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KR100857373B1 - 반사방지 필름 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사 방지 필름및 반사 방지 필름을 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

반사방지 필름 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사 방지 필름및 반사 방지 필름을 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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KR100857373B1
KR100857373B1 KR1020060108903A KR20060108903A KR100857373B1 KR 100857373 B1 KR100857373 B1 KR 100857373B1 KR 1020060108903 A KR1020060108903 A KR 1020060108903A KR 20060108903 A KR20060108903 A KR 20060108903A KR 100857373 B1 KR100857373 B1 KR 100857373B1
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KR
South Korea
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fluorine
antireflection film
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성윤정
강경구
임형태
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제일모직주식회사
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Abstract

본 발명은 반사방지 필름 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사방지 필름 및 반사방지 필름을 포함하는 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함불소 화합물, 반응성 실리콘 화합물, (메타)아크릴레이트 화합물, 중합 개시제 및 용매를 포함하는 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사방지 필름 및 반사방지 필름을 포함하는 화상 표시장치에 관한 것으로서, 상기 조성물을 사용함으로써 반사율이 낮고 투과율이 높으면서도 충분한 방오성을 나타내고 내구성이 향상된 반사방지 필름 및 이를 포함하는 화상 표시장치를 제공할 수 있다.
반사방지 필름, 함불소 화합물, 실리콘 화합물, 반사율, 투과율

Description

반사방지 필름 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사 방지 필름 및 반사 방지 필름을 포함하는 화상 표시 장치{COATING COMPOSITION FOR ANTI-REFLECTION FILM, ANTI-REFLECTION FILM USING THE SAME AND IMAGE DISPLAYING DEVICE COMPRISING SAID ANTI-REFLECTION FILM}
도 1는 본 발명의 일구현예에 따른 반사방지 필름의 개략 단면도이고,
도 2는 실시예 1로부터 얻어진 반사율 스펙트럼이다.
〈도면 1의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1: 기재 2: 하드코트층
3: 고굴절층 4: 저굴절층
본 발명은 반사방지 필름 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사방지 필름 및 반사방지 필름을 포함하는 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 2종 이상의 함불소 화합물, 반응성 실리콘 화합물, (메타)아크릴레이트 화합물, 중합 개시제 및 용매를 포함하는 저굴절층 코팅용 조성물, 이를 이용한 반사방지 필름 및 반사방지 필름을 포함하는 화상 표시장치에 관한 것이다.
최근 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 또는 ELD(Electro Luminance Display)로 대표되는 디스플레이 장치의 사용이 일반화됨에 따라서 디스플레이 표면의 내마모성, 방오성 뿐만 아니라 이러한 디스플레이 장치를 옥외 및 밝은 조명 하에서 사용하는 경우 태양광, 형광등 등의 외부광이 디스플레이 표면에 비치면서 반사되는 것을 방지하는 성능이 요구되고 있다.
이러한 반사방지 기능을 부여하기 위하여 초기에는 플라스틱 기재상에 굴절률이 다른 1층 이상의 층을 증착하여 형성하는 방법이 주로 이용되었으나, 증착법은 그 비용이 현저하게 고가이고 대면적 코팅을 할 수 없는 문제점이 있다. 이에 굴절률이 낮은 유기계 수지인 함불소 수지를 이용하여 저굴절막을 형성하는 방법이 제안되었다.
그러나 일반적으로 함불소 수지는 범용 용제에 용해되지 않기 때문에 함불소 용매를 사용해야 되는데, 함불소 용매를 사용하는 경우 제조 원가가 높아지고 함불소 수지만으로 코팅막을 형성할 경우 막의 내스크래치성 및 경도가 부족하여 내구성 또한 문제될 수 있다. WO96/22356에는 비정질의 테트라 플루오르 에틸렌 공중합체를 함불소 용매에 용해하여 코팅하는 방법이 개시되어 있다.
