KR102381947B1 - 적층 시트 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

일 구현예에 따른 적층 시트는 투명 기재의 양면에 폴리에스테르 필름이 적층된 구조를 가지되, 이 중 적어도 하나에 UV 차단제를 일정량 첨가하고 각 필름의 특성 및 파장별 투과율을 조절하여 UV 내구성 및 유연성이 동시에 향상될 수 있다. 따라서 상기 적층 시트는 플렉서블 디스플레이 장치, 특히 폴더블 디스플레이 장치의 커버에 적용되어 장시간 사용에 따른 UV 광에의 노출 및 반복 폴딩 시에 외관이 저하되거나 변형 또는 장치 결함이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Description

적층 시트 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치{LAMINATE SHEET AND FLEXIBLE DISPLAY APPARATUS COMPRISING SAME}
구현예는 UV 내구성과 유연성이 향상된 적층 시트 및 이를 포함하는 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.
이들 플렉서블 디스플레이 장치는 커버 윈도우로서 투명 폴리이미드 필름 또는 초박형 글래스(UTG)를 주로 사용하나, 투명 폴리이미드는 외부의 스크래치로부터 취약하고 초박형 글래스는 비산 방지 특성이 취약한 문제가 있어서, 이의 표면에 보호 필름이 적용된다. 폴더블 디스플레이 장치에 적용되는 필름은 폴딩된 상태에서 필름에 계속 인장 하중이 가해지는데, 이 상태에서 필름이 변형될 경우 구성층 간의 박리가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 일정 하중을 장시간 지속하였을 경우에도 변형이 쉽게 발생하지 않는 연성 소재, 예를 들어 엘라스토머 계열의 고분자 필름을 보호 필름으로 사용할 수 있다. 그러나 엘라스토머 계열의 고분자는 쉽게 달라붙는 특성으로 인해 공정상 제어가 까다롭고, 겔의 발생으로 무결점의 투명 필름을 제조하기 어려워 커버 윈도우와 이질감이 발생하며, 박형 필름의 제조가 용이하지 않고 외부 눌림 등의 충격으로 인해 쉽게 변형되는 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제2017-0109746호
플렉서블 디스플레이 장치의 커버에 적용되는 보호 필름으로서, 최근 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 고려되고 있으나, 이와 같은 폴리에스테르 필름은 플렉서블 디스플레이 용도에 요구되는 유연성, 즉 탄성 회복 능력에 취약한 문제가 있다. 또한 일반적인 폴리에스테르 필름은 UV 내구성을 갖고 있지 않기 때문에, 이를 디스플레이 장치의 보호 필름으로 사용할 경우 UV 광에 의해 황변이 발생하거나 디스플레이 패널의 성능이 저해될 수 있다.
한편 이와 같은 문제를 해결하기 위해 UV 차단제를 다량 첨가하거나 또는 필름의 유연성을 단순히 높이도록 개질할 경우, 폴리에스테르 필름의 기계적 특성과 외관 특성 또는 공정성이 저해될 수 있다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 투명 기재의 양면에 2장의 폴리에스테르 필름을 적층하고 이들 중 디스플레이 외곽에 배치될 필름에 UV 차단제를 일정량 첨가하고 다른 필름에는 필요에 따라 UV 차단제를 첨가하며 각 필름의 특성 및 파장별 투과율을 조절하여 UV 내구성 및 유연성이 동시에 향상된 적층 시트를 제공할 수 있었다.
따라서, 구현예의 과제는 UV 광에 노출 및 반복 폴딩에도 변형이 억제된 커버용 시트 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
일 구현예에 따르면, 투명 기재; 상기 투명 기재의 일면 상에 배치되는 제 1 폴리에스테르 필름; 및 상기 투명 기재의 타면 상에 배치되는 제 2 폴리에스테르 필름을 포함하고, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 (ⅰ) UV 차단제를 상기 제 1 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 2.0 중량부로 포함하고, (ⅱ) 370 nm 파장의 광에 대해서 2% 내지 5.5%의 전광선 투과율, (ⅲ) 380 nm 파장의 광에 대해서 9.5% 내지 22%의 전광선 투과율, (ⅳ) 390 nm 파장의 광에 대해서 65% 내지 85%의 전광선 투과율, 및 (ⅴ) 550 nm 파장의 광에 대해서 85% 내지 95%의 전광선 투과율을 갖는, 적층 시트가 제공된다.
다른 구현예에 따르면, 플렉서블 디스플레이 패널; 및 상기 플렉서블 디스플레이 패널 상에 배치되는 적층 시트를 포함하고, 상기 적층 시트는 상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 배치되는 제 1 폴리에스테르 필름; 및 상기 투명 기재 아래에 배치되는 제 2 폴리에스테르 필름을 포함하고, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 (ⅰ) UV 차단제를 상기 제 1 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 2.0 중량부로 포함하고, (ⅱ) 370 nm 파장의 광에 대해서 2% 내지 5.5%의 전광선 투과율, (ⅲ) 380 nm 파장의 광에 대해서 9.5% 내지 22%의 전광선 투과율, (ⅳ) 390 nm 파장의 광에 대해서 65% 내지 85%의 전광선 투과율, 및 (ⅴ) 550 nm 파장의 광에 대해서 85% 내지 95%의 전광선 투과율을 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 구현예에 따르면, 투명 기재의 양면에 적층되는 2장의 폴리에스테르 필름 중에 디스플레이 외곽에 배치될 필름에 UV 차단제를 일정량 첨가하고 다른 필름에는 필요에 따라 UV 차단제를 첨가하며 각 필름의 특성 및 파장별 투과율을 조절하여 UV 내구성 및 유연성이 동시에 향상된 적층 시트를 제공할 수 있다. 따라서 상기 적층 시트는 플렉서블 디스플레이 장치, 특히 폴더블 디스플레이 장치의 커버에 적용되어 장시간 사용에 따른 UV 광에의 노출 및 반복 폴딩 시에 외관이 저하되거나 변형 또는 장치 결함이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1a 및 1b는 각각 인폴딩 및 아웃폴딩 타입의 디스플레이 장치의 일례를 나타낸 것이다.
도 2a는 디스플레이 장치에서 커버를 분해한 사시도이다.
도 2b는 디스플레이 장치의 커버의 단면도의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예와 비교예의 광 파장별 투과율의 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 반복 폴딩에 대한 내구성 테스트의 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 폴리에스테르 필름의 인장 테스트의 방법을 나타낸 것이다.
도 6은 폴리에스테르 필름에 가해지는 하중에 따른 인장율의 곡선을 나타낸 것이다.
도 7 및 8은 각각 실시예 및 비교예의 폴리에스테르 필름의 UV 조사 후에 일정한 하중 조건 하에서 시간(s)에 따른 인장율(%)의 곡선을 나타낸 것이다.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 아래에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 아래에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다.
도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
최근 폴더블 디스플레이 장치는, 도 1a 및 1b에서 보듯이 인폴딩 타입(1a) 및 아웃폴딩 타입(1b) 등으로 개발되고 있으며, 이들 디스플레이 장치의 커버(10)에 적용되는 폴리에스테르 필름은 상온에서 모듈러스가 커서 반복적으로 폴딩되는 지점(p1, p2) 부근에 변형이 발생할 수 있다. 또한 일반적인 폴리에스테르 필름은 UV 내구성이 없어서, 도 2a에서 보듯이, 이를 디스플레이 장치의 커버(10)에 적용할 경우 장기간 사용 중에 내부의 디스플레이 패널(20)에 UV 광이 흡수되어 구동에 문제를 일으킬 수 있다.
이하에서 기술되는 구현예는 UV 광에 노출 시에 특정 파장에 대한 투과율 및 인장 하중에 대한 변형률을 일정 범위로 조절하여 UV 내구성 및 유연성이 동시에 향상된 폴리에스테르 필름을 포함하는 적층 시트 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.
적층 시트
도 2a 및 2b에서 보듯이, 디스플레이 장치(1)의 커버(10)는 디스플레이 패널(20) 상에 배치되고, 디스플레이 장치의 커버(10)에서 투명 기재(200)의 양면에 접착층(300)을 통해 보호 필름(100a, 100b)이 각각 적층된다. 이와 같은 디스플레이 장치의 커버(10)로서 투명 기재의 양면에 폴리에스테르 필름이 적층된 시트가 사용될 수 있다.
