KR20130098774A - 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름 - Google Patents

정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 공정이 간소화되어 비용이 절감되고 완제품의 불량률이 개선되며 완제품의 전체 두께의 감소와 반사방지층으로 인하여 투과율 및 시인성이 개선된 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름은 투명한 기재필름과 상기 기재필름의 한 면에 굴절률이 다른 고굴절고경도층과 저굴절층이 차례로 형성된 반사방지필름과 상기 기재필름의 다른 면에 투명도전층과 아크릴계 자외선 경화 하드코팅층이 차례로 형성된 투명도전성필름이 일체화된 복합필름으로서, 상기 반사방지필름의 상기 고굴절고경도층은 무기 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.50 내지 1.65이고, 상기 저굴절층은 40 내지 60nm의 중공실리카 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.31 내지 1.40이며, 상기 반사방지필름은 480∼680nm의 파장 영역 중 5°입사각으로 0.1 내지 0.4%의 평균경면반사율(average specular reflectance)을 가지고, 상기 저굴절층(반사방지 코팅층)의 수접촉각은 60° 내지 80°이며, 상기 투명도전성필름의 상기 투명도전층은 표면저항치가 350Ω/□이하이고 투과율이 91% 이상이며 헤이즈가 0.8% 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름{ENHANCED IMAGE QUALITY COMPOSITE FILM FOR ELECTROSTATIC CAPACITY TYPE TOUCH SCREEN PANEL}
본 발명은 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 공정이 간소화되어 비용이 절감되고 완제품의 불량률이 개선되며 완제품의 전체 두께의 감소와 반사방지층으로 인하여 투과율 및 시인성이 개선된 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름에 관한 것이다.
일반적으로, 일반적으로, 터치스크린패널(Touch Screen Panel)은 디스플레이 장치의 표면에 장착되어 사용자의 손가락, 터치펜 등의 물리적 접촉을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 장치로서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), EL(Electro-luminescence)소자 등에 응용되고 있다.
이와 같은 터치패널은 동작 원리에 따라 크게 정전용량 방식, 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분되며, 이중 정전용량 방식과 저항막 방식이 현재 널리 이용되고 있다. 최근에는, 저항막 방식에 비교하여 내구성 및 투과율 측면에서 특성이 우수한 정전용량 방식이 각광받고 있다.
이러한 정전용량 방식 터치패널의 일반적인 구조를 살펴보면 도 2과 같다. 도 2은 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치스크린패널 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 액정표시장치(200)의 상부에 터치 패널부(100)가 위치하고, 상기 터치 패널부(100)와 액정표시장치(200) 사이의 주변에는 접착층(150)을 설치하고, 또한 상기 터치 패널(100)은 기판(110)을 갖추고 있고, 상기 기판(100) 바닥면에는 상부점착층(120a)을 설치하고, 상기 상부점착층(120a) 바닥면에는 인듐-주석 산화물로 구성될 수 있는 상부 투명 도전층(130a)을 설치하고, 상기 상부 투명 도전층(130a) 바닥면에는 하부점착층(120b)을 설치하고, 상기 하부점착층(120b) 바닥면에는 하부 투명 도전층(130b)을 설치하고, 상기 하부 투명 도전층(130b) 바닥면에는 투명보호 코팅층(140a)을 구성하며, 상기 투명보호 코팅층(140a)은 절연물질(예 : 질화규소, 이산화규소, 레지스트 등과 같은 물질)로 구성되는데, 이러한 투명보호 코팅층(140a)은 상기 하부 투명도전층(130b)이 긁혀서 망가지지 않게 보호하는 기능을 수행한다. 또한 상기 액정표시장치(200)는 전기장 구동을 운용하여 액정분자의 비틀림에 의한 전장효과를 생성하고 광원의 투과 및 차단을 제어하며 칼라필터를 투과하여 이미지 혹은 문자로 표시되어 진다. 따라서 사용자가 유리기판(110) 상에서 상기 터치 패널부(100)상에 표시된 이미지나 문자의 위치와 대응되는 곳을 터치하는 방식으로 조작 및 입력을 진행할 수 있다.
그러나 터치패널부(100)와 액정표시장치(200)사이의 주변에 형성된 접착층(150)에 의해 접착층(150) 높이 만큼의 공기층으로 이루어진 공극이 형성되기 때문에, 액정표시장치(200)에서 생성된 광원이 터치패널부(100)를 투과할 때는 이러한 공극을 통과한 후 최초 투명보호 코팅층(140a)을 투과하게 된다. 이때 공극에 존재하는 공기층(굴절율:1)과 투명보호 코팅층(140a)의 높은 굴절율 차로 인하여 투과된 광원에 표면 반사율이 높아지며, 이로 인하여 최종 유리기판(110)에 표시된 이미지에 투과도가 떨어지는 단점을 가지고 있고, 또한 투명보호 코팅층(140a)의 높은 표면거칠기로 인하여 난반사 심화에 따른 탁도 증가 등, 고투과 및 저탁도 이미지 구현을 위해 개선할 점이 많은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 제조 공정이 간소화되어 비용이 절감되고 완제품의 불량률이 개선되며 완제품의 전체 두께의 감소와 반사방지층으로 인하여 투과율 및 시인성이 개선된 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 투명한 기재필름과 상기 기재필름의 한 면에 굴절률이 다른 고굴절고경도층과 저굴절층이 차례로 형성된 반사방지필름과 상기 기재필름의 다른 면에 투명도전층과 아크릴계 자외선 경화 하드코팅층이 차례로 형성된 투명도전성필름이 일체화된 복합필름으로서, 상기 반사방지필름의 상기 고굴절고경도층은 무기 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.50 내지 1.65이고, 상기 저굴절층은 40 내지 60nm의 중공실리카 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.31 내지 1.40이며, 상기 반사방지필름은 480∼680nm의 파장 영역 중 5°입사각으로 0.1 내지 0.4%의 평균경면반사율(average specular reflectance)을 가지고, 상기 저굴절층(반사방지 코팅층)의 수접촉각은 60° 내지 80°이며, 상기 투명도전성필름의 상기 투명도전층은 표면저항치가 350Ω/□이하이고 투과율이 91% 이상이며 헤이즈가 0.8% 이하인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름에 의해 달성된다.
여기서, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세테이트셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름 또는 폴리에틸렌(PE) 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 투명도전층과 상기 저굴절층 상에는 각각 보호필름이 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 투명도전층은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 실버나노와이어(silver nano wire) 중에서 1종을 선택하여 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제조 공정이 간소화되어 비용이 절감되고 완제품의 불량률이 개선되며 완제품의 전체 두께의 감소와 반사방지층으로 인하여 투과율 및 시인성이 개선되는 등의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름의 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치스크린패널 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 평균경면반사율을 계산하기 위한 반사 스펙트럼 그래프.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름의 단면도이다. 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름은 반사방지필름과 투명도전성필름이 일체화된 복합필름에 관한 것으로서, 투명한 기재필름(1)과 상기 기재필름의 한 면에 굴절률이 다른 고굴절고경도층(2)과 저굴절층(3)이 차례로 형성된 반사방지필름과 상기 기재필름(1)의 다른 면에 투명도전층(4)과 아크릴계 자외선 경화 하드코팅층(5)이 차례로 형성된 투명도전성필름이 일체화된 복합필름으로서, 상기 반사방지필름의 상기 고굴절고경도층은 무기 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.50 내지 1.60이고, 상기 저굴절층은 40 내지 60nm의 중공실리카 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.50 내지 1.60이며, 상기 반사방지필름은 480∼680nm의 파장 영역 중 5°입사각으로 0.1 내지 0.4%의 평균경면반사율(average specular reflectance)을 가지고, 상기 저굴절층(반사방지 코팅층)의 수접촉각은 60° 내지 80°이며, 상기 투명도전성필름의 상기 투명도전층은 표면저항치가 350Ω/□이하이고 투과율이 91% 이상이며 헤이즈가 0.8% 이하인 것을 특징으로 한다.
종래, 투명기재와 하드코팅층으로 이루어진 필름의 경우 표면의 반사율이 480 내지 680nm의 파장 영역 중 5° 입사각에서 3~5%의 평균경면반사율(avergae specular reflectance)을 가지므로 외부 광원에 의한 반사율이 높아 표면에서 반사가 많이 이루어지고, 그 결과 반사된 빛에 의해 디스플레이의 화질을 떨어뜨리기 문제가 발생하게 되는바, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것이다.