따라서, 함불소 수지를 범용 용매에 용해 가능하기 하기 위하여는 불소 함유 량이 높지 않아야 한다. 이를 위하여는 함불소 수지를 불소를 함유하지 않은 아크릴레이트 수지와 혼합하여 코팅막을 형성하는 것도 가능한데 일본특허공개 평 제 7-42031에 그 방법이 개시되어 있다. 그러나 코팅막의 충분한 내스크래치성 및 경도를 구현하기 위해서는 불소를 함유하지 않은 아크릴레이트 수지를 일정 수준 이상 혼합해야 하며, 이 경우 코팅액의 굴절률이 높아져 반사 방지 특성을 저해하는 문제점이 있다.
또한 함불소 수지로 코팅막을 형성하는 경우에는 방오성이 떨어지는 문제가 있다. 코팅막의 방오성을 높이기 위하여 함불소 수지 내에 실릴기를 도입하는 방법(일본특허공개 평 제5-025183호), 코팅액 중 오가노실란의 가수분해물 및 그 부분 축합물을 도입하는 방법(일본특허공고 평 제6-98703호, 일본특허공개 소 제63-21601호), 함불소 수지와 오가노실란의 축중합물을 블랜딩하는 방법(일본특허공개 평 제13-14690호) 등이 개시되어 있다. 그러나 이러한 방법들은 높은 방오성과 내스크래치성을 갖는 코팅막을 얻을 수는 있으나, 코팅액 제조시 별도의 공정이 필요하거나, 코팅액의 장기 보관시 문제가 될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반사방지 성능의 저하 없이 방오성 및 경도가 우수하고 범용 용매에 용해 가능한 반사방지필름 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 반사방지필름 코팅용 조성물을 사용하여 방오성 및 경도가 우수한 반사방지 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반사방지 필름을 포함하여 제조되는 화상 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
(i) 함불소 화합물;
(ⅱ) 반응성 실리콘 화합물;
(ⅲ) (메타)아크릴레이트 화합물;
(iv) 광중합 개시제; 및
(v ) 용매를 포함하여 이루어지는 반사방지 필름 코팅용 조성물에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,
(i) 기재;
(ⅱ) 하드코트층;
(?) 고굴절층; 및
(iv) 저굴절층을 포함하는 반사방지 필름에 있어서,
저굴절층이 상기 코팅용 조성물로 이루어지는 반사방지 필름에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은 상기 반사방지 필름을 포함하여 제조되는 화상 표시장치에 관한 것이다.
이하에서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일구현예에 따른 반사방지 필름 코팅용 조성물은, 하기 화학식 1로 표현되는 함불소 화합물을 포함하여 이루어진다.
[화학식 1]
Figure 112006081088083-pat00001
(상기 화학식 1에서 Rf 는 퍼플루오르기이며, R1은 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.)
상기 화학식 1의 함불소 화합물에서 Rf는 하기 화학식 2와 같은 분자구조를 가질 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112006081088083-pat00002
( 상기 화학식 2에서 Rf1 은 탄소수 1 ~ 10 의 직쇄형 퍼플루오르기이며, Rf2, Rf3, Rf4, Rf5 는 탄소수 1 ~ 14의 직쇄형 퍼플루오르기이다.)
상기 화학식 1의 함불소 화합물이 필름 형성용 수지로 사용되기 위해서는 합성의 용이성, 저굴절성, 자외성 경화의 용이성, 코팅층 형성을 위한 적합한 분자구조 및 분자량의 특성을 모두 갖추고 있는 것이 바람직하다.
