KR20090026860A - 방현필름 - Google Patents

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KR20090026860A
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장남윤
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Abstract

본 발명은 투명 기재필름의 적어도 일면에 미세 요철을 형성한 투광성 수지로 이루어진 방현층을 구비하는 방현필름에 관한 것으로서, 상기 투광성 수지는 자외선 경화형 수지, 광개시제를 포함하는 바인더 수지에 무정형의 투광성 미립자를 분산시켜 혼합하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 내부 헤이즈를 최소화하면서도 전체적인 표면 헤이즈 효과를 극대화 시킨 방현필름을 제공할 수 있다.
방현필름, 무정형, 미립자, 자외선경화수지, 헤이즈, 투명도

Description

방현필름{GLARE-REDUCING FILM}
본 발명은 네비게이션, 휴대폰, 컴퓨터, 텔레비전 등의 화상표시에 이용하는 음극선관(CRT), 액정표시장치(LCD) 등의 고정밀 화상용 디스플레이의 표면에 적용되는 방현(防眩: 눈부심방지) 필름에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 방현필름의 일면에 코팅된 투광성 수지를 형성함에 있어서 종래의 구형 미립자 대신 무정형 미립자를 사용함으로써 일정한 전체 헤이즈(total haze) 및 투명도(Clarity)범위 내에서, 내부 헤이즈(internal haze)를 최소화하는 방현필름에 관한 것이다.
방현필름은 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전개발광 디스플레이(ELD), 음극선관(CRT) 등의 다양한 화상표시장치에 설치되며, 상기 화상표시장치의 표면에 형광등 등의 실내조명, 창으로부터의 태양광의 입사, 사용자의 그림자 등의 투영에 의해 화상의 시인성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 미세요철 구조를 형성시킨 필름이다.
방현 필름은 응집성 실리카 등의 입자의 응집에 의해 방현층의 표면에 요철 형상을 형성하는 타입, 도막내에 막 두께 이상의 입자 지름을 갖는 유기 미립자를 수지에 첨가하여 층 표면에 요철형상을 형성하는 타입, 또는 층 표면에 요철을 가진 롤을 이용하여 합지하며 요철형상을 전사하는 타입등이 있으며, 특히, 높은 생산성을 갖는 코팅 기술에 의해 박막을 형성하는 방법이 사용되고 있다.
예를 들어 대한민국 등록특허 제10-0352456호 등에서는 미립자를 층 내부에 분산하여 난반사 효과를 일으키도록 하여 제조된 방현필름이 개시되어 있다.
상기 코팅에 의해 방현필름을 제조하는 경우, 필름을 형성하기 위한 매트릭스로서 바인더 수지를 이용한다. 통상, 이러한 바인더 수지는 1.45 내지 1.55 의 굴절율을 가지므로, 그에 이용되는 무기 입자의 종류와 양을 선택하여 각 층의 굴절율을 적절하게 조절한다. 특히, 고굴절율층과 함께, 미세 요철을 형성하는 고굴절율을 갖는 투광성 미립자가 필요하며, 충분한 필름 강도를 갖는 매트릭스에 고굴절율을 갖는 투광성 미립자를 응집없이 균일하게 분산하는 것이 매우 중요하다.
이와 같이, 종래의 방현 필름은 어떤 형태에 의하더라도 방현층의 표면의 요철 형상의 작용에 의해 난반사, 방현 효과를 의도하고 있으며, 상기 방현 효과를 향상시키기 위해서는 투광성 미립자로써 형성되는 요철형상을 크게 만들어야 하나, 요철이 커지면, 내부 헤이즈값이 상승하고,이것에 따라 화상의 선명성이 저하하는 문제점이 있다.
아울러, 일본 특허 공보 제2001-194504호에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 투명 기재필름(1)의 일면에 바인더 수지(2)와 금속 알콕사이드로 이루어진 투광성 미립자(3) 및 그 가수 분해물을 주성분으로 하는 투명수지층을 적층하여 이루어진 방현필름이 개시되어 있다.
그러나, 상기 발명은 경도 및 내찰상성의 문제는 개선되었으나 투광성 미립자(3)가 투명수지층의 내부에 매립되어 내부 헤이즈를 크게 상승시킴으로써, 충분한 방현 기능을 발휘할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래 타입의 방현 필름은 대부분 유기 투광성 미립자를 이용하거나 무기 투광성 미립자중 주로 실리카와 금속산화물에 한정되어 활용되고 있으며 구형 또는 판상형, 무정형등 그 형태학적인 효과에 대해서는 언급한 예가 드물다.
