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KR101725995B1 - 반사방지 필름, 그 제조방법, 반사방지 필름을 포함하는 편광판 및 표시 장치 - Google Patents

반사방지 필름, 그 제조방법, 반사방지 필름을 포함하는 편광판 및 표시 장치 Download PDF

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KR101725995B1
KR101725995B1 KR1020100063588A KR20100063588A KR101725995B1 KR 101725995 B1 KR101725995 B1 KR 101725995B1 KR 1020100063588 A KR1020100063588 A KR 1020100063588A KR 20100063588 A KR20100063588 A KR 20100063588A KR 101725995 B1 KR101725995 B1 KR 101725995B1
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KR
South Korea
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antireflection
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refractive index
layer
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KR1020100063588A
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임거산
금동기
정유연
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 반사방지 필름, 그 제조방법, 반사방지 필름을 포함하는 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반사방지 필름은 투명기재와, 상기 투명기재상에 형성된 반사방지층을 포함하며, 상기 반사방지층은 표면에 저굴절 비드가 배향되어 형성된 저굴절 코팅부와 상기 저굴절 코팅부 하면에 상기 저굴절 코팅부와 일체로 형성되는 고굴절 코팅부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 반사방지 필름 제조방법은 투명기재 상에 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 코팅하는 단계와; 상기 투명기재의 하면에 하부전극을 위치시키고, 상기 반사방지층 상면에는 상부전극을 위치시킨 다음 전압을 걸어주어 상기 반사방지층의 표면으로 저굴절 비드가 배향되도록 하는 단계; 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 경화시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 반사방지필름의 제조방법은 한번의 코팅만을 이용하여 표면에 저굴절 비드가 배향되도록 함으로서 종래 저굴절층에 해당되는 저굴절 코팅부와 종래 고굴절층에 해당되는 고굴절 코팅부를 동시에 형성할 수 있어 코팅 공정을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조를 가지며 우수한 반사방지 효과를 갖는 반사방지 필름의 제조가 가능하다. 따라서 상기한 반사방지 필름은 편광판 및 표시 장치에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

반사방지 필름, 그 제조방법, 반사방지 필름을 포함하는 편광판 및 표시 장치{ANTI-REFLECTION FILM, MNUFACTURING METHOD OF THE SAME, TPOLARIZING PLATE AND DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 반사방지 필름, 그 제조방법, 이를 포함하는 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
최근 액정 디스플레이(LCD) 및 플라즈마 디스플레이판(PDP)와 같은 디스플레이 산업이 발달하고, 국내의 디지털 방송의 방식이 확정되면서 디지털 TV의 수요가 증대되고 있다. 모니터와 달리 TV의 경우 시인각이 다양하여 반사광에 의한 눈부심과 디스플레이 전면의 반사로 인해 화질이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 다양한 방법의 반사방지 필름이 개발되었는데, 디스플레이 전면 외곽에 빛의 난반사를 이용한 방현(Anti-Glare) 필름을 부착하는 방법과, 빛의 상쇄간섭을 이용한 반사방지(Anti-Reflection) 필름을 부착하는 방법이 사용되고 있다. 상기 방현 필름은 헤이즈가 높아져 화질을 떨어뜨리는 문제가 있어 그 사용 용도가 LCD로 한정된다.
반면, 상기 반사방지 필름은 반사방지 효과는 물론 내마모성과 내오염성, 대전방지성을 부여하여 그 사용 용도의 폭이 넓다. 상기 반사방지 필름은 일반적으로 투명기재 위에 하드코팅층, 고굴절층, 저굴절층을 차례로 형성한 구조를 갖는다. 특히 근래에는 좀더 우수한 반사방지성을 얻기 위하여 고굴절층과 저굴절층을 번갈아 적층한 다중층의 구조로 설계된다.
