KR102363956B1 - 플렉서블 디스플레이 장치를 위한 폴리에스테르 보호 필름 - Google Patents

플렉서블 디스플레이 장치를 위한 폴리에스테르 보호 필름 Download PDF

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Abstract

구현예에 따른 보호 필름은, 면내 수직한 두 방향에 대한 상온에서의 모듈러스 차이가 작기 때문에, 잦은 휘어짐이나 폴딩에도 백화 및 크랙이 획기적으로 억제될 수 있다. 이러한 특성으로 인해 상기 보호 필름은 플렉서블 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치를 위한 폴리에스테르 보호 필름{POLYESTER PROTECTIVE FILM FOR FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
이하 구현예들은 플렉서블 디스플레이 장치를 위한 폴리에스테르 보호 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 구현예들은 상온에서 모듈러스가 제어된 보호 필름, 이를 포함하는 적층체 및 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 기술은 IT 기기의 발달에 따른 수요에 힘입어 거듭 발전하고 있고, 커브드(curved) 디스플레이, 벤디드(bended) 디스플레이 등의 기술은 이미 상용화되어 있다. 최근 대화면과 휴대성이 동시에 요구되는 모바일 기기 분야에서, 외력에 따라 유연성 있게 휘어지거나 폴딩(folding)될 수 있는 플렉서블 디스플레이(flexible display) 장치가 선호되고 있다. 특히 폴더블(foldable) 디스플레이 장치는 사용하지 않을 때는 접어서 작게 만들어 휴대성을 높이고, 사용할 때는 넓게 펼쳐서 대화면을 구현할 수 있는 것이 큰 장점이다.
이와 같은 폴더블 디스플레이 장치는, 도 1a 및 1b를 참조하여, 폴딩되는 방향의 안쪽에 화면이 위치하는 인폴딩(in-folding) 타입(1)과, 폴딩되는 방향의 바깥쪽에 화면이 위치하는 아웃폴딩(out-folding) 타입(2)으로 개발되고 있다. 이들 폴더블 디스플레이 장치의 커버 윈도우(cover window)로 적용되는 투명 기재(200)로는, 예를 들어 인폴딩 타입에서는 폴리이미드계 필름, 아웃폴딩 타입에서는 초박형 글래스(UTG)가 주로 사용되고 있다. 또한 상기 투명 기재(200)의 표면에는 충격 완화, 비산 방지, 스크래치 방지 등을 위해 보호 필름(100)이 적용되고 있는데, 최근 폴리에스테르 수지를 이용하여 플렉서블 디스플레이 장치용 보호 필름을 제조하려는 시도가 있다.
한국 공개특허공보 제2017-0109746호
플렉서블 디스플레이 장치에 적용되는 소재에서 유연성 못지 않게 중요한 특성은, 잦은 휘어짐이나 폴딩에도 본래의 특성의 저하가 발생하지 않는 것이다. 일반적인 소재는 완전히 폴딩했다가 펼치면 자국이 생겨 원래의 모습으로 돌아오는 것이 거의 불가능하므로, 플렉서블 디스플레이 장치에 적용되는 소재의 개발에는 이러한 한계를 극복하기 위한 연구가 수반되어야 한다.
구체적으로, 도 1a를 참조하여, 인폴딩 타입(1)의 경우 안쪽으로 작게 폴딩되는 지점(a)에 가해지는 압축 응력으로 인한 변형에 의해, 또한 도 1b를 참조하여, 아웃폴딩 타입(2)의 경우 바깥으로 크게 폴딩되는 지점(b)에 발생하는 인장 응력으로 인한 변형에 의해, 보호 필름(100) 등에 백화나 크랙이 발생하여 특성이 저하되기 쉽다. 이러한 백화 및 크랙은 일반적으로 상온에서 보호 필름의 모듈러스가 낮을 경우 해결될 수 있으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르 수지는 대체로 상온에서 모듈러스가 커서, 플렉서블 디스플레이 장치에 적용할 때 백화 및 크랙이 쉽게 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하고자 본 발명자들이 연구한 결과, 폴리에스테르 필름의 길이 방향과 폭 방향에 대한 상온에서의 모듈러스 차이를 줄임으로써, 잦은 휘어짐이나 폴딩에도 백화 및 크랙을 획기적으로 억제할 수 있음을 발견하였다.
따라서, 이하 구현예들을 통해 상온에서 모듈러스가 제어된 보호 필름, 이를 포함하는 적층체 및 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, 폴리에스테르 수지를 포함하고, 플렉서블 디스플레이 장치의 커버에 적용되며, 백화가 발생할 때까지의 변형율(strain)이 10% 이상이고, 파단이 발생할 때까지의 135°각도의 반복 폴딩 횟수가 10만회 이상이며, 필름의 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향을 정의할 때, 상기 제 1 방향이 필름의 폭 방향(TD)이고, 상기 제 2 방향이 필름의 길이 방향(MD)이며, 상기 폭 방향으로의 연신비(d1)는 2.9 내지 3.7이고, 상기 길이 방향으로의 연신비(d2)는 2.8 내지 3.5이며, 상기 폭 방향으로의 연신비(d1)에 대한 길이 방향으로의 연신비(d2)의 비율(d2/d1)이 0.9 내지 1.0이고, 25℃에서 하기 식 (1)을 만족하는, 보호 필름이 제공된다:
0.7 ≤ m2/m1 ≤ 1.3 (1)
상기 식에서, m1 및 m2는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 보호 필름의 모듈러스이다.
다른 구현예에 따르면, 폴리에스테르 수지를 포함하는 보호 필름; 및 상기 보호 필름 상에 배치된 투명 기재를 포함하고, 필름의 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향을 정의할 때, 25℃에서 하기 식 (1) 내지 (3)을 만족하는, 적층체가 제공된다:
0.7 ≤ m2/m1 ≤ 1.3 (1)
0.5 ≤ m1/m3 ≤ 0.9 (2)
0.4 ≤ m2/m4 ≤ 0.9 (3)
상기 식에서, m1 및 m2는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 보호 필름의 모듈러스이고, m3 및 m4는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 투명 기재의 모듈러스이다.
