KR102231263B1

KR102231263B1 - 하드 코팅제 조성물, 이를 포함하는 하드 코팅층 및 표시장치

Info

Publication number: KR102231263B1
Application number: KR1020140165610A
Authority: KR
Inventors: 최원진
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2021-03-24
Also published as: KR20160062830A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.

Description

하드 코팅제 조성물, 이를 포함하는 하드 코팅층 및 표시장치{HARD COATING COMPOSITION, HARD COATING LAYER AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 하드 코팅제 조성물, 이를 포함하는 하드 코팅층 및 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전자제품의 커버 윈도우, 터치스크린, 렌즈, 자동차 선루프, 광학 스크린, 도광판 및 LED 전면판 등과 같은 광학적 기능성 제품을 비롯한 중요한 상업적 제품들은 그동안 유리로 많이 사용되었다. 그러나, 유리는 무겁고 깨지기 쉬우며 제품 가공시 불량률이 상당히 높다는 단점이 있다. 따라서, 유리를 플라스틱으로 대체하려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 플라스틱에 사용되는 열경화성 및 열가소성 중합체들은 강성, 치수 안정성, 투명성 및 내충격성 등이 탁월하지만 내마모성, 내열성, 내용제성 및 내약품성이 약하기 때문에 상기 중합체로부터 만들어진 구조물들은 유리에 비해 긁힘, 마모, 경도 등에 취약한 문제점이 있다.

따라서, 상기 수지 제품들을 물리적 또는 기계적 손상으로부터 보호하기 위해서 플라스틱 표면에 내마모성 하드 코팅제를 코팅시켜 사용되고 있다. 기존의 하드 코팅제는 단순히 유기물만을 사용하거나, 고경도를 구현하기 위해 열경화를 사용하고 있다. 그러나, 택 타임(Tact time)이 길어지고, 솔벤트의 증발로 환경오염의 문제점이 있다. 또한, 유리에 비해 유기물로 이루어진 하드 코팅제는 유전율이 떨어지기 때문에 스마트폰이나 테블릿 PC의 커버로 사용시에 터치감이 떨어진다. 터치 커버 윈도우의 경우 고경도 및 내지문 특성을 부여하기 위해서 다층 구조(하드코팅층, 내지문층)가 사용된다. 그러나, 다층 구조는 층 간의 부착력 및 코팅성이 떨어지는 문제를 야기시킨다. 또한, 이러한 다층 구조 특성 상 공정 단계가 늘어나게 되어 공정 시간 및 공정 단가가 상승하는 문제가 있다.

한편, 하드 코팅층의 특성을 향상시키기 위해, 기능성 화합물이 사용되곤 한다. 플루오르계 화합물과 같은 기능성 화합물은 표면 에너지가 낮아 슬립성 및 내지문성이 강하다는 장점이 있지만, 하드 코팅제와의 상용성이 낮아 혼합이 불가하여 하드 코팅층 위에 별도로 코팅해야 한다. 하드 코팅층에 플루오르계 화합물과 같은 기능성 화합물을 혼합하여 단일층으로 층 설계를 할 경우, 기능성 화합물이 하드 코팅제와 결합하지 않은 상태로 표면에 부상만 하는 비경화형 화합물이기 때문에 터치 시 실리콘기 혹은 플루오르기가 단 기간에 사라지게 됨으로써, 슬립성 및 내지문성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 투과율, 내열성 및 내구성을 향상시키고 단일층 구조를 구현하여 공정 시간 및 공정 단가를 줄일 수 있는 하드 코팅제 조성물, 이를 포함하는 하드 코팅 필름 및 표시장치를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.

에폭시계 수지는 비스페놀 A형 에폭시(DGEBA Type Epoxy), 비스페놀 F형 에폭시(DGEBF Type Epoxy), 노볼락 에폭시(Novolac Type Epoxy), 난연성 에폭시(Brominated Epoxy), 시클로알리파틱 에폭시(Cycloaliphatic Epoxy), 고무형 에폭시(bber Modified Epoxy), 알리파틱 폴리글리시딜 에폭시(Aliphatic Polyglycidyl Type Epoxy) 및 글리시딜 아민 에폭시(Glycidyl Amine Type Epoxy)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.

