KR101781197B1 - 반사 방지 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광중합성 화합물; 중공 실리카 입자; 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물; 및 광중합 개시제를 포함하는 코팅 조성물의 광경화물을 포함하는 코팅층을 포함한 반사 방지 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반사 방지 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 낮은 반사율 및 높은 투광율과 함께 우수한 내마모성 또는 내찰상성 등의 기계적 물성을 가지며, 알칼리에 노출 시에도 외관 특성 및 기계적 물성의 변화가 크지 않은 반사 방지 필름에 관한 것이다.
일반적으로 PDP, LCD 등의 평판 디스플레이 장치에는 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 최소화하기 위한 반사 방지 필름이 장착된다.
빛의 반사를 최소화하기 위한 방법으로는 수지에 무기 미립자 등의 필러를 분산시켜 기재 필름 상에 코팅하고 요철을 부여하는 방법(anti-glare: AG 코팅); 기재 필름 상에 굴절율이 다른 다수의 층을 형성시켜 빛의 간섭을 이용하는 방법 (anti-reflection: AR 코팅) 또는 이들을 혼용하는 방법 등이 있다.
그 중, 상기 AG 코팅의 경우 반사되는 빛의 절대량은 일반적인 하드 코팅과 동등한 수준이지만, 요철을 통한 빛의 산란을 이용해 눈에 들어오는 빛의 양을 줄임으로써 저반사 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 AG 코팅은 표면 요철로 인해 화면의 선명도가 떨어지기 때문에, 최근에는 AR 코팅에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
상기 AR 코팅을 이용한 필름으로는 기재 필름 상에 하드 코팅층(고굴절율층), 저반사 코팅층 등이 적층된 다층 구조인 것이 상용화되고 있다. 그러나, 상기와 같이 다수의 층을 형성시키는 방법은 각 층을 형성하는 공정을 별도로 수행함에 따라 층간 밀착력(계면 접착력)이 약해 내찰상성이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 외부로부터 입사되는 빛의 절대 반사량을 줄이고, 표면의 내찰상성을 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어지고 있으나, 물성 개선의 정도가 미흡한 실정이다.
본 발명은 낮은 반사율 및 높은 투광율과 함께 우수한 내마모성 또는 내찰상성 등의 기계적 물성을 가지며, 알칼리에 노출 시에도 외관 특성 및 기계적 물성의 변화가 크지 않은 반사 방지 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 광중합성 화합물; 중공 실리카 입자; 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물; 및 광중합 개시제;를 포함하는 코팅 조성물의 광경화물을 함유하는 코팅층을 포함한 반사 방지 필름이 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 반사 방지 필름에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, 광중합성 화합물은 빛이 조사되면, 예를 들어 가시 광선 또는 자외선의 조사되면 중합 반응을 일으키는 화합물을 통칭한다.
또한, (메트)아크릴레이트[(meth)acrylate]는 아크릴레이트(acrylate) 및 메타크릴레이트(methacrylate) 양쪽 모두를 포함하는 의미이다.
또한, 중공 실리카 입자(silica hollow particles)라 함은 규소 화합물 또는 유기 규소 화합물로부터 도출되는 실리카 입자로서, 상기 실리카 입자의 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 광중합성 화합물; 중공 실리카 입자; 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물; 및 광중합 개시제;를 포함하는 코팅 조성물의 광경화물을 함유하는 코팅층을 포함한 반사 방지 필름이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 반사 방지 필름에 관한 연구를 진행하여, 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물과 중공 실리카 입자를 포함한 코팅 조성물을 사용하면, 낮은 반사율 및 높은 투광율을 구현할 수 있으면서도 우수한 내마모성 또는 내찰상성 등의 기계적 물성을 갖는 반사 방지 필름을 제공할 수 있으며, 이러한 반사 방지 필름은 디스플레이 장치의 화면의 선명도를 높일 수 있으면서도 우수한 기계적 물성을 구현할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
특히, 상기 일 구현예의 반사 방지 필름은 알칼리에 노출되어도 반사율 또는 투광율 등의 외관 특성이나 내마모성 또는 내스크레치성 등의 기계적 물성의 저하가 크지 않기 때문에, 외부 표면 보호를 위한 추가적인 보호 필름의 적용을 생략할 수 있어서 생산 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감할 수 있다.
