KR20160088131A - 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치 Download PDF

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KR20160088131A
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antireflection film
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김형준
원종훈
이승준
정우진
정명섭
최현석
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삼성전자주식회사
삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

편광 필름, 보상 필름 및 이들 사이에 위치하는 점착층을 포함하고, 반사방지 필름의 초기 위상차(R0)에 비하여 약 3 mm이상의 곡률 반경(r)으로 굴곡시켰을 때의 위상차의 변화(△R)가 하기 수학식 1을 만족하는 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 제공한다:
[수학식 1]
Figure pat00011
.

Description

플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치{ANTIREFLECTIVE FILM FOR FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND FLEXIBLE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 및 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode device, OLED device)와 같은 표시 장치는 표시판의 외측에 부착되어 있는 편광 필름(polarizing film)을 구비한다. 편광 필름은 특정한 방향으로 진동하는 빛만 통과시키고 그 밖의 빛은 흡수 또는 반사함으로써 표시판으로 입사되는 빛 또는 표시판으로부터 나가는 빛의 방향을 제어할 수 있다.
편광 필름은 일반적으로 편광자와 이를 보호하기 위한 보호층을 포함한다. 편광자는 예컨대 요오드 또는 이색성 염료를 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)에 흡착 및 배향하여 사용될 수 있으며 보호층은 예컨대 트리아세틸셀룰로오즈(triacetyl cellulose, TAC)가 사용될 수 있다.
편광 필름은 보상 필름과 결합하여 외부로부터 유입되는 광이 반사되는 것을 방지하는 반사방지 필름으로서 역할을 할 수 있다. 반사방지 필름은 표시 장치의 일측 또는 양측에 형성되어 표시 장치의 시인성에 영향을 줄 수 있다.
한편, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치는 휴대가 간편하면서도 큰 크기의 화면을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 플렉서블 디스플레이 장치는 핸드폰, PMP, 네비게이션, 전자책, 전자신문 등과 같은 모바일 장비뿐만 아니라, TV, 모니터 등의 다양한 분야에 사용되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치의 구동을 위해서는 장치 내에 장착되는 반사방지 필름도 유연성(flexibility) 성능을 갖고 있어야 한다. 휴대 용이 등의 추세로 플렉서블 디스플레이 장치에 대한 수요가 늘어날 것으로 예상된다. 따라서, 편광 필름으로서의 광학 특성을 유지하면서도 우수한 유연성 성능을 갖는 반사방지 필름을 개발할 필요가 있다.
일 구현예는 굴곡부의 박리 현상이 발생하지 않고 기포가 생성되지 않으면서 굴곡부의 위상차 차이를 최소한의 범위로 유지함으로써 플렉서블 디스플레이 장치에 유용하게 사용될 수 있는 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 제공한다.
다른 구현예는 상기 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 구비하는 플렉서블 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 편광 필름, 보상 필름 및 이들 사이에 위치하는 점착층을 포함하고, 반사방지 필름의 초기 위상차(R0)에 비하여 약 3 mm 이상의 곡률 반경(r)으로 굴곡시켰을 때의 위상차의 변화(△R)가 하기 수학식 1을 만족하는 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 제공한다:
[수학식 1]
Figure pat00001
.
상기 △R/R0의 백분율은 곡률 반경이 약 3 mm일 경우 10% 이하, 구체적으로는 8%이하일 수 있으며, 곡률 반경이 약 5 mm일 경우, 8% 이하, 구체적으로는 4%이하일 수 있다.
상기 편광 필름은 이색성 염료와 고분자 수지를 포함한다.
상기 보상 필름은 λ/4 위상차 필름일 수 있다.
상기 점착층은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리이소부틸렌계 수지, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리비닐에테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 폴리에스테르계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 또는 이들의 조합에서 선택되는 점착성 수지를 포함할 수 있다.
상기 점착성 수지는 히드록시기, 카복실기 및 질소 함유 작용기에서 선택된 적어도 하나의 작용기를 포함할 수 있다.
상기 점착성 수지는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 가교제로 가교될 수 있다.
상기 점착성 수지는 약 50만 내지 약 180만의 중량 평균 분자량(Mw)를 가질 수 있으며, 약 0.5 내지 16 의 산가를 가질 수 있다.
상기 점착성 수지의 중량 평균 분자량이 약 150만 이상인 경우 점착성 수지의 산가는 약 4.5 이상인 것이 좋다.
상기 점착층의 상온(약 25 ℃)에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 약 800 gf/25mm 이상일 수 있고 카보네이트계 기재에 대하여 약 700 gf/25mm 이상일 수 있다. 또한 고온(약 60 ℃ 내지 약 85 ℃)에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 약 400 gf/25mm 이상일 수 있고 카보네이트계 기재에 대하여 약 1700 gf/25mm 이상일 수 있다.