종래의 방현필름들에서 주로 사용되는 유기나 무기 미립자들은 대게 구형의 형상을 구비하며, 그 재질 또한 일정 크기내의 실리카 또는 금속산화물로써 제한적이어서, 이를 이용한 방현필름은 전체 헤이즈는 높은 반면에, 미세입자 자체가 가진 미립자 자체의 고유 헤이즈 값과 굴절률 때문에 내부헤이즈를 최소화시키고 표면 헤이즈 효과를 극대화하는 한편, 투명도(Clarity)를 일정 수준이상 유지시켜주는 방현필름을 제조하기가 어렵다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 내부 헤이즈를 최소화하면서도 전체적인 표면 헤이즈 효과를 극대화 시킨 방현필름을 제공하는데 있다.
또한, 종래에 사용되던 것과는 다른 형태와 재질을 갖춘 투광성 미립자를 사용함으로써, 투광성 미립자가 바인더 수지의 내부에 매립되지 아니하도록 하며, 우수한 방현성 및 시인성을 갖춘 방현필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 방현필름은 투명 기재필름의 적어도 일면에 미세 요철을 형성한 투광성 수지로 이루어진 방현층을 구비하는 방현필름에 있어서, 상기 투광성 수지는 자외선 경화형 수지, 광개시제를 포함하는 바인더 수지 에 무정형의 투광성 미립자를 분산시켜 혼합하여 이루어진다.
여기서, 상기 무정형의 투광성 미립자는 무정형의 유기 미립자 또는 무정형의 무기 미립자 중 적어도 하나인 것이 내부 헤이즈를 최소화시키며 표면 헤이즈를 최대화시킴으로써, 최적의 방현특성을 나타내는 방현필름을 제공하기 위하여 바람직하다.
또한, 상기 무정형의 유기 미립자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드, 실 리콘계 비드 중 적어도 하나이며, 입자크기의 분포는 0.3 내지 10.0㎛인 것이 미립자를 투명 수지층 표면에 돌출하게끔 구성하여 최적의 방현특성을 구현하기 위하여 바람직하다.
상기 무정형의 무기 미립자는 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 황산바륨, 인산아연, 실리카, 탈크 중 적어도 하나이며, 입자크기의 분포는 0.1 내지 10.0㎛인 것이 종래에 사용되지 아니한 무기 재료를 미립자로 사용함으로써, 가장 적합한 헤이즈 특성을 발현시키기 위하여 바람직하다.
또한, 상기 투광성 수지 100중량%에 있어서, 상기 무정형의 유기미립자는 0.1 내지 20중량%, 상기 무정형의 무기미립자는 0.1 내지 15중량%인 것이 내부헤이즈 수치를 최적으로 유지하게끔 하기 위하여 바람직하다.
아울러, 상기 방현필름의 내부 헤이즈(internal haze) 값이 0.3 내지 3.0%이고, 전체 헤이즈(total haze) 값이 15.0 내지 35.0%이며, 투명도(clarity)를 나타내는 NAS(Narrow Angle Scattering) 값이 35.0 내지 55.0%인 것이 상기 전체 헤이즈와 투명도 범위에서 최적의 방현 특성을 발현하게끔 하기 위하여 바람직하다.
본 발명에 의한 방현필름에 의하면, 내부 헤이즈를 최소화하면서도 전체적인 표면 헤이즈 효과를 극대화 시킨 방현필름을 제공할 수 있다.
또한, 종래에 사용되던 것과는 다른 형태와 재질을 갖춘 투광성 미립자를 사용함으로써, 투광성 미립자가 바인더 수지의 내부에 매립되지 아니하도록 하며, 우 수한 방현성 및 시인성을 갖춘 방현필름을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 방현필름에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 방현필름의 적층구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 방현필름(100)은 투명 기재필름(10)의 적어도 일면에 미세 요철을 형성한 투광성 수지로 이루어진 방현층(20)을 포함하여 이루어지며, 상기 투광성 수지는 바인더 수지(21)에 무정형의 투광성 미립자(22)를 분산시켜 혼합함으로써 이루어진다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 방현필름(100)은, 무정형의 투광성 미립자(22)가 방현층(20) 상에 형성된 요철부위 중에서 돌출부위에 결집되도록 구성되는바, 종래의 방현필름과는 달리 바인더 수지(21) 상에 매립되는 투광성 미립자의 비율을 최소화하였고, 그로 인해 내부 헤이즈(internal haze) 값이 최대화될 수 있도록 하였다.
