KR102273690B1 - 광학 적층체 및 디스플레이 장치 - Google Patents

광학 적층체 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 형성되고, 바인더 수지와 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층;을 포함하며, 상기 하드 코팅층에는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성되고, 상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자는 서로 상이한 성분이고, 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1인, 광학 적층체와 상기 광학 적층체를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

광학 적층체 및 디스플레이 장치{OPTICAL LAMINATE AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기의 발전과 함께 디스플레이용 기재의 박막화 및 슬림화가 요구되고 있다. 이러한 모바일 기기의 디스플레이용 윈도우 또는 전면판에는 기계적 특성이 우수한 소재로 유리 또는 강화 유리가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 유리는 자체의 무게로 인한 모바일 장치가 고중량화되는 원인이 되고 외부 충격에 의한 파손의 문제가 있다.
이에 유리를 대체할 수 있는 소재로 플라스틱 수지가 연구되고 있다. 플라스틱 수지 필름은 경량이면서도 깨질 우려가 적어 보다 가벼운 모바일 기기를 추구하는 추세에 적합하다. 특히, 고경도 및 내마모성의 특성을 갖는 필름을 달성하기 위해 지지 기재에 플라스틱 수지로 이루어진 하드코팅층을 코팅하는 필름이 제안되고 있다.
하드코팅 층의 표면 경도를 향상시키는 방법으로 하드코팅 층의 두께를 증가시키는 방법이 고려될 수 있다. 유리를 대체할 수 있을 정도의 표면 경도를 확보하기 위해서는 일정한 하드코팅 층의 두께를 구현할 필요가 있다. 그러나, 하드코팅 층의 두께를 증가시킬수록 표면 경도는 높아질 수 있지만 하드코팅 층의 경화 수축에 의해 주름이나 컬(curl)이 커지는 동시에 하드코팅 층의 균열이나 박리가 생기기 쉬워지기 때문에 실용적으로 적용하기는 용이하지 않다.
한편, 심미적, 기능적 이유로 디스플레이 기기의 일부가 굴곡되어 있거나, 유연성있게 휘어지는 디스플레이가 최근 주목받고 있으며, 이러한 추세는 특히 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기에서 두드러지고 있다. 그런데 이러한 유연성있는 디스플레이를 보호하기 위한 커버 플레이트로 사용하기에 유리는 부적합하므로 플라스틱 수지 등으로 대체가 필요하다. 그러나 이를 위하여 유리 수준의 고경도를 나타내면서 충분한 유연성을 갖는 필름의 제조가 쉽지 않은 어려움이 있다.
본 발명은, 유연성 및 고경도의 물성 밸런스를 동시에 만족하도록 구현하면서 고경도를 나타내며, 특히 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 의해서도 필름의 손상이 거의 없어 벤더블, 플렉시블, 롤러블, 또는 폴더블 모바일 기기, 또는 디스플레이 기기 등에 용이하게 적용할 수 있는 광학 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 광학 적층체를 포함한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서에서는, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 형성되고, 바인더 수지와 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층;을 포함하며, 상기 하드 코팅층에는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성되고, 상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자는 서로 상이한 성분이고, 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1인, 광학 적층체를 제공한다.
또한, 본 명세서에서는 광학 적층체를 포함한 디스플레이 장치를 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 광학 적층체 및 디스플레이 장치에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, "플렉시블(flexible)" 이란, 직경이 4mm의 원통형 만드렐(mandrel)에 감았을 때 길이 3mm 이상의 크랙(crack)이 발생하지 않는 정도의 유연성을 갖는 상태를 의미하며, 따라서 본 발명의 플렉시블 플라스틱 필름은 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 디스플레이의 커버 필름 등으로 적용 가능하다.
발명의 일 구현예에 따르면, 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 형성되고, 바인더 수지와 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층;을 포함하며, 상기 하드 코팅층에는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성되고, 상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자는 서로 상이한 성분이고, 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1인, 광학 적층체가 제공될 수 있다.
본 발명자들은 보다 얇은 두께를 갖는 디스플레이 장치에 적용 가능한 광학 적층체, 커버 윈도우 또는 소자 기판에 관한 연구를 진행하여, 소정의 기재 상에 형성된 하드 코팅층에 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성되게 하고, 이때 서로 상이한 성분을 갖는 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1이면, 유연성 및 고경도의 물성 밸런스를 동시에 만족하도록 구현하면서 고경도를 나타내며, 특히 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 의해서도 필름의 손상이 거의 없어 벤더블, 플렉시블, 롤러블, 또는 폴더블 모바일 기기, 또는 디스플레이 기기 등에 용이하게 적용할 수 있다는 점을 실험을 통해서 확인하고 발명을 완성하였다.
상기 광학 적층체는 강화 유리 등을 대체할 수 있는 물성을 가질 수 있기 때문에, 외부에서 가해지는 압력이나 힘에 의하여 깨어지지 않을 뿐만 아니라 충분히 휘어지고 접힐 수 있는 정도의 특성을 가질 수 있다.
상기 광학 적층체의 굽힘 내구성 및 표면 경도 등의 물성은 상기 기재 상에 형성되는 하드 코팅층의 최적화에 의해 구현할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 광학 적층체의 특성은 상술한 도메인의 형성에 따른 것일 수 있다.
