KR100467822B1

KR100467822B1 - 눈부심 방지 코팅 조성물

Info

Publication number: KR100467822B1
Application number: KR10-2002-0008230A
Authority: KR
Inventors: 장영래; 구예모; 장성훈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2005-01-24
Also published as: KR20030068335A; EP1474489A1; TW200304480A; WO2003068876A1; JP3880965B2; US7806979B2; CN1630695A; CN1311035C; US20060047035A1; TWI243844B; AU2003206204A1; EP1474489A4; JP2005517760A

Abstract

본 발명은 눈부심 방지 코팅 조성물에 관한 것으로, 특히 아크릴레이트계 바인더 수지에 바인더 수지와의 굴절율 차이가 0.2 내지 0.5인 평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자, 및 굴절율 차이가 0.1을 넘지 않는 평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자를 동시에 포함하여 눈부심 방지 특성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 표면 산란을 줄이고 내부에서의 빛의 확산을 유도하여 내부로부터 통과되는 빛 또는 정보들이 표면에서의 퍼지는 정도를 줄임으로써 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지의 왜곡 현상이 현저히 감소하고, 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수한 눈부심 방지 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

눈부심 방지 코팅 조성물 {COATING COMPOSITION FOR PROTECTING DAZZLING EFFECT}

본 발명은 눈부심 방지 코팅 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 눈부심 방지 특성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지 왜곡 현상이 현저히 감소하고, 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수한 눈부심 방지 코팅 조성물에 관한 것이다.

정보화 사회로 가면서 다양하고 많은 디스플레이들을 접하게 되며, 텔레비전, 노트북, PC, 휴대폰 액정으로부터 시계, 사진, 액자 등까지 그 크기와 용도가 매우 다양하다. 그러나 이러한 디스플레이가 자연광 등의 외부의 빛에 노출되었을 때 문제를 일으킬 수 있는데, 그것은 디스플레이의 최외각 표면에서 편평한 표면으로 입사되는 빛이 한쪽 방향으로 반사되는 경우 상의 콘트라스트가 떨어지고 쉽고, 눈의 피로감을 느끼거나 두통을 유발하게 되는 것이다.

종래에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 기재의 요철 형성에 의한 표면 산란을 유도하여 외광의 확산을 구현하는 방법들이 다양하게 시도되어 왔다.

일본공개특허공보 소59-58036호, 평6-18706호, 평9-127312호 등은 경화성 수지에 실리카 등의 응집성 미립자, 또는 수지 비드를 첨가하거나 표면에 엠보싱 처리하는 등의 처리로 표면에 요철을 형성하여 표면에서의 빛의 난반사를 구현하는 방법을 개시하고 있다. 상기 기술들은 눈부심 방지 효과가 매우 우수한 장점이 있는 반면, 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지의 왜곡 현상이 심하다는 문제점이 있다. 또한 일본공개특허공보 평7-181306호, 및 평10-20103호는 고해상도 디스플레이에 적용 가능한 표면 산란 기술로 표면 요철 구조를 미세하게 조절함으로써 이미지의 왜곡 현상은 감소하였으나, 여전히 콘트라스트가 저하되는 등의 문제점이 있다.

따라서, 눈부심 방지 효과가 우수할 뿐만 아니라, 동시에 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지 왜곡 현상이 현저히 감소하고, 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수한 코팅 조성물에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 눈부심 방지 효과가 우수할 뿐만 아니라, 동시에 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지 왜곡 현상이 현저히 감소하고, 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수한 눈부심 방지 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디스플레이용 눈부심 방지 코팅 조성물에 있어서,

a) 아크릴레이트계 바인더 수지 100 중량부;

b) 상기 a)의 아크릴레이트계 바인더 수지와 굴절율 차이가 0.2 내지 0.5인

평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자 2 내지 30 중량부; 및

c) 상기 a)의 아크릴레이트계 바인더 수지와 굴절율 차이가 0.1을 넘지 않는

평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자 1 내지 20 중량부

를 포함하는 눈부심 방지 코팅 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 눈부심 방지 특성외에 디스플레이에 적용시 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수한 눈부심 방지 코팅 조성물에 대하여 연구하던 중, 바인더 수지 중에 바인더와의 굴절률 차이가 0.2∼0.5인 미립자와 굴절률 차이가 0.1 미만인 미립자를 동시에 첨가한 결과, 눈부심 방지 효과가 우수하고, 동시에 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지 왜곡 현상이 현저히 감소되었을 뿐만 아니라, 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

