KR100579110B1 - 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CRT, 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP) 등과 같은 각종 디스플레이 화면에서의 광반사로 인한 화질의 저하를 방지하는 반사방지필름에 관한 것으로서, 본 발명의 반사방지필름(100)은, 투명 고분자 필름(110)으로 구성된 기재필름과, 기재필름의 적어도 한 쪽의 면에 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자를 적층하여 형성한 적어도 1층 이상의 전도성층(120)으로 구성된다. 따라서, 본 발명은 투명성이 높고, 두께가 얇으며, 정전기 방지 및 전자차폐성이 우수하여 전기·기계·전자 분야에서 널리 이용될 수 있다.

Description

전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름 및 그 제조방법{Anti-reflection film composed with conducting polymer and manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 개략도이고,

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 다른 형태를 각각 도시한 개략도이며,

도 6은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 반사방지필름의 제조과정을 도시한 블록도이고,

도 7은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 반사방지필름의 제조과정을 도시한 블록도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 반사방지필름 110 : 투명 고분자 필름

120 : 전도성층 130 : 고굴절 박막층

140 : 저굴절 박막층 150 : 하드 코팅층

본 발명은 반사방지필름에 관한 것이며, 특히, CRT, 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP) 등과 같은 각종 디스플레이 화면에서의 광반사로 인한 화질의 저하를 방지하는 반사방지필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 각종 디스플레이 화면에서의 광반사로 인한 화질의 저하를 방지하는 반사방지필름의 제조방법에 관한 것이기도 하다.

전지, 전자산업의 발전 및 정보통신 사회의 고도화와 더불어 전자디스플레이 분야에서도 고선명, 고화질에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 전자디스플레이 (CRT, LCD, PDP)의 가장 큰 문제점은 빛의 반사로 인한 화질의 저하이며, 다른 문제점으로는 정전기로 인해 디스플레이 또는 모니터 표면에 먼지 등의 오염물질이 쉽게 부착되고, 디스플레이에서 발생하는 전자파로 인해 인체 및 다른 실내 전자기기에 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 이와 같은 문제점들을 보안하기 위해 종래에는 반사방지 기능뿐만 아니라 정전기/전자파 차폐 기능을 갖고 있는 플라스틱 코팅필름을 화면 위에 직접 붙이거나 디스플레이에 내장하는 등의 방법을 사용하고 있다.

그리고, 종래에는 물체의 표면에 굴절율이 다른 박막을 적층시킴으로써 표면에서 반사되는 반사광을 소멸시키는 무반사 코팅에 대한 이론이 광학분야에서 이미 오래전부터 알려져 왔다. 이러한 이론은 박막형성 기술의 부재로 인하여 실제품에 적용하는데 어려움이 있었으나, 1940년대 이후 진공 증착법, 스퍼터링법이 상용화되면서 다양하게 적용되어 왔다.

플라스틱 기재위에 반사방지층을 형성하는 방법으로는 ITO(Indium Tin Oxide - 주석도프 산화 인듐), TiO₂, ZrO₂와 같은 고굴절 무기물층과, SiO₂, MgF ₂와 같은 저굴절 무기물층을 교대로 적어도 4층 이상 진공 증착법이나 스퍼터링법 등으로 적층하는 방법이 알려져 있다(미국특허 제5,744,227호, 미국특허 제5,783,049호, 일본특허공개 평 5-307104호, 일본특허공개 평8-82701호, 일본특허공개 평9-197103호, 일본특허공개 평9-197102호). 이와 같은 진공 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해 제조되는 반사방지막은 반사방지성능은 우수하지만 공정속도가 1m/min 정도로 느려서 생산성이 떨어지는 문제가 있을 뿐만 아니라, 고진공의 고온 공정에서 이루어지기 때문에 플라스틱 기재에 손상을 주기도 하는 문제점 있다. 반면, 저굴절의 불소화 고분자막을 습식코팅만으로 반사방지막을 형성하는 방법(일본특허공개 평6-230201호, 일본특허공개 평9-203801호)은 반사방지 성능은 열등하나 공정속도가 빨라 생산성을 높일 수 있는 것으로 알려져 있다.

