KR20170015021A - 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치 - Google Patents

윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20170015021A
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Abstract

기재층, 상기 기재층의 일면 상에 형성된 윈도우 코팅층, 및 상기 기재층의 다른 일면 상에 형성된 백 코팅층을 포함하는 윈도우 필름이고, 상기 윈도우 코팅층은 실리콘계 수지를 포함하는 윈도우 코팅층용 조성물로 형성되고, 상기 윈도우 필름은 상기 백 코팅층에서의 탄성 모듈러스가 1000Mpa 이상이고, 상기 윈도우 필름은 점착층 상의 연필경도가 6H 이상인 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치가 제공된다.

Description

윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치{WINDOW FILM AND FLEXIBLE DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
윈도우 필름은 광학 디스플레이 장치의 최 외곽에 위치된다. 따라서, 윈도우 필름은 투명성과 연필경도가 좋아야 한다. 윈도우 필름은 점착층에 의해 디스플레이 장치의 각종 소자에 적층될 수 있다. 윈도우 필름이 점착층에 적층될 때, 윈도우 필름은 연필경도가 나빠질 수 있다.
최근, 디스플레이 장치에서 유리 기판 또는 고경도 기판을 필름으로 대체하면서, 접고 펼 수 있는 유연성을 갖는 플렉시블(flexible) 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 플렉시블 디스플레이 장치는 기판뿐만 아니라 장치에 포함되는 각종 소자들이 유연성을 가져야 한다. 윈도우 필름 역시 유연성이 좋아야 한다. 윈도우 필름의 양쪽 방향에서 곡률반경이 낮아 유연성이 좋을 경우, 윈도우 필름의 사용 가능성이 높아질 수 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2011-0087497호에 개시되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 점착층에 적층시에도 연필경도가 우수한 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 투명성이 좋은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 유연성이 좋은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 윈도우 필름 양쪽 방향에서 유연성이 모두 좋은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 윈도우 필름은 기재층, 상기 기재층의 일면 상에 형성된 윈도우 코팅층, 및 상기 기재층의 다른 일면 상에 형성된 백 코팅층을 포함하고, 상기 윈도우 코팅층은 실리콘계 수지를 포함하는 윈도우 코팅층용 조성물로 형성되고, 상기 윈도우 필름은 상기 백 코팅층에서의 탄성 모듈러스가 1000Mpa 이상이고, 상기 윈도우 필름은 점착층 상의 연필경도가 6H 이상이 될 수 있다.
본 발명의 플렉시블 디스플레이 장치는 상기 윈도우 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 유리판과 점착층에 적층시에도 연필경도가 우수한 윈도우 필름을 제공하였다.
본 발명은 투명성이 좋은 윈도우 필름을 제공하였다.
본 발명은 유연성이 좋은 윈도우 필름을 제공하였다.
본 발명은 윈도우 필름 양쪽 방향에서 유연성이 모두 좋은 윈도우 필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 6은 도 5의 디스플레이부의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서에서 "UV 경화성기"는 에폭시기; (메트)아크릴레이트기; (메트)아크릴아마이드기; 비닐기; 지환식 에폭시기; 글리시독시기; 옥세탄기; 또는 에폭시기, (메트)아크릴레이트기, (메트)아크릴아마이드기, 비닐기, 지환식 에폭시기, 글리시독시기 또는 옥세탄기를 갖는, C1 내지 C6의 알킬기 또는 C5 내지 C10의 시클로알킬기를 의미한다.
