KR101283452B1 - 터치스크린 패널용 반사방지 필름,산화방지 필름 및 이를 이용한 터치스크린 패널 - Google Patents

터치스크린 패널용 반사방지 필름,산화방지 필름 및 이를 이용한 터치스크린 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 하드코트층 및 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 반사방지 필름, 산화방지 필름 및 이를 이용한 터치스크린 패널을 제공한다.
본 발명에 따른 정전용량 방식 터치스크린 패널은 하부 투명도전층을 보호하는 산화방지필름의 기재필름의 편면에 반사방지층을 구비하여, 외부로부터 유입되어 난반사되는 빛의 반사율은 줄이면서, 액정표시장치로부터 나오는 빛의 투과율은 증대시켜 최종적으로 고투과율의 이미지를 구현할 수 있다. 또한, 다른 한면에 점착층을 구비하여 상기 하부 투명도전층과 산화방지필름을 견고히 부착시키는 역할을 수행함과 동시에 하부 투명도전층을 보호하며, 공기층의 미세한 공기 순환 등에 의해 습기가 터치스크린 패널의 내부로 침투하여 터치스크린 패널 외관 특성 및 전기적 특성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

Description

터치스크린 패널용 반사방지 필름,산화방지 필름 및 이를 이용한 터치스크린 패널{Anti-reflection Film, Anti-Oxidation Film and Touch Screen Panel Using the Same}
본 발명은 터치스크린 패널용 반사방지 필름, 산화방지 필름 및 이를 이용한 터치스크린 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외부로부터 유입되어 난반사되는 빛의 반사율은 줄이면서, 액정표시장치로부터 나오는 빛의 투과율은 증대시켜 고투과율의 이미지를 구현할 수 있는 터치스크린 패널용 반사방지 필름, 산화방지 필름 및 이를 이용한 터치스크린 패널에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 패널이다. 터치스크린 패널이 적용되는 터치스크린은 휴대성이 좋고 작동방식이 간편하여 직관적으로 쉽게 사용할 수 있기 때문에 핸드폰,네비게이션 등의 휴대단말기에 광범위하게 사용되고 있다.
터치스크린 패널은 기본적으로 터치스크린 패널,컨트롤러,드라이버 SW 등으로 구성된다. 터치스크린 패널은 투명도전막(ITO: Indium Tin Oxide)이 증착된 상판(Film)과 하판(Film 또는 Glass)으로 구성되며,접촉입력의 유무를 판단하고 입력좌표를 검출,컨트롤러로 신호를 전송하는 기능을 담당한다. 컨트롤러의 경우 터치스크린 패널에서 전송된 선호를 디지털 신호로 변환하고 디스플레이 상의 좌표로 출력하는 기능을 하며,드라이버 SW는 컨트롤러에서 들어오는 디지털 신호를 받아 터치스크린 패널이 각 운영 시스템에 맞게 구현하도록 하는 프로그램이다.
터치스크린 패널은 구현방식에 따라 저항막(Resistive) 방식, 정전용량(Capacitive)방식, SAW(Surface Accoustic Wave; 초음파) 방식, IR(Infrared; 적외선) 방식 등으로 구분되며 최근에는 내구성 및 투과율 측면에서 특성이 우수한 정전용량 방식이 각광받고 있다.
일반적인 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 도4는 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널의 모식적 단면도이다. 도4에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(70)의 상부에 터치스크린 패널부(200`)가 위치하고, 상기 터치스크린 패널부(200`)와 액정표시장치(70) 사이의 주변에는 접착층(50c)이 구비되어 있다. 상기 터치스크린 패널(200`)은 기판(60)을 갖추고 있고, 상기 기판(60) 바닥면에는 상부점착층(50b)을 설치하고, 상기 상부점착층(50b) 바닥면에는 상부 투명 도전층(40b)이 설치되어, 이때, 상기 상부 투명도전층(40b)은 인듐-주석 산화물로 구성될 수 있다. 상기 상부 투명 도전층(40b) 바닥면에는 하부점착층(50a)을 설치하고, 상기 하부점착층(50a) 바닥면에는 하부 투명도전층(40a)을 설치하고, 상기 하부 투명도전층(40a) 바닥면에는 산화방지필름이 구비되어있다. 상기 산화방지필름은 기재필름(20)의 편면에 하드코트층(10`), 다른 한면에 점착층(30)를 포함하고 있으며, 상기 산화방지필름은 상기 하부 투명도전층(40a)이 긁혀서 망가지지 않게 보호하며 미세하게 공기의 순환 등에 의해 습기가 터치스크린 패널의 내부로 침투하여 터치스크린 패널 외관 특성 및 전기적 특성이 저하되는 현상을 방지하는 기능을 수행한다.
상기 액정표시장치(70)는 전기장 구동을 운용하여 액정분자의 비틀림에 의한 전장효과를 생성하고 광원의 투과 및 차단을 제어하며 칼라필터를 투과하여 이미지 혹은 문자로 표시된다. 사용자는 유리기판(60) 상에서 상기 터치스크린 패널부(150)의 상부(90)에 표시된 이미지나 문자의 위치와 대응되는 곳을 터치하는 방식으로 조작 및 입력을 진행할 수 있다.
