KR100890091B1 - 눈부심 방지 층, 눈부심 방지 필름 및 광학 소자 - Google Patents
눈부심 방지 층, 눈부심 방지 필름 및 광학 소자 Download PDFInfo
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Abstract
눈부심 방지 층은 입자를 함유하는 하나 이상의 수지 피복 층(a) 및 상기 수지 피복 층(a) 상에 적층된 수지 피복 층(b)을 포함한다. 수지 피복 층(b)은 입자를 함유하고 표면 요철 형상을 갖는다. 수지 피복 층(b)에 함유된 입자의 평균 입경은 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경보다 작거나 이와 동일하며, 눈부심 방지성을 유지하면서 스크린의 눈부심 현상을 억제할 수 있고, 백색화가 최소한으로 관찰된다.
Description
도 1은 본 발명의 눈부심 방지 층이 구비된 필름의 예를 도시한다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치 등에서 고해상 화소에 나타나는 스크린 눈부심 현상을 억제하기 위해 사용되는 눈부심 방지 층, 눈부심 방지 층을 갖는 필름, 및 눈부심 방지 필름이 구비된 광학 소자에 관한 것이다.
이제까지, 액정 디스플레이 장치와 같은 디스플레이 장치에서는, 패널의 최고 표면에 표면 반사광을 분산시키고 외부 광의 정반사를 억제시킴으로써 외부 환경의 반사를 방지하기 위해서 눈부심 방지 층(반짝임 방지성을 갖는)을 설치하여 화상의 가시도를 향상시켜 왔다. 이런 눈부심 방지 층의 일반적으로 공지된 예는 샌드블라스팅(sandblasting) 하거나 또는 투명한 입자를 5 내지 10㎛의 두께를 갖는 수지 층에 적합하게 충진시켜 표면에 미세한 요철 구조를 부여하여 수득된 층이다. 그러나, 고정밀 액정 디스플레이 장치의 경우, 상기 개시된 바와 같은 눈부심 방지 층이 장착되면, 표면에 무작위의 강하고 약한 광이 발생하여 눈부심을 악화시켜 화질을 악화시키는 문제를 일으킨다. 이런 눈부심을 억제하기 위해서, 2층 이상의 전술된 수지 피복을 배치하는 방법이 제안되었다. 비록 이런 수단이 어느 정도는 눈부심 현상을 방지할 수 있지만, 충분히 억제되지는 않는다.
또한, 상기한 표면 요철 형상을 갖는 전술된 눈부심 방지 층은 정점과 바닥 사이의 평균 간격이 작아서 밀집 구조를 제공하는 경우에는 눈부심 방지성을 효과적으로 부여하여, 눈부심 현상을 어느 정도 억제할 수 있다. 한편, 밀집된 표면 요철 형상을 갖는 구조의 경우, 표면 층상의 외부 광의 무작위 반사에 의해 표면이 백색으로 보이는 "백색화" 현상이 발생한다. 이는 특히 디스플레이 장치, 예를 들면 액정 디스플레이 장치에서 흑색 디스플레이의 가시도를 감소시키는 문제를 일으킨다.
본 발명의 목적은 백색화가 최소한으로 관찰되고 반짝임 방지성을 유지하면서 스크린 눈부심 현상을 억제할 수 있는 눈부심 방지 층을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 눈부심 방지 층을 갖는 필름 및 눈부심 방지 필름이 구비된 광학 소자를 제공하는 것이다.
종래 기술의 전술된 문제들을 해결하기 위해서 계속 연구한 결과, 본 발명자 들은 하기 개시된 구조를 갖는 눈부심 방지 층에 의해 전술된 목적이 달성됨을 발견하였다.
즉, 본 발명은 입자를 함유하는 1층 이상의 수지 피복층(a) 및 상기 수지 피복층(a) 상에 적층되고, 입자를 함유하며, 표면 요철 형상을 갖는 수지 피복층(b)을 포함하는 눈부심 방지 층에 관한 것이고, 이때, 상기 수지 피복층(b)에 함유된 입자의 평균 입경은 상기 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경보다 작거나 이와 동일하다.
본 발명에서, 눈부심 방지 층은 하부 층이 상부 층에 함유된 입자의 평균 입경보다 큰 평균 입경을 갖는 입자를 함유하는 적층물로 제조된다. 결과적으로, 광 분산이 각각의 층에서 효과적으로 일어나서 액정 디스플레이 장치에서 백라이트(backlight)의 분산에 기인한 눈부심 현상이 억제된다.