또한 기존 터치패널 구조는 터치센서인 투명도전성필름과 시인성 향상을 위해 반사방지필름을 각각의 입수해서, 투명도전성필름을 에칭 후 반사방지필름을 합지해서 사용하였으나, 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름은 투명기재 상에 한 면은 투명도전성층, 다른 한면에는 반사방지층을 구성함으로써, 제조공정이 간소화되어 비용절감 및 완제품의 불량률 개선 효과가 있으며, 특히 완제품의 전체 두께의 감소와 함께 반사방지층을 포함함으로써, 투과율 및 시인성의 개선에 효과가 있다.
또한 기존 투명도전성필름의 경우 투명기재 상에 금속무기막의 형성하여 소정의 표면저항을 얻기 위해서는 일정한 두께가 되어야 하므로 투과율이 90%이하로 낮아지는 문제가 발생한다. 본 발명은 이 점을 해결하고자 투명도전성필름에 투과율이 91%이상인 투명도전층을 도입하여, 전체적인 투과율을 향상시켰다.
이하, 본 발명의 구성요소에 대해 상세히 설명하고자 한다.
1. 고굴절의 고경도층 제조
1.1 고굴절의 고경도층
본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 복합필름의 필수 박막층인 고굴절의 고경도층의 굴절률은 1.50 내지 1.65이며, 보다 바람직하게는 1.52 내지 1.56이다. 이러한 고굴절의 고경도층을 형성하는 방법으로서, 화학 기상 증착 (CVD) 또는 물리 기상 증착 (PVD), 특히 물리 기상 증착법의 한 종류인 진공 증착 또는 스퍼터링에 의해 형성된 무기 산화물의 투명 박막을 사용할 수도 있지만, 올-웨트 코팅 (all-wet coating) 에 의해 형성된 박막이 바람직하다.
또한, 고굴절의 고경도층은 Ti, Zr, In, Zn, Sn, Al 및 Sb에서 선택되는 적어도 하나의 금속의 산화물을 포함하는 무기 미립자와 음이온성 분산제와 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 경화성 수지(이후, "바인더"라고 칭하는 경우도 있음)와 중합개시제 및 용매를 함유하는 코팅 조성물을 도포하고, 용매를 건조하고, 가열 및 전리 방사선의 조사 중 하나의 수단 또는 양쪽 수단에 의해 코팅을 경화시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다. 경화성 수지 또는 개시제를 사용하는 경우, 경화성 수지는 코팅 이후 가열 및 또는 전리 방사선의 영향에 의한 중합 반응을 통해 경화되므로, 내찰상성 및 접착성이 우수한 고굴절의 고경도층을 형성할 수 있다.
1.2 무기 미립자
무기 미립자로는 금속 (예컨대, Ti, Zr, In, Zn, Sn, Sb, Al) 의 산화물이 바람직하고, 굴절률 관점에서, 산화지르코늄의 미립자가 가장 바람직하다. 그러나, 도전성의 관점에서, Sb, In 및 Sn 중 적어도 하나의 금속의 산화물을 주성분으로 하는 무기 미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 굴절률은 무기 미립자의 양을 변경함으로써 소정 범위로 조정될 수 있다. 산화지르코늄을 주성분으로서 사용하는 경우, 층내의 무기 미립자의 평균 입자직경은 1 내지 120nm가 바람직하고, 1 내지 60nm가 더욱 바람직하고, 2 내지 40nm가 더욱 더 바람직하다. 이 범위는 헤이즈를 감소시키고 분산 안정성 및 표면상의 적절한 요철에 의해 상부층으로의 접착성을 개선하기 때문에 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 산화지르코늄을 주성분으로서 포함하는 무기 미립자의 굴절률은 1.90 내지 2.80이 바람직하고, 2.10 내지 2.80이 더욱 바람직하고, 2.20 내지 2.80이 가장 바람직하다. 무기 미립자의 첨가량은 무기 미립자가 첨가되는 층에 따라 다르며, 고굴절층에서의 첨가량은 전체 고굴절층의 고형분에 대하여 40 내지 85질량%이고, 50 내지 75질량%가 바람직하고, 60 내지 70질량%가 더욱 바람직하다. 무기 미립자의 입자직경은 광산란법 또는 전자 현미경 사진에 의해 측정될 수 있다. 무기 미립자의 비표면적은 10 내지 400㎡/g이 바람직하고, 20 내지 200㎡/g이 더욱 바람직하고, 30 내지 150㎡/g이 가장 바람직하다.
분산액 또는 코팅 용액에서의 분산을 안정화하거나 또는 바인더 성분과의 친화성 또는 결합성을 향상시키기 위해, 무기 미립자에 대해 플라즈마 방전 처리 및 코로나 방전 처리와 같은 물리적 표면 처리, 또는 계면활성제, 커플링제 등에 의한 화학적 표면 처리를 실시할 수도 있다. 커플링제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 커플링제로서, 알콕시 금속 화합물 (예컨대, 티타늄 커플링제, 실란 커플링제) 을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 아크릴로일 또는 메타크릴로일기를 갖는 실란 커플링제에 의한 처리가 효과적이다. 무기 미립자의 화학적 표면 처리제, 용매, 촉매 및 분산 안정제는 JP-A-2006-17870의 단락 [0058] 내지 [0083]에 기재되어 있다.
1.3 경화성 수지
경화성 수지로는 중합성 화합물이 바람직하고, 중합성 화합물로서, 전리 방사선-경화성 다관능 모노머 또는 다관능 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다. 이 화합물 중의 관능기로는 광-, 전자선- 또는 방사선-중합성 관능기가 바람직하고, 광중합성 관능기가 더욱 바람직하다.
광중합성 관능기의 예로는, (메타)아크릴기, 비닐기, 스티릴기 및 알릴기와 같은 불포화 중합성 관능기를 포함한다. 이 중에서도, (메타)아크릴기가 바람직하다.
광중합성 관능기를 갖는 광중합성 다관능 모노머의 구체예로는: 네오펜틸 글리콜 아크릴레이트, 1,6-헥산디올 (메타)아크릴레이트 및 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트와 같은 알킬렌 글리콜의 (메타)아크릴산 디에스테르류; 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트 및 폴리프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트와 같은 폴리옥시알킬렌 글리콜의 (메타)아크릴산 디에스테르류; 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트와 같은 다가 알콜의 (메타)아크릴산 디에스테르류; 및 2,2-비스{4-아크릴옥시ㅇ디에톡시)페닐}프로판 및 2-2-비스{4-(아크릴옥시ㅇ폴리프로폭시)페닐}프로판과 같은 에틸렌 산화물 또는 프로필렌 산화물 부가물의 (메타)아크릴산 디에스테르류를 포함한다.
또한, 에폭시 (메타)아크릴레이트류, 우레탄 (메타)아크릴레이트류 및 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트류도 광중합성 다관능 모노머로서 바람직하게 사용된다.
이들 중에서, 다가 알콜과 (메타)아크릴산의 에스테르류가 바람직하고, 1 분자내에 3개 이상의 (메타)아크릴기를 갖는 다관능 모노머가 더욱 바람직하다. 그 구체예로는, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 및 트리펜타에리트리톨 헥사트리아크릴레이트를 포함한다. 다관능 모노머들 중 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 경화성 수지의 사용량은 상술한 각 층의 굴절률을 만족하는 범위내에서 조정될 수도 있다.
1.4 중합 개시제
중합 개시제로서, 광중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제로는 광라디칼 중합 개시제 또는 광양이온 중합 개시제가 바람직하고, 광라디칼 중합 개시제가 더욱 바람직하다.