하지만 상술한 액정표시장치(70)에서 생성된 광원이 터치스크린 패널부(150)를 투과할 때 액정표시장치(70) 사이의 주변에 형성된 접착층(50c)의 높이만큼의 공기층으로 이루어진 공극이 형성되고, 이러한 공극을 통과 후 최초 산화방지필름의 하드코트층(10`)을 투과하게 된다. 그러나 공극에 존재하는 공기층(굴절율:1)과 하드코트층 표면의 높은 굴절율 차로 인하여 투과된 광원에 표면반사율이 높아지며, 이로 인하여 최종 유리기판(60)에 표시된 이미지에 투과도가 떨어진다는 단점이 있기 때문에 고투과 이미지 구현을 위해 개선되어야 한다는 문제점이 지속되고 있다.
결국 본 발명의 목적은 외부로부터 유입되어 난반사되는 빛의 반사율은 줄이면서,액정표시장치로부터 나오는 빛의 투과율은 증대시켜 최종적으로 고투과율의 이미지를 구현할 수 있는 터치스크린 패널용 반사방지 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 반사방지 필름을 채용한 터지스크린 패널용 산화방지 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 산화방지 필름을 채용한 터치스크린 패널을 제공하 는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치스크린 패널용 반사방지 필름은 하드코트층; 및 상기 하드코트층의 일면에 형성되고, 실리카 입자가 포함된 아크릴레이트 수지로 된 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실리카 입자는 평균 1차 입경(구상당 지름:BET법)이 40 ~80nm인 것이 바람직하다.
상기 반사방지필름의 박리력은 500gf/inch 이상인 것이 바람직하다.
상기 반사방지필름의 수접촉각은 85° 이하인 것이 바람직하다.
상기 반사방지필름의 최저반사율은 1.5%이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 반사방지 필름에는 상기 하드코트층과 저굴절층 사이에 형성된 고굴절층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 고굴절층은 도전성 입자와 바인더 성분이 포함된 아크릴 수지로 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 터지스크린 패널용 산화방지 필름은 기재필름; 상기 기재필름의 일면에 형성된 하드코트층 및 저굴절층을 포함하는 반사방지 필름; 및 상기 기재필름의 다른 면에 형성된 점착층을 포함한다.
상기 하드코트층과 저굴절층 사이에 고굴절층이 추가될 수 있다.
상기 점착층에 사용되는 점착제는 아크릴계 점착제로서, 유리전이온도가 -100 ~ 0℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 터치스크린 패널은 상기의 산화방지 필름에 최소한 하나 이상의 글라스와 최소한 하나 이상의 투명도전층이 부착되어 제조된 것이다.
본 발명에 따른 정전용량 방식 터치스크린 패널은 하부 투명도전층을 보호하는 산화방지필름의 기재필름의 편면에 반사방지층을 구비하여,외부로부터 유입되어 난반사되는 빛의 반사율은 줄이면서,액정표시장치로부터 나오는 빛의 투과율은 증대시켜 최종적으로 고투과율의 이미지를 구현할 수 있다. 또한,다른 한면에 점착층을 구비하여 상기 하부 투명도전층과 산화방지필름을 견고히 부착시키는 역할을 수행함과 동시에 하부 투명도전층을 보호하며,공기층의 미세한 공기 순환 등에 의해 습기가 터치스크린 패널의 내부로 침투하여 터치스크린 패널 외관 특성 및 전기적 특성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
도1a은 본 발명의 일 실시예에 따르는 반사방지 필름에 대한 모식적 단면도이고,
도1b는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 반사방지 필름에 대한 모식적 단면도이고,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 산화방지 필름(100)의 모식적 단면도이며,
도3은 상기 산화방지필름(100)을 채용한 터치스크린 패널에 대한 모식적 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치스크린 패널에 대한 모식적 단면도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 터치스크린 패널용 반사방지필름을 설명한다. 도1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 터치스크린 패널용 반사방지필름(10)에 대한 모식적 단면도이다. 도1에서 보는 바와 와 같이 본 발명의 반사방지필름(10)은 하드코트층(11); 및 상기 하드코트층의 일면에 형성되고, 실리카 입자가 포함된 아크릴레이트 수지로 된 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 저굴절층(12)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하드코트층(11)은, 아크릴레이트 화합물을 함유하는 것이 필수적이다. 아크릴레이트 화합물은 활성광선 조사에 의해 라디칼 중합되고, 형성되는 막의 내용제성이나 경도를 향상시킨다. 이 목적으로는 단관능 또는 다관능의 아크릴레이트가 단독으로 또는 조합으로 중합되어 사용될 수 있다. 단관능 아크릴레이트로서는 구체적으로는, 메틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타) 아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등이 있다. 또한, (메타)아크릴로일기가 분자내에 2개 이상인 다관능 (메타) 아크릴레이트 화합물로서는 내용제성 등이 향상되므로 본 발명에 있어서는 특히 바람직하다. 다관능 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리 스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 단량체는, 1종 또는 2종 이상 혼합해서 사용해도 좋다. 본 발명의 하드코트층(11)을 형성하기 위한 구성 수지성분에는, 하드코트층 경도의 향상을 목적으로 하여 알킬실리케이트류 및 그 가수분해물, 콜로이드상 실리카, 건식 실리카, 습식 실리카, 산화티타늄 등의 무기입자, 콜로이드상으로 분산된 실리카 미립자 등을 함유시켜도 좋다. 상기 하드코트층(11)의 두께는, 용도에 따라서 적당히 선택되지만, 통상 1㎛∼50㎛, 바람직하게는 2㎛∼30㎛이다. 하드코트층(11)의 두께가 1㎛미만에서는, 표면경도가 불충분해서 상처가 생기기 쉬워 바람직하지 못하다. 또한, 50㎛를 넘는 경우는, 투명성이 저하해서 헤이즈값이 높아지기 쉽고, 또 경화막이 약해지며, 필름을 접어 구부렸을 때에 하드코트층(11)에 크랙이 생기기 쉬워지기 때문에 바람직하지 못하다.
