KR20140030666A - 고굴절층 코팅용 조성물 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름 - Google Patents

고굴절층 코팅용 조성물 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름 Download PDF

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Abstract

아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자를 포함하는 고굴절층 코팅용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 고굴절층 코팅용 조성물을 이용하여 형성된 고굴절층을 포함하는 투명 도전성 필름을 제공한다.

Description

고굴절층 코팅용 조성물 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름{COATING COMPOSITION FOR HIGH REFRACTIVE LAYER AND TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM INCLUDING THE SAME}
고굴절층 코팅용 조성물 및 이를 포함하는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
터치 패널에는, 위치 검출의 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 저항막 방식의 터치 패널은, 투명 도전성 필름과 투명 도전체층이 부착된 유리가 스페이서를 개재하여 대향배치되어 있고, 투명 도전성 필름에 전류를 흘려 투명 도전체층이 부착된 유리에서의 전압을 계측하는 구조로 되어 있다. 한편, 정전 용량 방식의 터치 패널은, 기재 상에 투명 도전층을 갖는 것을 기본적 구성으로 하고, 가동 부분이 없는 것이 특징이며, 고내구성, 고투과율을 갖기 때문에, 차재 용도 등에 있어서 적용되고 있다.
상기 터치 패널에 적용되는 투명 도전성 필름은 투명한 필름 기재의 일방면에, 상기 필름 기재측에서부터 언더코트층 및 도전층이 순서대로 형성되어 있는 것이 보통인바, 일본 특허공개공보 제2003-197035호에서 기재필름과 도전층 사이에 언더코팅층이 형성된 투명 도전성 필름을 개시하고 있다.
그러나, 상기 언더코팅층은 굴절율이 다른 2개의 층으로 구성되어 있는 것으로, 기재필름 측에 두께가 600Å을 갖는 고굴절율의 산화아연-산화주석계의 막을 배치하고, 도전층 측에 두께가 450Å을 갖는 저굴절율의 산화규소의 막을 배치한 구성을 개시하고 있을 뿐, 고굴절층의 구체적인 코팅용 조성물에 대해서는 기재되어 있지 아니한바, 높은 굴절률의 조절 및 내구성을 동시에 확보하기 위한 고굴절 코팅용 조성물에 대한 연구가 계속 되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 플루오렌 유도체 수지를 포함함으로써 높은 굴절률 확보가 가능한 동시에 투명 전도성 필름의 물성이 유지가 가능한 고굴절 코팅용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 광학특성 조절이 용이하여 패턴 시인성을 감소시키고, 경도 등의 물성이 확보된 투과율이 우수한 투명 도전성 필름을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자를 포함하는 고굴절층 코팅용 조성물을 제공한다.
총 고형분 100중량부에 대하여 상기 아크릴레이트 수지 약 1중량부 내지 약 50중량부, 상기 플루오렌 유도체 수지 약 1중량부 내지 약 50중량부 및 상기 금속산화물 입자 약 5중량부 내지 약 80중량부를 포함할 수 있다.
상기 플루오렌 유도체 수지는 플루오렌, 플루오레논, 2-아세트아미드 플루오렌, 2-아세틸 플루오렌, 2-아세트아미노 플루오렌, 9-브로모 플루오렌, 9-브로모-9-페닐 플루오렌, 2,7-디아미노 플루오렌, 2,7-디(아세트아미드) 플루오렌, 2,7-디아세틸 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9 비스(3,4디카르복시 페닐)풀루오렌 안하이드라이드, 9,9-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-아미노 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐) 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일록시 에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시-3-아크릴로일록시 프로폭시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시페닐) 플루오렌, 2-프로페노익산 1,1'[9H-플루오렌-9-일리덴비스[4,1-페닐렌옥시(2-하이드록시-3,1-프로판틸)]] 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 금속산화물 입자의 평균 입자 직경이 약 1nm 내지 약 100nm일 수 있다.
상기 고굴절층 코팅용 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다.
총 고형분 100중량부에 대하여 상기 광개시제는 약 1중량부 내지 약 15중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 고굴절층 코팅용 조성물을 이용하여 형성된 고굴절층을 포함하는 투명 도전성 필름 제공한다.
상기 투명 도전성 필름은 투명기재, 상기 고굴절층, 저굴절층 및 도전층의 적층구조일 수 있다.
상기 고굴절층의 굴절율은 약 1.6 내지 약 1.8일 수 있다.
상기 고굴절층의 두께는 약 20nm 내지 약 150nm일 수 있다.