투명 고분자 필름에 반사방지 기능을 설계한 저반사 필름은 전자·전기·기계 분야에서 널리 사용되어 왔으며, 특히 브라운관이나 액정판넬, 플라즈마 디스플레이 등 디스플레이에 저반사 필름을 사용하게 되면 빛의 반사율을 낮추어 줌으로써 보다 선명한 화상을 표시할 수 있는 것으로 알려져 있다.

일반적으로 저반사 필름은 폴리에스테르 필름, 트리아세테이트셀룰로즈 필름, 폴리카보네이트 필름 등의 투명 고분자수지 필름에 SiO₂, TiO₂, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 무기산화물을 스퍼터링이나 증착 등의 방법에 의해 적어도 4층 이상의 다층박막을 형성시켜 제조하거나, 또는 불소를 함유한 화합물을 습식 코팅하는 방법에 의해 반사 방지필름(저반사 또는 무반사 필름)을 형성시키는 방법으로 제조되어 왔다.

그러나, 상기 스퍼터링이나 증착 등의 방법으로 다층의 반사 방지필름을 제조하는 경우, 투명성의 저하나 착색 등의 광학성이 저하되는 문제는 없으나, 가공비용이 상승하여 제조원가를 크게 높이는 원인이 되었다. 그리고, SiO₂, TiO₂ 등만으로 반사 방지층을 형성하는 경우, 반사 방지층이 대전방지 기능을 갖고 있지 않아 정전기에 노출되고, 먼지 등이 쉽게 부착되는 등의 이유로 표면이 오염되는 문제가 많아, 투명 전도성 무기산화물인 ITO층을 별도로 구성하든지 대전방지제를 별도의 층으로 추가하든지 하여 표면층에 대전 방지층을 형성시켜 정전기를 방지하는 방법을 사용하였다.

최근 들어 평판디스플레이산업의 비약적인 성장과 더불어 반사방지필름의 보급도 확대되고 있는 추세에 있어 원가절감을 위한 신소재의 발굴은 중요한 연구과제로 등장하였다.

디스플레이용 필름에서 사용하는 투명전도성층으로는 일반적으로 무기산화물인 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용하는 예가 많으나 가격이 비싼 것이 문제이며, 최근 들어 이를 대체하려는 여러 가지 노력들이 진행되고 있다. 대표적인 예가 전도성 재료를 습식 코팅방법에 의해 대전 방지층을 만들어 주는 것이며, 이 경우 필름의 두께조절이 어려우며, 투명성이 저하되고 착색이 일어나기 쉬우며, 대전방지제 가 표면까지 침투되어 나오는 경우가 발생되는 등 여러 가지 문제가 발생하는 것으로 알려져 있다.

한편, 최근에는 폴리피롤(Polypyrrole)과 폴리티오펜(Polythiophene) 등의 헤테로사이클(Heterocycles) 구조를 갖는 전도성 고분자가 비교적 합성이 용이하고 높은 전기 전도도를 가지며 대기 중에서도 안정한 물성을 갖는 신소재로 알려져 이와 관련된 연구가 많이 진행되고 있다.

전도성 고분자의 합성법으로는 화학 산화법(Chemical oxidative polymerization)이나 전기화학 중합법(Electro-chemical polymerization) 등이 알려져 있다. 그러나, 전도성 고분자는 용융되거나 용해되지 않아서 필름형태로 가공하기가 어려운 단점이 있는 바, 상기 화학 산화법으로 합성된 고분자는 입자형태로 제조되어 얇은 필름을 형성하기가 어렵고, 전기화학 중합법으로 합성된 고분자는 얇은 필름형태로 형성이 어렵고 기계강도가 낮아서 실제 응용에 있어서 많은 제한을 받고 있다.

