KR20130008479A - 하드코트 필름 및 이것을 사용한 터치패널 - Google Patents

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KR20130008479A
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다이시 엔도
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케이와 인코포레이티드
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Abstract

얇고 내충격성이 우수한 하드코트 필름 및 이것을 사용한 터치패널의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 하드코트 필름은 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 기재층과, 이 기재층의 일방의 면측에 적층되는 하드코트층을 가지고, 상기 기재층의 평균 두께가 5μm 이상 50μm 이하이다. 상기 기재층의 광탄성계수는 40×10-12/Pa 이하이면 된다. 또, 당해 하드코트 필름은 상기 기재층의 타방의 면에 적층되는 점착층을 추가로 구비하고 있으면 된다. 상기 점착층을 구성하는 점착제의 주성분이 아크릴 수지계 점착제이면 된다. 당해 하드코트 필름은 헤이즈값이 2% 이하이면 되고, 가시광선 투과율이 87% 이상이면 된다.

Description

하드코트 필름 및 이것을 사용한 터치패널{HARD COAT FILM AND TOUCH PANEL USING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 적합하게 사용되는 하드코트 필름 및 이것을 사용한 터치패널에 관한 것이다.
액정표시모듈(LCD)은 박형, 경량, 저소비전력 등의 특징을 살려 플랫 패널 디스플레이로서 다용되고 있으며, 그 용도는 휴대전화, 휴대정보단말(PDA), 퍼스널컴퓨터, 텔레비전 등의 정보용 표시 디바이스로서 해마다 확대되고 있다. 최근, 액정표시모듈에 요구되는 특성으로서는 용도에 따라 다양하지만, 밝기(고휘도화), 보기 편함(광시야각화), 에너지절약화, 박형경량화, 대화면화 등을 들 수 있다.
이러한 액정표시모듈로서는 시인자의 조작용이성, 신속성 등을 향상시키기 위해 터치패널이 탑재되어 있는 것도 있다. 그리고, 이러한 터치패널이 탑재된 액정표시모듈은 일반적으로는 터치패널, 액정표시소자, 각종 광학시트 및 백라이트가 표면측으로부터 이면측으로 이 순서대로 중첩된 구조를 가지고 있다.
이러한 터치패널로서는 정전용량방식, 저항막방식, 전자유도방식 등이 존재하고 있다. 이러한 정전용량방식으로서는 서로 교차하는 방향으로 전극을 연장시켜, 손가락 등이 접촉했을 때에 전극간의 정전용량이 변화되는 것을 검지하여 입력 위치를 검출하는 것이나(일본 공개특허공보 2011-76386호 참조), 투광성 도전막의 양단에 동상, 동전위의 교류를 인가하고, 손가락이 접촉 또는 근접하여 캐패시터가 형성될 때에 흐르는 미약전류를 검지하여 입력 위치를 검출하는 것 등이 존재하고 있다.
그러나, 이러한 터치패널은 시인자가 유리 기판을 강하게 눌렀을 때나 낙하했을 때에 유리 기판 등이 파손되어, 이들의 파편이 비산할 우려가 있다. 그리고, 비산된 파편이 터치패널의 이면측에 중첩되는 액정표시소자 등을 손상시킬 우려도 있다. 이러한 유리 기판 등의 파손이나, 파손된 경우에 있어서의 파편의 비산을 방지하는 필름으로서 2축연신된 PET 필름이 터치패널 표면에 접착되어 있다. 그러나, PET 필름은 강도가 충분하지 않아, 터치패널이 받는 다양한 충격에 대하여 충분한 강도를 갖게 하고자 하면 두께가 증가하여 박형화의 요청에 반하게 된다. 또, PET 필름은 리타데이션값(Re)이 높고 복굴절에 의해 위상차가 생긴다. 이 때문에 소위 3D 영상과 같이 액정 패널로부터 출광하는 편광을 볼 때에는 위상차 변화에 따른 광학적 간섭 모양이 발생함으로써 영상이 선명하지 않게 될 우려가 있다. 이러한 문제는 저항막방식, 전자유도방식 등 다른 어느 방식의 터치패널에 있어서도 마찬가지로 존재하고 있다.
일본 공개특허공보 2011-76386호
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 얇아도 내충격성이 우수한 하드코트 필름 및 이것을 사용한 터치패널의 제공을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은
폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 기재층과,
이 기재층의 일방의 면측에 적층되는 하드코트층
을 가지고,
상기 기재층의 평균 두께가 5μm 이상 50μm 이하인 하드코트 필름이다.
당해 하드코트 필름은 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 기재층을 구비하고 있기 때문에 얇아도 내충격성이 우수하다. 당해 하드코트 필름은 기재층의 일방의 면측에 하드코트층이 적층되어 있기 때문에 터치패널의 유리 기판 등에 첩착 후에는 피첩착물의 제조시나 운반시 등의 상처 발생을 방지할 수 있고, 취급 용이성을 향상시킬 수 있다. 또, 당해 하드코트 필름은 상기 기재층의 평균 두께가 5μm 이상 50μm 이하이기 때문에 터치패널 등에 첩착한 경우는 충분한 내충격성을 부여함과 아울러 피점착물을 박형화시킬 수 있다.