본 명세서에서 "치환된은 특별히 언급되지 않는 한, 작용기 중 하나 이상의 수소 원자가 수산기, 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, C1 내지 C10의 알콕시기, C3 내지 C10의 시클로알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 아릴알킬기, 벤조페논기, C1 내지 C10의 알킬기로 치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 C1 내지 C10의 알콕시기로 치환된 C1 내지 C10의 알킬기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "점착층 상의 연필경도"는 기재(예를 들어, 유리판) 상에 점착층(두께:50㎛)을 형성하고 점착층 상에 윈도우 코팅층이 최외곽에 위치하도록 윈도우 필름을 배치한 후, 윈도우 코팅층에 대해 연필경도계(Heidon)를 사용하여 JIS K5400 방법에 의해 측정한 것이다. 연필경도 측정시, 연필은 Mitsubishi 사의 6B 내지 9H의 연필을 사용하였다. 윈도우 코팅층에 대한 연필의 하중은 1kg, 연필을 긋는 각도(연필과 윈도우 코팅층 간의 각도)는 45°, 연필을 긋는 속도는 60mm/min, 연필을 누르는 힘은 19.6N, 연필의 스케일은 10.0mm으로 하였다. 5회 평가하여 1회 이상 스크래치가 발생하면 연필경도 아래 단계의 연필을 이용하여 측정하고, 5회 평가시 5회 모두 스크래치가 없을 때의 최대 연필경도 값이다. '점착층 상의 연필경도' 측정시 상기 '점착층'은 25℃에서 저장 모듈러스(storage modulus)가 10kPa 내지 50kPa이고, 유리전이온도(glass transition temperature)는 -60℃ 내지 -20℃인 층일 수 있다. 이때, 점착층의 저장 모듈러스는 점착층용 조성물을 이형필름에 코팅하고 35℃ 및 상대습도 45%에서 24시간 동안 숙성시켜 두께 50㎛의 점착필름을 제조하고, 이형필름으로부터 필름을 이형하고, 얻은 점착필름을 8개 적층하고 절단하여 두께 400㎛ 및 직경 8mm의 원형의 시편을 제조하고, 제조한 시편에 대해 Physica MCR501(Anton parr사)를 사용하여 직경 8mm의 디스크 상에서 -50℃에서 100℃까지 승온하면서 1rad/s에서 평가하였을 때 25℃에서의 값을 의미한다.
또한, 본원에서 "연필경도"는 JIS K5400 방법에 의해 측정한 값을 의미한다.
본 명세서에서 "윈도우 필름의 탄성 모듈러스(elastic modulus)" 및 "윈도우 필름의 마르텐스 경도(Martens hardness)"는 유리판 상에 점착층(두께:50㎛)을 형성하고 점착층 상에 윈도우 필름을 합지하여 시편을 제조하고, 25℃에서 시편의 최외곽층에 micro indentor(Vicker 입자)로 200mN의 일정 힘을 20초 동안 가하고, 5초 동안 크립(creep)하고, 20초 동안 relaxation하여 계산한 값이다. 이때, 점착층은 상기 연필경도 측정시 사용한 점착층과 동일하다. 시편의 최외곽층이 윈도우 코팅층인 경우 '윈도우 코팅층에서의 탄성 모듈러스' 및 '윈도우 코팅층에서의 마르텐스 경도'라 한다. 시편의 최외곽층이 백 코팅층인 경우 '백 코팅층에서의 탄성 모듈러스' 및 '백 코팅층에서의 마르텐스 경도'라 한다. 시편의 최외곽층이 기재층인 경우 '기재층에서의 탄성 모듈러스' 및 '기재층에서의 마르텐스 경도'라 한다.
본 명세서에서 "곡률반경"은 윈도우 필름 시험편을, 곡률반경 시험용 JIG(코아 테크, 만델라 굴곡 시험기)에 감고, 감은 상태를 5초 유지하고, 시험편을 풀고, 시험편에 크랙이 발생하였는지 여부를 육안으로 확인하여 크랙이 발생하지 않은 JIG 의 최소의 반지름(radius)을 의미한다. compression 방향의 곡률반경(이하, 압축 방향 곡률반경)은 윈도우 코팅층이 JIG 표면에 닿는 것으로 하여 측정한 것이다. tensile 방향의 곡률반경(이하, 인장 방향 곡률반경)은 백 코팅층 또는 기재층이 JIG에 닿는 것으로 하여 측정한 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 윈도우 필름(100)은 기재층(110), 윈도우 코팅층(120) 및 백 코팅층(130)을 포함할 수 있다. 윈도우 필름(100)은 백 코팅층(130)을 포함함으로써, 점착층 상의 연필경도가 우수할 수 있다.
기재층(110)은 윈도우 필름(100)을 지지하고 윈도우 필름(100)의 기계적 강도를 높일 수 있다.
기재층(110)은 비-플렉시블한 필름이 될 수도 있지만, 플렉시블한 필름으로 윈도우 필름(100)의 유연성을 좋게 할 수 있다. 기재층(110)은 광학적으로 투명한 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 등을 포함하는 폴리(메트)아크릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 기재층(110)은 두께가 10㎛ 내지 150㎛, 구체적으로 30㎛ 내지 100㎛, 더 구체적으로 40㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 필름에 사용될 수 있다.