상기 구현예에 따른 보호 필름은, 면내 수직한 두 방향에 대한 상온에서의 모듈러스 차이가 작기 때문에, 잦은 휘어짐이나 폴딩에도 백화 및 크랙이 획기적으로 억제될 수 있다. 이에 따라, 상기 보호 필름은 상온에서의 모듈러스가 비교적 큰 폴리에스테르 수지를 포함하더라도 백화 및 크랙이 억제될 수 있다. 또한 상기 보호 필름은 그 외 기계적 물성, 열적 특성 및 내구성이 우수하므로, 보호 필름으로서의 충격 완화, 비산 방지 및 스크래치 방지의 역할을 수행할 수 있다.
이러한 특성으로 인해 상기 보호 필름은 플렉서블 디스플레이 장치에 적용될 수 있으며, 인폴딩 타입에서 안쪽으로 작게 폴딩되는 지점에서 발생하는 변형 뿐만 아니라, 아웃폴딩 타입에서 바깥으로 크게 폴딩되는 지점에서 발생하는 변형에 의해서도, 원래의 특성이 저하되지 않을 수 있다.
도 1a 및 1b는 각각 인폴딩(in-folding) 및 아웃폴딩(out-folding) 타입의 플렉서블 디스플레이 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 일 구현예에 따른 다층 보호 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 일 구현예에 따른 적층체의 단면도를 나타낸 것이다.
이하 구현예에서 설명되는 각 필름, 패널, 또는 층 등이 각 필름, 패널, 또는 층 등의 "상(on)" 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 직접(directly) 또는 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성성분의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
[보호 필름]
일 구현예에 따른 보호 필름은, 폴리에스테르 수지를 포함하고, 플렉서블 디스플레이 장치의 커버에 적용되며, 백화가 발생할 때까지의 변형율(strain)이 10% 이상이고, 파단이 발생할 때까지의 135°각도의 반복 폴딩 횟수가 10만회 이상이다. 상기 보호 필름은 필름의 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향을 정의할 때, 상기 제 1 방향이 필름의 폭 방향(TD)이고, 상기 제 2 방향이 필름의 길이 방향(MD)이며, 상기 폭 방향으로의 연신비(d1)는 2.9 내지 3.7이고, 상기 길이 방향으로의 연신비(d2)는 2.8 내지 3.5이며, 상기 폭 방향으로의 연신비(d1)에 대한 길이 방향으로의 연신비(d2)의 비율(d2/d1)이 0.9 내지 1.0이며, 25℃에서 하기 식 (1)을 만족한다.
0.7 ≤ m2/m1 ≤ 1.3 (1)
상기 식에서, m1 및 m2는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 보호 필름의 모듈러스이다.
필름 조성
상기 보호 필름은 폴리에스테르 수지를 포함한다.
상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산과 디올이 중축합된 단일중합체 수지 또는 공중합체 수지일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 단일중합체 수지 또는 공중합체 수지가 혼합된 블렌드 수지일 수 있다.
상기 디카르복실산의 예로는 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐설폰카르복실산, 안트라센디카르복실산, 1,3-사이클로펜탄디카르복실산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 헥사하이드로테레프탈산, 헥사하이드로이소프탈산, 말론산, 디메틸말론산, 석신산, 3,3-디에틸석신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라인산, 세바스산, 수베르산, 도데카디카르복실산 등이 있다.
또한, 상기 디올의 예로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)설폰 등이 있다.
바람직하게는, 상기 폴리에스테르 수지는 결정성이 우수한 방향족 폴리에스테르 수지일 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 주성분으로 할 수 있다.
일례로서, 상기 보호 필름은 폴리에스테르 수지, 구체적으로 PET 수지를 약 85 중량% 이상 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 보호 필름은 PET 수지 이외에 다른 폴리에스테르 수지를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호 필름은 약 15 중량% 이하의 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 보호 필름은 약 0.1 중량% 내지 10 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 5 중량%의 PEN 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 보호 필름은 연신된 필름인 것이 결정성이 높아 기계적 물성이 우수한 점에서 바람직하다. 구체적으로, 상기 보호 필름은 2축으로 연신된 폴리에스테르 필름일 수 있으며, 예를 들어 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD)에 대해 각각 2.0 내지 5.0의 연신비로 연신된 필름일 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 폴리에스테르를 주성분으로 함으로써, 가열, 연신 등을 거치는 제조 과정에서 결정화도가 상승하고, 인장강도 등의 기계적 물성이 향상될 수 있다.
모듈러스
상기 보호 필름은 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향의 모듈러스(m1, m2)가 25℃에서 모두 낮은 수준이다.
특히, 상기 보호 필름은 필름의 상기 m1 및 상기 m2의 차이(｜m1-m2｜)가 25℃에서 적다. 즉 상기 m2/m1 비율이 25℃에서 1에 가까울 수 있다.
이에 따라, 상기 보호 필름은 잦은 휘어짐이나 폴딩에도 백화 현상이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다.
상기 m1 및 상기 m2는 25℃에서 모두 5 GPa 이하, 4.5 GPa 이하, 4 GPa 이하, 3.5 GPa 이하, 또는 3 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 m1 및 상기 m2는 25℃에서 모두 2 GPa 내지 5 GPa, 2.5 GPa 내지 5 GPa, 2 GPa 내지 4.5 GPa, 2 GPa 내지 4.5 GPa, 또는 2 GPa 내지 4 GPa일 수 있다.