상기 하드 코팅층에 형성되는 상술한 도메인은 상대적으로 작은 평균반경을 갖는 제1무기 입자들이 상대적으로 큰 평균반경을 갖는 제2무기 입자들로 둘러 쌓여 내부에 위치하는 고 밀도의 팩킹 구조를 갖는데, 이에 따라 단일 입자만이 분포하는 경우와 대비하였을 때 외력에 의한 변형 및 손상이 상대적으로 적은 특징을 가질 수 있다. 이러한 이유에서, 상기 하드 코팅층이 보다 높은 표면 경도를 가질 수 있으며, 이와 함께 상기 하드 코팅층을 포함한 상기 일 구현예의 광학 적층체가 유연성 및 고경도의 물성 밸런스를 동시에 만족하도록 하고 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 의해서도 내부 구조에 발생하는 손상을 방지할 수 있다.
상기 "10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인"은 상기 하드 코팅층의 형성 과정에서 상기 바인더 수지와 상기 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자의 혼합 과정을 조정하거나, 상기 성분들의 함량을 조절하거나, 특히 상기 하드 코팅층의 형성 과정의 건조 속도 등을 조절함으로서 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 하드 코팅층의 두께가 크게 한정되는 것은 아니지만, 상기 "10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인"가 보다 원활하게 형성되게 하기 위해서는, 상기 하드 코팅층은 일정 수준 이상의 두께를 갖도록 도포되고 건조되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 하드 코팅층은 25 ㎛ 이상의 두께, 또는 30 ㎛ 내지 100 ㎛를 가질 수 있으며, 상기 하드 코팅층이 이러한 두께를 가짐에 따라서 상기 하드 코팅층에는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성될 수 있다. 상기 하드 코팅층의 두께가 얇은 경우, 예를 들어 20 ㎛ 이하인 경우에는 건조 조건에 따라서, 상기 하드 코팅층을 형성하는 코팅액이 상대적으로 짧은 시간 안에 건조되어 코팅층이 점도가 빠르게 증가하고 상술한 도메인이 형성되지 않을 수 있다.
상기 "10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인"의 형성 여부는 SEM(주사전자현미경) 등의 장치를 활용하여 확인할 수 있으며, 소각 엑스선 산란분석 등을 통하여 상기 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들 간의 거리를 측정함으로서 상기 도메인의 형성 여부를 간접적으로 확인할 수 있다.
예를 들어, 상기 하드 코팅층에 포함되는 무기 입자가 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 제1무기 입자와 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 제2무기입자를 포함하고, 상기 하드 코팅층에는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성됨에 따라서, 상기 도메인에서 중심에 위치하는 제1무기입자들을 두고 대향하게 위치하는 2개의 제2무기입자들의 중심간의 거리(Rd)가 60 ㎚ 내지 100 ㎚일 수 있다.
상기 무기 입자의 도메인 중 개의 제2무기입자들의 중심간의 거리(Rd)는 방사광 가속기의 소각 엑스선 산란분석을 통해서 측정 및 계산할 수 있으며, 예를 들어 (포항) 방사광 가속기 연구소 (Pohang Light Source)의 u-SAXS beam-line 9A를 이용하고, 측정한 데이터 set을 NIST SANS data reduction package에 의해 merging하고, NIST SANS package에 포함되어 있는 model function을 사용하여 데이터 분석(결과 최적화(fitting))을 할 수 있다.
상기 하드 코팅층에서 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1일 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 하드 코팅층에 제1무기 입자 및 제2무기 입자를 통하여 정의되는 도메인이 형성됨에 따라서, 유연성이나 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 대한 내구성 등을 확보가 가능한데, 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1를 벗어나는 경우에는 도메인을 형성하기 위한 상기 2종의 무기 입자의 상대적인 양이 충분하지 않으므로 도메인이 형성되지 않을 수 있고, 이에 따라 상기 하드 코팅층의 표면 경도가 크게 낮아질 수 있다. 구체적으로, 상기 하드 코팅층에서 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1를 벗어나는 경우, 예를 들어 0.5:9.5의 중량비 또는 9.5:0.5의 중량비로 제1무기 입자: 제2무기 입자가 존재하는 경우 상기 하드 코팅층은 750g의 하중에서 3H 이하의 연필 경도를 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 하드 코팅등은 바인더 수지와 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자를 포함하며, 상기 2종류 이상의 무기 입자는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 제1무기 입자와 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 제2무기입자를 포함할 수 있다. 상기 제1무기입자는 10 내지 15nm, 또는 11 내지 14nm, 또는 12 내지 13nm의 평균반경을 가질 수 있고, 상기 제2무기입자는 20 내지 35nm, 또는 21 내지 30nm, 또는 22 내지 26nm의 평균반경을 가질 수 있다.
상기 하드 코팅층에 포함되는 무기 입자가 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 제1무기 입자와 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 제2무기입자를 포함함에 따라서, 상기 하드 코팅층에는 상술한 도메인이 보다 용이하게 생성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 제1무기 입자: 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 제2무기입자의 평균반경 비율은 1:1.2이상, 또는 1:1.5이상, 또는 1:2이상일 수 있으며, 또한 1:20 이하일 수 있다. 상기 제1무기 입자 대비 제2무기 입자의 평균반경 비율이 너무 작은 경우 상기 2종류의 입자의 크기가 유사해져서 고 밀도의 입자 팩킹(Packing)을 가지는 도메인(Domain)이 형성되지 않을 수 있다. 상기 제1무기 입자 대비 제2무기 입자의 평균반경 비율이 너무 커지는 경우 상술한 도메인의 크기가 증가하여 상기 하드 코팅층의 헤이즈가 크게 높아질 수 있다.