윈도우 코팅층(120)은 기재층(110)의 일면 상에 형성되어, 투과도 또는 헤이즈 등의 윈도우 필름(100)의 광학적 특성을 확보하고 윈도우 필름(100)의 연필경도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 유연성이 우수하여 비-플렉시블 디스플레이뿐만 아니라 플렉시블 디스플레이에도 사용되게 할 수 있다. 윈도우 코팅층(120)은 기재층(110)에 직접적으로 형성될 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 윈도우 코팅층(120)과 기재층(110) 간에 점착층 등이 개재되지 않음을 의미한다. 윈도우 코팅층(120)은 두께가 5㎛ 내지 150㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛, 더 구체적으로 30㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 유연성이 좋을 수 있고, 윈도우 필름의 점착층 상의 연필경도가 우수할 수 있다.
윈도우 필름(100)은 윈도우 코팅층(120)에서의 탄성 모듈러스가 2000Mpa 내지 4000Mpa, 윈도우 코팅층(120)에서의 마르텐스 경도가 150N/mm 내지 300N/mm이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 점착층 상의 연필경도가 우수하고, 윈도우 필름의 유연성이 좋을 수 있다.
윈도우 코팅층(120)은 실리콘계 수지를 포함하는 윈도우 코팅층용 조성물로 형성될 수 있다. 따라서, 윈도우 코팅층용 조성물은 연필경도가 높고, 유연성이 좋은 윈도우 필름을 구현할 수 있다. 윈도우 코팅층용 조성물은 실리콘계 수지, 경화성 모노머 및 개시제를 포함할 수 있다. 이하, 윈도우 코팅층용 조성물에 대해 상세히 설명한다.
실리콘계 수지는 윈도우 코팅층(120)의 매트릭스를 형성하고 윈도우 필름(100)의 유연성과 연필경도를 높일 수 있다.
실리콘계 수지는 UV 경화성기를 갖는 실록산 수지를 포함할 수 있다. UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 UV 경화성기 및 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란의 가수분해 및 축합 반응에 의해 제조될 수 있다. 구체적으로, UV 경화성기 및 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란은 하기 화학식 1로 표시될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다:
<화학식 1>
R1-R4-Si(OR2)m(R3)3-m
(상기 화학식 1에서, R1은 에폭시기, (메트)아크릴레이트기, (메트)아크릴아마이드기, 비닐기, 지환식 에폭시기를 갖는 C1 내지 C6의 알킬기, (메트)아크릴레이트기를 갖는 C1 내지 C6의 알킬기, (메트)아크릴아마이드기를 갖는 C1 내지 C6의 알킬기 또는 비닐기를 갖는 C1 내지 C6의 알킬기이고, R2는 C1 내지 C10의 알킬기이고, R3은 C1 내지 C10의 알킬기, C3 내지 C20의 시클로알킬기, C6 내지 C20의 아릴기 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고, R4는 단일결합 또는 C1 내지 C10의 알킬렌기이고, m 은 1 내지 3의 정수이다). 화학식 1에서 "지환식 에폭시기"는 에폭시화된C3 내지 C6의 사이클로알킬기 또는 에폭시화된 C3 내지 C6의 사이클로알킬기를 갖는 C1 내지 C10의 알킬기를 의미한다. 화학식 1에서, "단일결합"은 화학식 1에서 R1과 Si가 R4 없이 바로 연결된 것을 의미한다.
구체적으로, UV 경화성기 및 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란은 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane), (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란((meth)acryloxypropyltrimethoxysilane), (메트)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란((meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 중 하나 이상이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
가수분해 및 축합 반응은 당업자에게 통상적으로 알려져 있다. 구체적으로, 가수분해 및 축합 반응은 UV 경화성기와 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란과 용제를 혼합하여 수행될 수 있다. 가수분해 및 축합 반응은 상온에서는 12시간 내지 7일 정도 수행될 수 있고, 반응을 촉진하기 위해서는 60℃ 내지 100℃에서 2시간 내지 72시간 정도 수행될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 용제는 특별히 제한되지 않는데, 구체적으로, 물, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 터트-부탄올, 메톡시프로판올 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가수분해 및 축합 반응은 반응 속도를 조절하기 위해 촉매를 더 포함할 수도 있다. 촉매는 염산, 아세트산, 불화수소, 질산, 황산, 클로로술폰산, 요오드산 등의 산 촉매; 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화바륨, 이미다졸 등의 염기 촉매; Amberite IRA-400, IRA-67 등의 이온 교환 수지 등이 사용될 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 상기 UV 경화성기 및 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란과 이종의 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란의 혼합물을 가수분해 및 축합 반응시켜 제조될 수도 있다. 이종의 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란은 UV 경화성기를 함유하지 않는 오르가노실란을 포함할 수 있다. 구체적으로, 이종의 알콕시실란기를 갖는 오르가노실란은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
<화학식 2>
Si(OR5)n(R6)4-n
(상기 화학식 2에서, R5는 C1 내지 C10의 알킬기이고, R6은 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기, C3 내지 C8의 시클로알킬기, C3 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알키닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 할로겐, 할로겐을 갖는 C1 내지 C10의 알킬기, 아미노기, 아미노기를 갖는 C1 내지 C10의 알킬기, 메르캅토기, C1 내지 C10의 에테르기, 카르보닐기, 카르복시산기, 니트로기이고, n은 1 내지 4의 정수이다).
