KR100916171B1 - 방현성 하드코트 필름, 이를 포함하는 편광판 및화상표시장치 - Google Patents
방현성 하드코트 필름, 이를 포함하는 편광판 및화상표시장치 Download PDFInfo
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Abstract
방현성 및 이미지 선명성에서 우수하고 글레어 발생을 방지할 수 있는 방현성 하드코트 필름을 제공한다. 방현성 하드코트 필름은 투명 플라스틱 필름 기재 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일면에 형성되고 미립자와 경화성 하드코팅 수지로 형성되는 방현성 하드코팅 층을 포함한다. 상기 방현성 하드코팅 층은 20 내지 30㎛ 범위의 두께를 가진다. 상기 미립자는 7 내지 15㎛ 범위의 중량 평균 입자 크기를 가진다. 경화되어 있는 경화성 하드코팅 수지의 굴절률로부터 미립자의 굴절률을 가감하는 것에 의해 획득된 차는 -0.06 내지 -0.01의 범위 또는 0.01 내지 0.06의 범위이다.
방현성, 선명성, 글레어, 하드코트 필름, 편광판, 화상표시장치
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방현성 하드코트 필름의 구조를 나타낸 단면 모식도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방현성 하드코트 필름의 구조를 나타낸 단면 모식도.
도 3은 거칠기 곡선, 높이 h, 및 표준 길이 L 사이의 관계의 일예를 나타낸 모식도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 산란 각도와 광 강도 사이의 관계를 나타낸 그래프.
본 발명은 6월 15일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2006-166747의 우선권을 주장한다. 상기 출원서의 전체 내용은 참고로서 여기에 통합된다.
본 발명은 통상 방현성 하드코트 필름, 이를 포함하는 편광판 및 화상표시장치에 관한 것이다.
최근, 기술이 진보함에 따라, 화상표시장치로서 종래 음극선관 (CRT) 에 부가하여, 액정 표시장치 (LCD), 플라즈마 표시 패널 (PDP), 전계발광 표시장치 (ELD) 등이 발달되고 실용화되고 있다. LCD가 광 시야각, 고 해상도, 고속 응답성, 우수한 색재현성 등을 제공하기 위해 기술적으로 진보됨에 따라, LCD의 애플리케이션이 랩탑 퍼스널 컴퓨터 및 모니터부터 TV 세트까지 확산되고 있다. 기본 LCD 구조에서, 투명전극이 각각 제공된 한쌍의 평판 유리기판이 일정한 갭을 형성하기 위해 스페이서를 두고 서로 대향 배치되고, 그 사이에 액정재료가 주입되고 밀봉되어 액정셀을 형성하며, 한 쌍의 유리기판 각각의 외측면 상에 편광판이 형성된다. 종래 기술에서, 액정셀 표면에 부착된 편광판 상의 흠집을 방지하기 위해서 유리 또는 플라스틱 커버 플레이트가 액정셀 표면에 부착된다. 하지만, 상기 커버 플레이트는 비용 및 중량 측면에서 불리하다. 따라서, 점차적으로 하드 코팅 공정을 적용하여 편광판 표면을 처리한다. 하드코팅 처리에 있어서, 일정 레벨 이상의 경도를 가지는 방현성 하드코트 필름을 보통 사용하며, 이는 LCD의 글레어 및 LCD로의 광원 반사를 방지하는 역할을 수행한다.
2 내지 10㎛ 두께의 얇은 방현성 하드코팅 층을 투명 플라스틱 필름 기재의 일면 또는 양면에 형성한 방현성 하드코트 필름이 사용된다. 방현성 하드코팅 층은 열가소성 수지 또는 UV-경화성 수지와 같은 방현성 하드코팅 층 형성용 하드코팅 수지와 미립자를 사용하여 형성된다. 방현성 하드코팅 층 표면에는 방현성을 제공하기 위해서 상기 미립자에 의한 요철이 형성된다. 경도성과 방현성 모두를 가지는 방현성 하드코트 필름은, 일본 특허 공개 공보 11(1999)-286083, 2000-326447, 2001-194504 및 2001-264508에 개시되는 것들을 포함한다. 한편, 방현성을 가지는 방현성 하드코트 필름에 대한 요구도 있다. 그러한 방현성 하드코트 필름의 예는 일본 특허 공개 공보 2003-4903에 기재된 것을 포함한다.
일본 특허 공개 공보 11-286083은 투명 기재 필름, 및 상기 투명 기재 필름에 형성되고 0.6 내지 20㎛의 평균 입경의 입자, 1 내지 500nm의 평균 입경의 미립자 및 방현성 하드코팅 수지로 주로 구성되는 방현성 하드코팅 층을 포함하는 방현성 하드코트 필름을 개시한다. 또한, 방현성 하드코팅 층의 두께가 상기 입자의 입경 이하이고, 바람직하게 평균 입경의 80% 이하 (구체적으로, 16㎛ 이하) 이다.
일본 특허 공개 공보 2000-326447은 플라스틱 기재 필름, 및 상기 플라스틱 기재 필름의 적어도 일면에 형성되고 3 내지 30㎛의 두께를 가지며 20㎛ 이하의 2차 입경을 가지는 무기 미립자를 함유하는 하나 이상의 방현성 하드코팅 층을 포함하는 하드코트 필름을 개시한다. 또한 방현성 하드코팅 층의 표면에 방현성을 부여하기 위해서 요철이 제공됨을 개시한다.
일본 특허 공개 공보 2001-194504는 플라스틱 필름, 및 상기 플라스틱 필름의 적어도 일면에 형성되고, 금속 알콕사이드 및 그 가수분해물로 주로 구성된 반사방지 박막층과 하드코팅 층으로 구성되는 적층체를 포함하고, 방현성 하드코트 층이 파열응력에서 0.7 내지 5.5 GPa 이하의 탄성률을 가지는 반사방지필름을 개시한다. 또한, 방현성 하드코팅 층이 0.5 내지 20㎛의 두께를 가지고, 0.01 내지 10㎛의 평균 입경을 가지는 미립자를 함유함을 개시한다.
일본 특허 공개 공보 2001-264508은 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체 상에 형성되고 1 내지 10㎛의 평균 입경을 가지는 입자를 함유하는 방현성 하드코팅 층과, 0.001 내지 0.2㎛의 평균 입경을 가지는 무기 미립자, 광경화성 유기실란의 가수분해물 및/또는 그 부분 축합물, 및 플루오로폴리머를 함유하는 조성물로 제조되고 1.35 내지1.49의 굴절률을 가지는 저굴절률층을 포함하는 적층체를 포함하고, 헤이즈값이 3 내지 20%이고 450 내지 650nm 파장에서 1.8% 이하의 평균 반사율을 가지는 방현성 반사방지필름을 개시한다. 또한 방현성 하드코팅 층이 1 내지 10㎛의 두께를 가짐을 개시한다.
일본 특허 공개 공보 2003-4903은 작은 크기의 화소를 가지는 고정세 화상표시장치에 있어서 글레어 발생에 기인한 불량을 방지하는 방현성 필름으로서, 투명 지지체 상의 방현성 층 및 그 표면에 볼록부와 오목부로 이루어진 요철을 가지는 방현성 필름을 개시한다. 방현성 필름은 오목부 각각의 절단면이 1000㎛2 이하의 영역을 가지는데 특징이 있다. 또한, 방현성 필름에서, 산술 평균 표면 거칠기 Ra는 0.05 내지 1.0㎛ 범위에 있고, 오목부의 평균 틸트각 θa는 20°이하임을 개시한다.
하지만, 종래의 방현성 하드코트 필름에서 이미지 선명성과 글레어 방지의 모든 문제가 만족스럽게 해결된다고 할 수 없다. 즉, 방현성을 얻기 위해서, 하드코팅 층 표면의 요철 구조를 증가시켜 광을 산란시킬 필요가 있으나, 증가된 광 산란은 이미지 선명성을 저감시킨다. 또한, 감소된 광산란은 방현성 저하 및 글레어 발생의 문제를 야기시킨다.
따라서, 본 발명은 방현성 및 화상 선명도가 우수하고 글레어 발생을 방지하는 방현성 하드코트 필름과, 상기 방현성 하드코트 필름을 포함하는 편광판 및 화상표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 투명 플라스틱 필름 기재와, 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일면 상에 형성되고 미립자와 경화성 하드코팅 수지로 형성되는 방현성 하드코트 층을 포함한다. 방현성 하드코팅 층은 20 내지 30㎛ 범위의 두께를 가진다. 미립자는 7 내지 15㎛ 범위의 중량 평균 입경을 가진다. 경화되어 있는 경화성 하드코팅 수지의 굴절률로부터 미립자의 굴절률을 가감하는 것에 의해 획득된 차는 -0.06 내지 -0.01 또는 0.01 내지 0.06의 범위이다.
본 발명의 편광판은 편광자를 포함하고, 본 발명의 방현성 하드코트 필름을 더 포함한다.