일 구현예에 따른 적층 시트는 투명 기재; 상기 투명 기재의 일면 상에 배치되는 제 1 폴리에스테르 필름; 및 상기 투명 기재의 타면 상에 배치되는 제 2 폴리에스테르 필름을 포함한다. 상기 적층 시트에서 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 UV 차단제를 포함하고, 상기 제 2 폴리에스테르 필름은 UV 차단제를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
또한 상기 적층 시트는 상기 투명 기재와 상기 제 1 폴리에스테르 필름 사이, 및 상기 투명 기재와 상기 제 2 폴리에스테르 필름 사이에, 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 구현예에 따른 적층 시트는 디스플레이 장치의 커버로서 UV 광으로부터 내부 구성품을 보호하여 변형을 방지하는데 유리하다.
상기 적층 시트는 370 nm 및 380 nm 파장에서 특정 수치 이하의 투과율을 나타내고, 390 nm 등의 가시광 파장에서는 특정 수치 이상의 투과율을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 적층 시트는 370 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 10% 이하, 7% 이하, 5% 이하, 4.5% 이하, 또는 4% 이하일 수 있다. 또한, 상기 적층 시트는 380 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 또는 10% 이하일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 적층 시트는 370 nm 파장의 광에 대해 5% 이하의 전광선 투과율을 가지고, 380 nm 파장의 광에 대해 20% 이하의 전광선 투과율을 가질 수 있다. 또한, 상기 적층 시트는 390 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 또는 65% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 적층 시트는 390 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 50% 내지 90%, 55% 내지 85%, 또는 60% 내지 80%일 수 있다. 또한, 상기 적층 시트는 550 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상일 수 있다. 구체적인 예로서 상기 적층 시트는 390 nm 파장의 광에 대해 55% 이상의 전광선 투과율을 가지고, 550 nm 파장의 광에 대해 85% 이상의 전광선 투과율을 가질 수 있다.
상기 적층 시트는 370 nm 내지 375 nm 파장에서의 전광선 투과율(%)의 변화율이 평균 0.1 %/nm 내지 1 %/nm일 수 있고, 385 nm 내지 390 nm의 파장에서의 전광선 투과율(%)의 변화율이 평균 3 %/nm 내지 10 %/nm일 수 있다.
상기 적층 시트 내의 UV 차단제의 총 함량은, 상기 적층 시트에 포함된 폴리에스테르 수지 총 100 중량부 대비, 0.5 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.9 중량부 이상, 1.1 중량부 이상, 또는 1.3 중량부 이상일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제의 총 함량은, 상기 적층 시트에 포함된 폴리에스테르 수지 총 100 중량부 대비, 2.4 중량부 이하, 2.2 중량부 이하, 2.0 중량부 이하, 1.8 중량부 이하, 또는 1.6 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 상기 제 2 폴리에스테르 필름에 포함되는 UV 차단제의 총 함량이, 상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 상기 제 2 폴리에스테르 필름 내의 폴리에스테르 수지의 합계 100 중량부 대비 0.7 중량부 내지 2.0 중량부일 수 있다.
또한 상기 적층 시트는 UV-B 광을 24시간 조사 후에, 층간 박리가 발생할 때까지의 곡률 반경 1.5 mm 조건의 반복 폴딩 횟수가 100회 이상, 1000회 이상, 1만회 이상, 5만회 이상, 10만회 이상, 15만회 이상 또는 20만회 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 층간 박리가 발생할 때까지의 상기 반복 폴딩 횟수가 20만회 이상일 수 있다. 상기 범위 내일 때, UV 광에 노출되더라도 반복 폴딩에 변형이 발생하지 않아서 플렉서블 디스플레이 장치에 적용이 유리하다.
상기 적층 시트를 디스플레이 장치에 적용 시에, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 전면(외측)에 위치하고 상기 제 2 폴리에스테르 필름은 후면(내측)에 위치할 수 있다. 즉 도 2a 및 2b에서 보듯이, 상기 적층 시트(10)를 디스플레이 장치(1)에 적용 시에 상기 제 2 폴리에스테르 필름(100b)이 디스플레이 패널(20)과 대면하여 적용될 수 있다. 이와 같이 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 전면 보호 필름으로, 상기 제 2 폴리에스테르 필름은 후면 보호 필름으로 사용될 수 있다.
전면 보호 필름은 외부의 자극으로부터 디스플레이 장치를 보호해야 하기 때문에 두께가 클수록 유리하지만, 플렉서블 디스플레이 장치에서 전면 보호 필름은 인장력 또는 압축력이 가장 크게 가해지는 부분이기 때문에 유연성을 위해 모듈러스가 낮은 것이 유리하다. 한편 후면 보호 필름은 외부에서 직접적인 자극이 가해지지 않기 때문에 두께가 얇아도 무방하고, 얇은 두께에서는 모듈러스가 일정 수준 이상이더라도 유연성이 크게 저해되지 않을 수 있다.
이에 따라 상기 적층 시트는 아래 식 (1) 및 (2)를 만족할 수 있다.
1.5 ≤ T1/T2 ... (1) 0.8 ≤ M2/M1 ≤ 1.2 ... (2)
상기 식에서 T1은 상기 제 1 폴리에스테르 필름의 두께이고, T2는 상기 제 2 폴리에스테르 필름의 두께이고, M1은 상기 제 1 폴리에스테르 필름의 폭 방향(TD)에 대한 모듈러스(GPa)이고, M2는 상기 제 2 폴리에스테르 필름의 폭 방향(TD)에 대한 모듈러스(GPa)이다.
상기 T1/T2는 1.5 이상, 2.0 이상, 2.5 이상, 또는 3.0 이상일 수 있고, 예를 들어 1.5 내지 5.0, 또는 2.0 내지 4.0일 수 있다. 일례로서, 상기 T1이 45 ㎛ 내지 80 ㎛이고, 상기 T2가 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 상기 M2/M1은 0.8 이상, 1.0 이상, 1.0 초과, 1.05 이상, 또는 1.1 이상일 수 있고, 또한 1.2 이하, 또는 1.15 이하일 수 있고, 예를 들어 1.05 내지 1.2일 수 있다.
제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름
상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 제 2 폴리에스테르 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 폴리에스테르 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 폴리에스테르 필름은 PET 수지 이외에 다른 폴리에스테르 수지를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 약 15 중량% 이하의 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 약 0.1 중량% 내지 10 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 5 중량%의 PEN 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 조성에 따라 폴리에스테르 필름이 가열, 연신 등을 거치는 제조 과정에서 결정화도가 상승하고, 인장강도 등의 기계적 물성이 향상될 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 필름은 UV 차단제를 포함하고, 상기 제 2 폴리에스테르 필름은 UV 차단제를 포함하거나 포함하지 않는다.
일례로서 상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 상기 제 2 폴리에스테르 필름이 모두 UV 차단제를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제 1 폴리에스테르 필름 또는 상기 제 2 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제의 함량은, 각각의 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비, 0.5 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.9 중량부 이상, 1.1 중량부 이상, 또는 1.3 중량부 이상일 수 있다. 또한, 상기 제 1 폴리에스테르 필름 또는 상기 제 2 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제의 함량은, 각각의 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비, 2.4 중량부 이하, 2.2 중량부 이하, 2.0 중량부 이하, 1.8 중량부 이하, 또는 1.6 중량부 이하일 수 있다.
다른 예로서 상기 제 2 폴리에스테르 필름은 UV 차단제를 포함하지 않거나 미량 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제 2 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제의 함량은, 상기 제 2 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비, 0.5 중량부 미만, 또는 0.1 중량부 미만일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제 1 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제 함량은, 상기 제 1 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 2.0 중량부이다. 또한 상기 제 2 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제 함량은, 상기 제 2 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 미만일 수 있다.
