KR20150079051A - 방현성이 향상된 방현 필름 - Google Patents

방현성이 향상된 방현 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 방현 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에, 투광성 수지, 플라스틱제 투광성미립자, 공중합체로 구성된 레벨링제를 포함하는 방현층을 적층시켜서 형성되고, 상기 방현층의 방현성 향상을 위해서 슬롯 다이의 심 사이즈(shim size)를 제어하여 상기 기재로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름에 도포되는 조액의 유압을 조절하여 입자의 분산을 균일하게 한 것을 특징으로 한다.

Description

방현성이 향상된 방현 필름{ANTIGLARE FILM WITH IMPROVED ANTIGLARE}
본 발명은 신규의 방현 필름, 상세하게는, 입자의 분산 형태를 조절하기 위해 슬롯 다이의 심 사이즈(shim size)를 조절하고 기재로 도포되는 조액의 유압을 조절하여 입자의 분산 형태를 조절한 방현성이 향상된 방현 필름에 관한 것이다.
최근 들어, 음극관 표시 장치(CRT) 디스플레이, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 터치 패널식 입력 장치, 유기 또는 무기 EL(일렉트로루미네센스) 디스플레이, FED(필드 에미션 디스플레이) 등의 디스플레이에 있어서, 형광등이나 태양광 등의 외부 광원이 디스플레이 표면에 투영되면, 이 반사광이 방해가 되어 화면이 잘 보이지 않게 되어, 시인성이 현저하게 열화되기 때문에, 각종 디스플레이에는, 표면에 반사한 상의 윤곽을 희미하게 함으로써, 반사상의 투영을 저감하는 방현층을 가진 필름(방현 필름)을 디스플레이 표면에 설치하고 있다.
방현 처리에는, 화학 에칭 등으로 조면화 처리하여 표면 요철을 부여한 것, 금형에 의한 전사 방식 등으로 표면 요철을 부여한 것, 수지층 중에 미립자를 분산 함유시켜서 표면 요철을 부여한 것이 있다.
이들 방현 처리 중에서는, 수지층 중에 미립자를 분산 함유시키는 방법이, 표면 요철을 간단하게 부여할 수 있으므로, 일반적으로 사용되고 있다.
그러나, 미립자를 분산 함유시켜서 표면 요철을 형성하는 방현성 필름에서는, 미립자는 응집하기 쉬워, 표면의 표면 요철을 제어하는 것이 곤란해서, 표면 요철의 설계 자유도가 제약되어 있었다. 또한, 미립자의 응집에 의해 얼룩 등이 발생하여, 외관 불량이 되는 문제가 있었다. 또한, 미립자와 방현층을 형성하는 수지와의 굴절률이 상이하기 때문에, 양자의 굴절률의 차이에 의한 내부 산란에 기인한 헤이즈(내부 헤이즈)가 발생하여, 필름으로서의 전체 헤이즈가 올라가, 표시 전체가 백색감을 띠어, 콘트라스트의 저하를 초래하는 문제가 있었다.
이러한 방현성 필름 기술로서, 하기 특허문헌 1은, 하드코팅층 위에 슬롯 다이를 이용한 다양한 압력을 이용하여 도포되는 입자의 분산 형태를 조절하는 기술에 대해, 특허문헌 2는 방현 필름의 입자의 응집되는 현상을 개선하기 위해 다중 입자의 분산제와 해교제를 사용하는 기술에 대해, 특허문헌 3은 하드코팅층 상에 다양한 입자크기를 갖는 입자를 분산시켜 필름 기재를 도포하는 방법으로 용제의 종류, 비율 등의 조건을 달리하는 방법에 대해, 그리고 특허문헌 4는 방현 필름의 방현성 구현을 위해 다양한 입자의 크기를 부여하는 기술에 대해 기술하고 있다.
그러나, 이들 특허문헌에서는 슬롯 다이의 심 사이즈를 제어하고 그리고 기재로 도포되는 조액의 유압의 조절을 통해 입자의 분산 형태를 조절하여 입자가 균일하게 분산된 방현 필름을 제조하는 것에 대해서는 어디에서도 언급하고 있지 않다.