상기 제1무기입자와 제2무기입자 각각의 평균반경은 통상적으로 알려진 방법을 통하여 확인할 수 있으며, 예를 들어 상기 하드 코팅층의 전자 현미경 사진(SEM, TEM 등)에서 확인되는 개별 입자의 반경을 측정하여 계산 및 도출하거나, X-ray 산란 실험을 통해 계산된 무기 입자의 평균 반경일 수 있다.
한편, 상기 제1무기입자는 10 내지 15nm의 평균반경을 가질 수 있으며, 이때 상기 제1무기입자에 포함되는 개별 무기 입자 중 도메인을 형성 할 수 있는 개별 무기입자의 반경은 상기 평균반경의 ±5nm의 범위이다. 예를 들어 제1무기입자에 포함되며 도메인을 형성하는 개별 무기입자의 반경은 5 내지 20nm의 범위 중에 포함될 수 있다.
또한, 상기 제2무기입자는 20 내지 35nm 의 평균반경을 가질 수 있으며, 이때 상기 제2무기입자에 포함되는 개별 무기 입자 중 도메인을 형성 할 수 있는 개별 무기입자의 반경은 상기 평균반경의 ±5nm의 범위이다. 예를 들어 제2무기입자에 포함되며 도메인을 형성하는 개별 무기입자의 반경은 15 내지 40 nm의 범위 중에 포함될 수 있다.
상기 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자는 예를 들어 실리카, 알루미늄, 티타늄, 징크 등의 금속 원자, 또는 이의 산화물, 질화물 등일 수 있으며, 각각 독립적으로 실리카 미립자, 알루미늄 옥사이드 입자, 티타늄 옥사이드 입자, 또는 징크 옥사이드 입자 등을 사용할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 도메인을 형성하는 상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자는 서로 상이한 성분일 수 있다. 상기 도메인을 형성하는 제1,2무기입자가 서로 상이한 성분인 경우, 입자간의 상용성이 보다 높아져서 상기 하드코트층 전체 영역에서 상시 Domain이 균일하게 분산하여 형성될 수 있다.
상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자는 서로 상이한 성분임에 따라서, 상기 제1무기입자 및 상기 제2무기입자는 서로 상이한 금속 입자일 수 있거나 또는 서로 상이한 금속을 포함한 산화물, 탄화물(예를들면 ZrC), 수산화물 (예를들면Fe(OH)3, Mg(OH)2, Ni(OH)2), 과산화수산화물(예를들면 FeOOH), 또는 질화물일 수 있다.
상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자의 보다 구체적인 예로, 제1무기 입자는 실리카일 수 있으며, 상기 제2무기 입자는 지르코니아 또는 티타니아일 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 하드 코팅층은 750g의 하중에서 5H 이상, 또는 6H 이상, 또는 7H 이상 의 연필 경도를 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 통상적으로 얇은 두께를 갖는 필름 또는 광학 적층체에서는 유연성이 확보가 가능하지만 높은 표면 강도화를 확보하면서 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 대한 내구성이 확보가 쉽지 않다.
이에 반해서, 상기 구현예의 광학 적층체에 포함되는 하드 코팅층은 상술한 표면 경도를 가질 수 있으며, 이와 함께 상기 광학 적층체의 중간에 5 mm의 간격을 두고 상기 광학 적층체의 양 쪽을 바닥면에 대하여 90도로 접었다 폈다를 상온에서 10만회 반복하였을 때 크랙이 발생하지 않는 특성을 가질 수 있다.
한편, 상기 하드 코팅층에 도메인이 형성되는 범위 내에서 상이한 2종류 이상의 무기 입자의 함량은 크게 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 상기 하드 코팅층은 상기 바인더 수지 100중량 대비 상기 제1무기 입자 및 제2무기입자 총합 20 내지 80중량부를 포함할 수 있다.
상기 하드 코팅층에 포함되는 상이한 2종류 이상의 무기 입자의 함량이 너무 작은 경우 상기 도메인 형성이 어렵거나 또는 상기 하드 코팅층의 경도가 낮아질 수 있다. 또한, 상기 하드 코팅층에 포함되는 상이한 2종류 이상의 무기 입자의 함량이 너무 높은 경우 경도는 높아질 수 있으나 상기 광학 적층체의 유연성이 크게 저하되거나 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 대한 내구성 또한 저하될 수 있다.
상기 하드 코팅층은 바인더 수지를 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 광경화성 반응기를 갖는 단량체(들)의 중합체 또는 공중합체 일 수 있으며, 구체적으로 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머, 비닐계 단량체 또는 올리고머 등으로부터 형성된 중합체 또는 공중합체 일 수 있다.
일 예로, 상기 바인더 수지는 3 내지 6 관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있다. 상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머는 단독으로 또는 서로 다른 종류를 조합하여 사용할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머나 비닐계 단량체 또는 올리고머는 중량 평균 분자량(Mw)이 약 200 내지 약 2,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 1,000 g/mol, 또는 약 200 내지 약 500 g/mol의 범위일 수 있다.
상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더는 아크릴레이트 당량(equivalent weight)이 약 50 내지 약 300 g/mol, 또는 약 50 내지 약 200 g/mol, 또는 약 50 내지 약 150 g/mol의 범위일 수 있다.
상기 3 내지 6 관능성 아크릴레이트계 바인더의 중량 평균 분자량 및 아크릴레이트 당량이 각각 상술한 범위 내에 있을 때 보다 최적화된 물성의 코팅층을 형성할 수 있다.