한편, 상기 반사방지필름(10)은 저굴절층(13)을 포함하고, 이를 통해 액정표시장치로부터 나오는 빛이 반사방지필름(10)을 통과할 때 공기와의 굴절율 차를 줄여 빛의 표면반사를 줄이고 최종 투과율을 높이는 기능을 한다. 또한 표면 거칠기를 줄여 표면 난반사를 줄임으로서 탁도의 저하를 막는 기능을 한다. 이를 위해 상기 저굴절층은 아크릴레이트 수지에 실리카 미립자가 포함된 재료를 사용하여 제조된다.
상기 아크릴레이트 수지는 활성광선 조사에 의해 라디칼 중합되어, 형성되는 저굴절층(13)의 내용제성 및 경도를 향상시킨다. 이목적으로 사용되는 아크릴레이트 수지를 위한 단량체로서는, 예를 들어, 메틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타) 아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 단관능 아크릴레이트; 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타) 아크릴레이트, 디펜타에리스톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트 등이 있으며, 이들 중 다관능 아크릴레이트가 내용제성 등이 향상되므로 바람직하다. 이들 단량체는, 1종 또는 2종 이상 혼합해서 사용해도 좋다.
한편, 상기 실리카 미립자(132)는 공기와의 굴절율 차를 줄이기 위해 중공(中空) 및 다공(多空)성의 미립자를 사용하며, 표면 거칠기를 줄이기 위해 평균입경이 수십 nm 사이즈로 제한하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리카 미립자 성분은, 건식 실리카, 습식 실리카, 콜로이드상으로 분산된 실리카 미립자 등일 수 있으며, 콜로이드상으로 분산된 실리카 미립자일 수도 있다.
상기 실리카 미립자의 입경은, 바람직하게는 평균 1차 입경(구상당 지름:BET법)이 40~80nm인 것을 사용한다.
상기 평균입경이, 이 범위이면 생성 피막(수지층)의 투명성이 저하되는 일은 없고, 한편, 표면경도를 향상시키기 어려워지는 일도 없다. 또한, 상기 실리카 미립자의 형상은 구상, 수주(數珠)상이 바람직하게 이용된다. 상기 실리카 입자는 평균 입경이 다른 2성분 이상의 입자를 사용할 수 있다. 또한 상기 실리카 미립자는, 표면처리를 하여 사용할 수도 있다. 표면처리 방법으로서는 플라즈마 방전처리나 코로나 방전처리 등의 물리적 표면처리와 커플링제를 사용한 화학적 표면처리가 있지만, 화학적 처리가 바람직하게 이용된다.
한편 상기 저굴절율층(13)에 입사되는 빛의 표면반사를 줄이기 위해서는, 공기의 굴절율인 1에 가까운 저굴절율일수록 바람직하다. 상기 굴절율과 표면 반사율과에 관계는 하기의 프레스넬(Fresnel) 방정식인 수학식 1을 만족한다
[수학식 1]
R={(n - nair)/(n + nair)}2
상기 식에서, R은 표면반사율이고, n은 빛이 투과하는 물질의 굴절율이며, nair 는 공기의 굴절율인 1이다.
즉, 빛이 투과하는 물질에 굴절율이 작아질수록 표면반사율이 낮아지며, 이로 인하여 투과율이 높아진다. 또한 굴절율이 공기굴절율인 1에 가까워질수록 표면반사율은 더욱 낮아지고 투과율은 더욱 높아질 수 있다.