당해 하드코트 필름은 상기 기재층의 광탄성계수가 40×10-12/Pa 이하이면 된다. 상기 기재층의 광탄성계수를 상기 범위로 함으로써, 응력이 가해진 경우에도 복굴절이 조장되기 어렵다. 그 결과, 소위 3D 영상과 같이 액정 패널로부터 출광하는 편광을 보는 경우여도 위상차의 변화에 따른 광학적 간섭 모양이 발생하기 어렵고, 정밀한 영상을 볼 수 있다.
당해 하드코트 필름은 상기 기재층의 타방의 면에 적층되는 점착층을 추가로 구비하고 있으면 된다. 당해 하드코트 필름이 이러한 점착층을 추가로 구비하고 있는 것에 의해, 예를 들면, 터치패널의 유리 기판 등에 첩착하는 것으로 유리 기판 등이 파손된 경우에도 파편의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다.
당해 하드코트 필름은 상기 점착층을 구성하는 점착제의 주성분으로서 아크릴 수지계 점착제가 사용되고 있으면 된다. 아크릴 수지계 점착제는 기재층의 주성분인 폴리카보네이트와의 상성이 우수하기 때문에, 점착층과 인접하여 적층되는 기재층의 열화를 억제할 수 있다. 그 결과, 당해 하드코트 필름의 내구성을 높일 수 있다.
당해 하드코트 필름은 헤이즈값이 2% 이하이면 된다. 이와 같이 헤이즈값을 상기 범위로 함으로써, 영상의 시인성의 저하를 억제할 수 있고, 터치패널의 유리 기판 등에 첩착 후에는 하드코트 필름의 이면측에 배열설치되는 액정 패널에 표시되는 영상을 클리어하게 표시할 수 있다.
당해 하드코트 필름은 가시광선 투과율이 87% 이상이면 된다. 이와 같이 가시광선 투과율을 상기 범위로 함으로써 가시광선을 충분히 투과시킬 수 있다. 그 결과, 터치패널의 유리 기판 등에 첩착 후에는 광원으로부터 발생하는 광을 충분히 투과시켜, 표시되는 영상의 시인성을 향상시킬 수 있다.
당해 하드코트 필름은 면내 리타데이션값(Ro)이 100nm 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션값(Rth)이 200nm 이하이면 된다. 이와 같이 면내 리타데이션값 및 두께 방향 리타데이션값(Rth)을 상기 범위로 함으로써, 광선이 투과할 때에 변화가 생기기 어렵고, 다른 광학 부재의 광학적 기능을 저해할 우려를 방지할 수 있다.
당해 하드코트 필름은 상기 점착층에 의해 터치패널의 유리 기판 표면 및/또는 이면에 첩착되면 된다. 이것에 의해, 유리 기판 파손시 등에는 발생하는 파편의 비산을 효과적으로 방지할 수 있음과 아울러, 터치패널의 이면측에 중첩되는 액정 패널 등의 손상을 방지할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 다른 발명은
유리 기판과, 이 유리 기판의 표면 및/또는 이면에 점착층에 의해 첩착되는 당해 하드코트 필름을 구비하는 터치패널이다.
당해 터치패널은 유리 기판에 첩착되는 하드코트 필름이 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 기재층을 구비하고 있기 때문에 얇아도 내충격성이 우수하다. 또, 당해 터치패널은 하드코트 필름의 기재층의 일방의 면에 하드코트층이 적층되어 있기 때문에, 유리 기판의 이면에 첩착되었을 때는 당해 터치패널의 제조시나 운반시 등의 상처 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 작업자의 취급 용이성을 향상시킬 수 있다. 또, 당해 터치패널에 사용되는 하드코트 필름은 소정의 얇은 두께로 구성되어 있기 때문에, 충분한 내충격성을 가지면서, 터치패널의 박형화를 실현시키고 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 「폴리카보네이트계 수지」는 카보네이트 결합(-O-R-O-CO-)을 주쇄에 가지는 중합체(폴리머)를 말한다. 「평균 두께」는 10cm2의 필름 평면에 있어서, 그 각 각부를 포함하는 10점 이상의 포인트에서 측정한 필름 두께의 평균값을 의미한다. 「광탄성계수」는 외력에 의한 복굴절의 변화가 생기기 쉬운 것을 나타내는 계수로, CR[/Pa]=Δn/σR, Δn=nx-ny로 구해지는 값이다(식 중, CR:광탄성계수, σR:신장응력[Pa], Δn:응력 부가시의 복굴절, nx:신장 방향과 평행한 방향의 굴절율, ny:신장 방향과 수직인 방향의 굴절율). 광탄성계수의 값이 제로에 가까울수록 외력에 의한 복굴절의 변화가 작은 것을 의미한다.
또, 「면내 리타데이션값(Ro)」은 Ro=(Ny-Nx)×d로 구해지는 값이며, 「두께 방향 리타데이션값(Rth)」은 Rth=((Nx+Ny)/2-Nz)×d로 구해지는 값이다(여기서, Nx는 필름의 진상축(면방향과 평행한 축)의 굴절율이며, Ny는 필름의 지상축(면방향과 평행하며 또한 진상축과 수직인 축)의 굴절율이며, Nz는 두께 방향(면방향과 수직인 방향)에서의 필름의 굴절율이며, d는 필름의 두께). 「헤이즈값」은 JIS K7136에 준한 값이다. 「가시광선 투과율」은 JIS K7361-1에 준한 값이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 하드코트 필름은 얇아도 내충격성이 우수하다. 그 때문에 이것을 사용한 터치패널은 내충격성을 가지면서 보다 박형화를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 하드코트 필름을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치패널을 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.
