JP6908359B2 - ウィンドウフィルム及びこれを含むフレキシブルディスプレイ装置 - Google Patents

ウィンドウフィルム及びこれを含むフレキシブルディスプレイ装置 Download PDF

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Description

本発明は、ウィンドウフィルム及びこれを含むフレキシブルディスプレイ装置に関する。
ウィンドウフィルムは、光学ディスプレイ装置の最も外側に位置する。よって、ウィンドウフィルムは、透明性と鉛筆硬度が良好でなければならない。ウィンドウフィルムは、接着層によってディスプレイ装置の各種コンポーネントに積層されてもよい。ウィンドウフィルムが接着層に積層される構造は、ウィンドウフィルムの鉛筆硬度の低下を生じ得る。ウィンドウフィルムは、基材層及び硬化型樹脂で形成されたコーティング層を含む。ウィンドウフィルムは、基材層及び/又は硬化型樹脂によって黄色度が高くなり、黄色を視認させ得る。この場合、ディスプレイ画面の画像品質が不良になり得る。特に、ウィンドウフィルムは、高温で長時間処理される場合、黄色度が高くなり得る。ウィンドウフィルムは、ロールに巻いて取り扱われてもよい。ウィンドウフィルムの表面抵抗が高く、静電気の発生する可能性が高い場合、ロールの取り扱いが難しいという問題がある。ウィンドウフィルムの基材層の帯電防止処理が難しい場合、前記問題はより深刻になり得る。
最近、ディスプレイ装置において、ガラス基板又は高硬度基板をフレキシブルフィルムに取り替えることで、折り畳み可能な柔軟性を有するフレキシブルディスプレイ装置が開発されている。フレキシブルディスプレイ装置は、基板のみならず、装置に含まれる各種コンポーネントが柔軟性を有さなければならない。ウィンドウフィルムも柔軟性が良好でなければならない。ウィンドウフィルムの両方向において曲率半径が小さく柔軟性が良い場合、ウィンドウフィルムの使用適用性が高くなり得る。
本発明の背景技術は、特許文献1に開示されている。
韓国公開特許第2011―0087497号公報
本発明は、低い黄色度によって黄色が視認されることを防止し、光学特性が良く、鉛筆硬度が高いウィンドウフィルムを提供することを目的の一つとする。
また、本発明は、耐熱性及び柔軟性の良いウィンドウフィルムを提供することを目的の一つとする。
また、本発明は、表面抵抗および静電気の発生が低く、ロールに巻いても安定性に優れたウィンドウフィルムを提供することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態によると、基材層、基材層の一面上に形成されたウィンドウコーティング層、及び基材層の他の一面上に形成されたバックコーティング層を含むウィンドウフィルムであって、ウィンドウコーティング層は、シリコン系樹脂を含むウィンドウコーティング層組成物で形成され、バックコーティング層における弾性率が1000Mpa以上で、接着層上の鉛筆硬度が6H以上であるウィンドウフィルムが提供される。
本発明の一実施形態によると、前記ウィンドウフィルムを含むフレキシブルディスプレイ装置であってもよい。
本発明によると、低い黄色度によって黄色が視認されることを防止し、光学特性が良く、鉛筆硬度の高いウィンドウフィルムを提供することができる。
また、本発明によると、耐熱性及び柔軟性の良いウィンドウフィルムを提供することができる。
また、本発明によると、表面抵抗、静電気の発生が低いので、ロールに巻くとしてもロール安定性に優れたウィンドウフィルムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。 本発明の他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置の断面図である。 図6のディスプレイ部の一実施形態に係る断面図である。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置の断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置の断面図である。
添付の図面を参考にして、実施形態によって本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に具現することができ、ここで説明する実施形態に限定されることはない。図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって同一又は類似する構成要素に対しては同一の符号を使用した。
本明細書において、「上部」と「下部」は、図面を基準にして定義したものであって、視点によって「上部」が「下部」に、「下部」が「上部」に変更されてもよく、「上」と称されるものは、直上のみならず、中間に他の構造を介在した場合も含み得る。その一方で、「直接上」又は「真上」と称されるものは、中間に他の構造を介在しないものを示す。
本明細書において、「UV硬化性基」は、エポキシ基;(メタ)アクリレート基;(メタ)アクリルアミド基;ビニル基;脂環式エポキシ基;グリシドキシ基;オキセタン基;又はエポキシ基、(メタ)アクリレート基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、脂環式エポキシ基、グリシドキシ基又はオキセタン基を有する、C〜Cのアルキル基又はC〜C10のシクロアルキル基を意味する。
本明細書において「置換された」という用語は、特に言及されない限り、官能基のうち少なくとも一つの水素原子が、水酸基、非置換のC〜C10のアルキル基、C〜C10のアルコキシ基、C〜C10のシクロアルキル基、C〜C20のアリール基、C〜C20のアリールアルキル基、ベンゾフェノン基、C〜C10のアルキル基に置換されたC〜C20のアリール基、又はC〜C10のアルコキシ基に置換されたC〜C10のアルキル基に置換されたことを意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び/又は「メタアクリル」を意味する。
本明細書において、「Ec」は、(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチル基、「Me」はメチル基、「Et」はエチル基、「Gp」は3―グリシドキシプロピル基、「Op」は3―オキセタニルプロピル基である。
本明細書において、「接着層上の鉛筆硬度」は、基材(例えば、ガラス基板)上に接着層(厚さ:50μm)を形成し、接着層上にウィンドウコーティング層が最も外側に位置するようにウィンドウフィルムを配置した後、ウィンドウコーティング層に対して鉛筆硬度計(Heidon、新東科学株式会社製)を使用してJIS K5400に規定された方法によって測定したものである。鉛筆硬度の測定には、6Bから9Hの鉛筆(三菱鉛筆株式会社製)を使用した。ウィンドウコーティング層に対する鉛筆の荷重は1kg、鉛筆で引く角度(鉛筆とウィンドウコーティング層との間の角度)は45゜、鉛筆で引く速度は60mm/min、鉛筆を押す力は19.6N、鉛筆のスケールは10.0mmとした。5回評価して1回以上ウィンドウコーティング層にスクラッチが発生すると、その鉛筆より一段階下の鉛筆硬度を有する鉛筆を用いて再度測定し、5回評価時に5回のいずれにおいてもウィンドウコーティング層にスクラッチがないときの、最大鉛筆硬度を鉛筆硬度とする。「接着層上の鉛筆硬度」の測定において、「接着層」は、25℃で貯蔵弾性率(storage modulus)が10kPa〜50kPaで、ガラス転移点は−60℃〜−20℃であってもよい。このとき、接着層の貯蔵弾性率は、接着層組成物を剥離フィルムにコートし、35℃及び相対湿度45%で24時間放置することによって厚さ50μmの接着フィルムを製造し、剥離フィルムからフィルムを剥離し、得られた8個の接着フィルムを積層して切断し、厚さ400μm及び直径8mmの円形の試片を製造し、製造した試片に対してPhysica MCR501(アントンパール社製(Anton parr社))を使用して直径8mmのディスク上で−50℃から100℃まで昇温しながら1rad/sで評価したときの25℃での値を意味する。
本明細書において、「鉛筆硬度」は、基材(例えば、ガラス基板)上にウィンドウコーティング層が最も外側に位置するようにウィンドウフィルムを配置した後、ウィンドウコーティング層に対して鉛筆硬度計(Heidon、新東科学株式会社製)を使用してJIS K5400に規定された方法によって測定したものである。鉛筆硬度の測定には、6Bから9Hの鉛筆(三菱鉛筆株式会社製)を使用した。ウィンドウコーティング層に対する鉛筆の荷重は1kg、鉛筆で引く角度(鉛筆とウィンドウコーティング層との間の角度)は45゜、鉛筆で引く速度は60mm/min、鉛筆を押す力は19.6N、鉛筆のスケールは10.0mmにした。5回評価して1回以上ウィンドウコーティング層にスクラッチが発生すると、その鉛筆より一段階下の鉛筆硬度を有する鉛筆を用いて再度測定し、5回評価時に5回のいずれにおいてもウィンドウコーティング層にスクラッチができないときの最大鉛筆硬度を鉛筆硬度とする。
本明細書において、「ウィンドウフィルムの弾性率」及び「ウィンドウフィルムのマルテンス硬度(Martens hardness)」は、ガラス基板上に接着層(厚さ:50μm)を形成し、接着層上にウィンドウフィルムを積層することによって試片を製造し、25℃で試片の最も外側の層にマイクロインデンター(ビッカースインデンター)で200mNの一定力を20秒間加え、5秒間クリープし、20秒間緩和して測定した値である。このとき、接着層は、前記鉛筆硬度の測定時に使用した接着層と同一である。試片の最も外側の層がウィンドウコーティング層である場合、「ウィンドウコーティング層における弾性率」及び「ウィンドウコーティング層におけるマルテンス硬度」と言う。試片の最も外側の層がバックコーティング層である場合、「バックコーティング層における弾性率」及び「バックコーティング層におけるマルテンス硬度」と言う。試片の最も外側の層が基材層である場合、「基材層における弾性率」及び「基材層におけるマルテンス硬度」と言う。
本明細書において、「曲率半径」は、ウィンドウフィルムの試片を、曲率半径試験用JIG(マンデラ屈曲試験機(Mandela flexing tester)、コアテック株式会社製)に巻き、巻いた状態を5秒間維持し、試片を解いた後、試片にクラックが発生したか否かを肉眼で確認した結果、クラックが発生していないJIGの最小の半径を意味する。圧縮方向の曲率半径は、ウィンドウコーティング層をJIG表面に当接させて測定したものである。引張り方向の曲率半径は、バックコーティング層又は基材層をJIGに当接させて測定したものである。
本明細書において、ウィンドウフィルムの「黄色度」は、ウィンドウフィルムに対してD65光源を使用して2゜(ウィンドウコーティング層と光源との角度)で色差計(CM―3600d、コニカミノルタ株式会社製)を用いて黄色度1925[Recal]値を測定したものである。本明細書において、基材層の「黄色度」は、前記ウィンドウフィルムの黄色度と同一の方法で測定されたものである。
本明細書において、「b値」は、ウィンドウフィルムに対してD65光源を使用して2゜(ウィンドウコーティング層と光源との角度)で色差計(CM―3600d、コニカミノルタ株式会社)を用いて測定したものである。
以下、本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルムを、図1を参考にして説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。
図1を参照すれば、本実施形態に係るウィンドウフィルム100は、基材層110、ウィンドウコーティング層120及びバックコーティング層130を含んでもよい。ウィンドウフィルム100は、バックコーティング層130を含むことによって、接着層上の鉛筆硬度が向上し得る。
基材層110は、ウィンドウフィルム100を支持し、ウィンドウフィルム100の機械的強度を高めることができる。
基材層110は、非フレキシブルフィルムであってもよいが、フレキシブルなフィルムであればウィンドウフィルム100の柔軟性を向上することができる。基材層110は、光学的に透明な樹脂で形成されてもよい。具体的に、樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートなどを含むポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレートなどを含むポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリイミド樹脂のうち一つ以上を含んでもよく、ポリイミド樹脂であることが好ましい。基材層110は、厚さが約10μm〜約150μm、具体的に約30μm〜約100μm、より具体的に約40μm〜約80μmであってもよい。前記範囲で、基材層110をウィンドウフィルムに使用することができる。
ウィンドウコーティング層120は、基材層110の一面上に形成され、透過度又はヘイズなどのウィンドウフィルム100の光学的特性を確保し、ウィンドウフィルム100の鉛筆硬度を向上すると共に、柔軟性に優れるので、非フレキシブルディスプレイのみならず、フレキシブルディスプレイにも使用可能である。ウィンドウコーティング層120は、基材層110に直接形成されてもよい。前記「直接形成」とは、ウィンドウコーティング層120と基材層110との間に接着層などが介在していないことを意味する。ウィンドウコーティング層120は、厚さが約5μm〜約150μm、具体的に約20μm〜約100μm、約20μm〜約80μm、約30μm〜約80μm、約30μm〜約50μmであってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの柔軟性が向上し、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度が向上し得る。
ウィンドウフィルム100は、ウィンドウコーティング層120における弾性率が約2000Mpa〜約4000Mpa、ウィンドウコーティング層120におけるマルテンス硬度が約150N/mm〜約300N/mmであってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度が向上し、ウィンドウフィルムの柔軟性が向上し得る。
ウィンドウコーティング層120は、シリコン系樹脂を含むウィンドウコーティング層組成物で形成されてもよい。よって、ウィンドウコーティング層組成物は、鉛筆硬度が高く、柔軟性が良いウィンドウフィルムを具現することができる。ウィンドウコーティング層組成物は、シリコン系樹脂、硬化性モノマー、及び開始剤を含んでもよい。
以下、ウィンドウコーティング層組成物に関して詳細に説明する。
シリコン系樹脂は、ウィンドウコーティング層120のマトリックスを形成し、ウィンドウフィルム100の柔軟性と鉛筆硬度を向上することができる。シリコン系樹脂は、UV硬化性基を有するシロキサン樹脂を含んでもよい。
一実施形態において、UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、UV硬化性基及びアルコキシシラン基を有するオルガノシランの加水分解及び縮合反応によって製造されてもよい。具体的に、UV硬化性基及びアルコキシシラン基を有するオルガノシランは、下記の化学式1で表示できるが、これに限定されることはない。
<化学式1>
―R―Si(OR(R3−m
前記化学式1において、Rは、エポキシ基、(メタ)アクリレート基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、脂環式エポキシ基を有するC〜Cのアルキル基、(メタ)アクリレート基を有するC〜Cのアルキル基、(メタ)アクリルアミド基を有するC〜Cのアルキル基、又はビニル基を有するC〜Cのアルキル基で、Rは、C〜C10のアルキル基で、Rは、C〜C10のアルキル基、C〜C20のシクロアルキル基、C〜C20のアリール基、又はC〜C20のアリールアルキル基で、Rは、単結合又はC〜C10のアルキレン基で、mは1〜3の整数である。化学式1において、「脂環式エポキシ基」は、エポキシ化されたC〜Cのシクロアルキル基又はエポキシ化されたC〜Cのシクロアルキル基を有するC〜C10のアルキル基を意味する。化学式1において、「単結合」は、化学式1においてRとSiがR無しで直接結合することを意味する。