화학식 2에서 "할로겐"은 불소, 염소, 요오드 또는 브롬을 의미한다. 구체적으로, 화학식 2의 화합물은 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane), 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane), 메틸트리프로폭시실란(methyltripropoxysilane), 다이메틸다이메톡시실란(dimethyldimethoxysilane), 다이메틸다이에톡시실란(dimethyldiethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane), 다이페닐다이메톡시실란(diphenyldimethoxysilane), 다이페닐다이에톡시실란(diphenyldiethoxysilane), 트리페닐메톡시실란(triphenylmethoxysilane), 트리페닐에톡시실란(triphenylethoxysilane), 에틸트리에톡시실란(ethyltriethoxysilane), 프로필에틸트리메톡시실란(propylethyltrimethoxysilane), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), 클로로프로필트리메톡시실란(chloropropyltrimethoxysilane), 클로로프로필트리에톡시실란(chloropropyltriethoxysilane) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 실록산 수지를 포함할 수 있다:
<화학식 3>
(R7SiO3/2)x(R8R9SiO2/2)y
(상기 화학식 3에서, R7은 UV 경화성기, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소, UV 경화성기, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C20의 알킬기, 또는 비치환 또는 치환된 C5 내지 C20 시클로알킬기이고, 0<x≤1, 0≤y<1, x+y=1).
구체적으로, 0.20≤x≤0.999, 0.001≤y≤0.80이 될 수 있고, 구체적으로 0.20≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.80이 될 수 있고, 더 구체적으로 0.50≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.50, 더 구체적으로 0.90≤x≤0.97, 0.03≤y≤0.10이 될 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 필름의 연필경도와 유연성이 좋을 수 있다.
R7은 가교성을 제공하는 것으로, 구체적으로 (3,4-에폭시시클로헥실)메틸((3,4-epoxycyclohexyl)methyl)기, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸((3,4-epoxycyclohexyl)ethyl)기, (3,4-에폭시시클로헥실)프로필((3,4-epoxycyclohexyl)propyl)기, 3-글리시독시프로필(3-glycidoxypropyl)기, 3-옥세탄일메틸(3-oxetanylmethyl)기, 3-옥세탄일에틸(3-oxetanylethyl)기, 3-옥세탄일프로필(3-oxetanylpropyl)기, 또는 3-옥세탄일옥시(3-oxetanyloxy)기 등이 될 수 있다.
R8 및 R9는 백 코팅층(130)에 가교성과 유연성을 더 제공하는 것으로, 구체적으로 R8 및 R9는 각각 독립적으로 (3,4-에폭시시클로헥실)메틸기, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, (3,4-에폭시시클로헥실)프로필기, 글리시독시프로필기, 메틸기 또는 에틸기 등이 될 수 있다.
구체적으로, 화학식 3의 실록산 수지는 하기 화학식 3-1 내지 3-12 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다;
<화학식 3-1>
(EcSiO3/2)x((Me)2SiO2/2)y
<화학식 3-2>
(EcSiO3/2)x(MeEtSiO2/2)y
<화학식 3-3>
(GpSiO3/2)x((Me)2SiO2/2)y
<화학식 3-4>
(GpSiO3/2)x(MeEtSiO2/2)y
<화학식 3-5>
(OpSiO3/2)x((Me)2SiO2/2)y
<화학식 3-6>
(OpSiO3/2)x(MeEtSiO2/2)y
<화학식 3-7>
(EcSiO3/2)x(EcMeSiO2/2)y
<화학식 3-8>
(EcSiO3/2)x(GpMeSiO2/2)y
<화학식 3-9>
(GpSiO3/2)x(EcMeSiO2/2)y
<화학식 3-10>
(GpSiO3/2)x(GpMeSiO2/2)y
<화학식 3-11>
(OpSiO3/2)x(EcMeSiO2/2)y
<화학식 3-12>
(OpSiO3/2)x(GpMeSiO2/2)y
(상기 화학식 3-1 내지 3-12에서, Ec는 (3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, Me는 메틸기, Et는 에틸기, Gp는 3-글리시독시프로필기, Op는 3-옥세탄일프로필기이고, 0<x<1, 0<y<1, x+y=1). 구체적으로, 화학식 3-1 내지 3-12에서 0.20≤x≤0.999, 0.001≤y≤0.80이 될 수 있고, 구체적으로 0.20≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.80이 될 수 있고, 더 구체적으로 0.50≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.50, 더 구체적으로 0.90≤x≤0.97, 0.03≤y≤0.10이 될 수 있다.