본 발명의 반사방지 필름에는 상기 하드코트층과 저굴절층 사이에 형성된 고굴절층을 추가로 포함할 수 있다. 도1b는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 하드코트층(11)과 저굴절층(12) 사이에 고굴절층(13)이 추가로 삽입된 터치스크린 패널용 반사방지필름(10`)에 대한 모식적 단면도이다. 본 발명에 따른 고굴절층(13)은, 상기 하드코트층(11) 상에 형성되는데, 도전성 입자와 바인더성분을 함유한다. 본 발명에서의 도전성 입자란, 금속미립자, 혹은 금속산화물 미립자를 가리킨다. 그 중에서도 금속산화물 미립자는 투명성이 높아 바람직하다. 금속산화물 미립자로서는 주석함유 산화안티몬입자(ATO), 아연함유 산화안티몬입자, 주석함유 산화인듐입자(ITO), 산화아연/산화알루미늄입자, 산화안티몬입자 등이 특히 바람직하고, 보다 바람직하게는 주석함유 산화인듐입자(ITO), 주석함유 산화안티몬입자(ATO) 이다.
상기 도전성 입자는 평균 1차 입경(BET법에 의해 측정되는 구(球)상당 지름)이 0.5㎛이하인 입자가 바람직하게 사용되지만, 보다 바람직하게는, 0.001∼0.3㎛, 더욱 바람직하게는 0.005∼0.2㎛의 입경의 것이 이용된다. 상기 평균 입경이 상기 범위를 초과하면 생성되는 피막의 투명성을 저하시키고, 상기 범위 미만에서는 상기 입자가 응집되기 쉬워 생성피막의 헤이즈값이 증대되어, 어느 쪽의 경우나 원하는 헤이즈값을 얻는 것이 곤란해지기 때문이다.
상기 고굴절층(13)을 구성하는 바인더 성분은 (메타)아크릴레이트 화합물이 이용된다. (메타)아크릴레이트 화합물은 활성광선 조사에 의해 라디칼 중합되고, 형성되는 막의 내용제성이나 경도를 향상시키기 때문에 바람직하고, 또한, (메타)아크릴로일기가 분자내에 2개 이상인 다관능 (메타)아크릴레이트 화합물은 내용제성 등이 향상되므로 본 발명에 있어서는 특히 바람직하다. 예를 들면, 펜타에리스리톨트리(메타) 아크릴레이트나, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 글리세롤트리 (메타)아크릴레이트, 에틸렌 변성트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스-(2-히드록시에틸)-이소시아눌산에스테르트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스톨헥사(메타) 아크릴레이트 등의 4관능 이상의 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
고굴절층(13)을 구성하는 바인더 성분은 입자의 분산성을 향상시키기 위해서, 카르복실기나, 인산기, 술폰산기 등의 산성 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 산성 관능기함유 모노머로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 2-메타크릴로일옥시에틸숙신산, 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산 등의 불포화 카르복실산, 모노(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)애시드포스페이트, 디페닐-2-(메타)아크릴로일옥시에틸포스페이트 등의 인산(메타)아크릴산에스테르, 2-술포에스테르(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 외, 아미드결합, 우레탄결합, 에테르결합 등의 극성을 가진 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 등의 우레탄결합을 갖고 있는 수지이면, 극성도 높고 입자의 분산성이 좋아지므로 특히 바람직하다.
본 발명에서 하드코트층(11) 및 고굴절층(13)을 형성할 때, 도포한 바인더성분의 경화를 진행시키기 위해서 개시제를 사용해도 좋다. 상기 개시제로서는, 도포한 바인더 성분을, 라디칼반응, 음이온반응, 양이온반응 등에 의한 중합 및/또는 가교반응을 개시 또는 촉진시키는 것이며, 종래부터 공지의 각종 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 소듐메틸디티오카바메이트설파이드, 디페닐모노설파이드, 디벤조티아조일모노설파이드 및 디설파이드 등의 설파이드류; 티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤 등의 티옥산톤 유도체; 히드라존, 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물; 벤젠디아조늄염 등의 디아조 화합물 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조페논, 디메틸아미노벤조페논, 미힐러케톤, 벤질안트라퀴논, t-부틸안 트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논 등의 방향족 카르보닐 화합물; p-디메틸아미노 안식향산메틸, p-디메틸아미노 안식향산에틸, D-디메틸아미노 안식향산부틸, p-디에틸아미노 안식향산이소프로필 등의 디알킬아미노 안식향산에스테르; 벤조일퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드,디쿠밀퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 등의 과산화물; 9-페닐아크리딘, 9-p-메톡시페닐아크리딘, 9-아세틸아미노아크리딘, 벤즈아크리딘 등의 아크리딘 유도체; 9,10-디메틸벤즈페나진, 9-메틸벤즈페나진, 10-메톡시벤즈페나진 등의 페나진 유도체; 6,4',4"-트리메톡시-2,3-디페닐퀴녹살린 등의 퀴녹살린 유도체 2,4,5-트리페닐이미다조일 2량체, 2-니트로플루오렌, 2,4,6-트리페닐피릴리움 4불화 붕소염, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 3,3'-카르보닐비스쿠말린, 티오미힐러케톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 올리고(2-히드록시-2-메틸-1-(4-(1-메틸비닐)페닐)프로판온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부탄온 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서 하드코트층(11) 및 고굴절층(13)을 형성할 때, 상기 개시제의, ?산소저해에 의한 감도의 저하를 방지하기 위해서, 광중합 개시제에 아민 화합물을 공존시켜도 좋다. 이러한 아민 화합물로서는, 예를들면, 지방족 아민 화합물이나, 방향족 아민 화합물 등의 불휘발성의 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 예를들면, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민 등이 적절하다.