아크릴레이트계 수지는 아크릴산(Acrylic Acid), 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-Hydoxyethyl Acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol Diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 및 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름은 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 위치하는 하드 코팅층을 포함한다. 하드 코팅층은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.

하드 코팅층의 두께는 5 내지 150㎛이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 터치 소자를 포함하는 표시패널, 표시패널 상에 위치하는 강화기판, 및 강화기판 상에 위치하는 하드 코팅층을 포함한다. 하드 코팅층은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 AHHFP는 표면 에너지가 낮고 슬립성이 우수한 CF3기를 포함하여 하드 코팅층의 내지문성에 대한 내구성을 강화한다. 또한, 벌키(bulky)한 구조의 CF3기로 인해 투과율이 향상되고, AHHFP 특성 상 열적 안정성이 우수하여 하드 코팅층의 내열성을 향상시킨다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름 및 표시장치는 하드 코팅층을 단일층으로 형성함으로써, 공정 단순화를 통해 생산성을 향상시키고 제조단가를 줄일 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 합성예에서 얻어진 하드 코팅제용 공중합체에 열중량분석법을 수행하여 그 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 합성예에서 얻어진 하드 코팅제용 공중합체에 시차주사 열량측정법을 수행하여 그 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 하드 코팅층의 접촉각과 이미지를 나타낸 표.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)는 화상을 구현하는 표시패널을 포함한다. 표시패널은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 표시소자(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시패널의 일 예로서 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.

표시패널은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널의 하부 기판(GLS2)에는 다수의 데이터 라인들, 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.

표시패널의 픽셀들은 데이터 라인들과 게이트 라인들에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소 전극에 인가되는 데이터 전압과, 공통 전극에 인가되는 공통 전압의 전압 차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트 라인으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터 라인으로부터의 전압을 액정셀의 화소 전극에 공급한다.

표시패널의 상부 기판(GLS1)에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널의 하부 기판(GLS2)은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널의 하부 기판(GLS2)에 형성될 수 있다. 표시패널의 상부 기판(GLS1)과 하부 기판(GLS2) 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널의 상부 기판(GLS1)과 하부 기판(GLS2) 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.

도시하지 않았지만, 표시패널의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.

표시패널의 상면에는 터치 소자(TSP)가 배치될 수 있다. 터치 소자(TSP)는 도 1과 같이 표시패널의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 2와 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 터치 소자는 구조에 따라서, 상판 부착형(add-on type), 상판 일체형(on-cell type) 및 패널 내장형(in-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 도 1과 같이 표시패널과 터치 패널을 개별적으로 제조한 후에, 표시패널의 상부 기판(GLS1)에 터치 소자(TSP)을 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 도 2와 같이 표시패널의 상부 기판(GLS1) 표면에 터치 소자를 직접 형성하는 방식이다. 도시하지 않았지만, 패널 내장형은 표시패널의 내부에 터치 소자를 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 본 발명은 전술한 상판 부착형, 상판 일체형 및 패널 내장형 중 어떠한 구조도 사용가능하다.

터치 소자(TSP)는 터치 구동 신호가 인가되는 Tx 라인들과, Tx 라인들과 교차하여 터치를 센싱하는 Rx 라인들 및 이들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함한다. 터치 소자(TSP)는 사용자의 터치 시 사용자의 신체에 의해 Tx 라인들과 Rx 라인들 사이에 형성된 정전용량의 변화를 감지하여 터치 위치를 판별한다.

한편, 표시패널 상에 강화 기판(SUB)이 위치한다. 강화 기판(SUB)은 외부로부터 내부의 표시패널을 보호하는 것으로, 내구성이 우수한 유리 또는 플라스틱으로 이루어진다. 강화 기판(SUB)은 지문이나 외부 오염 물질로부터의 점착 방지가 필요하며, 손톱이나 터치펜을 비롯한 외부 스크래치 방지를 위하여 내마모성의 특성이 필요하다. 이를 위해서 본 발명은 하드 코팅제 조성물을 이용하여 하드 코팅층을 구비한다.