본 발명의 화상표시장치는 본 발명의 방현성 하드코트 필름 및/또는 본 발명의 편광판을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 방현성 하드코팅 층을 포함하고, 방현성 하드코팅 층의 두께, 미립자의 중량 평균 입경, 및 경화되어 있는 경화성 하드코팅 수지와 미립자 사이의 굴절률 차의 세가지 특징이 각각 소정 범위로 설정된다. 따라서, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 방현성 및 이미지 선명성 모두에서 우수하고 글레어 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 결국, 본 발명의 방현성 하드코트 필름 또는 편광판을 포함하는 화상표시장치가 우수한 표시 특성을 가진다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 미립자의 비율은 바람직하게 경화성 하드코팅 수지의 100 중량부에 대해서 10 내지 50 중량부의 범위이다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 경화성 하드코팅 수지는 바람직하게 열경화성 수지 및 전리 방사선 경화성 수지 중 하나 이상이다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 미립자 각각은 구형상을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 경화성 하드코팅 수지는 아래에 기재된 성분 A, 성분 B, 및 성분 C를 함유하는 것이 바람직하다:
성분 A: 우레탄 아크릴레이트 및 우레탄 메타크릴레이트 중 하나 이상;
성분 B: 폴리올 아크릴레이트 및 폴리올 메타크릴레이트 중 하나 이상;
성분 C: 아래에 기재된 성분 C1 및 성분 C2 중 하나 이상으로 이루어진 폴리머 또는 코폴리머이거나, 또는 상기 폴리머와 상기 코폴리머의 혼합 폴리머,
성분 C1: 히드록실기 및 아크릴로일기 중 하나 이상을 함유하는 알킬기를 가지는 알킬 아크릴레이트, 그리고
성분 C2: 히드록실기 및 아크릴로일기 중 하나 이상을 함유하는 알킬기를 가지는 알킬 메타크릴레이트.
바람직하게, 본 발명의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 방현성 하드코팅 층 상에 형성된 반사방지층을 더 포함한다. 반사방지층은 바람직하게 중공의 구형상의 실리콘 산화물 초미립자를 함유한다.
다음, 본 발명을 상세히 기술한다. 하지만, 본 발명은 다음 기재에 한정되지 않는다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름은 투명 플라스틱 필름 기재 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 일면 또는 양면에 형성된 방현성 하드코팅 층을 포함한다.
상기 투명 플라스틱 필름 기재는 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게 투명 플라스틱 필름 기재는 높은 가시광 투과율 (바람직하게 90% 이상의 광 투과율) 과 우수한 투명성 (바람직하게 1% 이하의 헤이즈 값) 을 가진다. 투명 플라스틱 필름 기재를 형성하기 위한 재료의 예는 폴리 에스테르계 폴리머, 셀룰로오즈계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 아크릴계 폴리머 등을 포함한다. 폴리 에스테르계 폴리머의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함한다. 셀룰로오즈계 폴리머의 예는 디아세틸 셀룰로오즈, 트리아세틸 셀룰로오즈 (TAC) 등을 포함한다. 아크릴계 폴리머의 예는 폴리메틸메타크릴레이트 등을 포함한다. 또한 투명 플라스틱 필름 기재를 형성하기 위한 재료의 예는 스티렌계 폴리머, 올레핀계 폴리머, 비닐 클로라이드계 폴리머, 아미드계 폴리머 등을 포함한다. 스티렌계 폴리머의 예는 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머 등을 포함한다. 올레핀계 폴리머의 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 사이클 또는 노보넨 구조를 가지는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 코폴리머 등을 포함한다. 아미드계 폴리머의 예는 나일론, 방향족 폴리아미드 등을 포함한다. 또한, 투명 플라스틱 필름 기재를 형성하기 위한 재료는, 예를 들어, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르 술폰계 폴리머, 폴리에테르-에테르 케톤계 폴리머, 폴리 페닐렌 술피드계 폴리머, 비닐 알코올계 폴리머, 비닐리덴 클로라이드계 폴리머, 비닐 부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 상기 폴리머의 블렌드 폴리머 등을 포함한다. 그 중에서, 광학 굴절성이 작은 것이 적당하다. 본 발명의 방현성 하드코트 필름은, 예를 들어, 편광판의 보호필름으로 적용될 수 있다. 그러한 경우, 투명 플라스틱 필름 기재는 바람직하게 트리아세틸 셀룰로오즈, 폴리카보네이트, 아크릴 폴리머, 사이클 또는 노보넨 구조를 가지는 폴리올레핀 등으로 형성된 필름이다. 본 발명에서, 아래에 기재된 바와 같이, 투명 플라스틱 필름 기재는 편광자 자체일 수 있다. 그와 같은 구조는 TAC 등의 보호층을 필요로 하지 않으며 간단한 편광판 구조를 제공하여 편광판 또는 화상표시장치의 제조 단계 수를 줄이고 공정 효율을 향상시킨다. 또한, 그와 같은 구조는 박형의 편광판을 제공할 수 있다. 투명 플라스틱 필름 기재가 편광자일 때, 방현성 하드코팅 층은 종래의 보호층 역할을 한다. 그와 같은 구성에서, 방현성 하드코트 필름은 액정셀의 표면에 부착되는 경우, 커버 플레이트 역할도 한다.
본 발명에서, 투명 플라스틱 필름 기재의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 강도, 취급성과 같은 작업성, 및 박층성의 관점에서, 두께는 바람직하게 10 내지 500㎛이고, 더 바람직하게 20 내지 300㎛이며, 가장 바람직하게 30 내지 200㎛이다.
방현성 하드코팅 층은 미립자 및 경화성 하드코팅 수지를 사용하여 형성된다. 상술한 바와 같이, 경화성 하드코팅 수지의 예는 열경화성 수지 및 자외선에 의해 경화되는 전리 방사선 경화성 수지를 포함한다.
상술한 바와 같이, 경화성 하드코팅 수지는, 예를 들어, 아래에 기재된 성분 A, 성분 B, 및 성분 C를 함유한다:
성분 A: 우레탄 아크릴레이트 및 우레탄 메타크릴레이트 중 하나 이상;
성분 B: 폴리올 아크릴레이트 및 폴리올 메타크릴레이트 중 하나 이상;
성분 C: 아래에 기재된 성분 C1 및 성분 C2 중 하나 이상으로 형성된 폴리머 또는 코폴리머이거나, 또는 상기 폴리머와 상기 코폴리머의 혼합 폴리머,
성분 C1: 히드록실기 및 아크릴로일기 중 하나 이상을 함유하는 알킬기를 가지는 알킬 아크릴레이트, 그리고
성분 C2: 히드록실기 및 아크릴로일기 중 하나 이상을 함유하는 알킬기를 가지는 알킬 메타크릴레이트.
성분 A의 우레탄 아크릴레이트 및 우레탄 메타크릴레이트의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 폴리올, 및 디이소시아네이트와 같은 성분을 함유한 것을 포함한다. 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 및 우레탄 메타크릴레이트 중 하나 이상은, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르로부터 선택된 하나 이상의 모노머 및 폴리올을 사용하고, 하나 이상의 히드록실기를 가지는 히드록시아크릴레이트와 하나 이상의 히드록실기 를 가지는 히드록시메타크릴레이트를 준비하고, 그리고 그것을 디이소시아네이트와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 성분 A에서, 우레탄 아크릴레이트 또는 우레탄 메타크릴레이트 중에서 하나만 단독으로 사용하거나 또는 그중에서 2이상을 혼용하여 사용할 수 있다.
아크릴산 에스테르의 예는 알킬 아크릴레이트, 사이클로알킬 아크릴레이트 등을 포함한다. 알킬 아크릴레이트의 예는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 등을 포함한다. 사이클로알킬 아크릴레이트의 예는 사이클로헥실 아크릴레이트 등을 포함한다. 메타크릴산 에스테르의 예는 알킬 메타크릴레이트, 사이클로알킬 메타크릴레이트 등을 포함한다. 알킬 메타크릴레이트의 예는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 등을 포함한다. 사이클로알킬 메타크릴레이트의 예는 사이클로헥실 메타크릴레이트 등을 포함한다.
폴리올은 2개 이상의 히드록실기를 가지는 화합물이다. 폴리올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트 에스테르, 사이클로헥산 디메티롤, 1,4-사이클로헥산디올, 스피로글리콜, 트리사이클로데칸 메티롤, 수소화 비스페놀 A, 에틸렌 산화물-첨가 비스페놀 A, 프로필렌 산화물-첨가 비스페놀 A, 트리메티롤에탄, 트리메티롤프로판, 글리세린, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 펜타에리트리톨, 디펜타에 리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 글루코스 등을 포함한다.
여기서 사용되는 디이소시아네이트는 방향족, 지방족 또는 지환족 디이소시아네이트 중 임의의 종일 수 있다. 디이소시아네이트의 예는 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-톨리렌 디이소시아네이트, 4,4-디페닐 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 3,3-디메틸-4,4-디페닐 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 그 수소화 유도체를 포함한다.
첨가된 성분 A의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 성분 A의 사용은 형성된 방현성 하드코팅 층의 유동성과 형성된 방현성 하드코팅 층의 투명 플라스틱 필름 기재에 대한 접착성을 향상시킬 수 있다. 그러한 점과 방현성 하드코팅 층의 경도라는 관점에서, 방현성 하드코팅 층 형성용 재료에서의 전체 수지 성분에 대한 첨가된 성분 A의 비율은, 예를 들어, 15 내지 55 중량%이고, 바람직하게 25 내지 45 중량%이다. "전체 수지 성분"은 성분 A, B 및 C의 총량을 나타내거나 또는 다른 수지 성분이 사용된 경우 상기 3가지 성분의 총량과 상기 수지 성분의 총량의 합을 나타낸다. 이하, 동일하다.