Ⅰ. 방현필름(100)의 제조방법
본 발명에 의한 방현필름(100)은 투명 기재필름(10)의 적어도 일면에 방현층(20)을 형성함으로써 제조되며, 구체적으로는 무정형의 투광성 미립자(22)를 자외선 경화형 수지를 주성분으로 하는 바인더 수지(21)에 분산시킨 투광성 수지 조성물을 캡, 다이, 콤마, 나이프, 메이어바, 마이크로 그라비아 스핀 코팅 등의 코 팅 방법 중 조성물의 특성에 따라 적절하게 선택하여 투명 기재필름(10) 위에 코팅한 후 건조로와 자외선 조사 과정을 거쳐 제조한다.
상기 액상 수지 조성물을 경화할 때 이용되는 자외선원의 구체적 예로는 초고압 수은등,고압 수은등, 저압 수은등, 금속할로겐화물 램프등의 광원을 들 수 있으며 광량은 50 내지 1500 mJ/cm2를 사용하여 경화시킬 수 있다.
Ⅱ. 방현필름의 구성
1. 투명 기재 필름(10)
투명 기재 필름(10)은 물리적, 기계적, 화학적 강도, 열안정성, 수분 차단성이 요구됨과 동시에 투명성이 우수한 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 투명 기재 필름(10)을 형성하는 재료로는 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 디아세틸 셀룰로오스(DAC), 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 폴레에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 수지, 염화비닐계 수지, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지, 이미드계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테를술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지, 에폭시계 수지 또는 상기 수지의 블랜드물 등도 상기 투명 기재필름(10)을 형성하는 물질로 사용될 수 있다.
또한, 투명 기재 필름(10)은 될 수 있는 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 따라서, Rth ＝ [(nx ＋ ny) / 2 － nz]ㆍd (단, nx, ny 는 필름평면내의 주굴절률, nz 는 필름두께방향의 굴절률, d 는 필름두께이다) 로 표현되는 필름두께방향의 위상차값이 －90nm 내지 ＋75 nm 인 것이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께방향의 위상차값 (Rth) 이 －90 nm 내지 ＋75 nm 인 것을 사용함으로써, 투명기판에 기인하는 착색 (광학적인 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께방향의 위상차값 (Rth) 은 더욱 바람직하게는 －80 nm 내지 ＋60 nm, 특히 －70 nm 내지 ＋45 nm 가 바람직하다.
투명 기재필름(10)의 두께는 1 내지 100㎛, 바람직하게는 5 내지 80㎛ 정도로 하며 이들 필름은 단층 또는 2층 이상의 복층 필름을 사용할 수도 있다.
2. 방현층 (20)
본 발명에 의한 방현층(20)은 무정형의 투광성 미립자(22)를 바인더 수지(21)에 분산함유시킨 투광성 수지를 경화시킴으로써 형성되며, 상기 바인더 수지(21)는 무정형의 투광성 미립자(22)의 분산이 용이하도록 이루어지고, 상기 투광 성 수지가 방현층(20)을 형성한 이후에는 피막으로서의 충분한 강도, 바람직하게는 연필경도 H이상, 더욱 바람직하게는 2H 이상에 상응하도록 형성한다.
상기 방현층(20) 방현 특성과 충분한 강도를 구비하기 위하여 적어도 1개 이상의 복층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
(1) 바인더 수지(21)
경화 후에 충분한 강도를 갖고, 투명성을 구비하는 바인더 수지(21)로서 열경화성 수지, 열가소성 수지, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 2액 혼합형 수지 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도 자외선 조사에 의한 경화 처리에 의한 간단한 가공조작으로 효율적인 방현층(20)을 형성하는 자외선 경화형 수지가 바람직하다.
본 발명에 의한 바인더 수지(21)는 자외선을 조사함으로써 가교중합반응을 일으켜서 가교결합을 하며 고분자 구조로 변화하는 수지로서, 분자중에 중합성 불포화결합 또는 에폭시기를 갖는 반응성 모노머와 올리고머, 프리폴리머 등을 단독 또는 혼합한 자외선 경화형 수지 및 광개시제 등을 적절히 혼합하여 이루어진다.