디스플레이 내부로부터 투과되는 이미지가 필름과 공기의 굴절률 차이에 의해 큰 각도로 굴절되어 이미지간의 간섭을 유발하는데 반해, 필름 내부의 필러와 매트릭스간의 굴절률 차이는 필름과 공기와의 차이보다는 적어 이미지간의 간섭이 줄어들게 된다. 본 발명의 코팅 조성물은 이미지 왜곡의 최소화와 함께 눈부심 방지 특성을 유지해야 하기 때문에, 평균 조도가 0.1∼0.3 ㎛이 되는 표면 요철이 존재해야 한다.

또한, 고해상도 디스플레이에 적용하기 위해서는 필름 내부와 표면에서의 빛의 확산 정도의 조절이 중요하며, 특히 내부 확산 헤이즈가 15∼40이고, 표면 헤이즈가 15 미만으로 유지되는 것이 눈부심 방지와 왜곡 현상의 최소화에 바람직하다. 내부 확산 헤이즈는 바인더와의 굴절률 차이가 0.2∼0.5인 미립자의 함량 및 크기에 의해 영향을 받으며, 표면 헤이즈는 표면 요철 형상에 의해서 결정되어 지고, 이를 위해서는 제 2의 미립자가 필요하게 된다.

본 발명은 아크릴레이트계 바인더 수지에 바인더와의 굴절률 차이가 0.2 내지 0.5인 평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자, 및 굴절률 차이가 0.1 미만인 평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자를 동시에 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 바인더 수지와의 굴절률 차이가 0.2 내지 0.5인 평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자, 및 굴절률 차이가 0.1을 넘지 않는 평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자는 알루미나(굴절률 1.77), 수산화 알루미늄(굴절률 1.58), 산화 마그네슘(굴절률 1.74), 산화 안티몬(굴절률 2.18), 또는 실리카(굴절률 1.48) 등을 사용할 수 있으며, 바인더의 굴절률에 따라 선택될 수 있다.

상기 바인더 수지와의 굴절률 차이가 0.2 내지 0.5인 평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자는 바인더 수지 100 중량부에 대하여 2 내지 30 중량부로 포함된다. 상기 미립자의 평균입경이 0.05 ㎛ 미만일 경우에는 빛의 확산 효과가 없어지는 문제점이 있으며, 1 ㎛을 초과할 경우에는 빛의 퍼짐성이 증가되는 문제점이 있다.

상기 바인더 수지와의 굴절률 차이가 0.1을 넘지 않는 평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자는 바인더 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 포함되며, 평균입경이 3 ㎛을 초과할 경우에는 빛의 퍼짐성이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 아크릴레이트계 바인더 수지는 ⅰ) 반응성 올리고머 최대 80 중량%, ⅱ) 다관능 모노머 10 내지 100 중량%, 및 ⅲ) 1 종 이상의 이관능 또는 단관능 아크릴레이트 최대 30 중량%를 포함한다.