상기 저굴절층의 두께는 약 5nm 내지 약 100nm일 수 있다.
상기 투명 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름일 수 있다.
상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함할 수 있다.
상기 투명 기재의 일면 또는 양면에 하드코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 고굴절 코팅층 조성물을 포함하는 고굴절층의 굴절률 범위를 보다 확장하여 도전층이 증착된 투명 도전성 필름의 광학 특성 조절을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기 투명 도전성 필름의 연필 경도, 내용제성 등의 물성과 가스 베리어 특성 등을 확보 할 수 있으며, 우수한 투과율을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
고굴절층 코팅용 조성물
본 발명의 일 구현예에서, 아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자를 포함하는 고굴절층 코팅용 조성물을 제공한다.
통상의 경우 고굴절층 코팅용 조성물 제조시 굴절률 조절을 위해 ZrO2, TiO2, ATO 등의 금속 산화물 나노입자와 굴절률이 약 1.49 내지 약 1.53인 아크릴계 모노머 및 자외선 경화형 반응성 올리고머를 사용하는 것이 보통이었다. 그러나, 상기 금속 산화물 나노입자의 함유함량만으로 고굴절층 코팅용 조성물의 굴절률을 조절하는 경우, 고굴절층 코팅용 조성물의 경화율이 감소함으로써 고굴절층의 물성이 저하되고, 고굴절층의 물성을 확보하는데 어려움이 있었다.
이에, 상기 고굴절층 코팅용 조성물은 금속산화물 입자와 동시에 플루오렌 유도체 수지를 포함함으로써, 금속산화물 입자의 함유함량을 줄임에도 불구하고, 고굴절층 코팅용 조성물의 높은 굴절률의 확보와 동시에 향상된 물리적 특성의 확보가 가능하다.
상기 고굴절층 코팅용 조성물은 아크릴레이트 수지를 포함할 수 있고, 상기 아크릴레이트 수지는 광경화형일 수 있다. 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지 선에 따라서 경화하고 내구성 및 고온, 고습의 외부환경에 대한 내성을 부여하고, 나아가서 굴절율을 조절하는 목적으로 사용될 수 있다.
이 때, 상기 아크릴레이트로서 알킬 (메타) 아크릴레이트, 알킬렌 글리콜 (메타) 아크릴레이트, 카르복실기 및 불포화 이중결합 함유 (메타) 아크릴계 화합물, 수산기 함유 (메타)아크릴계 화합물, 질소함유 (메타) 아크릴계 화합물 등을 포함할 수 있다. 또한, 에폭시 (메타) 아크릴레이트, 우레탄 (메타) 아크릴레이트, 폴리에스테르 (메타) 아크릴레이트, 폴리에테르 (메타) 아크릴레이트 등의 아크릴계 올리고머를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴레이트 수지는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라 아크릴레이트, 테트라메틸롤메탄 트리아크릴레이트, 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 헥사에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜 디아크릴레이트, 비스페놀 A 에폭시 아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A 디아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 아크릴레이트 수지는 고굴절층 코팅용 조성물의 총 고형분 100중량부에 대하여 약 1중량부 내지 약 50중량부를 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트 수지를 약 1중량부 미만으로 포함하는 경우 조성물의 연필경도와 밀착성이 확보되지 않을 우려가 있고, 약 50중량부를 초과하여 포함하는 경우 굴절률의 향상이 어려우며, 금속산화물 입자 함량을 조절하여 굴절률을 높임에도 불구하고 코팅용 조성물의 물성확보가 어려워질 수 있다. 그러므로, 아크릴레이트 수지를 상기 범위를 유지하며 포함함으로써 굴절률을 조절함과 동시에 물성을 확보할 수 있는 이점을 용이하게 구현할 수 있다.
