KR102031556B1 - 적층 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

적층 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치

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KR102031556B1
KR102031556B1 KR1020150091070A KR20150091070A KR102031556B1 KR 102031556 B1 KR102031556 B1 KR 102031556B1 KR 1020150091070 A KR1020150091070 A KR 1020150091070A KR 20150091070 A KR20150091070 A KR 20150091070A KR 102031556 B1 KR102031556 B1 KR 102031556B1
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Abstract

본 발명은 적층 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 기재 필름, 상기 제1 기재 필름 일면에 위치한 하드코팅층 및 타면에 위치한 제2 기재 필름을 포함함으로써, 고경도 및 고유연성을 동시에 나타낼 수 있어 플렉서블 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판으로 바람직하게 적용될 수 있는 적층 필름에 관한 것이다.

Description

적층 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{LAMINATE FILM AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 적층 필름 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 건축용 자재, 자동차 외장 부품, 종이, 목재, 가구, 방음벽, 광학재료, 화장품 용기 및 각종 디스플레이 소자 등의 각종 플라스틱 제품이 속하는 분야에서, 이들을 보호하기 위한 기능성 하드코팅이 광범위하게 적용되고 있다.
특히, 최근에 LCD, PDP 또는 프로젝션 TV 등의 각종 디스플레이 장치가 크게 발전함에 따라, 이러한 디스플레이 장치를 포함하여 각종 가전제품 또는 휴대폰 윈도우 등의 플라스틱 시트의 표면을 보호하고 스크래치 등을 방지하기 위한 기능성 하드코팅에 대한 수요가 크게 증가하고 있다.
외부에 노출된 평판 디스플레이 소자의 윈도우는 일상 생활에서의 내스크래치성, 플렉시블(flexible) 등의 가공에 따른 특성을 갖고 있어야 한다. 그런데 통상의 하드코팅 필름은 가교 밀도 증가에 의해 내마모성이 증가하지만 코팅층의 수축성으로 인해 크랙이 발생하고, 굴곡성이 저하될 수 있다.
이에, 고경도 및 우수한 유연성을 동시에 만족하는 필름의 개발이 요구되는 실정이다.
한국공개특허 제2011-0078783호에는 하드코팅 조성물 및 하드코트층을 포함하는 적층체이 개시되어 있으나, 상기 문제점에 대한 대안을 제시하지 못하였다.
한국공개특허 제2011-0078783호
본 발명은 고경도 및 고유연성을 동시에 나타낼 수 있는 적층 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 적층 필름을 커버 윈도우 기판으로 구비한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 제1 기재 필름, 상기 제1 기재 필름 일면에 위치한 하드코팅층 및 타면에 위치한 제2 기재 필름을 포함하는, 적층 필름.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 기재 필름은 인장탄성률이 2GPa 이상인, 적층 필름.
3. 위 1에 있어서, 상기 하드코팅층은 마텐스 경도가 350N/mm2 이상인, 적층 필름.
4. 위 1에 있어서, 상기 제2 기재 필름은 수정 인성이 하기 수학식 1을 만족하는 것인, 적층 필름:
[수학식 1]
10,000 MPa% ≤ 수정 인성
(식 중, 수정 인성은 제2 기재 필름의 응력-변형도 커브(stress-strain curve)에서 파괴점에서의 응력(Mpa)과 변형도(%)의 곱임).
5. 위 4에 있어서, 상기 제2 기재 필름은 수학식 1의 수정 인성이 15,000 MPa% 이상인, 적층 필름.
6. 위 1에 있어서, 상기 제1 기재 필름 및 제2 기재 필름 사이에 개재된 접착층을 더 포함하는, 적층 필름.
7. 위 1에 있어서, 상기 하드코팅층 측의 1kg 하중 하 연필경도가 5H 이상이고, 곡률반경 3mm로 굴곡시켰을 때 절단되기까지 굴곡 회수가 10만회 이상인, 적층 필름.
8. 위 1에 있어서, 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판인, 적층 필름.
