mm 간격으로 가로 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프(CT-24, 일본 니치방 사제)을 이용하여 3회 박리 테스트를 진행하였다. 100개의 사각형 3개를 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.

(3) 표면 반사율

분광 광도계 UV2450 (시마주사) 에 어댑터 MPC2200를 장착하여, 380 내지 780nm의 파장 영역에서 입사각 5°에서의 출사각 5°에 대한 경면 반사율을 측정하고, 450 내지 650nm의 평균 반사율을 산출하였다.

	실시예											비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	1	2	3
내스크래치성	A	A	A	A	A	A	A	A	A	A	A	C	D	D
밀착성	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	100/ 100	0/ 100	0/ 100	0/ 100
반사율(%)	0.4	0.53	0.42	0.54	0.41	0.54	0.42	0.55	0.5	0.48	0.49	0.56	0.53	0.4

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 저굴절층 형성용 조성물이 이소시아네이트 화합물을 포함하는 실시예 1 내지 11의 경우 하드코팅층에 함유된 화합물의 히드록시기와의 반응에 의하여 견고한 부착력을 제공함에 따라 이소시아네이트 화합물을 포함하지 않는 비교예의 경우에 비하여 밀착성 및 스크래치성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims

투명기재 상에 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상에 분자내 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 포함하는 저굴절층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
청구항 1 에 있어서, 상기 분자내 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트는 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴릭에스테르, 에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트모노(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 및 히드록시부틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 분자내 2개이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트란스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이이소시아네이트, 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 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 저굴절층 형성용 조성물 전체 100중량부에 대하여 중공 실리카입자(A) 0.1 내지 20 중량부, 분자내 2개이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물(B) 0.1 내지 10중량부, (메타)아크릴레이트 모노머(C) 0.1 내지 30중량부, 광개시제(D) 0.05 내지 5중량부 및 용제(E) 50 내지 98중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저굴절층은 저굴절층 형성용 조성물을 열경화 및 광경화시켜 형성된 것임을 특징으로 하는 반사 방지 필름.
청구항 1내지 4중 어느 한 항의 반사방지 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 편광판.
청구항 1내지 4 중 어느 한 항의 반사방지 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 표시 장치.