그러나 상기한 바와 같은 구조의 다중층 구조의 반사방지 필름은 다수의 코팅공정이 실시되어 생산성이 떨어지고 단가 상승의 문제점이 있다. 특히 대형 TV의 대중화를 위해서 디스플레이의 가격 하락이 필수적이므로 단순한 구조를 가져 생산성을 향상시킬 수 있는 반사방지 필름의 제조방법의 개발이 시급한 실정이다.
이에 본 발명은 간단한 구조를 가지면서도 우수한 반사방지 효과를 갖는 반사방지 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 간단한 공정을 통해 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 반사방지효과를 갖는 반사방지 필름의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 반사방지 필름을 포함하여 우수한 반사방지 특성을 갖는 편광판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 반사방지 필름을 포함하여 우수한 반사방지 특성을 갖는 표시 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사방지 필름은 투명기재와, 상기 투명기재상에 형성된 반사방지층을 포함하며, 상기 반사방지층은 표면에 저굴절 비드가 배향되어 형성된 저굴절 코팅부와 상기 저굴절 코팅부 하면에 상기 저굴절 코팅부와 일체로 형성되는 고굴절 코팅부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 저굴절 비드는 표면에 전하를 갖는 것일 수 있으며, 상기 표면 전하는 그 절대값이 50mV 이상인 것이 바람직하다.
상기 저굴절 비드는 중공 실리카일 수 있다. 상기 중공 실리카는 상온에서 1.20~1.40의 굴절률을 가지며, 내부 중공부의 부피가 중공부를 포함하는 실리카 전체 부피에 대하여 20~80%의 부피를 갖고, 그 입도가 10nm~150nm인 것이 바람직하다.
상기 반사방지층은 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 이용하여 형성되며, 상기 저굴절 비드는 반사방지층 형성용 코팅조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 포함되는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사방지 필름의 제조방법은 투명기재 상에 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 코팅하는 단계와; 상기 투명기재의 하면에 하부전극을 위치시키고, 상기 반사방지층 상면에는 상부전극을 위치시킨 다음 전압을 걸어주어 상기 반사방지층의 표면으로 저굴절 비드가 배향되도록 하는 단계; 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 경화시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 저굴절 비드의 표면 전하는 그 절대값이 50mV 이상인 것일 수 있으며, 상기 전압은 1kV~10kV의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 반사방지층 형성용 조성물은, 광중합성 모노머, 저굴절 비드, 광개시제 및 용제를 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편광판은 상기한 본 발명에 따른 반사방지 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는 상기한 본 발명에 따른 반사방지 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 이용하여 표면에 저굴절 비드가 배향되도록 함으로서 종래 저굴절층에 해당되는 저굴절 코팅부와 종래 고굴절층에 해당되는 고굴절 코팅부를 동시에 형성할 수 있어 코팅 공정을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조를 가지며 우수한 반사방지 효과를 갖는 반사방지 필름의 제조가 가능하다. 따라서 상기한 반사방지 필름은 편광판 및 표시 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 반사방지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명에 따른 반사방지필름을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 제시된 것이므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예 따른 반사방지 필름(100)은 투명기재(110)와 상기 투명기재(110)상에 형성된 반사방지층(120)을 포함하여 이루어진다.
상기 투명 기재(110)로서는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 어떤 것이라도 사용 가능하다. 상기 투명 기재(110)로는 예를 들면, 노르보넨이나 다환 노르보넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 셀룰로오스(디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스), 에틸렌아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 중에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 미연신 1축 또는 2축 연신 필름을 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기 예시한 투명 기재(110) 중에서도 투명성 및 내열성이 우수한 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름이나, 투명성 및 내열성이 우수하면서 필름의 대형화에 대응할 수 있는 시클로올레핀계 유도체 필름 또는 투명성 및 광학적으로 이방성이 없다는 점으로 트리아세틸셀룰로오스 필름이 적합하게 사용된다.
상기 투명 기재(110)의 두께는 특별히 제한되지는 않으나 8~1000㎛이고, 바람직하게는 40~100㎛이다. 상기 투명 기재 필름의 두께가 8㎛ 미만이면 필름의 강도가 저하되어 가공성이 떨어지게 되고, 1000㎛ 초과이면 투명성이 저하되거나 편광판의 중량이 커지는 문제가 발생한다.