상기 화학식 1의 함불소 화합물의 양은 전체 고형분 100 중량부에 대해 70 ~ 95 중량부 인 것이 바람직하다. 함량이 70 중량부 미만이면 반사 방지 성능이 충분하지 못하며, 함량이 95 중량부 이상이면 코팅층의 경도 및 내스크래치성이 부족할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 저굴절성과 자외선 경화의 용이성은 그 특성이 상반되어 나타나므로, 함불소 화합물에 상기 특성을 모두 부여함에 있어 필요에 따라 각 각의 특성을 대변할 수 있는 상기 화학식1의 서로 다른 2종 이상의 함불소 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 화학식 1의 서로 다른 2종 이상의 함불소 화합물 중, 각 함불소 화합물의 함량은, 전체 함불소 화합물 100 중량부에 대하여 각각 10 중량부 이상인 것이 바람직하다. 각 함불소 화합물이 전체 함불소 화합물의 10 중량부 미만으로 사용되는 경우, 상기의 함불소 화합물을 혼합함으로써 구현할 수 있는 특성이 나타나지 않을 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따른 저굴절용 코팅액 조성물에 있어서, 상기 반응성 실리콘 화합물은 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 나타낼 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112006081088083-pat00003
(상기 화학식 3에서 X1, X2, X3는 각각 수소 또는 메틸기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, R1, R2은 중 적어도 하나는 경화 반응이 가능한 반응기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, c는 3~1000 의 정수이다.)
[화학식 4]
Figure 112006081088083-pat00004
(상기 화학식 4에서 X1, X2는 각각 수소 또는 메틸기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, R1, R2 중 적어도 하나는 경화 반응이 가능한 반응기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, c는 3~1000 의 정수이다.)
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 반응성 실리콘 화합물은 오일(Oil)의 형태로 폴리실록산, 메틸하이드로폴리실록산, 트리메틸 실록산 메틸하이드로 실록산의 공중합체, 디메틸 실록산 메틸하이드로 실록산의 공중합체 및 폴리 디메틸 실록산 각각의 기본 구조 중 말단기 혹은 분자내에 적어도 하나의 관능기를 포함하는 화합물로서 이들 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 반응성 실리콘 화합물은 말단기에 포함된 관능기의 종류에 따라 제조 방법이 달라질 수 있다.
말단기에 포함된 관능기에는 아미노기, 에폭시기, 지환식 에폭시기, 카르보닐기, 메타크릴레이트기, 폴리에틸기, 멜캅토기, 카르복실기, 페놀기, 히드록시기 등이 있다.
상기 반응성 실리콘 화합물의 사용량은 전체 고형분 100 중량부에 대해 0.1 ~ 15 중량부이며, 보다 바람직하게는 0.2 ~ 10중량부인 것이 바람직하다. 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 코팅막의 방오성이 충분하지 않을 수 있으며, 15 중량 부를 초과하는 경우 코팅막의 외관이 불량하고 백화 현상이 나타날 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따른 (메타)아크릴레이트 화합물은, 분자 중에 메타아크릴로일기, 메타아크릴로일옥시기와 같은 중합반응이 가능한 불포화 결합 또는 에폭시기와 같은 양이온성의 중합반응이 가능한 관능기를 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머이다.
상기 (메타)아크릴레이트 화합물의 사용량은, 전체 고형분 100중량부에 대해 1 ~ 20 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량부 미만인 경우 코팅층의 경화 효율이 충분히 높지 않거나 코팅막의 외관이 균일하지 않을 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우 반사방지 성능이 저하 될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 함불소 화합물, 반응성 실리콘 화합물 및 (메타)아크릴레이트 화합물로 구성된 고형분은 전체 코팅액 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 고형분이 1중량부 미만인 경우 코팅층의 두께가 충분하지 못하여 반사방지 성능이 발현되지 않는 문제점이 있고, 20중량부를 초과하는 경우 최저반사율 값을 보이는 파장대가 가시광선 영역을 벗어나는 문제점이 있다.
본 발명의 일구현예에 따른 중합 개시제는 일반 중합 조성물에 사용되는 범용적인 것으로서 광중합개시제 또는 라디칼개시제 모두 사용 가능하며, 특히 산소 장애의 영향을 받지 않으면서 개시 효율이 좋은 중합 개시제가 바람직하다.