상기 고굴절층 코팅용 조성물은 플루오렌 유도체 수지를 포함할 수 있고, 상기 플루오렌 유도체 수지는 광경화형 수지일 수 있다. 상기 플루오렌 유도체 수지는 방향족 탄화수소인 플루오렌을 중심으로 유도된 화합물을 포함하는 것으로, 유기물이 가지는 낮은 굴절율을 향상시키고 내열성, 기재 접착성, 무기물과의 상용성을 높이기 위해 사용된다. 또한 분자 구조적으로 높은 밀도가 가지는 낮은 용해성을 해결하고 금속 산화물 입자 표면과 화학적 결합이 가능하도록 하이드록시 그룹을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 플루오렌 유도체 수지는 플루오렌, 플루오레논, 2-아세트아미드 플루오렌, 2-아세틸 플루오렌, 2-아세트아미노 플루오렌, 9-브로모 플루오렌, 9-브로모-9-페닐 플루오렌, 2,7-디아미노 플루오렌, 2,7-디(아세트아미드) 플루오렌, 2,7-디아세틸 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9 비스(3,4디카르복시 페닐) 풀루오렌 안하이드라이드, 9,9-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-아미노 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐) 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일록시 에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시-3-아크릴로일록시 프로폭시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시페닐) 플루오렌, 2-프로페노익산 1,1'[9H-플루오렌-9-일리덴비스[4,1-페닐렌옥시(2-하이드록시-3,1-프로판틸)]] 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 플루오렌 유도체 수지는 고굴절층 코팅용 조성물의 총 고형분 100중량부에 대하여 약 1중량부 내지 약 50중량부를 포함할 수 있다. 상기 플루오렌 유도체 수지를 약 1중량부 미만으로 포함하는 경우 조성물이 높은 굴절율을 유지하지 못할 수 있고, 이로 인해 금속산화물 입자를 과량 포함하게 될 우려가 있다. 또한, 상기 플루오렌 유도체 수지를 약 50중량부를 초과하여 포함하는 경우 고굴절층의 연필경도 확보에 어려움이 있는바, 상기 범위를 유지함으로써 굴절률 조절 및 물성확보 면에서 장점을 가질 수 있다.
상기 고굴절층 코팅용 조성물은 금속산화물 입자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
구체적으로, 상기 금속산화물 입자는 고굴절층 코팅용 조성물의 총고형분 100중량부에 대하여 약 5중량부 내지 약 80중량부를 포함할 수 있다. 상기 금속산화물 입자는 약 5중량부 미만으로 포함하는 경우 굴절률이 낮아질 우려가 있고, 약 80중량부를 초과하여 포함하는 경우 조성물의 물성확보가 어려워질 수 있다. 그러므로 상기 금속산화물 입자와 함께 전술한 플루오렌 유도체 수지를 포함함으로써 고굴절율 및 물리적 특성의 우수함을 나타낼 수 있다.
상기 금속산화물 입자의 평균 입자 직경이 약 1nm 내지 약 100nm, 구체적으로는 약 1nm 내지 약 30nm일 수 있다. 평균 입자 직경은 입자 몇몇의 입자 직경을 측정하여 산정된 평균값으로, 상기 금속 산화물 입자의 평균 입자 직경이 상기 범위를 벗어나는 경우 이를 포함하는 고굴절층의 표면 조도가 높을 수 있고, 빛의 산란에 의해 헤이즈(haze)가 증가할 수 있다. 그러므로, 상기의 금속산화물 입자 평균 입자 직경 범위를 유지함으로써 광학특성이 우수한 고굴절층을 구현하기에 용이할 수 있다.
상기 고굴절층 코팅용 조성물은 아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자 외에 광개시제를 더 포함할 수 있다. 광경화 반응이 일어나 고굴절층 코팅용 조성물을 형성되도록 하기 위해서 사용된다. 구체적으로, 상기 광개시제는 총 고형분 100중량부에 대하여 약 1중량부 내지 약 15중량부를 포함함으로써 광경화반응을 촉진할 수 있다.
상기 광 개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페놀-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 4,4‘-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조 페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에탈안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸옥산톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
투명 도전성 필름
본 발명의 또다른 구현예에서, 아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자를 포함하는 고굴절층 코팅용 조성물을 이용하여 형성된 고굴절층을 포함하는 투명 도전성 필름을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 투명 도전성 필름(10)은 투명기재(1), 하드코팅층(2), 고굴절층(3), 저굴절층(4) 및 도전층(5)의 적층구조이다.
투명기재(1)는 투명성과 강도가 우수한 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 투명기재(1)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름의 형태가 될 수 있다.
상기 고굴절층(3) 및 저굴절층(4)은 투명기재(1)와 도전층(5) 사이에 절연특성 및 투과도를 향상시키는 역할을 하는바, 이 때 고굴절층은 전술한 고굴절층 코팅용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 고굴절층의 굴절율은 약 1.6 내지 약 1.8일 수 있다. 상기 고굴절층 형성에 아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자를 포함하는 고굴절층 코팅용 조성물을 이용한 결과 굴절률이 약 1.6 내지 약 1.8로 조절가능하며, 투명 전도성 필름 전체적인 시인성 및 전광성 투과율이 향상될 수 있다.