일본 특허공개 제2010-259986호 공보 미국 특허공개 제2009-142583호 공보 한국 특허공개 제2013-7005953호 공보 한국 특허등록 제2007-308584호 공보
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점들을 해결할 수 있도록, 기재로 도포되는 조액의 유압의 조절을 통해 입자의 분산 형태를 조절하여 외광이나 반사상의 투영 방지나 콘트라스트가 우수한 화질이 얻어지는 광학 특성도 갖는 방현성이 향상된 방현 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 방현 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에, 투광성 수지, 플라스틱제 투광성미립자, 공중합체로 구성된 레벨링제를 포함하는 방현층을 적층시켜서 형성되고, 상기 방현층의 방현성 향상을 위해서 슬롯 다이의 심 사이즈(shim size)를 제어하여 상기 기재로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름에 도포되는 조액의 유압을 조절하여 입자의 분산을 균일하게 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 투광성 수지는 아크릴계수지 이고, 상기 슬롯 다이의 심 사이즈는 30um 에서 100um이고, 상기 조액의 유압의 범위가 0.5MPa에서 3MPa이다.
본 발명에 따르면, 기재로 도포되는 조액의 유압의 조절을 통해 입자의 분산 형태를 조절하여 방현성이 향상되고 외광이나 반사상의 투영 방지나 콘트라스트가 우수한 화질이 얻어지는 광학 특성을 갖는 방현 필름 및 이를 사용하여 편광판, 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 방현 필름을 사용함으로써, 얼룩 및 시인성이 우수하여, 장시간 보고 있어도 눈의 피로 등이 없는, 매우 우수한 편광판 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방현성이 향상된 방현 필름의 단면도이다.
본 발명에서 말하는 '방현 필름'이란, 기재 필름의 표면에 반사한 상이나 외광의 윤곽을 희미하게 하는 층을 형성함으로써, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 플라즈마 디스플레이와 같은 화상 표시 장치 등의 사용시에, 외광이나 반사상의 투영이 신경쓰이지 않도록 한 필름을 말한다.
본 발명의 방현 필름은, 적어도 기재 필름과 방현층으로 구성되며, 방현층은 표면 요철을 형성하는 돌기 형상을 갖고, 그 돌기 형상이 길이 방향으로 주기를 갖지 않고, 불규칙한 형상의 돌기이며, 그 배치도 불규칙한 배치인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방현 필름의 방현층이 갖는 "길이 방향으로 주기를 갖지 않는 불규칙한 형상의 돌기"란, 표면 요철이 스탬핑에 의해 형성된 길이 방향으로 주기를 갖지 않고, 형태나 크기도 정해지지 않는 다양한 형상의 돌기를 가리킨다.
본 발명의 일실시예에 따른 방현 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 필름 기재상에 방현층을 적층한 것에 있어, 상기 방현층은 아크릴계 수지로 이루어지는 투광성수지, 플라스틱제 투광성미립자, 적어도 1종의 탄소수8 이상의 퍼플루오로알킬기를 갖는 (메타(meta))아크릴산계의 반복단위 및 적어도 1종의 보네인링(bornane ring)을 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위를 포함하는 공중합체로 이루어지는 레벨링제를 포함하여 이루어지는 경화성 조성물로 형성되어 이루어진다. 부가적으로, 상기 방현층 상에 상기 방현층의 굴절율보다 작은 저굴절율층을 적층시켜 반사방지기능을 향상시킨 반사방지 필름을 제조하는 것이 통상적이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명하는지만, 본 발명은 꼭 이것들에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
A. 방현 필름의 구성
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방현 필름의 한 형태를 나타낸 단면도이다. 도1의 반사방지필름은, 기재로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름(2), 방현층(4), 그리고 저굴절율층(5)의 순서로 층구성을 형성한다. 방현층(4)은 아크릴계수지로 이루어지는 투광성 수지를 포함하고, 바람직하게는 내찰상성을 갖는 전리방사선 경화형 투광성 수지를 경화한 경화피막이고, 방현층(4) 내에는 주로 표면에 요철을 형성하는 투광성 미립자(12)가 포함되며, 또한 표면에 요철을 형성하지 않는 투광성 미립자(13)가 포함될 수 있다. 투광성 미립자는 2종류 이상일 수도 있다. 또한 저굴절율층(5)은 최외층에 코팅된다. 방현층(4)에는 통전입자(13)가 포함된다. 대전방지를 필요로 하지 않을 경우, 대전방지층을 제외하여도 무방하다.