구체적으로, 상기 일 구현예의 반사 방지 필름은 알칼리에 노출시에도 평균 반사율이나 색상 등의 외관 특성이나 내스크래치성 등이 그리 크게 변하지 않으며, 예를 들어 상기 평균 반사율이나 색상 등의 외관 특성이나 내스크래치성이 알칼리에 노출 전후에 10%이내, 또는 5%이내의 변화율을 나타내어, 알카리 노출에 따른 물리-화학적 변화가 상대적으로 작다는 점이 확인된다.
이전에는 반사 방지 필름의 내찰상성을 향상시키기 위해서는 나노미터 사이즈의 다양한 입자(예를 들어, 실리카, 알루미나, 제올라이트 등의 입자)를 첨가하는 방법이 주로 시도되었으나, 상기 방법은 상대적으로 반사율이 올라가는 문제가 발생하여 동일 반사율로 맞출 경우 내찰상성 향상 효과가 충분하지 못한 단점이 있다.
이에 반하여 상기 반사 방지 필름은 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물을 포함하여, 낮은 반사율 및 높은 투광율을 구현하여 디스플레이 장치의 화면의 선명도를 저하시키지 않으면서도 우수한 내마모성 또는 내찰상성 등의 기계적 물성을 확보할 수 있고, 적용되는 디스플레이 장치의 성능이나 품질을 높일 수 있다.
상기 불소계 화합물에는 1이상의 광반응성 작용기가 포함 또는 치환될 수 있으며, 상기 광반응성 작용기는 빛의 조사에 의하여, 예를 들어 가시 광선 또는 자외선의 조사에 의하여 중합 반응에 참여할 수 있는 작용기를 의미한다. 상기 광반응성 작용기는 빛의 조사에 의하여 중합 반응에 참여할 수 있는 것으로 알려진 다양한 작용기를 포함할 수 있으며, 이의 구체적인 예로는 (메트)아크릴레이트기, 에폭시기, 비닐기(Vinyl) 또는 싸이올기(Thiol)를 들 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 1 중량% 내지 20중량%의 불소 함량을 가질 수 있다. 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물에서 불소의 함량이 너무 작으면, 상기 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층의 표면으로 불소 성분이 충분히 배열하지 못하여 내알칼리성 등의 물성을 충분히 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물에서 불소의 함량이 너무 크면, 상기 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층의 표면 특성이 저하되거나 최종 결과물을 얻기 위한 후단 공정 중에 불량품 발생률이 높아질 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 규소 또는 규소 화합물을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 선택적으로 내부에 규소 또는 규소 화합물을 함유할 수 있고, 구체적으로 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 중 규소의 함량은 0.1 중량% 내지 10중량%일 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물에 포함되는 규소는 상기 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층에 헤이즈(haze)가 발생하는 것을 방지하여 투명도를 높이는 역할을 할 수 있다. 한편, 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 중 규소의 함량이 너무 커지면 상기 코팅층 또는 반사 방지 필름이 갖는 내알칼리성이 저하될 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 2,000 내지 20,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물의 중량평균분자량이 너무 작으면, 상기 반사 방지 필름이 충분한 내알카리 특성을 갖지 못할 수 있다. 또한, 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물의 중량평균분자량이 너무 크면, 상기 반사 방지 필름이 충분한 내구성이나 내스크래치성을 갖지 못할 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물의 구체적인 예로는, i) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 탄소에 1이상의 불소가 치환된 지방족 화합물 또는 지방족 고리 화합물; ii) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고, 적어도 하나의 수소가 불소로 치환되고, 하나 이상의 탄소가 규소로 치환된 헤테로(hetero) 지방족 화합물 또는 헤테로(hetero)지방족 고리 화합물; iii) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 실리콘에 1이상의 불소가 치환된 폴리디알킬실록산계 고분자(예를 들어, 폴리디메틸실록산계 고분자); iv) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고 적어도 하나의 수소가 불소로 치환된 폴리에테르 화합물, 또는 상기 i) 내지 iv) 중 2이상의 혼합물 또는 이들의 공중합체를 들 수 있다.