한편, UV 차단제가 충분한 내열성을 갖추지 못할 경우, 폴리에스테르 수지에 혼입되어 고온에서 압출 시에 상당량 분해되어 필름의 UV 차단성에 불리할 수 있다. 이에 따라 상기 UV 차단제는 폴리에스테르 수지의 용융온도에서의 중량 감소율이 일정 수준 이하인 것이 좋다. 예를 들어, 상기 UV 차단제는 열중량분석기(TGA)의 등온 조건으로 280℃의 공기 분위기 하에서 1시간 유지 후에 중량 감소율이 20% 이하, 15% 이하, 또는 10% 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 UV 차단제는 열중량분석기(TGA)의 등온 조건으로 280℃의 공기 분위기 하에서 1시간 유지 후에 중량 감소율이 15% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 중량 감소율은 1% 내지 15%, 5% 내지 15% 또는 10% 내지 15%일 수 있다.
상기 UV 차단제의 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 말론산 에스테르계, 벤조에이트계 및 벤조옥사지논계로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 UV 차단제일 수 있다.
일례로서, 상기 UV 차단제는 벤조옥사지논계 UV 차단제일 수 있으며, 구체적으로 하나 또는 둘 이상의 벤조옥사지논 그룹을 가질 수 있고, 보다 구체적으로 불포화 탄화수소 고리 또는 방향족 고리를 중심으로 연결된 두 개의 벤조옥사지논 그룹을 가질 수 있다.
일례로서 상기 UV 차단제는 아래 화학식 1의 구조를 갖는 1종 이상의 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112020095206558-pat00001
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 또는 알켄일이고, L은 단일 결합이거나, 하나 이상의 불포화 결합을 갖는 탄화수소 사슬, 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리이다.
상기 알킬은 탄소수 1 내지 6의 알킬일 수 있고, 상기 알켄일은 탄소수 2 내지 6의 알켄일일 수 있다. 상기 탄화수소 사슬은 탄소수 2 내지 10일 수 있고, 상기 탄화수소 고리는 탄소수 6 내지 20일 수 있고, 상기 헤테로 고리는 N, S 및 O 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 5원 내지 20원의 고리일 수 있다. 또한 상기 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리는 방향족 고리일 수 있고, 예를 들어 상기 탄화수소 고리는 벤젠 고리일 수 있고, 상기 헤테로 고리는 피리딘 고리일 수 있다.
상기 L은 이와 연결된 두 개의 벤조옥사지논 그룹과 컨쥬게이션 구조를 형성하는 그룹일 수 있다.
상기 UV 차단제를 포함하는 폴리에스테르 필름은, 디스플레이 장치의 커버에 적용되어 UV 광으로부터 내부 구성품을 보호하여 변형을 방지하는데 유리하다.
도 3은 실시예와 비교예의 광 파장별 투과율의 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 3에서 보듯이, 실시예와 비교예는 모두 UV 파장 대역에서 대체로 낮은 투과율을 보이고 있지만, 특정 파장에서의 투과율 면에서 실시예와 비교예의 곡선에 차이가 있음을 알 수 있다.
구체적으로, 실시예의 곡선은 UV 영역의 끝단(예: 370 nm)까지 매우 낮은 투과율을 유지하다가 경계 지점(예: 380 nm)에서부터 투과율이 급격히 증가하여 가시광 영역의 초반(예: 390 nm)에는 이미 상당 수준의 투과율을 나타내고 있다. 반면, 비교예의 곡선은 UV 영역의 끝단(예: 370 nm) 이전에서부터 투과율이 서서히 증가하여 경계 지점(예: 380 nm)에서 이미 일정 수준의 투과율을 나타내고 가시광 영역의 초반(예: 390 nm)까지 완만한 상승 형태를 나타내고 있다. 이와 같이 상기 폴리에스테르 필름은 370 nm 및 380 nm 파장에서 특정 수치 이하의 투과율을 나타내고, 390 nm 등의 가시광 파장에서는 특정 수치 이상의 투과율을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리에스테르 필름은 370 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 10% 이하, 7% 이하, 5.5% 이하, 5% 이하, 4.5% 이하, 또는 4% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름은 370 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 5% 이하일 수 있다. 또한, 상기 상기 폴리에스테르 필름은 380 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 30% 이하, 25% 이하, 22% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 또는 10% 이하일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름은 390 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 또는 65% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 필름은 390 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 50% 내지 90%, 55% 내지 85%, 또는 60% 내지 80%일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 필름은 550 nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 370 nm 파장의 광에 대해서 2% 내지 5.5%의 전광선 투과율, 380 nm 파장의 광에 대해서 9.5% 내지 22%의 전광선 투과율, 390 nm 파장의 광에 대해서 65% 내지 85%의 전광선 투과율, 및 550 nm 파장의 광에 대해서 85% 내지 95%의 전광선 투과율을 갖는다. 상기 범위 내일 때, 상기 제 1 폴리에스테르 필름을 포함하는 적층 시트가 디스플레이 장치의 커버로서 UV 광으로부터 내부 구성품을 보호하여 변형을 방지하는데 유리하다.
또한 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 370 nm 내지 375 nm 파장에서의 전광선 투과율(%)의 변화율이 평균 0.1 %/nm 내지 1 %/nm일 수 있고, 385 nm 내지 390 nm의 파장에서의 전광선 투과율(%)의 변화율이 평균 3 %/nm 내지 10 %/nm일 수 있다.
또한 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 UV 광에 노출된 후에도 인장 하중에 대한 변형률이 일정 범위로 조절된다. 이에 따라 상기 제 1 폴리에스테르 필름을 포함하는 적층 시트는 플렉서블 디스플레이 장치의 커버에 적용되어 외부의 UV 광에 노출되어도 반복 폴딩 시에 원래의 특성을 유지할 수 있다. 상기 UV 광은 예를 들어 UV-B 광일 수 있으며, 상기 UV-B 광의 구체적인 파장 범위는 약 280 nm 내지 315 nm일 수 있다. 구체적으로, 상기 UV-B 광은 피크 파장이 310 nm 내지 315 nm 내에 속하고, 310 nm 파장에서의 조사량(irradiance)이 약 0.66 W/m2(예: 0.6~0.7 W/m2)이고, 250 nm 내지 400 nm 파장 대역에서의 총 조사량이 약 31.62 W/m2(예: 31.6~31.7 W/m2)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은, UV-B 광의 24시간 조사 후에, 면내 제 1 방향에 대해 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 3% 이하일 수 있다. 여기서 상기 N2%의 하중은 상기 필름을 상기 제 1 방향으로 초기 대비 2% 인장시키는 하중이다. 구체적으로, 상기 인장율은 필름의 상기 제 1 방향의 초기 치수 50 mm (인장 하중이 가해하는 지점 간의 초기 거리) 및 이에 수직한 방향의 치수 15 mm로 상온 조건에서 측정될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 (1) 면내 제 1 방향의 초기 치수 50 mm 및 이에 수직한 방향의 치수 15 mm를 갖는 필름을 상기 제 1 방향으로 인장 시에 치수가 초기 치수 대비 1% 증가한 시점의 하중(N2%)을 먼저 측정한 뒤, (2) 상기 필름의 제 1 방향으로 상기 하중(N2%)을 1시간 지속적으로 가했을 때 상기 필름의 초기 치수 대비 증가한 치수의 비율, 즉 최종 인장율이 3% 이하이다.
일례로서, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 3% 이하, 2.7% 이하, 2.5% 이하, 또는 2.3% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이, 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해 각각 1.5% 내지 3%, 2% 내지 3%, 2.3% 내지 3%, 2% 내지 2.7%, 또는 2% 내지 2.5%일 수 있다. 구체적으로, 상기 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이, 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해 각각 2% 내지 3%일 수 있다.