근래에는 이와 같은 문제점의 보완방법으로, 입자형태인 전도성 고분자를 일반 고분자와 혼합하여 가공성과 물성이 강화된 복합재료를 만들어 기재필름에 코팅함으로써 대전방지 기능을 부여하는 방법이 제안되기도 하였다. 그러나, 충분한 접착성을 부여하기 위해서는 다량의 혼합 수지를 필요로 하는데, 이는 전도성 고분자의 특성을 크게 감소시키는 문제점을 안고 있다. 또한, 상기 복합재료를 고분자 수지 필름에 코팅하여 대전방지 기능을 부여한다 하여도 도포층의 두께가 수 마이크론 정도로 두껍게 되어 투명성이 나쁘며 미세한 두께를 제어해야 하는 다층박막 으로 사용하는데 한계가 있으며, 최종 필름상을 얻기까지 여러 단계의 공정을 거쳐야 하는 어려움이 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 기존의 반사방지필름이 가진 물성 저하 및 제조공정의 복잡성 등의 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력하였고, 그 결과 투명 고분자 기재필름의 표면에 헤테로사이클계 구조를 갖는 공역계 고분자를 적층하는 방법을 연구하여 이를 광학용 저반사 필름의 도전성층은 물론 굴절율까지도 제어하는 신기능의 신소재를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 투명성이 높고, 두께가 나노 레벨까지 제어 가능한 얇은 박막형태의 전도성 고분자층을 형성함으로써 대전방지기능과 저반사 기능을 동시에 갖는 반사방지필름 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사방지필름은, 투명 고분자 필름으로 구성된 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 한 쪽의 면에 아래 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자를 적층하여 형성한 적어도 1층 이상의 전도성층을 포함한다.

또한, 본 발명의 반사방지필름 제조방법은, 투명 고분자 필름으로 구성된 기재필름의 적어도 한 쪽의 면에 산화제를 도포하는 단계와, 상기 산화제가 도포된 기재필름에 상기 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 모노머(monomer)를 기상중합 반응 후 미반응 산화제를 세척 제거함으로써 형성된 상기 화학식 1의 헤테 로사이클계 구조의 공역계 고분자로 적어도 1층 이상의 전도성층을 형성하는 단계를 포함한다.

아래에서, 본 발명에 따른 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름 및 그 제조방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반사방지필름(100)은 투명 고분자 필름(110)을 기재필름으로 하고, 상기 기재필름의 표면에 기상 중합법으로 제조되는 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자를 적층하여 형성한 전도성 고분자층(120 ; 이하, "전도성층"이라 칭함)으로 구성함으로써, 두께가 얇으며, 우수한 정전기 방지성 및 전자차폐성을 갖는다.

본 발명에서 기재필름으로 사용하는 투명 고분자 필름(110)은 통상적으로 사용되어온 기재필름으로서, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이드, 폴리부틸렌 테레프탈레이드, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 디아세틸셀룰로오즈 필름, 트리아세테이트 셀룰로오즈 필름, 아세틸셀룰로오즈부틸레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리비닐알콜 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에틸렌-아세트산 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리아크릴 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리술폰 필름, 폴리아미드 필름 등이 사용될 수 있다. 상기 투명 고분자 필름은 투명성이 높을수록 좋으며, 가시광선 투과율이 75∼92 % 정도인 것이 바람직하다. 즉, 저반사 필름 제작에 사용되는 투명 고분자 필름은 일반적으로 75∼92 % 의 가시광선 투과율을 가져야 한다. 또한, 투명 고분자 필름은 그 두께가 10∼1000 ㎛ 가 적당하며, 20∼200 ㎛ 로 하는 것이 더 바람직하다.

본 발명에서 전도성층 형성에 사용되는 고분자는 헤테로사이클계 구조의 공역계이며, 구체적으로 산소(O), 셀레늄(Se), 질소(N) 또는 황(S)원자를 포함하는 헤테로사이클계 공역계 고분자이다. 본 발명에서 사용되는 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자로서 보다 바람직하기로는 다음 화학식 1로 표시되는 바와 같이 피롤, 티오펜, 퓨란, 세레노펜 및 이들의 유도체가 사용될 수 있다.

상기 화학식 1에서, X는 O, Se, S 또는 NH 이고, R₁ 과 R₂ 는 H, C₃ ∼ C₁₅ 의 알킬기, C₃ ∼ C₁₅ 의 알킬에테르, 할로겐 원자 또는 탄화수소와 함께 S, O 등의 원자를 적어도 1개 이상 포함하며 사이클구조를 형성하는 구조의 치환체이고, 경우에 따라서는 자체 도핑기능을 포함하는 기능기를 포함할 수도 있다.