방현층(4)에 포함되는 투광성 미립자(12 또는 13) 이외 부분의 경화피막의 굴절율은 1.50 내지 2.00의 범위인 것이 바람직하고, 저굴절율층(5)의 굴절율은 1.30 내지 1.50의 범위인 것이 바람직하다. 도 1에 나타낸 반사방지필름에 있어 저굴절율층(5)이 구비되기 전의 적층체가 본 발명의 방현 필름(1)이다. 따라서, 후술하는 중, '반사방지필름'은 특별한 경우를 제외하고는 본 발명의 방현 필름을 포함하는 것으로 보면 된다.
1. 방현층
본 발명에 따른 방현층은 아크릴계수지로 이루어지는 투광성수지, 바람직하게는 하드코팅(hardcoating)(내찰상성)을 부여하기 위한 아크릴계수지로 이루어지는 전리방사선 경화형 투광성수지, 방현성을 부여하기 위한 플라스틱제 투광성 미립자, 및 레벨링제(leveling agent)를 포함하고, 또한 필요에 따라서는 내부산란성을 부여하는 투광성 미립자, 고굴절율화와 가교수축방지 및 높은 압입강도 부여를 위한 무기필러(inorganic filler)를 주로 포함한 조성물을 도포하고, 도포막을 경화함으로써 형성된다.
아크릴계수지로 이루어지는 투광성 수지
아크릴계수지로 이루어지는 투광성 수지는 하드코팅성(내촬상성)을 부여하기 위한 아크릴계수지로 이루어지는 전리방사선 경화형 투광성수지인 것이 바람직하다. 아크릴계수지로 이루어지는 전리방사선 경화형 수지조성물의 구체적인 예로서, 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 것, 예를 들면 비교적 작은 분자량의 폴리에스테르수지, 폴리에테르수지, 아크릴수지, 에폭시수지, 우레탄수지, 알키드수지, 스피로아세탈수지, 폴리부타디엔수지, 폴리티올폴리엔수지, 다가알콜 등의 다관능화합물의 (메타) 아크릴레이트(이하 설명에서는 아크릴레이트와 메타아크릴레이트를 (메타)아크릴레이트로 기재함) 등의 올리고머 또는 프리폴리머, 및 반응성희석제로 하여 비교적 다량 포함하는 전리방사선 경화형 수지가 있다.
상기 희석제로서는, 에틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 스티렌, 비닐톨루엔, N-비닐피놀리딘 등의 단관능모노머, 및 다관능모노머 예를 들면 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 헥산디올(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리츠리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리츠리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트이다.
방현층에 대한 전리방사선 경화형 수지조성물의 첨가량은 방현층의 고형분전질량의 15질량%이상 85질량%이하이다.
또한 상기의 전리방사선 경화형 수지를 자외선 경화형수지로서 사용할 때에는 이들에 광중합개시제로서 아세토페논류, 벤조페논류, 미클러벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 및 티옥산톤류 및 광증감제로서 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리n-부틸포스핀 등을 혼합해서 사용할 수 있다. 특히 본 발명에서는 올리고머로서 우레탄아크릴레이트, 모노머로서 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 혼합하는 것이 바람직하다.
또한 상기 방현층을 형성하기 위한 투광성수지로서 상기와 같은 전리방사선 경화형수지에 대하여 용제 건조형 수지를 포함시킬 수 있다. 상기 용제건조형수지에는 주로 열가소성수지, 예를 들면 페놀수지, 요소수지, 디아릴프탈레이트수지, 멜라민수지, 구아나민수지, 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄수지, 에폭시수지, 아미노알키드수지, 멜라민-요소공축합수지, 실리콘수지 및 폴리실록산수지 등이 이용된다.
전리방사선 경화형수지에 첨가되는 용제 건조형 열가소성수지의 종류는 통상 이용되는 것이 사용되지만, 바람직하게는 전리방사선 경화형수지에 포함시키는 용제건조형수지에는 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 및 에틸히드록에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지가 트리아세틸셀룰로오스 필름과의 밀착성 및 투명성 면에서 유리하다.
상기와 같은 전리방사선 경화형수지 조성물의 경화방법으로서는, 상기 전리방사선 경화형수지 조성물의 통상의 경화방법, 즉 전자선 또는 자외선의 조사에 의해 경화시킬 수 있다.