이하, 전술한 하드 코팅층을 제조하기 위한 하드 코팅제 조성물, 하드 코팅층이 형성된 하드 코팅 필름에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 종래 하드 코팅층의 설계 및 특성에 대한 단점을 보완하기 위한 것으로, 에폭시계 수지, AHHFP 및 아크릴레이트계 수지를 포함한다. 특히, AHHFP는 표면 에너지가 낮고 슬립성이 우수한 CF3기를 포함하여 하드 코팅층의 내지문성에 대한 내구성을 강화한다. 또한, 벌키(bulky)한 구조의 CF3기로 인해 투과율이 향상되고, AHHFP 특성 상 열적 안정성이 우수하여 하드 코팅층의 내열성을 향상시킨다. 따라서, 본 발명의 하드 코팅제 조성물은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.

상기 에폭시계 수지는 하드 코팅제의 코팅성 및 접착성을 부여하는 것으로, 비스페놀 A형 에폭시(DGEBA Type Epoxy), 비스페놀 F형 에폭시(DGEBF Type Epoxy), 노볼락 에폭시(Novolac Type Epoxy), 난연성 에폭시(Brominated Epoxy), 시클로알리파틱 에폭시(Cycloaliphatic Epoxy), 고무형 에폭시(bber Modified Epoxy), 알리파틱 폴리글리시딜 에폭시(Aliphatic Polyglycidyl Type Epoxy) 및 글리시딜 아민 에폭시(Glycidyl Amine Type Epoxy)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된다.

상기 에폭시계 수지는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 40 내지 80 중량부로 포함된다. 여기서, 에폭시계 수지의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 40 중량부 미만이면, 조성물의 접착성이 저하되고, 에폭시계 수지의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 80 중량부 초과이면 접착성이 너무 높아 코팅성이 저하된다. 따라서, 에폭시계 수지는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 40 내지 80 중량부로 포함된다.

상기 AHHFP는 하드 코팅제의 내지문성에 대한 내구성을 강화하고 투과율과 내열성을 향상시키는 것으로, 하기 구조로 이루어진다.

상기 AHHFP는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 10 내지 50 중량부로 포함된다. 여기서, AHHFP의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 10 중량부 미만이면, 내지문성이 잘 구현되지 않고, AHHFP 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 50 중량부 초과이면 경화 시 브리틀(brittle)해지고 고점도를 나타내 도포가 어렵다. 따라서, AHHFP는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 10 내지 50 중량부로 포함된다.

상기 아크릴레이트계 수지는 하드 코팅제의 시인성 및 코팅성에 기여하는 것으로, 2-부톡시에틸아크릴레이트, 2-부톡시에틸메타아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 2-에톡시에틸메타아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)에틸에테르아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)에틸에테르메타아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)메틸에테르메타아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜메틸에테르아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 메틸아다멘틸아크릴레이트, 네오펜틸글리콜벤조네이트아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트, 아다만틸메타아크릴레이트, 알릴메타아크릴레이트, 벤질메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 디시클로펜타닐메타아크릴레이트, 에폭시시클로헥실메틸메타아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르메타아크릴레이트, 하이드록시부틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, 글리시딜메타아크릴레이트, 메틸아다멘틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 메틸글리시딜메타아크릴레이트; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트; 이소부틸아크릴레이트, 터트-부틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 알킬아크릴레이트, 2-하이드록시아크릴레이트, 트리메톡시부틸아크릴레이트, 에틸카르비톨아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 및 이들의 메타아크릴레이트류; 3-플루오로에틸아크릴레이트, 4-플루오로프로필아크릴레이트 및 이들의 메타아크릴레이트류; 트리에틸실록실에틸아크릴레이트 및 이들의 메타아크릴레이트류로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택된다.

상기 아크릴레이트계 수지는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 30 내지 60 중량부로 포함된다. 여기서, 아크릴레이트계 수지의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 30 중량부 미만이면, 광경화가 잘 수행되지 않고, 아크릴레이트계 수지의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 60 중량부 초과이면 내지문성 및 고경도 등의 특성이 구현되지 않는다. 따라서, 아크릴레이트계 수지는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 30 내지 60 중량부로 포함된다.