다른 예로서, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 면내 제 1 방향에 대해 N1%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 2% 이하일 수 있다. 여기서 상기 N1%의 하중은 상기 필름을 상기 제 1 방향으로 초기 대비 1% 인장시키는 하중이다. 예를 들어, 상기 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N1%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이, 1.7% 이하, 1.5% 이하, 또는 1.3% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N1%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이, 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해 각각 1.1% 내지 2%, 1.3% 내지 2%, 1.5% 내지 2%, 1.1% 내지 1.7%, 또는 1.1% 내지 1.5%일 수 있다. 상기 인장율은 필름의 상기 제 1 방향의 초기 치수 50 mm 및 이에 수직한 방향의 치수 15 mm로 상온 조건에서 측정되는 것일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 면내 제 1 방향에 대해 N3%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 7% 이하일 수 있다. 여기서 상기 N3%의 하중은 상기 필름을 상기 제 1 방향으로 초기 대비 3% 인장시키는 하중이다. 예를 들어, 상기 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N3%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이, 6.7% 이하, 6.5% 이하, 6.3% 이하, 6% 이하, 또는 5.7% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 필름은 UV-B 광의 24시간 조사 후에 상기 N3%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이, 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해 각각 3% 내지 7%, 5% 내지 7%, 5% 내지 6%, 5.5% 내지 6.5%, 또는 6% 내지 7%일 수 있다. 상기 인장율은 상기 제 1 방향의 초기 치수 50 mm 및 이에 수직한 방향의 치수 15 mm로 상온 조건에서 측정되는 것일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 제 1 폴리에스테르 필름이, UV-B 광의 24시간 조사 후에, 면내 제 1 방향에 대해 N1%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 2% 이하이고, 면내 제 1 방향에 대해 N3%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 7% 이하일 수 있다. 여기서 상기 N1% 및 N3%의 하중은 상기 필름을 상기 제 1 방향으로 초기 대비 각각 1% 및 3% 인장시키는 하중이다.
또한 상기 제 2 폴리에스테르 필름도 앞서 제 1 폴리에스테르 필름과 동일한 인장 특성을 가질 수 있다.
상기 제 1 방향은 필름의 면내 임의의 방향일 수 있고, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 면내 수직한 방향으로 정해질 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 방향은 필름의 길이 방향(MD) 또는 폭 방향(TD)일 수 있고, 상기 제 2 방향은 이에 수직한 폭 방향(TD) 또는 길이 방향(MD)일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 방향이 필름의 길이 방향(MD)이고, 상기 제 2 방향이 필름의 폭 방향(TD)일 수 있다.
도 6은 폴리에스테르 필름에 가해지는 하중(N)에 따른 인장율(%)의 곡선을 나타낸 것이다. 이러한 하중에 따른 인장율 곡선으로부터 상기 N1%, N2% 및 N3%의 하중이 각각 정해질 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름에서 상기 N1%의 하중이 28 N 내지 32 N일 수 있고, 상기 N2%의 하중이 50 N 내지 55 N일 수 있고, 상기 N3%의 하중이 64 N 내지 68 N일 수 있다.
도 7 및 도 8은 각각 실시예 및 비교예의 폴리에스테르 필름의 UV 조사 후에 일정한 하중 조건 하에서 시간(s)에 따른 인장율(%)의 곡선을 나타낸 것이다. 이와 같이 실시예의 폴리에스테르 필름은 상기 N1%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 2% 이하이고, 상기 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 3% 이하이며, 상기 N3%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 7% 이하인 반면, 비교예의 폴리에스테르 필름은 상기 인장 특성 범위를 벗어난다.
상기 N2%의 하중 및 상기 N1%의 하중의 비는 1.6:1 내지 2.1:1 일 수 있다. 구체적으로, 상기 N2%의 하중 및 상기 N1%의 하중의 비는 1.75:1 내지 1.95:1 일 수 있다. 또한 상기 N3%의 하중 및 상기 N2%의 하중의 비는 1.2:1 내지 1.5:1 일 수 있다. 구체적으로, 상기 N3%의 하중 및 상기 N2%의 하중의 비는 1.20:1 내지 1.35:1 일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름은 이축 연신된 것이 유연성 및 탄성 회복 측면에서 바람직하다. 이때 상기 이축에 대한 각각의 연신비 간의 비율은 1:0.5 내지 1:1.5, 1:0.7 내지 1:1.3, 또는 1:0.8 내지 1:1.2일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름은 이축 연신된 것이고, 상기 이축에 대한 각각의 연신비 간의 비율이 1:0.8 내지 1:1.2일 수 있다. 상기 연신비 비율 범위 내일 때, 일정 하중을 장시간 지속하여도 변형이 발생하지 않는 유연성을 갖는데 보다 유리할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름은 면내 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직한 면내 제 2 방향에 대해 이축 연신된 것일 수 있다. 이때 상기 제 1 방향 연신비는 2.0 내지 5.0이며, 구체적으로 2.8 내지 3.5, 또는 3.3 내지 3.5일 수 있다. 또한 상기 제 2 방향 연신비는 2.0 내지 5.0이며, 구체적으로 2.9 내지 3.7, 또는 3.5 내지 3.8일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름은 3.3 내지 3.5의 길이 방향 연신비, 및 3.5 내지 3.8의 폭 방향 연신비로 이축 연신된 것일 수 있다. 또한 상기 제 1 방향 연신비(d1)에 대한 상기 제 2 방향 연신비(d2)의 비율(d2/d1)은 1.2 이하일 수 있고, 예를 들어 1.0 내지 1.2, 1.0 내지 1.1, 1.0 내지 1.15, 또는 1.05 내지 1.1일 수 있다.
상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 상기 제 2 폴리에스테르 필름의 두께는 각각 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 10 ㎛ 내지 300 ㎛, 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 10 ㎛ 내지 80 ㎛, 20 ㎛ 내지 80 ㎛, 30 ㎛ 내지 80 ㎛, 40 ㎛ 내지 60 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 일례로서 상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 상기 제 2 폴리에스테르 필름이 커버의 전면 및 후면 보호 필름으로 각각 적용될 경우, 상기 제 1 폴리에스테르 필름이 20 ㎛ 내지 80 ㎛, 구체적으로 60 ㎛ 내지 80 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 제 2 폴리에스테르 필름이 30 ㎛ 이하, 구체적으로 10 ㎛ 내지 30 ㎛의 두께를 가질 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 투명 폴리이미드 필름 또는 초박막 글래스(UTG)일 수 있다.
일례로서 상기 투명 기재는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 투명 커버는 폴리이미드계 필름일 수 있다.
상기 폴리이미드계 필름은 폴리이미드계 중합체를 포함하고, 상기 폴리이미드계 중합체는 디아민 화합물, 디안하이드라이드 화합물, 및 선택적으로 디카르보닐 화합물을 중합하여 형성된다.
상기 폴리이미드계 중합체는 이미드 반복단위를 포함하는 중합체이다. 또한, 상기 폴리이미드계 중합체는 선택적으로 아마이드 반복단위를 포함할 수 있다. 상기 폴리이미드계 중합체는 디아민 화합물 및 디안하이드라이드 화합물을 포함하는 반응물들이 동시 또는 순차적으로 반응하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리이미드계 중합체는 디아민 화합물 및 디안하이드라이드 화합물이 중합하여 형성된다. 또는, 상기 폴리이미드계 중합체는 디아민 화합물, 디안하이드라이드 화합물 및 디카르보닐 화합물을 중합하여 형성될 수 있다. 이때 상기 폴리이미드계 중합체는 디아민 화합물과 디안하이드라이드 화합물의 중합으로부터 유래하는 이미드(imide) 반복단위와 상기 디아민 화합물과 디카르보닐 화합물의 중합으로부터 유래하는 아마이드(amide) 반복단위를 포함한다.
상기 디아민 화합물은 예를 들어 방향족 구조를 포함하는 방향족 디아민 화합물일 수 있다. 구체적으로 상기 디아민 화합물은 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐(TFDB)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 디안하이드라이드 화합물은 방향족 구조를 포함하는 방향족 디안하이드라이드 화합물 또는 지환족 구조를 포함하는 지환족 디안하이드라이드 화합물일 수 있다. 구체적으로 상기 디안하이드라이드 화합물은 2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드(6FDA)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 디카르보닐 화합물은 방향족 구조를 포함하는 방향족 디카르보닐 화합물일 수 있다. 상기 디카르보닐 화합물은 테레프탈로일클로라이드(TPC), 1,1'-비페닐-4,4'-디카르보닐 디클로라이드(BPDC), 이소프탈로일 클로라이드(IPC) 또는 이의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 디아민 화합물 및 상기 디안하이드라이드 화합물이 중합하여 폴리아믹산을 생성할 수 있다. 이어서, 상기 폴리아믹산은 탈수 반응을 통하여 폴리이미드로 전환될 수 있고, 상기 폴리이미드는 이미드(imide) 반복단위를 포함한다.