상기 고굴절층(3)의 두께는 약 20nm 내지 약 150nm, 상기 저굴절층(4)의 두께는 약 5nm 내지 약 100nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 고굴절층(3) 및 저굴절층(4)의 합산 두께는 약 25nm 내지 약 250nm가 될 수 있으며, 상기 고굴절층(3) 및 저굴절층(4)의 합산 두께가 약 25nm미만인 경우 두께가 너무 얇게 형성되어 투과율 및 시인성 향상 효과가 불충분할 우려가 있고, 약 250nm를 초과하는 경우, 예를 들어 저굴절층(4)의 두께가 약 100nm를 초과하는 경우, 각 층의 응력이 심해져 크랙(Crack) 및 컬(Curl)이 발생할 수 있다.
상기 도전층(3)은 상기 저굴절층(4) 상부에 형성되는 것으로, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것으로, 도 2에서는 투명기재(1)의 하부에 하드코팅층(2)이 더 형성되어 있다. 하드코팅층(2)은 표면 경도를 향상시키는 역할을 하며, 아크릴계 화합물 등 하드 코팅 형성을 위하여 이용되는 것이라면 제한없이 이용될 수 있다.
상기 하드코팅층(2)은 도 1에서와 같이 투명기재(1)의 일면에만 형성될 수 있으나, 도 2에서와 같이 투명기재(1)의 양면에 형성될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 제조예 >
제조예 1 - 고굴절층 코팅용 조성물
자외선 경화형 아크릴레이트 수지, 자외선 경화형 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 나노입자를 하기 표 1에 기재된 구성 및 함량으로 포함하여 고굴절층 코팅용 조성물을 제조하였다.
구분 조성(To 100)
ZrO2 고굴절 나노입자 자외선 경화형 아크릴레이트
HX-920UV(Kyoeisha)		 *플루오렌 유도체 광개시제
Irg-184
제조예 1-1 45 20 31 4
제조예 1-2 55 16 25 4
제조예 1-3 65 13 18 4
제조예 1-4 45 51 0 4
제조예 1-5 70 26 0 4
제조예 1-6 45 0 51 4
*플루오렌 유도체 : 9,9-Bis[4-(2-Acryloyloxyethoxy)phenyl]fluorine
제조예2 - 하드코팅층 조성물
총 고형분 100중량부에 대하여 디펜타에리스리톨헥사 아크릴레이트 20 중량부, HX-920UV 60 중량부(Kyoeisha), 실리카 미립자 15 중량부(상품명 XBA-ST, 일산 화학), 광중합 개시제 Irgacure-184 5 중량부(Ciba사)를 혼합하고 희석용제 메틸에틸케톤(MEK)으로 희석하여 고형분 45%의 하드코팅층 조성물(굴절률 1.52)을 제조하였다.
제조예3 - 저굴절층 코팅용 조성물
테트라-에톡시 오트로 실리케이트(Tetra-ethoxy ortho silicate)를 물, 에탄올과 1:2:2로 혼합하여 질산 0.1mol 용액을 투입하여 24시간 동안 반응시켜 굴절률 1.43을 갖는 졸을 합성하였다. 합성된 졸을 메틸에틸케톤(MEK)으로 희석하여 고형분 5%의 저굴절층 코팅용 조성물을 제조하였다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
제조예 2로 제조한 하드코팅층 조성물을 Meyer bar를 이용해 125㎛ PET필름 상에, 건조막 두께가 1.5㎛이 되도록 도포하고, 180W 고압수은 등으로 300mJ의 자외선을 조사하여 경화시켜 필름을 제작했다. 상기 제작한 필름의 반대면에 상기와 동일한 방법으로 제조예 2로 제조한 하드코팅층 조성물을 건조막 두께가 1.5㎛이 되도록 도포하고 경화시켜 양면에 하드코팅층을 포함하는 필름을 제작했다.
그 후, 양면에 하드코팅층을 포함하는 필름의 한 면에 제조예1-1로 제조된 고굴절층 코팅용 조성물을 이용해 건조막 두께가 50nm가 되도록 도포하고, 180W 고압수은등으로 300mJ의 자외선을 조사하여 경화시켜 고굴절층을 형성하였다. 그 후 상기 고굴절층에 제조예 3으로 제조된 저굴절층 코팅액 조성물을 이용하여 건조막 두께가 20nm가 되도록 도포하고, 150°C 오븐에서 1분 동안 경화시켜 저굴절층을 형성했다. 이 때, 인듐:주석=95:5의 ITO타겟을 이용하여 저굴절층에 막두께 20nm의 ITO층을 형성하여 투명 도전성 필름을 제작하였다.