상기 반사방지층(120)은 상기 투명기재(110) 상에 형성된다.
본 발명에 따르면 상기 반사방지층(120)은 저굴절 코팅부(121) 및 상기 저굴절 코팅부(121)와 일체로 형성되는 고굴절 코팅부(122)를 포함하여 이루어진다.
상기 저굴절 코팅부(121)는 표면에 저굴절 비드가 배향되어 형성된다.
상기 저굴절 비드는 굴절률을 낮추어 반사방지 특성을 높여주기 위하여 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 저굴절 비드를 표면으로 배향시키기 위하여 전압을 걸어주는 전기영동법을 이용하는 경우 그 표면 배향을 용이하게 하기 위하여 상기 저굴절 비드는 표면에 전하를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 저굴절 비드의 표면 전하는 그 절대값이 50mV 이상인 것이 바람직하다. 상기 저굴절 비드의 표면 전하의 절대값이 50mV미만인 경우 표면 전하량이 너무 적어 저굴절 비드의 표면 배향이 제대로 이루어지지 않는 단점이 있다.
상기 저굴절 비드는 중공 실리카인 것이 바람직하다.
상기 중공 실리카는 상온에서의 굴절률이 1.20∼1.40인 것이 바람직하다. 상기 중공 실리카의 상온에서의 굴절률이 1.20보다 작은 경우 중공 실리카의 강도가 약해져 반사방지필름의 내스크래치성이 떨어질 수 있으며, 1.40보다 큰 경우 충분한 반사방지 효과를 발휘하기 어렵다. 여기서 굴절률은 실리카의 굴절률, 즉 중공 입자를 형성하는 외곽의 굴절률을 의미하는 것이 아니라, 입자 전체의 굴절률을 의미하는 것이다. 상기 중공 실리카 입자의 굴절률은 Abbe 굴절률계(ATAGO사 제품)를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 중공 실리카는 입도가 10nm~150nm인 것이 바람직하다. 상기 중공 실리카의 입도가 10nm보다 작을 경우 실리카 내부의 중공부가 너무 적어 충분한 저굴절 효과를 발휘하기 어려우며, 150nm보다 큰 경우 산란에 의한 백화현상이 발생하기 쉽다는 문제점이 있다.
상기 중공 실리카의 중공부의 부피는 중공부를 포함하는 실리카의 전체 부피에 대하여 20~80%의 부피를 갖는 것이 바람직하다. 상기 중공 실리카의 부피비가 상기의 기준으로 20% 미만인 경우 굴절률 저하가 크지 않아 반사방지 효과를 얻을 수 없으며, 80%를 초과할 경우 중공 실리카의 강도가 약해질 수 있다는 단점이 있다.
본 발명에 따른 반사방지층(120)은 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 이용하여 형성되는데, 이때 상기 저굴절 비드는 반사방지층 형성용 코팅조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 저굴절 비드의 함량이 상기의 기준으로 5중량부 미만인 경우 저굴절 비드가 표면에 배향되더라도 그 함량이 충분하지 않아 반사방지 효과가 떨어지는 문제점이 있으며, 20중량부 초과인 경우 저굴절 비드의 표면 배향이 제대로 이루어 지지 않는다는 문제점이 있다.
상기 고굴절 코팅부(122)는 상기 저굴절 코팅부(121)의 하부에 일체로 형성되는 것이다.