본 발명에서는 상기 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 모노머(monomer) 증기를 발생시켜 투명 고분자 기재 필름 표면에서 직접 기상 중합을 유도하여 중합과 동시에 전도성층을 형성시켜 반사방지필름을 제조하는 것을 특징으로 하고 있으나 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 반사방지필름(100)은 투명 고분자 필름(110)의 적어도 한 쪽의 표면에 상기 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자를 적층하여 형성한 상기 전도성층(120)을 적어도 1개 층 이상 구성함으로써 대전방지 및 저반사 기능을 동시에 충분히 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 반사방지필름은, 전도성층의 두께가 10 ∼ 1000 nm 이고, 가시광선 투과도가 60 ∼ 99 % 이며, 면저항이 10² ∼ 10⁹ Ω/square 이고, 굴절율이 1.0 ∼ 1.54 인 특성을 가진다. 이러한 특성평가는 아래에서 설명될 <물성 측정방법>을 통해 얻은 것이다.

본 발명은 상기와 같은 형태보다 더 바람직한 형태를 가질 수 있는데, 그 바람직한 형태는, 도 2에 도시된 바와 같이, 투명 고분자 필름(110)과 전도성층(120)의 사이에 상기 전도성층(120)보다 고굴절율을 갖는 고굴절 박막층(130)을 형성하는 것으로서, 더욱 향상된 저반사 기능을 얻을 수 있다. 이 때, 고굴절 박막층(130)은 상기 전도성층(120)보다 고굴절율을 갖는 고분자 화합물 또는 TiO₂ 등에 의해 형성된다. 또한, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 투명 고분자 필름(110)의 적어도 한 쪽의 상부면에 적층된 전도성층(120)의 상부에 상기 전도성층(120)보다 저굴절율을 갖는 저굴절 박막층(140)을 형성함으로써 더욱 향상된 저반사 기능을 얻을 수 있다. 이 때, 저굴절 박막층(140)은 상기 전도성층(120)보다 저굴절율을 갖는 불소계 고분자 화합물 또는 SiO₂ 등이 사용될 수 있다. 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사 방지필름의 다른 형태를 각각 도시한 개략도이다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반사방지필름(100)은 도 2와 같이 적층된 고굴절 박막층(130)과 투명 고분자 필름(110)의 사이에 필요에 따라 하드 코팅층(150)을 형성할 수도 있다. 이러한 하드 코팅층(150)은 투명 고분자 필름(110)의 표면강도를 향상시켜 표면 긁힘 등을 방지하는 역할을 한다. 이 때, 하드 코팅층(150)은 일반적으로 열경화형 또는 UV경화형 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반사방지필름(100)은 도 4와 같이 적층된 전도성층(120)의 상부에 상기 저굴절 박막층(140)을 형성할 수도 있다. 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 또다른 형태를 각각 도시한 개략도이다.

상기와 같은 고굴절 박막층(130), 저굴절 박막층(140) 및 하드 코팅층(150)은 당 분야에 널리 알려진 공지방법을 통해 형성된다.

한편, 본 발명은 반사방지필름의 제조방법을 포함하는 바, 아래에서는 고분자 기재필름 위에 전도성층과 다른 기능성층으로 구성되는 다층구조의 필름을 구체적인 예로 하여 설명하겠다.

도 6은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 반사방지필름의 제조과정을 도시한 블록도이다. 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 투명 고분자 필름(110)에 화학식 1의 고분자 보다 고굴절율을 갖는 용액을 코팅한 후 건조하여 고굴절 박막층(130)을 형성한다(S11). 그런 다음, 상기 고굴절 박막층(130)의 상부면에 산화제를 도포한 다음, 상기 화학식 1의 공역계 모노머(monomer)를 기상중합 반응 후 미반응 산화제를 세척 제거함으로써 형성된 상기 화학식 1의 공역계 고분자로 전도성층(120)을 형성한다(S12).