본 발명에 따른 고굴절층(13)의 구성성분은, 이상 설명한 바인더 성분, 도전성 입자, 광중합 개시제를 필수 구성성분으로 하며, 또한 필요에 따라, 예를 들면, 중합금지제나, 경화촉매, 산화방지제, 분산제, 레벨링제, 실란커플링제 등의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.
본 발명에서는 상기 고굴절층(13)의 구성성분에 도전성의 부여를 목적으로 해서 폴리피롤 및 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머, 금속 알콜레이트 및 킬레이트 화합물 등의 유기금속 화합물을 더 함유시킬 수 있다. 또한, 이 고굴절층(13)의 구성성분에, 표면경도의 향상을 목적으로 해서, 알킬실리케이트류 및 그 가수분해물, 콜로이드상 실리카, 건식 실리카, 습식 실리카, 산화티타늄 등의 무기입자, 콜로이드상으로 분산된 실리카 미립자 등을 더 함유시킬 수도 있다.
도2는 본 발명에 따르는 산화방지 필름(100)의 모식적 단면도이다. 도2의 산화방지 필름(100)은 기재필름(20); 상기 기재필름의 일면에 형성된 하드코트층(11), 저굴절층(12)을 포함하는 반사방지 필름(10); 및 상기 기재필름(20)의 다른 면에 형성된 점착층(30)을 포함하는 적층구조를 갖는다. 도2에서는 상기 반사방지필름(10)이 하드코트층(11)과 저굴절층(12) 만으로 구성되었으나, 이들 사이에 고굴절층이 추가된 도1b의 반사방지필름(10`)이 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 반사방지 필름(10)에 관해서는 상술한 바와 같다.
한편, 기재필름(20)은, 표시장치용으로서 사용하기 위해, 광선투과율이 높고, 헤이즈값이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들면, 파장 400~800nm에서의 광선투과율은 바람직하게는 40%이상, 보다 바람직하게는 60%이상이며, 또한, 헤이즈값은 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이하이다. 이들 조건을 만족시키지 않는 경우에는, 표시부재로서 사용했을 때에 화상의 선명성이 결여되는 경향이 있다. 또한, 이러한 효과를 발휘하는 점에서, 광선투과율의 상한치는 99.5% 정도까지 그리고 헤이즈값의 하한값은 0.1% 정도까지가 제작할 수 있는 가능한 범위이다.
상기 기재필름(20)의 재질은 상술한 조건을 만족시키는 것이면 특별히 한정되지 않아, 공지의 플라스틱 기재필름에 이용되는 수지소재 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 이러한 산화방지필름의 기재필름용 수지소재로서, 예를 들면, 에스테르, 에틸렌, 프로필렌, 디아세테이트, 트리아세테이트, 스티렌, 카보네이트, 메틸펜텐, 술폰, 에테르에틸케톤, 이미드, 불소, 나일론, 아크릴레이트, 지환족 올레핀계 등에서 선택되는 하나를 구성단위로 하는 폴리머 또는 공중합 폴리머를 사용할 수 있다.
바람직하게는 이들 수지 중에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 에스테르계, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트계, 및 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴레이트계에서 선택되는 하나를 구성단위로 하는 폴리머 또는 공중합 폴리머가 바람직한데, 이들은 투명성, 강도 및 두께의 균일성이 우수하기 때문이다. 특히, 투명성, 헤이즈값, 기계특성의 면에서 에스테르계를 구성단위로 하는 폴리머로 이루어지는 기재필름이 특히 바람직하다.
이러한 폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-a,β-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트 등을 들 수 있다. 또한, 이들 폴리에스테르에는 또한 다른 디카르복실산 성분이나 디올 성분이 20몰% 이하이면 공중합되어 있어도 좋다. 그 중에서도 품질, 경제성 등을 종합적으로 판단하면, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다. 이들 구성 수지성분은 1종만 사용해도, 2종 이상 병용해도 좋다.
또한 상기 기재필름(20)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 투명성, 헤이즈값, 기계특성의 면에서, 통상 5~800㎛, 바람직하게는 10~250㎛이다. 또한, 2장 이상의 필름을 공지의 방법으로 접합한 것이어도 좋다.
또한, 상기 기재필름(20)은, 반사방지층(10) 및 점착층(30)을 형성하기 전에, 각종 표면처리예를 들어, 코로나 방전처리, 글로우 방전처리, 화염처리, 에칭처리, 또는 조면화처리 등의 처리를 실시한 것이라도 좋다. 또한, 접착촉진을 위해서 기재필름의 표면에 프라이머층, 예를 들어, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리에스테르 아크릴레이트계, 폴리우레탄아크릴레이트계, 폴리에폭시아크릴레이트계, 티타네이트계 화합물 등의 코팅을 행한 후에, 고굴절율 경질코팅층을 형성해도 좋다. 특히, 친수기 함유 폴리에스테르수지에 아크릴계 화합물을 가교시킨 공중합체와 가교 결합제로 이루어지는 조성물을 프라이머 도포한 것은 접착성이 향상되고, 내열성, 내수성 등의 내구성이 우수하므로 상기 기재필름(20)의 재질로서 바람직하다.