예를 들어, 상기 폴리이미드는 하기 화학식 A-1로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화학식 A-1>
Figure 112020095206558-pat00002
상기 화학식 A-1의 n은 예를 들어 1 내지 400의 정수이다.
또한, 상기 디아민 화합물 및 상기 디카르보닐 화합물이 중합하여 화학식 B-1 내지 B-3로 표시되는 아마이드 반복단위를 형성할 수 있다.
<화학식 B-1>
Figure 112020095206558-pat00003
상기 화학식 B-1의 x는 예를 들어 1 내지 400의 정수이다.
<화학식 B-2>
Figure 112020095206558-pat00004
상기 화학식 B-2의 y는 예를 들어 1 내지 400의 정수이다.
<화학식 B-3>
Figure 112020095206558-pat00005
상기 화학식 B-3의 y는 예를 들어 1 내지 400의 정수이다.
상기 투명 기재의 두께는 20 ㎛ 내지 500 ㎛, 30 ㎛ 내지 300 ㎛, 또는 40 ㎛ 내지 100 ㎛일 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.
접착층
상기 적층 시트는 상기 투명 기재와 상기 제 1 폴리에스테르 필름 사이, 및 상기 투명 기재와 상기 제 2 폴리에스테르 필름 사이에, 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층의 두께는 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 3 ㎛ 내지 30 ㎛, 5 ㎛ 내지 20 ㎛, 5 ㎛ 내지 15 ㎛, 7 ㎛ 내지 12 ㎛, 또는 8 ㎛ 내지 12 ㎛일 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층은 5~15 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 바람직한 두께 범위 내일 때, 계면 접착력이 우수하면서 컬 억제에 보다 유리할 수 있다.
상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층은 접착제 수지를 포함하고, 추가로 경화제 및/또는 광개시제를 포함할 수 있다.
상기 접착제 수지는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 UV 광 조사에 의해 경화될 수 있는 수지일 수 있으며, 그에 따라 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층이 UV 경화를 거쳐 제조될 수 있다. 또한 상기 접착제 수지는 UV 광에 의해 황변되지 않고 UV 흡수제의 분산성이 양호한 수지일 수 있다. 예를 들어, 상기 접착제 수지는 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 알키드 수지, 아미노 수지 등을 들 수 있다. 상기 접착제 수지는 단독으로 이용할 수 있으며, 혹은 2종 이상의 공중합체 또는 혼합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도 광학 특성, 내후성, 기재와의 밀착성 등이 우수한 아크릴 수지가 바람직하다. 또한 상기 접착제 수지는 광학 투명 접착제(optical clear adhesive, OCA)일 수 있다.
상기 경화제는 상기 접착제 수지를 경화시킬 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, UV 광에 의해 황변되지 않는 이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제 및 아지리딘 경화제로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 또한, 상기 경화제는 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층 각각의 중량을 기준으로 0.2 내지 0.5 중량%, 0.3 내지 0.5 중량%, 0.3 내지 0.45 중량%, 또는 0.35 내지 0.45 중량%로 포함될 수 있다.
상기 광개시제는 UV 경화에 필요하며, 예를 들어 벤조페논(benzophenone)계, 티옥산톤(thioxanthone)계, α-하이드록시 케톤(α-hydroxy ketone)계, 케톤(ketone)계, 페닐 글리옥실레이트(phenyl glyoxylate)계 및 아크릴 포스파인 옥사이드(acyl phosphine oxide)계로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 상기 광개시제는 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층 각각의 중량을 기준으로 0.1 내지 5.0 중량%로 포함될 수 있다.
코팅층
상기 적층 시트는 상기 폴리에스테르 필름 상에 배치되는 하나 이상의 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 상기 폴리에스테르 필름과 상기 투명 기재 사이에 배치되거나, 또는 보호 필름의 바깥쪽 면에 배치될 수 있다.
상기 코팅층은 경도 향상, 대전 방지, 비산 방지, 굴절률 조절, 표면 보호 등을 위한 기능성 코팅층일 수 있다.
적층 시트의 제조방법
상기 적층 시트는, 폴리에스테르 필름을 제조한 뒤, 접착제를 이용하여 투명 기재의 양면에 적층하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
일 구현예에 따른 적층 시트의 제조 방법은 제 1 폴리에스테르 필름 및 제 2 폴리에스테르 필름을 제조하는 단계; 상기 제 1 폴리에스테르 필름 및 상기 제 2 폴리에스테르 필름의 일면에 접착층을 형성하는 단계; 및 투명 기재의 일면 및 타면에 상기 접착층이 형성된 제 1 폴리에스테르 필름 및 제 2 폴리에스테르 필름을 각각 적층하는 단계를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름은, 수지 조성물을 이용하여 연신비가 조절된 이축 연신 및 특정 온도에서의 열처리를 포함하는 공정으로 제조될 수 있다. 이때 수지 조성물에는 UV 차단제가 첨가될 수 있으며, 이의 첨가량은 앞서 예시한 바와 같이 조절될 수 있다. 특히 상기 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름의 제조방법은, 수지 조성물로 필름을 형성하고 이축 연신 및 열처리하여, 상기 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 3% 이하인 필름을 얻는 단계를 포함한다. 이때 상기 방법에 의해 최종 제조되는 필름이 앞서 설명한 인장 특성을 만족하도록 조성 및 공정 조건을 조절한다. 구체적으로, 최종 필름이 상기 특성을 만족하기 위해서는, 폴리에스테르 수지의 압출 및 캐스팅 온도를 조절하고, 연신 시의 예열 온도, 각 방향별 연신비, 연신온도, 이동 속도 등을 조절하거나, 연신 이후에 열처리 및 이완을 수행하면서 열처리 온도 및 이완율을 조절할 수 있다.
이하 폴리에스테르 필름을 제조하기 위한 각 단계를 보다 구체적으로 설명한다.
먼저 수지 조성물을 용융 및 압출하여 필름으로 캐스팅한다. 상기 압출은 230℃ 내지 300℃, 또는 250℃ 내지 280℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다.
상기 필름은 연신하기 전 일정 온도에서 예열될 수 있다. 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 필름이 연신되기에 용이한 유연성을 확보함과 동시에, 연신 중에 파단되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 연신은 이축 연신으로 수행되며, 예를 들어 동시 이축 연신법 또는 축차 이축 연신법을 통해 길이 방향(즉 기계 방향)(MD) 및 폭 방향(즉 텐터 방향)(TD)의 이축으로 연신될 수 있다. 바람직하게는 먼저 한 방향으로 연신한 다음 그 방향의 직각 방향으로 연신하는 축차 이축 연신법이 수행될 수 있다. 상기 연신의 속도는 6.5 m/min 내지 8.5 m/min일 수 있으나 특별히 한정되지 않는다.
상기 길이 방향 연신비는 2.0 내지 5.0이며, 구체적으로 2.8 내지 3.5, 또는 3.3 내지 3.5일 수 있다. 또한 상기 폭 방향 연신비는 2.0 내지 5.0이며, 구체적으로 2.9 내지 3.7, 또는 3.5 내지 3.8일 수 있다. 상기 바람직한 범위 내일 때 두께를 균일화하는데 보다 유리할 수 있다. 또한, 길이 방향(MD)과 폭 방향(TD)의 밸런스를 맞추기 위하여 굴절률을 측정하면서 각 방향의 굴절률의 차이가 최소가 되도록 각 방향별 연신 시에 걸리는 부하를 조절하는 것이 바람직하다. 또한 상기 길이 방향 연신비(d1)에 대한 폭 방향 연신비(d2)의 비율(d2/d1)은 1.2 이하일 수 있고, 예를 들어 1.0 내지 1.2, 1.0 내지 1.1, 1.0 내지 1.15, 또는 1.05 내지 1.1일 수 있다. 상기 연신비(d1, d2)는 연신 전의 길이를 1.0으로 했을 때, 연신 후의 길이를 나타내는 비이다.