具体的に、UV硬化性基及びアルコキシシラン基を有するオルガノシランは、2―(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(2―(3,4―epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane)、2―(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン(2―(3,4―epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane)、(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン((meth)acryloxypropyltrimethoxysilane)、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン((meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane)、及びビニルトリメトキシシラン(vinyltrimethoxysilane)のうち少なくとも一つであってもよいが、これに限定されることはない。
加水分解及び縮合反応は当業者に一般的に知られている。具体的に、加水分解及び縮合反応は、UV硬化性基とアルコキシシラン基を有するオルガノシランと溶剤とを混合して行われてもよい。加水分解及び縮合反応は、常温では約12時間〜約7日行われてもよく、反応を促進するためには約60℃〜約100℃で約2時間〜約72時間行われてもよいが、これに限定されることはない。溶剤は、特に限定されないが、具体的に、水、メタノール、エタノール、n―プロパノール、イソプロパノール、n―ブタノール、tert―ブタノール、及びメトキシプロパノールのうち少なくとも一つを含んでもよい。加水分解及び縮合反応は、反応速度を調節するために触媒をさらに含んでもよい。触媒としては、塩酸、酢酸、フッ化水素、硝酸、硫酸、クロロスルホン酸、ヨウ素酸などの酸触媒;アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、イミダゾールなどの塩基触媒;アンバーライト IRA―400、IRA―67などのイオン交換樹脂などが使用されてもよい。
UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、前記UV硬化性基及びアルコキシシラン基を有するオルガノシランと異種のアルコキシシラン基を有するオルガノシランとの混合物を加水分解及び縮合反応させて製造されてもよい。異種のアルコキシシラン基を有するオルガノシランは、UV硬化性基を含有していないオルガノシランを含んでもよい。具体的に、異種のアルコキシシラン基を有するオルガノシランは、下記の化学式2で表示できる。
<化学式2>
Si(OR(R4−n
前記化学式2において、Rは、C〜C10のアルキル基で、Rは、非置換のC〜C20のアルキル基、C〜Cのシクロアルキル基、C〜C20のアルケニル基、C〜C20のアルキニル基、C〜C20のアリール基、ハロゲン、ハロゲンを有するC〜C10のアルキル基、アミノ基、アミノ基を有するC〜C10のアルキル基、メルカプト基、C〜C10のエーテル基、カルボニル基、カルボキシレート基、ニトロ基で、nは1〜4の整数である。
化学式2において、「ハロゲン」は、フッ素、塩素、ヨウ素、又は臭素を意味する。具体的に、化学式2のオルガノシラン化合物は、テトラメトキシシラン(tetramethoxysilane)、テトラエトキシシラン(tetraethoxysilane)、メチルトリメトキシシラン(methyltrimethoxysilane)、メチルトリエトキシシラン(methyltriethoxysilane)、メチルトリプロポキシシラン(methyltripropoxysilane)、ジメチルジメトキシシラン(dimethyldimethoxysilane)、ジメチルジエトキシシラン(dimethyldiethoxysilane)、フェニルトリメトキシシラン(phenyltrimethoxysilane)、ジフェニルジメトキシシラン(diphenyldimethoxysilane)、ジフェニルジエトキシシラン(diphenyldiethoxysilane)、トリフェニルメトキシシラン(triphenylmethoxysilane)、トリフェニルエトキシシラン(triphenylethoxysilane)、エチルトリエトキシシラン(ethyltriethoxysilane)、プロピルエチルトリメトキシシラン(propylethyltrimethoxysilane)、3―アミノプロピルトリメトキシシラン(3―aminopropyltrimethoxysilane)、3―アミノプロピルトリエトキシシラン(3―aminopropyltriethoxysilane)、クロロプロピルトリメトキシシラン(chloropropyltrimethoxysilane)、及びクロロプロピルトリエトキシシラン(chloropropyltriethoxysilane)のうち少なくとも一つを含んでもよい。
他の実施形態において、UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、下記の化学式3で表示されるシロキサン樹脂を含んでもよい。
<化学式3>
(RSiO3/2(RSiO3/2(R10SiO2/2
前記化学式3において、R及びRは、それぞれ独立したUV硬化性基で、R及びRは互いに異なり、R及びR10は、それぞれ独立した水素、UV硬化性基、非置換若しくは置換のC〜C20のアルキル基、又は非置換若しくは置換のC〜C20シクロアルキル基で、0<x≦1、0≦y<1、0≦z<1、x+y+z=1である。
及びRは、架橋性を提供するものであって、それぞれ独立して脂環式エポキシ基、グリシドキシ基、又はオキセタン基を有する、C〜Cのアルキル基又はC〜C10のシクロアルキル基、より具体的には、(3,4―エポキシシクロヘキシル)メチル((3,4―epoxycyclohexyl)methyl)基、(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチル((3,4―epoxycyclohexyl)ethyl)基、(3,4―エポキシシクロヘキシル)プロピル((3,4―epoxycyclohexyl)propyl)基、3―グリシドキシプロピル(3―glycidoxypropyl)基、3―オキセタニルメチル(3―oxetanylmethyl)基、3―オキセタニルエチル(3―oxetanylethyl)基、及び3―オキセタニルプロピル(3―oxetanylpropyl)基などであってもよい。R及びR10は、ウィンドウコーティング層120に架橋性と柔軟性をさらに提供するものであって、それぞれ独立した脂環式エポキシ基、グリシドキシ基若しくはオキセタン基を有する、C〜Cのアルキル基又はC〜C10のシクロアルキル基、非置換又は置換のC〜C10のアルキル基、より具体的には、(3,4―エポキシシクロヘキシル)メチル基、(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチル基、(3,4―エポキシシクロヘキシル)プロピル基、グリシドキシプロピル基、メチル基又はエチル基などであってもよい。
一実施形態において、UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、下記の化学式3―1から化学式3―3のうちいずれか一つで示されるシロキサン樹脂であってもよい。
<化学式3―1>
SiO3/2
<化学式3―2>
(RSiO3/2(RSiO3/2
<化学式3―3>
(RSiO3/2(R10SiO2/2
前記化学式3―1から化学式3―3において、R、R、R、及びR10は前記化学式3で定義した通りであって、0<x<1、0<y<1、0<z<1、x+y=1、x+z=1である。具体的に、xは約0.20〜約0.999、yは約0.001〜約0.80、zは約0.001〜約0.80であってもよく、具体的に、xは約0.20〜約0.99、yは約0.01〜約0.80、zは約0.01〜約0.80であってもよく、より具体的に、xは約0.50〜約0.99、yは約0.01〜約0.50、zは約0.01〜約0.50、さらに具体的に、xは約0.90〜約0.97、yは約0.03〜約0.10、zは約0.03〜約0.10であってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの鉛筆硬度と柔軟性が向上し得る。具体的に、前記シロキサン樹脂は、EcSiO3/2で示されるT単位からなるシロキサン樹脂、及びGpSiO3/2で示されるT単位からなるシロキサン樹脂のうち少なくとも一つを含んでもよい。また、前記シロキサン樹脂は、(EcSiO3/2(GpSiO3/2(0<x<1、0<y<1、x+y=1)を含むシロキサン樹脂であってもよい。また、前記シロキサン樹脂は、下記の化学式3―3Aから化学式3―3Lのうちいずれか一つを含んでもよいが、これに限定されることはない。
<化学式3―3A>
(EcSiO3/2((Me)SiO2/2
<化学式3―3B>
(EcSiO3/2(MeEtSiO2/2
<化学式3―3C>
(GpSiO3/2((Me)SiO2/2
<化学式3―3D>
(GpSiO3/2(MeEtSiO2/2
<化学式3―3E>
(OpSiO3/2((Me)SiO2/2
<化学式3―3F>
(OpSiO3/2(MeEtSiO2/2
<化学式3―3G>
(EcSiO3/2(EcMeSiO2/2
<化学式3―3H>
(EcSiO3/2(GpMeSiO2/2
<化学式3―3I>
(GpSiO3/2(EcMeSiO2/2
<化学式3―3J>
(GpSiO3/2(GpMeSiO2/2
<化学式3―3K>
(OpSiO3/2(EcMeSiO2/2
<化学式3―3L>
(OpSiO3/2(GpMeSiO2/2
(前記化学式3―3Aから化学式3―3Lにおいて、0<x<1、0<z<1、x+z=1)。
具体的に、化学式3―3Aから3―3Lにおいて、xは約0.20〜約0.999、zは約0.001〜約0.80であってもよく、具体的に、xは約0.20〜約0.99、zは約0.01〜約0.80であってもよく、より具体的に、xは約0.50〜約0.99、zは約0.01〜約0.50、さらに具体的に、xは約0.90〜約0.97、zは約0.03〜約0.10であってもよい。
UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、重量平均分子量が約1,000g/mol〜約15,000g/molになってもよい。UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、多分散度(PDI)が約1.0〜約3.0になってもよい。前記重量平均分子量と多分散度の範囲で、シロキサン樹脂のネットワークの緻密な架橋を通じて鉛筆硬度と透明性を向上することができる。
化学式3のUV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、RSiO3/2を提供するアルコキシシラン単独、又はRSiO3/2を提供するアルコキシシラン、RSiO3/2を提供するアルコキシシラン、若しくはR10SiO2/2を提供するアルコキシシランのうち少なくとも一つを含む単量体混合物の加水分解及び縮合反応で製造されてもよい。加水分解及び縮合反応は当業者に一般的に知られている。具体的に、加水分解及び縮合反応は、常温では約12時間〜約7日行われてもよく、反応を促進するためには約60℃〜約100℃で約2時間〜約72時間行われてもよいが、これに限定されることはない。溶剤は、特に限定されないが、具体的に、水、メタノール、エタノール、n―プロパノール、イソプロパノール、n―ブタノール、tert―ブタノール、及びメトキシプロパノールのうち一つ以上を含んでもよい。加水分解及び縮合反応は、反応速度を調節するために触媒をさらに含んでもよい。触媒としては、塩酸、酢酸、フッ化水素、硝酸、硫酸、クロロスルホン酸、ヨウ素酸などの酸触媒;アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、イミダゾールなどの塩基触媒;アンバーライト(Amberite)IRA―400、IRA―67などのイオン交換樹脂などが使用されてもよい。
硬化性モノマーは、シリコン系樹脂との架橋によってウィンドウフィルムの鉛筆硬度を向上し、ウィンドウコーティング層組成物の粘度を制御することによって加工性を容易にすることができる。硬化性モノマーは、エポキシ基含有モノマー、酸無水物基含有モノマー、及びオキセタン基含有モノマーのうち少なくとも一つを含んでもよい。エポキシ基含有モノマーは、少なくとも1つのエポキシ基を含む光硬化性モノマーを含んでもよい。前記エポキシ基は、エポキシ基、エポキシ基を含む有機基、例えば、グリシジル基を含んでもよい。エポキシモノマーは、脂環式エポキシモノマー、芳香族エポキシモノマー、脂肪族エポキシモノマー、水素化エポキシモノマー又はこれらの混合物を含んでもよい。脂環式エポキシモノマーは、C〜C10の脂環式環に1個以上のエポキシ基を有するモノマーであって、例えば、3,4―エポキシシクロヘキシルメチル―3',4'―エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(3,4―epoxycyclohexylmethyl―3',4'―epoxycyclohexane carboxylate)などであってもよいが、これに限定されることはない。芳香族エポキシモノマーは、ビスフェノールA(bisphenol A)、ビスフェノールF(bisphenol F)、及びフェノールノボラック(phenol novolac)、クレゾールノボラック(cresol novolac)、トリフェニルメタン(triphenylmethane)のグリシジルエーテル(glycidyl ether)、テトラグリシジルメチレンアニリン(tetraglycidyl methyleneaniline)などであってもよい。脂肪族エポキシモノマーは、1,4―ブタンジオールジグリシジルエーテル(1,4―butanediol diglycidyl ether)、1,6―ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(1,6―hexanediol diglycidyl ether)などであってもよく、水素化エポキシモノマーは、芳香族エポキシモノマーを水素化反応させたものであって、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル(hydroxy bisphenol A diglycidylether)などであってもよい。酸無水物基含有モノマーは、フタル酸無水物(phthalic anhydride)、テトラヒドロフタル酸無水物(tetrahydrophthalic anhydride)、ヘキサヒドロフタル酸無水物(hexahydrophthalic anhydride)、メチルナジック酸無水物(methylnadic anhydride)、クロレンド酸無水物(chlorendic anhydride)、及びピロメリット酸無水物(pyromellitic anhydride)のうち少なくとも一つを含んでもよい。オキセタン基含有モノマーは、3―メチルオキセタン(3―methyloxetane)、2―メチルオキセタン(2―methyloxetane)、3―オキセタノール(3―oxetanol)、2―メチレンオキセタン(2―methyleneoxetane)、3,3―オキセタンメタンチオール(3,3―oxetanemethanethiol)、4―(3―メチルオキセタン―3―イル)ベンゾニトリル(4―(3―methyloxetane―3―yl)benzonitrile)、N―(2,2―ジメチルプロピル)3―メチル―3―オキセタンアミン(N―(2,2―dimethylpropyl)3―methyl―3―oxetaneamine)、N―(1,2―ジメチルブチル)―3―メチル―3―オキセタンアミン(N―(1,2―dimethylbutyl)―3―methyl―3―oxetaneamine)、(3―エチルオキセタン―3―イル)メチルメタクリレート((3―ethyloxetane―3―yl)methylmethacrylate)、3―エチル―3―ヒドロキシメチルオキセタン(3―ethyl―3―hydroxymethyl―oxetane)、2―エチルオキセタン(2―ethyloxetane)、キシレンビスオキセタン(xylenebisoxetane)、及び3―エチル―3―[[(3―エチルオキセタン―3―イル)メトキシ]メチル]オキセタン(3―ethyl―3―[[(3―ethyloxetane―3―yl)methoxy]methyl]oxetane)のうち少なくとも一つを含んでもよい。