본 발명에서 기재필름 또는 기능성 박막층 위에 전도성층을 형성함에 있어서 상기의 기상 중합법을 이용할 수 있으며, 산화제로는 Cu(ClO₄)·6H₂O, FeCl₃ 등의 루이스 산을 사용할 수 있으며, 이들 산화제는 극성 유기용매 바람직하기로는 알콜류 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 용매에 용해시켜 사용한다. 또한, 상기 산화제에는 필요에 따라 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알콜, 메틸셀룰로오즈 및 키토산 등의 고분자를 바인더 수지로서 산화제 대비 1 중량부를 기준으로 1 ∼ 20 중량부(고형분 함량기준) 범위내에서 함유시킬 수 있다. 상기 고분자를 1 중량부 미만으로 첨가할 경우에는 바인더로서의 기능이 없어지고, 20 중량부 초과하여 첨가할 경우에는 전도성을 저하시키는 문제점이 있다. 상기 산화제에 첨가되는 고분자는 그 함량에 따라 상기 헤테로사이클계 구조의 공역계 단량체에 대하여 높은 친화성을 나타내므로 전도성층 형성을 위한 기상 중합시에 호스트 고분자로서 적합하다. 그러나, 호스트 고분자를 사용할 경우, 전도성 고분자재료 자체의 물성에 저하를 가져올 수 있다. 특히, 굴절율을 제어하기 곤란한 문제가 있을 수 있다.

그런 다음, 상기 전도성층(120)의 상부에 필요에 따라 오염방지 기능을 갖고 있는 불소치환기를 함유하는 코팅액을 1 마이크론 이하의 두께로 코팅함으로써 3층 구조를 갖도록 한다. 여기서, 오염방지 기능을 갖고 있는 불소치환기를 함유하는 코팅층(도시안됨)은 상기 전도성층(120)보다 낮은 굴절율을 갖는 것이 바람직하며, 이렇게 코팅층을 형성함으로써 반사방지의 성능이 보다 향상되는 결과를 얻을 수 있다(S13).

상기 전도성층 형성을 위한 기상 중합 방법으로는 밀폐된 챔버 내에서 단량체를 10 ∼ 100 ℃ 의 온도범위에서 증류시키는 방법과, 화학 기상 증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)에 의한 것이 사용될 수 있다. 기상 중합법에 의한 전도성층은 10 ∼ 1000 nm 두께범위에서 제어가 가능하다. 즉, 본 발명의 전도성층을 10 nm 미만으로 제작하는 데에는 현 기술상 어려움이 있고, 1000nm 를 초과할 경우에는 그 두께가 너무 두꺼워 본 발명에서 원하는 효과를 얻을 수가 없다. 이러한 기상 중합이 완료되면 알콜류, 물 등을 사용하여 필름을 세척하여 미반응의 불순물을 제거한다. 그러나, 본 기상 중합법에 의한 전도성층의 박막형성방법 자체가 본 발명에 의해 제한되지는 않는다.

도 7은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 반사방지필름의 제조과정을 도시한 블록도이다. 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 투명 고분자 필름(110)에 기상중합법에 의해 화학식 1의 고분자를 적층하여 전도성층(120)을 형성시킨다(S21). 이 때, 상기 전도성층(120)은 상기와 동일한 방법과 산화제 및/또는 호스트 고분자를 사용하여 형성한다. 그런 다음, 상기 전도성층(120)보다 저굴절율을 갖는 용액을 코팅한 후 건조하여 저굴절 박막층(140)을 형성시키고(S22), 필요에 따라 상기와 동일한 방법으로 오염방지 기능을 갖고 있는 불소치환기를 함유하는 코팅층을 형성시킨다(S23).

이하, 본 발명을 다음의 실시예들에 따라 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 이 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

먼저, 메틸알콜 용매에, 삼염화철(FeCl₃)을 2 중량% 농도로 용해시켜 산화제 용액을 제조하였다. 그런 다음, 상기 제조된 산화제 용액을 188 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET) 위에 스핀코팅한 후 약 65 ℃ 조건에서 3분 동안 건조하였다. 그리고, 산화제가 코팅된 엷은 노란색의 폴리에스터필름을 티오펜 단량체 생성이 유도된 CVD 챔버 안에서 60 ℃(30초) 반응조건으로 머물게 한 후, 미반응물의 제거를 목적으로 메탄올 용매로 수세하였다. 상기 방법으로 투명한 연한 청색의 전도성 폴리티오펜 필름을 제조하였으며, 제조된 본 발명의 반사방지필름의 물성을 아래의 표 1에 나타내었다.