상기 저굴절 코팅부(121)와 고굴절 코팅부(122)를 포함하는 반사방지층(120)은 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 이용하여 형성되며, 상기 저굴절 비드가 표면으로 배향되어 저굴절 코팅부(121)를 이룸에 따라 상기 저굴절 코팅부(121)의 하면에는 자연스럽게 상기 저굴절 코팅부(121)와 일체로 형성된 고굴절 코팅부(122)가 형성된다. 상기 저굴절 비드의 표면 배향방법과 저굴절 코팅부(121) 및 고굴절코팅부의 형성방법에 대해서는 후술하는 제조방법에 의해 상세하게 설명하기로 한다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지필름의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 반사방지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 반사방지 필름(100)의 제조방법은 투명기재(110) 상에 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 코팅하는 단계, 상기 투명기재(110)의 하면에 하부전극(210)을 위치시키고, 상기 반사방지층(120) 상면에는 상부전극(220)을 위치시킨 다음 전압을 걸어주어 상기 반사방지층(120)의 표면으로 저굴절 비드가 배향되도록 하는 단계 및 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
좀더 구체적으로 살펴보면 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지 필름(100)을 제조하기 위하여 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 투명기재(110) 상에 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 코팅하는 단계를 거치게 된다.
상기 투명기재(110)는 전술한 반사방지 필름에서 언급한 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물은 표면 전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 것이라면 제한없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 광중합성 화합물, 표면전하를 갖는 저굴절 비드, 광개시제 및 용제를 포함하여 이루어진 것을 사용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 경화층의 형성을 위해 사용되는 것으로서 후술하는 광개시제에 의해 중합이 이루어질 수 있는 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
바람직하게, 상기 광중합성 화합물은 (메타)아크릴레이트기 등의 라디칼 중합성 관능기를 갖는 화합물, 예를 들면 (메타)아크릴레이트계의 올리고머, 프리폴리머 또는 모노머를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 올리고머 또는 프리폴리머는 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지, 다가 알코올 등의 다관능 화합물의 (메타)아크릴산에스테르로 이루어지는 올리고머 또는 프리폴리머 등을 들 수 있다.
상기 다관능 화합물의 (메타)아크릴산에스테르로 이루어지는 올리고머 또는 프리폴리머는 구체적으로 비스페놀A알킬렌옥사이드 부가체의 (메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트(비스페놀A형 에폭시(메타)아크릴레이트, 노볼락형 에폭시(메타)아크릴레이트 등), 폴리에스테르(메타)아크릴레이트(예를 들면 지방족 폴리에스테르형 (메타)아크릴레이트, 방향족 폴리에스테르형 (메타)아크릴레이트 등), (폴리)우레탄(메타)아크릴레이트(예를 들면 폴리에스테르형 우레탄(메타)아크릴레이트, 폴리에테르형 우레탄(메타)아크릴레이트), 실리콘(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 예시된 (메타)아크릴산에스테르로 이루어지는 올리고머 또는 프리폴리머는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 구체적으로 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴릭에스테르, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 (메타)아크릴레이트계 모노머는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한 상기 (메타)아크릴레이트계의 올리고머, 프리폴리머 또는 모노머는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트를 의미한다.
필요에 따라서 상기 광중합성 화합물은 금속 산화물 표면을 (메타)아크릴레이트로 치환한 유-무기 하이브리드 타입의 (메타)아크릴레이트를 사용할 수도 있다. 상기 금속 산화물은 특별히 제한되지는 않으며, 표면에 수산화기를 가지면 쉽게 이용할 수 있다. 구체적인 예로는 실리카, 안티모니 도프 산화 주석(ATO), 인듐 도프 산화 주석(ITO), 인 도프 산화 주석(PTO), 오산화안티몬, 지르코늄산화물 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 제한되지는 않지만 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 60중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광중합성 화합물의 함량이 상기의 기준으로 5중량부 미만일 경우 충분한 강도를 갖는 경화층의 형성이 어렵다는 문제점이 있으며, 60중량부 초과일 경우 반사방지 효과가 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
상기 표면 전하를 갖는 저굴절 비드는 전술한 반사방지 필름에서 설명한 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 광개시제는 본 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
상기 광개시제는 구체적으로 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-클로로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다. 상기 예시된 광개시제는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광개시제가 벤조페논과 같은 수소 탈환형 광개시제를 포함할 경우 산소장애 효과를 억제하여 표면 경도를 향상 시킬 수 있으므로, 상기 광개시제는 벤조페논계 수소 탈환형 광개시제를 사용할 수도 있다.