ⅰ) 자외선 경화형 수지
자외선 경화형 수지로서는 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아미드계, 실리콘계, 에폭시계 등 여러가지를 들 수 있으며, 자외선 경화형 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 이에 해당된다.
본 발명에서 사용하는 자외선 경화성 수지는 막의 경도, 내알칼리성, 내용제성 및 내마모성을 고려하여 가교밀도를 향상시키기 위하여, 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용가능한 경화성 수지는 동일한 작용효과를 나타낸다면 그 범위가 나열된 수지에 한정되지 아니함은 물론이다.
본 발명에서 사용하는 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylte), 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트(tetramethylolmethane tetraacrylate), 테트라메틸올메탄 트리아크릴레이트(tetramethylolmethane triacrylate), 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 1,6-비스(3-아크릴오일옥시-2-하이드록시프로필옥시)헥산[1,6-bis(3-acryloyloxy-2-hydroxypropyl)hexane] 등과 같은 다관능기 알콜 유도체, 폴리에틸렌 글라이콜 디아크릴레이트(polyethylene glycol diacrylate)와 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate)와 같은 우레탄 아크릴레이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 우레탄 선행고분자(hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer) 등을 단독 또는 혼합되어 사용할 수 있다.
더욱 바람직하게는 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 부탄다이올디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨헥사아크릴레이트 등의 자외선 경화형 모노머와; 지방족이관능성우레탄아크릴레이트, 지방족삼관능성우레탄아크릴레이트, 지방족육관능성우레탄아크릴레이트, 방향족육관능성우레탄아크릴레이트 등의 자외선 경화형 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용한다.
전술한 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지는 경화성수지 100중량%에 대하여 10중량% 내지 90중량% 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30중량% 내지 87중량%이다. 더더욱 바람직하게는 50중량% 내지 85중량% 사용하는 것이 바람직하다.
방현층(20)을 형성하는 투광성 수지 조성물 100중량%에서 자외선 경화성 다관능기 아크릴레이트계 수지가 10중량% 보다 작으면 절대적인 관능기 수가 적어서 원하는 소정 경도를 얻기 힘들고, 90중량% 보다 많을 때는 경도는 높아지지만 비틀림 방지 및 내화학성이 약해지는 단점이 있다.
ⅱ) 광개시제
바인더 수지(21)에는 효과적인 중합을 위해 자외선 광개시제가 사용되며 구체적인 예로서는 디에톡시아세트페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-하이드록시사이클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르핀(4-티오메틸페닐) 프로판-1-온 등의 아세트페논류, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐아황산, 4-벤조일-N, N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸] 벤젠메타나미늄블로미드, (4-벤조일벤 질) 트리메틸암모늄클로라이드 등의 벤조페논류, 2, 4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-디클로로티옥산톤 등의 티옥산톤류, 2, 4, 6-트리메틸벤조일디페닐벤조일옥사이드 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 촉진제(증감제)로서, N, N-디메틸파라톨루이진, 4, 4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아민계 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 아세트페논류, 벤조페논류, 하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 티옥산톤류, 디페닐설파이트, 디벤질디설파이트, 디에틸옥사이드, 트리페닐비이미다졸, 이소프로필-N,N-디메틸아미노벤조에이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
광개시제의 함량은 투광성 수지 조성물 100중량%에 있어서, 0.1중량% 내지 15중량%의 범위가 바람직하며, 보다 바람직하게는 3중량% 내지 10중량%이다. 광개시제의 함량이 0.1중량% 보다 작으면 광중합 효과를 얻기 힘들고, 광개시제의 함량이 15중량% 보다 크면 광중합개시 효과에 비하여 지나치게 많은 광중합개시제가 투입되어 경제성이 떨어진다.
ⅲ) 첨가제
본 발명에 의한 바인더 수지(21)에는 레벨링제, 틱소트로피제, 분산제(유기용매), 대전방지제, 경화제 등의 첨가제를 사용할 수 있다.
이 중에서 틱소트로피제(thixotropic agent)는 0.1㎛ 크기의 실리카, 운모, 아미드왁스, 폴리에틸렌(PE) 왁스 등을 사용하며, 바인더 수지(21) 코팅액에 요변 성(thixotropy)을 부여하여, 투광성 미립자가 투명수지층의 돌출부위에 집결되게 함으로써 상기 투광성 미립자가 매립되지 않도록 하는 역할을 한다. 틱소트로피제의 이러한 성질은 후술하는 본 발명에 의한 '무정형'의 투광성 미립자(22)를 사용함으로써, 그 효과가 극대화된다.