상기 중합 개시제의 사용량은 전체 고형분 100중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부이다. 함량이 0.1 중량부 미만인 경우, 제조된 코팅막의 경도가 충분하지 못하며, 10 중량부를 초과하는 경우 중합 개시제 자체가 라디칼과 반응하여 중합을 억제할 우려가 있기 때문이다.
본 발명에서 상기 용매로는 예를 들면 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로판올, 이소 프로판올, 1-메톡시-2-프로판올 등의 알코올; 메틸 이소부틸 케톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤; 초산 메틸, 초산 에틸 등의 에스테르; 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 화합물; 디에틸 에테르 등의 에테르의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서는 필요에 따라 코팅막의 내스크래치성 및 방오성 향상을 위해 상기 조성물에 불소 함유 실란 커플링제에 의하여 변성된 콜로이달 실리카를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 양상은 기재, 하드코트층, 고굴절층 및 저굴절층을 포함하는 반사방지 필름에 있어서, 상기 저굴절층은 전술한 본 발명의 코팅용 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름에 관계한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 이를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 반사방지 필름의 개략 단면도로서, 본 발명의 반사방지 필름은 기재(10), 상부에 내스크래치성을 부여하는 하드코트층(20), 반사방지 성능을 부여하는 고굴절층(30) 및 저굴절층(40)을 포함하여 이루어진다.
기재(10)
본 발명의 반사방지 필름의 기재(10)로는 투명성이 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 가공성의 측면에서는 플라스틱 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 기재로 통상 사용되는 재료로는 예를 들어, 아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등의 셀룰로오스 에스테르류; 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복시레이트, 시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르류; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜탄 등의 폴리올레핀류 등이 있으며, 이외에도 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리술폰, 폴리이미드, 나일론 등을 예로 들 수 있다. 이중에서 아세틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트가 투명성이 우수하여 광학 필름의 기판으로서 보다 바람직하다. 또한 아세틸셀룰로오스는 알칼리 물질에 의해 감화처리 된 것을 사용할 수도 있다.
하드코트층(20)
본 발명의 반사방지 필름은, 막의 경도를 높이기 위하여 고굴절층의 아래에 하드코트층(20)이 위치시키며, 상기 하드코트층은 기판 필름을 보호하고 경도를 높이는 역할을 한다. 하드코트층은 일반적으로 자외선 경화형 수지, 광중합 개시제 및 용매와 필요에 따라 무기 미립자를 포함하는 코팅용 조성물을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 하드코트층에 사용되는 자외선 경화형 수지로는 2개 이상의 관능기를 갖는 화합물이 바람직하다. 이러한 화합물로는 분자 중에 메타아크릴로일기, 메타아크릴로일옥시기와 같은 중합반응이 가능한 불포화 결합 또는 에폭시기와 같은 양이온성 중합반응이 가능한 관능기를 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머가 있으며 이러한 화합물을 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 조성물로써 이용할 수 있다.
상기 수지는 경화 시, 가교가 형성될 수 있도록 에틸렌기를 분자 내에 포함하고 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 하드코트층에는 굴절률을 조절하거나 막의 경도를 높이기 위해 필요에 따라 무기 미립자를 첨가할 수 있다. 무기 미립자로서는 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 무기 미립자의 평균 입경이 0.5 ㎛를 초과할 경우 반사 방지 필름의 헤이즈가 증가할 우려가 있다. 무기 미립자로서 이산화규소, 이산화티탄, 산화 알루미늄, 산화 주석, 탄산칼슘, 황산 바륨, 활석, 카올린 또는 유산 칼슘 입자를 사용할 수 있다.
본 발명에서 하드코트층의 두께는 0.5 내지 15 ㎛인 것이 바람직하다. 하드코트층의 두께가 0.5 ㎛ 미만인 경우 경도가 충분하지 않을 수 있으며, 두께가 15 ㎛를 초과하는 경우 필름에 컬이 발생하기 쉽고 투과율이 낮아질 수 있다.