<실시예 2-4>

상기 실시예 1과 동일 조성과 방법으로 제조하되, CVD 챔버 내에서의 반응조건을 각각 30 ℃(30초), 45 ℃(30초), 55 ℃(5분)로 다르게 실시하여 본 발명의 반사방지필름을 제조하였다. 상기 제조된 본 발명의 반사방지필름의 물성은 아래의 표 1에 나타내었다.

<물성 측정방법>

상기 제조된 본 발명의 반사방지필름의 물성을 다음의 시험방법으로 측정하였다.

1) 도포층 두께 : 전자현미경으로 측정

2) 투과도 : HP 8453 UV/VIS 스펙트로포토메터로 측정(ASTM D 1003).

3) 면저항 : DINS사의 four-point probe MP MCP-T 350으로 측정(ASTM D 257).

4) 경도 : 연필경도기로 측정(ASTM D 3363-92a).

5) 반사율 : Shimadzu MPC-3100 기기를 사용하여 5^o 에서 측정.

6) 막밀착성 : 크로스 해치 커터로 측정(ASTM D 3359).

7) 열안정성 : TGA 2050 분석계(튜퐁사) 30 ∼ 500 ℃ 의 측정범위에서 가열속도를 10 ℃/분으로 하여 측정.

구분	도포층두께 (㎚)	가시광선 투과도(%)	면저항 (Ω/square)	반사율 (%)	막밀착성	열안정성
PET 필름	-	88	1016	10	-	-
실시예 1	52	83	104	7	우수	안정
실시예 2	24	89	106	8	우수	안정
실시예 3	32	85	105	8	우수	안정
실시예 4	90	80	4000	6	우수	안정

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 4의 디스플레이에서 사용되는 반사방지필름은 기재필름인 PET 필름에 비하여 반사율, 면저항이 크게 저하되었다. 또한, 55 ℃ 에서 5 분간 실시하여 반사방지필름을 제조한 실시예 4의 물성치가 온도와 시간의 변화만을 주어 실시한 실시예 1[60 ℃(30초)], 실시예 2[30 ℃(30초)], 실시예 3[45 ℃(30초)]에 비해 그 수치가 저하되는 것으로 보아 적절한 반응온도와 시간이 제조되는 필름에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

<실시예 5>

먼저, 메틸알콜 용매에, 삼염화철(FeCl₃)을 3 중량% 농도로 용해시켜 산화제 용액을 제조하였다. 그런 다음, 상기 제조된 산화제 용액을 표면을 코로나 처리한 0.1mm 두께의 아톤 필름(JSR사 제품) 위에 스핀코팅한 후 약 65 ℃ 조건에서 5 분 동안 건조하였다. 그리고, 산화제가 코팅된 아톤 필름을 티오펜 단량체 생성이 유도된 CVD 챔버 안에서 60 ℃(30초) 반응조건으로 머물게 한 후, 미반응물의 제거를 목적으로 메탄올 용매로 수세하였다. 상기 방법으로 전도성 폴리티오펜 필름을 제조하였으며, 제조된 본 발명의 반사방지필름의 물성을 상기 <물성 측정방법>으로 측정하여 아래의 표 2에 나타내었다.

구분	도포층두께 (㎚)	가시광선 투과도(%)	면저항 (Ω/square)	반사율 (%)	막밀착성	열안정성
아톤 필름	-	92	1016	7	-	-
실시예 5	48	88	5 x 105	3.5	우수	안정

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 기재필름으로 코로나 처리된 아톤 필름을 사용하여 제조된 본 발명의 반사방지필름(실시예 5)은 기재필름인 아톤 필름에 비하여 전도성 필름으로서 우수한 특성을 나타내고 있다.

<실시예 6-9>

상기 실시예 1과 동일 방법으로 제조하되, 다만 전도성층을 구성하는 헤테로사이클계 공역계 단량체로서, 피롤 단량체, 티오펜 단량체, 퓨란 단량체, 세레노펜 단량체를 사용하여 반응온도 40 ℃(1분)에서 실시하여 본 발명의 반사방지필름을 제조하였다. 상기 제조된 본 발명의 반사방지필름의 물성은 상기 <물성 측정방법>으로 측정하여 아래의 표 3에 나타내었다.