실시예 2
고굴절층 코팅용 조성물을 제조예 1-2를 적용하고, 고굴절층 두께를 45nm로 코팅한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제작하였다.
실시예 3
고굴절층 코팅용 조성물을 제조예 1-3를 적용하고, 고굴절층 두께를 40nm로 코팅한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제작하였다.
비교예 1
고굴절층 코팅용 조성물을 제조예 1-4를 적용하고, 고굴절층 두께를 50nm로 코팅한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제작하였다.
비교예 2
고굴절층 코팅용 조성물을 제조예 1-5를 적용하고, 고굴절층 두께를 50nm로 코팅한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제작하였다.
비교예 3
고굴절층 코팅용 조성물을 제조예 1-6를 적용하고, 고굴절층 두께를 45nm로 코팅한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제작하였다.
< 실험예 > - 투명 도전성 필름의 물리적 특성
상기 실시예 및 비교예의 투명 도전성 필름을 이용하여 하기 물성들을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
1) 굴절률: 프리즘 커플러(Prism coupler)를 이용해 532nm, 632.8nm, 830nm 레이져로 각 파장에서의 굴절률을 측정하였으며, 코시플랏(caushy plot)을 통해 550 nm에서의 굴절률을 얻었다.
2) 연필 경도: JIS K 5600-5-4에 준하여 측정하였다.
3) 밀착성: 코팅층 표면을 커터를 이용하여 1mm 간격 및 10mmX10mm 가로X세로의 바둑판 모양으로 컷팅하고, 셀로판테이프(Nichiban사)를 이용하여 박리 시험을 하였다. 동일한 부위를 테이프를 이용해 3회 박리 시험하였고, 평가 후 밀착되어 있는 숫자를 /100으로 표기하였다.
4) 투과율, 투과 b*/반사 b*: CM-5(Konica minolta사)를 이용해 전광선 투과율 및 투과 b*/반사 b* 값을 측정하였다.
5) 에칭(Etching) 평가: ITO 층에, 정사각형이 패턴화 되어 있는 마스크를 이용해 감광성 수지를 도포하고, 건조 경화한 후, 25℃, 5%의 염산 수용액에 1분간 침지하여 ITO층의 에칭 평가를 실시하였다.
6) Etching 전/후 반사율 차이(ΔR) 측정 및 패턴 은폐력 확인: etching 전/후로 CM-5를 이용해 반사율을 측정하여 반사율 차이를 구했으며, 육안을 통해 패턴 은폐력을 확인하였다.
구성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
필름
구조		 배면H/C 두께(㎛) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
언더H/C 두께(㎛) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
고굴절층 종류 제조예
1-1		 제조예
1-2		 제조예
1-3		 제조예
1-4		 제조예
1-5		 제조예
1-6
굴절률 1.64 1.66 1.68 1.58 1.64 1.66
두께(nm) 50 45 40 50 50 45
저굴절층 굴절률 1.43 1.43 1.43 1.43 1.43 1.43
두께(nm) 20 20 20 20 20 20
ITO층 굴절률 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95
두께(㎛) 20 20 20 20 20 20
측정
결과		 연필경도 - 1H 1H 1H 1H F F
밀착성 ea 100/100 100/100 100/100 100/100 94/100 86/100
투과율 % 90.0 89.8 89.9 90.7 89.8 89.6
투과 b* - 0.32 0.31 0.36 0.47 0.34 0.38
반사 b* - 0.14 -0.47 -0.93 1.92 0.21 -0.52
ΔR % 0.27 0.22 0.31 1.08 0.32 0.33
패턴
은폐력		 - ◎ ◎ ◎ X ◎ ◎
◎ : 매우 우수, ○: 우수, △:보통, X: 나쁨
측정결과를 통해 실시예1 내지 3의 투명 도전성 필름의 경우 우수한 경도, 투과율 및 시인성을 가짐을 알 수 있었다. 구체적으로 플루오렌 유도체를 포함하지 않은 제조예 1-4의 코팅용 조성물에 의해 형성된 고굴절층을 포함하는 비교예 1의 투명 도전성 필름의 경우 고굴절층의 굴절률이 낮게 측정되었다. 또한, 투과율 및 에칭 전/후 반사율의 차이가 실시예 1 내지 3에 비해 높게 측정되었고, 패턴 은폐력도 나쁜 것으로 보아 투명 도전성 필름으로서의 광학적 성질이 우수하지 않음을 알 수 있었다.