광라디칼 중합 개시제의 예로는 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러 (Michler)의 벤조일 벤조에이트, α-아밀옥심 에스테르, 테트라메틸티우람 모노술피드 및 티옥산톤류를 포함한다. 시판되는 광라디칼 중합 개시제의 예로는, Nippon Kayaku Co., Ltd. 제조의 KAYACURE (예컨대, DETX-S, BP-100, BDMK, CTX, BMS, 2-EAQ, ABQ, CPTX, EPD, ITX, QTX, BTC, MCA); Ciba Specialty Chemicals Corp. 제조의Irgacure (예컨대, 651, 184, 127, 500, 907, 369, 1173, 2959, 4265, 4263); 및 Sartomer Company Inc. 제조의 Esacure (KIP100F, KB1, EB3, BP, X33, KT046, KT37, KIP150, TZT) 를 포함한다. 특히, 광분열형 (photocleavage-type) 광라디칼 중합 개시제가 바람직하다. 광분열형 광라디칼 중합 개시제는 Technical Information Institute Co., Ltd. (발행인: Kazuhiro Takausu) (1991) 에 의한 최신 UV 경화기술 159페이지에 기재되어 있다. 시판되는 광분열형 광라디칼 중합 개시제의 예로는 Ciba Specialty Chemicals Corp. 제조의 Irgacure(예컨대, 651, 184, 127, 907)를 포함한다. 광중합 개시제의 사용량은 경화성 수지 100질량부에 대하여 0.1 내지 15질량부가 바람직하고, 1 내지 10질량부가 더욱 바람직하다.
상기 광중합 개시제에 추가하여, 광증감제를 사용할 수도 있다. 광증감제의 구체예로는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀, 미힐러의 케톤 및 티옥산톤을 포함한다. 시판되는 광증감제의 예로는 Nippon Kayaku Co., Ltd. 제조의 KAYACURE (예컨대, DMBI, EPA)를 포함한다.
광중합 반응은 고굴절의 고경도층을 코팅하고 건조시킨 후에 자외선 조사에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
또한 고굴절의 고경도층에는, 상술한 성분들 (예컨대, 무기 미립자, 경화성 수지, 중합 개시제, 광증감제) 이외에, 계면활성제, 산화방지제, 커플링제, 증점제, 착색 방지제, 착색제 (예컨대, 안료, 염료), 소포제, 레벨링제, 난연제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 접착부여제, 중합금지제, 산화방지제, 표면 개질제, 도전성 금속 미립자 등을 첨가할 수도 있다.
1.5 용매
용매로서는, 비점이 60 내지 170℃인 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 그 구체예로는, 물, 알콜 (예컨대,메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 벤질 알콜), 케톤 (예컨대, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논), 에스테르 (예컨대, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 부틸 포르메이트), 지방족 탄화수소 (예컨대,헥산, 시클로헥산), 할로겐화 탄화수소 (예컨대, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소), 방향족 탄화수소 (예컨대, 벤젠, 톨루엔, 크실렌), 아미드 (예컨대, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, n-메틸피롤리돈), 에테르 (예컨대, 디에틸 에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란), 및 에테르 알콜 (예컨대, 1-메톡시-2-프로판올) 을 포함한다. 이 중에서도, 톨루엔, 크실렌, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논 및 부탄올이 바람직하다. 특히, 분산 매체로서는 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 또는 시클로헥사논이 바람직하다.
상기 용매는 고굴절률층용 코팅 조성물이 고형분 농도 2 내지 30질량%이 되도록 사용하는 것이 바람직하고, 고형분 농도 3 내지 20질량%이 되도록 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
1.6 고굴절의 고경도층의 형성방법
고굴절의 고경도층에 사용되는 산화지르코늄을 주성분으로서 포함하는 무기 미립자는, 분산물 상태로 고굴절의 고경도층의 형성에 사용되는 것이 바람직하다. 무기 미립자는 분산기를 사용하여 분산될 수 있다. 분산기의 예로는, 샌드 그라인더 밀 (예컨대, 핀을 가진비드 밀), 고속 임펠러 밀, 페블 밀, 롤러 밀, 어트라이터 및 콜로이드 밀을 포함한다. 이들 중에서도, 샌드 그라인더 밀 및 고속 임펠러 밀이 바람직하다. 예비 분산 처리를 수행할 수도 있다. 예비 분산 처리에 사용되는 분산기의 예로는, 볼 밀, 3-롤 밀, 니더 및 압출기를 포함한다.
무기 미립자는 분산 매체 속에 가능한 한 작은 입자크기를 가지도록 분산되는 것이 바람직하다. 질량 평균 입자직경은 10 내지 120nm이고, 20 내지 100nm가 바람직하고, 30 내지 90nm가 더욱 바람직하고, 30 내지 80nm가 더욱 더 바람직하다. 무기 미립자를 200nm 이하의 작은 입자크기로 분산시킴으로써, 투명성을 손상시키지 않고 고굴절의 고경도층을 형성할 수 있다.
본 발명에 사용되는 고굴절의 고경도층은 다음과 같이 형성된다. 상술한 바와 같은 분산 매체 속에 무기 미립자를 분산시킴으로써 획득된 분산액에, 매트릭스 형성에 필요한 바인더 전구체로서의 경화성 수지 (예컨대, 상술한 전리 방사선-경화성 다관능 모노머 또는 다관능 올리고머), 광중합 개시제 등을 첨가하여, 고굴절률층 또는 중굴절률층 형성용 코팅 조성물을 제작하고, 획득된 고굴절률층 또는 중굴절률층 형성용 코팅 조성물을 투명 지지체 상에 코팅하고 경화성 수지의 가교 반응 또는 중합 반응을 통해 경화시킨다. 고굴절의 고경도층의 코팅과 동시에 또는 코팅 이후에, 층의 바인더는 분산제와 가교 또는 중합되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제조된 고굴절률층 또는 중굴절률층의 바인더는, 예컨대, 상술한 바람직한 분산제와 전리 방사선-경화성 다관능 모노머 또는 다관능 올리고머의 가교 반응 또는 중합 반응의 결과로서 바인더에 분산제의 음이온성기가 취해지는 형태가 된다. 고굴절률층 또는 중굴절률층의 바인더에 취해진 음이온성기는 무기 미립자의 분산상태를 유지하는 기능을 가지며, 가교 또는 중합 구조가 바인더에 필름-형성 능력을 부여하고, 이로써 무기미립자를 함유하는 고굴절의 고경도층은 물리적 강도, 내약품성 및 내후성이 개선된다.
고굴절의 고경도층 형성시에, 경화성 수지의 가교 또는 중합 반응은 산소 농도 10체적% 이하인 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 산소 농도 10체적% 이하인 분위기에서 고굴절의 고경도층을 형성함으로써, 고굴절의 고경도층은 물리적 강도, 내약품성, 내후성 및 고굴절층과 이 고굴절층에 인접한 층 간의 접착성이 개선될 수 있다.
경화성 수지의 가교 반응 또는 중합 반응을 통한 층 형성은 산소 농도 6체적% 이하인 분위기에서 수행되는 것이 바람직하고, 산소 농도 4체적% 이하인 분위기에서 수행되는 것이 더욱 바람직하고, 산소 농도 2체적% 이하인 분위기에서 수행되는 것이 더욱 더 바람직하고, 산소 농도 1체적% 이하인 분위기에서 수행되는 것이 가장 바람직하다.
고굴절의 고경도층의 두께는 0.1 내지 20 ㎛ 가 바람직하고, 2 내지 8 ㎛ 가 더욱 바람직하다. 구체적으로, 예컨대, 고굴절의 고경도층의 필름 두께 및 굴절률을 만족할 수 있도록, 미립자의 종류 및 수지의 종류를 선택하고 이들의 배합비율을 결정함으로써 주요 조성이 정해진다.
2. 저굴절율층 제조
2.1 저굴절율층
본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널용 복합필름의 저굴절율층은 1.31 내지 1.40의 굴절률을 갖는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.38 이하이다. 이 범위는 반사율을 감소시키면서 필름 강도를 유지할 수 있기 때문에 바람직하다. 저굴절율층을 형성하는 방법도, 상기와 유사하게, 화학 기상 증착 (CVD) 또는 물리 기상 증착 (PVD), 특히 물리 기상 증착법의 한 종류인 진공 증착 또는 스퍼터링에 의해 형성된 무기 산화물의 투명 박막을 사용할 수도 있지만, 후술하는 저굴절율층 형성용 코팅 조성물을 사용하는 올-웨트 코팅에 의한 방법이 바람직하다. 저굴절율층은 무기 미립자를 함유하는 것이 바람직하며, 무기 미립자 중에서, 적어도 한 종류의 무기 미립자가 중공 입자인 것이 바람직하고, 실리카를 주성분으로서 포함하는 중공 입자 (이후, "중공 실리카 입자"라고도 함) 가 더욱 바람직하다. 이러한 굴절층의 두께는 90 내지 130nm가 바람직하고, 100 내지 120nm가 더욱 바람직하다. 또한, 저굴절율층의 헤이즈는 3% 이하가 바람직하고, 2% 이하가 더욱 바람직하고, 1% 이하가 가장 바람직하다.