상기 벤조페논계 수소 탈환형 광개시제로는 벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, 4-메틸벤조페논, 4-(4-메틸페닐티오)페닐메탄논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 메틸2-벤조일벤조레이트, 4-페닐-벤조페논, 4,4'-비스(디메릴아미노)-벤조페논을 예시할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광개시제로 벤조페논계 수소 탈환형 광개시제를 사용하는 경우 광 중합과정에서 발생하는 휘발성의 문제와 산소 장애 문제를 최대한 억제시키기 위하여 상기 광개시제와 함께 광증감제를 사용할 수도 있다.
상기 광증감제는 구체적으로 아민(메타)아크릴레이트 또는 트리에틸아민, 디에틸아민, 메틸디에탄올아민, 에탄올아민, 이소아밀4-디메틸아미노벤조에이트 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 제한되지는 않지만, 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 포함될 수 있다. 상기 광개시제가 상기의 기준으로 0.1중량부 미만으로 포함될 경우 경화속도가 느려지는 단점이 있고, 10중량부를 초과할 경우 과경화에 의해 반사방지층(120)의 표면에 크랙이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
상기 용제는 당해분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.
상기 용제는 구체적으로 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등을 예시할 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 반사방지층 형성용 코팅 조성물 전체100중량부에 대하여 30 내지80중량부 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 기준으로 30중량부 미만이면 점도가 높아 코팅이 힘들고, 80중량부를 초과할 경우에는 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
상기한 성분들 이외에도 본 발명에 따른 반사방지층 형성용 코팅 조성물에는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 성분들, 예를 들어 대전방지제, 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레블링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.
상기한 조성을 갖는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 투명기재(110)에 코팅하게 된다. 상기 반사방지층 형성용 코이 조성물의 코팅은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아 또는 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 도공(Coating Process)이 가능하다.
상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물의 코팅 두께는 경화 후의 두께가 0.5~10㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다. 코팅 두께가 상기 범위 내로 포함될 경우 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이 투명기재(110) 상에 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 코팅한 다음에는 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 투명기재(110)의 하면에 하부전극(210)을 위치시키고, 상기 반사방지층(120) 상면에는 상부전극(220)을 위치시킨 다음 전압을 걸어주어 상기 반사방지층(120)의 표면으로 저굴절 비드가 배향되도록 하는 단계를 거치게 된다.
상기 상부전극(220)과 하부전극(210)은 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 표면으로 배향시키기 위해 배치된 것이다. 상기 상부전극(220)과 하부전극(210)은 각각 양극전극과 음극전극 또는 음극전극과 양극전극일 수 있다.
상기 상부전극(220)과 하부전극(210)은 전원 공급장치(도면에 도시하지 않은)를 더 포함하며, 상기 전원공급장치를 통해 소정의 전압을 인가 받게 된다. 상기 하부전극(210)과 상부전극(220)은 그 사이의 거리가 0.05cm~10cm인 것이 바람직하다. 상기 하부전극(210)과 상부전극(220) 간의 거리가 0.05cm보다 가까우면 코팅된 반사방지층(120)에 코팅층 표면에 손상을 줄 수 잇으며, 10cm보다 먼 경우 코팅된 반사방지층(120)의 표면에 충분한 전기장을 형성하지 못하여 저굴절 비드의 표면 배향이 어려워지는 단점이 있다.
상기 전원공급장치에 상부전극(220)과 하부전극(210)으로 인가되는 전압은 1kV~10kV가 바람직하다. 상기 전압이 1kV미만인 경우 중공 실리카의 표면 배향이 충분히 일어나지 않아, 반사방지효과가 저감되며, 10kV초과인 경우 반사방지층(120) 표면에 손상을 줄 수 있다는 문제점이 있다.
전기장 하에서 이동하는 입자(상기 표면전하를 갖는 저굴절 비드)의 제타포텐셜은 일반적으로 하기 수학식 1에 의해 측정될 수 있다.