한편, 상기 기재는 광학 필름이나 광학 소자에 적용 가능한 것으로 알려진 다양한 지지 기재를 큰 제한 없이 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 기재는 상기 광학 적층체가 유연성(flexibility) 및 경도(hardness)를 확보할 수 있도록 ASTM D882에 따라 측정하였을 때 약 4GPa 이상의 탄성 모듈러스를 갖고, 두께가 20 내지 300㎛의 범위인 광학용 투명 플라스틱 수지로, 연신필름 또는 비연신 필름 등 지지 기재의 제조방법이나 재료에 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 기재의 조건 중 탄성 모듈러스는 약 4GPa 이상, 또는 약 5GPa 이상, 또는 약 5.5GPa, 또는 약 6GPa 이상이 될 수 있으며, 상한값으로는 약 9GPa 이하, 또는 약 8GPa 이하, 또는 약 7GPa 이하가 될 수 있다. 상기 탄성 모듈러스가 4GPa 미만이면, 충분한 경도를 달성하지 못할 수 있고 9GPa를 초과하여 너무 높으면, 유연성있는 필름을 형성하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 지지 기재의 두께는 약 20㎛ 이상, 또는 약 25㎛ 이상, 또는 약 30㎛ 이상이 될 수 있으며, 그 상한값으로는 약 300㎛ 이하, 또는 약 200㎛ 이하, 또는 약 150㎛ 이하, 또는 약 100㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 기재의 두께가 20㎛ 미만이면, 코팅층 형성 공정시 파단이 되거나, 컬(curl)이 발생할 우려가 있으며, 고경도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면 두께가 300㎛를 초과하면, 유연성이 떨어져 플렉시블 필름의 형성이 어려울 수 있다.
상기 기재로는 상술한 탄성 모듈러스와 두꼐 범위를 만족하는 것으로, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리이미드아미드(polyimideamide), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephtalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon, PEEK), 사이클릭 올레핀 중합체(cyclic olefin polymer, COP), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 또는 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC) 등을 포함하는 필름일 수 있다. 상기 지지 기재는 단층 또는 필요에 따라 서로 같거나 다른 물질로 이루어진 2개 이상의 기재를 포함하는 다층 구조일 수 있으며 특별히 제한되지는 않는다.
한편, 상기 구현예의 광학 적층체에서, 상술한 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성된 하드 코팅층이 상기 기재의 일면에 형성되고, 상기 기재의 다른 일면에는 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함한 바인더 수지를 함유한 제2 하드코팅층이 형성될 수 있다.
상술한 하드 코팅층과 더불어 상기 제2하드코팅층을 형성함에 따라서, 상기 광학 적층체의 유연성 및 고경도의 물성 밸런스가 보다 향상될 수 있으며 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 대한 내구성 및 내덴트성(Dent Resistance) 또한 향상될 수 있다.
상기 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성된 하드 코팅층과 상기 제2하드 코팅층 각각의 두께가 크게 한정되는 것은 아니나, 상기 하드 코팅층과 상기 제2하드 코팅층을 합한 두께가 과도하게 커지는 경우 상기 광학 적층체의 유연성이나 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 대한 내구성 등이 저하될 수 있다. 이에 따라, 상기 하드 코팅층과 상기 제2하드 코팅층 각각은 30 ㎛ 내지 100 ㎛를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 상기 광학 적층체은 상기 기재의 적어도 일면에 상술한 성분들을 포함하는 코팅 조성물을 도포하고 광경화함으로 제공될 수 있다. 상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 솔루션 캐스팅(solution casting)방식 등을 이용할 수 있다.
상기 광학 적층체에서 상기 하드 코팅층 상면 또는 기재 필름과 하드 코팅층 사이에 플라스틱 수지 필름, 점착 필름, 이형 필름, 도전성 필름, 도전층, 액정층, 코팅층, 경화수지층, 비도전성 필름, 금속 메쉬층 또는 패턴화된 금속층과 같은 층, 막, 또는 필름 등을 1개 이상으로 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 기재에 도전성을 갖는 대전방지층을 먼저 형성한 후 그 위에 코팅층을 형성하여 대전 방지(anti-static) 기능을 부여하거나, 코팅층 위에 저굴절율층을 도입하여 저반사(low reflection) 기능을 구현할 수도 있다.
또한, 상기 층, 막, 또는 필름 등은 단일층, 이중층 또는 적층형의 어떠한 형태라도 될 수 있다. 상기 층, 막, 또는 필름 등은 독립된(freestanding) 필름을 접착제 또는 점착성 필름 등을 사용하여 라미네이션(lamination)하거나, 코팅, 증착, 스퍼터링 등의 방법으로 상기 코팅층 상에 적층시킬 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 하드 코팅층은 상기 바인더 수지, 무기 미립자 등 외에도, 광개시제, 유기 용매, 계면활성제, UV 흡수제, UV 안정제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제, 색상값 개선을 위한 염료 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 성분을 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 상기 하드 코팅층의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 상기 하드 코팅층 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 30 중량부로 포함될 수 있다.
상기 계면활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 이때 상기 계면활성제는 상기 하드 코팅층 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다.
또한, 상기 첨가제로 UV 흡수제, 또는 UV 안정제를 포함할 수 있으며, 상기 UV 흡수제로는 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 또는 트리아진계 화합물 등을 들 수 있고, 상기 UV 안정제로는 테트라메틸 피페리딘(tetramethyl piperidine) 등을 들 수 있다.