開始剤は、シリコン系樹脂と硬化性モノマーとを硬化させることによってウィンドウコーティング層を形成することができる。開始剤は、光カチオン開始剤、カチオン熱重合開始剤、及び光ラジカル開始剤のうち少なくとも一つを含んでもよい。
光カチオン開始剤は、光の照射によってカチオンを発生させ、硬化を触媒するものであって、光カチオン開始剤は、通常の光カチオン開始剤を含んでもよい。光カチオン開始剤は、カチオンとアニオンの塩を含んでもよい。カチオンの具体例としては、ジフェニルヨードニウム(diphenyliodonium)、4―メトキシジフェニルヨードニウム(4―methoxydiphenyliodonium)、ビス(4―メチルフェニル)ヨードニウム(bis(4―methylphenyl)iodonium)、(4―メチルフェニル)[4―(2―メチルプロピル)フェニル]ヨードニウム((4―methylphenyl)[4―(2―methylpropyl)phenyl]iodonium)、ビス(4―tert―ブチルフェニル)ヨードニウム(bis(4―tert―butylphenyl)iodonium)、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム(bis(dodecylphenyl)iodonium)などのジアリールヨードニウム、トリフェニルスルホニウム(triphenylsulfonium)、ジフェニル―3―チオフェノキシフェニルスルホニウム(diphenyl―3―thiophenoxyphenylsulfonium)などのトリアリールスルホニウム、ビス[4―(ジフェニルスルホニオ)―フェニル]スルフィド(Bis[4―(diphenylsulfonio)phenyl]sulfide)、ビス[4―(ジ(4―(2―ヒドロキシエチル)フェニル)スルホニオ)―フェニル]スルフィド(bis[4―(di(4―(2―hydroxyethyl)phenyl)sulfonio)―phenyl]sulfide)、(η5―2,4―シクロペンタジエン―1―イル)[(1,2,3,4,5,6―η)―(1―メチルエチル)ベンゼン]鉄(1+)((η5―2,4―cyclopentadien―1―yl)[(1,2,3,4,5,6―η)―(1―methylethyl)benzene]iron(1+))などを挙げることができる。アニオンの具体例としては、テトラフルオロボレート(tetrafluoroborate、BF )、ヘキサフルオロホスフェート(hexafluorophosphate、PF )、ヘキサフルオロアンチモネート(hexafluoroantimonate、SbF )、ヘキサフルオロアルセネート(hexafluoroarsenate、AsF )、ヘキサクロロアンチモネート(hexachloroantimonate、SbCl )などを挙げることができる。
カチオン熱重合開始剤は、3―メチル―2ブテニルテトラメチレンスルホニウム(3―methyl―2butenyltetramethylenesulfonium)、イッテルビウム(ytterbium)、サマリウム(samarium)、エルビウム(erbium)、ジスプロシウム(dysprosium)、ランタニウム(lanthanum)、テトラブチルホスホニウム(tetrabutylphosphonium)、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド塩(ethyltriphenylphosphonium bromide salt)、ベンジルジメチルアミン(benzyldimethylamine)、ジメチルアミノメチルフェノール (dimethylaminomethylphenol)、トリエタノールアミン(triethanolamine)、N―n―ブチルイミダゾール(N―n―butylimidazole)、2―エチル―4―メチルイミダゾール(2―ethyl―4―methylimidazole)などを挙げることができる。アニオンの具体例としては、テトラフルオロボレート(BF )、ヘキサフルオロホスフェート(PF )、ヘキサフルオロアンチモネート(SbF )、ヘキサフルオロアルセネート(AsF )、ヘキサクロロアンチモネート(SbCl )などを挙げることができる。
光ラジカル開始剤は、光の照射によってラジカルを発生させ、硬化を触媒するものであって、光ラジカル開始剤は、通常の光ラジカル開始剤を含んでもよい。具体的に、光ラジカル開始剤は、リン系、トリアジン(triazine)系、アセトフェノン(acetophenone)系、ベンゾフェノン(benzophenone)系、チオキサントン (thioxanthone)系、ベンゾイン(benzoin)系、及びオキシム(oxime)系光ラジカル開始剤のうち少なくとも一つを含んでもよい。
ウィンドウコーティング層組成物は、25℃で粘度が約1cP〜約3000cPであってもよい。前記範囲で、ウィンドウコーティング層組成物のコーティング性及び濡れ性が良いので、ウィンドウコーティング層の形成が容易になり得る。
ウィンドウコーティング層組成物は、固形分を基準にしてシリコン系樹脂約65重量%〜約95重量%、硬化性モノマー約4重量%〜約30重量%、及び開始剤約0.1重量%〜約10重量%を含んでもよい。前記範囲で、ウィンドウコーティング層の柔軟性及び鉛筆硬度が向上し得る。本明細書において、「固形分基準」は、溶剤が除外された残りの全体を意味する。
ウィンドウコーティング層組成物は、固形分を基準にしてシリコン系樹脂100重量部、硬化性モノマー約1重量部〜約20重量部、具体的に約1重量部〜約15重量部、開始剤約0.1重量部〜約20重量部、具体的に約0.5重量部〜約10重量部を含んでもよい。前記範囲で、ウィンドウコーティング層の柔軟性及び鉛筆硬度が向上し得る。
ウィンドウコーティング層組成物は、通常の添加剤をさらに含んでもよい。添加剤は、帯電防止剤、レベリング剤、酸化防止剤、安定化剤、及び着色剤のうち一つ以上を含んでもよい。
ウィンドウコーティング層組成物は、メチルエチルケトンなどの溶剤をさらに含んでもよい。
ウィンドウコーティング層組成物は、ナノ粒子をさらに含んでもよい。ナノ粒子は、ウィンドウコーティング層における弾性率とマルテンス硬度を高めることができる。ナノ粒子は、シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンのうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限定されない。ナノ粒子は、シリコン化合物で表面処理されてもよい。ナノ粒子は、形状及びサイズに制限がない。具体的に、ナノ粒子は、球形、板状型、無定形などの形状の粒子を含んでもよい。ナノ粒子は、平均粒径が約1nm〜約200nm、具体的に約5nm〜約50nm、より具体的に約10nm〜約30nmであってもよい。前記範囲で、ウィンドウコーティング層の表面粗さと透明性に影響を与えることなく、ウィンドウフィルムの鉛筆硬度を向上することができる。ナノ粒子は、固形分を基準にしてシリコン系樹脂100重量部に対して約0.1重量部〜約100重量部、具体的に約1重量部〜約80重量部で含まれてもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの接着層上のる鉛筆硬度を高め、ウィンドウコーティング層の表面粗さを抑制し得る。
本明細書において、「固形分基準」は、該当組成物中の溶媒を除外した残りの全体を意味する。
バックコーティング層130は、基材層110の他面上に形成され、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度を向上させることができる。図1は、基材層110にバックコーティング層130が直接形成された場合を示したものである。前記「直接形成」は、基材層110とバックコーティング層130との間に何ら接着層も介在していないことを意味する。
バックコーティング層130は、厚さが約1μm〜約100μm、具体的に約2μm〜約50μm、より具体的に約2μm〜約20μmであってもよい。前記範囲で、バックコーティング層130をウィンドウフィルムに使用することができ、柔軟性が向上し、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度が向上し得る。
ウィンドウフィルム100は、バックコーティング層130における弾性率が約1000Mpa以上、具体的に約1,000Mpa〜約2,000Mpaになってもよい。ウィンドウフィルム100は、バックコーティング層130におけるマルテンス硬度が約50N/mm〜約200N/mmになってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度が向上し、ウィンドウフィルムの柔軟性が向上し得る。
バックコーティング層130は、UV硬化性基を有する樹脂、架橋剤及び開始剤を含むバックコーティング層組成物で形成されてもよい。以下、バックコーティング層組成物について説明する。
UV硬化性基を有する樹脂は、架橋剤との硬化によってバックコーティング層130のマトリックスを形成することができる。具体的に、UV硬化性基を有する樹脂は、UV硬化性基を有する(メタ)アクリル樹脂、及びUV硬化性基を有するシロキサン樹脂のうち少なくとも一つを含んでもよい。
UV硬化性基を有する(メタ)アクリル樹脂は、1官能〜6官能の(メタ)アクリル樹脂を含んでもよい。UV硬化性基を有する(メタ)アクリル樹脂は、アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル、カルボン酸基を有する(メタ)アクリル単量体、脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステル、ヘテロ脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステル、及び芳香族基を有する(メタ)アクリル酸エステルのうち少なくとも一つを含む混合物の共重合体を含んでもよい。具体的に、アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、非置換のC〜C10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、一つ以上の水酸基を有するC〜C10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。カルボン酸基を有する(メタ)アクリル単量体は、(メタ)アクリル酸であってもよい。脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、C〜C10の脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。ヘテロ脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、窒素、酸素又は硫黄を有するC〜C10のヘテロ脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。芳香族基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、C〜C20のアリール基又はC〜C20のアリールアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。
UV硬化性基を有する(メタ)アクリル樹脂は、2官能以上、具体的に2官能〜6官能の多官能ウレタン(メタ)アクリル樹脂を含んでもよい。ウレタン(メタ)アクリル樹脂としては、一つ以上のポリオール、一つ以上のポリイソシアネート化合物、一つ以上の水酸基含有(メタ)アクリレートの通常のウレタン合成反応で製造されたウレタン(メタ)アクリル樹脂を使用してもよい。このとき、前記ポリオールは、芳香族ポリエーテルポリオール、脂肪族ポリエーテルポリオール、脂環族ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びポリカプロラクトンポリオールのうち少なくとも一つを含んでもよい。前記ポリイソシアネート化合物は、2個以上のイソシアネート基を有する化合物であって、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート、イソポロンジイソシアネート、又はこれらの付加物を含んでもよい。前記水酸基含有(メタ)アクリレートは、一つ以上の水酸基を有するC〜C10の(メタ)アクリル酸エステルであって、具体的に、2―ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,4―ブタンジオール(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。具体的に、ウレタン(メタ)アクリル樹脂は、6官能の脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート樹脂を含んでもよい。
UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、前記化学式3で示されるシロキサン樹脂を含んでもよい。
UV硬化性基を有する樹脂は、重量平均分子量が約500g/mol〜約8,000g/mol、具体的に約1,000g/mol〜約5,000g/molであってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの鉛筆硬度が向上し、柔軟性が向上し得る。