9. 제1 기재 필름, 상기 제1 기재 필름 일면에 위치한 하드코팅층 및 타면에 위치한 제2 기재 필름을 포함하며,
상기 제1 기재 필름은 인장탄성률이 2GPa 이상이고,
상기 하드코팅층은 마텐스 경도가 350N/mm2 내지 500N/mm2이며,
상기 제2 기재 필름은 수정 인성이 하기 수학식 1을 만족하는 것인, 적층 필름:
[수학식 1]
10,000 MPa% ≤ 수정 인성
(식 중, 수정 인성은 제2 기재 필름의 응력-변형도 커브(stress-strain curve)에서 파괴점에서의 응력(Mpa)과 변형도(%)의 곱임).
10. 위 9에 있어서, 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판인, 적층 필름.
11. 위 1 내지 10 중 어느 한 항의 적층 필름을 구비하는 화상 표시 장치.
본 발명의 적층 필름은 고경도 및 고유연성을 동시에 나타낼 수 있다. 이에, 화상 표시 장치, 특히, 플렉서블 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판으로 바람직하게 적용될 수 있다.
도 1은 응력-변형도 커브(stress-strain curve)를 나타낸 것이다.
본 발명은 제1 기재 필름, 상기 제1 기재 필름 일면에 위치한 하드코팅층 및 타면에 위치한 제2 기재 필름을 포함함으로써, 고경도 및 고유연성을 동시에 나타낼 수 있어 플렉서블 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판으로 바람직하게 적용될 수 있는 적층 필름에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 적층 필름은 제1 기재 필름, 상기 제1 기재 필름 일면에 위치한 하드코팅층 및 타면에 위치한 제2 기재 필름을 포함한다.
제1 기재 필름은 하드코팅층을 지지하는 역할을 한다.
제1 기재 필름은 인장탄성률이 2GPa 이상인 것이 바람직하다. 인장탄성률이 2GPa 이상인 경우 우수한 경도를 나타낼 수 있다. 고경도 및 우수한 유연성을 동시에 나타낸다는 측면에서 보다 바람직하게는 인장탄성률이 3GPa 내지 6GPa일 수 있다. 인장탄성률이 2Gpa 미만인 경우 경도 평가 시 필름이 변형되어 충분한 경도를 발휘하기 어려우며, 인장탄성율이 6GPa 초과인 경우 유연성이 떨어질 수 있다. 상기 범위의 인장탄성률은 제1 기재 필름을 이루는 고분자의 중합시에 관능기 종류, 몰% 등을 조절함으로써 얻어질 수 있다.
제1 기재 필름은 투명성이 있는 플라스틱 필름으로서, 예를 들면 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스 또는 아세틸프로피오닐셀룰로오스 등에서 선택되는 셀룰로오스, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
제1 기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10 내지 200㎛, 바람직하게는 20 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 80㎛일 수 있다.
하드코팅층은 적층 필름에 우수한 경도를 제공한다.
하드코팅층은 마텐스 경도가 350N/mm2 이상인 것이 바람직하다. 마텐스 경도가 350N/mm2 이상이면 5H 이상의 높은 연필 경도를 구현할 수 있다. 통상 마텐스 경도가 350N/mm2 이상이면 딱딱해져서 굴곡시 크랙이 발생할 수 있으나, 전술한 제1 기재 필름 및 후술할 제2 기재 필름과 함께 사용하여 고경도를 나타내면서 이와 동시에 우수한 유연성도 나타낼 수 있다.
고경도를 구현하면서 반복되는 굴곡 피로에 대한 크랙 발생은 억제한다는 측면에서 마텐스 경도는 바람직하게는 350N/mm2 내지 500N/mm2, 보다 바람직하게는 350N/mm2 내지 450N/mm2일 수 있다. 마텐스 경도는 나노 인덴테이션법에 의해 부하 하중 10mN로 측정한 것일 수 있고, 상기 범위의 마텐스 경도는 후술하는 하드코팅층 조성물의 종류 및 함량 범위 내에서 투광성 수지의 종류, 함량, 광개시제의 종류, 함량 등을 변경하여 경화도를 조절하거나, 이에 추가로 실리카 입자와 같은 충진제를 포함하는 등에 의해 얻어질 수 있다.