상기 ⅰ)의 반응성 올리고머는 통상적으로 2∼6의 관능기를 가지는 우레탄 변성 올리고머, 폴리에스터 올리고머, 에폭시 올리고머 등을 사용할 수 있다. 그 함량은 총 아크릴레이트계 바인더 수지 중 최대 80 중량%로 포함되며, 80 중량%를 초과할 경우에는 내마모성이나 내찰상성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 ⅱ)의 다관능 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 또는 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트 등의 3 관능 이상의 아크릴을 말한다. 그 함량은 아크릴계 총 아크릴레이트계 바인더 수지 중 최대 10 중량%로 포함되며, 10중량% 미만일 경우에는 내마모성과 내찰상성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 ⅲ)의 이관능 또는 단관능 아크릴레이트는 코팅액의 점도를 낮게 유지시키면서 코팅 도막의 유연성을 부여하는 역할을 하며, 그 예로는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 옥타 데실 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 등의 단관능 아크릴레이트류; 메틸 메타아크릴레이트, 부틸 메타아크릴레이트 등의 단관능 메타아크릴레이트류; 헥산 디올 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 등의 이관능 아크릴레이트; 또는 메타아크릴레이트류 등이 있다. 그 함량은 총 아크릴레이트계 바인더 수지 중 최대 30 중량%로 포함되는것이 바람직하다.

본 발명의 눈부심 방지 코팅 조성물은 이외에 개시제와 용매도 사용된다.

상기 개시제는 열분해 개시제, 또는 자외선 분해 개시제를 사용할 수 있다. 열분해 개시제로는 벤조일퍼옥사이드 등이 사용될 수 있고, 자외선 분해 개시제로는 1-히드록시 시클로헥실페닐 케톤, 벤질 디메틸 케탈, 히드록시디메틸아세토 페논, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 또는 벤조인 부틸 에테르 등이 사용될 수 있다. 그 함량은 개시제의 함량은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 용매는 코팅성 및 기재에 대한 부착성을 부여하기 위하여 사용되며, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 아세테이트류; 메틸 에틸 케톤, 메칠 이소부틸 케톤, 아세톤 등의 케톤류; 메틸 셀루솔브, 에틸 셀루솔브, 부틸 셀루솔브 등의 셀루솔브류, 디메틸 포름아마이드, 또는 테트라 히드로 퓨란 등을 사용할 수 있다. 그 함량은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 조성물은 기타의 코팅성 등의 기능을 부여하기 위하여 레벨링제, 습윤제, 소포제 등이 포함될 수 있다.

본 발명에 의하여 제조된 코팅액은 다양한 종류의 기재에 적용할 수 있다. 기재의 종류로는 트리아세틸 셀루로즈, 폴리에스테르 필름, 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등의 투명한 시트를 들 수 있다. 또한 본 발명의 눈부심 방지 코팅재는 눈부심 방지 처리한 상기 기재를 LCD용 편광판, RPTV용보호 필터, 컴퓨터 보안기 등의 디스플레이 용용제품에 적용할 때 효과적이다.

본 발명의 조성물을 코팅하는 방법으로는, 필름에 적용할 때 롤 코팅을 이용하며, 구체적으로 그라비아 코팅, 리버스 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 콤마 코팅, 립 코팅, 와이어 바 코팅 방법 등을 들 수 있다. 시트에 적용할 경우에는 딥 코팅, 스프레이 코팅, 플로루 코팅, 스핀 코팅 등이 있다. 코팅 도막 두께는 1 내지 20 ㎛이 바람직하며, 적용 분야에 따라 달라질 수 있다. 코팅된 기재는 50∼80 ℃의 오븐에서 예비 건조를 하여 용매를 휘발시킨 후, 자외선 경화기로 경화를 하게 되는데, 이때 자외선 조사량은 400∼2000 mJ/㎠ 가 바람직하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 80 중량부 및 2-헥산디올아크릴레이트(2-HEA) 20 중량부를 포함하는 바인더 수지에 미립자로 굴절률이 1.77인 평균입경 1 ㎛의 알루미나(AL-41DBM-01, 일본 스미토모 화학) 10 중량부, 자외선 분해 개시제로 2-히드록시 시클로헥실페닐케톤 2 중량부, 용매로 이소 프로필 알코올 20 중량부, 에틸 아세테이트 20 중량부, 및 부틸 셀루솔브 20 중량부, 습윤제(Tego 453, 테고사) 0.3 중량부, 레벨링제(BYK 300, BYK사) 0.3 중량부와 혼합하였다. 이때 바인더 수지의 굴절률은 1.48이었다.