架橋剤は、UV硬化性基を有する樹脂との硬化によってバックコーティング層のマトリックスを形成し、バックコーティング層における鉛筆硬度を高めることができる。具体的に、架橋剤は、2官能〜6官能の(メタ)アクリルモノマー、上述したエポキシモノマー、上述した酸無水物モノマー、及び上述したオキセタンモノマーのうち少なくとも一つを含んでもよい。2官能〜6官能の(メタ)アクリルモノマーは、1,4―ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6―ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレート、アリール化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ヘキサヒドロフタル酸ジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチルプロパンジ(メタ)アクリレート、アダマンタンジ(メタ)アクリレート又は9,9―ビス[4―(2―アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンなどを含む2官能の(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、3官能のウレタン(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレート、プロポキシレイテッドグリセリルトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどのC〜Cのアルコキシ基(例:エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基)でアルコキシ化された3官能(メタ)アクリレートなどを含む3官能の(メタ)アクリレート;ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート又はペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの4官能の(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの5官能の(メタ)アクリレート;及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はウレタン(メタ)アクリレート(例:イソシアネート単量体及びトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートの反応物)などの6官能の(メタ)アクリレートのうち少なくとも一つを含んでもよい。
架橋剤は、固形分を基準にしてUV硬化性基を有する樹脂100重量部に対して約1重量部〜約70重量部、具体的に約5重量部〜約65重量部、約5重量部〜約50重量部、約10重量部〜約60重量部、約15重量部〜約40重量部で含まれてもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの接着層における鉛筆硬度が向上し得る。
開始剤は、UV硬化性基を有する樹脂と架橋剤とを硬化させるものであって、上述した光カチオン開始剤、カチオン熱重合開始剤、及び光ラジカル開始剤のうち一つ以上を含んでもよい。
開始剤は、固形分を基準にしてUV硬化性基を有する樹脂100重量部に対して約0.1重量部〜約10重量部、具体的に約1重量部〜約10重量部、約1重量部〜約7重量部で含まれてもよい。前記範囲で、バックコーティング層組成物を十分に硬化することができ、残りの開始剤によるウィンドウフィルムの透明性の低下を防止することができる。
バックコーティング層組成物は、前記ナノ粒子をさらに含んでもよい。ナノ粒子は、バックコーティング層の弾性率とマルテンス硬度を向上することができる。ナノ粒子は、固形分を基準にしてバックコーティング層組成物中にUV硬化性基を有する樹脂100重量部に対して約0.1重量部〜約100重量部、具体的に約1重量部〜約80重量部で含まれてもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度を向上し、バックコーティング層の表面粗さを抑制し得る。
バックコーティング層組成物は、通常の添加剤をさらに含んでもよい。添加剤は、染料、UV吸収剤、反応抑制剤、接着促進剤、揺変性付与剤、導電性付与剤、色素調整剤、安定化剤、帯電防止剤、酸化防止剤、及びレベリング剤のうち少なくとも一つを含んでもよい。
以下、本発明の他の実施形態に係るウィンドウフィルムを、図2を参照して説明する。図2は、本発明の他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。
図2を参照すれば、本実施形態に係るウィンドウフィルム200は、基材層110、ウィンドウコーティング層120、バックコーティング層130及び接着層140を含んでもよく、接着層140がさらに形成された点を除いては、本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルム100と実質的に同一である。接着層140がさらに形成されることによって、基材層110とバックコーティング層130とを結合させる効果が大きくなる。以下では、接着層140に関して説明する。
接着層140は、基材層110とバックコーティング層130との間に形成され、基材層110とバックコーティング層130とを互いに接着することができる。
接着層140は、厚さが約10μm〜約100μm、具体的に約20μm〜約80μm、より具体的に約30μm〜約50μmであってもよい。
接着層140は、(メタ)アクリル系接着樹脂、及び硬化剤を含む接着層組成物で形成されてもよい。
(メタ)アクリル系接着樹脂は、アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体、水酸基を有する(メタ)アクリル単量体、脂環族基を有する(メタ)アクリル単量体、ヘテロ脂環族基を有する(メタ)アクリル単量体、及びカルボキシレート基を有する(メタ)アクリル単量体のうち少なくとも一つを含む単量体混合物の(メタ)アクリル系共重合体を含んでもよい。
アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体は、非置換のC〜C10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含んでもよい。水酸基を有する(メタ)アクリル単量体は、1個以上の水酸基を有するC〜C10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含んでもよい。脂環族基を有する(メタ)アクリル単量体は、C〜C10の脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含んでもよい。ヘテロ脂環族基を有する(メタ)アクリル単量体は、窒素、酸素、及び硫黄のうち一つ以上を有するC〜C10のヘテロ脂環族基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含んでもよい。カルボキシレート基を有する(メタ)アクリル単量体は(メタ)アクリル酸などを含んでもよい。
硬化剤は、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、イミド系硬化剤、及び金属キレート硬化剤のうち少なくとも一つを含んでもよい。硬化剤は、単独又は2種以上混合して使用されてもよい。硬化剤は、固形分を基準にして接着層組成物中に(メタ)アクリル系接着樹脂100重量部に対して約0.1重量部〜約10重量部、具体的に約0.1重量部〜約1重量部で含まれてもよい。
接着層組成物は、シランカップリング剤をさらに含んでもよい。シランカップリング剤は、接着性をさらに高める効果を具現することができる。シランカップリング剤としては、通常の知られているシランカップリング剤を一つ以上使用してもよい。具体的に、シランカップリング剤は、3―グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、3―グリシドオキシプロピルメチルジメトキシシラン、2―(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシランなどのエポキシ構造を有するシラン化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシランなどの重合性不飽和基含有シラン化合物;3―アミノプロピルトリメトキシシラン、3―アミノプロピルトリエトキシシラン、N―(2―アミノエチル)―3―アミノプロピルトリメトキシシラン、N―(2―アミノエチル)―3―アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノ基含有シラン化合物の群から選ばれる少なくとも一つを含んでもよい。シランカップリング剤は、接着層組成物中の固形分を基準にして(メタ)アクリル系接着樹脂100重量部に対して約0重量部〜約10重量部、具体的に約0重量部〜約1重量部で含まれてもよい。前記範囲で、シランカップリング剤の接着力が向上し得る。
以下、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムを、図3を参照して説明する。図3は、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。
図3を参照すれば、本実施形態に係るウィンドウフィルム300は、ウィンドウコーティング層120、基材層110、接着層140、支持層150及びバックコーティング層130を含んでもよく、接着層140とバックコーティング層130との間に支持層150がさらに形成されたことを除いては、本発明の他の実施形態に係るウィンドウフィルム200と実質的に同一である。支持層150がさらに形成されることによって、ウィンドウフィルムの接着層上の鉛筆硬度が向上し得る。以下では、支持層150に関してのみ説明する。
支持層150は、接着層140とバックコーティング層130との間に形成され、ウィンドウフィルム300のうち接着層140とバックコーティング層130の形成を容易にし、ウィンドウフィルム300の接着層上の鉛筆硬度を高めることができる。
支持層150は、基材層110と同一又は異種の樹脂で形成されてもよい。具体的に、樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートなどを含むポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレートなどを含むポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリイミド樹脂のうち一つ以上を含んでもよい。支持層150は、厚さが約10μm〜約200μm、具体的に約20μm〜約150μm、より具体的に約50μm〜約100μmであってもよい。
以下、図4を参考にして、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムを説明する。図4は、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。
図4を参照すれば、本実施形態に係るウィンドウフィルム400は、ウィンドウコーティング層120、基材層110、バックコーティング層130、及び接着層140を含んでもよく、バックコーティング層130の下面に接着層140がさらに形成された点を除いては、本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルム100と実質的に同一である。接着層140がさらに形成されることによって、ウィンドウフィルム400は、ディスプレイ装置のコンポーネント、具体的に偏光板、導電フィルム、有機発光素子などの直上に接着することが可能となる。
以下、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムを、図5を参考にして説明する。図5は、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムの断面図である。
図5を参照すれば、本実施形態に係るウィンドウフィルム500は、ウィンドウコーティング層120、基材層110、及びバックコーティング層130aを含んでもよく、バックコーティング層130aは染料(図5では図示していない)を含んでもよい。ガラスでないプラスチック基材層及び硬化型樹脂で形成されたウィンドウコーティング層を含むウィンドウフィルムは、黄色度が高いので、正面及び/又は側面から肉眼で黄色が視認され得る。しかし、本実施形態に係るウィンドウフィルム500は、染料を含むことによって、低い黄色度によって黄色が視認されることを抑制することができる。具体的に、ウィンドウフィルム500は、黄色度が約−2.5〜約3.5、より具体的に約−1.5〜約1.5であってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムを正面及び/又は側面から肉眼で見たときにも黄色が視認されることを抑制することができる。そして、本実施形態に係るウィンドウフィルム500は、染料を含むことによって、b値が約−2.5〜約2.5、より具体的に約−1.5〜約1.5、さらに具体的に約−0.5〜約1.5であってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムを正面及び/又は側面から肉眼で見たときにも黄色が視認されることを抑制することができる。図5は、バックコーティング層130aに染料が含まれる場合を示した図であるが、染料は、基材層、ウィンドウコーティング層及びバックコーティング層のうち少なくとも一つに含まれてもよい。
染料はバックコーティング層130aに含まれてもよい。よって、本実施形態に係るウィンドウフィルム500は、基材層110、ウィンドウコーティング層120、及びウィンドウフィルム500の光学特性の低下がなく、ウィンドウフィルム500の黄色度も低いので、ウィンドウフィルムの透明性が良く、黄色が視認されることを抑制することができる。そして、本実施形態に係るウィンドウフィルム500は、ウィンドウコーティング層120が染料を含まないので、ウィンドウコーティング層120の架橋度も高く、鉛筆硬度が向上し得る。
基材層110は、前記本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルム100で説明した通りである。一実施形態において、基材層110は、黄色度が約1〜約9になってもよい。特に、黄色度が約3以上の基材層110を含むウィンドウフィルム500は、染料を含むバックコーティング層130aによってウィンドウフィルム500の黄色度が低下し得る。一実施形態において、基材層は、ポリイミド樹脂で形成されたフィルムを含んでもよい。よって、基材層110は、高い耐熱性によってウィンドウフィルム500の耐熱性を高めることができる。ポリイミド樹脂で形成された基材層は、黄色度が約5以上と高いが、本実施形態のウィンドウフィルム500は染料を含むので、ウィンドウフィルム500全体の黄色度を低下させ得る。
ウィンドウコーティング層120は、前記本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルム100で説明した通りである。
バックコーティング層130aは、基材層110の他面上に形成され、ウィンドウフィルム500を支持することができる。図5は、基材層110にバックコーティング層130aが直接形成された場合を示した図である。前記「直接形成」は、基材層110とバックコーティング層130aとの間に何ら接着層も介在していないことを意味する。バックコーティング層130aは、染料を含んでもよい。バックコーティング層130aは、染料を含むことによって、基材層110、ウィンドウコーティング層120及びウィンドウフィルム500の光学特性が低下することなく、ウィンドウフィルム500の黄色度を低下させ、ウィンドウフィルム500が黄色に視認されることを抑制することができる。
バックコーティング層130aは、厚さが約5μm以下、具体的に約300nm以下、より具体的に約100nm以下、さらに具体的に約60nm〜約80nm、例えば、約10nm〜約30nmであってもよい。前記範囲で、バックコーティング層130aをウィンドウフィルムに使用することができ、柔軟性が向上し得る。
バックコーティング層130aは、UV硬化性基を有する樹脂、架橋剤、開始剤及び染料を含むバックコーティング層組成物で形成されてもよい。UV硬化性基を有する樹脂、架橋剤及び開始剤は、前記本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルムで説明した通りである。そのため、以下では、染料に関してのみ説明する。