한편, 상기 코팅 조성물은 상기 광중합성 화합물 100중량부에 대하여 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 1 내지 60중량부를 포함할 수 있다. 상기 광중합성 화합물 대비 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물이 과량으로 첨가되는 경우 상기 코팅 조성물의 코팅성이 저하되거나 상기 코팅 조성물로부터 얻어진 코팅층이 충분한 내구성이나 내스크래치성을 갖지 못할 수 있다. 또한, 상기 광중합성 화합물 대비 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물의 양이 너무 작으면, 상기 코팅 조성물로부터 얻어진 코팅층이 충분한 내알카리 특성을 갖지 못할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광중합성 화합물은 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 1이상, 또는 2이상, 또는 3이상 포함하는 단량체 또는 올리고머를 포함할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트를 포함한 단량체 또는 올리고머의 구체적인 예로는, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 헵타(메트)아크릴레이트, 트릴렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 폴리에톡시 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 부탄디올 디메타크릴레이트, 헥사에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이나, 또는 우레탄 변성 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 에테르아크릴레이트 올리고머, 덴드리틱 아크릴레이트 올리고머, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 이때 상기 올리고머의 분자량은 1,000 내지 10,000인 것이 바람직하다.
상기 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머의 구체적인 예로는, 디비닐벤젠, 스티렌 또는 파라메틸스티렌을 들 수 있다.
한편, 상기 광중합성 화합물은 상술한 단량체 또는 올리고머 이외로 불소계 (메트)아크릴레이트계 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 불소계 (메트)아크릴레이트계 화합물을 더 포함하는 경우, 상기 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머에 대한 상기 상기 불소계 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중량비는 0.1% 내지 10%일 수 있다.
상기 불소계 (메트)아크릴레이트계 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 11 내지 15로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 들 수 있다.
[화학식 11]
상기 화학식 11에서, R1은 수소기 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, a는 0 내지 7의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이다.
[화학식 12]
상기 화학식 12에서, c는 1 내지 10의 정수이다.
[화학식 13]
상기 화학식 13에서, d는 1 내지 11의 정수이다.
[화학식 14]
상기 화학식 14에서, e는 1 내지 5의 정수이다.
[화학식 15]
상기 화학식 15에서, f는 4 내지 10의 정수이다.
한편, 상기 중공 실리카 입자는 입자의 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 실리카 입자를 의미한다. 상기 중공 실리카 입자는 속이 찬 입자에 비하여 낮은 굴절율을 가져 우수한 반사 방지 특성을 나타낼 수 있다.
상기 중공 실리카 입자는 수평균 입경이 10 내지 100 nm, 바람직하게는 20 내지 70 nm, 보다 바람직하게는 30 내지 70 nm인 것일 수 있으며; 입자의 형상은 구상인 것이 바람직하지만, 부정형이라도 무방하다.
또한, 상기 중공 실리카 입자로는 그 표면이 불소계 화합물로 코팅된 것을 단독으로 사용하거나, 불소계 화합물로 표면이 코팅되지 않는 중공 실리카 입자와 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 중공 실리카 입자의 표면을 불소계 화합물로 코팅하면 표면 에너지를 보다 낮출 수 있으며, 이에 따라 상기 코팅 조성물 내에서 상기 중공 실리카 입자가 보다 균일하게 분포할 수 있고, 상기 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅층 또는 반사 방지 필름의 내구성이나 내스크레치성을 보다 높일 수 있다.
상기 중공 실리카 입자의 표면에 불소계 화합물을 코팅하는 방법으로 통상적으로 알려진 입자 코팅 방법이나 중합 방법 등을 큰 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 상기 중공 실리카 입자 및 불소계 화합물을 물과 촉매의 존재 하에서 졸-겔 반응 시켜서 가수 분해 및 축합 반응을 통하여 상기 중공 실리카 입자의 표면에 불소계 화합물을 결합시킬 수 있다.