상기 하드코트층을 코팅하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 코팅, 다이 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅법 등 일반적인 습식 코팅(wet coating)을 모 두 사용할 수 있다. 코팅에는 50 ~ 130℃에서 용매를 건조시키고 에너지 100 ~ 700 mJ/cm2 로 자외선 경화한다.
고굴절층(30)
본 발명의 반사방지 필름에 사용되는 고굴절층(30)은, 일반적으로 굴절률이 높은 금속 산화물 미립자 및 자외선 경화 가능한 관능기 2 이상의 수지, 광중합 개시제 및 용매를 포함하는 코팅용 조성물을 이용하여 제조할 수 있다.
상기 금속 산화물 미립자로서, 예를 들어 산화 아연, 산화 주석, 안티몬 함유 산화 주석, 인듐 함유 산화 주석, 산화 인듐, 산화 안티몬, 산화 지르코늄, 산화 티탄, 산화 텅스텐, 안티몬산 아연, 산화 바나듐 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 입자의 분산성과 굴절률 조정의 용이성 여부 등을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다.
금속 산화물 미립자는 평균 입경이 0.01 내지 0.5 ㎛인 것이 바람직하다. 평균 입경이 0.01 ㎛ 미만인 경우 분산이 어려우며, 입경이 0.5 ㎛를 초과하는 경우 헤이즈가 증가할 수 있다.
이들 금속 산화 미립자의 표면을 커플링제를 이용하여 처리하면 미립자의 분산성이 향상되고 고굴절층 형성용 코팅액의 분산안정성도 높아진다. 커플링제의 예로는 이소프로필 트리이소스테아로일 티타네이트, 티탄 n-부톡시드, 티탄 에톡시드, 티탄 2-에틸헥시옥시드, 티탄 이소부톡시드, 티탄 스테아릴옥시드, 트리이소프로폭시 헵타데시네이트 티탄 등을 들 수 있다.
상기 자외선 경화 가능한 관능기 2 이상의 수지는 하드코팅에 사용되는 수지와 동일한 종류로, 분자 중에 메타아크릴로일기, 메타아크릴로일옥시기와 같은 중합반응이 가능한 불포화 결합 또는 에폭시기와 같은 양이온성 중합반응이 가능한 관능기를 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머인 것이 바람직하다.
고굴절층 형성용 코팅액의 코팅 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 코팅, 다이 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅법 등 일반적인 습식 코팅(wet coating)을 모두 사용할 수 있다. 코팅 후에는 50 ~ 130℃에서 용매를 건조하고 300 ~ 1000 mJ/cm2 의 자외선 경화로 코팅층을 형성한다.
고굴절층은 필요에 따라 그 굴절률을 조절하여 중굴절층, 고굴절층의 순서의 2층 형태로 부여할 수도 있다. 이때 굴절률은 금속 산화 미립자의 함유량으로 조절하게 된다.
이와 같이 고굴절층 형성용 코팅액으로 고굴절층을 형성하는 경우, 굴절률이 1.6 이상, 바람직하게는 1.6 ~ 2의 값이고, 그 두께는 60 nm 내지 600 nm인 것이 바람직하다. 빛의 간섭을 이용하여 반사방지 성능을 나타내도록 하기 위해서는 코팅막의 굴절률에 따라 층 두께를 미세하게 조절할 필요가 있기 때문이다.
저굴절층(40)
본 발명의 반사방지 필름에 사용되는 저굴절층(40)은 상기 전술한 화학식 1로 표현되는 함불소 화합물, 반응성 실리콘 화합물, (메타)아크릴레이트 화합물, 중합 개시제 및 용매를 포함하는 코팅액 조성물을 사용하여 제조하는 것을 특징으 로 한다. 또한 코팅막의 내스크래치성 및 방오성의 향상을 위해 필요에 따라 불소 함유 실란 커플링제에 의하여 변성된 콜로이달 실리카를 포함할 수도 있다.