상기 점착층의 두께 500 ㎛ 조건에서 손실 탄성율(loss modulus, G", ω=100) 대 저장 탄성율(storage modulus, G', ω=0.1))의 비율(G"/G')이 약 0.5 이상일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 표시 패널 및 상기 표시 패널의 적어도 일면에 형성되어 있는 반사방지 필름을 포함하고, 상기 반사방지 필름은 편광 필름, 보상 필름 및 이들 사이에 위치하는 점착층을 포함하고, 반사방지 필름의 초기 위상차(R0)에 비하여 약 3 mm이상의 곡률 반경(r)으로 굴곡시켰을 때의 위상차의 변화(△R)가 하기 수학식 1을 만족하는 플렉서블 표시 장치를 제공한다:
[수학식 1]
Figure pat00002
.
상기 플렉서블 표시 장치는 유기 발광 표시 장치 및 액정 표시 장치를 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름은 굴곡부의 박리 현상이 발생하지 않고 기포가 생성되지 않으면서 굴곡부의 위상차 차이를 최소한의 범위로 유지함으로써 플렉서블 표시 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 도시한 개략도이고,
도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 3은 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 반사방지 필름의 굴곡 테스트 실험방법을 도시한 도면이고,
도 4는 실시예 1에 따른 반사방지 필름을 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 곡률반경 3 mm 상태로 250 시간 방치 후 찍은 단면 사진이고,
도 5는 실시예 2에 따른 반사방지 필름의 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 곡률반경 5 mm 상태로 250시간 방치 후 얻은 단면 사진이고,
도 6은 비교예 1에 따른 반사방지 필름의 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 곡률반경 5 mm 상태로 250시간 방치 후 얻은 단면 사진이다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도면에서 본 구현예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "치환된"이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), C1 내지 C20 알콕시기, 시아노기, 아미노기, C1 내지 C20 에스테르기, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C20 아릴기, C1 내지 C20 헤테로아릴기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
이하 일 구현예에 따른 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름에 대하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 도시한 개략도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름(80)은 보상 필름(60), 편광 필름(70) 및 이들 사이에 위치하는 점착층(65)을 포함하며, 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름(80)의 초기 위상차(R0)에 비하여 약 3 mm 이상의 곡률 반경(r)으로 굴곡시켰을 때의 위상차의 변화(△R)가 하기 수학식 1을 만족한다:
[수학식 1]
Figure pat00003
.
상기 △R/R0의 백분율은 곡률 반경이 약 3 mm일 경우 10% 이하, 구체적으로는 8% 이하일 수 있으며, 곡률 반경이 약 5 mm일 경우, 8% 이하, 구체적으로는 4% 이하일 수 있다. 이러한 위상차 변화율은 반사방지 필름을 상기 곡률 반경으로 굴곡시킨 상태에서 일정시간 방치한 후 굴곡부의 중심부에서 위상차를 측정하여 산출할 수 있다
상기 보상 필름(60)은 위상차 필름일 수 있으며, 예컨대 λ/4 위상차 필름일 수 있다. 상기 보상 필름(60)은 편광 필름(70)을 통과한 빛을 원편광시켜 위상차를 발생시킬 수 있으며 빛의 반사, 흡수에 영향을 미칠 수 있다.
상기 보상 필름(60)은 위상차 기능을 갖는 필름이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 시클로올레핀 폴리머(COP)계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지 또는 이들의 조합으로 만들어진 필름을 사용할 수 있다.
상기 보상 필름(60)의 두께는 약 5㎛ 내지 약 100㎛, 구체적으로는 약 10㎛ 내지 50㎛의 범위에 있을 수 있다. 상기 범위에서, 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름(80)에 사용시 광학 보상 효과를 제공할 수 있고, 입사광을 λ/4의 지연값으로 위상 지연시킬 수 있다.
상기 보상 필름(60)은 정파장 위상차 필름 또는 역파장 위상차 필름일 수 있다.
상기 편광 필름(70)은 이색성 염료와 고분자 수지를 포함한다.