상기 광개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 구현예의 광학 적층체는 광투과율이 88.0% 이상, 또는 90.0% 이상이고, 헤이즈가 1.5% 이하, 또는 1.0% 이하, 또는 0.5% 이하일 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 일 구현예의 광학 적층체를 포함한 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 편평한 형태뿐 아니라, 커브드(curved), 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 형태의 이동통신 단말기, 스마트폰 또는 태블릿 PC의 터치패널, 및 각종 디스플레이를 모두 포함한다.
상기 디스플레이 장치의 일 예로 플렉서블 발광 소자 디스플레이 장치를 들 수 있다. 상기 발광 소자 디스플레이 장치는 상기 일 구현예의 고분자 필름을 기판, 외부 보호 필름 또는 커버 윈도우로 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 발광 소자 디스플레이 장치는 상기 일 구현예의 고분자 필름을 커버 윈도우로 사용하는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이일 수 있다. 상기 고분자 필름을 커버 윈도우로 사용하는 것을 제외하고는, 통상적인 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 구성 성분으로 알려진 장치부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이는, 고분자 필름을 포함한 커버 윈도우가 빛이나 화면이 나오는 방향의 외각부에 위치할 수 있으며, 전자를 제공하는 음극(cathode), 전자 수송층(Eletron Transport Layer), 발광층(Emission Layer), 정공 수송층(Hole Transport Layer), 정공을 제공하는 양극(anode)이 순차적으로 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이는 정공 주입층(HIL, Hole Injection Layer)와 전자주입층(EIL, Electron Injection Layer)을 더 포함할 수 도 있다.
상기 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 플렉서블 디스플레이의 역할 및 작동을 하기 위해서는, 상기 고분자 필름을 커버 윈도우로 사용하는 것에 더하여, 상기 음극 및 양극의 전극과, 각 구성 성분을 소정의 탄성을 갖는 재료로 사용할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 일 예로, 상기 일 구현예의 광학 적층체를 포함한 감김 가능 디스플레이 장치(rollable display or foldable display)를 들 수 있따.
상기 광학 적층체는 감김 가능한 디스플레이 장치(Rollable Display device)에서 기판, 외부 보호 필름 또는 커버 윈도우로 사용될 수 있다. 상기 고분자 필름은 외부에서 가해지는 압력이나 힘에 의하여 깨어지지 않을 뿐만 아니라 충분히 휘어지고 접힐 수 있는 정도의 탄성 또는 유연성을 가질 수 있다.
상기 감김 가능 디스플레이 장치는 발광 소자 및 상기 발광 소자가 위치하는 모듈과 함께 상기 일 구현예의 고분자 필름을 포함할 수 있으며, 상기 발광 소자 및 모듈 또한 충분히 휘어지고 접힐 수 있는 정도의 탄성 또는 유연성을 가질 수 있다.
상기 감김 가능 디스플레이 장치는 적용 분야 및 구체적인 형태 등에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 커버 플라스틱 윈도우, 터치 패널, 편광판, 배리어 필름, 발광 소자(OLED 소자 등), 투명 기판 등을 포함하는 구조일 수 있다.
본 발명에 따르면, 유연성 및 고경도의 물성 밸런스를 동시에 만족하도록 구현하면서 고경도를 나타내며, 특히 반복적인 굽힘이나 접힘 동작에 의해서도 필름의 손상이 거의 없어 벤더블, 플렉시블, 롤러블, 또는 폴더블 모바일 기기, 또는 디스플레이 기기 등에 용이하게 적용할 수 있는 광학 적층체와 상기 광학 적층체를 포함한 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
상기 광학 적층체는 강화 유리 등을 대체할 수 있는 물성을 가질 수 있기 때문에, 외부에서 가해지는 압력이나 힘에 의하여 깨어지지 않을 뿐만 아니라 충분히 휘어지고 접힐 수 있는 정도의 특성을 가질 수 있으며, 유연성, 굴곡성, 고경도, 내찰상성, 고투명도를 나타내며, 반복적, 지속적인 굽힘이나 장시간 접힘 상태에서도 필름의 손상이 적어 벤더블(bendable), 플렉시블(flexible), 롤러블(rollable), 또는 폴더블(foldable) 모바일 기기, 디스플레이 기기, 각종 계기판의 전면판, 표시부 등에 유용하게 적용할 수 있다.
도1은 일 구현예의 광학 적층체에 포함되는 하드 코팅층에 형성된 도메인의 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.
도2은 2종류의 무기 입자를 사용한 실시예1의 하드 코팅층에 대한 소각 엑스선 산란 측정 결과와 상기 결과를 최적화(fitting)한 결과(검은색선)을 나타낸 것이다.
도3은 1종류의 무기 입자(평균반경 13nm)를 사용한 하드 코팅층에 대한 소각 엑스선 산란 측정 결과와 상기 결과를 최적화(fitting)한 결과(검은색선)을 나타낸 것이다.