<수학식 1>
ζ=fHηVr/ εrε0E
상기 수학식 1에서 η은 전해질의 점도, fH는 헨리 상수, Vr은 부가된 전기 필드 E에 대한 전기영동속도, εrε0는 유전율을 나타낸다.
상기 수학식 1에 따르면 동일한 제타 포텐셜을 갖는 입자의 경우 코팅층의 점도가 높을수록 많은 양의 전기장이 필요하게 된다. 여기서 전기장은 전극간의 단위 길이에 반비례하기 때문에 인가전압이 같은 경우 전극간의 거리가 가까울수록 증가하게 된다.
따라서, 상기와 같은 관계에 의해 본 발명에 따르면 전극(210,220)간 거리와 인가 전압의 관계는 1kv/mm~10kv/mm인 것이 바람직하다. 상기 전극간(210,220) 거리와 인가전압의 관계가 1kv/mm인 경우 저굴절 비드의 이동속도가 느려 저굴절 비드의 표면 배향이 어려우며, 10kv/mm를 넘는 경우 반사방지층(120)의 표면을 손상시킬 수 있다는 문제점이 있다.
상기와 같이 전극(210,220)간에 전압을 걸어주어 저굴절 비드의 표면 배향이 완료되어 표면에는 저굴절 비드가 표면 배향되어 형성되는 저굴절 코팅부가 형성되고 상기 저굴절 코팅부의 하부에는 고굴절 코팅부가 형성된다. 상기 저굴절 코팅부와 고굴절 코팅부는 일체로 형성된다.
상기와 같이 하여 반사방지층(120)의 저굴절 비드 표면 배향이 완료되면 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 거치게 된다.
반사방지층 형성용 코팅 조성물의 경화를 위하여 먼저 30 내지 150℃의 온도에서 10초 내지 2시간 동안, 보다 바람직하게는 30초 내지 1시간 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨다. 이후 UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 약 0.01 내지 10J/㎠인 것이 바람직하고, 0.1 내지 2J/㎠인 것이 보다 바람직하다.
상기와 같이 실시하여 경화가 완료되면, 도 1에 도시한 형태의 본 발명에 따른 반사방지 필름(100)이 얻어진다.
상기한 본 발명에 따른 반사방지 필름(100)의 제조방법은 하나의 코팅공정과 간단한 전압인가 공정을 통해 저굴절 코팅부(121)와 고굴절 코팅부(122)를 동시에 형성할 수 있다. 따라서 종래 적어도 두개의 코팅 공정을 거쳐야 하는 것에 비하여 간단하게 반사방지 필름(100)을 제조할 수 있어 생산성의 향상과 생산단가를 낮출 수 있다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 반사방지 필름(100)은 반사방지를 필요로 하는 물품, 특히 이하에 언급되는 편광판(도면에 도시하지 않음)이나 각종의 표시 장치(도면에 도시하지 않음)에 이용될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 편광판을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 편광판은 전술한 본 발명에 따른 반사방지 필름을 포함한다. 즉, 본 발명의 편광판은 본 발명에 따른 방사방지 필름을 일반적인 편광자 또는 상기 일반적인 편광자를 포함하는 편광판의 적어도 일면에 적층하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 일반적인 편광자는 예를 들면 폴리비닐 알코올계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 필름, 폴리비닐 알코올의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 폴리비닐 알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어진 것일 수 있다. 이들 편광자의 두께는 특별하게 제한되지 않지만, 일반적으로는 5~80㎛ 정도이다.
상기 일반적인 편광판은 상기 일반적인 편광판의 적어도 일면에 보호필름이 구비된 것일 수 있다. 상기 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하게 적용될 수 있다. 예를 들면 상기 보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 예시한 보호필름 중에서 투명성이 우수하면서 광학적으로 이방성이 없다는 점에서 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 보호필름의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 8 내지 1000㎛인 것이 바람직하고, 40 내지 100㎛인 것이 보다 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 표시 장치를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 표시 장치는 전술한 본 발명에 따른 반사방지 필름을 포함한다. 일례로, 표시 장치는 상술한 반사방지 필름이 부착된 편광판을 부착하여 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 반사방지 필름은 표시 장치의 윈도우에 부착시킬 수도 있다.