도 1의 하드코트 필름(1)은 기재층(2)과, 하드코트층(3)과, 점착층(4)을 가지고 있다. 본 발명의 실시형태의 하나는 예를 들면 터치패널을 탑재한 액정표시장치에 있어서 점착층(4)을 터치패널의 유리 기판의 이면에 첩착시켜 유리 기판에 적층되는 터치패널용 하드코트 필름이다.
<기재층>
기재층(2)은 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 층이다. 폴리카보네이트계 수지는 우수한 광학적 투명성을 가지고 있어, 광선을 양호하게 투과시킬 수 있다. 또, 폴리카보네이트계 수지는 우수한 내충격성을 가지고 있다. 이러한 기재층(2)으로 구성되는 당해 하드코트 필름(1)은 투명하며, 우수한 내충격성을 가지고, 예를 들면 터치패널의 유리 기판 등에 첩착되는 것으로 터치패널의 유리 기판 등의 내충격성을 높일 수 있다.
기재층(2)을 형성하는 폴리카보네이트계 수지로서는 직쇄 폴리카보네이트계 수지 및/또는 분기 폴리카보네이트계 수지를 포함하는 폴리카보네이트계 수지로 하면 된다. 본 발명에서 사용되는 직쇄 폴리카보네이트계 수지 및 분기 폴리카보네이트계 수지로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 또 직쇄 폴리카보네이트계 수지만으로 또는 분기 폴리카보네이트계 수지만으로 기재층(2)을 형성할 수도 있다.
직쇄 폴리카보네이트계 수지는 공지의 포스겐법 또는 용융법에 의해 제조된 직쇄의 방향족 폴리카보네이트계 수지이며, 카보네이트 성분과 디페놀 성분으로 이루어진다. 카보네이트 성분을 도입하기 위한 전구 물질로서는, 예를 들면, 포스겐, 디페닐카보네이트 등을 들 수 있다. 또, 디페놀로서는 예를 들면 4,4'-디히드록시-2,2'-디페닐프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3,5-디메실-4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)데칸, 1,4-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로데칸, 1,1-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)시클로도데칸, 4,4-디히드록시디페닐에테르, 4,4-티오디페놀, 4,4-디히드록시-3,3-디클로로디페닐에테르, 4,4-디히드록시-2,5-디히드록시디페닐에테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 직쇄 폴리카보네이트계 수지는 예를 들면 미국 특허 제3989672호에 기재되어 있는 방법 등으로 제조되며, 그 굴절율은 1.57 이상 1.59 이하인 것이 바람직하다.
분기 폴리카보네이트계 수지는 분기제를 사용하여 제조한 폴리카보네이트계 수지이며, 분기제로서는 예를 들면 플로로글루신, 트리멜리트산, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1,2-트리스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1,2-트리스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1,1-트리스(2-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(2-메틸-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3-메틸-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3-클로로-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3-클로로-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3-브로모-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3-브로모-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)에탄, 4,4'-디히드록시-2,5-디히드록시디페닐에테르 등을 들 수 있다.
이러한 분기 폴리카보네이트계 수지는 예를 들면 일본 공개특허공보 평3-182524호에 기재되어 있는 바와 같이, 방향족 디페놀류, 상기 분기제 및 포스겐으로부터 유도되는 폴리카보네이트 올리고머, 방향족 디페놀류 및 말단정지제를, 이들을 포함하는 반응 혼합액이 난류가 되도록 교반하면서 반응시켜, 반응 혼합액의 점도가 상승한 시점에서 알칼리 수용액을 첨가함과 아울러 반응 혼합액을 층류로서 반응시키는 방법에 의해 제조할 수 있다.
기재층(2)은 상기 분기 폴리카보네이트계 수지를 폴리카보네이트계 수지 중에 5중량% 이상 80중량% 이하의 범위에서 함유하는 것이 바람직하고, 10중량% 이상 60중량% 이하의 범위에서 함유하는 것이 보다 바람직하다. 이것은 분기 폴리카보네이트계 수지가 5중량% 미만에서는 신장점도가 저하되어 압출성형에서의 성형이 곤란해지기 때문이며, 80중량%를 넘으면 수지의 전단점도가 높아져 성형가공성이 저하되기 때문이다.
기재층(2)은 다른 임의 성분을 포함해도 되지만, 상기 직쇄 폴리카보네이트계 수지 및/또는 분기 폴리카보네이트계 수지를 바람직하게는 90질량% 이상 포함하고, 더욱 바람직하게는 98질량% 이상 포함하면 된다. 여기서의 임의 성분으로서는 예를 들면 자외선흡수제, 안정제, 활제, 가공조제, 가소제, 내충격조제, 위상차저감제, 광택제거제, 항균제, 곰팡이방지제 등을 들 수 있다. 단, 기재층(2)은 광선을 투과시킬 필요가 있기 때문에 투명하게 형성되는 것이 바람직하고, 특히 무색 투명하게 형성되는 것이 바람직하다.