그리고, 상기 중공 실리카 입자는 소정의 분산매에 분산된 콜로이드상으로 조성물에 포함될 수 있다. 상기 중공 실리카 입자를 포함하는 콜로이드상은 분산매로 유기 용매를 포함할 수 있다.
이때, 상기 중공 실리카는 상기 유기 용매에 보다 용이하게 분산되기 위해서 표면에 최환된 소정의 작용기를 포함할 수 있다. 상기 중공 실리카 입자 표면에 치환 가능한 유기 작용기의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 (메트)아크릴레이트기, 비닐기, 히드록시기, 아민기, 알릴기(allyl), 에폭시기, 히드록시기, 이소시아네이트기, 아민기, 또는 불소 등이 상기 중공 실리카 표면에 치환될 수 있다.
상기 중공 실리카 입자의 콜로이드상에서 중공 실리카 입자의 고형분 함량은 상기 코팅 조성물 중 중공 실리카의 함량 범위나 상기 코팅 조성물의 점도 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 예를 들어 상기 콜로이드상 중 상기 중공 실리카 입자의 고형분 함량은 5중량% 내지 60중량%일 수 있다.
여기서, 상기 분산매 중 유기 용매로는 메탄올, 이소프로필알코올, 에틸렌글리콜, 부탄올 등의 알코올류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 디메틸포름아미드. 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; 초산에틸, 초산부틸, 감마부틸로락톤 등의 에스테르류; 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥산 등의 에테르류; 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
상기 코팅 조성물은 상기 광중합성 화합물 100중량부에 대하여 상기 중공 실리카 입자 10 내지 360중량부를 포함할 수 있다. 상기 중공 입자가 과량으로 첨가될 경우 바인더의 함량 저하로 인하여 코팅층의 내스크래치성이나 내마모성이 저하될 수 있다.
상기 광중합 개시제로는 광경화성 수지 조성물에 사용될 수 있는 것으로 알려진 화합물이면 크게 제한 없이 사용 가능하며, 구체적으로 벤조 페논계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물 100중량부에 대하여, 상기 광중합 개시제는 1 내지 100중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 상기 광중합 개시제의 양이 너무 작으면, 상기 코팅 조성물의 광경화 단계에서 미경화되어 잔류하는 물질이 발행할 수 있다. 상기 광중합 개시제의 양이 너무 많으면, 미반응 개시제가 불순물로 잔류하거나 가교 밀도가 낮아져서 제조되는 필름의 기계적 물성이 저하되거나 반사율이 크게 높아질 수 있다.
한편, 상기 코팅 조성물은 유기 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 용매의 비제한적인 예를 들면 케톤류, 알코올류, 아세테이트류 및 에테르류, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
이러한 유기 용매의 구체적인 예로는, 메틸에틸케논, 메틸이소부틸케톤, 아세틸아세톤 또는 이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, 또는 t-부탄올 등의 알코올류; 에틸아세테이트, i-프로필아세테이트, 또는 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 등의 아세테이트류; 테트라하이드로퓨란 또는 프로필렌글라이콜 모노메틸에테르 등의 에테르류; 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
상기 유기 용매는 상기 코팅 조성물에 포함되는 각 성분들을 혼합하는 시기에 첨가되거나 각 성분들이 유기 용매에 분산 또는 혼합된 상태로 첨가되면서 상기 코팅 조성물에 포함될 수 있다. 상기 코팅 조성물 중 유기 용매의 함량이 너무 작으면, 상기 코팅 조성물의 흐름성이 저하되어 최종 제조되는 필름에 줄무늬가 생기는 등 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 유기 용매의 과량 첨가시 고형분 함량이 낮아져, 코팅 및 성막이 충분히 되지 않아서 필름의 물성이나 표면 특성이 저하될 수 있고, 건조 및 경화 과정에서 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅 조성물은 포함되는 성분들의 전체 고형분의 농도가 1중량% 내지 50중량%, 또는 2 내지 20중량%가 되도록 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 광중합성 화합물; 중공 실리카 입자; 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물; 및 광중합 개시제;를 포함하는 코팅 조성물의 광경화물을 함유하는 코팅층 또는 이를 포함한 반사 방지 필름이 갖는 평균 반사율이나 색상 등의 외관 특성이나 내스크래치성은 알칼리에 노출시에도 그리 크지 않은 변화율, 예를 들어 10%이내, 또는 5%이내의 변화율을 나타내어, 알카리 노출에 따른 물리-화학적 변화가 상대적으로 작다는 점이 확인된다.