또한, 상기 m1 및 상기 m2의 차이(｜m1-m2｜)가 25℃에서 1.0 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 m1 및 상기 m2의 차이(｜m1-m2｜)는 25℃에서 0.7 GPa 이하, 0.5 GPa 이하, 0.3 GPa 이하, 0.2 GPa 이하, 또는 0.1 GPa 이하일 수 있다.
또한, 상기 m2/m1 비율은 25℃에서 0.7 내지 1.3, 0.8 내지 1.2, 또는 0.9 내지 1.1일 수 있다.
일례로서, 상기 제 1 방향이 필름의 폭 방향(TD)이고, 상기 제 2 방향이 필름의 길이 방향(MD)일 수 있다.
이때 상기 m2/m1 비율은 25℃에서 0.7 내지 1.0, 0.8 내지 1.0, 0.9 내지 1.0, 0.7 내지 0.9, 0.7 내지 0.8, 또는 0.8 내지 0.9일 수 있다.
또는, 상기 m2/m1 비율은 25℃에서 1.0 내지 1.3, 1.0 내지 1.2, 1.0 내지 1.1, 1.1 내지 1.3, 1.2 내지 1.3, 또는 1.1 내지 1.2일 수 있다.
이러한 특성으로 인해 상기 보호 필름은 플렉서블 디스플레이 장치, 특히 폴더블 디스플레이 장치의 커버에 적용될 수 있으며, 인폴딩 타입에서 안쪽으로 작게 폴딩되는 지점에서 발생하는 변형 뿐만 아니라, 아웃폴딩 타입에서 바깥으로 크게 폴딩되는 지점에서 발생하는 변형에 의해서도, 특성이 저하되지 않을 수 있다.
또한, 상기 m1 및 상기 m2는 85℃에서 모두 3.5 GPa 이하, 3.0 GPa 이하, 2.5 GPa 이하, 2.0 GPa 이하, 또는 1.5 GPa 이하일 수 있다.
또한, 상기 m1은 25℃ 및 85℃에서 서로 1 GPa 내지 4 GPa의 차이, 2 GPa 내지 4 GPa의 차이, 또는 1 GPa 내지 3 GPa의 차이를 가질 수 있다.
또한, 상기 m2는 25℃ 및 85℃에서 서로 1 GPa 내지 4 GPa의 차이, 2 GPa 내지 4 GPa의 차이, 또는 1 GPa 내지 3 GPa의 차이를 가질 수 있다.
물성
상기 보호 필름의 두께는 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 20 ㎛ 내지 60 ㎛ 또는 40 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있다. 일례로서, 상기 보호 필름은 20 ㎛ 내지 60 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 보호 필름은 백화가 발생할 때까지의 변형율(strain)이 10% 이상, 12% 이상, 15% 이상, 또는 20% 이상일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 잦은 폴딩에 따른 필름의 변형에도 백화 현상이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다. 상기 변형율(strain)은 필름의 최초 치수 대비 변화된 치수의 비율을 의미하며, 이때 변화된 치수는 증가한 치수이거나 또는 감소한 치수일 수 있다.
상기 보호 필름은 파단이 발생할 때까지의 135°각도의 반복 폴딩 횟수가 100회 이상, 1,000회 이상, 1만회 이상, 5만회 이상, 10만회 이상, 15만회 이상 또는 20만회 이상일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 잦은 폴딩에도 파단이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다.
또한, 상기 보호 필름은 투습도가 10 g/㎡ㆍday 내지 100 g/㎡ㆍday, 10 g/㎡ㆍday 내지 50 g/㎡ㆍday 또는 10 g/㎡ㆍday 내지 30 g/㎡ㆍday일 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 380 nm 파장에서 투과율이 10% 이하, 5% 이하, 또는 3% 이하일 수 있다.
일례로서, 상기 보호 필름은 10 g/㎡ㆍday 내지 50 g/㎡ㆍday의 투습도, 및 380 nm 파장에서 5% 이하의 투과율을 가질 수 있다.
상기 보호 필름은 결정화도가 35% 내지 55%일 수 있다. 상기 범위 내일 때 인장강도 등의 기계적 물성이 우수하면서도 과도한 결정화가 방지될 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 표면 경도가 5B 이상, 1H 이상, 2H 이상, 또는 3H 이상일 수 있고, 이는 두께 2~4 ㎛의 하드코팅 처리 시의 표면 경도일 수 있다.
상기 보호 필름은 85℃ 및 24시간 조건에서 상기 제 1 방향의 열수축률(s1)에 대한 상기 제 2 방향의 열수축률(s2)의 비율(s2/s1)이 1 내지 10 일 수 있다. 구체적으로, 상기 열수축률의 비율(s2/s1)은 1.4 내지 9, 1.5 내지 8, 또는 1.6 내지 7일 수 있다.
또한, 상기 s1은 1% 이하, 0.8% 이하, 0.6% 이하, 0.4% 이하, 또는 0.2% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 s1은 0% 내지 1.0%, 0% 내지 0.8%, 0% 내지 0.6%, 0% 내지 0.4%, 또는 0% 내지 0.2%일 수 있다.
또한, 상기 s2는 3% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하, 1.2% 이하, 1% 이하, 0.8% 이하, 또는 0.7% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 s2는 0.2% 내지 3%, 0.3% 내지 2%, 0.4% 내지 1%, 또는 0.5% 내지 0.8%일 수 있다.
상기 보호 필름은 상술한 열수축 특성을 가지므로 보호 필름으로 적용 시에 고온 조건에서 수축에 의한 들뜸이 발생하지 않을 수 있다. 이에 따라 물결무늬, 반짝이 현상, 층간 박리, 크랙(crack) 등을 미연에 방지할 수 있다.