성분 B의 예는 펜타에리트리톨 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 1,6-헥산디올 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사 메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 메타크릴레이트 등을 포함한다. 이것을 단독으로 사용할 수 있다. 그 중 2개 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 폴리올 아크릴레이트의 바람직한 예는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트의 폴리머를 함유하는 모노머 성분, 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 함유하는 혼합성분을 포함한다.
첨가된 성분 B의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 성분 A 양에 대한, 첨가된 성분 B의 비율은 바람직하게 70 내지 180 중량%이고, 더 바람직하게 100 내지 150 중량%이다. 성분 A 양에 대한, 첨가된 성분 B의 비율이 180 중량% 이하인 경우, 형성되는 방현성 하드코팅 층의 경화 및 수축이 효과적으로 방지된다. 그 결과, 방현성 하드코트 필름은 컬 (curl) 이 방지될 수 있고, 그 유동성이 저하되는 것을 방지될 수 있다. 성분 A의 양에 대한, 첨가된 성분 B의 비율이 70 중량% 이상인 경우, 형성되는 방현성 하드코팅 층은 경화 및 내찰상성이 추가로 향상될 수 있다.
성분 C에 있어서, 성분 C1 및 C2의 알킬기는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 1 내지 10의 탄소수를 가지는 알킬기이다. 알킬기는 직쇄 형상일 수 있다. 알킬기는 분지쇄 형상일 수 있다. 예를 들어, 성분 C는 하기 일반식 (1)로 표현된 반복단위를 포함하는 폴리머 또는 코폴리머, 또는 폴리머 및 코폴리머의 혼합물을 포함할 수 있다.
일반식 (1)에서, R1은 -H 또는 -CH3를 나타내고, R2는 -CH2CH2OX 또는 하기 일반식 (2)로 표현되는 기를 나타내며, 그리고 X는 -H 또는 하기 일반식 (3)으로 표현되는 아크릴로일기를 나타낸다.
일반식 (2)에서, X는 -H 또는 일반식 (3)으로 표현되는 아크릴로일기를 나타내고, X들은 동일하거나 또는 서로 다르다.
성분 C의 예는 폴리머, 코폴리머, 및 폴리머와 코폴리머의 혼합물을 포함하며, 상기 폴리머 및 코폴리머는 2,3-디히드록시프로필 아크릴레이트, 2,3-디아크릴로일록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일록시프로필 아크릴레이트, 2-아크릴로일록시-3-히드록시프로필 아크릴레이트, 2,3-디히드록시프로필 메타크릴 레이트, 2,3-디아크릴로일록시프로필 메타크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일록시프로필 메타크릴레이트, 2-아크릴로일록시-3-히드록시프로필 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-아크릴로일록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 및 2-아크릴로일록시에틸 메타크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 모노머로 형성된다.
첨가되는 성분 C의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 성분 A 양에 대한 첨가된 성분 C의 비율은 바람직하게 25 내지 110 중량%, 더 바람직하게 45 내지 85 중량%이다. 성분 A 양에 대한 첨가된 성분 C의 비율이 110 중량% 이하일 때, 방현성 하드코팅 층 형성용 재료는 우수한 코팅 특성을 가진다. 성분 A 양에 대한 첨가된 성분 C의 비율이 25 중량% 이상일 때, 형성되는 방현성 하드코팅 층은 경화 및 수축되는 것으로부터 방지될 수 있다. 그 결과, 방현성 하드코팅 층에 있어서, 컬이 제어될 수 있다.
방현성 하드코팅 층을 형성하기 위해 사용되는 미립자는 형성된 방현성 하드코팅 층 표면에 요철을 형성함으로써 방현성 하드코팅 층에 방현성을 제공하는 역할을 한다. 예를 들어, 미립자는 무기 또는 유기 미립자일 수 있다. 무기 미립자는 특별히 제한되지 않는다. 무기 미립자의 예는 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 칼슘 카르보네이트, 바륨 설페이트, 탈크, 카올린, 칼슘 설페이트 등으로 형성된 미립자를 포함한다. 유기 미립자는 특별히 제한되지 않는다. 그 예는 폴리메틸 메타크릴레이트 아크릴레이트 수지 파우더 (PMMA 미립자), 실리콘 수지 파우더, 폴리스티렌 수지 파우더, 폴리카르보네이트 수지 파우더, 아크릴-스티렌 수지 파우더, 벤조구아나민 수지 파우더, 멜라민 수지 파우더, 폴리올레핀 수지 파우더, 폴리에스테르 수지 파우더, 폴리아미드 수지 파우더, 폴리이미드 수지 파우더, 폴리에틸렌 풀루오라이드 수지 파우더 등을 포함한다. 무기 및 유기 미립자 중 어느 한 종류만을 단독으로 사용할 수 있다. 대안으로, 그 중 2 종류 이상을 혼용하여 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 미립자의 중량 평균 입경은 바람직하게 7 내지 15㎛ 범위이다. 미립자의 중량 평균 입경이 이 범위를 초과할 때, 이미지 선명성이 감소된다. 미립자의 중량 평균 입경이 이 범위보다 작을 때, 충분히 높은 방현성을 얻을 수 없고 글레어가 증가하여, 문제가 된다. 미립자의 중량 평균 입경은 바람직하게 7.5 내지 12㎛ 범위, 더 바람직하게 8 내지 10㎛ 범위이다. 미립자의 중량 평균 입경의 측정에 있어서, 예를 들어, 세공 (pore) 전기저항법을 적용한 입도 분포 측정 장치 (상품명: 코울터 멀티사이저, Beckman Coulter, Inc. 제작) 를 사용하여, 미립자가 상기 세공을 통과할 때 미립자의 체적에 상응하는 전해질의 전기저항을 측정한다. 이로써, 미립자의 수와 체적을 측정하여 중량 평균 입경을 산출한다.
미립자의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 미립자는 비즈-형태, 실질적으로 구형일 수 있고 또는 파우더와 같은 불분명한 형상일 수 있다. 그러나, 미립자는 실질적으로 구형인 것이 바람직하고, 1.5 이하의 에스펙트비를 가지는 실질적 구형인 것이 더 바람직하며, 구형인 것이 가장 바람직하다.
경화성 하드코팅 수지의 100 중량부에 대한 미립자의 첨가 비율은 바람직하 게 10 내지 50 중량부이고, 더 바람직하게 15 내지 45 중량부이고, 더욱 바람직하게 20 내지 35 중량부이다.
경화되어 있는 경화성 하드코팅 수지의 굴절률로부터 미립자의 굴절률을 가감하는 것에 의해 획득된 차는 -0.06 내지 -0.01의 범위 또는 0.01 내지 0.06의 범위이다. 굴절률 차가 상술한 범위인 경우, 방현성 하드코트 필름은 우수한 방현성을 가질 수 있고 글레어 발생을 방지할 수 있으며, 이미지 선명성에서 우수하다. 굴절률 차는 바람직하게 -0.05 내지 -0.01의 범위 또는 0.01 내지 0.05의 범위이고, 더 바람직하게 -0.04 내지 -0.01의 범위 또는 0.01 내지 0.04의 범위이다.
방현성 하드코팅 층 표면의 요철에 있어서, 평균 틸트각 θa는, 예를 들어, 0.15 내지 2.00° 범위이고, 0.30 내지 1.80° 범위인 것이 바람직하고, 0.60 내지 1.50° 범위인 것이 더 바람직하다. 방현성 하드코팅 층 표면의 요철에 있어서, 산술 평균 표면 거칠기 Ra는, 예를 들어, 0.03 내지 0.3㎛ 범위일 수 있고, 0.04 내지 0.25㎛ 범위인 것이 바람직하고, 0.06 내지 0.2㎛ 범위인 것이 더 바람직하다. 방현성 하드코팅 층의 요철 형상의 오목부 및 볼록부 사이의 평균 간격 Sm은, 예를 들어, 50 내지 250㎛ 범위이고, 75 내지 200㎛ 범위인 것이 바람직하고, 100 내지 180㎛ 범위인 것이 더 바람직하다. 본 발명에서 평균 틸트각 θa, 산술 평균 표면 거칠기 Ra 및 오목부 및 볼록부 사이의 평균 간격 Sm은 경화성 하드코팅 수지의 종류, 방현성 하드코팅 층의 두께, 미립자의 종류, 미립자의 중량 평균 입경 등을 적절히 선택함으로써 조절될 수 있다. 당업자는 과도한 시행착오 없이 본 발명의 소정 범위에서 평균 틸트각 θa, 산술 평균 표면 거칠기 Ra 및 오목부 및 볼록부 사이의 평균 간격 Sm을 얻을 수 있다.
본 발명에서, 평균 틸트각 θa는 하기 수식 (1) 에 의해 정의되는 값이다. 평균 틸트각 θa는 후술될 실시예에 기재된 방법에 의해 측정된 값이다.