본 발명의 반사방지 필름은 예를 들면, Twisted Nematic(TN), Super Twisted Nematic(STN), Vertical Alignment(VA), In-Plane Switching(IPS) 또는 Opically Compensated Bend Cell(OCB) 등의 모드의 투과형, 반사형, 또는 반투과형의 액정 표시 장치에 이용될 수 있다.
투과형, 반사형, 및 반투과형의 액정 표시 장치에 있어서 액정 셀의 전면에 공기를 통하여 아크릴 판 등의 전면판을 배치하는 경우에는, 액정 셀 표면측의 편광판 뿐만 아니라, 전면판의 내측 및/또는 외측에 점착제 등으로 반사방지 필름을 적층하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 그렇게 함으로써 전면판과 액정 셀 사이의 계면에서의 반사를 감소시킬 수 있기 때문이다. 반사방지 필름이 λ/4 필름과 결합된다면, 반사형 또는 반투과형의 LCD 또는 유기 EL 디스플레이용 표면 보호판으로서 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 반사방지 필름이 PET, PEN 등의 투명 기재상에 부착된다면 PDA, 휴대 전화의 표면 보호판, 터치 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 이나 음극관표시 장치(CRT) 와 같은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4>
우레탄아크릴레이트(신나카무라화학사, U-15HA) 22중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(공영사사, PE-3A) 8중량부, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(I-184, 시바사) 2중량부, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1(I-907, 시바사) 0.5중량부, 메틸에틸케톤 42.5중량부, 톨루엔 25을 배합하여 조성물을 제조하였다.
상기 조성물에 중공 실리카 입자를 첨가하고 교반하여 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 제조하되, 상기 중공 실리카 입자(표면전하량 -109mV, 80nm, 굴절율 1.3)가 반사방지층 형성용 코팅 조성물 전체 100중량부에 하기 표1에 나타낸 범위로 포함되도록 하였다.
이렇게 제조된 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 투명기재(두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스필름)에 그라비어 코팅기를 사용하여 코팅한 다음, 양극과 음극 사이에 상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물이 코팅된 투명기재를 삽입한 후 전압을 인가하고, 이후 80 ℃ 에서 1분 동안 건조시키고, UV 조사에 의해 경화시켜, 두께가 3㎛인 반사방지 필름을 제조하였다. 이때, 양극과 음극간의 거리 및 인가전압은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 실시하였다.
중공 실리카
중량(%)		 전극간 거리
(mm)		 인가전압
(kV)		 단위길이당 전압(kV/mm)
실시예1 5 1 4 4.00
실시예2 5 1 8 8.00
실시예3 5 3 4 1.33
실시예4 10 1 4 4.00
비교예1 5 1 0.5 0.50
비교예2 5 1 20 20.00
비교예3 5 150 4 0.03
비교예4 1 1 4 4.00
<실험예 1> 반사율 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 반사방지 필름을 검은색 아크릴판에 접합하여 후면 반사를 제거한 후 반사율 측정기(UV-2450, 시마즈 사제)로 반사율을 측정하여 최소반사율을 취하였다.
<실험예 2> 연필경도 측정
연필경도 시험기(PHT, 한국 석보과학 사제)를 이용하여 500g 하중을 걸고 연필경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고 한 연필 경도당 5회 실시하였다. 흠집이 2개 이상 발생하면 불량으로 판정하였으며, 불량이 발생하기 이전의 연필로 연필경도를 표시하였다.
기스: 0 OK
기스: 1 OK
기스: 2 이상 NG
<실험예 3> 표면 외관확인
제조된 반사방지 필름을 점착제를 이용하여 검은색 아크릴판에 접합하여 후면 반사를 제거한 후 암실에서 3파장 스탠드를 이용하여 표면 외관 결함을 육안으로 확인하였다.