상기 이색성 염료로는 요오드(iodine)나 이색성 유기 염료를 사용할 수 있다. 상기 이색성 유기 염료로는 예컨대 아조계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 아조메틴(azomethine)계 화합물, 인디고이드(indigoid) 또는 티오인디고이드(thioindigoid)계 화합물, 메로시아닌(merocyanine)계 화합물, 1,3-비스 다이시아노메틸렌 인단(1,3-bis(dicyanomethylene)indan)계 화합물, 아쥴렌(azulene)계 화합물, 퀴노프탈로닉(quinophthalonic)계 화합물, 트리페노다이옥사진(triphenodioxazine)계 화합물, 인돌로[2,3,b]퀴녹살린(indolo[2,3,b]quinoxaline)계 화합물, 이미다조[1,2-b]-1,2,4 트리아진(imidazo[1,2-b]-1,2,4 triazines)계 화합물, 테트라진(tetrazines)계 화합물, 벤조(benzo)계 화합물, 나프토퀴논 (naphtoquinones)계 화합물 또는 이들의 조합의 분자 골격을 가지는 화합물을 들 수 있다.
상기 아조계 화합물은 예컨대 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에서,
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C15 아릴렌기이고,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로 방향족 유기기 또는 이들의 조합이고,
R2는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로 방향족 유기기 또는 이들의 조합이고,
n 및 m은 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
상기 고분자 수지는 소수성 고분자 수지일 수 있으며, 예컨대 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 이들의 공중합체와 같은 폴리올레핀 수지; 나일론 및 방향족 폴리아미드와 같은 폴리아미드 수지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)와 같은 폴리에스테르 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트와 같은 폴리아크릴 수지; 폴리스티렌(PS) 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체와 같은 폴리스티렌 수지; 폴리카보네이트 수지; 염화비닐계 수지; 폴리이미드 수지; 설폰 수지; 폴리에테르설폰 수지; 폴리에테르-에테르케톤 수지; 폴리페닐렌 설파이드 수지; 비닐알코올 수지; 비닐리덴 클로라이드 수지; 비닐부티랄 수지; 알릴레이트 수지; 폴리옥시메틸렌 수지; 에폭시 수지, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합일 수 있다.
이 중에서, 고분자 수지는 예컨대 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 나일론(nylon), 이들의 공중합체 또는 이들의 조합일 수 있다.
고분자 수지는 예컨대 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)에서 선택된 적어도 둘의 혼합물일 수 있고, 예컨대 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)의 혼합물일 수 있다.
상기 이색성 염료는 고분자 수지에 분산되어 있으며, 고분자 수지의 연신 방향을 따라 일 방향으로 배열되어 있다. 이색성 염료는 소정 파장 영역에 대하여 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분만을 투과시킬 수 있다.
상기 이색성 염료는 고분자 수지 100 중량부에 대하여 약 0.01 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 편광 필름의 투과도를 저하시키지 않으면서도 충분한 편광 특성을 나타낼 수 있다. 상기 범위 내에서 고분자 수지 100 중량부에 대하여 약 0.05 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 편광 필름(70)은 예컨대 약 450nm 내지 550nm에서 약 2 내지 14의 이색비(dichroic ratio)를 가질 수 있다. 또한 편광 필름(70)은 예컨대 약 380nm 내지 650nm에서 약 2 내지 14의 이색비를 가질 수 있다.
상기 편광 필름(70)의 이색비는 상기 범위 내에서 예컨대 약 2.3 이상일 수 있으며, 그 중에서 예컨대 약 2.5 이상일 수 있다. 상기 편광 필름(70)의 이색비는 클수록 좋으나, 예컨대 약 20 이하, 그 중에서도 약 14 이하, 그 중에서도 약 10 이하, 그 중에서도 약 8 이하, 그 중에서도 약 6 이하일 수 있다.
상기 편광 필름(70)은 약 30% 이상의 광 투과도를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 30% 내지 95%의 광 투과도를 가질 수 있다. 상기 범위의 광 투과도를 가짐으로써 표시 장치의 일면에 적용시 표시 장치 내에서 나오는 광의 방출을 방해하지 않을 수 있다.
상기 편광 필름(70)은 고분자 수지와 이색성 염료의 용융 혼합물(melt blend)일 수 있다. 상기 용융 혼합물은 고분자 수지와 이색성 염료를 고분자 수지의 녹는점(melting point) 이상의 온도에서 혼합하여 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 편광 필름(70)은 고분자 수지와 이색성 염료를 용융 혼합하고 연신하여 제조될 수 있다. 더욱 구체적으로, 편광 필름(70)은 예컨대 고분자 수지와 이색성 염료를 용융 혼합하는 단계, 상기 용융 혼합물을 몰드에 넣고 가압하여 시트를 제조하는 단계, 그리고 상기 시트를 일축 연신하는 단계로 제조될 수 있다.
상기 편광 필름(70)은 약 100㎛ 이하의 비교적 얇은 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 약 30㎛ 내지 약 95㎛ 의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)과 같은 보호층이 요구되는 편광판과 비교하여 두께를 줄일 수 있고 이에 따라 박형 표시 장치를 구현할 수 있다.