또한, 저굴률층까지의 층들이 형성된 반사방지필름의 강도는, 500g 하중의 연필 경도 시험에서, H 이상이 바람직하고, 2H 이상이 더욱 바람직하고, 3H 이상이 가장 바람직하다.
또한, 반사방지필름의 지문방지 성능을 향상시키기 위해, 상기 저굴절층(반사방지 코팅층)의 수접촉각은 60° 내지 80°인 것이 바람직하다.
2.2 무기 미립자
저굴절율층에 사용될 수 있는 무기 미립자는 중공 입자가 바람직하다. 중공 입자의 굴절률은 1.40이하가 바람직하고, 1.28 내지 1.38가 더욱 바람직하고, 1.32 내지 1.36이 가장 바람직하다. 중공 입자는 중공 실리카 입자가 바람직하고, 무기 미립자에 대해 이하 중공 실리카 입자를 참조하면서 설명한다. 여기서 사용되는 굴절률은 전체 입자의 굴절률을 나타내며, 중공 실리카 입자를 형성하는 외측 셸로서의 실리카만의 굴절률을 나타내는 것은 아니다. 이때, 입자 내부의 캐비티의 반경을 a라 가정하고 입자의 외측 셸의 반경을 b라 가정하면, 다음 식 (1) 에 의해 나타내지는 공극률 x는 10 내지 60%가 바람직하고, 20 내지 60%가 더욱 바람직하고, 30 내지 60%가 가장 바람직하다.
식 (1) : x=(4πa3/3)(4πb3/3) x 100
중공 실리카 입자가 보다 낮은 굴절률 및 보다 높은 공극률을 가지도록 의도될 경우, 외측 셸의 두께가 얇아지고 입자로서의 강도가 저하된다. 따라서, 내찰상성의 관점에서, 상술한 범위내의 굴절률을 갖는 입자가 바람직하다.
여기서, 중공 실리카 입자의 굴절률은 아베 굴절계에 의해 측정될 수 있다 (ATAGO K.K. 제조). 중공 실리카의 제조방법은, 예컨대 JP-A-2001-233611 및 JP-A-2002-79616에 기재되어 있다. 또한, 시판되는 중공 실리카 입자를 사용할 수도 있다.
또한, 중공 실리카 입자의 코팅량은 1 내지 100mg/㎡이 바람직하고, 5 내지 80mg/㎡이 더욱 바람직하고, 10 내지60mg/㎡이 더욱 더 바람직하다. 이 범위내에서, 굴절률을 감소시키거나 또는 내찰상성을 개량시키는 양호한 효과가 얻어지고, 저굴절율층 표면상의 미세한 요철의 발생을 방지할 수 있고, 외관 (예컨대, 농후한 블랙외관) 및 적분 반사율을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 중공 실리카 입자의 평균 입자직경은 저굴절율층의 두께에 대하여 30 내지 150%가 바람직하고, 35 내지 80%가 더욱 바람직하고, 40 내지 60%가 더욱 더 바람직하다. 즉, 저굴절율층의 두께가 100nm이라면, 중공 실리카 입자의 입자직경은 30 내지 150nm가 바람직하고, 35 내지 80nm가 더욱 바람직하고, 40 내지 60nm가 더욱 더 바람직하다. 입자직경이 이러한 범위내에 있다면, 캐비티의 비율이 만족스럽게 유지될 수 있고, 굴절률을 충분히 감소시킬 수 있으며, 저굴절율층 표면상의 미세한 요철의 발생을 방지할 수 있고, 외관 (예컨대, 농후한 블랙 외관) 및 적분 반사율을 양호하게 유지할 수 있다. 실리카 미립자는 결정질일 수도 있고 비정질일 수도 있고, 단분산입자가 바람직하다. 그 형상은 구형이 가장 바람직하지만, 부정형이더라도 문제는 없다. 중공 실리카 입자의 평균 입자직경은 전자 현미경 사진으로부터 결정될 수 있다.
본 발명에 있어서, 중공 실리카 입자와 조합하여 캐비티가 없는 실리카 입자를 사용할 수도 있다. 캐비티가 없는 실리카의 입자크기는 5 내지 150nm가 바람직하고, 10 내지 80nm가 더욱 바람직하고, 15 내지 60nm가 가장 바람직하다.
또한, 저굴절율층의 두께의 25% 미만인 평균 입자직경을 갖는 적어도 1 종류의 실리카 미립자 ("소 입자크기 실리카 미립자"라고도 함)를, 상술한 입자직경을 갖는 실리카 미립자 ("대 입자크기 실리카 미립자"라고도 함) 와 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 소 입자크기 실리카 미립자는, 대 입자크기 실리카 미립자들 사이의 간극에 존재할 수도 있으므로, 대 입자크기 실리카 미립자에 대한 유지제로서 기여할 수 있다. 소 입자크기 실리카 미립자의 평균 입자직경은 1 내지 20nm가 바람직하고, 5 내지 15nm가 더욱 바람직하고, 10내지 15nm가 더욱 더 바람직하다. 이러한 실리카 미립자의 사용은 원료 비용 및 유지제 효과의 관점에서 바람직하다. 분산액 또는 코팅 용액내의 분산을 안정화시키거나 또는 바인더 성분과의 친화성 또는 결합성을 향상시키기 위해, 중공 입자에 대해 플라즈마 방전 처리 및 코로나 방전 처리와 같은 물리적 표면 처리, 또는 계면활성제, 커플링제 등에 의한 화학적 표면 처리를 수행할 수도 있다. 커플링제의 사용이 특히 바람직하다. 커플링제로서는, 알콕시 금속 화합물 (예컨대, 티타늄 커플링제, 실란 커플링제) 을 사용하는 것이 바람직하다. 이 중에서도, 아크릴로일 또는 메타크릴로일기를 갖는 실란 커플링제에 의한 처리가 효과적이다. 중공 입자의 화학적 표면 처리제, 용매, 촉매 및 분산 안정제는 JP-A-2006-17870의 단락 [0058] 내지 [0083]에 기재되어 있다.
또한, 저굴절율층은, 필름-형성 용질 및 1 종류 이상의 용매를 함유하는 코팅 조성물을 도포하고, 용매를 건조하고, 가열 및 전리 방사선의 조사 중 어느 한 수단 또는 양 수단에 의해 코팅을 경화시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다. 용질로는 열-경화성 또는 전리 방사선-경화성 불소 함유 경화성 수지를 함유하는 조성물, 유기실릴 화합물의 가수분해물, 또는 그 부분 축합물이 바람직하다. 또한 저굴절율층은 불소 함유 경화성 수지를 함유하는 조성물을 사용하는 것이 바람직하고, 유기실릴 화합물의 가수분해물 또는 그 부분 축합물을 보조적으로 사용하는 양태가 더욱 바람직하다. 보조적으로 사용되는 유기실릴 화합물의 가수분해물 또는 그 부분 축합물의 첨가량은 불소 함유 경화성 수지에 대하여 10 내지 40질량%이다.
2.3 저굴절율층 형성용 코팅 조성물
통상적으로, 저굴절율층 형성용 코팅 조성물은 액체 형태를 취하고, 적절한 용매에, 바람직하게 함유된 전술한 무기 미립자 및 불소 함유 경화성 수지를 용해시키고, 필요에 따라, 다양한 첨가제 및 라디칼 중합 개시제를 용해시킴으로써 제조된다. 여기서, 고형분의 농도는 용도에 따라서 적절하게 선택될 수도 있지만, 대략 0.01내지 60질량%가 일반적이고, 0.5 내지 50질량%가 더욱 바람직하고, 대략 1 내지 20질량%가 더욱 더 바람직하다.
라디칼 중합 개시제는, 열 작용하에서 라디칼을 발생시키는 유형, 또는 광 작용하에서 라디칼을 발생시키는 유형 중 어느 것일 수도 있다. 열 작용하에서 라디칼 중합을 개시하는 화합물에 대해, 유기 또는 무기 과산화물, 유기 아조 또는 디아조 화합물 등이 이용될 수도 있다.