<실험예 4>표면배향두께
제조된 반사방지 필름을 점착제를 이용하여 검은 색 아크릴판에 접합하여 후면 반사를 제거한 후 리플렉토미터로 표면 배향된 중공 실리카의 두께와 표면 굴절률을 측정하였다.
표면배향두께 반사율 연필경도 표면외관
실시예1 100nm 1.0% 2H 결함없음
실시예2 90nm 0.7% 2H 결함없음
실시예3 120nm 1.2% 2H 결함없음
실시예4 110nm 0.5% 2H 결함없음
비교예1 전면분포 3.5% 2H 결함없음
비교예2 불균일 1.4% H 전면 점형 표면 불량 발생
비교예3 전면분포 3.6% 2H 결함없음
비교예4 100nm 3.3% 2H 결함없음
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 실시예의 반사방지필름은 한번의 코팅만을 이용하여 표면에 저굴절 비드가 배향되도록 함으로서 종래 저굴절층에 해당되는 저굴절 코팅부와 종래 고굴절층에 해당되는 고굴절 코팅부를 동시에 형성할 수 있어 코팅 공정을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 표면외관에 결함이 없고 우수한 반사방지 효과를 갖는 것을 확인할 수 있다.
100 : 반사방지 필름
110 : 투명기재
120 : 반사방지층
121 : 저굴절 코팅부
122 : 고굴절 코팅부
210 : 하부전극
220 : 상부전극

Claims (20)

  1. 투명기재와, 상기 투명기재상에 형성된 반사방지층을 포함하며,
    상기 반사방지층은 표면에 저굴절 비드가 배향되어 형성된 저굴절 코팅부와 상기 저굴절 코팅부 하면에 상기 저굴절 코팅부와 일체로 형성되는 고굴절 코팅부를 포함하고,
    상기 저굴절 비드는 표면에 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 저굴절 비드의 표면 전하는 그 절대값이 50mV 이상인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 저굴절 비드는 중공 실리카인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 중공 실리카는 상온에서 1.20~1.40의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 중공 실리카는 내부 중공부의 부피가 중공부를 포함하는 실리카 전체 부피에 대하여 20~80%의 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 중공 실리카의 입도가 10nm~150nm인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 반사방지층은 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 이용하여 형성되며, 상기 저굴절 비드는 반사방지층 형성용 코팅조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름.
  9. 투명기재 상에 표면전하를 갖는 저굴절 비드를 포함하는 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 코팅하는 단계와;
    상기 투명기재의 하면에 하부전극을 위치시키고, 상기 반사방지층 상면에는 상부전극을 위치시킨 다음 전압을 걸어주어 상기 반사방지층의 표면으로 저굴절 비드가 배향되도록 하는 단계;
    상기 반사방지층 형성용 코팅 조성물을 경화시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 반사방지 필름의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 저굴절 비드의 표면 전하는 그 절대값이 50mV 이상인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 전압은 1kV~10kV의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 하부전극과 상부전극 사이의 전극간 거리와 인가 전압은 1kv/mm~10kv/mm인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 저굴절 비드는 중공 실리카인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 중공 실리카는 상온에서 1.20~1.40의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 중공 실리카는 내부 중공부의 부피가 중공부를 포함하는 실리카 전체 부피에 대하여 20~80%의 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 중공 실리카의 입도가 10nm~150nm인 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  17. 청구항 9에 있어서, 상기 저굴절 비드는 반사방지층 형성용 코팅조성물 전체 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  18. 청구항 9에 있어서, 상기 반사방지층 형성용 조성물은 광중합성 화합물, 저굴절 비드, 광개시제 및 용제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사방지 필름의 제조방법.
  19. 청구항 1 및 3 내지 8항 중 어느 한 항의 반사방지 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  20. 청구항 1 및 3 내지 8항 중 어느 한 항의 반사방지 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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