예를 들면, 전자선경화의 경우에는 콕크로프트-월튼형, 밴더그래프형, 공진변압형, 절연코아변압기형, 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선가속기에서 방출되는 50 내지 1000KeV, 바람직하게는 100 내지 300KeV의 에너지를 갖는 전자선 등이 사용되고, 자외선경화의 경우에는 초고압수은등, 고압수은등, 저압수은등,
카본아크, 크세논아크, 메탈할라이드램프 등의 광선에서 발생하는 자외선 등이 이용될 수 있다.
플라스틱제 투광성 미립자
방현층은 1) 표면에 요철을 형성하여 방현성을 부여하거나, 2) 매트릭스(matrix)와의 굴절율을 다르게 함으로써 발생하는 내부산란성(굴절율차가 클수록 내부산란성은 커지게 됨)을 이용하여, 방현 필름에서 문제가 되는 글레어(glare)(표면요철이 렌즈를 이동시키고, 특히 화소사이즈가 작은 고정밀 디스플레이의 경우에 휘도의 변화를 발생시켜 시인성의 저하를 일으키는 현상) 개량성을 갖도록 하기 위하여 플라스틱제 투광성 미립자(이하 간단히 "투과성미립자"로 칭함)를 포함하여 이루어진다.
방현층에 포함되는 투광성수지(방현층용 매트릭스수지)와 플라스틱제 투광성 미립자와의 굴절율의 차가 0.03 이상 0.20 이하가 바람직하고, 0.04 이상 0.16 이하가 보다 바람직하다. 이와 같은 수치범위로 함에 따라 광확산 효과를 충분히 얻을 수 있음과 동시에, 필름 전체가 백화(whiten)되는 일이 없기 때문이다.
상기 투광성 미립자에 있어서, 2종류 이상의 다른 굴절율을 갖는 투광성 미립자를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 이들 2종류 이상의 다른 굴절율을 갖는 투광성 미립자의 혼합을 실행함에 따라, 투광성 미립자의 굴절율은 각각의 투광성 미립자의 굴절율과 사용비율에 대응한 평균치로서 간주될 수 있고, 투광성 미립자의 혼합비율 조정에 의해 섬세한 굴절율 설정이 가능하게 되고, 1종류의 경우보다도 제어가 용이하게 되며, 다양한 설계가 가능해진다.
상기 투광성 미랍자 중, 제1의 투광성 미립자와 제2의 투광성 미립자의 굴절율의 차를 0.03 이상 0.10 이하로 하는 것이 바람직한 것은 굴절율의 차가 0.03 미만인 경우는 두 투광성 미립자의 굴절율의 차가 너무 작아져 두 투광성 미립자를 혼합하여도 굴절율의 제어 자유도가 작아지고, 굴절율의 차가 0.10 보다도 큰 경우는 매트릭스와의 굴절율의 차가 큰 투광성 미립자에 의하여 광확산성이 결정되어버리기 때문이다. 즉 상기 굴절율의 차는 0.04 이상 0.09 이하가 보다 바람직하며, 0.05 이상, 0.08 이하가 보다 더 바람직하다.
상기 방현층에 함유되는 제1의 투광성 미립자로서는 유기미립자가 적절하고, 특히 투명도가 높고 투광성 수지와의 굴절율 차가 전술한 바와 같은 수치로 되는 것이 바람직하다.
제1의 투광성 미립자에 이용되는 유기미립자로서는, 아크릴스틸렌공중합체비드(굴절율 1.55), 멜라민비드(굴절율 1.57), 폴리카본네이드비드(굴절율 1.57) 등이 있다.
제2의 투광성 미립자로서는 유기미립자가 적절하고, 특히 투명도가 높고, 투광성 수지와의 굴절율차가 전술한 바와 같은 수치로 되는 것이 바람직하다. 제2의 투광성 미립자에 이용되는 유기미립자로서는 스틸렌비드(굴절율 1.60), 폴리염화비닐비드(굴절율 1.60) 등이 이용된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 2종류 이상의 플라스틱제 투광성 미립자의 적어도 1종의 굴절율은 1.53 이상 1.57 이하이고, 다른 적어도 1종의 굴절율은 1.58 이상 1.62 이하인 것이 바람직하다.