상기 코팅층은 상기 코팅 조성물을 소정의 기재 상에 도포하고 도포된 결과물을 광경화함으로서 얻어질 수 있다. 상기 기재의 구체적인 종류나 두께는 크게 한정되는 것은 아니며, 저반사 필름 또는 반사 방지 필름의 제조에 사용되는 것으로 알려진 기재를 큰 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 코팅 조성물을 도포하는데 통상적으로 사용되는 방법 및 장치를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, Meyer bar 등의 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 2 Roll Reverse 코팅법, vacuum slot die 코팅법, 2 roll 코팅법 등을 사용할 수 있다.
상기 코팅층은 1㎚ 내지 300 ㎚, 또는 50㎚ 내지 200 ㎚의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 소정의 기재 상에 도포되는 상기 코팅 조성물의 두께는 약 1㎚ 내지 300 ㎚, 또는 50㎚ 내지 200 ㎚일 수 있다.
상기 코팅층은 반사 방지 필름의 저굴절층 일 수 있다.
상기 코팅 조성물을 광경화 시키는 단계에서는 200 내지 400nm파장의 자외선 또는 가시 광선을 조사할 수 있고, 조사시 노광량은 100 내지 4,000 mJ/㎠ 이 바람직하다. 노광 시간도 특별히 한정되는 것이 아니고, 사용 되는 노광 장치, 조사 광선의 파장 또는 노광량에 따라 적절히 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 광경화성 코팅 조성물을 광경화 시키는 단계에서는 질소 대기 조건을 적용하기 위하여 질소 퍼징 등을 할 수 있다.
상기 코팅층은 2%이하, 또는 1%이하의 평균반사율을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 구현예의 반사 방지 필름은 상기 광중합성 화합물; 중공 실리카 입자; 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물; 및 광중합 개시제;를 포함하는 코팅 조성물의 광경화물을 함유하는 코팅층을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 코팅층은 상기 광중합성 화합물과 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 간의 가교 중합체를 포함하는 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산된 중공 실리카 입자를 포함할 수 있다.
상술한 코팅 조성물이 광경화 됨에 따라서, 상기 광중합성 화합물과 상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 중합 반응 또는 가교 반응을 일으킬 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅층은 광중합성 화합물과 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 간의 가교 중합체를 포함하는 바인더 수지를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 중공 실리카 입자는 상기 바인더 수지에 분산된 상태로 존재할 수 있다. 이러한 중공 실리카 입자 또한 상기 바인더 수지과 가교 반응 또는 중합 반응하여 결합된 상태일 수 있으며, 또는 상기 바인더 수지와 혼합되어 분산되어 있는 상태일 수 있다.
상기 반사 방지 필름은 상기 코팅층의 일면 상에 결합된 하드 코팅층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사 방지 필름은 상기 하드 코팅층의 다른 일면에 결합된 기재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 낮은 반사율 및 높은 투광율을 구현할 수 있으면서도 우수한 내마모성 또는 내찰상성 등의 기계적 물성을 가지며, 디스플레이 장치의 화면의 선명도를 높일 수 있으면서도 우수한 기계적 물성을 나타내는 반사 방지 필름이 제공될 수 있다.
상기 반사 방지 필름은 알칼리에 노출되어도 반사율 또는 투광율 등의 외관 특성이나 내마모성 또는 내스크레치성 등의 기계적 물성의 저하가 크지 않기 때문에, 외부 표면 보호를 위한 추가적인 보호 필름의 적용을 생략할 수 있어서 생산 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감할 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<
제조예
>
제조예1
: 하드 코팅액 조성물의 제조
다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 20중량%, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 20중량%, Irgacure-184 2중량%, 나노실리카 3중량%, 메틸 에틸 케톤 30중량% 및 이소프로필 알코올 25중량%를 혼합하여 하드 코팅액 조성물을 제조하였다.