위상차
상기 보호 필름은 면내 위상차(Ro)가 600 nm 이하, 500 nm 이하, 400 nm 이하, 300 nm 이하, 또는 200 nm 이하일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 무지개 얼룩의 발생을 최소한으로 줄일 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 최소 면내 위상차(Romin)가 200 nm 이하 또는 150 nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호 필름의 최소 면내 위상차는 120 nm 이하, 100 nm 이하, 85 nm 이하, 75 nm 이하, 또는 65 nm 이하일 수 있다.
한편 상기 보호 필름의 면내 위상차의 하한값은 0 nm일 수 있고, 또는 광학 특성과 기계적 물성의 균형을 위해 상기 면내 위상차(Ro)의 하한값을 10 nm 이상, 30 nm 이상, 또는 50 nm 이상으로 할 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 두께 방향 위상차(Rth)가 4,000 이상, 5,000 nm 이상 또는 5,500 nm 이상일 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 최대 두께 방향 위상차(Rthmax)가 6,000 nm 이상, 예를 들어, 6,500 nm 이상, 예를 들어, 7,500nm 이상, 예를 들어, 8,000 nm 이상, 예를 들어, 8,500 nm 이상일 수 있다.
상기 두께 방향 위상차는 두께 40 ㎛ 내지 50 ㎛ 기준으로 한 측정값일 수 있다. 상기 범위 내일 때 분자의 배향도가 커서 결정화가 촉진되어 기계적 물성 면에서 바람직하다. 또한 두께 방향 위상차(Rth)가 클수록 면내 위상차(Ro)에 대한 두께 방향 위상차(Rth)의 비(Rth/Ro)가 커지기 때문에 무지개 얼룩을 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 상기 보호 필름에서 무지개 얼룩을 없애기 위한 두께 한계 및 비용을 고려하여, 상기 두께 방향 위상차(Rth)의 상한값을 16,000 nm 이하, 15,000 nm 이하, 또는 14,000 nm 이하로 할 수 있다.
여기서 상기 면내 위상차(in-plane retardation, Ro)는, 필름의 평면 내의 직교하는 2개의 축의 굴절률의 이방성(β＝｜nx-ny｜)과 필름 두께(d)의 곱(βХd)으로 정의되는 파라미터로서, 광학적 등방성 또는 이방성을 나타내는 척도이다. 또한, 상기 최소 면내 위상차(Romin)는 필름의 평면 내의 복수 지점에서 면내 위상차(Ro)를 각각 측정하였을 때, 가장 낮게 측정된 값을 의미한다.
또한 두께 방향 위상차(thickness direction retardation, Rth)란, 필름 두께 방향의 단면에서 봤을 때의 2개의 복굴절인 β＝｜nx-nz｜) 및 β＝｜ny-nz｜)에 각각 필름 두께(d)를 곱하여 얻어지는 위상차의 평균으로 정의되는 파라미터이다. 또한, 상기 최대 두께 방향 위상차(Rthmax)는 필름의 평면 내의 복수 지점에서 두께 방향 위상차(Rth)를 각각 측정하였을 때, 가장 높게 측정된 값을 의미한다.
일 구현예에 따른 필름 제조 공정에 의하면, 필름의 폭 중심에서 최소 면내 위상차 및 최대 두께 방향 위상차가 나타날 수 있다. 따라서, 필름의 최소 면내 위상차 및 최대 두께 방향 위상차는 필름의 폭 중심에서 측정한 값일 수 있다. 본 명세서에서 '폭 중심'은 폭 방향(TD) 및 길이 방향(MD)으로 연신한 뒤의 필름이 갖는 폭의 중간 지점으로 정의될 수 있다. 상기 필름에는 하나의 폭 중심만이 존재하는 것이 아니고, 측정 지점에 따라 무한대로 설정할 수 있다. 한편, 제조 이후 다양한 형태로 재단된 최종 필름의 폭 중심은, 최초 필름(재단 이전의 필름)의 폭 중심과 일치하지 않을 수 있고, 이러한 경우에는 필름의 폭 중심에서 최소 면내 위상차 및 최대 두께 방향 위상차가 나타나지 않을 수 있다.
또한, 필름을 대화면 용도의 광학 부품에 적용할 때 유효폭 내에서 면내 위상차의 편차(즉 최대값과 최소값의 차이)가 적은 것이 좋다. 여기서 유효폭이란, 폭 중심에서 폭 방향을 따라 양 끝단을 향해 일정 거리 이동한 지점 사이의 거리를 말하며, 예를 들어 폭 중심으로부터 ±1,500 mm, 즉 약 3,000 mm로 정의될 수 있다. 한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제조 이후 다양한 형태로 재단된 최종 필름의 폭 중심은, 최초 필름(재단 이전의 필름)의 폭 중심과 일치하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 유효폭은 필름에서 최소 면내 위상차가 나타나는 지점으로부터 폭 방향을 따라 양 끝단을 향해 일정 거리 이동한 지점 사이의 거리를 말할 수 있다.
상기 보호 필름은 유효폭 내의 면내 위상차의 편차가 적다. 구체적으로, 상기 보호 필름은 폭 방향 변위에 대한 면내 위상차의 변화량(|△Ro|/|△x|)이 0 내지 100 nm/mm일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호 필름의 |△Ro|/|△x| 값은 0 내지 50 nm/mm, 0 내지 35 nm/mm, 0 내지 25 nm/mm, 또는 0 내지 20 nm/mm일 수 있다. 여기서 폭 방향의 변위(△x)는 폭 방향(x축) 상의 일정 지점간의 거리(x2-x1)를 의미하고, 면내 위상차의 변화량(△Ro)은 상기 각 일정 지점에서의 면내 위상차의 차이(Ro2-Ro1)를 의미한다. 상기 범위 내일 때, 필름의 폭이 넓어지더라도 면내 위상차(Ro)가 크게 증가하지 않기 때문에 무지개 얼룩이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 상기 광학 필름은 유효폭 내의 두께 방향 위상차의 편차가 적다. 구체적으로, 상기 광학 필름은 폭 방향의 변위에 대한 두께 방향 위상차의 변화량(|△Rth|/|△x|)이 1,000 nm/3 m 미만, 700 nm/3 m 미만, 또는 500 nm/3 m 미만일 수 있다. 여기서 폭 방향의 변위(△x)는 폭 방향(x축) 상의 일정 지점간의 거리(x2-x1)를 의미하고, 두께 방향 위상차 위상차의 변화량(△Rth)은 상기 각 일정 지점에서의 두께 방향 위상차의 차이(Rth2-Rth1)를 의미한다.