상기 기재필름(20)의 다른 면에는 점착층(30)이 형성된다. 상기 점착층(30)에 이용되는 점착제로서는, 상기 점착층(30) 상에 점착되는 투명도전층(40a)의 바닥면에 풀(糊)이 잔류하거나 오염이 없고, 재박리 가능하게 점착할 수 있는 특성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다. 상기 점착층(30)에 사용되는 점착제로서는 예를 들면, 아크릴계, 천연 고무계, 합성 고무계, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계, 에틸렌-아크릴산에스테르계, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 각종 점착제를 들 수 있다.
이들 점착제 중에서도 투명성이 높고, 또한 광학 시트와의 양호한 밀착 특성을 발현하는 점착제를 얻기 쉬운 이유에서, 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다. 아크릴 점착제로서는, 단량체 성분으로서 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 50 내지 100중량% 함유하는 (메트)아크릴계 중합체를 베이스 중합체로서 이용한다. 본 발명에 이용되는 (메트)아크릴계 중합체로서는, 상술한 것에 해당하는 점착성을 갖는 (메트)아크릴계 중합체이면 특별히 한정되지 않는다.
탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 구체예로서는 예를 들면 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, s-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트,이소옥틸(메트)아크릴레이트, n-노닐(메트)아크릴레이트,이소노닐(메트)아크릴레이트, n-데실(메트)아크릴레이트, 이소데실(메트)아크릴레이트, n-도데실(메트)아크릴레이트, n-트리데실(메트)아크릴레이트, n-테트라데실(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상술한 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 단독으로 사용할 수도 있고, 또한 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있는데, (메트)아크릴계 중합체의 전체 단량체 성분 중 50 내지 100 중량%인 것이 바람직하고, 60 내지 99.5 중량%가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상술한 탄소수 1 내지 14의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 이외에, 가교제와 반응할 수 있는 관능기 함유 단량체나 (메트)아크릴계 중합체의 유리전이점이나 박리성을 조정하기 위한 기타 중합성 단량체 성분을 사용할 수 있다. 상기 관능기 함유 단량체로서는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 산 무수물기 함유 단량체, 히드록실기 함유단량체, 아미노기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체, 이소시아네이트기 함유 단량체, 아지리딘기 함유 단량체 등의 가교화 기점으로서 기능하는 관능기를 갖는 성분을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 베이스 중합체로서 상기 (메트)아크릴계 중합체의 유리 전이 온도(Tg)가 통상 -100 ~ 0℃인 것이 바람직하고 -80 ~ -10℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, (메트)아크릴계 중합체의 유리 전이 온도(Tg)는 사용하는 단량체 성분이나 이들의 조성비를 적절하게 변경함으로써 상기 범위 내로 조정할 수 있다.
상술한 산화방지 필름(100)에 한 장 이상의 글라스와 한 장 이상의 투명 도전층이 부착되어 터치스크린 패널이 완성된다. 도3은 본 발명의 실시예에 따르는 산화방지 필름(100)을 채용한 터치스크린 패널(200)의 일 실시예에 대한 모식적 단면도이다. 도3에 도시한 바와 같이 본 발명의 정전용량 방식 터치스크린 패널(200)은 기판(60)을 포함하고 있으며, 상기 기판(60) 바닥면에 상부 점착층(50b)을 설치하고, 상기 상부 점착층(50b) 바닥면에 상부 투명도전층(40b)이 설치되고, 상기 상부 투명도전층(40b) 바닥면에 하부 점착층(50a)을 설치하고, 상기 하부 점착층(50a) 바닥면에 하부 투명도전층(40a)이 설치되고, 상기 하부 투명도전층(40a) 바닥면에 산화방지필름(100)이 설치된다. 본 발명의 정전용량 방식 터치스크린 패널(200)은 이상과 같은 각 층이 조합되어 완성된다. 상기 산화방지필름(100) 바닥면 주변에 점착층(50c)을 설치하고, 상기 접착층(50c) 바닥면에 액정표시장치(70)가 설치된다.
상기 상부 투명도전층(40b)과 하부 투명도전층(40a)의 테두리에는 최소한 하나의 금속도선(80)이 연결설치되며, 전압을 인가하여 상부 투명도전층(40b)과 하부 투명도전층(40a) 상에 전위값을 형성할 수 있다.
상기 투명도전층은 상부 투명도전층(40b)과 하부 투명도전층(40a) 외에 한장 이상의 투명도전층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 상부 투명도전층(40b)과 하부 투명도전층(40a)은, 세부적으로, 기판 상에 도전층이 적층된 구조를 갖는데, 기판으로는 유리(Glass) 또는 PET(Poly Ethylene Terephthalate)등이 사용될 수 있으며, 상기 도전층은 ITO 또는 도전성 폴리머가 사용될 수 있다.
한편 상기 액정표시장치(70)와 접착층(50c)사이에는 접착층 높이만큼에 공극이 형성되며, 이러한 공극에는 공기로 채워진다.