染料は、バックコーティング層130aの任意の位置に含まれてもよい。例えば、染料は、バックコーティング層130a全体に分散されて含まれてもよく、又は1層以上の単層又は多層の形状に含まれてもよい。染料としては、最大吸収波長が約500nm〜約650nm、具体的に約550nm〜約620nmである染料を使用してもよい。前記範囲で、基材層、ウィンドウコーティング層及びウィンドウフィルムの光学特性を低下させることなく、ウィンドウフィルムの黄色度を低下させ得る。本願において、「最大吸収波長」は、最大吸収ピークを示す波長、すなわち、波長による吸光度曲線で最大吸光度を示す波長を意味する。染料は、最大吸収波長が約500nm〜約650nmである、金属を含む金属染料、及び金属を含んでいない非金属染料のうち少なくとも一つを含んでもよい。金属染料は、最大吸収波長が約500nm〜約650nm、具体的に約550nm〜約620nmである、金属を含む染料を含んでもよい。具体的に、金属染料は、バナジウム、クロム、マンガンなどの金属錯体のうち一つ以上を含んでもよいが、これに限定されることはない。例えば、金属染料は、ヘテロサイクリックバナジウム錯体(conjugated heterocyclic vanadium complex)であってもよい。非金属染料は、最大吸収波長が約500nm〜約650nm、具体的に約550nm〜約620nmである、金属を含まない染料を含んでもよい。具体的に、非金属染料は、シアニン(cyanine)系、テトラアザポルフィリン(tetraazaporphyrine)などを含むポルフィリン(porphyrine)系、アリールメタン(arylmethane)系、スクアリリウム(squarylium)系、アゾメタン(azomethane)系、オキソノール(oxonol)系、アゾ(azo)系、アリーリデン(arylidene)系、キサンテン(xanthene)系、及びメロシアニン(merocyanine)系のうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限定されることはない。染料は、バックコーティング層組成物の固形分中に約0.001重量%〜約15重量%、具体的に約0.01重量%〜約5重量%、より具体的に約0.1重量%〜約3重量%で含まれてもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムの黄色が視認されなく、ウィンドウフィルムの透明性の低下を抑制することができる。
図5に示していないが、バックコーティング層130aの下面に接着層がさらに形成され、ウィンドウフィルムは、ディスプレイ装置のコンポーネント、具体的に、偏光板、導電フィルム、有機発光素子などの直上に接着され得る。接着層は、上述した通りである。
以下、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムを説明する。
本実施形態に係るウィンドウフィルムは、バックコーティング層に酸化防止剤をさらに含んで耐熱性を改善することによって、高温で長時間処理するときの耐熱黄色度の変化量を抑制させた点を除いては、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルム500と実質的に同一である。具体的に、本実施形態に係るウィンドウフィルムは、下記の式1の耐熱黄色度の変化量が1.5以下、具体的に1.0以下、より具体的に0.1〜1.0であってもよい。前記範囲で、耐熱性を向上した前記ウィンドウフィルムをディスプレイ装置に使用することができる。
<式1>
耐熱黄色度の変化量=(YI’−YI)
前記式1において、YIは、ウィンドウフィルムの初期黄色度で、YI’は、ウィンドウフィルムを80℃で1000時間放置した後の黄色度である。
本実施形態に係るウィンドウフィルムは、YI’が−0.5〜3.5、具体的に0.5〜2.0であってもよい。
酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系などのリン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、及びアミン系酸化防止剤のうち少なくとも一つを含んでもよい。具体的に、フェノール系酸化防止剤は、ペンタエリスリトールテトラキス(3―(3,5―ジ―tert―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオネート(pentaerythritol tetrakis(3―(3,5―di―tert―butyl―4―hydroxyphenyl)propionate)、オクタデシル―3―(3,5―ジ―tert―ブチル―4―ヒドロキシフェニル)プロピオネート(octadecyl―3―(3,5―di―tertbutyl―4―hydroxyphenyl)propionate)、N,N’―1,6―ヘキサンジイルビス[3,5―ビス(1,1―ジメチルエチル)―4―ヒドロキシ]ベンゼンプロパンアミド(N,N’―1,6―hexanediylbis[3,5―bis(1,1―dimethylethyl)―4―hydroxy]benzenepropanamide)で、リン系酸化防止剤は、トリス(2,4―ジ―tert―ブチルフェニル)ホスファイト(Tris(2,4―ditert―butylphenyl)phosphite)、ビス(2,3―ジ―tert―ブチル―6―メチルフェニル)―エチル―ホスファイト(bis(2,3―di―tertbutyl―6―methylphenyl)―ethyl―phosphite)、ビス(2,4―ジ―tert―ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(bis(2,4―ditertbutylphenyl)pentaerythritoldiphosphite)、2,2’,2”―ニトリロ[トリエチル―トリス[3,3’,5,5’―テトラ―tert―ブチル―1,1’―ビフェニル―2,2’―ジイル]ホスファイト(2,2’,2”―nitrilo[triethyl―tris[3,3’,5,5’―tetra―tertbutyl―1,1’―biphenyl―2,2’―diyl]phosphite]で、チオエーテル系酸化防止剤は、ジドデシル―3,3’―チオジプロピオネート(didodecyl―3,3’―thiodipropionate)、ジオクタデシル3,3’―チオジプロピオネート(dioctadecyl―3,3’―thiodipropionate)で、アミン系酸化防止剤は、スチレン化されたジフェニルアミン(styrenated diphenylamine)、ジオクチルジフェニルアミン(dioctyldiphenylamine)、及びナフチルアミン(naphthylamine)などを含んでもよい。酸化防止剤は、UV硬化性基を有する樹脂100重量部に対して0.1重量部〜20重量部、具体的に1重量部〜10重量部で含まれてもよい。前記範囲で、染料に影響を与えることなく、耐熱性の改善効果があり得る。
以下、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルムを説明する。
本実施形態に係るウィンドウフィルムは、バックコーティング層に帯電防止剤をさらに含むことを除いては、本発明の更に他の実施形態に係るウィンドウフィルム500と実質的に同一である。よって、本実施形態に係るウィンドウフィルムは、ロールに巻いたときにも静電気の発生が低いので、作業性が良く、基材層に別途の帯電防止処理をする必要がないので、帯電防止処理が難しい基材層を含んでも帯電防止効果を出すことができ、表面抵抗を抑制し得る。例えば、ウィンドウフィルムは、バックコーティング層で測定した表面抵抗が1×1010Ω/□以下、例えば、1×10Ω/□〜5x10Ω/□になってもよい。前記範囲で、帯電防止効果があり、ロール安定性が良好になり得る。帯電防止剤は、伝導性高分子、4級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホン酸塩、アルキルアミン化合物、脂肪酸エステル、アルキルベタイン、アンチモンスズ酸化物などの金属酸化物などの通常の帯電防止剤を含んでもよい。特に、伝導性高分子、4級アンモニウム塩、アンチモンスズ酸化物などの金属酸化物のうち少なくとも一つは、バックコーティング層中に染料と共に含まれてもウィンドウフィルムの黄色度を低下させ、黄色が視認されることを抑制すると共に、帯電防止効果も得ることができる。伝導性高分子としては、ポリチオフェン系高分子の一種である水溶性ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)を使用してもよい。より具体的には、分子量が150,000g/mol〜200,000g/molの範囲であり、ドーパントとしてポリスチレンスルホネート(PSS)でドープされたポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)を使用することが好ましい。4級アンモニウム塩は、テトラブチルアンモニウムなどのC〜C10のアルキル基4個が置換された4級アンモニウム塩のうち少なくとも一つを含んでもよい。帯電防止剤は、UV硬化性基を有する樹脂100重量部に対して0.001重量部〜30重量部、具体的に0.01重量部〜20重量部、より具体的に0.1重量部〜15重量部、さらに具体的に0.5重量部〜10重量部で含まれてもよい。前記範囲で、染料に影響を与えることなく、耐熱性の改善効果があり得る。
本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムは、ガラス基板における鉛筆硬度が約6H以上、具体的に約6Hから約8Hになってもよい。前記範囲で、ウィンドウフィルムをガラス基板又は接着層の全てに積層して使用しても鉛筆硬度の差がないので、使用適用性が高くなり得る。
本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムは、圧縮方向の曲率半径が約10.0mm以下、具体的に約0.1mm〜約5.0mm、引張り方向の曲率半径が約20.0mm以下、具体的に約0.1mm〜約10.0mmになってもよい。前記範囲で、良好な柔軟性が得られ、前記ウィンドウフィルムをフレキシブルウィンドウフィルムとして使用することができる。本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムは、圧縮方向の曲率半径と引張り方向の曲率半径がいずれも低いので、ウィンドウフィルムの両方で柔軟性が良く、使用適用性が向上し得る。
本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムは、光学的に透明であり、透明ディスプレイ装置に使用することができる。具体的に、ウィンドウフィルムは、可視光領域、具体的に、波長が約400nm〜約800nmで、透過度が約88%以上、具体的に約88%〜約100%、ヘイズが約2%以下、具体的に約0.1%〜2%であってもよい。前記範囲で、透明なウィンドウフィルムを使用することができる。
本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムは、厚さが約50μm〜約300μmであってもよい。前記範囲で、前記ウィンドウフィルムを光学表示装置に使用することができる。
以下、図6及び図7を参考にして、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置に関して説明する。図6は、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置の断面図で、図7は、図6のディスプレイ部の一実施形態に係る断面図である。
図6を参照すれば、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置600は、ディスプレイ部650a、接着層660、偏光板670、タッチスクリーンパネル680、及びフレキシブルウィンドウフィルム690を含み、フレキシブルウィンドウフィルム690は、本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムを含んでもよい。
ディスプレイ部650aは、フレキシブルディスプレイ装置600を駆動させるためのものであって、基板及び基板上に形成された、OLED、LED又はLCD素子を含む光学素子を含んでもよい。図7は、図6のディスプレイ部の一実施形態に係る断面図である。図7を参照すれば、ディスプレイ部650aは、下部基板610、薄膜トランジスタ616、有機発光ダイオード615、平坦化層614、保護膜618、及び絶縁膜617を含んでもよい。
下部基板610は、ディスプレイ部650aを支持するものであって、下部基板610には、薄膜トランジスタ616及び有機発光ダイオード615が形成されてもよい。下部基板610には、タッチスクリーンパネル680を駆動するためのフレキシブルプリント回路基板(FPCB)が形成されてもよい。フレキシブルプリント回路基板には、有機発光ダイオードアレイを駆動するためのタイミングコントローラ、電源供給部などがさらに形成されてもよい。
下部基板610は、フレキシブルな樹脂で形成された基板を含んでもよい。具体的に、下部基板610は、シリコン基板、ポリイミド基板、ポリカーボネート基板、ポリアクリレート基板などのフレキシブル基板を含んでもよいが、これに限定されることはない。
下部基板610の表示領域には、複数の駆動配線(図示せず)とセンサ配線(図示せず)とが交差して複数の画素領域が定義され、画素領域ごとに薄膜トランジスタ616、及び薄膜トランジスタ616と接続された有機発光ダイオード615を含む有機発光ダイオードアレイが形成されてもよい。下部基板の非表示領域には、駆動配線に電気的信号を印加するゲートドライバーがゲートインパネルの形態で形成されてもよい。ゲートインパネル回路部は、表示領域の一側又は両側に形成されてもよい。
薄膜トランジスタ616は、半導体に流れる電流を、それと垂直な電界を加えることによって制御するものであって、下部基板610上に形成されてもよい。薄膜トランジスタ616は、ゲート電極610a、ゲート絶縁膜611、半導体層612、ソース電極613a、及びドレーン電極613bを含んでもよい。薄膜トランジスタ616は、半導体層612としてIGZO、ZnO、TiOなどの酸化物を使用する酸化物薄膜トランジスタ、半導体層として有機物を使用する有機薄膜トランジスタ、半導体層として非晶質シリコンを用いる非晶質シリコン薄膜トランジスタ、又は半導体層として多結晶シリコンを用いる多結晶シリコン薄膜トランジスタであってもよい。
平坦化層614は、薄膜トランジスタ616及び回路部610bを覆い、薄膜トランジスタ616と回路部610bの上面を平坦化させることによって有機発光ダイオード615を形成させることができる。平坦化層614は、SOG(spin―on―glass)膜、ポリイミド系高分子、ポリアクリル系高分子などで形成されてもよいが、これに限定されることはない。
有機発光ダイオード615は、自体的に発光してディスプレイを具現するものであって、順次積層された第1電極615a、有機発光層615b及び第2電極615cを含んでもよい。隣接した有機発光ダイオードは、絶縁膜617を通じて区分されてもよい。有機発光ダイオード615は、有機発光層615bで発生した光が下部基板を通じて放出される背面発光構造、又は有機発光層615bで発生した光が上部基板を通じて放出される前面発光構造を含んでもよい。
保護膜618は、有機発光ダイオード615を覆い、有機発光ダイオード615を保護することができる。保護膜618は、SiOx(1≦x≦2)、SiNx(1≦x≦1.33)、SiC、SiON、SiONC及び非晶質炭素(a―C)などの無機物質、及び(メタ)アクリレート、エポキシ系ポリマー、イミド系ポリマーなどの有機物質で形成されてもよい。具体的に、保護膜618は、無機物質で形成された層と有機物質で形成された層とが1回以上順次積層された封止層を含んでもよい。
再び図6を参照すれば、接着層660は、ディスプレイ部650aと偏光板670とを接着させるものであって、(メタ)アクリレート系樹脂、硬化剤、開始剤及びシランカップリング剤を含む接着剤組成物で形成されてもよい。