제조예2
내지 4: 반사 방지 필름 제조용 코팅 조성물의 제조
하기 표1의 성분을 혼합하고, MIBK(methyl isobutyl ketone)용매에 고형분이 5중량%가 되도록 희석하였다.
| 제조예2 | 제조예3 | 제조예4 | |
| 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 | 100 | 100 | 100 |
| Irgacure-184 | 40 | 40 | 40 |
| THRULYA 4320 | 330 | 330 | 330 |
| 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 | RS907 37중량부 |
RS922 27.5중량부 |
F444 11중량부 |
* 상기 표1에서 함량은 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 100중량부 기준
1) RS907(DIC사 제품): 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물이 MIBK 용매 중 고형분 30중량%으로 희석됨
2) RS922(DIC사 제품): 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 및 소량의 Si성분이 MIBK 용매 중 고형분 30중량%으로 희석됨
3) F444(DIC사 제품): 광반응성 작용기를 포함하지 않은 불소계 화합물(고형분100%)
4) THRULYA 4320(촉매화성 제품): 중공실리카 분산액(MIBK 용매 중 고형분 20중량%)
<
실시예
및
비교예
: 반사 방지 필름의 제조>
1. 하드 코팅 필름의 제조
상기 제조예1에서 얻어진 하드 코팅액 조성물을 트리아세틸 셀루로스 필름에 #10 mayer bar로 코팅하고 90℃에서 1분 건조하였다. 상기 건조물에 150 mJ/㎠의 자외선을 조사하여 10 ㎛의 두께를 갖는 하드 코팅 필름의 제조하였다.
2. 반사 방지 필름의 제조(
실시예
1 내지 2 및
비교예
)
상기 제조된 하드 코팅 필름 상에, 상기 제조예 2 내지 4에서 각각 얻어진 코팅 조성물을 #3 mayer bar로 코팅하고, 60℃에서 1분 건조하였다. 그리고, 질소 퍼징하에서 상기 건조물에 180 mJ/㎠의 자외선을 조사하여 110㎚의 두께를 갖는 코팅층을 형성함으로서, 반사 방지 필름을 제조하였다(실시예 1 내지 2 및 비교예).
<
실험예
: 반사 방지 필름의 물성 측정>
실시예 1 내지 2 및 비교예에서 얻어진 반사 방지 필름에 대하여 다음과 같은 항목의 실험을 시행하였다.
1. 알칼리 전처리
증류수로 10%로 희석한 60℃의 NaOH 수용액에 실시예 1 내지 2 및 비교예에서 얻어진 반사 방지 필름 각각을 1분간 담궜다가 물로 흘려서 세척한 후 물기를 닦아주었다.
2. 반사율 측정
상기 전처리 전후 시점에서, Solidspec 3700(SHIMADZU)를 이용하여 가시 광선 영역을 측정하여 최소 반사율을 측정하였다.
3.
색좌표값
(b*)
상기 전처리 전후 시점에서, Solidspec 3700(SHIMADZU)를 이용하여 측정한 파장으로 색좌표값을 측정하였다.
4.
내스크래치성
측정
상기 전처리 전후 시점에서, 스틸울에 하중을 걸고 24rpm의 속도로 10회 왕복하며 실시예 1 내지 2 및 비교예에서 얻어진 반사 방지 필름의 표면을 문질렀다. 육안으로 관찰되는 1cm이하의 스크래치 1개 이하가 관찰되는 최대 하중을 측정하였다.