상기 터치스크린 패널(200)은 디스플레이부(70)에 이미지와 문자를 표시하며 사용자가 손가락이나 혹은 기타 도전물체로 상부의 디스플레이부(90)를 터치할 때 투명도전층(40a, 40b)상에 전위가 형성되기 때문에, 상부 투명도전층(40b)이 터치를 받는 위치가 손가락 혹은 기타 도전 물체를 감지하게 되어 정전용량 효과를 생성하며, 더 나아가 전류값의 변화량의 신호를 감지하게 되고, 해당 신호를 금속도선(80)을 통해 외부의 마이크로 프로세서(도면 미표시)로 전송하게 되고, 이어서 전류값의 변화량을 통해 터치된 위치를 계산해 내며 결국 터치 제어의 목적을 달성 할 수 있게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1. 반사방지층(140d)의 형성
1) 하드코트층의 형성
다관능 아크릴계 수지를 함유하는 도료(고형분 50%)(JSR㈜ 제품, KZ7528)를 두께 50㎛의 폴리에스테르필름(도레이㈜ 제품, 루미러)으로 이루어지는 기재필름의 면상에 마이크로그라비아 코터를 이용하여 도포하고, 80℃에서 2분간 건조 후, 자외선 200mJ/cm2를 조사해서 도포층을 경화시키고, 두께 약 2㎛의 하드코트층을 형성했다.
2) 고굴절층의 형성
주석함유 산화인듐입자(ITO)를 함유하는 도료(고형분 10%) (일본화약㈜제품, HRA-196)를 이소프로필알콜에 용해하여, 이 혼합물을 교반해서 얻은 도포액을 하드코트층의 면상에 마이크로그라비아 코터를 사용해서 도포하고, 80℃에서 2분간 건조 후, 자외선 200mJ/cm2를 조사해서 도포층을 경화시켜, 두께 약 0.1㎛, 굴절률(n)=1.62의 고굴절층을 형성했다.
3) 저굴절층의 형성
다관능 아크릴계 수지를 함유하는 도료(고형분 50%)(JSR㈜ 제품, KZ7528)에 고형분 100중량부 대비 중공실리카(촉매화성, THRULYA4110, 평균입경 60nm) 100중량부를 혼합하고, 이 혼합물이 3wt% 용액이 되도록 메틸에틸케톤에 용해한 후 교반하여 얻은 도포액을 고굴절층 위에 마이크로그라비아 코터를 사용해서 도포하고, 80℃에서 2분간 건조 후, 자외선 200mJ/cm2를 질소분위기하에서 조사해서 도포층을 경화시켜, 두께 약 0.1㎛, 굴절률(n)=1.42의 저굴절층을 형성했다.
2. 점착층(140a)의 형성
이소시아네이트계 경화제(코스모텍 제품, NA-1045L)를 1.3% 포함한 아크릴 공중합체 수지(중량평균분자량: 1,270,000, 분자량 분포: 5.5, 유리전이온도: -37℃)로 이루어진 점착제 조성물(겔분율: 95%)을 이용하여, 폴리프로필렌 이형필름 기재에 코팅한 후, 상기 기재필름의 반사방지층이 형성되지 않은 다른 한 면에 두께 25um의 점착제를 전사 합지 및 숙성하여 점착층을 형성했다.
실시예 2
상기 실시예 1에 있어서, 반사방지층의 고굴절층 형성을 생략하고 하드코트층 위에 저굴절층을 형성한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 반사방지층과 점착층을 형성했다.
비교예 1
상기 실시예 1에 있어서, 반사방지층의 하드코트층과 고굴절층 형성은 동일한 방법으로 형성하였으며, 저굴절층에 불소첨가제(다이킨, OPTOOL DAC-HP)를 고형분 100중량 대비 5중량부를 추가로 혼합하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 반사방지층과 점착층을 형성했다.
비교예 2
상기 실시예 1에 있어서, 고굴절층과 저굴절층의 형성은 생략하고, 하드코트층(140c)만 형성하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 하드코트층과 점착층을 형성했다.
비교예 3
상기 실시예 1에 있어서, 반사방지층은 동일한 방법으로 형성하였으며, 점착층의 형성은 제외하였다.
물성평가
1. 박리력 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 산화방지필름 및 하드코트 필름의 표면에 NITTO TAPE (No.500)을 무게 2kgf/cm 의 압력으로 합지한 후 60분간 방치한다. 이 후 시료를 박리각도 180°, 박리속도 300mm/min로 박리하면서 응력을 측정하였다.
2. 투과도 및 헤이즈 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 산화방지필름 및 하드코트필름을 분광광도계(니뽄덴쇼쿠 제품, NDH2000 모델)를 사용하여 투과도 및 헤이즈를 측정하였다.