또한, 상기 보호 필름은 면내 위상차(Ro)에 대한 두께 방향 위상차(Rth)의 비(Rth/Ro)가 10 이상, 15 이상 또는 20 이상일 수 있다. 면내 위상차(Ro)는 작을수록, 두께 방향 위상차(Rth)는 클수록 무지개 얼룩이 생기는 것을 방지하는데 유리하므로 양 수치의 비(Rth/Ro)는 크게 유지되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 보호 필름은 최소 면내 위상차(Romin)에 대한 최대 두께 방향 위상차(Rthmax)의 비(Rthmax/Romin)가 30 이상, 40 이상, 50 이상, 또는 60 이상일 수 있다.
[보호 필름의 제조방법]
일 구현예에 따른 보호 필름의 제조방법은 (1) 폴리에스테르 수지를 포함하는 조성물을 압출하여 미연신 필름을 얻는 단계; (2) 상기 미연신 필름을 길이 방향 및 폭 방향으로 연신하는 단계; 및 (3) 상기 연신된 필름을 열고정하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 제조방법에서 보호 필름은 원료 수지를 압출하고 예열, 연신 및 열고정을 거쳐 제조된다.
이때 상기 보호 필름의 원료로 사용되는 폴리에스테르 수지의 조성은 앞서 예시한 바와 같다.
또한 상기 압출은 230℃ 내지 300℃ 또는 250℃ 내지 280℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다.
상기 보호 필름은 연신하기 전 일정 온도에서 예열된다. 상기 예열 온도의 범위는 상기 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg)를 기준으로 Tg+5℃ 내지 Tg+50℃ 범위를 만족하고, 이와 동시에, 70℃ 내지 90℃의 범위를 만족하는 범위로 결정될 수 있다. 상기 범위 내일 때, 상기 보호 필름이 연신되기에 용이한 유연성을 확보함과 동시에, 연신 중에 파단되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 연신은 이축 연신으로 수행되며, 예를 들어 동시 이축연신법 또는 축차 이축연신법을 통해 폭 방향(텐터방향, TD) 및 길이 방향(기계방향, MD)의 2축으로 연신될 수 있다. 바람직하게는 먼저 한 방향으로 연신한 다음 그 방향의 직각 방향으로 연신하는 축차 이축연신법이 수행될 수 있다.
상기 길이 방향 연신비는 2.0 내지 5.0 범위이며, 보다 구체적으로 2.8 내지 3.5 범위일 수 있다. 또한 상기 폭 방향 연신비는 2.0 내지 5.0 범위이며, 보다 구체적으로 2.9 내지 3.7 범위일 수 있다. 바람직하게는 길이 방향 연신비(d1)와 폭 방향 연신비(d2)는 유사하며, 구체적으로 상기 폭 방향의 연신비(d1)에 대한 길이 방향의 연신비(d2)의 비율(d2/d1)이 0.5 내지 1.0, 0.7 내지 1.0, 또는 0.9 내지 1.0일 수 있다.
상기 연신비(d1, d2)는 연신 전의 길이를 1.0으로 했을 때, 연신 후의 길이를 나타내는 비이다.
또한 상기 연신의 속도는 6.5 m/min 내지 8.5 m/min일 수 있으나 특별히 한정되지 않는다.
상기 연신된 시트는 150℃ 내지 250℃, 보다 구체적으로 160℃ 내지 230℃에서 열고정될 수 있다. 상기 열고정은 5초 내지 1분 동안 수행될 수 있고, 보다 구체적으로, 10초 내지 45분 동안 수행될 수 있다.
열고정을 시작한 후에 필름은 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 이완될 수 있으며, 이때의 온도 범위는 150℃ 내지 250℃일 수 있다.
[다층 보호 필름]
도 2를 참조하여, 일 구현예에 따른 다층 보호 필름(10)은, 상기 일 구현예에 따른 보호 필름(100), 및 상기 보호 필름(100) 상에 배치된 코팅층(110)을 포함한다.
상기 다층 보호 필름에서, 상기 보호 필름은, 앞서 설명한 일 구현예에 따른 보호 필름과 실질적으로 동일한 구성 및 특성을 갖는다.
상기 코팅층은 하나 이상일 수 있으며, 경도 향상, 대전 방지, 비산 방지, 굴절률 조절, 표면 보호 등을 위한 기능성 코팅층을 포함할 수 있다.
또한 상기 코팅층은 각각의 기능에 맞는 조성을 가질 수 있으며, 예를 들어 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
상기 보호 필름과 상기 코팅층은 굴절률을 제어함으로써 광학적 간섭에 의한 색감 발현이나 투명성 저하 등을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 보호 필름의 굴절률(r1)에 대한 상기 코팅층의 굴절률(r2)의 비율(r2/r1)이 0.7 내지 1.0, 0.7 내지 0.9, 0.7 내지 0.8, 0.8 내지 1.0, 0.9 내지 1.0, 또는 0.8 내지 0.9일 수 있다.