기재층(2)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 5μm 이상 50μm 이하가 바람직하고, 9μm 이상 48μm 이하가 보다 바람직하며, 15μm 이상 46μm 이하가 더욱 바람직하고, 18μm 이상 45μm 이하가 특히 바람직하다. 기재층(2)의 두께가 상기 범위 미만이면 강도, 내충격성 등의 특성이 저하할 우려가 있다. 그 결과, 기재층(2)을 사용한 하드코트 필름(1)을 터치패널의 유리 기판 등에 첩착한 경우, 터치패널의 강도, 내충격성 등의 특성이 불충분하게 될 우려가 있다. 한편, 기재층(2)의 두께가 상기 범위를 넘으면, 투광성이 저하되어버릴 우려가 있고, 또 박형화의 요구에 반하게 되기도 한다. 기재층(2)의 평균 두께를 상기 범위로 함으로써, 당해 하드코트 필름(1)은 투광성의 저하를 억제하면서 얇아도 충분한 강도 및 내충격성을 구비할 수 있다. 즉, 당해 하드코트 필름(1)은 기재층(2)의 평균 두께를 상기 범위로 함으로써, 종래의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)제의 필름과 동등 이상의 내충격성을 가지면서, 추가적인 박형화를 도모할 수 있고, 나아가서는 당해 하드코트 필름(1)의 피첩착물이 되는 휴대전화 등을 보다 박형화할 수 있다.
기재층(2)의 광탄성계수는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 40×10-12/Pa 이하가 바람직하고, 30×10-12/Pa 이하가 보다 바람직하며, 20×10-12/Pa 이하가 더욱 바람직하고, 10×10-12/Pa 이하가 특히 바람직하다. 기재층(2)의 광탄성계수가 상기 범위를 넘으면, 약간의 응력이 가해진 경우에도 위상차의 변화가 커지고, 시인성이 저하될 우려가 있기 때문이다. 기재층(2)의 광탄성계수를 상기 범위로 함으로써, 응력이 가해진 경우의 위상차의 변화에 따른 광학적 간섭 모양을 저감할 수 있고, 결과적으로 기재층(2)을 사용한 하드코트 필름(1)을 가지는 터치패널 화면의 시인성의 저하를 억제하여, 정밀한 화상 표시를 행할 수 있다.
기재층(2)으로서는 통상 산술 평균 표면 거칠기(Ra)가 0.02μm 이상 0.06μm 이하인 것을 사용할 수 있다. 또, 기재층(2)에는 투명성을 해치지 않는 한, 필요에 따라서 매트 처리를 행할 수 있다. 매트 처리를 시행한 기재층(2)의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)는 바람직하게는 0.07μm 이상 2μm 이하, 더욱 바람직하게는 0.1μm 이상 1μm 이하로 할 수 있다. 기재층(2)의 표면 거칠기를 이러한 범위로 제어함으로써, 기재층(2)과 후술하는 점착층(4)의 접착 강도가 증가함과 아울러, 기재층(2)의 필름 원반 제조 후의 처리에 있어서의 상처 발생이 방지되고 취급성이 향상된다. 또, 일반적으로 제조된 필름 원반의 권취를 행할 때에는 필름의 폭방향의 양단을 엠보스 가공(널링 처리)하여 블로킹을 방지할 필요가 있다. 필름에 널링 처리를 행한 경우, 필름의 양단의 처리 개소는 사용할 수 없게 되기 때문에, 그 부분은 재단·폐기해야 한다. 또, 필름의 권취 작업에 있어서는, 상처 발생을 방지하기 위해서 보호막에 의해 마스킹을 행하는 경우도 있다. 그러나, 기재층(2)의 산술 평균 표면 거칠기를 상기와 같은 소정의 범위로 함으로써, 널링 처리를 행하지 않고 블로킹을 방지할 수 있으므로, 제조 공정이 간략화되고, 필름 폭방향의 양단 부분도 사용 가능하게 됨과 아울러, 필름의 고장을 발생시키지 않고, 장척의 권취를 행할 수 있다. 또, 기재층(2)이 적당한 표면 거칠기를 가짐으로써, 권취시의 상처 발생이 효과적으로 억제되고, 상기와 같은 마스킹도 불필요하게 된다.
기재층(2)의 제조 방법으로서는, 예를 들면 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축성형법 등 공지의 방법을 들 수 있다. 이들 중에서도 일본 공개특허공보 2003-82131호에 기재된 제조 방법이 리타데이션값을 작고 또한 임의의 값으로 제어할 수 있는 점에서 바람직하다.
구체적으로는 원료가 되는 폴리카보네이트계 수지의 용융 비정질 폴리머를 시트체로 형성하는 시트 가공 공정과, 이 시트체를 동시에 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 가지는 제조 방법이 바람직하다.
시트 가공 공정은 폴리카보네이트의 비정질 폴리머를 압출 시트 성형에 의해 형성하는 공정이다. 이 압출 시트 성형은 비정질 폴리머를 용융시켜, 이 용융 비정질 폴리머를 시트상으로 압출하는 것이며, 구체적으로는 T다이법, 인플레이션법 등의 공지의 방법이 있다.