평균 틸트각 θa = tan-1△a (1)
상기 수식 (1) 에 있어서, 하기 수식 (2) 에 기재된 바와 같이, △a는 JIS B 0601 (1994 버전) 에 규정된 거칠기 곡선의 표준 길이 L로, 인접하는 피크들과 그 사이에 형성된 골 (trough) 의 최저점 사이에서의 편차 (높이 h) 의 총합 (h1+h2+h3...+hn) 을 나누어 얻은 값이다. 거칠기 곡선은 프로파일 곡선으로부터의 소정 파장보다 긴 파장을 가진 표면 파동 성분을 위상차 보상형 고역(高域) 필터로 제거함으로써 얻은 곡선이다. 상기 프로파일 곡선은, 대상 표면에 수직한 평면에서 대상 표면을 절단했을 때의 절단면을 나타낸다. 도 3은 거칠기 곡선, 높이 h, 및 표준선 L의 예를 도시한다.
△a = (h1+h2+h3...+hn) / L (2)
산술 평균 표면 거칠기 Ra 및 오목부 및 볼록부 사이의 평균 간격 Sm이 JIS B 0601 (1994 버전) 에 규정되어 있고, 예를 들어 후술될 실시예에서의 방법에 의해 측정될 수 있다.
투명 플라스틱 필름 기재과 방현성 하드코팅 층 사이의 굴절률 차 d는 바람직하게 0.04 이하이다. 굴절률 차 d가 0.04이하일 때, 간섭무늬 발생이 방지될 수 있다. 굴절률 차 d는 더 바람직하게 0.02 이하이다.
방현성 하드코팅 층의 두께는 20 내지 30㎛이다. 두께가 상술한 범위일 때, 방현성 하드코팅 층은 충분히 높은 경도 (예를 들어, 4H이상의 연필 경도) 를 가질 수 있다. 또한, 두께가 상술한 범위를 초과하는 경우, 현저히 컬링되어 형성시 라인 주행성이 저하되는 문제가 있고, 또한 방현성이 저하되는 문제가 있다. 반면에, 두께가 상술한 소정 범위보다 작은 경우, 글레어 발생이 방지될 수 없어 선명성이 저하되는 문제가 있다. 방현성 하드코팅 층의 두께는 바람직하게 22 내지 28㎛ 범위이고, 더 바람직하게 23 내지 27㎛ 범위이다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름은, 예를 들어, 미립자, 경화성 하드코팅 수지 및 용매를 포함하는 방현성 하드코팅 층 형성용 재료를 준비하는 단계; 상기 방현성 하드코팅 층 형성용 재료를 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일면 상에 도포하여 코팅 필름을 형성하는 단계; 및 상기 코팅 필름을 경화하여 방현성 하드코팅 층을 형성하는 단계에 의해서 제조될 수 있다.
상기 용매는 특별히 한정되지 않는다. 용매의 예는 디부틸 에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 프로필렌 산화물, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 1,3,5-트리옥산, 테트라히드로푸란, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디프로필 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 메틸사이클로헥사논, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, n-펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, n-펜틸 아세테이트, 아세틸 아세톤, 디아세톤 알코올, 메틸 아세토아세테이트, 에틸 아세토아세테이트, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 사이클로헥산올, 이소부틸 아세테이트, 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK), 2-옥타논, 2-펜타논, 2-헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등을 포함한다. 이들 용매 중 하나를 사용하거나 또는 이들 용매 중 2종 이상을 임의로 혼용하여 사용할 수 있다. 투명 플라스틱 필름 기재과 방현성 하드코팅 층 사이의 접착성을 향상시키고자 하는 관점에서, 용매는 전체에 대한 비율이 바람직하게 50 중량% 이상, 더 바람직하게 60 중량% 이상, 가장 바람직하게 70 중량% 이상이다. 에틸 아세테이트와 혼용하여 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 용매의 예는 부틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등을 포함한다.
방현성 하드코팅 층 형성용 재료에 각종 평활제 (leveling agent) 를 첨가할 수 있다. 평활제는, 예를 들어, 플루오로케미칼 또는 실리콘 평활제일 수 있고, 바람직하게 실리콘 평활제일 수 있다. 실리콘 평활제의 예는 반응성 실리콘, 폴리디메틸실록산, 폴리에테르-변성 폴리디메틸실록산, 폴리메틸알킬실록산 등을 포함한다. 이러한 실리콘 평활제 중에서, 반응성 실리콘이 특히 바람직하다. 첨가된 반응성 실리콘은 표면에 윤활성을 부여하여 장기간에 걸쳐 내찰상성을 지속시킬 수 있다. 히드록실기를 포함하는 반응성 실리콘을 사용하는 경 우, 실록산 성분을 함유하는 반사방지층 (저굴절률층) 이 방현성 하드코팅 층 상에 형성될 때, 반사방지층과 방현성 하드코팅 층 사이의 접착성이 향상된다.
전체 수지 성분의 100 중량부에 대한 평활제의 첨가 배합량은, 예를 들어, 5중량부 이하, 바람직하게 0.01 내지 5 중량부이다.
필요하다면, 성능이 저하되지 않는 한, 방현성 하드코팅 층 형성용 재료는 안료, 필러, 분산제, 가소제, 자외선 흡수제, 계면 활성제, 산화방지제, 틱소트로피-부여제 등을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제 중 하나를 단독 사용할 수 있고, 또는 이들 첨가제 중 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
방현성 하드코팅 층 형성용 재료는 임의의 공지된 광중합 개시제를 함유할 수 있다. 사용가능한 광중합 개시제의 예는 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 아세토페논, 벤조페논, 크산톤, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 벤조인 프로필 에테르, 벤질 디메틸 케탈, N,N,N'N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 및 다른 티옥산톤 화합물을 포함한다.
방현성 하드코팅 층 형성용 재료를, 파운테인 코팅, 다이 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 그라비어 코팅, 롤 코팅, 바 코팅 등의 임의의 도포법으로 투명 플라스틱 필름 기재 상에 도포할 수 있다.
투명 플라스틱 필름 기재 상에 코팅필름을 형성하기 위해서 방현성 하드코팅 층 형성용 재료를 도포한 다음, 코팅필름을 경화한다. 바람직하게, 경화하기 전에, 코팅 필름을 건조한다. 건조는, 예를 들어, 방치, 불어오는 공기에 의한 건조, 가열 건조, 또는 그 조합에 의해 수행된다.
방현성 하드코팅 층 형성용 재료로 이루어진 코팅필름이 임의의 방법으로 경화될 수 있지만, 바람직하게 전리 방사선 경화를 사용한다. 그러한 경화시 각종 활성화 에너지가 사용될 수 있지만, 바람직하게 자외선을 사용한다. 에너지선 원 (energy radiation source) 의 바람직한 예는 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 제논 램프, 금속 할라이드 램프, 질소 레이저, 전자빔 가속장치, 방사성 원소 등을 포함한다. 상기 에너지선 원의 조사량은, 365nm의 자외선 파장에서, 축적 노광으로, 50 내지 5000mJ/㎠가 바람직하다. 조사량이 50mJ/㎠ 이상일 때, 방현성 하드코팅 층 형성용 재료가 보다 충분히 경화될 수 있어, 형성된 방현성 하드코팅 층도 충분히 높은 경도를 가지게 된다. 조사량이 5000mJ/㎠ 이하일 때, 형성된 방현성 하드코팅 층의 착색이 방지되어 투명성이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은, 상기 방현성 하드코팅 층을 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일면 상에 형성함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 상술한 것과 다른 제조 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 4H 이상의 연필 경도를 가진다.
도 1은 본 발명의 방현성 하드코트 필름의 일예를 도시한 단면 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 예의 방현성 하드코트 필름 (4) 은, 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 일면에 형성된 방현성 하드코팅 층을 포함한다. 방현성 하드코팅 층 (2) 은 미립자 (3) 를 함유 하고, 방현성 하드코팅 층 (2) 의 표면은 미립자 (3) 에 의해 요철 구조를 가진다. 이 예에서, 방현성 하드코팅 층 (2) 은 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 일면 상에 형성된다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 방현성 하드코트 필름은 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 및 방현성 하드코팅 층 (2) 을 포함할 수 있고, 방현성 하드코팅 층 각각은 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 각 표면에 형성된다. 이러한 예의 방현성 하드코팅 층은 단일층이다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 방현성 하드코팅 층 (2) 은 2층 이상이 함께 적층되는 다층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름에서, 반사방지층 (저굴절률층) 이 방현성 하드코팅 층 상에 형성될 수 있다. 도 2는 반사방지층을 포함하는 본 발명의 방현성 하드코트 필름의 구조를 나타낸 단면 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 예에서의 방현성 하드코트 필름 (6) 은 방현성 하드코팅 층 (2) 이 미립자 (3) 를 함유하고 투명 플라스틱 필름 기재 (1)의 일면에 형성되며, 반사방지층 (5) 이 방현성 하드코팅 층 (2) 에 형성되는 구조를 가진다. 물체에 입사하는 광은 계면에서 반사되고 물체 내부에서 반복적으로 흡수되고 산란되며, 광이 물체를 통과하여 물체의 배면에 도착하기까지 임의의 다른 현상이 반복적으로 수행된다. 예를 들어, 방현성 하드코트 필름이 장착되는 화상표시장치 상의 화상의 시인성을 감소시키는 인자 중 하나가, 공기와 방현성 하드코팅 층 사이 계면에서의 광 반사이다. 반사방지층은 상기의 표면 반사를 감소시킨다. 도 2의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 방현성 하드코팅 층 (2) 과 반사방지층 (5) 이 투명 플라스틱 필름 기재 (1) 의 일면에 형성된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 방현성 하드코팅 층 (2) 및 반사방지층 (5) 이 투명 플라스틱 필름 지재 (1) 의 양면에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 방현성 하드코트 필름 (6) 에 있어서, 방현성 하드코팅 층 (2) 및 반사방지층 (5) 각각은 단일층이다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 방현성 하드코팅 층 (2) 및 반사방지층 (5) 각각은 2층 이상이 함께 적층되는 다층 구조를 가질 수 있다.