또한, 본 발명의 눈부심 방지 층은 전술된 적층 구조에서 상부 층에 포함된 입자의 평균 입경이 하부 층에 함유된 입자의 평균 입경보다 작거나 이와 동일하여 상부 층에 더 작은 평균 입경을 갖는 입자가 나타나도록 설계된다. 이런 설계에 의하면 표면 요철 형상의 밀도를 어느 정도 완화시키고, 표면 요철 형상의 정점과 바닥의 간격을 어느 정도 증가시키고 평균 경사각을 감소시켜, 백색화를 억제할 수 있다. 본 발명에서는, 상술된 적층 구조에 의해 눈부심이 억제되기 때문에, 표면 눈부심이 단층 구조를 갖는 눈부심 방지 층에 의한 백색화를 억제시키는 경우에서와 같이 디스플레이 스크린의 가시도 또는 화질을 감소시킬 정도로 현저하지는 않다.
또한, 본 발명의 눈부심 방지 층의 하부 층을 구성하는 수지 피복 층(a)은 표면 마찰 내성 및 경도를 개선시키는 작용을 한다.
전술된 눈부심 방지 층에서, 수지 피복 층(b)의 표면 요철 구조의 표면 거칠기는 정점과 바닥 사이의 평균 간격으로 바람직하게는 14 내지 60㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 50㎛이다.
정점과 바닥 사이의 평균 간격이 상기 전술된 범위 이내인 경우, 눈부심 방지성과 백색화 방지성이 우수한 균형을 이루어 바람직하다. 정점과 바닥 사이의 평균 간격은 반짝임 방지성 및 눈부심 방지성의 관점에서는 30㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 백색화 방지성의 관점에서는 30㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 여기서 정점과 바닥 사이의 평균 간격은 흔적 거리가 3mm이고 속도가 0.3mm/s인 조건 하에서 접촉식 표면 조도계를 이용하여 측정된 값이다.
전술된 눈부심 방지 층에서는, 수지 피복 층(b)에 함유된 입자의 평균 입경은 바람직하게는 1 내지 6㎛이고, 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경은 바람직하게는 2 내지 10㎛이다.
수지 피복 층(a)과 수지 피복 층(b)에 함유된 입자의 평균 입경은 수지 피복 층(b)에 함유된 입자의 평균 입경이 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경에 비해 작거나 이와 동일하기만 하다면 특별히 한정되지는 않는다. 그러나, 각각의 입자의 평균 입경이 상기 언급된 범위 이내이면, 눈부심 방지 층의 반짝임 방지성, 눈부심 방지성 및 백색화 방지성이 효과적으로 나타날 수 있다. 보다 효과적으로 광 분산 효과를 수득하기 위한 하부 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경은 3 내지 5㎛이다. 전술된 표면 요철 형상을 나타내고 백색화 현상을 최소한으로 억제하기 위한 상부 수지 피복 층(b)에 함유된 입자의 평균 입경은 보다 바람직하게는 2 내지 3㎛이다.
또한, 눈부심 방지 층은 바람직하게는 수지 피복 층(b)의 요철 형상의 표면에 배치되고, 수지 피복 층(b)보다 작은 굴절률을 갖는 반사 방지 층을 포함한다.
작은 굴절률을 갖는 반사 방지 층은 표면 반사를 억제하고 백색화를 보다 효과적으로 경감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 투명 기판의 한 면 또는 양면에 배치된 전술된 눈부심 방지 층을 포함하는 눈부심 방지 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광학 소자의 한면 또는 양면에 배치된 전술된 눈부심 방지 층 또는 전술된 눈부심 방지 필름을 포함하는 광학 소자에 관한 것이다.
본 발명의 눈부심 방지 층은 투명 기판에 배치된 눈부심 방지 필름으로서의 다양한 분야의 용도, 예를 들면 광학 소자에 사용될 수 있다.
이후로는 본 발명의 바람직한 양태를 첨부된 도면을 참조하여 개시할 것이다.
도 1은 눈부심 방지 층(4)이 투명 기판(1) 상에 형성된 눈부심 방지 필름을 예시한다. 눈부심 방지 층(4)에는 표면 요철 형상을 갖는 상부 수지 피복 층(2(b))이 하부 수지 피복 층(2(a)) 상에 형성되어 있다. 도 1에서, 도시된 하부 수지 피복 층(2(a))은 단층으로 제조되어 있지만, 수지 피복 층(2(a))은 다층으로 제조될 수도 있다.