T다이법은 가로로 긴 다이로부터 용융 비정질 폴리머를 한 쌍의 냉각 롤(캐스팅 롤) 사이로 압출하고, 급냉고화시키는 방법이다. 이 T다이법은 성형 속도가 빠르고, 품질의 컨트롤도 우수하다.
인플레이션법은 튜블러법이라고도 하고, 환상의 다이로부터 용융 비정질 폴리머를 압출하고, 그 중에 공기를 불어넣어 팽창시키고, 박막상의 원통 시트에 급냉고화시키는 방법이다. 이 방법은 성형 속도 및 두께 불균일 등에 문제가 있지만, 후술하는 가열 가압 공정에 의해 두께의 균일화가 도모되기 때문에 상기 문제가 저감된다.
가열 가압 공정은 상기 시트 가공 공정에서 형성된 비정질 폴리머의 시트체를 동시에 가열 및 가압하는 공정이다. 이 가열 가압 공정에 있어서, 시트체를 동시에 가열 및 가압하는 방법으로서는, 예를 들면 쌍벨트 가압 가열 장치와 같이, 시트체의 표면을 가압하면서 가열하는 장치 등을 들 수 있다.
가열 가압 공정에 있어서, 시트체의 표면을 가압하는 구체적인 압력으로서는 0.5MPa 이상 10MPa 이하가 바람직하고, 1.5MPa 이상 5MPa 이하가 특히 바람직하다. 이 정도의 압력으로 시트체의 표면을 압압하는 것으로, 가열에 의해 시트체의 변형을 방지하고, 또한 시트체의 표면의 평활성 및 두께의 균일화를 촉진할 수 있다.
가열 가압 공정에 있어서, 시트체를 가열하는 구체적인 온도로서는 원료인 비정질 폴리머의 Tg 이상 Tm 이하가 바람직하다. 이와 같이, 비정질 폴리머를 Tg 이상으로 가열하면 분자의 배향이 흐트러지고, 리타데이션값을 예를 들면 10nm 미만의 현격히 작은 값까지 저감할 수 있다. 여기서, 「Tg」는 유리 전이점을 의미하고, 「Tm」은 융점(융해 개시점)을 의미한다.
한편, 상기 시트 가공 공정에 있어서, 상기 압출 시트 성형시에 연신 등을 행하고, 시트체에 응력을 부하함으로써 시트체의 리타데이션값을 증대시켜 두고, 그 후 가열 가압 공정에 있어서, 시트체의 가열 및 가압 조건을 비정질 폴리머의 Tm 이하의 적당한 온도 및 0.1MPa 이상 20MPa 이하의 적당한 압력으로 제어하는 것도 가능하다. 이와 같이, 가열 가압 공정에 있어서의 시트체의 가열 온도 및 압력을 제어하는 것으로, 리타데이션값이 압출 시트 성형 후의 비교적 큰 값으로부터 Tg 이상으로 가열한 현격히 작은 값의 범위에서 임의로 조정된 기재층(2)을 제조할 수 있다. 예를 들면, 10nm 이상 350nm 이하의 리타데이션값의 기재층(2)을 제조할 수 있다.
상기 제조 방법에 의해 제조한 기재층(2)은 가열 가압 공정에 있어서의 시트체의 가열 온도를 폴리카보네이트의 Tg 이상 Tm 이하로 하고, 가압 압력을 0.5MPa 이상 10MPa 이하로 하면, 리타데이션값을 10nm 미만으로 할 수 있다. 한편, 가열 가압 공정에 있어서의 시트체의 가열 온도를 Tm 이하의 적당한 온도로 제어하고, 가압 압력을 0.1MPa 이상 20MPa 이하의 적당한 압력으로 제어하면, 리타데이션값을 10nm 이상 350nm 이하의 범위에서 임의로 조정할 수 있다.
<하드코트층>
하드코트층(3)은 기재층(2)의 일방의 면에 적층된다. 하드코트층(3)은 투명성, 상처 방지성, 내약품성, 내열성, 내충격성, 방오성, 지문 부착 방지성을 가지는 것이 바람직하고, 예를 들면, 열경화성 수지나, 활성 에너지선 경화 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도 경화 시간이 짧고, 에너지를 절약하며 제조 가능한 활성 에너지선 경화 수지가 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 에폭시계 수지, 비닐에스테르 수지, 메타크릴산메틸(MMA) 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 페놀 수지, 아크릴 시럽 수지, 열경화 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 우레아 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, DAP(디아릴프탈레이트) 수지 등을 들 수 있다. 이들 열경화성 수지는 모두 상온 혹은 가열 하에서 경화하는 것이다.
상기 활성 에너지선 경화 수지는 예를 들면 자외선, 가시광선, 전자선, X선, α선, β선, γ선 등의 조사에 의해 경화하는 것이며, 활성 에너지선 경화성의 다작용 모노머나 다작용 올리고머의 작용기를 가지는 것이면 특별히 한정되지 않고, 그 중에서도 자외선, 전자선 또는 방사선 중합성인 것이 바람직하고, 자외선 중합성 작용기를 가지는 것이 특히 바람직하다. 자외선 중합성 작용기로서는 예를 들면 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화의 중합성 작용기 등을 들 수 있다.