본 발명에서, 반사방지층은 엄격히 제어된 두께와 굴절률을 가지는 얇은 광학 필름, 또는 함께 적층된 2층 이상의 얇은 광학 필름을 포함하는 적층체이다. 반사방지층에서, 반사방지 기능은, 광의 간섭에 기초하여, 입사광 및 반사광의 역전 위상을 서로 상쇄시킴으로써 생긴다. 반사방지 기능은, 380 내지 780nm의 가시광 파장 범위에서 생겨야 하고, 시인성은 450 내지 650nm의 파장 범위에서 특히 높다. 바람직하게, 반사방지층은 상기 범위의 중심 파장 550nm에서 최소 반사율을 가지도록 설계된다.
광의 간섭에 기초하여 반사방지층이 설계될 때, 간섭효과는 반사방지층과 방현성 하드코팅 층 사이의 굴절률 차를 증가시키는 방법에 의해 향상될 수 있다. 일반적으로, 2 내지 5층의 얇은 광학층 (각각 엄격히 제어된 두께 및 굴절률을 가짐) 이 적층된 다층의 반사방지층에 있어서, 굴절률이 서로 다른 성분이 사용되어 소정 두께를 가진 복수층을 형성한다. 따라서, 반사방지층은 광학적으로 높은 자유도에서 설계되고, 반사방지 효과가 향상되며, 그리고 분광 반사 특성이 가시광 영역에서 균일해질 수 있다. 박막 광학 필름의 각층이 두께 측면에서 정확해야 하기 때문에, 각 층을 형성하기 위해서 진공 증착, 스퍼터링, CVD 등과 같은 건식 공정이 일반적으로 적용된다.
다층의 반사방지층에 있어서, 고굴절률 티타늄 산화물층 (굴절률: 약 1.8) 과 상기 티타늄 산화물층 상에 형성된 저굴절률 실리콘 산화물층 (굴절률: 약 1.45) 을 포함하는 2층의 적층체가 바람직하다. 실리콘 산화물층이 티타늄 산화물층 상에 형성되고, 그 위에 다른 티타늄 산화물층이 형성된 다음, 그 위에 다른 실리콘 산화물층이 형성되는, 4층의 적층체가 더 바람직하다. 상기 2층 또는 4층 적층체의 반사방지층 형성은, 가시광 파장 범위 (예를 들어, 380 내지 780nm) 에 걸쳐 균일하게 반사를 감소시킬 수 있다.
반사방지 효과는 방현성 하드코팅 층 상에 얇은 단층 광학필름 (반사방지층) 을 형성함으로써 또한 생길 수 있다. 단층의 반사방지층은 일반적으로 습식 공정, 예를 들어, 파운테인 코팅, 다이 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 그라비어 코팅, 롤 코팅, 또는 바 코팅과 같은 코팅법을 적용하여 형성된다.
단층의 반사방지층 형성용 재료의 예는 UV 경화형 아크릴 수지와 같은 수지 재료; 수지 중에 콜로이달 실리카와 같은 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드 재료; 및 테트라에톡시실란 및 티타늄 테트라에톡사이드과 같은 금속 알콕사이드를 함유하는 졸-겔 재료를 포함한다. 바람직하게, 상기 재료는 방오염 (anti-fouling) 표면 특성을 부여하기 위해서 불소기를 함유한다. 예를 들어, 내찰상성 관점에서, 재료는 바람직하게 다량의 무기 성분을 함유하며, 졸-겔 재료가 더 바람직하다. 졸-겔 재료의 부분 축합물이 사용될 수 있다.
반사방지층 (저굴절률층) 은 필름 강도를 향상시키기 위해서 무기 졸을 함유할 수 있다. 무기 졸은 특별히 제한되지 않는다. 그 예는 실리카, 알루미나, 마그네슘 플루오라이드 등을 포함한다. 특히, 실리카 졸이 바람직하다. 반사방지층 형성용 재료의 총 고형분 100 중량부에 기초하여, 첨가된 무기졸의 양은, 예를 들어, 10 내지 80 중량부 범위이다. 무기졸 중의 무기 미립자의 크기는 바람직하게 2 내지 50nm 범위이고, 더 바람직하게 5 내지 30nm 범위이다.
반사방지층 형성용 재료는 바람직하게 중공의 구형상 실리콘 산화물 초미립자를 함유한다. 실리콘 산화물 초미립자는 바람직하게 5 내지 300nm, 더 바람직하게 10 내지 200nm의 평균 입경을 가진다. 실리콘 산화물 초미립자는, 각각, 공동 (空洞) 이 형성된 세공-함유 외부껍질을 포함한다. 공동은 초미립자를 제작하는데 사용되었던 용매 및 가스 중 하나 이상을 함유한다. 초미립자의 공동을 형성하기 위한 전구체 성분은 바람직하게 공동에 남아있다. 외부껍질 두께는 바람직하게 약 1 내지 약 50nm 범위이고, 대략 초미립자의 평균 입경의 1/50 내지 1/5의 범위이다. 외부껍질은 바람직하게 복수의 코팅층을 포함한다. 초미립자에서, 세공은 바람직하게 차단되어 있고, 공동은 바람직하게 외부껍질로 밀봉되어 있다. 이것은 반사방지층이 다공성 구조이거나 초미립자의 공동이 반사방지층의 굴절률을 감소시킬 수 있기 때문이다. 이러한 중공의 구형상 실리콘 산화물 초미립자의 제조 방법은, 예를 들어, 일본 특허공개공보 2000-233611호에 개시된 실리카 미립자 제조 방법이 바람직하다.
반사방지층 (저굴절률층) 을 형성하는 과정에서, 건조 및 경화가 임의의 온도에서 수행될 수 있지만, 예를 들어, 60 내지 150℃, 바람직하게 70 내지 130℃에서 수행되고, 예를 들어, 1 내지 30분 동안, 생산성을 고려하여 바람직하게 1 내지 10분 동안 수행된다. 건조 및 경화 이후에는, 반사방지층을 포함하는 높은 경도의 방현성 하드코트 필름이 획득될 수 있도록 상기 층을 더 가열할 수 있다. 임의의 온도에서 가열이 수행될 수 있지만, 예를 들어, 40 내지 130℃, 바람직하게 50 내지 100℃에서 수행되고, 예를 들어, 1분 내지 100시간, 더 바람직하게는 내찰상성을 고려하여 10시간 이상의 시간 주기 동안 수행된다. 온도 및 시간 주기는 상기 범위에 제한되지 않는다. 가열은 가열판, 오븐, 벨트 로 등을 사용하는 방법에 의해 수행될 수 있다.
반사방지층을 포함하는 방현성 하드코트 필름이 화상표시장치에 부착되는 경우, 반사방지층이 종종 최상부층 표면으로 사용되므로, 외부 환경으로부터 오염되기 쉽다. 오염은, 예를 들어, 간단 투명판 상에서보다 반사방지층 상에서 더 잘 보인다. 반사방지층에 있어서, 예를 들어, 지문, 손때, 땀 및 헤어드레싱 (hairdressings) 과 같은 오염 부착은 표면 반사도를 변화시키거나, 또는 상기 부착을 하얗게 보이게 하여 표시된 내용을 불분명하게 만든다. 바람직하게, 오염의 부착 방지 및 제거 용이의 기능을 부여하기 위해서, 플루오로-실란 화합물, 플루오로-유기 화합물 등으로 형성된 오염방지층을 상기 반사방지층 상에 적층한다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름에 대하여, 투명 플라스틱 필름 기재 및 방현성 하드코팅 층 중 하나 이상을 표면 처리하는 것이 바람직하다. 투명 플라 스틱 필름 기재에 표면 처리가 수행되는 경우, 방현성 하드코팅 층, 편광자, 또는 편광판에 대한 그 접착성이 더욱 향상된다. 방현성 하드코팅 층에 표면 처리가 수행되는 경우, 반사방지층, 편광자, 또는 편광판에 대한 그 접착성이 더욱 향상된다. 예를 들어, 표면 처리는 저압 플라즈마 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 또는 산이나 알칼리 처리일 수 있다. 트리아세틸 셀룰로오즈 필름이 투명 플라스틱 필름 기재로 적용되는 경우, 표면 처리로써 알칼리 처리가 바람직하다. 알칼리 처리는 상기 트리아세틸 셀룰로오즈 필름의 표면을 알칼리 용액에 접촉시키고, 그것을 물로 세정하고, 건조함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 알칼리 용액은 수산화 칼륨 용액 또는 수산화 나트륨 용액일 수 있다. 알칼리 용액의 수산화 이온의 규정 농도 (몰 농도) 는 바람직하게 0.1 내지 3.0 N(mol/L), 더 바람직하게 0.5 내지 2.0 N(mol/L)이다.