수지 피복 층(2(a)) 및 (2(b))에 입자(3(a)) 및 (3(b))가 함유되어 있다. 수지 피복 층(2(a)) 중의 입자(3(a))는 이 층의 내부, 상부 수지 피복 층(2(b))과 수지 피복 층(2(a)) 사이 또는 투명 기판(1)과 수지 피복 층(2(a)) 사이에 존재할 수 있다. 수지 피복 층(2(b))중의 입자 (3(b))는 눈부심 방지 층의 표면에 요철 형상을 형성한다.
수지 피복 층(2(a))과 (2(b))를 구성하는 수지는 예를 들면 자외선 경화형 수지일 수 있다. 자외선 경화형 수지는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 실리콘계 수지, 및 에폭시계 수지를 포함하는 다양한 수지들 중 하나일 수 있고, 자외선 경화형의 단량체, 올리고머 또는 중합체일 수 있다. 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지는 예를 들면 자외선 중합성 작용기를 갖는 것, 특히 2개 이상의 자외선 중합 작용기, 특히 이런 작용기 3 내지 6개를 갖는 아크릴계 단량체 또는 올리고머를 성분으로서 함유하는 것일 수 있다. 자외선 경화형 수지는 자외선 중합 개시제를 함유할 수 있다. 수지 피복 층(2(a)) 및 (2(b))를 구성하는 수지는 동일하거나 상이할 수 있다.
입자(3(a)) 및 (3(b))의 예는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화칼슘, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴 및 산화안티몬과 같은 전도성 무기 입자; 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리우레탄과 같은 다양한 중합체로 제조된 가교결합되거나 비가교결합된 유기 입자; 실리콘계 입자 등과 같은 무기 입자를 포함한다. 하나 이상의 적합한 종류의 이들 입자를 단독으로 또는 혼합 사용할 수 있다. 입자 (3(a)) 및 (3(b))는 동일하거나 상이할 수 있다.
투명 기판(1)은 투명 중합체로 제조된 필름일 수 있다. 투명 기판(1)을 형성하는 중합체의 예는 폴리에스테르계 중합체, 예를 들면 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 나프탈레이트); 셀룰로즈계 중합체, 예를 들면 디아세틸셀룰로즈 및 트리아세틸셀룰로즈; 폴리카보네이트계 중합체; 아크릴계 중합체, 예를 들면 폴리(메틸 메타크릴레이트); 스티렌계 중합체, 예를 들면 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체; 올레핀계 중합체, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 사이클로계 폴리올레핀, 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체; 비닐 클로라이드계 중합체; 아미드계 중합체, 예를 들면 나일론 및 방향족 폴리아미드; 이미드계 중합체; 설폰계 중합체; 폴리에테르 설폰계 중합체; 폴리에테르에테르케톤계 중합체; 폴리페닐렌 설파이드계 중합체; 비닐 알콜계 중합체; 비닐리덴 클로라이드계 중합체; 비닐 부티랄계 중합체; 알릴레이트계 중합체; 폴리옥시메틸렌계 중합체; 에폭시계 중합체; 및 상기 언급된 중합체들의 혼합물을 포함한다.
투명 기판(1)의 두께는 적절하게 결정될 수 있고 강도나 취급성과 같은 작업성 및 층 두께의 관점에서 전형적으로 약 10 내지 약 500㎛이다. 투명 기판(1)의 두께는 바람직하게는 30 내지 300㎛, 보다 바람직하게는 50 내지 200㎛이다.
전술된 눈부심 방지 필름은 아래와 같이 제조될 수 있다. 먼저, 입자(3(a))를 함유하는 수지(자외선 경화형 수지, 도포액)를 투명 기판(1) 상에 도포한 후, 건조 및 경화시켜 수지 피복 층(2(a))을 형성한다. 그런 다음, 입자(3(b))를 함유하는 수지(자외선 경화형 수지, 도포액)를 도포한 후 건조 및 경화시켜 표면 요철 형상을 갖는 수지 피복 층(2(b))을 형성한다.