(2) 무정형 투광성 미립자(22)
본 발명은 방현층(20)에 종래의 구형 미립자가 아닌, 무정형(armophous) 미립자를 분산함유되는 것을 특징으로 하며, 그 재료 또한 실리카, 금속 산화물이 아닌 중탄(중탄산칼슘)이나, 황산바륨 등의 재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.
무정형 투광성 미립자는 유기 투광성 미립자와 무기 투광성 미립자로 나뉘어지며, 그 형태를 무정형(armophous)로 형성한다.
상기 무정형 투광성 미립자의 제조방법은 그 재질에 따라 다양하며, 본 발명에서는 판상, 정방형, 구상, 타원형 등이 혼합된 무정형의 미립자를 얻을 수 있다면 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.
일반적으로는 볼 밀(ball mill)과 같은 분쇄기를 이용하여 입자에 물리적인 충격을 주어 다양한 형태로 제조하는 물리적 분쇄에 의한 방법을 사용하며, 무기 투광성 미립자 중 황산바륨(BaSO4)의 경우에는 상기 볼 밀링에 의한 방법과 아울러, 황산바륨의 비중이 큰 특성을 이용하여 화학반응에 의해 침강시켜 제조하는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 무정형 무기 투광성 미립자의 경우에는 화학반응에 의한 결정화 과정에서, 물질에 따라 고유한 결정 형태(예를 들어, 판상형, 구상형, 정방형 등)를 형성하게 되는데, 이때 상기 결정화된 미립자들은 서로 응집되어 덩어리를 형성하는 경향이 있기 때문에, 각각의 미립자들을 분리시키는 과정이 필요하다.
상기 분리 과정은 볼 밀과 같은 분쇄기 또는 해쇄기를 이용하여 분쇄작업에 의하여 수행되기 때문에, 미립자가 화학반응을 거치면서 각 물질의 일정한 고유 결정형상을 형성하더라도, 상기 분쇄과정을 거치면서 무작위의 형상으로 분쇄되며, 이를 일정한 크기의 메쉬(mesh)로 거르는 작업을 통해 일정한 범위의 입도 분포를 갖게 된다.
상기 과정에 의해 형성된 투광성 미립자는, 소량의 사용으로도 헤이즈 값과 투명도(Clarity)를 조절할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 이를 이용하여 제조된 방현필름(100)은 NAS(Narrow Angle Scattering) 값이 35.0 내지 55.0%인 투명도에서 최적의 광학특성 또는 방현 효과를 보이게 된다.
ⅰ)유기 투광성 미립자
본 발명에서 사용하는 무정형 유기 투광성 미립자로는 고분자 비드를 사용하며, 그 종류로는 멜라민계 비드(굴절율 : 1.57), 아크릴계 비드(굴절율:1.47), 아크릴-스티렌계 비드(굴절율 : 1.54), 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드, 실리콘계 비드 등이 있다.
본 발명에서 사용하는 아크릴계 비드는 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이 트, 아밀 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 사이클로 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 벤질 메카크릴레이트, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 이타콘산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜아미드, 라우릴아크릴레이트, 에톡시디에틸렌클리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리틀테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴산벤조에이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, n-스테아릴메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트의 단량체 또는 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용하는 스티렌계 비드는 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, o-에틸스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 또는 비닐 톨루엔을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명에서 사용하는 실리콘계 비드는 유기 관능기를 포함하는 것으로서, 상기 유기 관능기로는 메틸, 에틸, 페닐기 등 여러가지가 가능하고, 상기 유기 관능기를 포함하는 실리콘계 비드의 예로서, 폴리실록산, 폴리실란, 폴리카르보실란 또는 폴리실라잔을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
방현 특성을 향상시키기 위해 더욱 바람직하게는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 멜라민, 폴리비닐알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
본 발명에서 사용되는 무정형 유기 투광성 미립자는 0.3 내지 10.0㎛의 입자크기 분포를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8.0㎛이다.
무정형 유기 투광성 미립자의 입자 직경이 0.3㎛보다 작으면 만족스러운 방현 효과를 얻기가 힘들고, 광확산성이 저하되어 화상이 알루미늄 색상으로 변색되는 단점이 있다. 또한 고분자비드의 입자 직경이 10㎛보다 크면 방현 미립자로 인해 화면의 배경이 거칠어지기 쉽고 화상 콘트라스트가 악화된다.