상기 보상 필름(60)과 편광 필름(70) 사이에는 점착층(65)이 위치한다.
상기 점착층(65)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리이소부틸렌계 수지, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리비닐에테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 폴리에스테르계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 또는 이들의 조합에서 선택되는 점착성 수지를 포함할 수 있다. 일 구현예에서 상기 점착성 수지는 히드록시기, 카르복실기 및 질소 함유 작용기에서 선택된 적어도 하나의 작용기를 포함할 수 있다. 일 구현예에서 상기 점착성 수지는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 가교제로 가교될 수 있다.
상기 점착성 수지는 약 50만 내지 약 180만, 구체적으로는 약 60만 내지 150만의 중량 평균 분자량(Mw)를 가질 수 있다. 또한 상기 점착성 수지는 약 0.5 내지 약 16, 구체적으로는 약 2.0 내지 약 15의 산가를 가질 수 있다. 특히 점착성 수지의 중량 평균 분자량이 150만 이상일 경우에는 약 4.5 이상, 구체적으로 약 4.5 내지 약 16의 산가를 가지는 것이 더 좋다. 상기 범위의 중량 평균 분자량과 산가를 가지는 경우 수학식 1에 해당되는 위상차의 변화율을 10% 이하로 조절할 수 있다.
상기 점착층(65)의 상온(약 25 ℃)에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 약 800 gf/25mm 이상일 수 있고 카보네이트계 기재에 대하여 약 700 gf/25mm 이상일 수 있다. 또한 고온(약 60 ℃ 내지 약 85 ℃)에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 약 400 gf/25mm 이상일 수 있고 카보네이트계 기재에 대하여 약 1700 gf/25mm 이상일 수 있다. 상기 박리력은 점착층(65)의 두께 10 ㎛를 기준으로 한 값이다. 상기 범위의 박리력을 가지는 경우 점착층(65)의 점착성을 원하는 범위로 용이하게 조절할 수 있다
상기 점착층(65)의 두께 500 ㎛ 조건에서 손실 탄성율(loss modulus, G", ω=100) 대 저장 탄성율(storage modulus, G', ω=0.1)의 비율(G"/G')이 0.5 이상, 구체적으로는 약 0.7 내지 약 1.7 일 수 있다. 상기 범위 내에서 점착층(65)의 점착성을 원하는 범위로 용이하게 조절할 수 있다.
상기 점착층(65)은 약 5 ㎛ 내지 25 ㎛ 예컨대 약 7 ㎛ 내지 약 20㎛ 의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 점착층(65)의 점착성과 박리력을 원하는 범위로 용이하게 조절할 수 있다.
상기 점착층(65)은 점착성 수지를 포함하는 용액을 보상 필름(60)이나 편광 필름(70) 중 적어도 하나에 도포한 후 경화하여 형성할 수도 있고, 점착성 수지를 필름 상태로 제조한 후 이를 보상 필름(60)과 편광 필름(70) 사이에 위치하게 한 후 라미네이션을 통해 접합하는 방법으로 형성될 수도 있다.
상기 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름(80)은 플렉서블 표시 장치의 일측 또는 양측에 형성될 수 있으며, 특히 플렉서블 표시 장치의 화면부 측에 형성되어 외부로부터 유입되는 광(이하 "외광"이라 한다)이 반사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 외광 반사에 의한 시인성 저하를 방지할 수 있다.
상기 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름(80)은 다양한 플렉서블 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 표시 장치는 예컨대 유기 발광 표시 장치 및 액정 표시 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따른 플렉서블 표시 장치는 표시 패널(display panel), 그리고 표시 패널의 적어도 일면에 구비되어 있는 상술한 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름을 포함한다.
표시 패널은 예컨대 서로 마주하는 두 개의 기판과 그 사이에 개재되어 있는 활성층을 포함할 수 있으며, 예컨대 액정 표시 패널 또는 유기 발광 표시 패널일 수 있다.
상기 플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름은 전술한 바와 같이 편광 필름, 보상 필름 및 이들 사이에 위치하는 점착층을 포함하며, 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
이하 표시 장치 중 일 예로 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 2는 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 장치는 베이스 기판(10), 하부 전극(20), 유기 발광층(30), 상부 전극(40), 봉지 기판(50) 및 반사방지 필름(80)을 포함한다. 반사방지 필름(80)은 전술한 바와 같이 보상 필름(60), 편광 필름(70) 및 이들 사이에 위치하는 점착층(65)을 포함한다.
베이스 기판(10)은 실리콘웨이퍼, 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어질 수 있다.