제1의 투광성 미립자와 제2의 투광성 미립자의 입경을 일치시킴으로써 제1의 투광성 미립자와 제2의 투광성 미립자의 비율을 자유로이 선택해서 이용할 수 있다. 제1의 투광성 미립자와 제2의 투광성 미립자의 입경을 일치하기 위해서는 단분산입자를 획득하기 쉬운 유기미립자가 이러한 면에서도 바람직하다. 불균일한 입경이 없을수록 방현성 및 불균일한 내부산란특성이 작아지고, 방현층의 광학성능설계가 용이하게 되기 때문에 바람직하다. 단분산성을 보다 향상시키는 수단으로서 여과필터에 의한 습식여과분급을 예로 들 수 있다.
상기 투광성 미립자의 입경은 0.5㎛ 이상 10.0㎛ 이하가 바람직하고, 1.0㎛ 미만인 경우, 방현층에 첨가해야 할 상기 투과성미립자의 첨가량을 매우 많게 하지 않으면 충분한 방현성 및 광확산 효과를 얻기 어렵게 되고, 입력이 10.0㎛을 초과할 때는 방현층의 표면형태가 거칠게 되어 면질을 악화시킬 뿐만 아니라, 표면 헤이즈(haze)의 상승에 의한 백색도(whiteness)가 증가해 버리기 때문이다. 상기 투광성 미립자의 직경은 2㎛ 이상 5㎛ 이하가 바람직하고, 2㎛ 이상 4㎛ 이하가 보다 바람직하다. 상기 투광성 미립자의 합계 함유량은 상기 방현층의 고형분전질량에 대하여 5질량% 이상 40질량% 이하인 것이 바람직하다. 10질량% 이상 30질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 5질량% 미만일 경우, 충분한 방현성 및 내부산란성을 부여할 수 없고, 40질량%를 초과하면 막의 강도가 떨어져 방현층에 하드코팅성을 부여하는 것이 불가능하기 때문에 바람직하지 않다.
레벨링제
방현층 도포조성물에는, 불균일한 유동, 불균일한 건조, 도포선(coating streak), 점결함(point defect) 등이 없는 외관 면상 및 균일성을 고속도포시에 있어서도 확보하기 위하여, 플루오르계 또는 실리콘계 어느 것의 레벨링제, 또는 그 모두를 첨가한 것이 제안되어 있다. 특히 플루오르계의 레벨링제는 반사방지필름용 하층도포조성물을 도포하여 형성한 경화피막을 권취할 경우, 필름 이면으로의 레벨링제 전사, 또는 경화피막 핸들링 시에서의 제조기 내의 반송 롤(roll)로의 레벨링제 전사의 오염 우려가 적다는 면에서 바람직하다.
그러나 상기와 같은 레벨링제를 사용할 경우, 경화피막표면에 F원자와 Si원자를 함유하는 관능기가 편석하는 것에 의하여 피경화막의 표면자유에너지가 저하되고, 상기 경화피막 상에 저굴절율층을 오버코팅(overcoating)한 때에는 반사율성능 및 내촬상성이 악화되는 문제가 종종 있다.
본 발명에서 사용되는 레벨링제는, 적어도 1종의 탄소수8 이상의 퍼플루오로 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위 및 적어도 1종의 보네인링을 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위를 포함하는 공중합체로 이루어지는 레벨링제이다. 상기 레벨링제 구조 중에서, 폴리에틸렌옥시드기 또는/및 폴리프로필렌 옥시드기를 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위가 보다 바람직하다. 폴리에틸렌옥시드기 또는/및 폴리프로필렌옥시드기를 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위를 포함하는 것으로, 도포용제에 대한 용해성 및 도포조성물의 고형분에 대한 상용성(相溶性)이 증가하여 보다 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 레벨링제의 폴리스틸렌 환산의 질량평균분자량(Mw)은 1,300 이상 15,000 이하인 것이 바람직하고, 외관 면상 및 여러 성능의 균일성 면에서 2,500 이상, 도포용제에 대한 용해성 및 도포조성물 고형분에 대한 상용성의 관점에서는 13,000 이하가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에서 이용되는 레벨링제의 함유량은 경화피막수지의 고형분질량에 대해서 0.05질량% 이상, 0.5질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.08질량% 이상, 0.30질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서 이용되는 레벨링제의 함유량이 지나치게 작을 경우, 고속도포시의 외관 면상 및 여러 기능의 균일성을 얻기 어렵게 되고, 레벨링제의 함유량이 지나치게 많을 경우는 내촬상성으로의 영향 및 도포액 교반시의 발포성의 문제가 발생하기 때문에 그다지 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 이용되는 레벨링제를 사용하는 경우, 방현층 도포조성물 전량중에 톨루엔 용제를 25질량% 이상 60질량% 이하로 함유시키는 것이 바람직하다. 여기에서 30질량% 이상 55질량% 이하가 보다 바람직하며, 35질량% 이상 50질량% 이하가 보다 더 바람직하다.