더욱 상세하게는, 유기 과산화물의 예로는 과산화벤조일, 과산화할로겐벤조일, 과산화라우로일, 과산화아세틸, 과산화디부틸, 쿠멘 히드로퍼옥사이드 및 부틸 히드로퍼옥사이드를 포함하고; 무기 과산화물의 예로는 과산화수소, 과황산암모늄 및 과황산칼륨을 포함하고; 아조 화합물의 예로는 2-아조-비스-이소부티로니트릴, 2-아조-비스-프로피오니트릴 및 2-아조-비스-시클로헥산디니트릴을 포함하고; 디아조 화합물의 예로는 디아조아미노벤젠및 p-니트로벤젠디아조늄을 포함한다. 광 작용하에서 라디칼 중합을 개시하는 화합물을 이용하는 경우, 전리 방사선의 조사에 의해 필름이 경화된다. 이러한 광라디칼 중합 개시제의 예로는 아세토페논류, 벤조인류, 벤조페논류, 포스핀 옥사이드류, 케탈류, 안트라퀴논류, 티옥산톤류, 아조 화합물류, 과산화물류, 2,3-디알킬디온 화합물류, 디술피드 화합물류, 플루오로아민 화합물류 및 방향족 술포늄류를 포함한다. 아세토페논류의 예로는 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, 1-히드록시디메틸 페닐 케톤, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-4-메틸티오-2-모르포리노프로피오페논 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르포리노페닐)부타논을 포함한다. 벤조인류의 예로는 벤조인 벤젠술폰산 에스테르, 벤조인 톨루엔술폰산 에스테르, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르 및 벤조인 이소프로필 에테르를 포함한다. 벤조페논류의 예로는 벤조페논, 2,4-디클로로벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논 및p-클로로벤조페논을 포함한다. 포스핀 옥사이드류의 예로는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드를 포함한다. 또한, 이러한 광라디칼 중합 개시제와 조합하여 증감 염료를 바람직하게 이용할 수도 있다.
열 또는 광의 작용하에서 라디칼 중합을 개시하는 화합물의 첨가량은 탄소-탄소 이중 결합의 중합을 개시하기에 충분히 큰 양이라면 족하고, 그 첨가량은 저굴절율층 형성용 조성물의 전체 고형분에 대해 0.1 내지 15질량% 인것이 바람직하고, 0.5 내지 10질량% 인 것이 더욱 바람직하고, 2 내지 5질량% 인 것이 더욱 더 바람직하다.
2.4 용매
저굴절율층용 코팅 조성물에 함유된 용매는, 경화성 수지가 침전을 유발하지 않고 균일하게 용해 또는 분산될 수 있는 한, 특별히 제한되지 않고, 2 종 이상 용매를 조합하여 이용할 수도 있다. 그 바람직한 예는 케톤류 (예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤), 에스테르류 (예를 들어, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 에테르류 (예를 들어, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산), 알콜류 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜, 부탄올, 에틸렌 글리콜), 방향족 탄화수소류 (예를 들어, 톨루엔, 크실렌) 및 물을 포함한다.
2.5 저굴절율층 형성용 코팅 조성물에 적절히 함유된 그 밖의 화합물
지문방지 특성, 내수성, 내약품성 및 미끄럼성과 같은 특성을 부여하기 위해, 공지된 실리콘계 또는 불소계 지문방지제, 윤활제 등이 적절하게 첨가될 수도 있다. 이러한 첨가제를 첨가하는 경우, 첨가제의 첨가량은 저굴절율층의 전체 고형분에 기초하여 0 내지 20질량%가 바람직하고, 0 내지 10질량%가 더욱 바람직하고, 0 내지5질량% 가 더욱 더 바람직하다.
저굴절율층은 무기 필러, 실란 커플링제, 윤활제, 계면활성제 등을 함유할 수도 있다. 특히, 무기 미립자, 실란 커플링제 및 윤활제가 함유되는 것이 바람직하다.
상기 실란 커플링제에 대한 예로서, 히드록실기, 메르캅토기, 카르복시기, 에폭시기, 알킬기, 알콕시실릴기, 아실옥시기 또는 아실아미노기를 함유하는 실란 커플링제가 바람직하고, 에폭시기, 중합성 아실옥시기 (예를 들어, (메타)아크릴로일) 또는 중합성 아실아미노기 (예를 들어, 아크릴아미노, 메타크릴아미노) 를 함유하는 실란 커플링제가 더욱 바람직하다. 상기 윤활제는 디메틸실리콘과 같은 실리콘 화합물 또는 폴리실록산 부분이 도입된 불소 함유 화합물인 것이 바람직하다.
2.6 유기실릴 화합물
유기실릴 화합물은 저굴절율층 형성용 코팅 조성물에서 가수분해 및 축합에 의해 가수분해물 및 또는 부분 축합물이 되고, 조성물중에서 바인더로서 작용할 뿐만 아니라 필름 코팅의 유연화도 가능하게 하고 내알칼리성을 향상시킨다. 본 발명에서, 저굴절율층 형성용 코팅 조성물에 바람직하게 이용되는 유기실릴 화합물로는 이하의 화학식 3으로 표현된 화합물을 포함한다.
[화학식 3]
R11mSi(X11)n
여기서, X11는 -OH, 할로겐 원자, -OR12기 또는 -OCOR12기를 나타내고, R11은 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, R12는 알킬기를 나타내고, m+n 은 4 이고, m 과 n 은 각각 양의 정수를 나타낸다) 더욱 상세하게는, R11는 1 내지 10 의 탄소수를 가지는 치환 또는 미치환 알킬기 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, i-프로필, 부틸, 헥실, 옥틸), 2 내지 10 의 탄소수를 가지는 치환 또는 미치환 알케닐기 (예를 들어, 비닐, 알릴 또는 2-부텐-1-일) 또는 6 내지 10 의 탄소수를 가지는 치환 또는 미치환 아릴기 (예를 들어, 페닐, 나프틸) 를 나타내고, R12는 R11으로 표현된 알킬기와 동일한 의미를 가지는 기를 나타낸다. R11또는 R12로 표현된 기가 치환기를 가지는 경우, 치환기의 바람직한 예로는 할로겐 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬), 히드록실기, 메르캅토기, 카르복실기, 에폭시기, 알킬기 (예를 들어, 메틸, 에틸, i-프로필, 프로필, tert-부틸),아릴기 (예를 들어, 페닐, 나프틸), 방향족 복소환식기 (예를 들어, 퓨릴, 피라졸릴, 피리딜), 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, i-프로폭시, 헥실옥시), 아릴옥시기 (예를 들어, 페녹시), 알킬티오기 (예를 들어, 메틸티오, 에틸티오), 아릴티오기 (예를 들어, 페닐티오), 알케닐기 (예를 들어, 비닐, 알릴), 아실옥시기 (예를 들어, 아세톡시, 아크릴로일옥시, 메타크릴로일옥시), 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (예를 들어, 페녹시카르보닐), 카르바모일기 (예를 들어, 카르바모일, N-메틸카르바모일, N,N-디메틸카르바모일, N-메틸-N-옥틸카르바모일), 및 아실아미노기 (예를 들어, 아세틸아미노, 벤조일아미노, 아크릴아미노, 메타크릴아미노) 를 포함한다.
화학식 3의 화합물은 가수분해 및 상호 축합을 포함하는 소위 졸-겔법에 의해 매트릭스를 형성한다. 화학식 3의 화합물은 이하의 4개의 식으로 표현된다.
[화학식 3a] Si(X11)4
[화학식 3b] R11Si(X11)3
[화학식 3c] R11 2Si(X11)2
[화학식 3d] R11 3SiX11
화학식 3a의 성분에 대해 이하에 상세하게 설명한다. 화학식 3a로 표현된 화합물의 구체예로는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-i-프로폭시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-s-부톡시실란 및 테트라-tert-부톡시실란을 포함한다. 특히, 테트라메톡시실란 및 테트라에톡시실란이 바람직하다.