하드코팅층은 당 분야에 공지된 투광성 수지, 광개시제, 용제를 포함하는 하드코팅층 형성용 조성물을 제1 기재 필름 상에 도포하고 경화시켜 형성된 것일 수 있다.
투광성 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 광경화형 모노머 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 및 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 구체적으로 우레탄(메타)아크릴레이트와 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용하거나, 2종의 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자 내에 하이드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 당업계에 공지된 방법에 따라 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조할 수 있다.
분자 내에 하이드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예는, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 하이드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 구체적인 예는, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4′-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4′-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4′-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올어덕트 톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 폴리에스테르 폴리올과 아크릴산을 당업계에 공지된 방법에 따라 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 디아크릴레이트, 폴리에스테르 테트라아크릴레이트, 폴리에스테르 헥사아크릴레이트, 폴리에스테르펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 폴리에스테르 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 및 폴리에스테르 펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
광경화형 모노머는 통상적으로 사용되는 광경화형 관능기로, (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화기를 분자 내에 갖는, 당해 기술분야에서 사용되는 모노머를 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머를 사용할 수 있다.
(메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 예를 들어, 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 비스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 하이록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 및 이소보네올(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 4관능 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트와 혼합물 조성으로 포함되는 (메타)아크릴레이트의 함량 범위 내에서 광경화형 모노머를 대체하여 사용함으로써 광경화 코팅 조성물의 작업성 및 상용성을 증가시킬 수 있고, 동등 수준의 특성을 얻을 수 있다.
투광성 수지는 도막의 품질에 영향을 미치는 것으로, 하드코팅층 형성용 조성물 총 중량 중 1 내지 80중량%, 바람직하기로 5 내지 50 중량%의 함량으로 사용될 수 있다. 함량이 1중량% 미만이면 도막 형성이 어렵거나, 충분한 경도 구현이 어려울 수 있고, 80중량% 초과이면 도막 경화 후 컬링이 심해질 수 있다. 상기 투광성 수지에 경도 향상 및 수축 저감을 위해 금속산화물 미립자를 첨가할수 있다.
광개시제는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 하이드록시케톤류, 아미노케톤류, 수소탈환형 광개시제 및 이들의 조합으로로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광개시제로는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤, 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-하이드록시시클로페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드 및 이들의 조합으로로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
광개시제는 하드코팅층 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 10 중량%, 바람직하기로 1 내지 5 중량% 함량으로 사용될 수 있다. 함량이 0.1중량% 미만이면 조성물의 경화 속도가 느리거나, 미경화가 발생하여 기계적 물성이 저하될 수 있고, 10중량% 초과이면 과경화로 도막에 크랙이 발생할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 하드코팅층 형성용 조성물은 실리카 입자를 더 포함할 수 있다.
실리카 입자는 하드코팅층의 경도를 향상시키기 위한 것으로, 입자 직경이 1 내지 100nm인 것이 좋다. 입자 직경이 1nm 미만이면 하드코팅 조성물 내에서 분산성이 저하될 수 있고, 100nm를 초과하면 헤이즈가 높아질 수 있다.
실리카 입자는 단량체에 분산되어 있는 것을 사용 하는 것이 바람직하며, 구체적으로 시판품 Nanocryl C130, Nanocryl C140, Nanocryl C145, Nanocryl C146, Nanocryl C150, Nanocryl C153, Nanocryl C155, Nanocryl C165, Nanocryl C350, Nanocryl C620, Nanocryl C680으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 사용할 수 있다.
실리카 입자는 하드코팅층 형성용 조성물 총 중량 중 1 내지 50중량%, 바람직하게는 10 내지 30중량%의 함량으로 사용될 수 있다. 함량이 1중량% 미만이면 경도 향상 효과가 미미하며, 50중량% 초과하면 경화면에 크랙이 발생할 수 있다.