상기 광개시제는 하드 코팅제의 시인성 및 경화도에 영향을 줄 수 있으며, 구체적인 예로, 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤조페논, 4-클로로아세토페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등의 아세토 페논계 화합물 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등의 벤조페논계 화합물 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조 인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 화합물 2,4,6,-트리클로로 s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴 s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 화합물을 중 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

상기 광개시제는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부로 포함된다. 여기서, 광개시제의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 0.1 중량부 미만이면 조성물이 경화되지 않고, 광개시제의 함량이 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 5 중량부 초과이면 조성물의 물리적 특성이 저하된다. 따라서, 광개시제는 전체 하드 코팅제 조성물 100 중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부로 포함된다.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.

전술한 본 발명의 하드 코팅제 조성물은 에폭시계 수지와 AHHFP를 중합하는 단계, 상기 중합체와 아크릴레이트계 수지를 중합하는 단계, 및 광개시제를 첨가하는 단계를 포함한다. 보다 자세한 하드 코팅제 조성물의 제조방법은 후술하는 합성예에서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하여, 제조된 하드 코팅제 조성물을 이용하여 하드 코팅 필름을 제조하는 것을 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름(100)은 베이스 필름(110) 및 베이스 필름(110) 상에 위치한 하드 코팅층(120)을 포함한다.

베이스 필름(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 및 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethylenemetacrylate, PMMA)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된다. 베이스 필름(110) 상에 코팅된 하드 코팅층(120)은 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 용액 공정으로 코팅된다. 하드 코팅층(120)은 5 내지 150㎛의 두께로 이루어진다. 여기서, 하드 코팅층(120)의 두께가 5㎛ 미만이면 코팅층의 두께가 불균일하게 형성되고, 하드 코팅층(120)의 두께가 150㎛ 초과이면 투과율이 저하된다.

도 3에서는 하드 코팅 필름(100)이 베이스 필름(110)의 일면에 하드 코팅층(120)이 형성된 것을 도시하여 설명하였지만, 이와는 달리, 베이스 필름(110)의 상면과 하면에 각각 하드 코팅층(120)이 구비될 수도 있다. 상기 하드 코팅 필름(100)은 강화 기판에 부착될 수 있다. 또한, 하드 코팅층이 하드 코팅 필름의 형태로 제작되지 않고 하드 코팅제 조성물로 직접 강화 기판 상에 코팅하여 형성할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 AHHFP는 표면 에너지가 낮고 슬립성이 우수한 CF3기를 포함하여 하드 코팅층의 내지문성에 대한 내구성을 강화한다. 또한, 벌키(bulky)한 구조의 CF3기로 인해 투과율이 향상되고, AHHFP 특성 상 열적 안정성이 우수하여 하드 코팅층의 내열성을 향상시킨다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름 및 표시장치는 하드 코팅층을 단일층으로 형성함으로써, 공정 단순화를 통해 생산성을 향상시키고 제조단가를 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 합성예 및 실시예를 개시한다. 다만, 하기의 합성예 및 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 합성예 및 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<합성예>

하드 코팅제용 공중합체의 합성

폴리[(페닐글리시딜에테르)-코-포름알데히드](Poly[(Phenyl Glycidyl ether)-co-formaldehyde])(0.5mol), AHHFP(0.12mol) 및 촉매 DBTDL(0.5g)을 둥근 플라스크에 넣고 질소 분위기 내에서 60℃에서 1시간 반응시키고 80℃에서 2시간 동안 반응시킨다.

반응물에, 아크릴산(Acylic Acid)(0.5mol)을 넣고 60℃에서 1시간 동안 반응 시킨다. 광개시제(184) 3wt%를 넣고, 1시간 동안 추가적으로 반응시켜 최종 생성물을 얻었다.

상기 합성예에서 얻어진 하드 코팅제용 공중합체에 열중량분석법(thermo gravimetric analysis, TGA)을 수행하여 그 결과를 도 4에 나타내었고, 시차주사 열량측정법(differential scanning calorimetry, DSC)을 수행하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 하드 코팅제용 공중합체의 TGA 결과, 259.21℃ 부근에서 분자량이 감소하기 전까지 열적으로 안정한 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 하드 코팅제용 공중합체의 DSC 측정 결과, 200℃ 부근에서 분해되기 전까지 열적으로 안정한 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 하드 코팅제용 공중합체는 최소 200℃의 내열성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

이하, 전술한 합성예에서 제조된 공중합체에 광개시제를 혼합하여 하드 코팅제 조성물을 제조하여 하드 코팅층의 특성을 알아본 실시예를 개시한다.