무기필러(inorganic filler)
상기와 같은 투광성미립자를 많이 첨가하는 경우에는 수지조성물 중에 투광성미립자가 쉽게 깊이 위치되기 때문에, 이를 방지하기 위해서 실리카 등의 무기필러를 첨가할 수 있다. 즉, 무기필러는 첨가량이 증가할수록, 투광성미립자가 깊이 위치되는 것을 방지하는데 유효하지만, 입경 및 사용량에 따라 도막의 투명성에 악영향을 주게 된다. 따라서 투광성수지에 대하여 도포막의 투명성을 손상시키지 않는 정도로 입경 0.5㎛ 이하의 무기필러가 함유되는 것이 바람직하다.
그러므로, 본 발명에 대한 방현층은 무기필러 등의 임의성분을 포함하여 이루어지는 것일 수 있다. 방현층에는 층의 굴절율을 높이기 위하여 티탄, 지르코늄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석, 및 안티몬 중에서 선택되는 적어도 1종의 금속산화물로부터 이루어지고, 평균입경 0.2㎛ 이하, 바람직하게는 0.1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.06㎛ 이하인 무기필러가 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 투광성미립자와의 굴절율차를 크게 하기 위하여, 고굴절율 투광성미립자를 이용한 방현층에서 층의 굴절율을 낮게 유지하기 위하여 규소의 산화물을 이용하는 것이 바람직하다. 입경은 전술한 무기필러와 동일한 것이 바람직하다.
방현층에 이용되는 무기필러의 구체적인 예로서는, TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, ITO와 SiO2 등이 있다. TiO2 및 ZrO2가 고굴절율화의 면에서 특히 바람직하다. 상기 무기필러는 표면을 실란커플링 처리 또는 티탄커플링 처리시키는 것이 바람직하고, 필러 표면에 바인더 수지와 대응할 수 있는 관능기를 갖는 표면처리제가 이용되는 것이 바람직하다.
이들 무기필러의 첨가량은 방현층의 고형분전질량의 10 내지 90질량%인 것이 바람직하고, 20 내지 80질량%인 것이 보다 바람직하며, 30 내지 75질량%인 것이 보다 더 바람직하다. 이와 같은 필러는 입경이 빛의 파장보다 충분히 작기 때문에 산란이 발생하지 않고, 바인더폴리머에 상기 필러가 분산된 분산체는 광학적으로 균일한 물질로서 동작한다.
본 발명의 방현층의 투광성수지 바인더, 투광성 미립자 및 무기필러의 혼합물의 벌크(bulk)의 굴절율, 즉 방현층의 매트릭스의 굴절율은 1.48 내지 2.00인 것이 바람직하고, 1.51 내지 1.80이 보다 바람직하며, 1.54 내지 1.70인 것이 보다 더 바람직하다. 즉 투광성미립자를 제외한 부분의 방현층의 매트릭스의 굴절율은 1.50 내지 2.00인 것이 바람직하다. 굴절율을 상기 범위로 할 경우, 바인더, 투광성미립자 및/또는 필러의 종류 및 양 비율을 적당히 선택할 수 있다.
상기와 같이 할 경우, 상기 투광성미립자와 방현층 매트릭스의 적절한 굴절율차의 선택에 따라, 필름 전체가 백화(whitening)되거나 하는 것 없이, 높은 투과선명도를 유지한 상태에서 적당한 방현성을 부여하고, 필름내를 투과한 빛을 내부산란효과에 의하여 평균화될 수 있고, 글레어를 억제할 수 있다.
[방현층의 형성]
방현층의 형성에 있어, 전리방사선 경화형 화합물의 가교반응 또는 중합반응에 의해 형성되는 경우, 가교반응 또는 중합반응은 산소농도가 10체적% 이하의 분위기에서 실시하는 것이 바람직하다. 산소농도가 10체적% 이하의 분위기에서 형성되는 것에 의하여 물리강도 및 내약품성에 우수한 하드코팅성(내촬상성)의 방현층을 형성할 수 있다.