용제는 상기 성분들을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
구체적으로, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 아세테이트 계(에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 노말부틸아세테이트, 터셔리부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등), 에테르계(디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등) 등이 사용될 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
용제는 하드코팅층 형성용 조성물 총 중량 중 10 내지 95 중량% 함량으로 사용될 수 있다. 함량이 10중량% 미만이면 점도가 높아 작업성이 저하될 수 있고, 95중량% 초과이면 건조 공정 시간이 많이 소요되고 경제성이 저하될 수 있다.
하드코팅층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 5 내지 100㎛, 바람직하게는 5 내지 80㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 60㎛일 수 있다.
본 발명의 적층 필름은 상기 제1 기재 필름의 타면에 위치한 제2 기재 필름을 더 포함한다.
제2 기재 필름을 더 포함함으로써 적층 필름 전체의 인성을 향상시켜서 유연성을 개선할 수 있다.
바람직하게는 제2 기재 필름은 수정 인성(amended toughness)이 하기 수학식 1을 만족하는 것일 수 있다.
[수학식 1]
10,000 MPa% ≤ 수정 인성
(식 중, 수정 인성은 제2 기재 필름의 응력-변형도 커브(stress-strain curve)에서 파괴점에서의 응력(Mpa)과 변형도(%)의 곱임).
응력-변형도 커브(stress-strain curve)는 고분자 재료의 인장실험을 통하여, 고분자 재료에 가해진 응력(stress)과, 이 응력에 대응하여 나타난 고분자 재료의 변형도(strain) 사이의 관계를 나타낸 그래프상의 곡선이다. 본 발명의 통상적인 예에서는, 가로축에 변형도를 표시하고 세로축에 응력을 표시한다. 이러한 경우에 비추어, 응력-변형도 커브를 달리 표현하면, 고분자 재료의 변형도의 증가에 따라, 요구되는 응력의 크기 변화를 나타내는 곡선이라 할 수 있다.
도 1에는 여러 고분자 소재 필름의 응력-변형도 커브가 예시되어 있는데, 각 커브 끝단의 원으로 표시된 부분이 파괴점(fracture point)에 해당한다. 상기 수학식 1의 수정 인성은 파괴점에서의 x값(변형도) 및 y값(응력)의 곱으로서, 도 1에는 여러 고분자 소재 필름 중 하나의 필름에서의 수정 인성이 박스 표시된 부분에 예시되어 있다.
본 발명자들은 상기 범위의 수정 인성을 갖는 기재 필름이 유연성이 현저히 우수하여, 고경도의 하드코팅층과 함께 사용시에 유연성을 보완함으로써, 고경도를 구현하면서도 반복되는 굴곡 피로에 대한 크랙 발생을 억제하는 것을 확인하였다. 구체적으로, 수정 인성이 10,000 MPa% 미만이면 유연성 개선 효과가 미미할 수 있다. 바람직하게는 수정 인성은 15,000 MPa% 이상일 수 있다. 수정 인성이 높을수록 유연성 개선 효과가 우수하여 상한은 특별히 한정되지 않으나, 경제적인 이유로 50,000 MPa% 이하, 바람직하게는 40,000 MPa% 이하일 수 있다.
제2 기재 필름도 투명성이 있는 플라스틱 필름으로서, 제1 기재 필름으로 예시한 소재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 전술한 수정 인성을 만족하는 것을 사용할 수 있다.
제2 기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10 내지 200㎛, 바람직하게는 20 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 80㎛일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 제2 기재 필름은 접착층을 통해 제1 기재 필름에 접착될 수 있다.
접착층은 당 분야에 공지된 UV 접착제 조성물을 도포하고 경화시켜 형성된 것일 수 있다.
UV 접착제 조성물로는 예를 들면 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등을 사용할 수 있다.
접착층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 5 내지 50㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 제2 기재 필름은 접착층 없이 제1 기재 필름과 직접 접촉하는 것일 수 있다.