투명 플라스틱 필름 기재 및 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 일면에 형성된 방현성 하드코팅 층을 포함하는 방현성 하드코트 필름에 있어서, 컬을 방지하기 위해서, 위에 형성된 방현성 하드코팅 층 표면의 반대면을 용매 처리할 수 있다. 용매 처리는 투명 플라스틱 필름 기재를 분해할 수 있고 팽창할 수 있는 용매에 접촉시킴으로써 수행할 수 있다. 용매 처리에 의해, 투명 플라스틱 필름 기재는 다른 표면 측으로 말리기 쉬운데, 그것은 방현성 하드코팅 층이 형성된 투명 플라스틱 필름 기재를 방현성 하드코팅 층 측으로 말려는 힘을 상쇄시키므로 컬링이 방지될 수 있다. 마찬가지로, 투명 플라스틱 필름 기재과 상기 투명 플라스틱 필름 기재의 일면에 형성된 방현성 하드코팅 층을 포함하는 방현성 하드코트 필름에 있어서, 컬링을 방지하기 위해서, 투명 수지층을 다른 면에 형성할 수 있다. 투명 수지층은, 예를 들어, 주로 열가소성 수지, 방사선 경화성 수지, 열경화성 수지 또는 다른 반응성 수지로 구성되는 층이다. 특히, 열가소성 수지로 주로 구성된 층이 바람직하다.
본 발명에 의한 방현성 하드코트 필름의 투명 플라스틱 필름 기재 측면을, 점착제 또는 접착제를 통하여, LCD 또는 ELD에 사용되는 광학 부재에 통상적으로 결합시킨다. 결합 이전에, 투명 플라스틱 필름 기재 표면에 상술한 각종 표면 처리를 또한 적용할 수 있다.
예를 들어, 광학 부재는 편광자 또는 편광판일 수 있다. 편광자 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 형성된 투명 보호필름을 포함하는 편광판이 통상 사용된다. 투명 보호필름이 편광자의 양면에 형성된다면, 전면과 배면의 투명 보호필름은 동일 재료 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 편광판은 보통 액정셀의 양면에 배치된다. 편광판 2개의 흡수축이 실질적으로 서로 수직하도록 편광판을 배치할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 하드코트 필름이 내부에 적층된 광학 장치를, 편광판을 일예로 하여 기술한다. 접착제 또는 점착제를 사용하여 본 발명의 방현성 하드코트 필름과, 편광자 또는 편광판을 적층시켜, 본 발명에 따른 기능을 가지는 편광판을 형성한다.
편광자는 특별히 제한되지 않는다. 편광자의 예는, 폴리비닐 알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐 알코올계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머계 부분 비누화 필름 등과 같은 친수성 폴리머 필름에 요오드 및 이색성 염료와 같은 이색성 성분을 흡수시킨 후, 일축 연신시킨 필름; 및 탈수된 폴리비닐 알코올 필름, 디히드로클로리네이티드 폴리비닐 클로라이드 필름 등과 같은 폴리엔계 배향 필름을 포함한다. 특히, 폴리비닐 알코올계 필름 및 요오드와 같은 이색성 재료로 형성된 편광자가, 높은 편광 이색 비율을 가지기 때문에, 바람직하다. 편광자의 두께가 특별히 제한되진 않지만, 통상 약 5 내지 80㎛의 두께가 적합하다.
폴리비닐 알코올계 필름이 요오드로 염색된 후, 일축 연신된 편광자는, 폴리비닐 알코올계 필름을 요오드 수용액에 담지하고 염색한 후 그것을 원래 길이의 3 내지 7배까지 연신함으로써 제조될 수 있다. 요오드 수용액은 필요하다면 붕산, 황산 아연, 염화 아연 등을 함유할 수 있다. 별도로, 폴리비닐 알코올계 필름이 붕산, 황산 아연, 염화 아연 등을 함유하는 수용액에 담지될 수 있다. 또한, 염색 이전에, 폴리비닐 알코올계 필름을 물에 담지하고 필요하다면 린스할 수 있다. 폴리비닐 알코올계 필름을 물로 린스하는 것은, 폴리비닐 알코올계 필름 표면 상의 오염물 (soil) 및 블로킹 차단제를 세정하고, 또한 폴리비닐 알코올계 필름의 팽창에 의해 야기될 수 있는 염색의 불균일과 같은 불균일성을 방지하는 효과를 제공한다. 연신은, 요오드로 염색한 이후에 적용되거나 또는 염색과 동시에 적용될 수 있고, 또는 반대로, 요오드로 염색하는 것이 연신 이후에 적용될 수 있다. 연신은 붕산, 요오드화 칼륨 등과 같은 수용액 또는 물에서 수행될 수 있다.
편광자의 일면 또는 양면에 형성된 투명 보호필름은 바람직하게 투명성, 기 계적 강도, 열적 안정성, 수분 차단 특성, 위상차값 안정성 등에서 우수하다. 투명 보호필름을 형성하기 위한 재료의 예는 투명 플라스틱 필름 기재에 적용되는 것과 동일한 재료를 포함한다.
또한, 일본 특허공개공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름을 투명 보호필름으로 사용할 수 있다. 일본 특허공개공보 2001-343529호에 설명된 폴리머 필름은, 예를 들어, (A) 측쇄에 치환 이미드기 및 비치환 이미드기 중 하나 이상을 가지는 열가소성 수지, 및 (B) 측쇄에 치환 페닐기 및 비치환 페닐기 그리고 니트릴기 중 하나 이상을 가지는 열가소성 수지를 포함하는 수지 성분으로 형성된다. 상술된 수지 성분으로 형성된 수지 폴리머 필름의 예는 이소부틸렌 및 N-메틸 말레이미드를 함유하는 교호 코폴리머; 및 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머를 포함하는 수지 성분으로 형성된 것을 포함한다. 폴리머 필름은 수지 성분을 필름 형태로 압출함으로써 제조될 수 있다. 폴리머 필름은 작은 위상차 및 작은 광탄성 계수를 나타내며, 이로써 보호필름 등이 편광판에 사용될 때의 왜곡 때문에 발생하는 불균일과 같은 결점을 제거할 수 있다. 폴리머 필름은 또한 낮은 수분 투과율을 가지므로 수분에 대해 높은 내구성을 가진다.
편광 특성, 내구성 등의 관점에서, 트리아세틸 셀룰로오즈 및 노보넨 수지와 같은 셀룰로오즈 수지가 바람직하게 투명 보호필름에 적용된다. 시판되는 투명 보호필름의 예는 FUJITAC (상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제조), ZEONOR (상품명, Nippon Zeon Co., Ltd. 제조), 및 ARTON (상품명, JSR Corporation 제조) 을 포함한다.
투명 보호필름의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 그것은 강도, 취급성과 같은 작업성, 박층성 등의 관점에서 1 내지 500㎛의 범위이다. 상기 범위에서, 투명 보호필름은 기계적으로 편광자를 보호할 수 있고, 편광자가 수축하는 것을 방지할 수 있으며, 고온 및 고습에 노출되더라도 안정된 광학 특성을 유지한다. 투명 보호필름의 두께는 바람직하게 5 내지 200㎛이고, 더 바람직하게 10 내지 150㎛이다.
방현성 하드코트 필름이 적층된 편광판은 특별히 제한되지 않는다. 편광판은 방현성 하드코트 필름, 투명 보호필름, 편광자, 및 투명 보호필름 순서대로 적층된 적층체일 수 있고, 방현성 하드코트 필름, 편광자, 및 투명 보호필름 순서대로 적층된 적층체일 수 있다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름, 및 상기 방현성 하드코트 필름을 포함하는 편광판과 같은 각종 광학 디바이스는 바람직하게 액정 표시장치 등과 같은 각종 화상표시장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 액정 표시장치는, 본 발명에 의한 방현성 하드코트 필름을 포함하는 것을 제외하고 종래의 액정 표시장치와 동일한 구조를 가진다. 본 발명에 의한 액정 표시장치는, 예를 들어, 액정셀, 편광판과 같은 광학 부재, 그리고 필요하다면 광 시스템 (예를 들어, 백라이트) 과 같은 여러 부분을 적절히 조립하고, 구동회로를 연결함으로써 제조될 수 있다. 액정셀은 특별히 제한되지 않는다. 액정셀은 TN 타입, STN 타입, π타입 등과 같은 임의의 타입일 수 있다.
본 발명에서, 액정 표시장치의 구조는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명 의 액정 표시장치는, 예를 들어, 광학 디바이스가 액정셀의 일면 또는 양면에 배치되는 것, 백라이트 또는 반사판이 광 시스템에 적용되는 것 등을 포함한다. 이러한 액정 표시장치에서, 본 발명의 광학 디바이스는 액정셀의 일면 또는 양면에 배치될 수 있다. 광학 디바이스를 액정셀의 양면에 배치할 때, 그것은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 또한, 확산판, 방현층, 반사방지필름, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백라이트 등과 같은 각종 광학 부재 및 광학 부품이 액정 표시장치에 배치될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 비교예과 같이 설명한다. 하지만, 본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 한정되지 않는다.