상기 저굴절층 형성용 코팅액 코팅 방법은, 예를 들어 롤 코팅, 다이 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅법 등 일반적인 습식 코팅(wet coating)을 모두 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 코팅 후 50 ~ 130℃에서 용매를 건조하고 300 ~ 1300 mJ/cm2 의 자외선 경화로 코팅층을 형성한다.
또한 이와 같이 형성된 저굴절층의 굴절률은 1.3 ~ 1.5 이며, 그 두께는 고굴절층과 마찬가지로 60 nm 내지 600 nm인 것이 바람직하다. 불소계 모노머 및 올리고머를 이용한 저굴절율 코팅액의 경우 굴절률이 1.3 미만인 경우는 존재하지 않으며, 굴절률이 1.5 를 초과하는 경우에는 반사 방지 성능이 충분하지 못할 수 있다. 한편, 저굴절층의 두께가 60 nm 미만인 경우 반사 방지 성능이 발현되지 않을 수 있고, 600 nm를 초과하는 경우 최저 반사율이 나타나는 파장이 가시광선 영역을 벗어날 수 있다.
본 발명은 또한 상기 고굴절층의 굴절률과 저굴절층의 굴절률 차이가 0.05 내지 0.7인 것이 바람직하다. 고굴절층과 저굴절층의 굴절률 차이가 0.05 미만인 경우 반사 방지 성능이 충분하지 못하며, 0.7을 초과하는 경우에는 습식 코팅 방법으로 충분한 반사 방지 성능을 구현하는 것이 쉽지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이 형성된 반사방지 필름은 헤이즈가 1% 이하, 가시광 영역 즉, 380 ~ 750nm 파장에서의 평균 반사율이 3% 이하이며, 물에 대한 접촉각은 90 도 이상이다.
본 발명의 또 다른 양상은 상기 반사방지 필름을 포함하여 제작된 화상 표시장치에 관계한다.
상기 반사방지 필름을 포함하는 화상 표시장치는 반사율이 낮고 투과율이 높으면서도 충분한 방오성 및 내구성을 보유하여 PDP, LCD, 터치패널 등에 폭 넓게 사용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
* 제조예 (1)~(11): 저굴절층 형성용 코팅액의 제조.
화학식 1의 함불소 화합물로는 화학식 2의 Rf가 (a)로 표현되는 화합물과 (e)로 표현되는 화합물을 사용하였다. 또한 반응성 실리콘 화합물 및 (메타)아크릴레이트 화합물로는 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Ebecryl 5129, 에스케이-유씨이비이(SK-UCB) 제품)를 표 1에 나타낸 것과 같이 각각 사용하였으며, 각 성분을 메틸 에틸 케톤 용매에 용해하여 혼합하고 메틸 에틸 케톤 과 메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매로 고형분 5중량부가 되도록 조정하였다. 광중합 개시제인 Igacure 127(시바-가이기(Ciba-geigy)사 제품)을 전체 고형분에 대하여 5중량부 첨가하고 각 성분이 완전히 용해할 수 있도록 교반하였다.
* 실시예 (1) - (6): 반사방지 필름의 제조.
1) 기재
기재로서 100 ㎛ 두께의 PET 필름(A4300, 도요보)을 사용하였다.
2) 하드코트층의 형성
우레탄 아크릴레이트 올리고머(Ebecryl 5129, 에스케이-유씨이비이(SK-UCB) 제품) 30중량부와 디펜타에리스리톨아크릴레이트 (A-400, 일본 화약 제품) 20중량부, 용매로는 메틸에틸케톤과 톨루엔을 각각 25중량부로 혼합하여 사용하였다. 중합 개시제로는 Igacure 184(시바-가이기(Ciba-geigy)사 제품)를 전체 고형분 함량에 대하여 1중량부 사용하였다.