산소농도가 3체적% 이하의 분위기에서 전리방사선 경화형 화합물의 가교반응 또는 중합반응에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 산소농도가 1체적% 이하가 보다 바람직하고, 산소농도가 0.2체적%이하가 보다 더 바람직하며, 산소농도가 0.1체적%이하가 가장 바람직하다.
산소농도가 10체적%이하로 하는 방법으로서는 대기(질소농도 약 79체적%, 산소농도 약 21체적%)를 다른 기체로 치환하는 것이 바람직하고, 질소에서 치환(질소 퍼지(purge))하는 것이 보다 바람직하다.
[방현층의 물성]
방현층으로서의 헤이즈(haze)는 10% 이상 70% 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 20% 이상 60% 이하인 것이 보다 바람직하며, 30% 이상 50% 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 10% 미만인 경우, 충분한 방현성 및 내부산란성을 부여할 수 없고, 또한 70%를 초과할 경우, 필름 전체가 백화되어 표시화상도 흐릿해지기 때문에 바람직하지 않다.
방현층의 막두께는 1 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 2 내지 9㎛가 보다 바람직하며, 3 내지 8㎛가 보다 더 바람직하다. 1㎛보다 얇을 경우, 압입강도(연필경도)의 저하가 두드러지게 되고, 또한 10㎛보다 두꺼울 경우, 바인더의 경화수축의 정도에도 변화되지만, 컬링(curling)이 증가하고, 핸들링성 및 취급성에서 바람직하지 않다.
방현층의 강도는 JIS K5400에 따른 연필경도시험에서 H이상인 것이 바람직하고, 2H이상인 것이 보다 바람직하며, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다.
2. 저굴절율층
본 발명에 있어 방현층 상에 저굴절율층이 형성되어 이루어지는 반사방지적층체가 제안된다. 반사방지필름의 저굴절율층의 굴절율은 1.30 내지 1.50이 바람직하고, 1.30 내지 1.45인 것이 보다 바람직하다. 굴절율이 작을수록 반사율이 낮아지기 때문에 바람직하지만, 1.30 이하일 경우, 저굴절율층으로서의 강도가 부족하게 되기 때문에, 최외면에 사용되는 반사방지필름으로서는 바람직하지 않다.
3. 트리아세틸셀룰로오스 필름
트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름)의 두께는 통상 25 내지 100㎛ 정도이다. 여기에서 두께는 30 내지 100㎛가 바람직하고, 35 내지 100㎛가 보다 바람직하다. 25㎛ 미만일 경우, 막 제조시의 핸들링이 어렵게 되고, 또한 100㎛를 초과할 경우, 디스플레이의 박형화에 대하여 불리하게 되기 때문에 바람직하지 않다.
4. 임의성분
본 발명에 따른 방현필름(반사방지필름)은 트리아세틸셀룰로오스 필름상의 각 층에 무기필러를 첨가하는 것이 바람직하다. 각 층에 첨가하는 무기필러는 각각 동일하여도 동일하지 않아도 무방하며, 각 층의 굴절율, 도전성, 막강도, 막두께, 도포성 등의 필요성능에 대응하여 종류 및 첨가량을 적절히 조절하는 것이 바람직하다.
방오성, 내수성, 내약품성, 및 윤활성 등의 특성을 부여하는 목적으로, 공지의 실리콘계 또는 플루오르계의 방오제 및 윤활제 등을 적절히 첨가할 수 있다. 이들 첨가제를 첨가하는 경우에는 저굴절율층 고형분의 0.01 내지 20질량%의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하고, 0.05 내지 10질량%의 범위에서 첨가하는 경우가 보다 바람직하며, 0.1 내지 5질량%의 범위가 보다 더 바람직하다.
B. 방현 필름(및 반사방지필름)의 제조
본 발명의 방현 필름은 이하의 방법으로 형성될 수 있지만, 이 방법에 제한되지 않는다.