偏光板670は、内光の偏光を具現したり、又は外光の反射を防止することによって表示を具現したり、ディスプレイの明暗比を高めることができる。偏光板は、偏光子単独で構成されてもよい。又は、偏光板は、偏光子及び偏光子の一面又は両面に形成された保護フィルムを含んでもよい。又は、偏光板は、偏光子及び偏光子の一面又は両面に形成された保護コーティング層を含んでもよい。偏光子、保護フィルム、及び保護コーティング層としては、当業者に知られている通常のものを使用してもよい。
タッチスクリーンパネル680は、人体やスタイラスなどの導電体がタッチするときに発生するキャパシタンスの変化を感知し、電気的信号を発生させるものであって、このような信号によってディスプレイ部650aが駆動され得る。タッチスクリーンパネル680は、フレキシブル且つ導電性を有する導電体をパターン化して形成されるものであって、第1センサ電極、及び第1センサ電極間に形成され、第1センサ電極と交差する第2センサ電極を含んでもよい。タッチスクリーンパネル680のための導電体は、金属ナノワイヤ、伝導性高分子、炭素ナノチューブなどを含んでもよいが、これに限定されることはない。
ウィンドウフィルム690は、フレキシブルディスプレイ装置600の最も外側に形成され、ディスプレイ装置を保護することができる。
図6に示していないが、偏光板670とタッチスクリーンパネル680との間及び/又はタッチスクリーンパネル680とウィンドウフィルム690との間に接着層がさらに形成されることによって、偏光板、タッチスクリーンパネル、ウィンドウフィルムの間の結合を強くすることができる。接着層は、(メタ)アクリレート系樹脂、硬化剤、開始剤及びシランカップリング剤を含む接着剤組成物で形成されてもよい。また、図6に示していないが、ディスプレイ部650aの下部に偏光板がさらに形成されることによって、内光の偏光を具現することができる。
以下、図8を参照して、本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置を説明する。図8は、本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置の断面図である。
図8を参照すれば、本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置700は、ディスプレイ部650a、タッチスクリーンパネル680、偏光板670、及びフレキシブルウィンドウフィルム690を含み、フレキシブルウィンドウフィルム690は、本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムを含んでもよい。 本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置700は、ディスプレイ部650a上にタッチスクリーンパネル680が直接形成されることを除いては、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置と実質的に同一である。また、このとき、ディスプレイ部650aと共にタッチスクリーンパネル680が形成されてもよい。この場合、ディスプレイ部650a上にディスプレイ部650aと共にタッチスクリーンパネル680が形成されることによって、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置に比べて厚さが薄く且つ明るいので、視認性が良好になり得る。また、この場合、タッチスクリーンパネル680は蒸着などによって形成されてもよいが、これに限定されることはない。
図8に示していないが、ディスプレイ部650aとタッチスクリーンパネル680との間及び/又はタッチスクリーンパネル680と偏光板670との間及び/又は偏光板670とウィンドウフィルム690との間に接着層がさらに形成されることによって、ディスプレイ装置の機械的強度を高めることができる。接着層は、(メタ)アクリレート系樹脂、硬化剤、開始剤及びシランカップリング剤を含む接着剤組成物で形成されてもよい。また、図8に示していないが、ディスプレイ部650aの下部に偏光板がさらに形成されることによって、内光の偏光を誘導し、ディスプレイ画像を良好にすることができる。
以下、図9を参照して、本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置を説明する。図9は、本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置の断面図である。
図9を参照すれば、本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置800は、ディスプレイ部650b、接着層660、及びフレキシブルウィンドウフィルム690を含み、フレキシブルウィンドウフィルム690は、本発明の各実施形態に係るウィンドウフィルムを含んでもよい。本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置800は、ディスプレイ部650bのみで装置の駆動が可能であり、偏光板及びタッチスクリーンパネルが除外されたことを除いては、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置と実質的に同一である。
ディスプレイ部650bは、基板及び基板上に形成されたLCD、OLED、又はLED素子を含む光学素子を含んでもよく、ディスプレイ部650bは、内部にタッチスクリーンパネルがさらに形成されてもよい。
以上では、フレキシブルディスプレイ装置を示したが、本実施形態に係るウィンドウフィルムは、非フレキシブルディスプレイ装置にも適用し得る。
以下では、本発明の好ましい実施例を通じて本発明の構成及び作用をより詳細に説明する。但し、これは、本発明の好ましい例示として提示されたものであって、如何なる意味でもこれによって本発明が限定されると解釈することはできない。
製造例1:ウィンドウコーティング層組成物
UV硬化性基を有するシロキサン樹脂含有組成物(エポキシハイブリマ、固形分含量90重量%、シリコン系樹脂、エポキシモノマー、及び光カチオン開始剤の混合物、Solip社製)70.0gとメチルエチルケトン30.0gをフラスコに入れ、30分間撹拌し、30分間気泡を除去することによってウィンドウコーティング層組成物を製造した。
製造例2:バックコーティング層組成物
ウレタンアクリレート(UA7619、(ENTIS株式会社製)12.0g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ENTIS株式会社製)7.2g、メチルエチルケトン30.0gを混合して30分間撹拌した。Irgacure 184(BASF社製)0.7gをさらに加え、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例3:バックコーティング層組成物
ウレタンアクリレート(HX―920UV、共栄化学工業株式会社)10.6g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ENTIS株式会社製)2.1g、シリカナノ粒子ゾル(Optisol―SST650U、固形分含量:50重量%、シリカナノ粒子の平均粒径:12nm、シリカナノ粒子含量:4.3g、Ranco株式会社製)8.5g、メチルエチルケトン10.0gを混合して30分間撹拌した。Irgacure 184(BASF社製)0.4gをさらに入れ、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例4:バックコーティング層組成物
2―(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製)95mol%と、ジメチルジメトキシシラン(ユニバーサルマイクロウエーブテクノロジー社製(UMT社))5mol%の単量体混合物100gを500mlの三口フラスコに入れた。シリコン単量体混合物に対して0.5mol%の水酸化カリウムと1.48mol%の水を添加し、25℃で1時間撹拌した後、70℃で2時間撹拌した。減圧蒸留装置で残留する溶媒を除去することによって、固形分90重量%を有するシロキサン樹脂を製造した。ゲル透過クロマトグラフィーで確認したシロキサン樹脂の重量平均分子量は5,000g/molであった。製造したシロキサン樹脂100g、架橋性モノマー(CY―179)10g、開始剤Irgacure 250(BASF社製)2g、メチルエチルケトン60gを混合することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例5:接着層組成物
アクリル系接着樹脂(PS―06HE、綜研化学株式会社製)200g、硬化剤(L―45、綜研化学株式会社)0.3g、及びエチルアセテート30gをフラスコに入れ、30分間撹拌することによって接着層組成物を製造した。このような組成物で形成された接着層は、25℃で貯蔵弾性率が25kPaで、ガラス転移点は−42℃であった。接着層の貯蔵弾性率は、接着層組成物を剥離フィルムにコートし、35℃及び相対湿度45%で24時間放置することによって厚さ50μmの接着フィルムを製造し、剥離フィルムからフィルムを剥離し、得られた8個の接着フィルムを積層して切断し、厚さ400μm及び直径8mmの円形の接着層試片を製造し、製造した接着層試片に対してPhysica MCR501(アントンパール社(Anton parr社))を使用して直径8mmのディスク上で−50℃から100℃まで昇温しながら1rad/sで評価したときの25℃での値である。
[実施例1]
透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例1のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布し、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させた。透明ポリイミドフィルムの他の一面に製造例2のバックコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布した。80℃のオーブンで2分間乾燥させ、窒素雰囲気下で300mJ/cmの紫外線に露光し、ウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)、透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)、バックコーティング層(厚さ:10μm)が配置されたウィンドウフィルムを製造した。
[実施例2]
実施例1で製造例2のバックコーティング層組成物の代わりに製造例3のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例1と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例3]
実施例1で製造例2のバックコーティング層組成物の代わりに製造例4のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例1と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例4]
基材層用透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例1のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布し、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させた。基材層用透明ポリイミドフィルムの他の一面に製造例5の接着層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布し、80℃のオーブンで4分間硬化させることによって接着層を形成した。支持層用透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例2のバックコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布し、80℃のオーブンで2分間乾燥させ、窒素雰囲気下で300mJ/cmの紫外線に露光し、支持層用ポリイミドフィルムの一面にバックコーティング層を形成した。前記接着層と支持層用ポリイミドフィルムの他の一面とを積層し、バックコーティング層(厚さ:20μm)、支持層用透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)、接着層(厚さ:30μm)、基材層用透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)、及びウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)が順次積層されたウィンドウフィルムを製造した。
[実施例5]
実施例4で製造例2のバックコーティング層組成物の代わりに製造例3のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例4と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例6]
実施例4で製造例2のバックコーティング層組成物の代わりに製造例4のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例4同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例7]
透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例1のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布し、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させた。透明ポリイミドフィルムの他の一面に製造例5の接着層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布した。80℃のオーブンで2分間乾燥させ、窒素雰囲気下で300mJ/cmの紫外線に露光させることによって接着層を製造した。剥離フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム)に製造例3のバックコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布し、80℃のオーブンで2分間乾燥させ、窒素雰囲気下で300mJ/cmの紫外線に露光させた。接着層とバックコーティング層とを積層し、剥離フィルムを剥離することによって、バックコーティング層(厚さ:10μm)、接着層(厚さ:30μm)、ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)、及びウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)が順次積層されたウィンドウフィルムを製造した。
[実施例8]
実施例7で製造例3のバックコーティング層組成物の代わりに製造例4のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例7と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[比較例1]
透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例1のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布した。80℃のオーブンで3分間乾燥させ、500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させ、ウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)、透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)が形成されたウィンドウフィルムを製造した。