이는 공압출 성형법에 의해 제1 기재 필름을 형성하는 수지와 제2 기재 필름을 형성하는 수지를 동시에 압출하여 적층된 필름을 사용함으로써 구현될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 구성 및 파라미터를 갖는 본 발명의 적층 필름은 경도 및 유연성이 매우 우수하다. 예를 들면 하드코팅층 측의 1kg 하중 하 연필경도가 5H 이상, 바람직하게는 6H 이상, 보다 바람직하게는 8H 이상이고, 곡률반경(반지름) 3mm로 굴곡시켰을 때 절단되기까지 굴곡 회수가 10만회 이상, 바람직하게는 20만회 이상, 또한, 바람직하게는 곡률반경 1.5mm로 굴곡시켰을 때 절단되기까지 굴곡 회수가 10만회 이상, 더욱 바람직하게는 20만회 이상일 수 있다.
이에, 본 발명의 적층 필름은 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판으로 적용되어 표면 찰상을 방지할 수 있고, 플렉서블 화상 표시 장치에도 우수한 유연성을 갖는 커버 윈도우 기판으로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 적층 필름을 구비하는 화상 표시장치를 제공한다.
본 발명의 화상 표시 장치는 상기 적층 필름을 커버 윈도우 기판으로서 구비한다.
본 발명의 화상 표시 장치는 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등일 수 있고, 또한 플렉서블 화상 표시 장치일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1. 하드코팅층 형성용 조성물의 제조
10중량부 우레탄아크릴레이트(10관능, 미원상사, SC2153), 10중량부 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 50중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%, 촉매화성사, V8802), 20중량부 메틸에틸케톤(대정화금), 7중량부 프로필렌글리콜모노메틸에테르(대정화금), 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 레벨링제(BYK 케미사, BYK-UV3570)를 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 2. 하드코팅층 형성용 조성물의 제조
5중량부 우레탄아크릴레이트(10관능, 미원 스페셜티 케미칼, SC2153), 35중량부 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 37중량부 메틸에틸케톤, 20중량부 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 레벨링제(BYK 케미사, BYK-UV3570)를 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 3. 하드코팅층 형성용 조성물의 제조
8중량부 우레탄아크릴레이트(10관능, 미원상사, SC2153), 7중량부 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 55중량부 나노 실리카 졸(12nm, 고형분 40%, 촉매화성사, V8802), 20중량부 메틸에틸케톤(대정화금), 7중량부 프로필렌글리콜모노메틸에테르(대정화금), 2.7중량부 광개시제(시바사, I-184), 0.3중량부 레벨링제(BYK 케미사, BYK-UV3570)를 교반기를 이용하여 배합하고 PP재질의 필터를 이용하여 여과하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 및 비교예
실시예 1
제조예 1의 조성물을 인장탄성률 4GPa인 폴리이미드 필름(50㎛, 제1 기재 필름) 상에 경화 후 두께 20㎛가 되도록 코팅 후 용제를 건조 및 UV 경화 시켜 하드코팅층을 형성하였다. 상기 필름의 타면에 수정 인성이 21,000 MPa%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(50㎛, 제2 기재 필름)을 아크릴계 접착층(두께 5㎛)으로 접착하여 적층 필름을 제조하였다.
실시예 2
인장탄성률 5GPa인 폴리이미드 필름(50㎛)을 제1 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 3
수정 인성이 25,000 MPa%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(50㎛)을 제2 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 4
제조예 3의 하드코팅층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 5
인장탄성률 1.5GPa인 폴리이미드 필름(50㎛)을 제1 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 6
수정 인성이 8,000 MPa%인 폴리메틸메타크릴레이트 필름(60㎛)을 제2 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 7
수정 인성이 50,000 MPa%인 폴리이미드 필름 50㎛을 제2 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 8
수정 인성이 10,000 MPa%인 폴리이미드 필름(60㎛)을 제2 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 9
인장탄성률 6.2GPa인 폴리이미드 필름(50㎛)을 제1 기재 필름으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
실시예 10
폴리이미드 수지를 두께 50㎛가 되도록 캐스팅하고, 폴리프로필렌 수지를 두께 50㎛가 되도록 상기 캐스팅된 폴리이미드 수지 상에 압출하여, 인장탄성률이 4Gpa인 폴리이미드 필름(제1 기재 필름) 및 수정 인성이 18,000 MPa%인 폴리프로필렌 필름(제2 기재 필름)이 접착층 없이 직접 접촉한 필름을 제조하였다.