하부 전극(20) 및 상부 전극(40) 중 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)일 수 있다. 애노드는 정공(hole)이 주입되는 전극으로, 일 함수(work function)가 높고 발광된 빛이 외부로 나올 수 있는 투명 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 ITO 또는 IZO 일 수 있다. 캐소드는 전자(electrode)가 주입되는 전극으로, 일 함수가 낮고 유기 물질에 영향을 미치지 않는 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 및 바륨(Ba)에서 선택될 수 있다.
유기 발광층(30)은 하부 전극(20)과 상부 전극(40)에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함한다.
하부 전극(20)과 유기 발광층(30) 사이 및 상부 전극(40)과 유기 발광층(30) 사이에는 부대층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 부대층은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 정공 전달층(hole transporting layer), 정공 주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer) 또는 전자 전달층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다.
봉지 기판(50)은 금속, 유리, 고분자 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있으며, 하부 전극(20), 유기 발광층(30) 및 상부 전극(40)을 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
반사방지 필름(80)은 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예컨대 베이스 기판(10) 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판(10)의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판(50) 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판(50)의 외측에 배치될 수 있고, 베이스 기판(10) 및 봉지 기판(50) 측으로 빛이 나오는 양면 발광 구조의 경우 베이스 기판(10) 및 봉지 기판(50)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 반사방지 필름(80)은 전술한 바와 같이 보상 필름(60), 편광 필름(70) 및 이들 사이에 위치하는 점착층(65)을 포함하며, 여기서는 설명을 생략한다.
이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
제조예 1: 점착층의 제조
냉각기, 교반기, 온도계가 부착된 3 구 플라스크에, 부틸아크릴레이트(BA) 60 중량부, 메틸메타아크릴레이트(MA) 38 중량부, 부틸메틸아크릴레이트(BMA) 2 중량부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.2 중량부 및 에틸 아세테이트 100 중량부를 투입한 후 충분히 질소 치환하였다. 이 용액을 질소 분위기에서 교반하면서, 60 ℃ 에서 6 시간 반응시켜, 중량 평균 분자량이 62만이고 산가가 4.0 인 아크릴계 고분자 용액을 얻었다.
얻어진 아크릴계 고분자 용액의 고형분 100 중량부에 대해서, 자일렌 디이소시아네이트 트리 반응성 물질(xylylene diisocyanate trifunctional adduct) (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd., TD-75)을 고형분 기준으로 0.18 중량부를 첨가하여, 용액 상태의 점착성 수지를 제조하였다.
얻어진 용액 상태의 점착성 수지를 각각 이형 폴리에스테르 필름 (두께 38㎛) 상에서, 건조 후의 점착층의 두께가 10㎛가 되도록 도포하고, 105℃ 에서 5 분간 가열 처리하여 용제를 휘발시켜 이형필름 위에 점착층을 형성하였다.
제조예 2: 점착층의 제조
냉각기, 교반기, 온도계가 부착된 3 구 플라스크에, 부틸아크릴레이트(BA) 84 중량부, 메틸메타아크릴레이트(MA) 13 중량부, 아크릴산(AA) 3 중량부 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.2 중량부 및 아세트산 에틸 100 중량부를 투입한 후 충분히 질소 치환하였다. 이 용액을 질소 분위기에서 교반하면서, 60℃ 에서 6 시간 반응시켜, 중량 평균 분자량 160만의 아크릴계 고분자 용액을 얻었다. 이 아크릴계 고분자 용액의 고형분 100 중량부에 대해서, 자일렌 디이소시아네이트 트리 반응성 물질(xylylene diisocyanate trifunctional adduct) (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd., TD-75)를 고형분 기준으로 11 중량부를 첨가하여, 용액 상태의 점착성 수지를 제조하였다.
얻어진 용액 상태의 점착성 수지를 각각 이형 폴리에스테르 필름 (두께 38㎛) 상에서, 건조 후의 점착층의 두께가 10㎛가 되도록 도포하고, 105℃ 에서 5 분간 가열 처리하여 용제를 휘발시켜 이형필름 위에 점착층을 형성하였다.
비교제조예 1: 점착층의 제조
냉각기, 교반기, 온도계가 부착된 3 구 플라스크에, 부틸아크릴레이트(BA) 90 중량부, 메틸메타아크릴레이트(MA) 10 중량부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 0.2 중량부 및 아세트산 에틸 100 중량부를 투입한 후 충분히 질소 치환하였다. 이 용액을 질소 분위기에서 교반하면서, 60℃ 에서 6 시간 반응시켜, 중량 평균 분자량 150만의 아크릴계 고분자 용액을 얻었다. 이 아크릴계 고분자 용액의 고형분 100 중량부에 대해서, 자일렌 디이소시아네이트 트리 반응성 물질(xylylene diisocyanate trifunctional adduct) (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd., TD-75)를 고형분 기준으로 0.27 중량부를 첨가하여, 용액 상태의 점착성 수지를 제조하였다.