実施例1〜実施例8と比較例1のウィンドウフィルムに対して、下記の表1に示す物性を評価した。
Figure 0006908359
表1に示すように、本発明の各実施例に係るウィンドウフィルムは、ガラス基板における鉛筆硬度と接着層における鉛筆硬度のいずれにおいても良好な特性を示した。特に、実施例1〜3、5〜6は、ガラス基板における鉛筆硬度と接着層における鉛筆硬度が同一であった。また、本発明の各実施例に係るウィンドウフィルムは、バックコーティング層を含んでいない比較例1と比較しても曲率半径が同一であり、バックコーティング層を含んでも柔軟性が良いので、フレキシブルウィンドウフィルムとして使用することができる。また、本発明の各実施例に係るウィンドウフィルムは、バックコーティング層を含むとしても、ヘイズが低く、透過率が良好であった。
その一方で、バックコーティング層のない比較例1は、ガラス基板における鉛筆硬度は、本実施例のウィンドウフィルムと同一であるが、接着層における鉛筆硬度が低かった。
(1)鉛筆硬度:前記実施例及び比較例で製造したウィンドウフィルムを横×縦(50mm×50mm)のサイズに切断することによって試片を製造し、ウィンドウコーティング層に対して鉛筆硬度計(Heidon―14EW、新東科学株式会社製)を使用してJIS K5400に規定された方法によって測定した。鉛筆としては、三菱鉛筆株式会社の6B乃至9Hの鉛筆を使用した。鉛筆硬度の測定時、鉛筆で引く速度60mm/min、鉛筆を押す力19.61N、鉛筆とウィンドウコーティング層の角度45゜、鉛筆の荷重1kg、鉛筆のスケール10.0mmにした。5回評価して1回以上ウィンドウコーティング層にスクラッチが発生すれば、その鉛筆より一段階下の鉛筆硬度を有する鉛筆を用いて再度測定した。5回評価時に5回のいずれにおいてもウィンドウコーティング層にスクラッチができなければ、該当鉛筆硬度を鉛筆硬度として決定した。
(2)接着層上の鉛筆硬度:厚さ2Tのソーダライムガラス基板上に製造例5の接着層組成物を塗布して硬化させ、厚さ50μmの接着層を形成した。接着層とバックコーティング層又は基材層とを積層することによって試片を製造し、前記(1)と同一の方法で鉛筆硬度を測定した。
(3)ヘイズ、全光線透過率:ウィンドウフィルムに対して波長400nm〜800nmでNDH2000(日本電色工業株式会社製)を使用してヘイズと全光線透過率を測定した。
(4)曲率半径:ウィンドウフィルム(横×縦、3cm×15cm)を曲率半径試験用JIG(マンデラ屈曲試験機、コアテック株式会社製)に巻き、巻いた状態を5秒以上維持した後、JIGから解いたときにフィルムにクラックが発生しているか否かを肉眼で評価した。圧縮方向の曲率半径は、ウィンドウコーティング層をJIGに当接させて測定したものであって、引張り方向の曲率半径は、バックコーティング層又は基材層をJIGに当接させて測定したものである。JIGの半径が最大であるときから始めて、漸次的にJIGの直径を減少させて測定し、クラックが発生しないJIGの最小半径を曲率半径として決定した。
(5)ウィンドウコーティング層におけるマルテンス硬度と弾性率:Fischer HM2000LT マイクロインデンター(Fisher社製)を用いて25℃でウィンドウコーティング層におけるマルテンス硬度と弾性率を測定した。厚さ2Tのソーダライムガラス基板上に製造例5の接着層組成物を塗布して硬化させ、厚さ50μmの接着層を形成した。接着層上にウィンドウコーティング層が最も外側に位置するようにウィンドウフィルムを積層し、接着層上にウィンドウフィルムが接着された試片を製造した。四角の底面を有するストレートダイヤモンドピラミッド形態のマイクロインデンター(ビッカースインデンター)で試片のウィンドウコーティング層を200mNの一定力で20秒間加圧して、5秒間クリープし、20秒間緩和することによってマルテンス硬度と弾性率を測定した。
(6)バックコーティング層におけるマルテンス硬度と弾性率:前記(5)と同一の方法で接着層を形成し、接着層上にバックコーティング層が最も外側に位置するようにウィンドウフィルムを積層し、接着層上に実施例のウィンドウフィルムが接着された試片を製造した。前記(5)と同一の方法で試片のバックコーティング層を200mNの一定力で20秒間加圧し、5秒間クリープし、20秒間緩和することによってマルテンス硬度と弾性率を測定した。
(7)基材層におけるマルテンス硬度と弾性率:前記(5)と同一の方法で接着層を形成し、接着層上に基材層が最も外側に位置するように比較例のウィンドウフィルムを積層し、接着層上に比較例のウィンドウフィルムが接着された試片を製造した。前記(5)と同一の方法で試片の基材層を200mNの一定力で20秒間加圧し、5秒間クリープし、20秒間緩和することによってマルテンス硬度と弾性率を測定した。
製造例6:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン94g、テトラアザポルフィリン系染料(KCF Blue b、最大吸収波長:596nm、京仁洋行社)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例7:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン94g、テトラアザポルフィリン系染料(SK―D584、最大吸収波長:584nm、SKケミカル社)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例8:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン94g、ポルフィリン系染料(PD―311S、最大吸収波長:584nm、山本化成社製)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例9:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン94g、バナジウム系染料(SK―D593、最大吸収波長:593nm、SKケミカル社製)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例10:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン94g、テトラアザポルフィリン系染料とバナジウム系染料との混合染料(PANAX NEC 595、最大吸収波長:595nm、旭成化学社製)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例11:ウィンドウコーティング層組成物
2―(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン(KBM―303、信越化学工業株式会社製)50gを200mlの三口フラスコに入れた。2―(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランに対して0.5mol%の水酸化カリウムと1.5mol%の水を添加し、25℃で1時間撹拌した後、70℃で2時間撹拌した。減圧蒸留装置で残留する溶媒を除去することによって、固形分90重量%を有するシロキサン樹脂を製造した。ゲル透過クロマトグラフィーで確認したシロキサン樹脂の重量平均分子量は5,000g/molであった。製造したシロキサン樹脂100g、硬化性モノマーとして3,4―エポキシクロヘキシルメチル―3’,4’―エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(CY―179、チバガイギー株式会社製)15g、開始剤としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート(Sigma Aldrich株式会社製)2g、メチルエチルケトン60gを混合することによってウィンドウコーティング層組成物を製造した。
[実施例9]
透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例6のバックコーティング層組成物3mlを塗布し、500rpmで20秒間スピンコートし、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、窒素雰囲気下で300mJ/cmの紫外線に露光し、透明ポリイミドフィルムの一面にバックコーティング層(厚さ:100nm)を形成した。透明ポリイミドフィルムの他の一面に製造例11のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布した。80℃のオーブンで3分間乾燥させ、窒素雰囲気下で500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させ、ウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)、透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)、及びバックコーティング層(厚さ:100nm)を含むウィンドウフィルムを製造した。
[実施例10]
実施例9で製造例6のバックコーティング層組成物の代わりに製造例7のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例9と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例11]
実施例9で製造例6のバックコーティング層組成物の代わりに製造例8のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例9と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例12]
実施例9で製造例6のバックコーティング層組成物の代わりに製造例9のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例9と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例13]
実施例9で製造例6のバックコーティング層組成物の代わりに製造例10のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例9と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[比較例2]
透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例11のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布した。80℃のオーブンで3分間乾燥させ、500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させ、ウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)及び透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)を含むウィンドウフィルムを製造した。
実施例9〜実施例13と比較例2のウィンドウフィルムに対して、下記の表2に示す物性を評価した。
Figure 0006908359
表2に示すように、本発明の各実施例に係るウィンドウフィルムは、黄色度が低く、b値が本願の範囲を有するので、黄色が視認されることを抑制することができ、全光線透過率が高く、ヘイズが低いので、光学特性が良好であった。そして、本発明の各実施例に係るウィンドウフィルムは、鉛筆硬度が高く、曲率半径は低いので、フレキシブル表示装置のウィンドウフィルムとしても使用することができる。
その一方で、染料を含んでいない比較例2は、黄色度が高く、b値が本願範囲から逸脱するので、黄色が視認され、ウィンドウフィルムとして使用することはできない。
(1)鉛筆硬度:前記実施例及び比較例で製造したウィンドウフィルムを横×縦(50mm×50mm)のサイズに切断して試片を製造し、ウィンドウコーティング層に対して鉛筆硬度計(Heidon―14EW、新東科学株式会社製)を使用してJIS K5400に規定された方法によって測定した。鉛筆としては、三菱鉛筆株式会社の6B乃至9Hの鉛筆を使用した。鉛筆硬度の測定時、鉛筆で引く速度60mm/min、鉛筆を押す力19.61N、鉛筆とウィンドウコーティング層の角度45゜、鉛筆の荷重1kg、鉛筆のスケール10.0mmにした。5回評価して1回以上ウィンドウコーティング層にスクラッチが発生すれば、その鉛筆より一段階下の鉛筆硬度を有する鉛筆を用いて再度測定した。5回評価時に5回のいずれにおいてもウィンドウコーティング層にスクラッチができなければ、該当鉛筆硬度を鉛筆硬度として決定した。
(2)黄色度:ウィンドウフィルムに対してD65光源2゜(ウィンドウコーティング層と光源との角度)で色差計(CM―3600d、コニカミノルタ株式会社製)を用いて黄色度1925[Recal]値を測定した。
(3)全光線透過率、ヘイズ:前記表1で説明した全光線透過率及びヘイズ測定方法と同一に測定した。
(4)曲率半径:前記表1で説明した曲率半径測定方法と同一に測定した。
(5)b値:ウィンドウフィルムに対して、D65光源を用いて2゜(ウィンドウコーティング層と光源との角度)で色差計(CM―3600d、コニカミノルタ株式会社)によってb値を測定した。
製造例12:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン94g、テトラアザポルフォリン系染料(KCF Blue b、最大吸収波長:596nm、京仁洋行社製)0.05g、フェノール系酸化防止剤としてIrganox―1010(BASF社製)0.1gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例13〜製造例16:バックコーティング層組成物
製造例12において、フェノール係酸化防止剤Irganox―1010 0.1gの代わりに下記の表3の酸化防止剤を使用したことを除いては、製造例12と同一の方法でバックコーティング層組成物を製造した。
製造例17:バックコーティング層組成物
エタノール17.4gとエトキシエタノール17.4gの混合溶液にポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOTT:PSS)分散液であるBaytron PH―500(バイエル社(Bayer社)、固形分:1.2重量%)1.5gを10分間分散させることによって第1溶液を製造した。UV硬化型アクリル樹脂として、6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、イソプロピルアルコール17.4g、エトキシエタノール17.4g、テトラアザポルフォリン系染料(KCF Blue b、最大吸収波長:596nm、京仁洋行社製)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2gを投入し、30分間さらに撹拌することによって第2溶液を得た。前記製造した第1溶液と第2溶液とを混合し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例18:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社)1.2g、メチルエチルケトン94g、テトラアザポルフォリン系染料(KCF Blue b、最大吸収波長:596nm、京仁洋行社)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社)0.2g、4級アンモニウム系帯電防止剤として、I―A2(固形分:100重量%、広栄化学工業株式会社製)0.45gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