상기 무정형 유기 투광성 미립자의 함량은 상기 투광성 수지 100중량%에 있어서, 상기 무정형의 유기미립자는 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 5 내지 18중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 15중량%이다.
상기 무정형 유기 투광성 미립자의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 방현 특성을 거의 기대하기 힘들고, 20중량%를 초과하는 경우에는 투광성 수지 조성물 전체 함량 대비 방현효과 효율이 저하되는 문제점이 있다.
ⅱ) 무정형 무기 투광성 미립자
본 발명에 사용되는 무정형 무기 투광성 미립자는 중탄산칼슘(중탄), 경탄산칼슘, 황산바륨, 실리카, 더욱 바람직하게는 비중이 큰 중탄산칼슘 및 황산바륨 등을 단독 또는 혼합하여 사용하며 형태는 무정형이다.
또한, 상기 무정형 유기 투광성 미립자와 무정형 무기 투광성 미립자를 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
무정형 유기 및 무기 투광성 미립자가 혼합된 경우에는, 비중이 상대적으로 작은 유기 투광성 미립자가 투광성 수지의 상부에 위치하게 되고, 비중이 상대적으로 큰 무기 투광성 미립자가 여기에 적절하게 혼합되어 투광성 수지의 하부에 위치하게 되며, 상기 투광성 수지 코팅용액의 요변성(thixotropy)에 의하여 방현층(20)의 돌출부위로 상기 투광성 미립자들이 집결하게 됨으로써, 내부 헤이즈는 크게 감소하게 되고, 원하는 표면 헤이즈 효과를 극대화할 수 있게 된다.
무정형 무기 투광성 미립자의 크기는 0.1 내지 10.0㎛의 입자크기 분포를 가지며, 바람직하게는 0.3 내지 8.0㎛의 입자크기 분포를 갖는다.
상기 무정형 무기 투광성 미립자의 입자크기가 0.3㎛ 미만인 경우에는 미립자가 지나치게 작아져서 마이크로 분산 안전성이 저하되고, 입자크기가 10.0㎛을 초과하는 경우에는 바인더 수지(21)와의 굴절률 차이에 의한 가시광 산란이 발생한 다.
또한, 상기 무정형 무기 미립자의 함량은 0.1 내지 15중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 8중량%이다.
상기 무정형 무기 미립자의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 방현효과를 기대하기 어렵고, 15중량%를 초과하는 경우에는 방현효과가 과도하여 투과율을 현저하게 감소시키는 문제점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예와, 이와 비교되는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
실시예 1
80㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 한쪽 면에 <표1>의 '실시예 1'란에 기재된 조성으로 이루어진 투광성 수지 조성물을 바인더 수지(21)로 이용하고, 형태가 무정형이고 재질이 실리카이며 크기 분포가 2 내지 4㎛인 무기 투광성 미립자(22)를 첨가하여 분산시킨후 바코터를 이용하여 코팅하고 60℃에서 2분간 건조시킨 후에 자외선조사장치{UV curing system : SMD-1000(상품명)}를 사용하여 광량 500mJ/cm2로 경화시켜 방현 필름을 제작하였다. 이렇게 하여 제조된 방현층(20)의 표면 확대 사진(X200)은 도 2a에 도시된 바와 같다.
실시예 2
<표1>의 '실시예 2'란에 기재된 투광성 수지 조성물을 바인더수지(21)로 이용하고 첨가된 투광성 미립자를 형태가 무정형이고 재질이 폴리에틸렌이며 크기가 4 내지 7㎛인 유기 투광성 미립자를 사용하여 실시예 1과 동일한 공정으로 방현필름을 제작하였다. 이렇게 하여 제조된 방현층(20)의 표면 확대 사진(X200)은 도 2b에 도시된 바와 같다.
실시예 3
<표1>의 '실시예 3'란에 기재된 투광성 수지 조성물을 바인더 수지(21)로 이용하고 첨가된 투광성 미립자를 형태가 무정형이고 재질이 탄산칼슘이며 크기 분포가 1 내지 5㎛인 무기 투광성 미립자와 형태가 무정형이고 재질이 폴리에틸렌이며 크기 분포가 4 내지 7㎛인 유기 투광성 미립자를 혼합 첨가하여 실시예 1과 동일한 공정으로 방현필름을 제작하였다. 이렇게 하여 제조된 방현층(20)의 표면 확대 사진(X200)은 도 2c에 도시된 바와 같다.