바코터 #12 bar를 이용하여 코팅막을 형성한 후 80℃에서 2 분 동안 용매를 건조시키고 300 mJ/cm2의 자외선을 조사하여 코팅막을 경화시켰다.
3) 고굴절층의 형성
평균 입경이 25 nm인 산화주석 미립자가 자외선 경화형 수지와 에탄올 및 이소프로판올에 분산되어 있는 산화주석 분산액(촉매화성)을 이소프로판올을 이용하여 8중량%로 희석하였다.
바코터 #4 bar를 이용하여 코팅막 형성 후 80℃에서 2 분 동안 건조하여 용매를 휘발시키고, 500 mJ/cm2의 자외선을 조사하여 코팅막을 경화하였다.
4) 저굴절층의 형성
표 1의 제조예 1~ 6에서 제조된 저굴절층 형성용 코팅액을 바코터 #4 bar를 이용하여 코팅막을 형성한 후 80℃에서 2 분 동안 건조시켜 용매를 휘발시킴으로써 코팅막을 형성하였다.
형성된 코팅막에 대하여 평균 반사율, 투과율, 헤이즈, 접촉각을 측정하고, 스틸 울(Steel wool) 시험, 유성펜 시험을 행하여 그 결과를 상기 표 2에 나타내었다. 또한, 실시예 1에 따른 반사방지 필름의 반사율 스펙트럼을 도 2에 나타내었다.
비교 실시예 1- 5
저굴절층을 형성함에 있어, 표 1의 제조예 7 ~ 11의 코팅 조성물을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1~ 6과 동일하게 실시하였으며, 형성된 코팅막의 물성평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112006081088083-pat00005
[표 2]
Figure 112006081088083-pat00006
〈물성 평가 방법〉
·외관 : 반사 방지 필름의 외관을 육안으로 관찰하였다. 코팅면 상에 특별한 외관 불량이 관측되지 않으면 ○로 표기하였고, 바에 의한 긁힘 자국이 희미하게 남아 있으면 △로 표기하였으며, 바에 의한 긁힘 자국이 선명하게 남아있거나 필름 표면이 뿌옇게 흐려져 있는 경우에는 ×로 표기하였다.
·평균 반사율 : 반사율은 UV/VIS/NIR 스펙트로미터(Lambda 950, 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer) 제품)를 이용하여 측정하였다. 샘플의 이면은 사포로 문지르고, 무광 페인트(CL440F-1999, 고려페인트 제품)를 칠하여 필름 이면에서의 반사광을 제거하였다. 입사각 8˚로 지정하였으며, 반사된 빛 중 스펙큘러 빛에 대한 반사율을 측정하였다. 측정된 반사율 값에 대해서 380 ∼ 780 nm의 범위에서의 반사율 평균을 계산하였다.
·최소 반사율 : 반사율은 UV/VIS/NIR 스펙트로미터(Lambda 950, 퍼킨-엘 머(Perkin-Elmer) 제품)를 이용하여 측정하였다. 샘플의 이면은 사포로 문지르고, 무광 페인트(CL440F-1999, 고려페인트 제품)를 칠하여 필름 이면에서의 반사광을 제거하였다. 입사각 8˚로 지정하였으며, 반사된 빛 중 스펙큘러 빛에 대한 반사율을 측정하였다. 측정된 반사율 값에 대해서 550 ∼ 650 nm의 범위에서의 반사율 값 중 최저 값을 기록하였다.
·헤이즈 : 헤이즈 및 투과도 측정기(니폰 덴쇼쿠 고교 코포레이티드(Nippon Denshoku Kogyo Co.) 제품)를 이용해 측정하였다.
·스틸 울(Steel wool) 시험 : #0000의 스틸 울(Steel wool)을 사용하여 200 g의 하중으로 코팅막을 20번 왕복하여 스크래치를 주었다. 스크래치의 정도에 따라 1 ~ 5로 표시하였다. 코팅막이 완전히 벗겨졌을 경우 1로 표시하였으며, 시험 후에도 코팅막에 변화가 없을 경우 5로 표시하였다.