도4은 1종류의 무기 입자(평균반경 25nm)를 사용한 하드 코팅층에 대한 소각 엑스선 산란 측정 결과와 상기 결과를 최적화(fitting)한 결과(검은색선)을 나타낸 것이다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
[제조예: 하드 코팅층 형성용 코팅액의 제조]
하기 표1 내지 표3에 기재된 성분을 혼합하여 하드 코팅층 형성용 코팅액을 제조하였다. (하기 표 1 내지 5에서 R은 X-ray 산란 실험을 통해 계산된 무기 입자의 평균 반경을 의미한다)
　(단위: g) 제조예
1		 제조예
2		 제조예
3		 제조예
4		 제조예
5		 제조예
6		 제조예
7
바인더 형성용 단량체 TMPTA 10 10 10 10 10 10 10
PETA 20 20 20 20 20 20 20
DPEPA 20 20 20 20 20 20 20
TPGDA 5 5 5 5 5 5 5
TA-604AU 5 5 5 5 5 5 5
무기
입자 		TiO2(R = 12nm) 20 10 30 4 36 2 38
SiO2(R = 25nm) 20 30 10 36 4 38 2
레벨링제 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
광개시제 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72
유기 용매
(Methyl Ethyl Ketone)		 50 50 50 50 50 50 50
　(단위: g) 제조예 8 제조예 9 제조예 10 제조예 11 제조예 12 제조예 13 제조예 14
바인더 형성용 단량체 TMPTA 10 10 10 10 10 10 10
PETA 20 20 20 20 20 20 20
DPEPA 20 20 20 20 20 20 20
TPGDA 5 5 5 5 5 5 5
TA-604AU 5 5 5 5 5 5 5
무기
입자 		ZrO2(R = 12nm) 20 10 30 4 36 2 38
SiO2(R = 25nm) 20 30 10 36 4 38 2
레벨링제 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
광개시제 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72
유기 용매
(Methyl Ethyl Ketone)		 50 50 50 50 50 50 50
　(단위: g) 제조예 15 제조예 16 제조예 17 제조예 18 제조예 19 제조예 20 제조예 21
바인더 형성용 단량체 TMPTA 10 10 10 10 10 10 10
PETA 20 20 20 20 20 20 20
DPEPA 20 20 20 20 20 20 20
TPGDA 5 5 5 5 5 5 5
TA-604AU 5 5 5 5 5 5 5
무기
입자 		SiO2(R = 13nm) 20 10 30 4 36 2 38
TiO2(R = 24nm) 20 30 10 36 4 38 2
레벨링제 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
광개시제 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72
유기 용매
(Methyl Ethyl Ketone)		 50 50 50 50 50 50 50
　(단위: g) 제조예 22 제조예 23 제조예 24 제조예 25 제조예 26 제조예 27 제조예 28
바인더 형성용 단량체 TMPTA 10 10 10 10 10 10 10
PETA 20 20 20 20 20 20 20
DPEPA 20 20 20 20 20 20 20
TPGDA 5 5 5 5 5 5 5
TA-604AU 5 5 5 5 5 5 5
무기
입자 		ZrO2(R = 12nm) 20 10 30 4 36 2 38
TiO2(R = 24nm) 20 30 10 36 4 38 2
레벨링제 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
광개시제 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72
유기 용매
(Methyl Ethyl Ketone)		 50 50 50 50 50 50 50
　(단위: g) 제조예 29 제조예 30 제조예 31 제조예 32 제조예 33 제조예 34 제조예 35
바인더 형성용 단량체 TMPTA 10 10 10 10 10 10 10
PETA 20 20 20 20 20 20 20
DPEPA 20 20 20 20 20 20 20
TPGDA 5 5 5 5 5 5 5
TA-604AU 5 5 5 5 5 5 5
무기
입자 		TiO2(R = 12nm) 20 10 30 4 36 2 38
ZrO2(R = 24nm) 20 30 10 36 4 38 2
레벨링제 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
광개시제 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72
유기 용매
(Methyl Ethyl Ketone)		 50 50 50 50 50 50 50
　(단위: g) 제조예 36 제조예 37 제조예 38 제조예 39 제조예 40 제조예 41 제조예 42 제조예 43
바인더 형성용 단량체 TMPTA 10 10 10 10 10 10 10 10
PETA 20 20 20 20 20 20 20 10
DPEPA 20 20 20 20 20 20 20 10
TPGDA 5 5 5 5 5 5 5 20
TA-604AU 5 5 5 5 5 5 5 50
무기
입자 		SiO2(R = 13nm) 20 10 30 4 36 2 38
ZrO2(R = 24nm) 20 30 10 36 4 38 2
레벨링제 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.1
광개시제 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 1.21
유기 용매
(Methyl Ethyl Ketone)		 50 50 50 50 50 50 50 30
성분 화학명/제품명 제조사 분자량
(g/mol)		 Acrylate
개수		 Acrylate
당량
TMPTA Trimethylolpropane Triacrylate 　 338 3 113
PETA Pentaerythritol Tetraacryl 　 352 4 88
DPEPA Dipentaerythritol Pentaacrylate 　 525 5 105
TPGDA Tripropyleneglycol Diacrylate 　 300 2 150
TA-604AU 　 일유주식회사 2300 3 767
레벨링제 F477 DIC Corporation
광개시제 Irgacure 127 Ciba Specialty Chamicals
[실시예 및 비교예: 광학 적층체의 제조]
ASTM D882에 따라 측정한 탄성 모듈러스값이 6.0 GPa인 폴리이미드 기재(크기: 20cmｘ30cm, 두께: 35㎛)에 각각 하기 표에 기재된 코팅 조성물을 바 또는 슬롯 코팅방식으로 도포하고, 80도 3분간 Air 분위기 하에서 건조하였다. 290 내지 320nm의 파장의 메탈 할라이드 램프(광량 : 200mJ/cm2)로 광경화하여 광학 적층체를 제조하였다. 상기 광경화는 질소 또는 아르곤 분위기 하에서 진행 되었으며, 광 조사 시간은 30초이다.