비교예 1
<표1>의 '비교예 1'란에 기재된 투광성 수지 조성물을 바인더 수지(21)로 이용하고 첨가된 투광성 미립자를 형태가 구형이고 재질이 실리카이며 크기 분포가 3.5 내지 6㎛인 무기 투광성 미립자를 사용하여 실시예 1과 동일한 공정으로 방현 필름을 제작하였다. 이렇게 하여 제조된 방현층(20)의 표면 확대 사진(X200)은 도 2d에 도시된 바와 같다.
비교예 2
<표1>의 '비교예 2'란에 기재된 투광성 수지 조성물을 바인더 수지(21)로 이용하고 첨가된 투광성 미립자를 형태가 구형이고 재질이 폴리메틸메타아크릴레이트이며 크기가 4 내지 6㎛인 유기 투광성 미립자를 사용하여 실시예 1과 동일한 공정으로 방현 필름을 제작하였다. 이렇게 하여 제조된 방현층(20)의 표면 확대 사진(X200)은 도 2e에 도시된 바와 같다.
원료 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
종류 물질
자외선 경화형 올리고머 지방족육관능성우레 탄아크릴레이트 17.80 12.23 9.35 12.28 13.41
자외선 경화형 모노머 헥산디올에톡실레이 트디아크릴레이트 14.85 10.20 7.80 10.24 11.19
첨가제 트리메틸올프로판트 리아크릴레이트 18.34 12.59 9.63 12.65 13.82
메틸이소부틸케톤 (MIBK) 9.90 6.80 5.20 56.58 50.48
에틸아세테이트 9.90 6.80 5.20 - -
에탄올 19.80 13.60 39.40 - -
톨루엔 - 22.40 12.60 - -
BYK-333 0.50 0.34 0.26 0.34 0.37
광개시제 하이드록시싸이클로 헥실페닐케톤 7.92 5.44 4.16 5.46 5.97
무정형 투광성 미립자 무정형실리카비드 (2.0 내지 4.0㎛) 0.99 - - - -
무정형 PE (5.0 내지 7.0㎛) - 9.60 5.40 - -
무정형 중탄산칼슘 (1.0 내지 5.0㎛) - - 1.00 - -
구형 투광성 미립자 구형실리카비드 (3.5 내지 6.0㎛) - - - 2.44 -
구형 PMMA (4.0 내지 6.0㎛) - - - - 4.76
총 중량% 100중량%
<표 2>는 상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1, 2에 따른 방현필름의 전체 헤이즈(TH), NAS(Narrrow Angle Scattering) 값에 따른 투명도(Clarity) 각각의 특성 에 대한 각 평가 항목을 아래와 같이 측정한 결과를 나타낸 것이다.
헤이즈와 투명도( NAS )의 정의 및 측정원리
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 헤이즈(haze)와 투명도(clarity, NAS)는 양자 모두 빛의 확산투과율(Diffuse transmittance)을 측정하는 단위이지만, 구체적으로 헤이즈는 광각분산(wide angle scattering)에 대한 측정단위이며, NAS는 2.5°이내의 협각분산(narrow angle)에 대한 측정단위라는 점에 차이점이 있다.
<표 2>에서는 상기 실시예 및 비교예에 의한 방현필름의 헤이즈와 투명도를 측정장비(haze-gardplus, Byk Gardner, made in Germany)를 이용하여 측정한 결과를 나타내었다.
헤이즈 ( haze ) 값
(1) 내부헤이즈(IH, Internal Haze) 값은 상기 실시예 및 비교예에 의하여 제작된 방현필름(100)의 방현층(20) 상부에 동일한 바인더 수지(21)로 방현층(20) 두께의 약 1.5배로 클리어코팅을 하여 돌출부분에 의한 방현 효과를 제거하고 측정장치(Haze-gardplus)를 이용하여 측정하였다.
(2) 표면헤이즈(SH, Surface Haze)는 전체헤이즈를 TH, 내부헤이즈를 IH로 표기할 때, SH=TH-IH를 통하여 도출된 값을 나타낸다.
(3) 전체헤이즈(TH, Total Haze)는 방현 필름의 전체의 헤이즈값을 측정한 값이다.