5. 표면 불소 함량
ESCA법을 이용하여 실시예 1 내지 2 및 비교예에서 얻어진 반사 방지 필름의 표면에 존재하는 불소 원자의 비율을 측정하였다.
| 실시예1 | 실시예2 | 비교예 | ||
| 코팅층 형성용 조성물 | 제조예2 | 제조예3 | 제조예4 | |
| 표면 불소 함량(중량%) | 전처리 전 | 25 | 20 | 1.2 |
| 전처리 후 | 25 | 20 | 0.5 | |
| 평균반사율 | 전처리 전 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 전처리 후 | 1.45 | 1.5 | 1.35 | |
| △ | 0.05 | 0 | 0.15 | |
| b* | 전처리 전 | -1.5 | -1 | -1.3 |
| 전처리 후 | -0.8 | -0.5 | 0.6 | |
| △ | 0.7 | 0.5 | 1.9 | |
| 내스크래치(g) | 전처리 전 | 700 | 650 | 400 |
| 전처리 후 | 700 | 600 | 200 | |
| △ | 0 | 50 | 200 | |
상기 표2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 2의 반사 방지 필름은 표면 불소 함량이 높을 뿐 아니라, 비교예와 비교하였을 때 알칼리 전처리 전후를 통해서도 평균 반사율이나 색좌표값에 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다.
또한, 실시예 1 및 2의 반사 방지 필름은 비교예에 비하여 보다 우수한 내찰상성 또는 내스크래치성을 갖는다는 점이 확인되었다.
이에 따라, 상기 실시예의 반사 방지 필름은 디스플레이 장치의 제조 과정 등에 알칼리에 노출되어도 반사율 또는 투광율 등의 외관 특성이나 내마모성 또는 내스크레치성 등의 기계적 물성의 저하가 크지 않기 때문에, 외부 표면 보호를 위한 추가적인 보호 필름이나 코팅층 적용을 생략할 수 있어서 생산 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 실시예의 반사 방지 필름은 상대적으로 낮은 반사율 및 높은 투광율을 가져서 디스플레이 장치의 화면의 선명도를 저하시키지 않을 수 있고, 우수한 내마모성 또는 내찰상성 등의 기계적 물성을 확보하여 최종 적용되는 디스플레이 장치의 성능이나 품질을 향상시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
Claims (15)
- 광중합성 화합물 100중량부에 대하여, 중공 실리카 입자 10 내지 360 중량부와 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 1 내지 60중량부와 광중합 개시제 1 내지 100중량부를 포함하는 코팅 조성물의 광경화물을 함유하는 코팅층을 포함한 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 1 중량% 내지 20중량%의 불소 함량을 갖는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 불소계 화합물에 포함되는 광반응성 작용기는 (메트)아크릴레이트기, 에폭시기, 비닐기(Vinyl) 또는 싸이올기(Thiol)를 포함하는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 0.1 중량% 내지 10중량%의 규소를 더 포함하는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 i) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 탄소에 1이상의 불소가 치환된 지방족 화합물 또는 지방족 고리 화합물; ii) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고, 적어도 하나의 수소가 불소로 치환되고, 하나 이상의 탄소가 규소로 치환된 헤테로(hetero) 지방족 화합물 또는 헤테로(hetero)지방족 고리 화합물; iii) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 실리콘에 1이상의 불소가 치환된 폴리디알킬실록산계 고분자(예를 들어, 폴리디메틸실록산계 고분자); 및 iv) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고 적어도 하나의 수소가 불소로 치환된 폴리에테르 화합물;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는,
반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물은 2,000 내지 20,000의 중량평균분자량을 갖는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광중합성 화합물은 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머를 포함하는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 중공 실리카 입자는 10 내지 100 nm 의 수평균 입경을 갖는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 광중합 개시제는 벤조 페논계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 반사 방지 필름.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 상기 광중합성 화합물과 광반응성 작용기를 포함한 불소계 화합물 간의 가교 중합체를 포함하는 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산된 중공 실리카 입자를 포함하는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 2%이하의 평균반사율을 갖는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 1㎚ 내지 300 ㎚의 두께를 갖는, 반사 방지 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 코팅층의 일면 상에 결합된 하드 코팅층을 더 포함하는, 반사 반지 필름.
- 제14항에 있어서,
상기 하드 코팅층의 다른 일면에 결합된 기재를 더 포함하는, 반사 방지 필름.
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