얻어진 용액 상태의 점착성 수지를 각각 이형 폴리에스테르 필름 (두께 38㎛) 상에서, 건조 후의 점착층의 두께가 10㎛가 되도록 도포하고, 105℃ 에서 5 분간 가열 처리하여 용제를 휘발시켜 이형필름 위에 점착층을 형성하였다.
실시예 1: 반사방지 필름의 제조
폴리프로필렌 (HU300, 삼성토탈사) 60 중량부와 폴리프로필렌-에틸렌 공중합체(RJ581, 삼성토탈사) 40 중량부를 혼합한 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1a 내지 1d로 표현되는 이색성 염료 1 중량부를 혼합한다. 각 이색성 염료의 사용량은 다음과 같다: 하기 화학식 1a로 표현되는 이색성 염료 (황색, λmax = 385nm, 이색비= 7.0) 0.200 중량부, 하기 화학식 1b로 표현되는 이색성 염료 (황색, λmax = 455nm, 이색비= 6.5) 0.228 중량부, 하기 화학식 1c로 표현되는 이색성 염료 (적색, λmax = 555nm, 이색비= 5.1) 0.286 중량부 및 하기 화학식 1d로 표현되는 이색성 염료 (청색, λmax = 600nm, 이색비= 4.5) 0.286 중량부.
[화학식 1a]
Figure pat00005
[화학식 1b]
Figure pat00006
[화학식 1c]
Figure pat00007
[화학식 1d]
Figure pat00008
)
상기 혼합물을 약 200℃에서 압출기(Process 11 parallel twin-screw extruder, ThermoFisher사)를 사용하여 용융 혼합한다. 이어서 상기 용융된 혼합물을 압출기(Collin사의 cast film extrusion line)을 이용하여 제막하여 시트를 제조한다. 이어서 125 ℃에서 상기 시트를 8 배 일축 연신(Instron사 인장시험기 사용)하여 편광 필름을 제조한다.
상기 편광 필름과 폴리카보네이트 보상 필름 사이에 상기 제조예 1에 따른 점착층을 각각 위치하게 하고 이들을 라미네이션 접합시켜 반사방지 필름을 제조하였다.
실시예 2: 반사방지 필름의 제조
제조예 1에 따른 점착층 대신 제조예 2에 따른 점착층을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 반사방지 필름을 제조하였다.
비교예 1: 반사방지 필름의 제조
제조예 1에 따른 점착층 대신 비교제조예 2에 따른 점착층을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 반사방지 필름을 제조하였다.
점착층의 박리력
두께 100 ㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 이형필름에 상기 제조한 제조예 1, 제조예 2 및 제조비교예 1에 따른 점착층을 각각 부착하여 점착 필름을 제조하였다. 이 점착 필름을 피착체로 사용될 필름에 부착하였다. 이때 피착체는 표면이 코로나 처리된 폴리올레핀계 편광 필름과 폴리카보네이트 위상차 필름을 이용하였다. 부착 후 1시간이 경과한 시점에서 시료를 25mm x 200mm로 절단하고, Texture Analyzer를 사용하여, 점착 필름과 피착제를 300mm/min의 박리속도 및 180도의 각도로 박리할 때 박리력을 측정하였다. 박리력 측정은 상온(25 ℃)과 고온(70 ℃)에서 각각 실시하였다. 그 결과를 표 1에 기재한다.
저장 탄성율
두께 100 ㎛의 PET 필름에 상기 제조한 제조예 1, 제조예 2 및 제조비교예 1에 따른 점착층을 각각 부착하여 점착 필름을 제조하였다. 여러 장의 점착 필름을 겹쳐 500 ㎛ 두께의 시료를 지름 8mm의 원형으로 절단하여 시편을 제조한다. 저장 탄성율 측정기(Anton Paar)를 사용하여, shear stress 200 Pa, 25 ℃ 온도, 0.1 내지 100 rad/s 진동수에서 Frequency sweep test를 실시하여 저장 탄성율(G')과 손실 탄성율(G")을 측정한다. G"/G'를 산출하여 그 결과를 표 1에 기재한다.