<실험예: 광학 적층체의 물성 측정>
실험예1: 무기 입자의 Domain 확인 및 도메인 중 2 개의 제2무기입자들의 중심간의 거리(Rd) 측정
(1) 소각 엑스선 산란법으로 확보한 Intensity vs. wavevector(q) curve를 NIST SANS package에 포함되어 있는 model function을 사용하여 fitting해서 방법을 통해서, 실시예 및 비교예 각각의 광학 적층체의 Hard 1(정면)에 무기 입자의 도메인이 형성되었는지 여부를 확인하고 상기 무기 입자의 도메인 중 2개의 제2무기입자들의 중심간의 거리(Rd)를 구하였다.
도2에 각각 2종류의 무기 입자를 사용한 실시예1의 하드 코팅층에 대한 소각 엑스선 산란 측정 결과와 상기 결과를 최적화(fitting)한 결과(검은색선)를 나타내었으며, 도3 및 도4에 각각 1종류의 무기 입자(평균반경 13nm 및 평균반경 25nm)를 사용한 하드 코팅층에 대한 소각 엑스선 산란 측정 결과와 상기 결과를 최적화(fitting)한 결과(검은색선)을 나타내었다.
1) 장치
방사광 가속기 (포항 연구소) (Pohang Light Source)의 u-SAXS beam-line 9A
<측정 조건>
E = 11.1KeV, 19.9 keV,
ΔE/E = 2*10-4
q range used: 0.0024 ≤ q (Å-1) ≤ 0.5
Sample to detector distance (SDD; 6.5 m (11.1keV), 2.5m (19.9keV))
Pin holes collimated
2D CCD Detector (Rayonix SX165, USA)
2) 측정 방법
-필름 형태의 시료들은 sample holder에 투명 테이프를 이용해서 부착함
-실험에서 획득된 2D 이미지는 빔 스톱 기준으로 원형으로 평균화되어 1D 이미지로 변환됨 (실험 데이터의 intensity 값을 절대 값으로 바꾸지는 않았으므로 단위는 arbitrary unit, a.u.임).
-11.1 KeV 의 에너지에서 6.5 m의 SDD로 측정한 데이터와 19.9keV의 에너지에서 2.5m의 SDD로 측정한 시료당 두 개의 데이터 set을 NIST SANS data reduction package에 의해 merging하고 데이터 분석은 NIST SANS package에 포함되어 있는 model function을 사용하였음.
실험예 2: 연필 경도
실시예 및 비교예 각각의 광학 적층체에서 전면에 형성된 하드 코팅층에 대하여, 연필경도 측정기를 이용하여 측정 표준 JIS K5400-5-4에 따라 750g의 하중, 45도의 각도로 3회 왕복한 후 흠집이 없는 최대 경도를 확인하였다.
상기 물성 측정 결과를 하기 표 8 내지 10에 나타내었다.
　 Hard 1(정면) Hard 2(배면) 정면연필경도　 무기 입자의 Domain형성여부　 Rd　(㎚)
조성 두께(um) 조성 두께(um)
실시예1 제조예 1 40 제조예 43 70 8H ○ 약 70~90
실시예2 제조예 8 40 제조예 43 70 8H ○ 약 79~90
실시예3 제조예 15 40 제조예 43 70 8H ○ 약 60~85
실시예4 제조예 22 40 제조예 43 70 8H ○ 약 60~85
실시예5 제조예 29 40 제조예 43 70 8H ○ 약 70~100
실시예6 제조예 36 40 제조예 43 70 8H ○ 약 70~100
실시예7 제조예 2 40 제조예 43 70 7H ○ 약 60~70
실시예8 제조예 3 40 제조예 43 70 7H ○ 약 65~75
실시예9 제조예 9 40 제조예 43 70 7H ○ 약 60~70
실시예10 제조예 10 40 제조예 43 70 7H ○ 약 65~75
실시예11 제조예 16 40 제조예 43 70 7H ○ 약 65~75
실시예12 제조예 17 40 제조예 43 70 7H ○ 약 70~80
실시예13 제조예 23 40 제조예 43 70 7H ○ 약 65~75
실시예14 제조예 24 40 제조예 43 70 7H ○ 약 70~80
실시예15 제조예 30 40 제조예 43 70 7H ○ 약 80~90
실시예16 제조예 31 40 제조예 43 70 7H ○ 약 90~100
실시예17 제조예 37 40 제조예 43 70 7H ○ 약 80~90
실시예18 제조예 38 40 제조예 43 70 7H ○ 약 90~100
실시예 19 제조예 4 40 제조예 43 70 5H ○ 약 60~65
실시예 20 제조예 5 40 제조예 43 70 5H ○ 약 70~75
실시예 21 제조예 11 40 제조예 43 70 5H ○ 약 60~65
실시예 22 제조예 12 40 제조예 43 70 5H ○ 약 70~75
실시예 23 제조예 18 40 제조예 43 70 5H ○ 약 65~70
실시예 24 제조예 19 40 제조예 43 70 5H ○ 약 75~80
실시예 25 제조예 25 40 제조예 43 70 5H ○ 약 65~70
실시예 26 제조예 26 40 제조예 43 70 5H ○ 약 75~80
실시예 27 제조예 32 40 제조예 43 70 5H ○ 약 80~85
실시예 28 제조예 33 40 제조예 43 70 5H ○ 약 95~100
실시예 29 제조예 39 40 제조예 43 70 5H ○ 약 80~85
실시예 30 제조예 40 40 제조예 43 70 5H ○ 약 95~100
Hard 1(정면) Hard 2(배면) 정면연필경도 무기 입자의 Domain형성여부 Rd(㎚)
조성 두께(um) 조성 두께(um)
비교예1 제조예 1 20 제조예 43 70 2H X -
비교예2 제조예 8 20 제조예 43 70 2H X -
비교예3 제조예 15 20 제조예 43 70 2H X -
비교예4 제조예 22 20 제조예 43 70 2H X -
비교예5 제조예 29 20 제조예 43 70 2H X -
비교예6 제조예 36 20 제조예 43 70 2H X -
비교예7 제조예 2 20 제조예 43 70 2H X -
비교예8 제조예 3 20 제조예 43 70 2H X -
비교예9 제조예 9 20 제조예 43 70 2H X -
비교예10 제조예 10 20 제조예 43 70 2H X -
비교예11 제조예 16 20 제조예 43 70 2H X -
비교예12 제조예 17 20 제조예 43 70 2H X -
비교예13 제조예 23 20 제조예 43 70 2H X -
비교예14 제조예 24 20 제조예 43 70 2H X -
비교예15 제조예 30 20 제조예 43 70 2H X -
비교예16 제조예 31 20 제조예 43 70 2H X -
비교예17 제조예 37 20 제조예 43 70 2H X -
비교예18 제조예 38 20 제조예 43 70 2H X -
비교예19 제조예 4 20 제조예 43 70 2H X -
비교예20 제조예 5 20 제조예 43 70 2H X -
비교예21 제조예 11 20 제조예 43 70 2H X -
비교예22 제조예 12 20 제조예 43 70 2H X -
비교예23 제조예 18 20 제조예 43 70 2H X -
비교예24 제조예 19 20 제조예 43 70 2H X -
비교예25 제조예 25 20 제조예 43 70 2H X -
비교예26 제조예 26 20 제조예 43 70 2H X -
비교예27 제조예 32 20 제조예 43 70 2H X -
비교예28 제조예 33 20 제조예 43 70 2H X -
비교예29 제조예 39 20 제조예 43 70 2H X -
비교예30 제조예 40 20 제조예 43 70 2H X -