프라이머 코팅층
일례로서, 상기 코팅층은 프라이머 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 프라이머 코팅층은 상기 보호 필름과 다른 기능성 코팅층 사이의 밀착성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 프라이머층의 두께는 10 nm 내지 200 nm, 50 nm 내지 120 nm, 80 nm 내지 95 nm, 80 nm 내지 90 nm 또는 80 nm 내지 85 nm일 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은 열경화성 수지를 포함하는 코팅 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물은 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은, 원료 수지와 필요에 따라 광중합 개시제 및 기타 첨가제를 용매 중에 혼합 분산시킨 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 용매로는 물이 바람직하게 사용될 수 있고, 그에 따라 상기 프라이머 코팅층용 조성물이 수용액, 수분산액 또는 유화액 등의 수성 도액의 형태로 제조될 수 있다. 또한, 약간의 유기 용매를 사용할 수도 된다.
예를 들어, 상기 프라이머 코팅층용 조성물은, 조성물 내 고형분 함량이 3 중량% 내지 20 중량%, 또는 4 중량% 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.
하드코팅층
다른 예로서, 상기 코팅층은 하드코팅층을 포함할 수 있다. 상기 하드코팅층은 다층 보호 필름의 표면의 경도를 향상시키는 역할을 한다.
상기 하드코팅층의 두께는 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛, 1 ㎛ 내지 10 ㎛, 1 ㎛ 내지 8 ㎛, 1 ㎛ 내지 5 ㎛, 또는 1.5 ㎛ 내지 3.5 ㎛일 수 있다.
일례로서, 상기 하나 이상의 코팅층이 두께 2 ㎛ 내지 4 ㎛의 하드코팅층을 포함하고, 상기 다층 보호 필름이 2H 이상의 표면경도를 가질 수 있다.
상기 하드코팅층은 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지로는 예를 들어 아크릴레이트계 화합물과 같이 하나 또는 둘 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다.
또한, 상기 하드코팅층용 조성물은 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 열경화성 수지의 예로는 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 알키드 수지, 멜라민-요소 공축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다.
[적층체]
도 3을 참조하여, 일 구현예에 따른 적층체(20)는, 폴리에스테르 수지를 포함하는 보호 필름(100), 및 상기 보호 필름(100) 상에 배치된 투명 기재(200)를 포함하고, 필름의 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향을 정의할 때, 25℃에서 하기 식 (1) 내지 (3)을 만족한다:
0.7 ≤ m2/m1 ≤ 1.3 (1)
0.5 ≤ m1/m3 ≤ 0.9 (2)
0.4 ≤ m2/m4 ≤ 0.9 (3)
상기 식에서, m1 및 m2는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 보호 필름의 모듈러스이고, m3 및 m4는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 투명 기재의 모듈러스이다.
보호 필름
상기 적층체에서, 상기 보호 필름은, 앞서 설명한 일 구현예에 따른 보호 필름과 실질적으로 동일한 조성 및 물성을 갖는다.
예를 들어, 상기 보호 필름의 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 모듈러스(m1, m2)는, 앞서 일 구현예에 따른 보호 필름에서 구체적으로 예시한 바와 같은 모듈러스 값과 같을 수 있다.
투명 기재
상기 투명 기재는 디스플레이 장치의 커버 윈도우일 수 있다.
상기 투명 기재는 고분자 필름 또는 글래스 기재일 수 있다. 구체적으로 상기 투명 기재는 폴리이미드계 필름 또는 초박형 글래스(UTG)일 수 있다.
일례로서 상기 투명 기재는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다.
상기 투명 기재는 HB 이상의 표면경도 및 파장 550 nm에서 80% 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 또한 상기 투명 기재는 두께 50 ㎛를 기준으로 황색도가 5 이하이고 헤이즈가 2% 이하일 수 있다.
상기 투명 기재는 백화가 발생할 때까지의 변형율(strain)이 10% 이상, 12% 이상, 15% 이상, 또는 20% 이상일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 잦은 폴딩에 따른 변형에도 백화 현상이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다. 상기 변형율(strain)은 필름의 최초 치수 대비 변화된 치수의 비율을 의미하며, 이때 변화된 치수는 증가한 치수이거나 또는 감소한 치수일 수 있다. 특히 상기 보호 필름 및 상기 투명 기재는 백화가 발생할 때까지의 변형율(strain)이 모두 10% 이상일 수 있다.
상기 투명 기재는 파단이 발생할 때까지의 135°각도의 반복 폴딩 횟수가 100회 이상, 1,000회 이상, 1만회 이상, 5만회 이상, 10만회 이상, 15만회 이상 또는 20만회 이상일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 잦은 폴딩에도 파단이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다.
또한 상기 투명 기재는 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향의 모듈러스(m3, m4)가 25℃에서 모두 낮은 수준이다.
특히, 상기 투명 기재는 상기 m3 및 상기 m4의 차이(｜m3-m4｜)가 25℃에서 적다. 즉, m4/m3 비율이 25℃에서 1에 가까울 수 있다.
이에 따라, 상기 투명 기재는 잦은 휘어짐이나 폴딩에도 백화 및 크랙이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다.
상기 m3 및 상기 m4는 25℃에서 모두 10 GPa 이하, 9.5 GPa 이하, 9 GPa 이하, 8.5 GPa 이하, 또는 8 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 m3 및 상기 m4는 25℃에서 모두 5 GPa 내지 10 GPa, 5 GPa 내지 9.5 GPa, 5 GPa 내지 8.5 GPa, 또는 5 GPa 내지 8 GPa일 수 있다.
또한, 상기 m3 및 상기 m4의 차이(｜m3-m4｜)가 25℃에서 2.0 GPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 m3 및 상기 m4의 차이(｜m3-m4｜)는 25℃에서 1.5 GPa 이하, 1.0 GPa 이하, 0.5 GPa 이하, 0.2 GPa 이하, 또는 0.1 GPa 이하일 수 있다.
또한, 상기 m4/m3 비율은 25℃에서 0.7 내지 1.3, 0.8 내지 1.2, 또는 0.9 내지 1.1일 수 있다.