화학식 3b의 성분에 대해 이하에 설명한다. 화학식 3b의 성분에서, R11은 화학식 3의 R11과 동일한 의미를 가지는 기를 나타내고, 그 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기 및 i-프로필기와 같은 알킬기, γ-클로로프로필기, 비닐기, CF3CH2CH2CH2-,C2F5CH2CH2CH2-,C3F7CH2CH2CH2-,C2F5CH2CH2-,CF3OCH2CH2CH2-,C2F5OCH2CH2CH2-,C3F7OCH2CH2CH2-,(CF3)2CHOCH2CH2CH2-,C4F9CH2OCH2CH2CH2-,3-(퍼플루오로시클로헥실옥시)프로필기, H(CF2)4CH2OCH2CH2CH2-,H(CF2)4CH2CH2CH2-,3-글리시독시프로필기, 3-아크릴옥시프로필기, 3-메타크릴옥시프로필기, 3-메르캅토프로필기, 페닐기 및 3,4-에폭시시클로헥실에틸기를 포함한다. X11는 -OH, 할로겐 원자, -OR12기 또는 -OCOR12기를 나타낸다. R12는 식 (2) 의 R12와 동일한 의미를 가지는 기를 나타내고, 1 내지 5 의 탄소수를 가지는 알콕시기 또는 1 내지 4 의 탄소수를 가지는 아실옥시기인 것이 바람직하고, 그 예로는 염소 원자, 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, i-프로필옥시기, n-부틸옥시기, s-부틸옥시기, tert-부틸옥시기 및 아세틸옥시기를 포함한다. 화학식 3b의 성분의 구체예로는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, i-프로필트리메톡시실란, i-프로필트리에톡시실란, 클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3,4-에폭시시클로헥실에틸트리메톡시실란, 3,4-에폭시시클로헥실에틸트리에톡시실란, CF3CH2CH2CH2Si(OCH3)3-,C2H5CH2CH2CH2Si(OCH3)3-,C2F5CH2CH2Si(OCH3)3-,C3F7CH2CH2CH2Si(OCH3)3-,C2F5OCH2CH2CH2Si(OCH3)3-,C3F7OCH2CH2CH2Si(OC2H5)3-,(CF3)2CHOCH2CH2CH2Si(OCH3)3-,C4F9CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3-,H(CF2)4CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3-,및 3-(퍼플루오로시클로헥실옥시) 프로필실란을 포함한다.
이들 중에서, 불소 원자를 가지는 유기실릴 화합물이 바람직하다. R로서 불소 원자를 가지지 않는 유기실 화합물을 이용하는 경우, 메틸트리메톡시실란 또는 메틸트리에톡시실란을 이용하는 것이 바람직하다. 이들 유기실릴 화합물들 중 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 또는, 2 종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
화학식 3c의 성분에 대해 이하에 설명한다. 화학식 3c의 성분은 식 R11 2Si(X11)2로 표현된 유기실릴 화합물이다 {R11및 X11은 화학식 3b의 성분으로 이용된 유기실릴 화합물에 정의된 R11및 X11과 동일한 의미를 갖는다}. 여기서, 복수의 R11들은 동일한 기가 아닐 수도 있다. 이 유기실릴 화합물의 구체예로는 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디-n-프로필디메톡시실란, 디-n-프로필디에톡시실란, 디-i-프로필디메톡시실란, 디-i-프로필디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, (CF3CH2CH2)2Si(OCH3)2,(CF3CH2CH2CH2)2Si(OCH3)2,(C3F7OCH2CH2CH2)2Si(OCH3)2,[H(CF2)6CH2OCH2CH2CH2]2Si(OCH3)2및 (C2F5OCH2CH2)2Si(OCH3)2를 포함한다. 불소원자를 가지는 유기실릴 화합물이 바람직하다. R11로서 불소 원자를 가지지 않는 유기실릴 화합물을 이용하는 경우, 디메틸디메톡시실란 또는 디메틸디에톡시실란이 바람직하다. 화학식 3c의 성분으로 표현된 유기실릴 화합물들 중 1종을 단독으로 이용할 수도 있고, 또는 2 종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
화학식 3d의 성분에 대해 이하에 설명한다. 화학식 3d의 성분은 식 R11 3SiX11으로 표현된 유기실릴 화합물이다{여기서, R11및 X11은 화학식 3b 의 성분으로 이용되는 유기실릴 화합물에 정의된 R11및 X11과 동일한 의미를 갖는다}. 여기서, 복수의 R11는 동일하지 않을 수도 있다. 이 유기실릴 화합물의 구체예로는 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리에틸메톡시실란, 트리에틸에톡시실란, 트리-n-프로필메톡시실란, 트리-n-프로필에톡시실란, 트리-i-프로필메톡시실란, 트리-i-프로필에톡시실란, 트리페닐메톡시실란 및 트리페닐에톡시실란을 포함한다.
본 발명에서, 화학식 3a 내지 화학식 3d 의 성분 각각은 단독으로 이용될 수도 있지만 혼합물로서 이용될 수도 있고, 이 경우, 혼합 비율은, 화학식 3b는 성분 화학식 3a의 100 질량부에 대해 0 내지 100 질량부이고, 바람직하게는 1내지 60 질량부이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 질량부이고; 화학식 3c 성분은 화학식 3a성분의 100 질량부에 대해 바람직하게 0 내지 10 질량부이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 질량부이고, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지3 질량부이며; 화학식 3d 성분 은 화학식 3a성분 100 질량부에 대해 바람직하게는 0 내지 10 질량부이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 질량부이고, 더욱 더 바람직하게는 0.5 내지 3 질량부이다. 화학식 3a 성분 내지 화학식 3d 성분 중에서, 화학식 3a성분의 비율은 전체 유기실릴 화합물의 100질량% 중 30질량% 이상인 것이 바람직하다. 화학식 3a성분의 비율이 30질량% 이상인 경우, 획득되는 필름 코팅의 접착성 또는 경화성의 감소와 같은 문제가 발생하지 않아서 바람직하다. 화학식 3a 내지 화학식 3d 성분 이외에, JP-A-2006-30740호 단락 [0039] 및 [0052] 내지 [0067] 에 기재된 화합물을 바람직하게 첨가할 수도 있고, 또는 여기 기재된 저굴절율층 형성용 코팅 조성물을 바람직하게 제작할 수도 있다.
2.7 저굴절율층의 형성
저굴절율층은 중공 입자, 불소 함유 경화성 수지, 유기실릴 화합물, 및 필요에 따라 그 밖의 임의의 성분이 그 내부에 용해 또는 분산된 코팅 조성물을 도포하고, 코팅과 동시에 또는 코팅 및 건조 후에, 전리 방사선의 조사 (예를 들어, 광 조사 또는 전자 빔의 조사) 또는 가열 하에서 가교 또는 중합 반응을 통해서 그 코팅을 경화시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다.
특히, 저굴절율층이 전리 방사선-경화성 화합물의 가교 또는 중합 반응을 통해서 형성되는 경우, 그 가교 또는 중합 반응은 10체적% 이하의 산소 농도를 가지는 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 10체적% 이하의 산소 농도를 가지는 분위기에서 저굴절율층을 형성함으로써, 물리적 강도 및 내약품성이 우수한 최외층이 획득될 수 있다. 산소 농도는 6체적% 이하인 것이 바람직하고, 4체적% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 2체적% 이하인 것이 더욱 더 바람직하고, 1체적% 이하인 것이 가장 바람직하다. 10체적% 이하로 산소 농도를 감소시키기 위한 수단으로는, 대기 (질소 농도: 약 79체적%, 산소 농도: 약 21체적%) 를 다른 기체로 치환시키는 것이 바람직하고, 질소(질소 퍼지)로의 치환이 더욱 바람직하다.
3. 기재필름
또한, 본 발명에 따른 기재필름은, 표시장치용 부재(이하 '표시부재'라고 함)로서 사용하기 위해, 광선투과율이 높고, 헤이즈값이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들면, 파장 400∼800nm에서의 광선투과율은 바람직하게는 40%이상, 보다 바람직하게는 60%이상이며, 또한, 헤이즈값은 바람직하게는 5%이하, 보다 바람직하게는 3%이하이다. 이들 조건의 하나 또는 모두를 만족시키지 않는 경우에는, 표시부재로서 사용했을 때에, 화상의 선명성이 결여되는 경향이 있다. 또한, 이러한 효과를 발휘하는 점에서, 광선투과율의 상한치는 99.5%정도까지 그리고 헤이즈값의 하한값은 0.1%정도까지가 제작할 수 있는 가능한 범위이다. 상기 기재필름은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지의 플라스틱 기재필름에 이용되는 수지소재 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 특히, 투명성, 헤이즈값, 기계특성의 면에서, 에스테르계를 구성단위로 하는 폴리머로 이루어지는 기재필름이 특히 바람직하다. 이러한 폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-α, β-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트 등을 들 수 있다. 또한, 이들 폴리에스테르에는 또한 다른 디카르복실산 성분이나 디올 성분이 20몰%이하이면 공중합되어 있어도 좋다. 그 중에서도 품질, 경제성 등을 종합적으로 판단하면, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다. 이들 구성 수지성분은 1종만 사용해도, 2종이상 병용해도 어느 것이라도 좋다.