구분	전도성층	도포층두께 (㎚)	가시광선 투과도 (%)	면저항 (Ω/square)	반사율 (%)	막밀착성	열안정성
실시예 6	폴리 피롤	80	75	5 x 104	11	우수	안정
실시예 7	폴리 티오펜	50	86	3 x 103	8	우수	안정
실시예 8	폴리 퓨란	45	81	8 x 108	11	우수	안정
실시예 9	폴리 세레노펜	60	80	7 x 109	11	우수	안정

상기 표 3은 헤테로 사이클계 공역계 단량체의 종류에 따라 제조된 본 발명의 반사방지필름의 물성을 나타낸 것으로, 상기 반사방지필름은 전도성층의 두께가 45 ∼ 80 nm 이고, 가시광선 투과도가 75 ∼ 86 % 이며, 면저항이 7x10⁹ ∼ 3x10³ Ω/square 이고, 폴리티오펜의 경우 반사율이 8 % 로 우수한 효과를 나타내었으며, 특히 실시예 7의 폴리티오펜을 사용한 것이 높은 효과를 보였다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 반사방지필름은 투명성이 높고, 두 께가 얇으며, 정전기 방지 및 전자차폐성이 우수하여 전기·기계·전자 분야에서 널리 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 제조 방법은 중합에서 필름의 제조까지 일련의 공정이 가능하여 제조비용이 저렴한 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름 및 그 제조방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (8)

1. 투명 고분자 필름으로 구성된 기재필름과,

   상기 기재필름의 적어도 한 쪽의 면에 아래 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자를 적층하여 형성한 적어도 1층 이상의 전도성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름.

   화학식 1

   

   상기 화학식 1에서, X는 O, Se, S 또는 NH 이고, R₁ 과 R₂ 는 H, C₃ ∼ C₁₅ 의 알킬기, C₃ ∼ C₁₅ 의 알킬에테르, 할로겐 원자 또는 탄화수소와 함께 S, O 등의 원자를 적어도 1개 이상 포함하며 사이클구조를 형성하는 구조의 치환체이다.
2. 제1항에 있어서, 상기 기재필름과 상기 전도성층의 사이에는 상기 전도성층보다 고굴절율을 갖는 고분자 화합물 또는 Ti0₂에 의해 형성된 고굴절 박막층을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름.
3. 제2항에 있어서, 상기 기재필름과 상기 고굴절 박막층의 사이에는 상기 기재 필름의 표면강도를 향상시키는 하드 코팅층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 전도성층의 상부에는 상기 전도성층보다 저굴절율을 갖는 불소계 고분자 화합물 또는 Si0₂에 의해 형성된 저굴절 박막층을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름.
5. 투명 고분자 필름으로 구성된 기재필름의 적어도 한 쪽의 면에 산화제를 도포하는 제1 단계와, 상기 산화제가 도포된 기재필름에 아래 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 모노머(monomer)를 기상중합 반응 후 미반응 산화제를 세척 제거함으로써 형성된 아래 화학식 1의 헤테로사이클계 구조의 공역계 고분자로 적어도 1층 이상의 전도성층을 형성하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 제조방법.

   화학식 1

   

   상기 화학식 1에서, X는 O, Se, S 또는 NH 이고, R₁ 과 R₂ 는 H, C₃ ∼ C₁₅ 의 알킬기, C₃ ∼ C₁₅ 의 알킬에테르, 할로겐 원자 또는 탄화수소와 함께 S, O 등의 원자를 적어도 1개 이상 포함하며 사이클구조를 형성하는 구조의 치환체이다.
6. 제5항에 있어서, 상기 1단계 전에 상기 기재필름의 상부에 상기 전도성층보다 고굴절율을 갖는 고분자 화합물 또는 Ti0₂로 고굴절 박막층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 2단계 후에 상기 전도성층의 상부에 상기 전도성층보다 저굴절율을 갖는 불소계 고분자 화합물 또는 Si0₂로 저굴절 박막층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 제조방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제에는 호스트 고분자가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자를 적층하여 구성한 반사방지필름의 제조방법.

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