플루오렌 유도체를 포함하지 않은 제조예 1-5의 코팅용 조성물에 의해 형성된 고굴절층을 포함하는 비교예 2의 투명 도전성 필름의 경우 고굴절층의 굴절률이 실시예 1과 유사하여 광학 특성과 패턴 은폐력은 우수하나, 연필 경도와 밀착성에 있어서 물리적 특성이 확보되지 않음을 알 수 있었다.
또한, 플루오렌 유도체를 포함하기는 하나 자외선 경화형 아크릴레이트를 함유하지 않은 제조예 1-6의 코팅용 조성물에 의해 형성된 고굴절층을 포함하는 비교예3의 투명 도전성 필름의 경우 플루오렌 유도체의 포함으로 인해 고굴절층의 굴절율은 어느 정도 높게 측정되었으나, 연필 경도와 밀착성에 있어서 보통 이하의 평가 받아 투명 전도성 필름으로써의 적용이 어려움을 확인하였다.
결과적으로, 자외선 경화형 아크릴레이트 수지, 자외선 경화형 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 나노입자를 동시에 포함하는 고굴절층 코팅용 조성물에 의해 형성된 고굴절층인 1.6 내지 1.8의 굴절율을 나타낼 수 있고, 이를 포함하는 투명 전도성 필름이 경도, 투과율, 시인성 등의 우수한 광학특성 및 물리적 특성을 동시에 확보함을 알 수 있었다.
1: 투명 기재 2: 하드코팅층
3: 고굴절층 4: 저굴절층
5: 도전층 10: 투명 도전성 필름

Claims (16)

  1. 아크릴레이트 수지, 플루오렌 유도체 수지 및 금속산화물 입자를 포함하는
    고굴절층 코팅용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 수지 또는 상기 플루오렌 유도체 수지는 광경화형 수지인
    고굴절층 코팅용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    총 고형분 100중량부에 대하여 상기 아크릴레이트 수지 1중량부 내지 50중량부, 상기 플루오렌 유도체 수지 1중량부 내지 50중량부 및 상기 금속산화물 입자 5중량부 내지 80중량부를 포함하는
    고굴절층 코팅용 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플루오렌 유도체 수지는 플루오렌, 플루오레논, 2-아세트아미드 플루오렌, 2-아세틸 플루오렌, 2-아세트아미노 플루오렌, 9-브로모 플루오렌, 9-브로모-9-페닐 플루오렌, 2,7-디아미노 플루오렌, 2,7-디(아세트아미드) 플루오렌, 2,7-디아세틸 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9 비스(3,4디카르복시 페닐)풀루오렌 안하이드라이드, 9,9-비스(3-메틸-4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-아미노 페닐) 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐) 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일록시 에톡시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스[4-(2-히드록시-3-아크릴로일록시 프로폭시)페닐] 플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시페닐) 플루오렌, 2-프로페노익산 1,1'[9H-플루오렌-9-일리덴비스[4,1-페닐렌옥시(2-하이드록시-3,1-프로판틸)]] 에스 테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인
    고굴절층 코팅용 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속산화물 입자는 TiO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, Y2O3, SiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인
    고굴절층 코팅용 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속산화물 입자의 평균 입자 직경이 1nm 내지 100nm인
    고굴절층 코팅용 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    광개시제를 더 포함하는
    고굴절층 코팅용 조성물.
  8. 제 7항에 있어서,
    총 고형분 100중량부에 대하여 상기 광개시제는 1중량부 내지 15중량부를 포함하는
    고굴절층 코팅용 조성물.
  9. 제 1항의 고굴절층 코팅용 조성물을 이용하여 형성된 고굴절층을 포함하는
    투명 도전성 필름.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 투명 도전성 필름은 투명기재, 상기 고굴절층, 저굴절층 및 도전층의 적층구조인
    투명 도전성 필름.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 고굴절층의 굴절율은 1.6 내지 1.8인
    투명 도전성 필름.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 고굴절층의 두께는 20nm 내지 150nm인
    투명 도전성 필름.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 저굴절층의 두께는 5nm 내지 100nm인
    투명 도전성 필름.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 투명 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름인
    투명 전도성 필름.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함하는
    투명 전도성 필름.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 투명 기재의 일면 또는 양면에 하드코팅층을 더 포함하는
    투명 전도성 필름.
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