자외선 중합성 작용기를 가지는 자외선 중합성 다작용 모노머로서는 예를 들면 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 알킬렌글리콜의 (메타)아크릴산디에스테르류; 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 폴리옥시알킬렌글리콜의 (메타)아크릴산디에스테르류; 펜타에리트리톨디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트 등의 다가 알코올의 (메타)아크릴산폴리에스테르류; 2,2-비스{4-(아크릴록시·디에톡시)페닐}프로판, 2-2-비스{4-(아크릴록시·폴리프로폭시)페닐}프로판 등의 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드 부가물의 (메타)아크릴산디에스테르류; 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 상관없다.
또한, 상기 활성 에너지선 경화 수지에는 필요에 따라서 광중합 개시제, 가교제 등의 첨가제 등이 배합되어 있어도 된다.
광중합 개시제로서는 자외선에 의해 활성화되어, 자외선 경화 성분의 반응을 발생시키는 것이 가능한 광중합 개시제이면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 광중합 개시제로서 구체적으로는 예를 들면 아세토페논계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤질계 광중합 개시제, 벤조인알킬에테르계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 케탈계 광중합 개시제, 티옥산톤계 광중합 개시제, α-케톨계 광중합 개시제, 방향족 술포닐클로라이드계 광중합 개시제, 광 활성 옥심계 광중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 광중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
아세토페논계 광중합 개시제로서는 예를 들면 4-페녹시디클로로아세토페논, 4-t-부틸-디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-페닐-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에틸)-페닐]-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다. 벤조인계 광중합 개시제로서는 예를 들면 벤조인 등을 들 수 있다.
또, 벤질계 광중합 개시제에는 예를 들면 벤질 등이 포함된다. 벤조인알킬에테르계 광중합 개시제로서는 예를 들면 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인프로필에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다. 벤조페논계 광중합 개시제로서는 예를 들면 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 폴리비닐벤조페논, α-히드록시시클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다. 케탈계 광중합 개시제로서는 예를 들면 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다. 티옥산톤계 광중합 개시제로서는 예를 들면 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤, 도데실티옥산톤 등을 들 수 있다.
또, 상기 가교제로서는 예를 들면 폴리이소시아네이트계 가교제, 멜라민 수지, 요소 수지, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 가교제(에폭시 수지 등), 카르복실기를 복수 가지는 저분자 화합물이나 그 무수물, 폴리아민, 카르복실기를 복수 가지는 폴리머 등을 사용할 수 있다.
하드코트층(3)의 두께(평균 두께)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 1μm 이상 25μm 이하로 할 수 있다. 하드코트층(3)의 두께가 상기 범위 미만이면 상처 방지 기능, 강도, 휨 방지성 등의 특성이 저하될 우려가 있다. 그 결과, 하드코트 필름(1)으로서 형성하고, 터치패널의 유리 기판 등에 첩착한 경우에는, 충분한 상처 방지 기능을 가지지 않기 때문에, 제조 작업시의 취급 용이성이 저하하거나, 터치패널의 유리 기판 파손시 등에는 발생하는 파편의 비산 방지 기능이 저하될 우려가 있다. 한편, 하드코트층(3)의 두께가 상기 범위를 넘으면, 투명성이 저하되고, 박형화의 요구에 반하게 된다. 하드코트층(3)의 평균 두께를 상기 범위로 함으로써, 얇아도 상처 방지 기능, 강도, 투명성 등이 우수한 하드코트 필름(1)을 제공할 수 있다.
하드코드층(3)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 기재층(2)의 일방의 면에 활성 에너지선 경화 수지를 도포하고 건조시켜 활성 에너지선 조사시킴으로써 제조할 수 있다. 활성 에너지선 경화 수지의 도포 방법으로서는, 기재층(2)의 일방의 면에 활성 에너지선 경화 수지를 균일하게 도포할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 스핀코트법, 스프레이법, 슬라이드코트법, 딥법, 바코트법, 롤코터법, 스크린인쇄법 등 다양한 방법을 들 수 있다. 또, 하드코트층(3)의 제조시에는 필요에 따라서 전처리로서 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기하에서의 플라즈마 처리 등의 처리를 기재층(2)의 하드코트층을 적층하는 면에 행해도 된다.
<점착층>
점착층(4)은 상기 기재층(2)의 타방의 면에 적층된다. 점착층(4)은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 등의 공지의 점착성 수지를 사용하여 형성할 수 있다. 점착층(4)에 사용되는 점착성 수지로서는 점착력, 유지력, 내구성, 내후성이 우수하고, 염가로 입수 가능하며, 상기 기재층(2)의 주성분인 폴리카보네이트와의 상성이 우수한 아크릴 수지계 점착제가 바람직하다. 당해 하드코트 필름(1)은 점착층(4)에 이러한 점착제를 사용함으로써 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 기재층(2)의 열화를 억제할 수 있고, 그 결과, 당해 하드코트 필름(1)의 내구성을 높일 수 있다. 또, 당해 하드코트 필름(1)은 점착층(4)에 이러한 점착제를 사용함으로써, 유리 등의 피점착물이 파손된 경우는 파편의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 점착층(4)에는 이형지가 붙여져 있어도 된다.