이후에, 상기 필름의 폴리이미드 필름 측에 제조예 1의 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께 20㎛가 되도록 코팅 후 용제를 건조 및 UV 경화 시켜 하드코팅층을 형성하여 적층 필름을 제조하였다.
비교예 1
제조예 2의 하드코팅층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 제조하였다.
비교예 2
접착층 및 제2 기재 필름을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.
실험예
1. 마텐스 경도의 측정
제조예 1 및 2의 하드코팅층 형성용 조성물을 글래스 상에 경화 후 두께 5㎛가 되도록 코팅 후 건조 및 UV경화한 샘플의 하드코팅측 표면을 나노인덴터를 사용하여 하중 10mN 하에서 경도를 측정하였다.
2. 연필경도의 측정
하중 1kg하, 45도 방향으로 연필을 세팅 후, 코팅면이 연필측으로 향하도록 코팅 필름을 글래스 상에 고정시킨 후 각 연필 경도를 가지는 연필로 5회 평가 후, 4회 이상 긁히지 않는 경도로 연필 경도를 표기하였다.
3. 유연성 평가
지름 3mm의 봉을 실시예 및 비교예의 적층 필름의 폭의 중심 상(하드코팅측)에 두고, 하드코팅측의 길이 방향 양 모서리가 닿을때까지 접었다가 다시 원상태로 복귀하는 과정을 반복하여, 필름이 파단 나기 전까지의 횟수를 평가하였다.
S: 20만회까지 파단 미발생
A: 10만회 이상 20만회 미만에서 파단 발생
B: 5만회 이상 10만회 미만에서 파단 발생
C: 5만회 미만에서 파단 발생
구분 하드코팅층
마텐스 경도
(N/mm2)		 하드코팅층
연필경도(H)		 유연성
실시예 1 366 8 A
실시예 2 366 9 A
실시예 3 366 8 A
실시예 4 520 9 B
실시예 5 366 6 S
실시예 6 366 7 B
실시예 7 366 8 S
실시예 8 366 8 A
실시예 9 366 9 B
실시예 10 366 8 A
비교예 1 312 4 A
비교예 2 366 6 C
상기 표 1을 참조하면, 실시예의 적층 필름은 높은 연필 경도 및 우수한 유연성을 동시에 나타내는 것을 확인하였다.
그러나, 비교예의 적층 필름은 경도가 낮거나 유연성이 낮았다.

Claims (11)

  1. 제1 기재 필름;
    상기 제1 기재 필름 일면에 위치한 하드코팅층;
    상기 제1 기재 필름의 타면에 위치한 제2 기재 필름; 및
    상기 제1 기재 필름 및 제2 기재 필름 사이에 개재된 접착층을 포함하며,
    상기 제2 기재 필름은 수정 인성이 하기 수학식 1을 만족하고
    [수학식 1]
    10,000 MPa% ≤ 수정 인성
    (식 중, 수정 인성은 제2 기재 필름의 응력-변형도 커브(stress-strain curve)에서 파괴점에서의 응력(Mpa)과 변형도(%)의 곱임)
    곡률반경 3mm로 굴곡시켰을 때 절단되기까지 굴곡 회수가 10만회 이상인, 적층 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 기재 필름은 인장탄성률이 2GPa 이상인, 적층 필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 하드코팅층은 마텐스 경도가 350N/mm2 이상인, 적층 필름.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 기재 필름은 수학식 1의 수정 인성이 15,000 MPa% 이상인, 적층 필름.

  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 하드코팅층 측의 1kg 하중 하 연필경도가 5H 이상인, 적층 필름.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 적층필름은 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판인, 적층 필름.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기재 필름은 인장탄성률이 2GPa 이상이고,
    상기 하드코팅층은 마텐스 경도가 350N/mm2 내지 500N/mm2인, 적층 필름:

  10. 청구항 9에 있어서, 상기 적층 필름은 화상 표시 장치의 커버 윈도우 기판인, 적층 필름.
  11. 청구항 1 내지 3,5 및 7 내지 10 중 어느 한 항의 적층 필름을 구비하는 화상 표시 장치.
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