일례로서, 상기 제 1 방향이 필름의 폭 방향(TD)이고, 상기 제 2 방향이 필름의 길이 방향(MD)일 수 있다.
이때 상기 m4/m3 비율은 25℃에서 0.7 내지 1.0, 0.8 내지 1.0, 0.9 내지 1.0, 0.7 내지 0.9, 0.7 내지 0.8, 또는 0.8 내지 0.9일 수 있다.
또는, 상기 m4/m3 비율은 25℃에서 1.0 내지 1.3, 1.0 내지 1.2, 1.0 내지 1.1, 1.1 내지 1.3, 1.2 내지 1.3, 또는 1.1 내지 1.2일 수 있다.
또한 상기 보호 필름의 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 모듈러스(m1, m2)와 상기 투명 기재의 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 모듈러스(m3, m4)는 상기 식 (2) 및 (3)을 만족한다.
구체적으로, 상기 m1/m3 비율은 0.5 내지 0.9, 0.5 내지 0.8, 0.5 내지 0.7, 0.6 내지 0.9, 0.7 내지 0.9, 또는 0.6 내지 0.8일 수 있다.
또한, 상기 m2/m4 비율은 0.4 내지 0.9, 0.4 내지 0.8, 0.4 내지 0.7, 0.5 내지 0.9, 0.6 내지 0.9, 또는 0.5 내지 0.8일 수 있다.
또한 상기 m1 및 상기 m2가 25℃에서 2.5 Gpa 내지 5 Gpa이고, 상기 m3 및 상기 m4가 25℃에서 5 Gpa 내지 10 Gpa일 수 있다.
이러한 특성으로 인해 상기 적층체는 플렉서블 디스플레이 장치, 특히 폴더블 디스플레이 장치의 커버에 적용될 수 있으며, 인폴딩 타입에서 안쪽으로 작게 폴딩되는 지점에서 발생하는 변형 뿐만 아니라, 아웃폴딩 타입에서 바깥으로 크게 폴딩되는 지점에서 발생하는 변형에 의해서도, 특성이 저하되지 않을 수 있다.
코팅층
도 3을 참조하여, 상기 적층체(20)는 상기 보호 필름(100) 상에 배치된 하나 이상의 코팅층(110)을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅층(110)은 상기 보호 필름(100)과 상기 투명 기재(200) 사이에 배치되거나, 또는 보호 필름(100)의 바깥쪽 면에 배치될 수 있다.
상기 코팅층은 경도 향상, 대전 방지, 비산 방지, 굴절률 조절, 표면 보호 등을 위한 기능성 코팅층일 수 있으며, 이의 구체적인 설명은 앞서와 같다.
[디스플레이 장치]
일 구현예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 일면 상에 배치되는 상기 일 구현예에 따른 보호 필름을 포함한다.
다른 구현예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 일면 상에 배치되는 상기 일 구현예에 따른 적층체를 포함한다.
상기 디스플레이 장치는 플렉서블 디스플레이 장치(flexible display device), 특히 폴더블 디스플레이 장치(foldable display device)일 수 있다.
구체적으로, 상기 폴더블 디스플레이 장치는 폴딩되는 방향에 따라 인폴딩(in-folding) 타입 또는 아웃폴딩(out-folding) 타입일 수 있다.
상기 디스플레이 장치에서, 상기 보호 필름 또는 상기 적층체는, 앞서 설명한 일 구현예에 따른 보호 필름 또는 상기 적층체와 실질적으로 동일한 구성 및 특성을 갖는다.
구체적으로 상기 보호 필름 또는 상기 적층체는 면내 수직한 두 방향에 대한 모듈러스 차이가 작기 때문에, 잦은 폴딩에도 백화 현상이 획기적으로 억제될 수 있다. 또한 상기 보호 필름 또는 상기 적층체는 그 외 기계적 물성, 열적 특성 및 내구성이 우수하므로, 보호 필름으로서의 충격 완화, 비산 방지 및 스크래치 방지의 역할을 수행할 수 있다.
[실시예]
이하 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하나, 이들 범위로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4: 폴리에스테르 필름의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지(SKC사)를 압출기에서 압출하고 캐스팅롤에서 캐스팅하여 미연신 시트(sheet)를 제조하였다. 상기 미연신 시트를 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD)으로 연신하였다. 이후, 연신된 시트를 열고정하고, 어닐링 및 냉각하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 이때, 상기 어닐링 단계에서 온도를 낮추면서 2단으로 이완을 수행하였다.
시험예 1: 모듈러스 측정
필름 샘플의 MD 및 TD의 각 방향에 대해 25℃ 및 85℃에서 각각 모듈러스(Young's modulus)를 측정하여, 그 결과를 하기 표에 나타내었다. 구체적으로, 필름 샘플을 폭 1.5 cm 되도록 잘라 만능시험기(UTM, 5566A, Instron사)에 장착하고, 길이를 늘려가며 그에 따른 응력을 측정하여 모듈러스를 산출하였다.
시험예 2: 폴딩 평가 (MIT folding test)
필름 샘플에 대해서 ASTM D 2176 및 TAPPI T 511에 의거한 MIT 폴딩 테스트(MIT folding test)를 폴딩내구성시험기(folding endurance tester, MIT-DA, Toyoseiki사)에 의해 수행하였다. 구체적으로, 상기 MIT 폴딩 테스트는 135°의 폴딩 각도, 폭 10 mm의 샘플 사이즈, 500 gf의 하중, 0.38R의 곡률반경, 및 175회/분의 폴딩 속도 조건으로 수행되었다. 그 결과를 아래 기준에 따라 분류하여 하기 표에 나타내었다.
- O : 크랙이나 파단이 발생할 때까지의 반복 폴딩 횟수가 20만 회 이상
- X : 크랙이나 파단이 발생할 때까지의 반복 폴딩 횟수가 10만 회 미만.