이후 상기 연신된 필름은 열처리하는 단계를 거친다. 상기 열처리는 180℃ 이상의 온도, 구체적으로 195℃ 이상의 온도, 보다 구체적으로 195 ℃ 내지 230℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 열처리는 0.2 분 내지 1 분 동안 수행될 수 있고, 보다 구체적으로, 0.4 분 내지 0.7 분 동안 수행될 수 있다.
또한 상기 열처리를 시작한 후에 필름은 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 이완될 수 있으며, 이때의 온도 범위는 150℃ 내지 250℃일 수 있다. 상기 이완은 1% 내지 10%, 2% 내지 7%, 또는 3% 내지 5%의 이완율로 수행될 수 있다. 또한 상기 이완은 1초 내지 1분, 2초 내지 30초, 또는 3초 내지 10초 동안 수행될 수 있다.
또한, 상기 열처리 이후에 필름을 냉각할 수 있으며, 상기 냉각은 상기 열처리 온도 대비 50℃ 내지 150℃ 더 낮은 온도 조건으로 수행될 수 있다.
이와 같은 방법으로 제조된 제 1 및 제 2 폴리에스테르 필름은 일면에 접착제가 도포된 후, 투명 기재의 양면에 각각 적층될 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치
일 구현예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 앞서 설명한 적층 시트를 커버에 포함한다. 즉 상기 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 디스플레이 패널; 및 상기 플렉서블 디스플레이 패널 상에 배치되는 상기 적층 시트를 포함한다.
상기 플렉서블 디스플레이 장치에 포함되는 적층 시트는, 앞서 설명한 적층 시트와 실질적으로 동일한 구성 및 특성을 갖는다. 구체적으로, 상기 적층 시트는 상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 배치되는 제 1 폴리에스테르 필름; 및 상기 투명 기재 아래에 배치되는 제 2 폴리에스테르 필름을 포함하고, 상기 제 1 폴리에스테르 필름은 (ⅰ) UV 차단제를 상기 제 1 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 2.0 중량부로 포함하고, (ⅱ) 370 nm 파장의 광에 대해서 2% 내지 5.5%의 전광선 투과율, (ⅲ) 380 nm 파장의 광에 대해서 9.5% 내지 22%의 전광선 투과율, (ⅳ) 390 nm 파장의 광에 대해서 65% 내지 85%의 전광선 투과율, 및 (ⅴ) 550 nm 파장의 광에 대해서 85% 내지 95%의 전광선 투과율을 갖는다.
상기 구현예에 따르면, 적층 시트에 구비되는 두 장의 폴리에스테르 필름 중 적어도 하나에 UV 차단제를 첨가하여 장시간 사용에 따른 UV 광에의 노출 시에 외관이 저하되거나 변형 또는 장치 결함이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이 장치는 폴더블 디스플레이(foldable display) 장치일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴더블 디스플레이 장치는 폴딩되는 방향에 따라 인폴딩(in-folding) 타입 또는 아웃폴딩(out-folding) 타입일 수 있다. 도 1a 및 1b를 참조하여, 상기 폴더블 디스플레이 장치는 폴딩되는 방향의 안쪽에 화면이 위치하는 인폴딩 타입(1a)과, 폴딩되는 방향의 바깥쪽에 화면이 위치하는 아웃폴딩 타입(1b)일 수 있다.
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 극복하는 특정을 가질 필요가 있다.
구체적으로, 도 1a를 참조하여, 인폴딩 타입(1a)의 경우 안쪽으로 폴딩되는 지점(p1)에 가해지는 하중으로 인한 변형에 의해, 또한 도 1b를 참조하여, 아웃폴딩 타입(1b)의 경우 바깥으로 폴딩되는 지점(p2)에 발생하는 하중으로 인한 변형에 의해, 커버(10)에 백화나 크랙이 발생하여 특성이 저하되기 쉽다. 이러한 백화 및 크랙은 일반적으로 상온에서 보호 필름의 모듈러스가 낮을 경우 해결될 수 있으나, 종래의 일반적인 폴리에스테르 필름을 구비하는 커버는 대체로 상온에서 모듈러스가 커서, 플렉서블 디스플레이 장치에 적용할 때 백화 및 크랙이 쉽게 발생하는 문제가 있다.
그러나 상기 구현예에 따른 적층 시트는 UV 노출 환경에서도 이에 구비되는 폴리에스테르 필름을 비롯한 구성 층들의 기계적 특성이 특정 범위로 조절되므로 플렉서블 디스플레이의 커버에 요구되는 유연성을 구현할 수 있고, 그 결과 상기 구현예에 따른 적층 시트는 플렉서블 디스플레이 장치의 커버에 적용되어 다수의 반복 폴딩 시에도 원래의 특성을 유지할 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이 장치에서 상기 플렉서블 디스플레이 패널은, 구체적으로 유기발광 디스플레이(OLED) 패널일 수 있다. 도 9는 유기발광 디스플레이 패널(20-2)을 포함하는 유기발광 디스플레이 장치(1')의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 9를 참조하면, 상기 유기발광 디스플레이 장치(1')는 전면 편광판(20-1) 및 유기발광 디스플레이 패널(20-2)을 포함한다. 상기 전면 편광판은 상기 유기발광 디스플레이 패널의 전면 상에 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 전면 편광판은 상기 유기발광 디스플레이 패널에서, 영상이 표시되는 면에 접착될 수 있다. 상기 유기발광 디스플레이 패널은 픽셀 단위의 자체 발광에 의해서, 영상을 표시한다. 상기 유기발광 디스플레이 패널은 유기발광 기판 및 구동기판을 포함한다. 상기 유기발광 기판은 픽셀에 각각 대응되는 복수의 유기발광 유닛들을 포함한다. 상기 유기발광 유닛들은 각각 음극, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층 및 양극을 포함한다. 상기 구동기판은 상기 유기발광 기판에 구동적으로 결합된다. 즉, 상기 구동 기판은 상기 유기발광 기판에 구동 전류 등과 같은 구동 신호를 인가할 수 있도록 결합될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 구동기판은 상기 유기발광 유닛들에 각각 전류를 인가하여, 상기 유기발광 기판을 구동할 수 있다.
이하 보다 구체적인 실시예를 기술하지만, 구현 가능한 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
UV 차단제의 평가예
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지의 공정 온도에서도 가공 효율이 우수한 UV 차단제를 선별하기 위해 열중량분석기(TGA) 평가를 진행하였다. TA Instrument사의 Q500 장비를 이용하여 공기 분위기 하에서 280℃의 등온 조건으로 1시간 유지 후에 중량 감소율이 15%를 넘지 않을 경우 PASS, 그렇지 않을 경우 FAIL로 하여 UV 차단제의 적합성을 판정하였다.
구 분 명칭 TGA 평가결과
UV 차단제 1 Benzophenone-3 FAIL
UV 차단제 2 Phenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-methyl FAIL
UV 차단제 3 2,2'-(1,4-Phenylene)bis(4H-3,1-benzoxazin-4-one) PASS
폴리에스테르 필름의 제조예
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지에 하기 표와 같은 UV 차단제가 하기 표 2와 같이 첨가된 조성물을 280℃에서 압출한 후 T-다이를 통해 필름 형상으로 캐스팅하였다. 캐스팅된 필름을 100℃에서 예열하고, 길이 방향(MD)으로 3.0배 및 폭 방향(TD)으로 3.3배 연신하였다. 이때 연신 온도는 130℃로 하였다. 이후, 연신된 필름을 200℃에서 열고정하고 3% 이완한 뒤 냉각하여, 두께 60 ㎛의 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 또한 비교예로서 UV 차단제를 첨가하지 않고 앞서와 동일한 절차대로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
구 분 PET 수지 조성물
UV 차단제 종류 UV 차단제 함량(중량부)
필름 A1 비교예 1 - -
필름 A2 비교예 2 UV 차단제 1 1.3
필름 B1 실시예 1 UV 차단제 3 1.1
필름 B2 실시예 2 UV 차단제 3 1.6
필름 B3 실시예 3 UV 차단제 3 0.9
필름 B4 실시예 4 UV 차단제 3 0.8
필름 B5 실시예 5 UV 차단제 3 0.8
* UV 차단제 함량: PET 수지 100중량부 당 첨가되는 UV 차단제의 고형분 중량부
전광선 투과율의 실험예
폴리에스테르 필름 샘플에 대해 아래와 같이 전광선 투과율(total transmittance)을 측정하였다.