製造例19:バックコーティング層組成物
UV硬化型アクリル樹脂として6官能ウレタンアクリレート(UP118、ENTIS株式会社製)3.6g、3官能アクリルモノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(ENTIS株式会社製)1.2g、メチルエチルケトン37.2g、1―メトキシ―2―プロパノール55.8g、テトラアザポルフォリン系染料(KCF Blue b、最大吸収波長:596nm、京仁洋行社製)0.05gを混合して30分間撹拌した。得られた混合物に光重合開始剤Irgacure 184(BASF社製)0.2g、ATOゾル帯電防止剤としてXJB―0187(固形分:40重量%、PELNOX社製)0.9gを投入し、30分間さらに撹拌することによってバックコーティング層組成物を製造した。
[実施例14]
透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)の一面に製造例12のバックコーティング層組成物3mlを塗布し、500rpmで20秒間スピンコートし、80℃のオーブンで3分間乾燥させ、窒素雰囲気下で300mJ/cmの紫外線に露光し、透明ポリイミドフィルムの一面にバックコーティング層(厚さ:100nm)を形成した。透明ポリイミドフィルムの他の一面に製造例11のウィンドウコーティング層組成物をバーコーティングアプリケータで塗布した。80℃のオーブンで3分間乾燥させ、窒素雰囲気下で500mJ/cmの紫外線に露光し、120℃で24時間にわたってポスト硬化させ、ウィンドウコーティング層(厚さ:50μm)、透明ポリイミドフィルム(厚さ:75μm)、及びバックコーティング層(厚さ:100nm)を含むウィンドウフィルムを製造した。
[実施例15〜実施例18]
実施例14で製造例12のバックコーティング層組成物の代わりに下記の表3のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例14と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
[実施例19〜実施例21]
実施例14で製造例12のバックコーティング層組成物の代わりに下記の表4のバックコーティング層組成物を使用したことを除いては、実施例14と同一の方法でウィンドウフィルムを製造した。
実施例と比較例のウィンドウフィルムに対して、下記の表3及び表4の物性を評価した。
(1)鉛筆硬度:前記実施例及び比較例で製造したウィンドウフィルムを横×縦(50mm×50mm)のサイズに切断して試片を製造し、ウィンドウコーティング層に対して、鉛筆硬度計(Heidon―14EW、新東科学株式会社製)を使用してJIS K5400に規定された方法によって測定した。鉛筆としては、三菱鉛筆株式会社の6B乃至9Hの鉛筆を使用した。鉛筆硬度の測定時、鉛筆で引く速度60mm/min、鉛筆を押す力19.61N、鉛筆とウィンドウコーティング層の角度45゜、鉛筆の荷重1kg、鉛筆のスケール10.0mmにした。5回評価して1回以上ウィンドウコーティング層にスクラッチが発生すれば、その鉛筆より一段階下の鉛筆硬度を有する鉛筆を用いて再度測定した。5回評価時に5回のいずれにおいてもウィンドウコーティング層にスクラッチができなければ、該当鉛筆硬度を鉛筆硬度として決定した。
(2)初期黄色度:ウィンドウフィルムに対して、D65光源2゜(ウィンドウコーティング層と光源との角度)で色差計(CM―3600d、コニカミノルタ株式会社製)を用いて黄色度1925[Recal]値を測定した。
(3)耐熱黄色度の変化量:ウィンドウフィルムに対して(2)と同一の方法で初期黄色度を測定した。ウィンドウフィルムを80℃のオーブンで1000時間放置した後、(2)と同一の方法で黄色度を測定し、前記式1によって耐熱黄色度の変化量を計算した。
(4)全光線透過率、ヘイズ:ウィンドウフィルムに対して波長400nm〜800nmでNDH2000(日本電色工業株式会社)を使用してヘイズと全光線透過率を測定した。
(5)曲率半径:ウィンドウフィルム(横×縦、3cm×15cm)を曲率半径試験用JIG(マンデラ屈曲試験機、コアテック社製)に巻き、巻いた状態を5秒以上維持した後、JIGから解いたときにフィルムにクラックが発生しているか否かを肉眼で評価した。圧縮方向の曲率半径は、ウィンドウコーティング層をJIGに当接させて測定したものであって、引張り方向の曲率半径は、バックコーティング層又は基材層をJIGに当接させて測定したものである。JIGの半径が最大であるときから始めて、漸次的にJIGの直径を減少させて測定し、クラックが発生しないJIGの最小半径を曲率半径として決定した。
(6)b値:ウィンドウフィルムに対して、D65光源を用いて2゜(ウィンドウコーティング層と光源との角度)で色差計(CM―3600d、コニカミノルタ株式会社)によってb値を測定した。
(7)表面抵抗:ウィンドウフィルムのバックコーティング層の表面に対して、高抵抗計(モデル番号MCT―HT450、株式会社三菱化学アナリテック)を使用して22℃及び55%相対湿度で測定した。
(8)静電気:ウィンドウフィルムを幅400mmのロール状態で1mpmの速度で走行している間に、バックコーティング層面に静電電圧計(SK―H050、株式会社キーエンス)で静電気を測定した。このとき、静電電圧計のプローブとウィンドウフィルムとの間の距離は25mmにした。3回測定し、絶対値の平均を得た。
Figure 0006908359
1:KCF Blue b(最大吸収波長:596nm、京仁洋行社製)0.05g
2:Irganox―1010(BASF社製)0.1g
3:Irgafos―168(BASF社製)0.1g
4:Irganox―PS800(BASF社製)0.1g
5:Irganox―1010(BASF社製)0.1gとIrgafos―168(BASF社製)0.05gとの混合物
6:Irganox―1010(BASF社製)0.1gとIrganox―PS800(BASF社製)0.05gとの混合物
Figure 0006908359
1:KCF Blue b(最大吸収波長:596nm京仁洋行社製)
前記表3のように、本発明の各実施例に係るウィンドウフィルムは、耐熱性が高く、高温で長時間放置した後にも耐熱黄色度の変化量が低いので、ディスプレイウィンドウフィルムとして使用することができる。
また、前記表4のように、本実施例のウィンドウフィルムは、帯電防止性が良いので、ロール安定性が良好であり得る。
前記表1、表2、表3及び表4に示したように、本発明は、ガラス製板と接着層に積層するときにも、鉛筆硬度が向上したウィンドウフィルムを提供した。本発明は、透明性などの光学特性が向上したウィンドウフィルムを提供した。本発明は、柔軟性が向上したウィンドウフィルムを提供した。本発明は、ウィンドウフィルムの両方向において柔軟性が向上したウィンドウフィルムを提供した。本発明は、黄色度が低いので、黄色が視認されることを抑制できるウィンドウフィルムを提供した。本発明は、鉛筆硬度が向上したウィンドウフィルムを提供した。本発明は、耐熱性が高く、高温で長時間放置した後にも耐熱黄色度の変化量が低いディスプレイウィンドウフィルムを提供した。本発明は、帯電防止性が良いので、ロール安定性に優れたウィンドウフィルムを提供した。
本発明の単純な変形及び変更は、この分野で通常の知識を有する者によって容易に実施することができ、このような変形や変更は、いずれも本発明の領域に含まれるものと見なすことができる。
100:ウィンドウフィルム、110:基材層、120:ウィンドウコーティング層、130:バックコーティング層

Claims (28)

  1. 基材層、
    前記基材層の一面上に形成されたウィンドウコーティング層、及び
    前記基材層の他の一面上に形成されたバックコーティング層を含むウィンドウフィルムであって、
    前記ウィンドウコーティング層は、シリコン系樹脂を含むウィンドウコーティング層組成物で形成され、
    前記バックコーティング層における弾性率が1000Mpa以上で、
    接着層上の鉛筆硬度が6H以上であり、
    前記バックコーティング層は、UV硬化性基を有する樹脂を含むバックコーティング層組成物から形成され、
    前記UV硬化性基を有する樹脂は、UV硬化性基を有する(メタ)アクリル樹脂、およびUV硬化性基を有するシロキサン樹脂から選択される少なくとも1つを含み、
    前記UV硬化性基を有するシロキサン樹脂は、化学式3−2または化学式3−3で表されるシロキサン樹脂を含み、
    <化学式3―2>
    (R 7 SiO 3/2 x (R 8 SiO 3/2 y
    <化学式3―3>
    (R 7 SiO 3/2 x (R 9 10 SiO 2/2 z
    前記R 7 及びR 8 は、それぞれ独立したUV硬化性基で互いに異なり、
    前記R 9 及びR 10 は、それぞれ独立した水素、UV硬化性基、非置換若しくは置換のC1からC20のアルキル基、又は非置換若しくは置換のC5からC20シクロアルキル基で、
    0<x<1、0<y<1、0<z<1、x+y=1、x+z=1である、ウィンドウフィルム。
  2. 前記ウィンドウフィルムは、鉛筆硬度が6H以上である、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  3. 前記ウィンドウフィルムは、圧縮方向の曲率半径が10.0mm以下で、引張り方向の曲率半径が20.0mm以下である、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  4. 前記ウィンドウフィルムは、前記バックコーティング層におけるマルテンス硬度が50N/mm〜200N/mmである、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  5. 前記ウィンドウコーティング層は、厚さが5μm〜150μmである、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  6. 前記バックコーティング層は、厚さが1μm〜100μmである、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  7. 前記接着層は、25℃で貯蔵弾性率が10kPa〜50kPaである、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  8. 前記バックコーティング層の下面に接着層がさらに形成された、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  9. 前記ウィンドウフィルムは、接着層及び支持層のうち一つ以上をさらに含む、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  10. 前記ウィンドウフィルムに含まれる前記接着層は、厚さが10μm〜100μmである、請求項9に記載のウィンドウフィルム。
  11. 前記支持層は、前記基材層と同一の樹脂で形成されたフィルムである、請求項9に記載のウィンドウフィルム。
  12. 前記ウィンドウフィルムは、前記基材層、前記基材層の一面上に直接形成された前記ウィンドウコーティング層、及び前記基材層の他面上に直接形成された前記バックコーティング層を含む、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  13. 前記ウィンドウフィルムは、前記基材層と前記バックコーティング層との間に形成された接着層をさらに含む、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  14. 前記ウィンドウフィルムは、前記基材層と前記バックコーティング層との間に形成される接着層と支持層の積層体をさらに含む、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  15. 前記基材層、前記ウィンドウコーティング層及び前記バックコーティング層のうち一つ以上は、最大吸収波長が500nm〜650nmである染料を含む、請求項1に記載のウィンドウフィルム。
  16. 前記染料は、最大吸収波長が550nm〜620nmである、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  17. 前記染料は、シアニン系、ポルフィリン系、アリールメタン系、スクアリリウム系、アゾメタン系、オキソノール系、アゾ系、キサンテン系、メロシアニン系、及びバナジウム系のうち一つ以上を含む、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  18. 前記染料は前記バックコーティング層に含まれ、
    前記染料は、バックコーティング層組成物の固形分中に0.001重量%〜15重量%で含まれる、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  19. 前記染料は前記バックコーティング層に含まれ、
    前記バックコーティング層は、前記染料、架橋剤及び開始剤をさらに含むバックコーティング層組成物で形成される、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  20. 前記バックコーティング層は、厚さが100nm以下である、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  21. 前記染料は前記バックコーティング層に含まれ、
    前記バックコーティング層は、酸化防止剤及び帯電防止剤のうち一つ以上をさらに含む、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  22. 前記基材層は、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリイミド樹脂のうち一つ以上で形成される、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  23. 前記バックコーティング層の下面に接着層がさらに形成された、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  24. 前記ウィンドウフィルムは、黄色度が−2.5〜3.5である、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  25. 前記ウィンドウフィルムは、b*値が−2.5〜2.5である、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  26. 前記ウィンドウフィルムは、前記基材層、前記基材層の一面上に直接形成された前記ウィンドウコーティング層、及び前記基材層の他面上に直接形成された前記バックコーティング層を含み、前記染料は前記バックコーティング層に含まれ、前記基材層はポリイミド樹脂フィルムを含む、請求項15に記載のウィンドウフィルム。
  27. 前記UV硬化性基は、エポキシ基;(メタ)アクリレート基;(メタ)アクリルアミド基;ビニル基;脂環式エポキシ基;グリシドキシ基;オキセタン基;又はエポキシ基、(メタ)アクリレート基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、脂環式エポキシ基、グリシドキシ基又はオキセタン基を有する、C1〜C6のアルキル基又はC5〜C10のシクロアルキル基から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載のウィンドウフィルム
  28. 請求項1〜請求項27のうちいずれか1項のウィンドウフィルムを含むフレキシブルディスプレイ装置。
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