또한, 상기 기재필름의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 투명성, 헤이즈값, 기계특성의 면에서, 통상 5∼800㎛, 바람직하게는 10∼250㎛이다. 또한, 2장 이상의 필름을 공지의 방법으로 접합한 것이어도 좋다. 또한, 기재필름은 각종 표면처리(예를 들면, 코로나 방전처리, 글로우 방전처리, 화염처리, 에칭처리, 또는 조면화처리 등)를 실시한 것이라도 좋다. 또한, 접착촉진을 위해서 기재필름의 표면에 프라이머층으로서 코팅(예를 들면 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에스테르 아크릴레이트계, 폴리우레탄아크릴레이트계, 폴리에폭시아크릴레이트계, 티타네이트계 화합물 등의 코팅)을 행한 후에 형성해도 좋다. 특히, 친수기 함유 폴리에스테르수지에 아크릴계 화합물을 그래프트화시킨 공중합체와 가교 결합제로 이루어지는 조성물을 프라이머 도포한 것은 접착성이 향상되고, 내열성, 내수성 등의 내구성이 우수하므로 기재필름으로서 바람직하다.
바람직하게는 상기 투명한 기재필름은 리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세테이트셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름 또는 폴리에틸렌(PE) 필름 중 어느 하나인 것이다.
4. 투명도전층 제조
상기 투명도전층은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 실버나노와이어(silver nano wire) 중에서 1종을 선택한 도전성 화합물을 사용하여 도전성 전극막을 증착시킨 후 포토리소그래피, 에칭 또는 레이저 가공하여 투명한 도전성 전극 패턴층을 형성시키는 것이 바람직하다.
또한 상기 투명도전층은 표면저항치가 350Ω/□이하이고 투과율이 91% 이상이며 헤이즈가 0.8% 이하인 것이 바람직하다.
5. 하드코팅층의 제조
하드코팅층은 투명도전층을 보호하기 위한 보호층으로서, 투명도전층 상면에 전리방사선 경화형 수지 혼합물 100중량부에 대하여, 광중합 개시제 0.1~5중량부를 포함하는 하드코팅 조성액을 도포 후, 경화시켜 형성할 수 있다. 상기 전리방사선 경화형 수지 혼합물은 전리방사선 경화형 수지에 경화도를 향상시키기 위한 다작용성 모노머 또는 올리고머가 혼합된 것으로, 그 혼합비율은 1:5 내지 5:1인 것이 바람직하며, 전리방사선 경화형 수지에 대한 다작용성 모노머 또는 올리고머의 비율이 1:5 를 초과하면 경화도가 너무 높아져서 하드코팅층 방향으로 컬이 형성되거나 크렉이 잘 발생하고 5:1 미만이면 경화도가 낮아져서 하드코팅 층에서 충분한 경도특성을 얻기 힘들어진다.
상기 전리방사선 경화형 수지는 (메타)아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 올레핀 수지 및 폴리이미드 수지를 골격구조에 포함하는 것이 바람직하며, 상기 수지의 반복단위 수가 3~10인 중합체 올리고머일 수 있다. 보다 구체적으로, (메타)아크릴 수지를 골격구조에 포함하는 수지로는 (메타)아크릴 모노머를 중합 또는 공중합한 수지, (메타)아크릴 모노머와 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 모노머를 공중합한 수지가 있으며, 폴리우레탄 수지를 골격구조에 포함하는 수지로는 분자쇄 중에 우레탄 결합을 포함하는 수지가 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는 분자쇄 중에 에스테르 결합을 포함하는 수지로서 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등이 있으며, 상기 폴리에테르 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는 분자쇄 중에 에테르 결합을 포함하는 수지로서 폴리에틸렌 글라이콜, 폴리프로필렌 글라이콜, 폴리테트라메틸렌 글라이콜 등이 있다. 또한, 상기 올레핀 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체, 에틸렌ㆍ아세트산바이닐 공중합체, 아이오노머, 에틸렌ㆍ바이닐알코올 공중합체, 에틸렌ㆍ염화바이닐 공중합체 등이 있으며, 상기 폴리이미드 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는 분자쇄 중에 이미드 결합을 포함하는 수지로서 상기 골격구조의 2종 이상으로 이루어지는 공중합체 또는 상기 골격 구조와 그 이외의 모노머로 이루어지는 공중합체일 수 있다.
또한 상기 다작용성 모노머 및 올리고머는 조성물의 경화도를 높이기 위한 것으로 작용기가 3개 이상 포함된 다작용인 것이 바람직하다. 이때, 상기 다작용성 모노머는 (메타)아크릴레이트와 다가 알코올과의 탈 알코올 반응물이 사용될 수 있으며, 구체적으로 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메타)아크릴레이트 및 다이트라이메틸올프로페인 테트라(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하다.
상기 다작용성 올리고머는 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 또는 저분자량물, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 올리고머 또는 저분자량물이 사용될 수 있으며, 이때 상기 올리고머는 1종 이상 또는 상기 올리고머와 이종의 모노머로 이루어진 공중합체가 사용될 수 있으며, 상기 저분자량물은 반복 단위가 3~10이며, 중량 평균 분자량 8,000미만인 것이 바람직하다.
본 발명에서 적용되는 광중합 개시제는 특별히 한정되지 않나, 벤조페논류, 아세트페논류, 하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 티옥산톤류, 디벤질디설파이트, 디에틸옥사이드, 트리페닐비이미다졸 및 이소프로필-N,N-대메틸아미노벤조에이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
이때, 광중합 개시제의 함량은 상기 전리방사선 경화형 수지 혼합물 100중량부에 대하여 0.1~5 중량부로 포함되며, 함량이 0.1 중량부 미만이면 광경화가 충분하지 않은 문제가 있으며, 함량이 5중량부를 초과할 경우 경화에는 문제가 없으나 잔존하는 개시제에 의해 장시간 방치시 표면에 개시제가 석출되거나 하드코팅층의 특성에 변화가 생길 수 있다.
또한, 상기 하드코팅 조성물은 전체함량 100중량부에 대하여 용매 30~70 중량부를 추가로 포함할 수 있으며, 용매는 케톤계, 에스테르계, 지방족 탄화수소계, 할로겐화 탄화수소계, 방향족 탄화수소계, 아민계, 물, 알코올 등으로 통상 비점이 60~170℃의 액체이면 제한없이 사용될 수 있으며, 특히 바람직하게는 톨루엔, 메일에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
나아가, 상기 하드코팅층은 플라스틱 기재필름 상에 하드코팅 조성물을 도포 후, 경화에 의해 형성되는 것으로, 활성선으로는 자외선, 전자선 및 방사선(α선, β선, γ선 등)등 아크릴계 비닐기를 중합시키는 전자파가 적용될 수 있으며, 실용적으로 자외선이 간편해서 바람직하다. 이때, 상기 하드코팅층은 용도에 따라 두께가 결정되며 0.5~20㎛, 보다 바람직하게는 1~15㎛이다. 상기 하드코팅층의 두께가 0.5㎛ 미만인 경우에는 충분히 경화되어 있어도 두께가 너무 얇기 때문에 표면경도가 충분하지 않아 하드코팅층이 손상되는 문제가 있고, 상기 하드코팅층의 두께가 20㎛를 초과하면 굽힘 등의 응력에 의해 하드코팅층에 크랙이 생기는 문제가 있어 바람직하지 않다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
산화지르코늄과 전리방사선 경화 타입의 아크릴계 수지(다관능 모노머 및 올리고머 포함)와 광개시제 및 용매인 PGME(Propylene Glycol Monomethyl Ether)를 1 : 1.3 : 0.1 : 11의 중량비로 포함하는 고굴절의 고경도층용 코팅 조성물을 80㎛ 두께의 폴리에스테르 기재(PET Film, 굴절율: 1.65, Toray Co., Ltd.)에 110메쉬의 그라비어 코팅기를 사용하여 도포한 후 100℃에서 2분 동안 건조시킨 다음, 자외선 조사에 의해 경화시켜 두께가 4.2 ㎛이고, 굴절율이 1.67인 고굴절의 고경도층을 형성하였다.