상기 아크릴 수지계 점착제를 구성하는 모노머로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소노닐아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 등의 아크릴산알킬에스테르, 메타크릴산알킬에스테르(알킬기로서는 예를 들면 탄소수 1~20인 것); 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트 등의 아크릴산히드록시알킬에스테르, 메타크릴산히드록시알킬에스테르(히드록시알킬기로서는 예를 들면 탄소수 1~20인 것); 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산, 이타콘산 등의 불포화 지방족 카르복실산; 아세트산비닐; 이들의 조합 등을 들 수 있다. 그 중에서도 n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트가 모노머로서 사용함으로써 점착력, 유지력, 점착력 등의 점착 특성이 양호하게 되기 때문에 바람직하다. 이들 모노머를 중합 개시제의 존재하에서, 용액중합, 괴상중합, 유화중합, 현탁중합 등에 의해 중합함으로써 상기 아크릴 수지계 점착제를 제조할 수 있다. 특히 유화중합으로 얻어진 에멀전형의 아크릴계 점착제는 주된 중합용제로서 물을 사용하고 있어, 점착층(4)의 제조시의 안전성이나 지구환경에 대한 부하 저감을 도모할 수 있는 점에서 바람직하다.
점착층(4)은 점착제 용액을 기재층(2)의 타방의 면측에 도포하여 건조시킴으로써 기재층(2)에 적층할 수 있다. 또, 점착층(4)은 점착제 용액을 미리 세퍼레이터의 편면에 도포하여 건조시켜 둔 다음, 기재층(2)과 맞붙임으로써 기재층(2)에 적층할 수도 있다.
점착층(4)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 1μm 이상 25μm 이하로 할 수 있다. 점착층(4)의 두께가 상기 범위 미만이면 충분한 점착성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 점착층(4)의 두께가 상기 범위를 넘으면 박형화의 요구에 반하게 된다. 점착층(4)의 두께를 상기 범위로 함으로써, 얇아도 충분한 점착성을 가지는 하드코트 필름(1)을 제공할 수 있다.
또한, 점착층(4)을 구성하는 상기 점착제에는 필요에 따라서 다른 조제를 첨가해도 된다. 다른 조제로서는 예를 들면 증점제, pH 조정제, 점착부여제, 접착성 미립자, 소포제, 방부방미제, 안료, 무기충전제, 안정제, 젖음제, 습윤제 등을 들 수 있다.
<하드코트 필름의 제조 방법>
당해 하드코트 필름(1)의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 상기 기재층(2)의 일방의 면에 활성 에너지선 경화 수지 등을 예를 들면 스핀코트법 등의 공지의 방법으로 도포하고, 자외선 등을 조사하여 고화시킴으로써 하드코트층(3)을 형성하고, 또한 상기 기재층(2)의 타방의 면에 상기 점착제 용액을 도포하여 건조시킴으로써 점착층(4)을 형성하는 방법을 들 수 있다.
<하드코트 필름>
상기 하드코트 필름(1)은 상기 서술한 바와 같이 기재층(2)의 편측의 면에 하드코트층(3)이 적층되고, 타방의 면에는 점착층(4)이 적층되어 있다. 당해 하드코트 필름(1)은 점착층(4)을 터치패널의 유리 기판의 이면측에 첩착시켜, 유리 기판의 이면측에 적층됨으로써, 터치패널의 강도를 높이고, 또 터치패널 파손시에는 파편 등의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다.
당해 하드코트 필름(1)의 헤이즈값으로서는 2% 이하가 바람직하고, 1% 이하가 보다 바람직하며, 0.5% 이하가 더욱 바람직하다. 헤이즈값이 상기 범위를 넘으면, 당해 하드코트 필름(1)의 이면측에 배열설치되어 있는 액정 패널에 표시되는 영상의 시인성이 저하될 우려가 있기 때문이다. 당해 하드코트 필름(1)은 헤이즈값을 상기 범위로 함으로써 터치패널의 유리 기판 이면에 첩착한 경우에도 액정 패널에 표시되는 영상의 선명도를 유지할 수 있다.
당해 하드코트 필름(1)의 가시광선 투과율로서는 특별히 한정되지 않지만, 87% 이상이 바람직하고, 90% 이상이 더욱 바람직하다. 당해 하드코트 필름(1)의 가시광선 투과율이 상기 범위 미만이면, 가시광선을 충분히 투과시킬 수 없어, 시인성을 저하시킬 우려가 있기 때문이다. 당해 하드코트 필름(1)의 가시광선 투과율을 상기 범위로 함으로써, 가시광선을 충분히 투과시킬 수 있고, 터치패널의 유리 기판 이면에 첩착한 경우에도 액정 패널에 표시되는 영상의 시인성을 향상시킬 수 있다.
당해 하드코트 필름(1)의 면내 리타데이션값(Ro)은 100nm 이하가 바람직하고, 50nm 이하가 보다 바람직하며, 15nm 이하가 더욱 바람직하고, 5nm 이하가 특히 바람직하다. 또, 하드코트 필름(1)의 두께 방향 리타데이션값(Rth)은 200nm 이하가 바람직하고, 100nm 이하가 보다 바람직하며, 30nm 이하가 더욱 바람직하고, 10nm 이하가 특히 바람직하다. 당해 하드코트 필름(1)의 면내 리타데이션값(Ro) 및 두께 방향 리타데이션값(Rth)을 상기 범위로 함으로써, 투과 광선의 변환 작용을 억제하고, 다른 광학 부재의 광학적 기능을 저해할 우려를 방지할 수 있다.