- 측정 장비: Hunterlab사의 Ultrascan pro Colorimeter
- 측정 절차: ASTM D1003
- 광원: D65/10
- 확산각도(diffusion angle): 8°
그 결과를 하기 표에 나타내었다.
구 분 전광선 투과율 (%)
370 nm 380 nm 390 nm 550 nm
필름 A1 비교예 1 75 81 87.8 93.2
필름 A2 비교예 2 5.8 18.5 72.1 92.9
필름 B1 실시예 1 3.81 11.5 70.7 93.2
필름 B2 실시예 2 3.5 9.7 71.3 92.9
필름 B3 실시예 3 3.9 16.5 68.7 92.9
필름 B4 실시예 4 3.98 19.1 70.9 93.1
필름 B5 실시예 5 3.97 19.6 71.1 93.2
인장율의 실험예
폴리에스테르 필름에 대해 인장율을 측정하였다. 도 5를 참조하여, 폴리에스테르 필름(100) 내에서 15 mm의 간격(w)으로 서로 인접한 직사각형의 시편(101) 4장을 재단하고, 시험 장비(2)의 지그(21)에 시편(101)의 양 단부를 고정하였다. 이후 아래 조건 및 절차에 따라 인장율을 측정하였다.
- 인장 방향의 초기 치수 50 mm
- 인장 방향에 수직한 방향의 치수 15 mm
- 시험 온도: 상온(25℃)
- 시험 장비: Instron사의 UTM 5566A
- 인장 속도: 50 mm/min
- 인장 방향: 폴리에스테르 필름의 길이 방향(MD) 또는 폭 방향(TD)
(1) 초기 인장율별 하중 측정
먼저, 시편을 초기 치수 대비 1%, 2% 또는 3% 인장시키는 각각의 하중을 먼저 측정하였다.
(2) 하중 지속 시의 최종 인장율 측정
이후, 앞서 측정된 각각의 하중이 시편에 일정하게 1시간 동안 가해지도록 유지한 후, 최초 시편 치수 대비 최종 인장율(%)을 측정하였다.
(3) 상기 (1) 및 (2)의 절차를 4개의 시편에 대해 수행하여 평균 값을 취하였다. 그 결과를 하기 표에 정리하였다.
UV 조사 후의 인장율의 실험예
아래 조건으로 UV 조사 후에 인장율을 측정하였다.
(a) UV 조사
- UV 장비: Q-lab사의 QUV Tester
- UV 램프: UVB-313
- UV 조사량: 0.66 W/m2 @310 nm
- UV 총 조사량: 31.62 W/m2 @250~400 nm
- UV 조사 시간: 24시간
(b) UV 조사된 시편에 대해 앞서와 같은 방식으로 인장율을 측정하였다.
그 결과를 하기 표에 정리하였다.
구 분 초기
인장율
(%)		 1시간 후 인장율 (%)
UV-B 조사 전 UV-B 조사 후
MD TD MD TD
필름 A1 비교예 1 1 1.2 1.21 1.67 2.11
2 2.4 2.38 3.1 3.57
3 5.80 5.91 7.13 7.9
필름 A2 비교예 2 1 1.33 1.41 1.71 1.99
2 2.15 2.67 2.81 3.21
3 4.97 5.93 6.37 7.13
필름 B1 실시예 1 1 1.11 1.15 1.17 1.21
2 2.37 2.69 2.38 2.66
3 5.11 6.7 5.36 6.91
필름 B2 실시예 2 1 1.31 1.32 1.31 1.35
2 2.48 2.91 2.49 2.91
3 5.31 6.72 5.33 6.71
필름 B3 실시예 3 1 1.16 1.17 1.23 1.25
2 2.31 2.67 2.47 2.82
3 4.09 5.11 4.66 5.93
필름 B4 실시예 4 1 1.16 1.23 1.19 1.24
2 2.3 2.35 2.53 2.78
3 4.6 5.7 5.21 6.37
필름 B5 실시예 5 1 1.11 1.18 1.21 1.67
2 2.2 2.45 2.57 2.91
3 5.31 6.21 6.27 6.91
적층 시트의 제조예
앞서 폴리에스테르 필름 A1 내지 B5와 동일한 방식으로 제조된 두께 60 ㎛의 필름을 각각 제조하고 제 1 폴리에스테르 필름으로 하였다. 또한 필름 A1과 동일한 방식으로 제조된 UV 차단제를 포함하지 않으면서 두께 15~20 ㎛의 필름을 제조하고 제 2 폴리에스테르 필름으로 하였다. 제 1 폴리에스테르 필름의 일면 및 제 2 폴리에스테르 필름의 일면 상에 각각 광학투명접착제(OCA)를 두께 10 ㎛로 코팅하고, 커버 윈도우의 양면에 적층하였다. 상기 커버 윈도우로는 두께 50 ㎛의 투명 폴리이미드 필름(아래 제조예 참조)을 사용하였다. 그 결과 제 1 폴리에스테르 필름/OCA층/커버 윈도우/OCA층/제 2 폴리에스테르 필름의 구조를 갖는 적층 시트를 얻었다.
구 분 제 1 폴리에스테르 필름 제 2 폴리에스테르 필름
제조방식 UV 차단제
함량		 두께 (㎛) UV 차단제
함량		 두께 (㎛)
시트 A1 비교예 1 필름 A1 0 60 0 20
시트 A2 비교예 2 필름 A2 1.3 60 0 20
시트 B1 실시예 1 필름 B1 1.1 60 0 20
시트 B2 실시예 2 필름 B2 1.6 60 0 15
시트 B3 실시예 3 필름 B3 0.9 60 0 15
시트 B4 실시예 4 필름 B4 0.8 60 0 17
시트 B5 실시예 5 필름 B5 0.8 60 0 17
* UV 차단제 함량: PET 수지 100 중량부 당 첨가되는 UV 차단제의 고형분 중량부
폴리이미드 필름의 제조예
온도조절이 가능한 이중자켓의 1 L용 유리반응기에 20℃의 질소 분위기 하에서 유기 용매인 디메틸아세트아마이드(DMAc) 563.3 g을 채운 후, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노페닐(TFMB)과 4,4'-옥시디아닐린(ODA)를 투입하고 용해시켰다. 이후, 2,2-비스(3,4-디카복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드 (6-FDA)을 서서히 투입하고 2 시간 동안 교반시켰다. 그리고, 이소프탈로일 클로라이드(IPC)를 투입하고 2 시간 교반시키고, 테레프탈로일클로라이드(TPC)를 투입하고 3 시간 교반시켜 중합체 용액을 제조하였다.
수득된 중합체 용액을 유리판에 도포한 후, 80℃의 열풍으로 30분 건조시켰다. 이후, 상기 건조된 겔 시트는 제 1 방향으로 1.01배 연신되면서 핀 프레임에 고정되었고, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 1.03배 연신되면서, 상기 핀 프레임에 고정되었다. 이후, 상기 건조된 겔 시트는 상기 핀 프레임에 고정된 상태에서, 80℃ 내지 300℃ 온도 범위에서 2℃/min의 속도로 승온되는 분위기에서 경화되었다. 이후, 냉각 단계를 거쳐 두께 50 ㎛의 폴리이미드 필름이 수득되었다.
적층 시트의 모듈러스 실험예
앞서 제조된 적층 시트를 구성하는 제 1 폴리에스테르, 커버 윈도우 및 제 2 폴리에스테르 필름을 각각 재단하여 시편을 제조하고 모듈러스, 즉 영률(Young's modulus)을 측정하였다.