3. 최저반사율 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 산화방지필름 및 하드코트필름을 시마즈 제품의 분광 광도계 UV3600을 사용해서 측정을 행했다. 샘플필름은 320 ~ 400의 내수 샌드페이퍼로 이면에 균일하게 상처를 내고, 흑색도료를 도포하여, 이면으로부터의 반사를 완전히 없앤 상태로 하고, 수지층측 표면에 대하여 입사광 각도 6 ~ 10°로 측정을 하였다. 여기에서의 최저반사율은 파장영역 380nm ~ 780nm에 있어서의 최소값을 나타낸다.
4. 수접촉각 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 산화방지필름 및 하드코트 필름을 접촉각계(㈜쿄와 제품, Drop Master 300 모델)를 사용하여 표면에 직경 2mm의 정제수를 적하하고 표면과 정제수의 접촉각을 측정하였다.
5. 내스크래치성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 산화방지필름 및 하드코트 필름을 스틸울(강철솜)을 사용하여 250gf/cm2의 하중을 가해서 10회 왕복했을 때의 상처의 개수를 관찰하여, 상처가 없을 경우 레벨5, 1~5개 상처가 있을 경우 레벨 4, 5~10개 상처가 있을 경우 레벨3, 10개 이상의 상처가 있을 경우 레벨 2, 전체 면에 상처가 있을 경우 레벨1로 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 1 2 3
박리력(gf/inch) 656 674 135 702 668
투과도 (%) 94.02 94.90 94.51 91.82 94.32
헤이즈 (%) 0.89 0.72 0.82 0.52 0.68
최저반사율 (%) 0.26 1.02 0.28 4.10% 0.29
수접촉각(°) 75.8 76.2 107.9 69.3 76.5
내스크레치성 4 4 4 5 4
점착층 유 유 유 유 무
상기 결과에 의하면, 실시예 1, 2의 경우 기재필름의 편면에 반사방지층을 포함하기 때문에 외부로부터 유입되어 난반사되는 빛의 반사율은 줄이면서, 액정표시장치로부터 나오는 빛의 투과율은 증대시켜 최종적으로 고투과율의 이미지를 구현할 수 있고, 반사방지층에 포함된 저굴절층이 일정값 이상의 박리력을 가지기 때문에 이웃하는 점착층과의 부착이 용이하며, 다른 한면에 점착층이 포함되어 있어서 투명도전층과 산화방지필름을 견고히 부착시키는 역할을 수행함과 동시에 하부 투명도전층을 보호가 가능한 산화방지필름을 만들 수 있었다.
반면에, 저굴절층에 표면에너지를 낮추는 불소첨가제가 포함된 비교예1의 경우 일정값 이상의 박리력을 가지지 못하기 때문에 이웃하는 점착층과의 부착이 용이하지 않고, 반사방지층이 제외된 비교예2의 경우 반사율이 높기 때문에 고투과율의 이미지 구현이 용이하지 않으며, 점착층이 제외된 비교예 3의 경우는 이웃하는 투명도전층의 도전막과의 부착이 불가능하였다.
10 .. 반사방지 필름 11 .. 하드코트층
12 .. 저굴절층 13 .. 고굴절층
20 .. 기재필름 30 .. 점착제층
40a, 40b .. 투명도전층 50a, 50b, 50c .. 점착제층
60 .. 기판 70 .. 액정표시장치
80 .. 금속도선 90 .. 디스플레이부
100 .. 산화방지 필름 200 .. 터치스크린 패널

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 기판과 액정표시장치 사이에 위치한 복수의 투명 도전층을 보호하기 위하여 하부 투명 전도층과 액정표시장치 사이에 구비되는 산화방지 필름에 있어서, 상기 산화방지 필름은
    기재필름;
    상기 기재필름의 일면에 형성된 하드코트층과, 상기 하드코트층의 일면에 형성되고 실리카 입자가 포함된 아크릴레이트 수지로 된 저굴절층을 포함하는 반사방지 필름으로서, 상기 저굴절층과 닛또 테이프(No.500)과의 박리력이 박리속도 300mm/min에서 500gf/inch 이상인 반사방지 필름; 및
    상기 기재필름의 다른 면에 형성된 점착층;을 포함하는 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하드코트층과 저굴절층 사이에 고굴절층이 추가된 것을 특징으로 하는 상기 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
  10. 제8항에 있어서, 상기 점착층에 사용되는 점착제는 아크릴계 점착제로서, 유리전이온도가 -100 ~ 0℃인 것을 특징으로 하는 상기 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
  11. 제8항의 산화방지 필름에 최소한 하나 이상의 글라스와 최소한 하나 이상의 투명 도전층이 부착된 터치스크린 패널.
  12. 제8항에 있어서, 상기 실리카 입자는 평균 1차 입경(구상당 지름:BET법)이 40 ~ 80nm인 것을 특징으로 하는 상기 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
  13. 제8항에 있어서, 상기 반사방지 필름의 수접촉각이 85°이하인 것을 특징으로 하는 상기 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
  14. 제8항에 있어서, 최저반사율이 1.5%이하인 것을 특징으로 하는 상기 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
  15. 제9항에 있어서, 상기 고굴절층은 도전성 입자와 바인더 성분이 포함된 아크릴 수지로 형성된 것임을 특징으로 하는 상기 터치스크린 패널의 투명 도전층 보호용 산화방지 필름.
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