Hard 1(정면) Hard 2(배면) 정면연필경도 무기 입자의 Domain형성여부 Rd(㎚)
조성 두께(um) 조성 두께(um)
비교예 31 제조예 6 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 32 제조예 7 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 33 제조예 13 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 34 제조예 14 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 35 제조예 20 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 36 제조예 21 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 37 제조예 27 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 38 제조예 28 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 39 제조예 34 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 40 제조예 35 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 41 제조예 41 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 42 제조예 42 20 제조예 43 70 2H X -
비교예 43 제조예 6 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 44 제조예 7 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 45 제조예 13 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 46 제조예 14 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 47 제조예 20 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 48 제조예 21 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 49 제조예 27 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 50 제조예 28 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 51 제조예 34 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 52 제조예 35 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 53 제조예 41 40 제조예 43 70 3H X -
비교예 54 제조예 42 40 제조예 43 70 3H X -
상기 표 1 내지 6 및 8 내지 10에 나타난 바와 같이, 실시예들의 광학적층체의 전면에 형성된 하드 코팅층에는 "10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인"이 형성되며, 이때 각각 상이한 성분을 갖는 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1인데, 이러한 실시예들의 광학 적층체는 5H 이상의 높은 표면 경도를 갖는다는 점이 확인되며, 이에 따라 유리 수준의 고경도를 나타내면서 충분한 유연성을 가질 수 있다.
이에 반하여, 비교예들의 광학 적층체들은 실시예와 달리 상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1의 범위 밖이거나 무기 입자의 도메인이 형성되지 않는데, 이러한 비교예들의 광학 적층체는 상대적으로 낮은 표면 경도를 갖는다는 점이 확인되었다.

Claims (12)

  1. 기재; 및
    상기 기재의 적어도 일면에 형성되고, 바인더 수지와 상이한 평균반경을 갖는 2종류 이상의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층;을 포함하며,
    상기 하드 코팅층에는 10 내지 15nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제1무기 입자들을 20 내지 35nm의 평균반경을 갖는 2이상의 제2무기입자들이 둘러싸서 형성되는 도메인이 형성되고,
    상기 제1무기입자와 상기 제2무기입자는 서로 상이한 성분이고,
    상기 제1무기 입자: 제2무기 입자의 중량비가 1:9 내지 9:1이고,
    상기 하드 코팅층은 30 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 갖는, 광학 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 750g의 하중에서 5H 이상의 연필 경도를 나타내는, 광학 적층체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도메인에서 중심에 위치하는 제1무기입자들을 두고 대향하게 위치하는 2개의 제2무기입자들의 중심간의 거리(Rd)가 60 ㎚ 내지 100 ㎚인, 광학 적층체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1무기입자 및 상기 제2무기입자는 서로 상이한 금속 입자이거나 서로 상이한 금속을 포함한 산화물, 탄화물, 수산화물, 과산화수산화물 또는 질화물인, 광학 적층체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 상기 바인더 수지 100중량 대비 상기 제1무기 입자 및 제2무기입자 총합 20 내지 80중량부를 포함하는, 광학 적층체.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 3 내지 6 관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함하는, 광학 적층체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기재의 일면에 상기 하드 코팅층이 형성되고,
    상기 기재의 다른 일면에, (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함한 바인더 수지를 함유한 제2 하드코팅층이 형성되는, 광학 적층체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2하드 코팅층은 30 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 갖는, 광학 적층체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 20 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는, 광학 적층체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광학 적층체는 플렉서블 디스플레이 장치의 커버 윈도우 또는 소자 기판으로 사용되는, 광학 적층체.
  12. 제1항의 광학 적층체를 포함한 디스플레이 장치.
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