- 인장 방향의 초기 치수: 50 mm
- 인장 방향에 수직한 방향의 치수: 15 mm
- 시험 온도: 상온(25℃)
- 시험 장비: Instron사의 UTM 5566A
- 인장 속도: 50 mm/min
- 인장 방향: 길이 방향(MD) 또는 폭 방향(TD)
구 분 모듈러스 (GPa) (25℃)
제 1 폴리에스테르 필름 커버 윈도우 제 2 폴리에스테르 필름
MD TD MD TD MD TD
시트 A1 비교예 1 4.1 4.6 5.6 5.8 3.9 5.1
시트 A2 비교예 2 3.9 4.5 5.8 5.7 4.1 4.6
시트 B1 실시예 1 4.3 4.7 6.3 6.6 3.9 5.2
시트 B2 실시예 2 4.1 4.6 5.9 6.1 4.0 5.1
시트 B3 실시예 3 4.2 4.7 5.7 6.3 4.1 5.2
시트 B4 실시예 4 4.3 4.8 6.9 6.7 3.9 5.2
시트 B5 실시예 5 4.2 4.7 6.7 6.6 4.1 5.3
UV 조사 후 폴딩 특성
앞서 제조한 적층 시트를 디스플레이 패널의 일면 상에 부착하여 디스플레이 모듈을 제조한 뒤, 아래와 같이 UV 조사 이후 도 4에 나타낸 바와 같이 폴딩 내구성 테스트를 수행하였다.
(1) UV 조사
- UV 장비: Q-lab사의 QUV Tester
- UV 램프: UVB-313
- UV 조사량: 0.66 W/m2 @310 nm
- UV 총 조사량: 31.62 W/m2 @250~400 nm
- UV 조사 시간: 24시간
(2) 폴딩 시험
- 시험 장비: Toyoseiki사의 MIT-D0A
- 곡률 반경(R): 1.5 mm
- 폴딩 시험 절차: ASTM D 2176 및 TAPPI T 511에 의거한 MIT 폴딩 테스트
- 기준: 20만회 반복 폴딩 후에 층간 박리, 구동 오류, 백화 현상, 또는 기타 결함이 확인되면 X, 확인되지 않으면 O로 하였다.
그 결과를 하기 표에 정리하였다.
구 분 폴딩 내구성
시트 A1 비교예 1 X
시트 A2 비교예 2 X
시트 B1 실시예 1 O
시트 B2 실시예 2 O
시트 B3 실시예 3 O
시트 B4 실시예 4 O
시트 B5 실시예 5 O
상기 표에서 보듯이, 시트 A1 또는 A2를 포함하는 디스플레이 모듈은 UV 조사 이후 20만회 이상의 반복 폴딩 시에 결함이 발생하였으나, 시트 B1 내지 B5를 포함하는 디스플레이 모듈은 UV 조사 이후 20만회 이상의 반복 폴딩 시에 층간 박리, 구동 오류, 백화 현상 등의 결함이 관찰되지 않아서 UV 내구성 및 유연성이 우수함을 확인할 수 있었다.
1: 플렉서블 디스플레이 장치,
1': 유기발광 디스플레이 장치,
1a: 인폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치,
1b: 아웃폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치,
2: 시험 장비
10: 커버, 11: 시편,
20: 디스플레이 패널,
20-1: 전면 편광판, 20-2: 유기발광 디스플레이 패널,
30: 프레임,
21: 지그, 22: 로드셀,
100: 폴리에스테르 필름, 101: 시편,
100a: 전면 보호 필름, 100b: 후면 보호 필름,
200: 커버 윈도우, 300: 접착층,
A, A': 절단선, p1, p2: 폴딩되는 지점,
R: 곡률, w: 간격.

Claims (11)

  1. 투명 기재;
    상기 투명 기재의 일면 상에 배치되는 제 1 폴리에스테르 필름; 및
    상기 투명 기재의 타면 상에 배치되는 제 2 폴리에스테르 필름을 포함하고,
    상기 제 1 폴리에스테르 필름은
    (ⅰ) UV 차단제를 상기 제 1 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 2.0 중량부로 포함하고,
    (ⅱ) 370 nm 파장의 광에 대해서 2% 내지 5.5%의 전광선 투과율,
    (ⅲ) 380 nm 파장의 광에 대해서 9.5% 내지 22%의 전광선 투과율,
    (ⅳ) 390 nm 파장의 광에 대해서 65% 내지 85%의 전광선 투과율, 및
    (ⅴ) 550 nm 파장의 광에 대해서 85% 내지 95%의 전광선 투과율을 갖고,
    상기 UV 차단제가 아래 화학식 1의 구조를 갖는 1종 이상의 화합물인, 적층 시트:
    [화학식 1]
    Figure 112021150137082-pat00018

    상기 식에서
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 또는 알켄일이고,
    L은 단일 결합이거나, 하나 이상의 불포화 결합을 갖는 탄화수소 사슬, 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 폴리에스테르 필름 내의 UV 차단제의 함량이, 상기 제 2 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 미만인, 적층 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 차단제가 열중량분석기(TGA)의 등온 조건으로 280℃의 공기 분위기 하에서 1시간 유지 후에 중량 감소율이 15% 이하인, 적층 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 시트가 아래 식 (1) 및 (2)를 만족하는, 적층 시트:
    1.5 ≤ T1/T2 ... (1) 0.8 ≤ M2/M1 ≤ 1.2 ... (2)
    상기 식에서
    T1은 상기 제 1 폴리에스테르 필름의 두께이고,
    T2는 상기 제 2 폴리에스테르 필름의 두께이고,
    M1은 상기 제 1 폴리에스테르 필름의 폭방향(TD)에 대한 모듈러스(GPa)이고,
    M2는 상기 제 2 폴리에스테르 필름의 폭방향(TD)에 대한 모듈러스(GPa)이다.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리에스테르 필름이 20 ㎛ 내지 80 ㎛의 두께를 가지고,
    상기 제 2 폴리에스테르 필름이 30 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 적층 시트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리에스테르 필름이,
    UV-B 광의 24시간 조사 후에, 면내 제 1 방향에 대해 N2%의 하중으로 1시간 지속 시의 최종 인장율이 3% 이하인, 적층 시트:
    여기서 상기 N2%의 하중은 상기 필름을 상기 제 1 방향으로 초기 대비 2% 인장시키는 하중이고, 상기 UV-B 광은 피크 파장이 310 nm 내지 315 nm 내에 속하고, 310 nm 파장에서의 조사량(irradiance)이 0.66 W/m2이고, 250 nm 내지 400 nm 파장 대역에서의 총 조사량이 31.62 W/m2이다.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 시트에 UV-B 광을 24시간 조사 후에, 층간 박리가 발생할 때까지의 곡률 반경 1.5 mm 조건의 반복 폴딩 횟수가 20만회 이상인, 적층 시트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기재가 투명 폴리이미드 필름 또는 초박막 글래스(UTG)인, 적층 시트.
  11. 플렉서블 디스플레이 패널; 및
    상기 플렉서블 디스플레이 패널 상에 배치되는 적층 시트를 포함하고,
    상기 적층 시트는
    상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 투명 기재;
    상기 투명 기재 상에 배치되는 제 1 폴리에스테르 필름; 및
    상기 투명 기재 아래에 배치되는 제 2 폴리에스테르 필름을 포함하고,
    상기 제 1 폴리에스테르 필름은
    (ⅰ) UV 차단제를 상기 제 1 폴리에스테르 필름에 포함된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 2.0 중량부로 포함하고,
    (ⅱ) 370 nm 파장의 광에 대해서 2% 내지 5.5%의 전광선 투과율,
    (ⅲ) 380 nm 파장의 광에 대해서 9.5% 내지 22%의 전광선 투과율,
    (ⅳ) 390 nm 파장의 광에 대해서 65% 내지 85%의 전광선 투과율, 및
    (ⅴ) 550 nm 파장의 광에 대해서 85% 내지 95%의 전광선 투과율을 갖고,
    상기 UV 차단제가 아래 화학식 1의 구조를 갖는 1종 이상의 화합물인, 플렉서블 디스플레이 장치:
    [화학식 1]
    Figure 112021150137082-pat00019

    상기 식에서
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 또는 알켄일이고,
    L은 단일 결합이거나, 하나 이상의 불포화 결합을 갖는 탄화수소 사슬, 탄화수소 고리 또는 헤테로 고리이다.
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