<실시예>

전술한 합성예에서 제조된 공중합체 광개시제를 혼합하여 하드 코팅제 조성물을 제조한 뒤, 베이스 필름 상에 100㎛의 두께로 코팅하여 하드 코팅층을 제조하였다.

<비교예>

우레탄 아크릴레이트계 하드 코팅제 조성물을 베이스 필름 상에 100㎛의 두께로 코팅하여 하드 코팅층을 제조하였다.

전술한 실시예 및 비교예에 따라 제조된 하드 코팅층의 투과율, 헤이즈 및 황색도(Yellow Index, YI)를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

	비교예	실시예
투과율(%)	90	92.58
헤이즈(%)	-	0.21
황색도	-	0.74

상기 표 1을 참조하면, CF3기를 가진 AHHFP를 포함한 본 발명의 실시예의 투과율은 비교예의 투과율에 비해 2.58% 향상되었다. 그리고, 실시예의 하드 코팅층은 0.21% 헤이즈를 나타내었고 0.74의 황색도를 나타내어 우수한 하드 코팅층의 특성을 나타냄을 알 수 있다.

또한, 전술한 실시예 및 비교예에 따른 하드 코팅층의 접촉각과 그 이미지를 도 6에 나타내었다. 도 6을 참조하면, 비교예에 따른 하드 코팅층의 접촉각은 67도로 나타났다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코팅층의 물(H₂O)의 접촉각은 109도를 나타내고, 500g의 하중으로 왕복 1500회(분당 40회) 조건에서 지우개 테스트한 경우 접촉각은 102도를 나타내었다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 하드 코팅층의 물에 대한 접촉각이 지우개 테스트 후에도 100도 이상을 유지하여 내구성이 우수한 것을 알 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅제 조성물은 AHHFP는 표면 에너지가 낮고 슬립성이 우수한 CF3기를 포함하여 하드 코팅층의 내지문성에 대한 내구성을 강화한다. 또한, 벌키(bulky)한 구조의 CF3기로 인해 투과율이 향상되고, AHHFP 특성 상 열적 안정성이 우수하여 하드 코팅층의 내열성을 향상시킨다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅 필름 및 표시장치는 하드 코팅층을 단일층으로 형성함으로써, 공정 단순화를 통해 생산성을 향상시키고 제조단가를 줄일 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 하드 코팅 필름 110 : 베이스 필름
120 : 하드 코팅층

Claims

에폭시계 수지 40 내지 80 중량부;
AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부;
아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부; 및
광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 코팅제 조성물.
제1 항에 있어서,
상기 에폭시계 수지는 비스페놀 A형 에폭시(DGEBA Type Epoxy), 비스페놀 F형 에폭시(DGEBF Type Epoxy), 노볼락 에폭시(Novolac Type Epoxy), 난연성 에폭시(Brominated Epoxy), 시클로알리파틱 에폭시(Cycloaliphatic Epoxy), 고무형 에폭시(bber Modified Epoxy), 알리파틱 폴리글리시딜 에폭시(Aliphatic Polyglycidyl Type Epoxy) 및 글리시딜 아민 에폭시(Glycidyl Amine Type Epoxy)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하드 코팅제 조성물.
제1 항에 있어서,
상기 아크릴레이트계 수지는 아크릴산(Acrylic Acid), 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-Hydoxyethyl Acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol Diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 및 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol Hexaacrylate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하드 코팅제 조성물.
베이스 필름; 및
상기 베이스 필름 상에 위치하는 하드 코팅층을 포함하며,
상기 하드 코팅층은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
제4 항에 있어서,
상기 하드 코팅층의 두께는 5 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 필름.
터치 소자를 포함하는 표시패널;
상기 표시패널 상에 위치하는 강화기판; 및
상기 강화기판 상에 위치하는 하드 코팅층을 포함하며,
상기 하드 코팅층은 에폭시계 수지 40 내지 80 중량부, AHHFP(2,2′-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane) 10 내지 50 중량부, 아크릴레이트계 수지 30 내지 60 중량부, 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.