<터치패널>
도 2에 나타내는 터치패널(11)은 유리 기판(12, 14)과, 전극층(13)과, 하드코트 필름(1)을 가지고 있다. 유리 기판(12)은 표면측의 대략 중앙 영역이 손끝에 의한 입력이 행해지는 입력 영역으로서 형성되어 있다. 유리 기판(12)의 이면에는 점착층(4)이 첩착되는 것으로 하드코트 필름(1)이 적층되어 있다. 전극층(13)은 투명 도전막이며, 서로 교차하는 방향으로 제1 전극과 제2 전극이 연장되어 있다. 전극층(13)은 유리 기판(14)의 표면측에 적층되어 있다. 유리 기판(14)의 이면에는 점착층(4)이 첩착되는 것으로 하드코트 필름(1)이 적층되어 있다. 터치패널(11)은 유리 기판(12)의 입력 영역에 손가락 등이 접촉하는 전후에 정전용량이 변화된다. 터치패널(11)은 상기 제1 전극 및 제2 전극이 정전용량의 변화를 검출하여, 터치 위치를 특정하도록 구성되어 있다.
당해 터치패널(11)은 하드코트 필름(1)이 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 기재층(2)을 구비하고 있기 때문에, 광선투과율이 높고, 얇아도 우수한 내충격성을 가진다. 또, 당해 터치패널(11)은 점착층(4)을 통하여 하드코트 필름(1)을 유리 기판의 이면에 첩착함으로써, 터치패널의 강도를 높이고, 유리 기판 등이 파손된 경우에는 파편의 비산을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 당해 터치패널(11)은 하드코트 필름(1)의 기재층(2)의 일방의 면에 하드코트층(3)이 적층되어 있기 때문에, 제조시나 운반시 등의 상처 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 취급 용이성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 하드코트 필름 및 터치패널은 상기 태양 외에 다양한 변경, 개량을 시행한 태양으로 실시할 수 있다. 예를 들면, 당해 하드코트 필름은 하드코트층이 2층 이상의 층으로 형성되어 있어도 된다. 또, 당해 하드코트 필름은 하드코트층 위에 다른 층(예를 들면, UV 흡수층, 대전방지층 및 반사방지층 등)이 적층되어도 된다. 당해 하드코트 필름은 기재층과 하드코트층, 또는 기재층과 점착층이 다른 층을 통하여 적층되어 있어도 된다. 당해 하드코트 필름은 터치패널의 유리 기판의 이면 이외에도 다양한 광학 부재에 첩착시킴으로써, 이들 부재의 비산 방지성을 향상시킬 수 있다. 당해 하드코트 필름은 터치패널의 유리 기판의 표면측에 첩착되어도 되고, 또 터치패널의 표면측 및 이면측에 첩착되어도 된다. 특히, 당해 하드코트 필름은 터치패널의 전극층의 이면측에 적층되는 유리 기판의 이면에 첩착됨으로써, 터치패널의 제조시나 운반시 등의 상처 발생 방지 기능을 효과적으로 높일 수 있고, 터치패널의 취급 용이성을 적합하게 향상시킬 수 있다. 당해 하드코트 필름은 정전용량방식, 저항막방식, 전자유도방식 등, 다양한 터치패널에 사용할 수 있다. 당해 하드코트 필름은 예를 들면 휴대전화, 휴대게임기, 카 내비게이션, 현금인출기, 발권기 등의 터치패널 외에 입체영상표시장치 등 다양한 액정표시모듈, 방범용 창문 유리 필름 등에 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 하드코트 필름은 투명하며, 얇음에도 불구하고 충분한 내충격성을 가진다. 그 때문에 높은 투과성과, 보다 박형이며 우수한 내충격성이 요구되는 터치패널용 하드코트 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
1…하드코트 필름 2…기재층
3…하드코트층 4…점착층
11…터치패널 12…유리 기판
13…전극층 14…유리 기판

Claims (9)

  1. 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명한 기재층과,
    이 기재층의 일방의 면측에 적층되는 하드코트층
    을 가지고,
    상기 기재층의 평균 두께가 5μm 이상 50μm 이하인 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기재층의 광탄성계수가 40×10-12/Pa 이하인 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기재층의 타방의 면에 적층되는 점착층을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 점착층을 구성하는 점착제의 주성분이 아크릴 수지계 점착제인 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 헤이즈값이 2% 이하인 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 가시광선 투과율이 87% 이상인 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 면내 리타데이션값(Ro)이 100nm 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션값(Rth)이 200nm 이하인 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 점착층에 의해 터치패널의 유리 기판 표면 및/또는 이면에 첩착되는 것을 특징으로 하는 하드코트 필름.
  9. 유리 기판과, 이 유리 기판의 표면 및/또는 이면에 점착층에 의해 첩착되는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 하드코트 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
KR1020120075512A 2011-07-12 2012-07-11 하드코트 필름 및 이것을 사용한 터치패널 KR20130008479A (ko)

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