실시예 1
수지 재료 (GRANDIC PC1097 (상품명), DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCORPORATED 제조, 고형분 농도 66 중량%) 를 준비하였다. 상기 수지 재료는 하기의 성분 A, 성분 B, 성분 C, 광중합 개시제, 및 혼합 용매를 함유했다. 다음, 중량 평균 입경이 10㎛인 PMMA 입자 (MX1000 (상품명), SOKEN CHEMICAL & ENGINEERING CO., LTD. 제조, 굴절률 1.49) 10 중량부와, 평활제 (GRANDIC PC-F479 (상품명), DAINIPPON INK AND CHEMICALS, INCORPORATED 제조) 0.1 중량부를 상기 수지재료의 고형분 100 중량부에 첨가하고, 혼합했다. 이 혼합물을 용매 (에틸 아세테이트) 로 희석하여 고형분 농도가 55 중량% 되도록 했다. 이로써, 방현성 하드코팅 층을 형성하기 위한 재료가 준비되었다. 방현성 하드코팅 층을 형 성하기 위한 재료를 투명 플라스틱 필름 기재 (80㎛ 두께 및 1.48의 굴절률을 가지는 트리아세틸 셀룰로오즈 필름) 상에 바 코터를 사용하여 도포했다. 이로써, 코팅 필름을 형성했다. 도포 이후, 1분 동안 100℃에서 가열하였고 이로써 코팅 필름이 건조되었다. 이후, 고압 수은 램프를 사용하여 적산 광량 300mJ/㎠의 적외선을 조사하여 코팅 필름을 경화함으로써, 25㎛ 두께의 방현성 하드코팅 층을 형성했다. 이로써, 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
성분 A : 이소포론 디이소시아네이트계 우레탄 아크릴레이트 (100 중량부)
성분 B : 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 (38 중량부), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (40 중량부), 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 (15.5 중량부)
성분 C : 상기 일반식 (1) 로 표현된 반복 단위를 가지는 폴리머 또는 코폴리머, 또는 폴리머 및 코폴리머의 혼합물 (30 중량부)
광중합 개시제 : IRGACURE 184 (상품명, Ciba Specialty Chemicals 제조) 1.8 중량부, 및 루시린계 광중합 개시제 5.6 중량부
혼합 용매 : 부틸 아세테이트 : 에틸 아세테이트 (중량비) = 3 : 4
실시예 2
수지 원료의 고형분 100 중량부에 대한 첨가되는 미립자의 부분 수가 30 중량부로 바뀌는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
실시예 3
수지 원료의 고형분 100 중량부에 대한 첨가되는 미립자의 부분 수가 50 중 량부로 바뀌는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
실시예 4
미립자가 중량 평균 입경 10㎛의 아크릴 스티렌 입자 (N1055 (상품명), SOKEN CHEMICAL & ENGINEERING CO., LTD. 제조, 굴절률 1.55) 로 바뀌는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
실시예 5
수지 원료의 고형분 100 중량부에 대한 첨가되는 미립자의 부분 수가 30 중량부로 바뀌는 것을 제외하고 실시예 4와 동일한 방법으로 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
실시예 6
미립자가 중량 평균 입경 8㎛의 아크릴 스티렌 입자 (XX-48AA (상품명), SEKISUI PLASTICS CO., LTD. 제조, 굴절률 1.545) 로 바뀌고 첨가되는 그 입자부 수가 23 중량부로 바뀌는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
실시예 7
미립자가 중량 평균 입경 8㎛의 아크릴 입자 (MBX-8SSTN (상품명), SEKISUI PLASTICS CO., LTD. 제조, 굴절률 1.49) 로 바뀌고 첨가되는 그 입자부 수가 30 중량부로 바뀌는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
비교예 1
고형분 농도가 45 중량%가 되도록 하기 위해서, 하기의 성분을 톨루엔으로 희석하여 방현성 하드코팅 층 형성용 재료를 준비하였다: 이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 및 이소포론 디이소시아네이트 폴리우레탄으로 구성된 자외선 경화형 수지의 100 중량부, 평활제 (DEFENSA MCF323) 0.5 중량부, 중량 평균 입경 1.3㎛의 실리콘 산화물 입자 (SYLOPHOBIC 100, FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD. 제조) 6.5 중량부, 중량 평균 입경 2.5㎛의 실리콘 산화물 입자 (SYLOPHOBIC 702, FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD. 제조) 7.5 중량부, 및 광중합 개시제로 사용되는 IRGACURE 184 (상품명, Ciba Specialty Chemicals 제조) 5 중량부. 방현성 하드코팅 층 형성용 물질을 바 코터를 사용하여 상기 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 투명 플라스틱 필름 기재에 도포하였다. 이것을 3분간 100℃에서 가열하여 코팅 필름을 건조하였다. 이후, 그것을 금속 할라이드 램프로 300 mJ/㎠의 적산 광량에서 자외선을 조사하여 코팅 필름을 경화함으로써 3㎛ 두께의 방현성 하드코팅 층을 형성하였다. 이로써, 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
비교예 2
고형분 농도가 45 중량%가 되도록 하기 위해서, 하기의 성분을 톨루엔으로 희석하여 방현성 하드코팅 층 형성용 재료를 준비하였다: 이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 및 이소포론 디이소시아네이트 폴리우레탄으로 구성된 자외선 경화형 수지의 100 중량부, 평활제 (DEFENSA MCF323) 0.5 중량부, 중량 평균 입경 3.5㎛의 폴리스티렌 입자 (상품명 SX350H, Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조) 14 중량부, 및 광중합 개시제로 사용되는 IRGACURE 184 (상품명, Ciba Specialty Chemicals 제조) 5 중량부. 방현성 하드코팅 층 형성용 물질을 바 코터를 사용하여 상기 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 투명 플라스틱 필름 기재에 도포하였다. 이것을 3분간 100℃에서 가열하여 코팅 필름을 건조하였다. 이후, 그것을 금속 할라이드 램프로 300 mJ/㎠의 적산 광량에서 자외선을 조사하여 코팅 필름을 경화함으로써 5㎛ 두께의 방현성 하드코팅 층을 형성하였다. 이로써, 목적하는 방현성 하드코트 필름을 획득했다.
평가
각 실시예 및 비교예에서, 하기 방법으로 각종 특성을 평가하거나 측정하였다.
(방현성 하드코팅 층의 두께)
방현성 하드코트 필름의 총 두께를 측정하기 위해서 두께 게이지 (Mitutoyo Corporation에 의해 제조된 마이크로 게이지 타입) 가 사용되었다. 투명 플라스틱 필름 기재의 두께는 총 두께에서 제외되었다. 이로써, 방현성 하드코팅 층의 두께가 산출되었다.
(헤이즈)
JIS K7136 (1981 버전) 에 따라 헤이즈를 측정하기 위해서, 헤이즈 측정기 HR300 (상품명, Murakami Color Research Laboratory 제조) 를 사용하였다 (헤이즈 (흐림)).
(평균 틸트각 θa, 산술 평균 표면 거칠기 Ra, 및 오목부와 볼록부 사이에서의 평균 간격 Sm)
유리 시트 (MATSUNAMI GLASS IND., LTD. 제조, 두께 1.3mm) 를 방현성 하드코팅 층이 형성되지 않은 방현성 하드코트 필름의 표면에 접착제를 사용하여 접착하였다. 다음, 고정밀도 미세형상 측정기 (상품명: Surfcorder ET4000, Kosaka Laboratory Ltd. 제조) 를 사용하여 방현성 하드코팅 층의 표면 형상을 측정하였다. 이로써, 오목부와 볼록부 사이의 평균 간격 Sm, 평균 틸트각 θa, 및 산술 평균 표면 거칠기 Ra가 결정되었다. 결과는 하기 표 1에 도시된다. 고정밀도 미세 형상 측정기는 평균 틸트각 θa, 산술 평균 표면 거칠기 Ra, 및 오목부와 볼록부 사이에서의 평균 간격 Sm을 자동적으로 산출한다.
(투명 플라스틱 필름 기재 및 하드코팅 층 (미립자 불포함) 의 굴절률)
투명 플라스틱 필름 기재 및 하드코팅 층 (미립자 불포함) 의 굴절률을, 장비에 대해 규정된 측정 방법에 따라서, 아베 굴절계 (상품명: DR-M2/1550, ATAGO CO., LTD. 제조) 를 사용하여 측정하였다. 중간액으로 선택된 모노브로모나프탈렌 및 상기 필름과 하드코팅 층의 측정면 상에 입사되는 측정광을 사용하여 측정하였다. 하드코팅 층 (미립자 불포함) 의 굴절률은 본 발명에서의 "경화되어 있는 경화성 하드코팅 수지의 굴절률"을 나타낸다.
(미립자의 굴절률)
미립자를 슬라이드 유리 상에 배치하고, 굴절률 표준액을 미립자 상에 적하 하였다. 이후, 커버 유리를 그 위에 배치했다. 이로써, 샘플이 준비되었다. 샘플을 현미경으로 측정하였고, 그것에 의해 미립자의 윤곽이 굴절률 표준액과의 계면에서 가장 보기 어려운 지점에서 획득된 굴절률 표준액의 굴절률이, 미립자의 굴절률로 사용되었다.