상기와 같이 정의된 헤이즈를 표1에 기재된 모든 실시예와 비교예에 대해 측정장치(Haze-gardplus)를 이용하여 헤이즈를 측정하고 그 측정된 값을 <표 2>에 기재하였다.
투명도( Clarity )
투명도는 NAS(narrow angle scattering) 값에 의해 평가하였다. NAS값은 방현 필름의 시인성 평가 기준의 하나로, 본 발명에서는 상기의 모든 실시예와 비교예에 대해 측정장비(Haze-gardplus, BYK Gardner)를 이용하여 NAS 값을 측정하고 그 측정된 값을 표 2에 기재하였다.
항 목 단 위 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내부 헤이즈(IH) % 1.34 1.42 1.98 8.57 5.64
표면 헤이즈(SH) 22.39 24.15 21.09 12.56 15.43
전체 헤이즈(TH) 23.73 24.57 23.07 21.13 21.07
투명도 (NAS) 40.14 44.80 40.80 41.10 40.03
<표 2>에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방현필름이 비교예에 의하여 제조된 방현필름에 비하여, 유사한 전체 헤이즈(TH), 표면 헤이즈(SH) 및 투명도(NAS) 범위 내에서 내부 헤이즈(IH) 값이 적게 측정되는 것을 알 수 있다.
또한, 도 2a 내지 도 2e에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1, 2, 3에 의한 방현층(20)은 비교예에 의한 방현층보다 표면에 돌출된 투광성 미립자(22)가 더욱 많이 결집되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 소량의 미립자로서 헤이즈와 투명도를 조절할 수 있는 효과를 갖게 된다. 이로써, NAS 값이 35.0 내지 55.0% 범위 내에서는 내부 헤이즈 값을 최소화하면서 표면 헤이즈 값을 최대화할 수 있는 방현필름이 얻어진다.
결론적으로, 본 발명에 의하면 일정한 투명도(NAS) 범위 내에서 내부 헤이즈(IT)를 최소화하는 한편 전체 헤이즈(TH)를 최대화하여 화상의 선명도를 향상시키고, 방현 특성을 극대화시키는 방현필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기저의 범위 내에 있는 것으로 본다.
또한, 본 발명에서의 바람직한 범위, 더욱 바람직한 범위, 더더욱 바람직한 범위 한정은 그 효과를 더욱 극대화시키기 위한 것으로서, 한정 범위가 좁혀짐으로써 더욱 만족스러운 기술적 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 방현필름의 적층구조를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예와 비교예에 의한 방현층의 표면 확대 사진(X200),
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 측정된 헤이즈와 투명도(NAS)의 정의 및 측정원리를 나타낸 도면,
도 4는 종래 발명에 의한 방현필름의 적층구조를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
1: 투명 기재필름 2: 바인더 수지
3: 투광성 미립자 10: 투명 기재필름
20: 방현층 21: 바인더 수지
22: 투광성 미립자 100: 방현필름

Claims (6)

  1. 투명 기재필름의 적어도 일면에 미세 요철을 형성한 투광성 수지로 이루어진 방현층을 구비하는 방현필름에 있어서,
    상기 투광성 수지는 자외선 경화형 수지, 광개시제를 포함하는 바인더 수지 에 무정형의 투광성 미립자를 분산시켜 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방현필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무정형의 투광성 미립자는 무정형의 유기 미립자 또는 무정형의 무기 미립자 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무정형의 유기 미립자는 멜라민계 비드, 아크릴계 비드, 아크릴-스티렌계 비드, 폴리카보네이트계 비드, 폴리에틸렌계 비드, 염화비닐계 비드, 실리콘계 비드 중 적어도 하나이며, 입자크기의 분포는 0.3 내지 10.0㎛인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 무정형의 무기 미립자는 중탄산칼슘, 경탄산칼슘, 황산바륨, 인산아연, 실리카, 탈크 중 적어도 하나이며, 입자크기의 분포는 0.1 내지 10.0㎛인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 투광성 수지 100중량%에 있어서, 상기 무정형의 유기미립자는 0.1 내지 20중량%, 상기 무정형의 무기미립자는 0.1 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 방현필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방현필름의 내부 헤이즈(internal haze) 값이 0.3 내지 3.0%이고, 전체 헤이즈(total haze) 값이 15.0 내지 35.0%이며, 투명도(clarity)를 나타내는 NAS(Narrow Angle Scattering) 값이 35.0 내지 55.0%인 것을 특징으로 하는 방현필름.
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