산가
아크릴계 고분자의 산가는, 시료를 용제(디에틸에테르와 에탄올을 체적비 2：1로 혼합한 것)에 용해시키고, 전위차 자동 적정 장치를 사용하여, 농도가 약 0.5㏖/ℓ인 수산화칼륨 에탄올 용액으로 전위차 적정을 실시하여, 시료를 중화하기 위해서 필요한 수산화칼륨 에탄올 용액의 양을 측정하였다. 그리고 이하의 수학식 1로부터, 산가를 계산하였다.
[수학식 1]
산가=(B×f×56.11)/S
상기 수학식 1에서, B는 적정에 사용한 0.5㏖/ℓ 수산화칼륨 에탄올 용액의 양(㎖)이고 f는 0.5㏖/ℓ 수산화칼륨 에탄올 용액의 팩터이고, S는 시료의 고형분의 질량(g)이다.
측정된 산가를 하기 표 1에 기재한다.
제조예 1 제조예 2 비교제조예 1
중량 평균 분자량(Mw) 62만 160만 150만
산가 4.0 13.8 0
상온(25 ℃) 박리력
(gf/25mm)		 편광 필름 1320 850 240
보상 필름 770 1400 450
고온 박리력
(gf/25mm)		 편광 필름 1830 400 140
보상 필름 1900 1760 400
G"/G' 1.65 0.904 0.434
Static 굴곡테스트
도 3은 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 반사방지 필름의 굴곡 테스트 실험방법을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따른 반사방지 필름을 곡률 반경(r)이 3 mm 그리고 5 mm 가 되도록 두 개의 판(1) 사이에 고정하였다. 굴곡된 상태로 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 24 시간, 그리고 250 시간 동안 방치하였다. 24시간 경과 후 반사방지 필름의 굴곡부의 위상차를 광학측정 장비(KOBRA)를 이용하여 측정하였다. 그 결과를 표 2에 기재한다.
250 시간 경과 뒤, 반사방지 필름의 굴곡부의 계면 간 박리 또는 기포의 발생 여부를 육안으로 관찰하고 그 사진을 도 4, 도 5 및 도 6에 도시한다. 도 4는 실시예 1에 따른 반사방지 필름을 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 곡률반경 3 mm 상태로 250 시간 방치 후 찍은 단면 사진이고, 도 5는 실시예 2에 따른 반사방지 필름의 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 곡률반경 5 mm 상태로 250시간 방치 후 얻은 단면 사진이고, 도 6은 비교예 1에 따른 반사방지 필름의 60 ℃/95% 상대습도 조건에서 곡률반경 5 mm 상태로 250시간 방치 후 얻은 단면 사진이다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
60 ℃/95% 24시간 곡률반경 5 mm 7.81 3.44 10.6
곡률반경 3 mm 9.47 5.49 11.5
표 2의 결과에서 실시예 1과 실시예 2에 따른 반사방지 필름은 굴곡테스트 후에 10% 이하의 위상차 변화를 나타내었음을 알 수 있다. 또한 도 4, 도 5 및 도 6에서 실시예 1과 실시예 2의 반사방지 필름은 굴곡 테스트 후에도 계면 박리나 기포발생이 나타나지 않았으나 비교예 1의 반사방지 필름은 계면 박리가 발생하였음을 볼 수 있다.
상기 실시예 1의 반사방지 필름을 도 3에 도시된 장치에 고정하여 굴곡시킨 상태로 85 ℃ 조건에서 24 시간, 그리고 250 시간 동안 방치하였다. 24시간 경과 후 반사방지 필름의 굴곡부의 위상차를 광학측정 장비(KOBRA)를 이용하여 측정하였다. 그 결과를 표 3에 기재한다.
실시예 1
85 ℃
24시간		 곡률반경 5 mm 6.62
곡률반경 3 mm 7.90
상기 표 3을 참조하면, 실시예 1에 따른 반사방지 필름은 굴곡테스트 후에 10% 이하의 위상차 변화를 나타내었다. 또한 굴곡 테스트 후에도 계면 박리나 기포발생이 나타나지 않았다.
Dynamic 굴곡테스트
상온(25 ℃)에서 실시예 1에 따른 반사방지 필름의 곡률 반경이 3 mm인 상태까지 굽혔다가 다시 원래대로 펴는 것을 반복하였다. 정해진 횟수만큼 반복한 뒤(20만회), 반사방지 필름의 굴곡부의 계면 간 박리 또는 기포의 발생 여부를 육안으로 관찰하였다. 그 결과 계면에서의 박리현상은 관찰되지 않았다. 광학측정 장비(KOBRA)를 이용해 굴곡부의 위상차를 측정한 결과 위상차 변화가 초기 대비 5.41%였다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
80: 반사방지 필름 60: 보상 필름
70: 편광 필름 65: 점착층
10: 베이스 기판 20: 하부 전극
30: 유기 발광층 40: 상부 전극
50: 봉지 기판

Claims (22)

  1. 편광 필름, 보상 필름 및 이들 사이에 위치하는 점착층을 포함하고,
    반사방지 필름의 초기 위상차(R0)에 비하여 약 3 mm이상의 곡률 반경(r)으로 굴곡시켰을 때의 위상차의 변화(△R)가 하기 수학식 1을 만족하는
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름:
    [수학식 1]
    Figure pat00009
    .