(미립자의 중량 평균 입경)
코울터 카운트 방법에 의해서, 세공 전기저항법을 사용한 입경 분포 측정 장비 (상품명: 코울터 멀티사이저, Beckman Coulter, Inc. 제조) 가 채용되어, 미립자가 세공을 통과할 때 미립자의 체적에 대응하는 전해질의 전기저항을 측정했다. 이로써, 미립자의 수와 체적이 측정되었고, 이후 미립자의 중량 평균 입경이 산출되었다.
(방현성)
(1) 블랙 아크릴판 (두께 2.0mm, MITSUBISHI RAYON CO., LTD. 제조) 을 방현성 하드코팅 층이 형성되지 않은 곳의 방현성 하드코트 필름의 표면에 접착제를 사용하여 접착했다. 이로써, 배면 반사가 없는 샘플이 준비되었다.
(2) 일반 표시장치가 사용되는 사무소 환경 (약 1000Lx) 에서, 샘플의 방현성이 하기 기준에 따라서 시각적으로 판단되었다:
A : 이미지 반사가 거의 측정되지 않음,
B : 이미지 반사가 측정되나 시인성에 거의 영향 없음,
C : 이미지 반사가 실사용에 문제 없을 정도로 관측됨, 그리고
D : 이미지 반사가 실사용에 문제 있을 정도로 관측됨.
(선명성)
(1) 요철없는 평활면을 가진 편광판을, 노트북 컴퓨터 (상품명: VAIO VGN-SZ71B/B (13.3인치, WXGA, 1280×800), SONY CORPORATION 제조) 의 패널 표면에 부착하였다. 방현성 하드코팅 층이 형성되지 않은 방현성 하드코트 필름 표면에점착제를 적층하고, 그 위에 편광판 표면을 부착하였다.
(2) 일반 이미지가 노트북 컴퓨터에 표시되고, 어두운 곳에서 이미지 선명성이 시각적으로 측정되었다. 판단 기준은 다음과 같았다:
A: 이미지가 흐리나 시인성에 거의 영향 없음 (이미지가 선명함)
B: 흐리나 실사용에는 문제가 없음 (실용상, 선명성에 문제가 없음)
C: 흐려서 시인성이 상당히 저하됨 (이미지가 선명하지 않고 실사용에 문제가 있음)
(글레어)
(1) 방현성 하드코팅 층이 형성되지 않은 투명 플라스틱 필름 기재의 표면에 185㎛ 편광판을 접착하였다. 다음, 이것을 유리 기판에 부착하였다.
(2) 광 테이블에 고정된 마스크 패턴 (25%의 개구비를 가짐) 상에 제조된 필름 샘플의 글레어 정도를 시각적으로 평가하였다.
판단 기준:
A: 글레어가 거의 관측되지 않음
B: 글레어가 관측되나 실용상 문제 없음
C: 화이트 번짐이 관측됨
(중량 평균 분자량)
중량 평균 분자량이 GPC에 의해 측정되었다. GPC에 대한 측정 조건은 다음과 같았다:
측정 장비: HLC-8120GPC (상품명, TOSOH CORPORATION 제조)
컬럼: G4000HXL (상품명) + G2000HXL (상품명) + G1000HXL (상품명) (각각 7.8mmφ × 30cm, 총 90cm, TOSOH CORPORATION 제조)
컬럼 온도: 40℃
용리액: 테트라히드로푸란
유속: 0.8㎖/분
입구압력: 6.6MPa
표준 샘플: 폴리스티렌
실시예 1 내지 7과 비교예 1 및 2에서 획득된 방현성 하드코트 필름의 각종 특성을 평가하였다. 결과는 하기 표 1에 도시된다. 하기 표 1에서, "방현성 HC 층 두께"는 방현성 하드코팅 층의 두께를 나타내고, "HC 층 굴절률"은 하드코팅 층 (미립자 불포함) 의 굴절률을 나타낸다.
(표 1)
상기 표 1에서와 같이, 모든 실시예의 방현성 하드코트 필름은 방현성 및 이미지 선명성에서 우수하였고 글레어 발생을 효과적으로 방지하였다. 반면, 비교예 1의 방현성 하드코트 필름은 선명성이 열악하였고 글레어 발생을 방지하지 않았으며, 비교예 2의 방현성 하드코트 필름은 선명성이 열악하였다.
다음, 실시예 7, 비교예 1 및 비교예 2의 방현성 하드코트 필름에 대해서, 측정 장치 (상품명 SPECTRAL GONIO PHOTOMETER GP-3, OPTEC CO., LTD. 제조) 를 사용하여 산란 각도 및 산란 강도 사이의 관계를 조사하였다. 또한, 대조로서, 실시예 1의 동일한 투명 플라스틱 필름 기재도 산란 각도 및 산란 강도 사이의 관계를 조사하였다. 결과는 도 4의 그래프에 도시된다.
도 4의 그래프에 도시된 바와 같이, 대조, 비교예 1 및 비교예 2의 방현성 하드코트 필름은 0° (즉, 필름 표면에 수직한 방향으로부터 보이는 경우) 를 포함한 약 ±4°범위에서 광 강도가 강하였으나, 상기 강도는 그 이상의 각도에서 약해졌고 산란 강도는 연속적으로 감퇴되었다. 반면, 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예 7의 방현성 하드코트 필름에 있어서, 광 강도는, 예를 들어 대조의 경우와 같이, 0°에서 강하지만, 산란 강도는 ±4°근방까지는 약하여 일정한 강도를 나타냈으며, 그 이상의 각도에서는 연속적으로 감퇴되었다. 따라서, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 0°에서 약간 벗어난 각도의 범위에서 일정 수준의 약한 산란 강도를 나타내기 때문에, 방현성 및 이미지 선명성이 우수하고 글레어 발생을 방지할 수 있는 것으로 추측된다. 하지만, 상기 추측은 본 발명을 결코 제한하거나 한정하지 않는다.
본 발명의 방현성 하드코트 필름은 방현성 및 이미지 선명성이 우수하고 글레어 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방현성 하드코트 필름은 편광판과 같은 광학 부재 및 CRT, LCD, PDP, 및 ELD와 같은 각종 화상표시장치에 적절히 사용될 수 있다. 그것은 용도면에서 제한되지 않으며, 넓은 분야에 걸쳐 적용가능하다.
본 발명의 사상 또는 본질적 특성으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명은 다른 형태로 실시될 수 있다. 이 출원에 기재된 실시형태는 모든 측면에서 예시적이고 제한적인 것이 아니다. 본 발명의 범위는 상기의 설명에 의해서라기 보다는 첨부된 청구범위에 의해 규정되며, 청구범위의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변형이 본 발명에 포함된다.
Claims (10)
- 투명 플라스틱 필름 기재; 및상기 투명 플라스틱 필름 기재의 적어도 일면 상에 형성되고, 미립자와 경화성 하드코팅 수지로 형성되는 방현성 하드코팅 층을 포함하고,상기 방현성 하드코팅 층이 20 내지 30㎛ 범위의 두께를 가지고, 상기 미립자가 7 내지 15㎛ 범위의 중량 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 경화되어 있는 상기 경화성 하드코팅 수지의 굴절률로부터 상기 미립자의 굴절률을 가감하는 것에 의해 획득된 차가 -0.06 내지 -0.01의 범위 또는 0.01 내지 0.06의 범위이고,상기 경화성 하드코팅 수지는 성분 A, 성분 B, 및 성분 C를 함유하며,상기 성분 A는 우레탄 아크릴레이트 및 우레탄 메타크릴레이트 중 하나 이상이고,상기 성분 B는 폴리올 아크릴레이트 및 폴리올 메타크릴레이트 중 하나 이상이며,상기 성분 C는 성분 C1 및 성분 C2 중 하나 이상으로 형성된 폴리머 또는 코폴리머이거나, 또는 상기 폴리머와 상기 코폴리머의 혼합 폴리머이고,상기 성분 C1은 히드록실기 및 아크릴로일기 중 하나 이상을 함유하는 알킬기를 가지는 알킬 아크릴레이트이고, 상기 성분 C2는 히드록실기 및 아크릴로일기 중 하나 이상을 함유하는 알킬기를 가지는 알킬 메타크릴레이트인, 방현성 하드코트 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 미립자의 비율은 경화성 하드코팅 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부 범위인, 방현성 하드코트 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 경화성 하드코팅 수지는 열경화성 수지 및 전리 방사선 경화성 수지 중 하나 이상인, 방현성 하드코트 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 미립자 각각은 구형상을 가지는, 방현성 하드코트 필름.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 방현성 하드코팅 층 상에 형성된 반사방지층을 더 포함하는, 방현성 하드코트 필름.
- 제 6항에 있어서,상기 반사방지층은 중공의 구형상의 실리콘 산화물 초미립자를 함유하는, 방현성 하드코트 필름.
- 편광자를 포함하는 편광판으로서,제 1 항에 기재된 방현성 하드코트 필름을 더 포함하는, 편광판.
- 제 1 항에 기재된 방현성 하드코트 필름을 포함하는, 화상표시장치.
- 제 8 항에 기재된 편광판을 포함하는, 화상표시장치.
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