다음으로, 중공 실리카 입자와 전리방사선 경화 타입의 아크릴계 수지(다관능 모노머 및 올리고머 포함)와 광개시제 및 용매인 PGME(Propylene Glycol Monomethyl Ether)를 1.52 : 1 : 0.1 : 10의 중량비로 포함하는 저굴절층용 코팅 조성물을 상기 고굴절층에 180메쉬의 그라비어 코팅기를 사용하여 도포한 후 100℃에서 2분 동안 건조시킨 다음, 자외선 조사에 의해 경화시켜 두께가 110nm 이고, 굴절율이 1.31인 저굴절층을 형성하여 반사방지필름을 수득하였다.
[실시예 2]
실시예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 1.48 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.33인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[실시예 3]
실시예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 1.35 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.35인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[실시예 4]
실시예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 1.21 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.37인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[실시예 5]
실시예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 1.12 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.39인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[비교예 1]
산화지르코늄과 아크릴계 수지(다관능 모노머 및 올리고머 포함)와 광개시제 및 용매인 PGME(Propylene Glycol Monomethyl Ether)를 1 : 1.3 : 0.1 : 11의 중량비로 포함하는 고굴절의 고경도층용 코팅 조성물을 80㎛ 두께의 폴리에스테르 기재(PET Film, 굴절율: 1.65, Toray Co., Ltd.)에 110메쉬의 그라비어 코팅기를 사용하여 도포한 후 100℃에서 2분 동안 건조시킨 다음, 자외선 조사에 의해 경화시켜 두께가 4.2 ㎛이고, 굴절율이 1.67인 고굴절의 고경도층을 형성하였다.
다음으로, 중공 실리카 입자와 전리방사선 경화 타입의 아크릴계 수지(다관능 모노머 및 올리고머 포함)와 광개시제 및 용매인 PGME(Propylene Glycol Monomethyl Ether)를 0.98 : 1 : 0.1 : 10의 중량비로 포함하는 저굴절층용 코팅 조성물을 상기 고굴절층에 180메쉬의 그라비어 코팅기를 사용하여 도포한 후 100℃에서 2분 동안 건조시킨 다음, 자외선 조사에 의해 경화시켜 두께가 110nm 이고, 굴절율이 1.41인 저굴절층을 형성하여 반사방지필름을 수득하였다.
[비교예 2]
비교예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 0.74 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.43인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[비교예 3]
비교예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 0.65 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.45인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[비교예 4]
비교예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 0.55 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.47인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
[비교예 5]
비교예 1의 상기 저굴절층용 코팅 조성물의 중량비를 0.38 : 1 : 0.1 : 10로 하여 굴절율이 1.49인 저굴절층을 형성한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 하여 반사방지필름을 수득하였다.
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에 따른 반사방지필름을 사용하여 다음과 같은 실험예 1을 통해 표면반사율을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
고굴절의 고경도층의 굴절률(n1) 저굴절층의
굴절률(n2)		 480~680nm에서의
평균경면반사율(%)
실시예 1 1.65 1.31 0.12
실시예 2 1.65 1.33 0.18
실시예 3 1.65 1.35 0.24
실시예 4 1.65 1.37 0.32
실시예 5 1.65 1.39 0.40
비교예 1 1.65 1.41 1.12
비교예 2 1.65 1.43 1.64
비교예 3 1.65 1.45 2.01
비교예 4 1.65 1.47 2.35
비교예 5 1.65 1.49 2.55
[ 실험예 1 : 표면 반사율의 평가]
380 내지 780nm 의 파장 영역 중 5°의 입사각(=반사각)에서 표면 반사율을 어댑터 장치된 UV Spectrophometer[Shimazu UV-PC3600]를 이용하여, 반사방지필름 반대면에 검은색 무광택 테이프나 무광택 페인트를 사용하여, 검은색으로 배면처리 후 표면 반사율을 측정하였다. 수득된 반사 스펙트럼을 도 3에 나타내었다. 480 내지 680 nm범위에서 평균경면반사율을 계산하여 반사방지 성능을 평가하였다.
[실시예 6]
반사방지필름을 투명기재 하면에 도포한 상기 실시예 1의 상기 투명기재 상면에 실버나노와이어(캠브리오사社)수지를 110메쉬의 그라비아로 코팅한 후 건조기에서 80℃/2분 동안 건조시킨 다음 자외선 경화기에 투입하여 경화시켜 투명도전층을 형성한 다음, 상기 투명도전층 상면에 전리방사선 경화형 수지 혼합물 100중량부(다작용성 모노머 또는 올리고머가 혼합된 것으로, 그 혼합비율은 2:3)에 대하여, 광중합 개시제 1.5 중량부를 포함하는 아크릴계 골격을 가진 하드코팅 조성액을 도포한 후 건조기에서 80℃/2분 동안 건조시킨 다음 자외선 경화기에 투입하여 경화시켜 하드코팅층을 형성하여 화질향상 복합필름을 제조하였다.
[비교예 6]
반사방지필름을 투명기재 하면에 도포한 상기 실시예 1을 사용하지 않고, 80㎛ 두께의 폴리에스테르 투명기재(PET Film, 굴절율: 1.65, Toray Co., Ltd.)를 사용한 것을 제외하고 실시예 6과 같이, 투명기재 상면에 투명도전층을 형성한 다음, 투명도전층 위에 하드코팅층을 도포하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
상기 실시예 6 및 비교예 6에 따른 필름을 사용하여 하기 실험예 2와 같이 투과율 및 헤이즈를 측정하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
투명기재 상면 투명기재 하면 투과율/HAZE(%)
실시예 6 투명도전성필름 반사방지필름 91.8/0.48
비교예 6 투명도전성필름 없음 89.1/0.91
[실험예 2 :투과율과 헤이즈 측정]
투과율과 헤이즈(탁도)는 Nippon Denshoku NDH-5000(D65/10°)을 사용하여 측정하였다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
1: 기재필름 2: 고굴절고경도층
3: 저굴절층 4: 투명도전층
5: 하드코팅층 110: 기판
120a: 상부 점착층 120b: 하부 점착층
130a: 상부 투명도전층 130b: 하부 투명도전층
140a: 투명보호 코팅층 150: 접착제층
160: 금속도선 200: 액정표시장치

Claims (4)

  1. 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름에 있어서,
    투명한 기재필름과 상기 기재필름의 한 면에 굴절률이 다른 고굴절고경도층과 저굴절층이 차례로 형성된 반사방지필름과 상기 기재필름의 다른 면에 투명도전층과 아크릴계 자외선 경화 하드코팅층이 차례로 형성된 투명도전성필름이 일체화된 복합필름으로서,
    상기 반사방지필름의 상기 고굴절고경도층은 무기 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.50 내지 1.65이고,
    상기 저굴절층은 40 내지 60nm의 중공실리카 미립자, 광개시제 및 3관능 이상의 중합성기를 함유하는 자외선 경화성 수지를 포함하고, 굴절률이 1.31 내지 1.40이며,
    상기 반사방지필름은 480∼680nm의 파장 영역 중 5°입사각으로 0.1 내지 0.4%의 평균경면반사율(average specular reflectance)을 가지고,
    상기 저굴절층(반사방지 코팅층)의 수접촉각은 60° 내지 80°이며,
    상기 투명도전성필름의 상기 투명도전층은 표면저항치가 350Ω/□이하이고 투과율이 91% 이상이며 헤이즈가 0.8% 이하인 것을 특징으로 하는, 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세테이트셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름 또는 폴리에틸렌(PE) 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명도전층과 상기 저굴절층 상에는 각각 보호필름이 형성된 것을 특징으로 하는, 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명도전층은 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 실버나노와이어(silver nano wire) 중에서 1종을 선택하여 형성된 것을 특징으로 하는, 정전용량방식 터치패널용 화질향상 복합필름.
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