닥터 블레이드 방법 또는 그라비아 롤 피복기 방법과 같은 적합한 방법에 의해 도포액을 투명 기판(1)에 도포함으로써 수지 피복 층(2(a))을 형성할 수 있다. 도포액에 함유된 입자(3(a))의 비율은 특별히 한정되지는 않지만, 비율이 눈부심 방지성의 관점에서 수지 100중량부에 대해 5 내지 20부인 것이 바람직하다. 수지 피복 층(2(a))의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 바람직하게는 약 3 내지 약 10㎛, 보다 바람직하게는 3 내지 5㎛이다.
수지 피복 층(2(b))의 표면 요철 형상은 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이 수지 피복 층(2(b))을 구성하는 수지에 함유된 입자(3(b))가 표면 요철 형상을 형성하도록 닥터 블레이드 방법 또는 그라비어 롤 피복기 방법과 같은 적합한 방법에 의해 도포액을 도포하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한 표면 요철 형상은 샌드블라스팅, 엠보스 롤링 또는 에칭과 같은 적합한 방법에 의해 투명 기판(1)의 표면을 조면화한 후에, 그 조면화된 표면에 도포액을 도포함으로써 형성될 수 있다.
도포액에 함유된 입자(3(b))의 비율은 특별히 제한되지는 않지만, 눈부심 방지성과 백색화 방지성 사이의 균형의 관점에서 수지 100중량부에 대해 2 내지 18중량부인 것이 바람직하다. 수지 피복 층(2(b))의 두께는 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 수지 피복 층(2(b))에 함유된 입자(3(b))의 평균 입경과 동일하거나 이보다 작다.
도 1에 도시된 바와 같이, 눈부심 방지 층의 최고 표면인 수지 피복 층(b)의 요철 형상의 표면에 반사 방지 층(5)을 배치할 수 있다. 반사 방지 층(5)은 수지 피복 층(b)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖고, 예를 들면 불소 함유 폴리실록산으로 제조될 수 있다. 반사 방지 층(5)의 두께는 특정하게 한정되지는 않지만, 바람직하게는 약 0.05 내지 0.3㎛, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.3㎛이다.
또한, 광학 소자를 도 1의 눈부심 방지 필름에 부착할 수 있다(도시되지 않음). 광학 소자는 예를 들면 편광판 또는 위상차판일 수 있고, 이들은 적층물로서 사용될 수 있다. 광학 소자는 필요에 따라 투명성 및 내후성이 뛰어난 적합한 접착 층, 예를 들면 아크릴계, 고무계 또는 실리콘계 접착제 또는 고온 용융형 접착제를 통해 접착될 수 있다.
편광판의 예는 폴리(비닐 알콜)계 필름, 부분적으로 포르말화된 폴리(비닐 알콜)계의 필름 또는 부분적으로 비누화된 에틸렌-비닐 아세테이트계 공중합체 필름과 같은 친수성 중합체 필름 상에 요오드 또는 이색성 물질, 예를 들면 이색성 염료를 흡착시킨 후, 상기 필름을 신장시켜 수득된 필름을 포함한다. 편광판의 예는 또한 폴리(비닐 알콜)의 탈수처리된 편광 필름 및 폴리(비닐 클로라이드)의 탈염산 처리된 편광 필름을 포함한다. 위상차판의 예는 전술된 투명 기판에서 예시된 중합체 필름의 일축 또는 이축 신장된 필름 및 액정 중합체 필름을 포함한다. 위상차판은 둘이상의 신장된 필름의 적층물로서 형성될 수 있다. 편광판과 위상차판을 적층하여 타원형 편광판을 형성할 수 있다.
실시예
이후부터, 본 발명의 구성 및 효과를 나타내는 본 발명의 실시예를 개시할 것이다. 여기서, 각각의 실시예에서의 부 및 %는 달리 언급되지 않는 한 중량부 및 중량%를 의미한다.
실시예 1
수지 피복층(a)의 형성
자외선 경화형 수지(우레탄 아크릴레이트계 단량체) 100부에 대해 3.0㎛의 평균 입경을 갖는 실리카 구형 입자 6부 및 벤조페논계 광중합 개시제 0.5부를 톨루엔을 이용하여 혼합하여 수득된 40%의 고형분 농도를 갖는 도포액을 트리아세틸셀룰로즈 필름(80㎛) 상에 도포하였다. 건조시킨 후에, 필름을 자외선 조사하여 경화시켜 평평한 표면을 갖는 피복 필름(4㎛)을 형성하였다.