화학식 3의 UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 R7SiO3/2을 제공하는 알콕시실란 단독, 또는 R7SiO3/2을 제공하는 알콕시실란 및 R8R9SiO2/2을 제공하는 알콕시실란을 포함하는 단량체 혼합물의 가수분해 및 축합 반응으로 제조될 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 15,000이 될 수 있다. UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 다분산도(polydispersity index, PDI)가 1.0 내지 3.0이 될 수 있다. 상기 중량평균분자량과 다분산도 범위에서, 실록산 수지의 네트워크의 치밀한 가교를 통해 연필경도와 투명성을 높일 수 있다.
경화성 모노머는 실리콘계 수지와 가교되어 윈도우 필름의 연필경도를 높이고, 윈도우 코팅층용 조성물의 점도를 제어하여 가공성을 용이하게 할 수 있다. 경화성 모노머는 에폭시기 함유 모노머, 산 무수물기 함유 모노머, 옥세탄기 함유 모노머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에폭시기 함유 모노머는 1개 이상의 에폭시기를 포함하는 광경화성 모노머를 포함할 수 있다. 상기 에폭시기는 에폭시기, 에폭시기를 포함하는 유기기 예를 들면 글리시딜기를 포함할 수 있다. 에폭시 모노머는 지환식 에폭시 모노머, 방향족 에폭시 모노머, 지방족 에폭시 모노머, 수소화 에폭시 모노머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 지환식 에폭시 모노머는 C3 내지 C10의 지환식 고리에 1개 이상의 에폭시기를 갖는 모노머로 예를 들면 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트(3,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexane carboxylate) 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 방향족 에폭시 모노머는 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F), 및 페놀 노볼락(phenol novolac), 크레졸 노볼락(cresol novolac), 트리페닐메탄(triphenylmethane)의 글리시딜에테르(glycidyl ether), 테트라글리시딜메틸렌디아닐린(tetraglycidyl methyleneaniline) 등이 될 수 있다. 지방족 에폭시 모노머는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르(1,4-butanediol glycidyl ether), 1,6-헥산디올디글리시딜에테르(1,6-hexanediol diglycidyl ether) 등이 될 수 있고, 수소화 에폭시 모노머는 방향족 에폭시 모노머를 수소화 반응시킨 것으로, 수소화 비스페놀 A디글리시딜 에테르(hydroxy bisphenol A diglycidyl ether) 등이 될 수 있다. 산 무수물기 함유 모노머는 프탈릭무수물(phthalic anhydride), 테트라히드로프탈릭무수물(tetrahydrophthalic anhydride), 헥사히드로프탈릭무수물(hexahydrophthalic anhydride), 나딕메틸무수물(methylnadic anhydride), 클로렌딕무수물(chlorendic anhydride), 파이로멜리틱무수물(pyromellitic anhydride) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 옥세탄기 함유 모노머는 3-메틸옥세탄(3-methyloxetane), 2-메틸옥세탄(2-methyloxetane), 3-옥세탄올(3-oxetanol), 2-메틸렌옥세탄(2-methyleneoxetane), 3,3-옥세탄디메탄티올(3,3-oxetanemethanethiol), 4-(3-메틸옥세탄-3-일)벤조나이트릴(4-(3-methyloxetane-3-yl)benzonitrile), N-(2,2-디메틸프로필)3-메틸-3-옥세탄메탄아민(N-(2,2-dimethylpropyl)3-methyl-3-oxetaneamine), N-(1,2-디메틸부틸)-3-메틸-3-옥세탄메탄아민(N-(1,2-dimethylbutyl)-3-methyl-3-oxetaneamine), (3-에틸옥세탄-3-일)메틸메타아크릴레이트((3-ethyloxetane-3-yl)methylmethacrylate), 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄(3-ethyl-3-hydroxymethyl-oxetane), 2-에틸옥세탄(2-ethyloxetane), 자일렌비스옥세탄(xylenebisoxetane), 3-에틸-3-[[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸]옥세탄(3-ethyl-3-[[(3-ethyloxetane-3-yl)methoxy]methyl]oxetane) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
개시제는 실리콘계 수지와 경화성 모노머를 경화시켜 윈도우 코팅층을 형성할 수 있다. 개시제는 광양이온 개시제, 양이온 열중합 개시제, 광라디칼 개시제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