먼저 각 층을 형성하기 위한 성분을 함유한 도포액이 제조된다. 계속해서 도포액을 딥 코팅법, 에어-나이프 코팅법, 커튼 코팅법, 롤 코팅법, 와이어바 코팅법, 그라비어 코팅법, 및 익스트루젼 코팅법(미국특허 제2681294호 명세서 참조)에 의하여 투명기재필름 상에 도포하고, 가열건조하지만, 마이크로그라비어 코팅법, 롤러 코팅법, 익스트루젼 코팅법이 도포정밀도의 면에서 특히 바람직하다. 각 층의 도포의 전 공정으로서, 베이스의 평면성을 개선하기 위하여 필름을 가열처리하는 것이 바람직하다. 도포한 각 층에 대해서 각각 광조사 또는 가열해서 경화피막을 형성시킨다. 이와 같은 과정을 통해 최종적으로 반사방지필름(방현 필름)이 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에 방현층을 적층하여 이루어지는 방현 필름의 제조방법이 제안되고, 그 제조방법은 상기 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에, 아크릴계수지로 이루어지는 투광성수지, 플라스틱제 투광성미립자, 적어도 1종의 탄소수 8이상의 퍼플루오로알킬기를 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위 및 적어도 1종의 보네인링을 갖는 (메타)아크릴산계의 반복단위를 포함하는 공중합체로 되는 레벨링제를 포함하여 이루어지는 용제를 포함한 도포액을 도포하고 건조시켜 경화함으로서 상기 방현층을 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 용제로서 톨루엔을 도포조성물전량에 대하여 25질량% 이상 60질량% 이하 함유하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 방현 필름용 고팅층의 제조
방현성을 갖는 입자와 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 모노머를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 그후, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 투명 기재로 선택하여 그 위에 슬롯 다이를 이용하여 shim size가 30um이 되는 조건으로 코팅 조성물을 도포하여 방현 필름용 코팅층을 제조하였다.
실시예 2 내지 4: 방현 필름용 코팅층의 제조
슬롯 다이의 Shim size를 하기 표 1에 기재된 조건으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정으로 방현 필름용 코팅층을 제조하였다.
비교예 1 및 2: 방현 필름용 코팅층의 제조
슬롯 다이의 Shim size를 하기 표 1에 기재된 조건으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정으로 방현 필름용 코팅층을 제조하였다.
평가예
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 및 2에서 제조된 방현 필름용 코팅층에 대해 다음과 같이 물성 평가를 수행하고, 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.
(1) 유압(MPa): 펌프에서 슬롯 다이 전단에 전달되는 압력이다.
(2) 표면조도(Ra): 코사카사의 ET4000 접촉식 표면 형상 측정기를 이용하여 측정하였다.
(3) 코팅성: 개재에 코팅 조성물이 평탄하게 코팅되는 지를 코팅 라인의 수로 확인(양호: 코팅 라인 0개, 약: 코팅 라인 1-2개, 중: 코팅 라인 3-4개, 강: 코팅 라인 5개 이상)
Shim Size(um) 유압(MPa) 표면조도(Ra, um) 코팅성
실시예 1 30 3 0.03571 양호
실시예 2 50 2 0.03628 양호
실시예 3 70 1 0.03716 양호
실시예 4 100 0.5 0.03841 양호
비교예 1 10 5 0.03016 강
비교예 2 150 0.1 0.04193 강
상기 표 1에서와 같이 실시예 1 내지 4는 양호한 코팅성을 나타내며 Shim size에 따른 표면 조도의 변화를 보이며 양호한 분산 상태를 확인하였지만, 비교예 1 및 2는 코팅 라인이 발생하여 코팅성을 확보하지 못하였다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
1: 방현 필름(반사방지필름) 2: 기재(트리아세틸셀룰로오스 필름)
4: 방현층 5: 저굴절율층
12, 13: 투광성미립자

Claims (4)

  1. 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에, 투광성 수지, 플라스틱제 투광성미립자, 공중합체로 구성된 레벨링제를 포함하는 방현층을 적층시켜서 형성되는 방현 필름에 있어서,
    상기 방현층의 방현성 향상을 위해 슬롯 다이의 심 사이즈(shim size)를 제어하여 상기 기재로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름에 도포되는 조액의 유압을 조절하여 입자의 분산을 균일하게 함으로써 상기 방현층의 방현성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 방현성이 향상된 방현 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투광성 수지는 아크릴계수지인 것을 특징으로 하는 방현성이 향상된 방현 필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 슬롯 다이의 심 사이즈는 30 내지 100um인 것을 특징으로 하는 방현성이 향상된 방현 필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조액의 유압의 범위가 0.5 내지 3MPa인 것을 특징으로 하는 방현성이 향상된 방현 필름.
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