수지 피복층(b)의 형성
또한, 자외선 경화형 수지(우레탄 아크릴레이트계 단량체) 100부에 대해 2.0㎛의 평균 입경을 갖는 실리카 구형 입자 14부 및 벤조페논계 광중합 개시제 0.5부를 톨루엔을 이용하여 혼합하여 수득된 30%의 고형분 농도를 갖는 도포액을 전술된 피복 필름 상에 도포하였다. 건조시킨 후에, 필름을 자외선 조사하여 경화시켜 20.1㎛의 정점과 바닥 사이의 평균 간격을 갖는 요철 형상의 표면을 갖는 피복 필름(1.5㎛)을 형성하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교실시예 1 및 2
수지 피복 층(a) 및 (b)를 형성하기 위해 사용된 실리카 구형 입자의 평균 입경 및/또는 양을 표 1에 나타낸 바와 같이 변화시킨 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 2층 구조를 갖는 눈부심 방지 필름을 제조하였다. 표면 요철 형상의 정점과 바닥 사이의 평균 간격이 표 1에 나타나 있다.
실시예 7
불소를 함유하는 폴리실록산을 실시예 1에서 수득한 눈부심 방지 필름의 최고 표면의 요철 형상 부분에 도포하여 0.1㎛ 두께의 반사 방지 층을 갖는 눈부심 방지 필름을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1의 수지 피복 층(a)을 형성하지 않고 수지 피복 층(b)을 형성하여 단층 구조를 갖는 눈부심 방지 필름을 제조하였다.
편광판(185㎛)을 각각의 실시예 및 비교예의 눈부심 방지 필름에 접착시켜 수득된 필름을 유리 기판에 접착시켰다. 광 테이블에 고정된 차폐 패턴(25%의 개구율을 가짐)상에서 눈부심 정도(눈부심 방지성)를 눈으로 관찰하여 하기 기준으로 평가하였다. 또한 편광판이 접착된 표면과 반대인 유리 기판의 표면상에 흑색 테이프를 접착시켜 백색화(백색화 방지성)를 눈으로 조사하여 하기 기준으로 평가하였다. 각각의 평가는 비교예 5의 눈부심 방지 필름이 사용된 경우를 "X"로 나타내는 상대적 평가이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
눈부심 방지성
◎: 눈부심이 전혀 없음
Ｏ: 아주 조금 눈부심
△: 약간 눈이 부시지만 실용상 문제는 없음
X: 상당히 눈부심
백색화 방지성
◎: 전혀 백색화가 없음
Ｏ: 아주 조금 백색화됨
△: 약간 백색화되지만 실용상 문제는 없음
X: 상당히 백색화됨
본 발명에 의하면 백색화가 최소한으로 관찰되고 반짝임 방지성을 유지하면서 스크린 눈부심 현상을 억제할 수 있는 눈부심 방지 층; 눈부심 방지 층을 갖는 필름; 및 눈부심 방지 필름이 구비된 광학 소자를 제공할 수 있다.
Claims (6)
- 입자를 함유하는 1층 이상의 수지 피복 층(a); 및상기 수지 피복 층(a) 상에 적층되고, 표면 요철 형상을 가지며, 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경보다 작거나 이와 동일한 평균 입경을 갖는 입자를 함유하는 수지 피복 층(b)을 포함하는 눈부심 방지 층.
- 제 1 항에 있어서,수지 피복 층(b)의 표면 요철 구조의 표면 거칠기가 정점과 바닥 사이의 평균 간격으로 14 내지 60㎛인 눈부심 방지 층.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,수지 피복 층(b)에 함유된 입자의 평균 입경이 1 내지 6㎛이고, 수지 피복 층(a)에 함유된 입자의 평균 입경이 2 내지 10㎛인 눈부심 방지 층.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,수지 피복 층(b)의 요철 형상의 표면에 배치되고, 수지 피복 층(b)보다 작은 굴절률을 갖는 반사 방지 층을 추가로 포함하는 눈부심 방지 층.
- 투명 기판의 한 면 또는 양면에 제 1 항 또는 제 2 항의 눈부심 방지 층이 배치된 눈부심 방지 필름.
- 광학 소자의 한 면 또는 양면에,제 1 항 또는 제 2 항의 눈부심 방지 층이 배치되거나, 또는투명 기판의 한 면 또는 양면에 상기 제 1 항 또는 상기 제 2 항의 눈부심 방지 층이 배치된 눈부심 방지 필름이 배치된 광학 소자.
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