시험예 3: 백화 평가 (Crack strain test)
필름 샘플에 대해 만능시험기(UTM, 5566A, Instron사)를 이용하여 1%씩 늘려가며 백화가 발생할 때까지의 최소 신장율을 측정하여, 그 결과를 아래 기준에 따라 분류하여 하기 표에 나타내었다.
- O : 신장율 10% 이상에서도 백화가 발생하지 않음.
- X : 신장율 10% 미만에서 백화가 발생함.
구 분 두께
(㎛)		 MD 모듈러스(GPa)
/TD 모듈러스(GPa)
(25℃에서 측정)		 MD 모듈러스(GPa)
/TD 모듈러스(GPa)
(85℃에서 측정)		 폴딩
평가		 백화
평가
실시예 1 40 3.7 / 3.8 1.5 / 1.9 O O
실시예 2 40 3.7 / 4.0 1.5 / 1.6 O O
실시예 3 50 3.8 / 3.9 1.9 / 2.1 O O
실시예 4 30 4.0 / 4.1 1.6 / 1.6 O O
상기 표에서 보듯이, MD 모듈러스와 TD 모듈러스가 바람직한 범위로 조절된 실시예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름은 폴딩 평가와 백화 평가를 모두 통과하여 플렉서블 디스플레이 커버의 보호 필름으로 적합하였다.
실시예 5: 다층 보호 필름의 제조
상기 실시예 1의 절차를 반복하여, 두께 40 ㎛ 및 굴절률 1.64의 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
앞서 폴리에스테르 필름을 제조하는 과정에서, 길이 방향(MD) 연신 후 폭 방향(TD)으로 연신하기 전에, 상기 폴리에스테르 필름 상에 프라이머층을 형성하였다. 이때, 상기 폴리에스테르 필름 상에 열경화성 폴리우레탄계 수지 조성물을 메이어바(Mayer bar)를 이용하여 도포하고 건조하여 두께 85 nm 및 굴절률 1.54의 프라이머층을 형성하였다.
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)를 메틸이소부틸케톤(MIBK) 용매에 30 중량%의 농도로 용해시키고, 광중합개시제(Irg184, BASF사)를 고형분에 대하여 5 중량% 첨가한 하드코팅층 조성물을 제조하였다. 상기 하드코팅층 조성물을 바코터에 의해 건조 후의 막 두께가 5 ㎛가 되도록 프라이머층 상에 코팅하여 도막을 형성하였다. 형성된 도막을 80℃에서 1분간 건조하여 용제를 제거하고 약 300 mJ/㎠의 자외선 조사에 의해 고정시켜, 두께 2.5 ㎛ 및 굴절률 1.50의 하드코팅층을 형성하였다.
실시예 6: 적층체의 제조
실시예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름을 광학투명접착제(OCA 8146-x, 3M사)를 통하여, 폴리이미드 필름(TPI, SKC사)과 합지하여 적층체를 각각 제조하였다. 이때, 폴리이미드 필름의 모듈러스는 약 25℃에서 MD 방향 및 TD 방향으로 각각 약 6.5 GPa이었다.
또한 이와 같이 제조된 적층체들을 앞서와 동일하게 폴딩 평가와 백화 평가를 수행하였고, 그 결과 실시예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름을 포함하는 적층체는 폴딩 평가와 백화 평가를 통과하였다.
1: 인폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치,
2: 아웃폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치,
10: 다층 보호 필름, 20: 적층체,
100: 보호 필름, 110: 코팅층,
200: 투명 기재(커버 윈도우),
300: 플렉서블 디스플레이 장치 몸체,
a, b: 폴딩되는 지점.

Claims (10)

  1. 폴리에스테르 수지를 포함하고,
    플렉서블 디스플레이 장치의 커버에 적용되며,
    백화가 발생할 때까지의 변형율(strain)이 10% 이상이고,
    파단이 발생할 때까지의 135°각도의 반복 폴딩 횟수가 10만회 이상이며,
    필름의 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향을 정의할 때,
    상기 제 1 방향이 필름의 폭 방향(TD)이고, 상기 제 2 방향이 필름의 길이 방향(MD)이며,
    상기 폭 방향으로의 연신비(d1)는 2.9 내지 3.7이고, 상기 길이 방향으로의 연신비(d2)는 2.8 내지 3.5이며,
    상기 폭 방향으로의 연신비(d1)에 대한 길이 방향으로의 연신비(d2)의 비율(d2/d1)이 0.9 내지 1.0이고,
    25℃에서 하기 식 (1)을 만족하며,
    0.7 ≤ m2/m1 ≤ 1.3 (1)
    상기 식에서, m1 및 m2는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 상기 필름의 모듈러스이고,
    상기 m1 및 상기 m2가 85℃에서 모두 2.5 GPa 이하인, 보호필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 m1 및 상기 m2가 25℃에서 모두 4.5 GPa 이하인, 보호 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 m1 및 상기 m2의 차이(｜m1-m2｜)가 25℃에서 1.0 GPa 이하인, 보호 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 m2/m1 비율이 25℃에서 0.8 내지 1.0 인, 보호 필름.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 m1이 25℃ 및 85℃에서 서로 1 GPa 내지 4 GPa의 차이를 갖는, 보호 필름.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 m2가 25℃ 및 85℃에서 서로 1 GPa 내지 4 GPa의 차이를 갖는, 보호 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 필름이 20 ㎛ 내지 60 ㎛의 두께를 갖는, 보호 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 필름이
    85℃ 및 24시간 조건에서 상기 제 1 방향의 열수축률(s1)에 대한 상기 제 2 방향의 열수축률(s2)의 비율(s2/s1)이 1 내지 10인, 보호 필름.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 방향의 열수축률(s1)이 1% 이하이고, 상기 제 2 방향의 열수축률(s2)이 3% 이하인, 보호 필름.
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