·유성펜 시험 : 유성펜 (모나미)을 이용하여 코팅막에 오염을 준 후 면포로 5회 왕복하여 오염을 제거하였다. 오염이 완전히 제거된 경우 ○로 표시하였고, 제거는 가능하나 흔적이 남아있는 경우 △로 표시하였으며, 전혀 제거가 불가능한 경우 ×로 표시하였다.
·접촉각 : 접촉각 측정기(Phoenix300, 에스이오(SEO) 제품)를 이용하여 물에 대한 접촉각을 측정하였다.
상기 표 2의 기재사항으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 반사방지 필름의 평균 반사율은 3% 이하이고, 헤이즈는 1% 이하 이며, 비교실시예 1 내지 5의 반사방지 필름과 비교하였을 때, 반사방지 성능의 저하없이 우수한 방오성과 높은 내스크래치성을 보임을 알 수 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 구현예에 따른 저굴절층 코팅용 조성물을 이용하면 반사율 및 헤이즈가 낮으며, 방오성 및 내스크래치성이 우수한 반사방지 필름 및 이를 포함하는 화상 표시장치를 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. (i) 하기 화학식 1로 표시되는 서로 다른 2종 이상의 함불소 화합물;
    (ⅱ) 반응성 실리콘 화합물;
    (ⅲ) (메타)아크릴레이트 화합물;
    (iv) 중합 개시제; 및
    (v) 용매를 포함하여 이루어지는 반사방지 필름 코팅용 조성물로서, 전체 고형분 100 중량부에 대하여 상기 함불소 화합물 70~95 중량부, 상기 반응성 실리콘 화합물 0.1~15 중량부 및 상기 (메타)아크릴레이트 화합물 1~20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름 코팅용 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 712008002936200-pat00007
    (상기 화학식 1에서, Rf 는 하기 화학식 2로 표시되는 작용기 중 선택된 하나이며, R1은 수소원자 또는 메틸기이다.)
    [화학식 2]
    Figure 712008002936200-pat00008
    상기 화학식 2에서 Rf1 은 탄소수 1 ~ 10 의 직쇄형 퍼플루오르기이며, Rf2, Rf3, Rf4, Rf5 는 탄소수 1 ~ 14의 직쇄형 퍼를루오르기이다.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘 화합물이 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 반사방지 필름 코팅용 조성물.
    [화학식 3]
    Figure 112006081088083-pat00009
    (상기 화학식 3에서, X1, X2, X3는 각각 수소 또는 메틸기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, R1, R2은 중 적어도 하나는 경화 반응이 가능한 반응기이며 서로 동일 하거나 다른 종이고, c는 3~1000 의 정수이다.)
    [화학식 4]
    Figure 112006081088083-pat00010
    (상기 화학식 4에서, X1, X2는 각각 수소 또는 메틸기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, R1, R2은 중 적어도 하나는 경화 반응이 가능한 반응기이며 서로 동일하거나 다른 종이고, c는 3~1000 의 정수이다.)
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 반응성 실리콘 화합물이 전체 고형분 100 중량부에 대하여 0.2 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름 코팅용 조성물.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 서로 다른 2종 이상의 함불소 화합물 중, 각 함불소 화합물의 함량은, 전체 함불소 화합물 100 중량부에 대하여 각각 10 중량부 이상인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름 코팅용 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 조성물이 불소 함유 실란 커플링제에 의하여 변성된 콜로이달 실리카를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름 코팅용 조성물.
  9. (i) 기재;
    (ⅱ) 하드코트층;
    (ⅲ) 고굴절층; 및
    (iv) 저굴절층을 포함하는 반사방지 필름에 있어서, 상기 저굴절층이 제1항, 제3항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물에 의해 형성된 반사방지 필름.
  10. 제 9항의 반사방지 필름을 포함하는 화상 표시장치.
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