상기 혼합한 코팅액을 밀링 장치를 사용하여 분산시켜 최종 알루미나의 평균입경을 0.4 ㎛으로 조절하였다.

이소 프로필 알코올 30 중량부, 부틸 셀루솔브 10 중량부에 굴절률이 1.48인 평균입경 1 ㎛의 실리카 7 중량부를 분산시키고, 상기 준비된 알루미나가 분산된 코팅액에 혼합하여 눈부심 방지용 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 2

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 80 중량부 및 2-헥산디올아크릴레이트(2-HEA) 20 중량부를 포함하는 바인더 수지에 미립자로 굴절률이 1.74인 평균입경 4 ㎛의 산화 마그네슘(Premier사) 10 중량부, 자외선 분해 개시제로 2-히드록시 시클로헥실페닐케톤 2 중량부, 용매로 이소 프로필 알코올 20 중량부, 에틸 아세테이트 20 중량부, 및 부틸 셀루솔브 20 중량부, 습윤제(Tego 453, 테고사) 0.3 중량부, 레벨링제(BYK 300, BYK사) 0.3 중량부와 혼합하였다. 이때 바인더 수지의 굴절률은 1.48이었다.

상기 혼합한 코팅액을 밀링 장치를 사용하여 분산시켜 최종 산화 마그네슘의 평균입경을 0.6 ㎛으로 조절하였다.

이소 프로필 알코올 30 중량부, 부틸 셀루솔브 10 중량부에 굴절률이 1.48인 평균입경 1 ㎛의 실리카 7 중량부를 분산시키고, 상기 준비된 산화 마그네슘이 분산된 코팅액에 혼합하여 눈부심 방지용 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 1

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 80 중량부 및 2-헥산디올아크릴레이트(2-HEA) 20 중량부를 포함하는 바인더 수지에 미립자로 굴절률이 1.48인 평균입경 1 ㎛의 실리카 10 중량부, 자외선 분해 개시제로 2-히드록시 시클로헥실페닐케톤 2 중량부, 용매로 이소 프로필 알코올 50 중량부, 에틸 아세테이트 20 중량부, 및 부틸 셀루솔브 30 중량부, 습윤제(Tego 453, 테고사) 0.3 중량부, 레벨링제(BYK 300, BYK사) 0.3 중량부와 혼합하였다. 이때 바인더 수지의 굴절률은 1.48이었다.

비교예 2

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 80 중량부 및 2-헥산디올아크릴레이트(2-HEA) 20 중량부를 포함하는 바인더 수지에 미립자로 굴절률이 1.58인 평균입경 1 ㎛의 수산화 알루미늄 10 중량부, 및 굴절률이 1.48인 평균입경 1 ㎛의 실리카 7 중량부, 자외선 분해 개시제로 2-히드록시 시클로헥실페닐케톤 2 중량부, 용매로 이소 프로필 알코올 50 중량부, 에틸 아세테이트 20 중량부, 및 부틸 셀루솔브 30 중량부, 습윤제(Tego 453, 테고사) 0.3 중량부, 레벨링제(BYK 300, BYK사) 0.3 중량부와 혼합하였다. 이때 바인더 수지의 굴절률은 1.48이었다.

실험예

상기 실시예 1 또는 2, 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 코팅액 조성물을 트리아세틸 셀룰로즈 필름에 5번 와이어 바로 코팅하였다. 이를 50 ℃ 오븐에서 2 분간 건조하고, 1 J/㎠의 UV 에너지로 경화하였다. 코팅된 필름의 광택(gloss), 헤이즈(haze), 내부 헤이즈, 표면 헤이즈, 투과율, 상 선명도, 스파클 현상, 흑농 도 등의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

ㄱ) 헤이즈 및 투과율 - HR-100(일본 무라카미사)를 이용하여 측정하였다.

이때 내부 헤이즈는 눈부심 방지 필름의 표면에 점착 테이프를 부착하여

요철 형상을 상쇄시킨 후 헤이즈를 측정하였고, 표면 헤이즈는 총 헤이

즈 값에서 내부 확산 헤이즈 값을 차감하였다.