  2. 제1항에서,
    상기 편광 필름은 이색성 염료와 고분자 수지를 포함하는
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 λ/4 위상차 필름인
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  4. 제1항에서,
    상기 점착층은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리이소부틸렌계 수지, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리비닐에테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 폴리에스테르계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 또는 이들의 조합에서 선택되는 점착성 수지를 포함하는
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  5. 제1항에서,
    상기 점착성 수지는 히드록시기, 카복실기 및 질소 함유 작용기에서 선택된 적어도 하나의 작용기를 포함하는
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  6. 제1항에서,
    상기 점착성 수지는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 가교제로 가교된 수지인
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  7. 제1항에서,
    상기 점착성 수지는 50만 내지 180만의 중량 평균 분자량(Mw)를 가지고 0.5 내지 16의 산가를 가지는
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  8. 제1항에서,
    상기 점착성 수지의 중량 평균 분자량이 150만 이상인 경우 점착성 수지의 산가는 4.5 이상인
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  9. 제1항에서,
    상기 점착층의 상온에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 800 gf/25mm 이상이고 카보네이트계 기재에 대하여 700 gf/25mm 이상인
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  10. 제1항에서,
    상기 점착층의 고온에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 400 gf/25mm 이상이고 카보네이트계 기재에 대하여 1700 gf/25mm 이상인
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  11. 제1항에서,
    상기 점착층의 두께 500 ㎛ 조건에서 손실 탄성율(loss modulus, G", ω=100) 대 저장 탄성율(storage modulus, G', ω=0.1))의 비율(G"/G')이 0.5 이상인
    플렉서블 표시 장치용 반사방지 필름.
  12. 표시 패널 및 상기 표시 패널의 적어도 일면에 형성되어 있는 반사방지 필름을 포함하고,
    상기 반사방지 필름은 편광 필름, 보상 필름 및 이들 사이에 위치하는 점착층을 포함하고,
    반사방지 필름의 초기 위상차(R0)에 비하여 3 mm이상의 곡률 반경(r)으로 굴곡시켰을 때의 위상차의 변화(△R)가 하기 수학식 1을 만족하는
    플렉서블 표시 장치:
    [수학식 1]
    Figure pat00010
    .
  13. 제12항에서,
    상기 편광 필름은 이색성 염료와 고분자 수지를 포함하는
    플렉서블 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 보상 필름은 λ/4 위상차 필름인
    플렉서블 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 점착층은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리이소부틸렌계 수지, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리비닐에테르계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 폴리에스테르계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 또는 이들의 조합에서 선택되는 점착성 수지를 포함하는
    플렉서블 표시 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 점착성 수지는 히드록시기, 카복실기 및 질소 함유 작용기에서 선택된 적어도 하나의 작용기를 포함하는
    플렉서블 표시 장치.
  17. 제12항에서,
    상기 점착성 수지는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 가교제로 가교된 수지인
    플렉서블 표시 장치.
  18. 제12항에서,
    상기 점착성 수지는 50만 내지 180만의 중량 평균 분자량(Mw)를 가지고 0.5 내지 16 의 산가를 가지는
    플렉서블 표시 장치.
  19. 제12항에서,
    상기 점착성 수지의 중량 평균 분자량이 150만 이상인 경우 점착성 수지의 산가는 4.5 이상인
    플렉서블 표시 장치.
  20. 제12항에서,
    상기 점착층의 상온에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 800 gf/25mm 이상이고 카보네이트계 기재에 대하여 700 gf/25mm 이상인
    플렉서블 표시 장치.
  21. 제12항에서,
    상기 점착층의 고온에서의 180도(°) 박리력은 폴리올레핀계 기재에 대하여 400 gf/25mm 이상이고 카보네이트계 기재에 대하여 1700 gf/25mm 이상인
    플렉서블 표시 장치.
  22. 제12항에서,
    상기 점착층의 두께 500 ㎛ 조건에서 손실 탄성율(loss modulus, G", ω=100) 대 저장 탄성율(storage modulus, G', ω=0.1))의 비율(G"/G')이 0.5 이상인
    플렉서블 표시 장치.
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