ㄴ) 상선명도 - ICM-1(일본 스가사)의 기기를 사용하여 4 개의 슬릿(0.125

㎜, 0.25 ㎜, 0.5 ㎜, 2.0 ㎜)을 통과한 선명도 값을 합산하여 평가하였

다. 이때 합산한 값이 높을수록 선명도가 좋다.

ㄷ) 스파클 현상 - LCD 모듈에 눈부심 방지 필름을 부착한 후, 육안으로 관

찰하였다.

ㄹ) 흑 농도 - 필름 뒷면에 검은 테이프를 부착시킨 후, Macbeth RD198로 평

가하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
Gloss (%)	62	59	59	60
헤이즈 (%)	34.6	38.2	11	17.4
내부 헤이즈	30.5	33.0	0	3.4
표면 헤이즈	4.1	5.2	11	14
투과율 (%)	93.3	93.1	93.3	93.6
상 선명도	177	163	100	108
스파클 현상	없음	없음	발생	약간 발생
흑 농도	1.96	1.95	1.80	1.88

상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 바인더 수지에 바인더 수지와의 굴절율 차이가 0.2 내지 0.5인 평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자와 굴절율 차이가 0.1을넘지 않는 평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자를 동시에 포함하는 실시예 1 내지 2의 코팅액 조성물이 투과도, 헤이즈, 상 선명도, 및 스파클 현상이 비교예 1 내지 2의 코팅액과 비교하여 우수함을 확인할 수 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 눈부심 방지 코팅 조성물은 눈부심 방지 특성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 표면 산란을 줄이고 내부에서의 빛의 확산을 유도하여 내부로부터 통과되는 빛 또는 정보들이 표면에서의 퍼지는 정도를 줄임으로써 고해상도 디스플레이에 적용시 이미지의 왜곡 현상이 현저히 감소시키고, 콘트라스트, 상 선명도 등의 특성이 우수한 효과가 있다.

Claims

a) 아크릴레이트계 바인더 수지 100 중량부;

b) 알루미나, 수산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 및 실리카로

이루어지는 군으로부터 선택되며,

상기 a)의 아크릴레이트계 바인더 수지와 굴절율 차이가 0.2 내지 0.5인

평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자 2 내지 30 중량부; 및

c) 알루미나, 수산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 및 실리카로

이루어지는 군으로부터 선택되며,

상기 a)의 아크릴레이트계 바인더 수지와 굴절율 차이가 0.1을 넘지 않는

평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자 1 내지 20 중량부

를 포함하는 디스플레이용 눈부심 방지 코팅 조성물.
제1항에 있어서,

a)ⅰ) 반응성 올리고머 최대 80 중량%;

ⅱ) 다관능 모노머 10 내지 100 중량%; 및

ⅲ) 1 종 이상의 이관능 또는 단관능 아크릴레이트 최대 30 중량%

를 포함하는 아크릴레이트계 바인더 수지 100 중량부;

b) 알루미나, 수산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 및 실리카로

이루어지는 군으로부터 선택되며,

상기 a)의 아크릴레이트계 바인더 수지와 굴절율 차이가 0.2 내지 0.5인

평균입경 0.05 내지 1 ㎛의 미립자 2 내지 30 중량부;

c) 알루미나, 수산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 및 실리카로

이루어지는 군으로부터 선택되며,

상기 a)의 아크릴레이트계 바인더 수지와 굴절율 차이가 0.1을 넘지 않는

평균입경 0.5 내지 3 ㎛의 미립자 1 내지 20 중량부

d) 개시제 0.01 내지 10 중량부; 및

e) 용매 10 내지 200 중량부

를 포함하는 눈부심 방지 코팅 조성물.
삭제
제1항 기재의 눈부심 방지 코팅 조성물이 코팅된 눈부심 방지 필름.
제1항 기재의 눈부심 방지 코팅 조성물이 코팅된 눈부심 방지 시트.