광양이온 개시제는 광 조사에 의해 양이온을 발생시켜 경화를 촉매하는 것으로, 광양이온 개시제는 통상의 광양이온 개시제를 포함할 수 있다. 광양이온 개시제는 양이온과 음이온의 염을 포함할 수 있다. 양이온의 구체예로서는 디페닐요오드늄(diphenyliodonium), 4-메톡시디페닐요오드늄(4-methoxydiphenyliodonium), 비스(4-메틸페닐)요오드늄(bis(4-methylphenyl)iodonium), (4-메틸페닐)[4-(2-메틸프로필)페닐]요오드늄((4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl)phenyl]iodonium), 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄(bis(4-tert-butylphenyl)iodonium), 비스(도데실페닐)요오드늄(bis(dodecylphenyl)iodonium) 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄(triphenylsulfonium), 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄(diphenyl-3-thiophenoxyphenylsulfonium) 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)-페닐]술피드(Bis[4-(diphenylsulfonio)phenyl]sulfide), 비스[4-(디(4-(2-히드록시에틸)페닐)술포니오)-페닐]술피드(bis[4-(di(4-(2-hydroxyethyl)phenyl)sulfonio)-phenyl]sulfide), (η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)[(1,2,3,4,5,6-η)-(1-메틸에틸)벤젠]철(1+)((η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)[(1,2,3,4,5,6-η)-(1-methylethyl)benzene]iron(1+)) 등을 들 수 있다. 음이온의 구체예로서는, 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate, BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(hexafluoroborate, PF6 -), 헥사플루오로안티모네이트(hexafluoroantimonate, SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(hexafluoroarsenate, AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(hexachloroantimonate, SbCl6 -) 등을 들 수 있다.
양이온 열중합 개시제는 3-메틸-2부테닐테트라메틸렌설포늄(3-methyl-2 butenyltetramethylenesulfonium), 이터븀(ytterbium), 사마륨(samarium), 에르븀(erbium), 다이스프로슘(dysprosium), 란타늄(lanthanum), 테트라부틸포스포늄(tetrabutylphosphonium), 에틸트리페닐포스포니움 브로마이드 염(ethyltriphenylphosphonium bromide salt), 벤질다이메틸아민(benzyldimethylamine), 다이메틸아미노메틸페놀(dimethylaminomethylphenol), 트리에탄올아민(triethanolamine), N-n-부틸이미다졸(N-n-butylimidazole), 2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimidazole) 등을 들 수 있다. 음이온의 구체예로서는, 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 등을 들 수 있다.
광라디칼 개시제는 광 조사에 의해 라디칼을 발생시켜 경화를 촉매하는 것으로, 광라디칼 개시제는 통상의 광라디칼 개시제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 광라디칼 개시제는 인계, 트리아진(triazine)계, 아세토페논(acetophenone)계, 벤조페논(benzophenone)계, 티오크산톤(thioxanthone)계, 벤조인(benzoin)계, 옥심(oxime)계 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
윈도우 코팅층용 조성물은 25℃에서 점도가 1cps 내지 3000cps가 될 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 코팅층용 조성물의 코팅성, 도공성이 좋아, 윈도우 코팅층 형성이 용이할 수 있다.
윈도우 코팅층용 조성물은 고형분 기준 실리콘계 수지 65중량% 내지 95중량%, 경화성 모노머 4중량% 내지 30중량%, 및 개시제 0.1중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 코팅층의 유연성, 연필경도가 높아질 수 있다.
윈도우 코팅층용 조성물은 고형분 기준 실리콘계 수지 100중량부, 경화성 모노머 1중량부 내지 20중량부 구체적으로 1중량부 내지 10중량부, 개시제 0.1중량부 내지 20중량부, 구체적으로 0.5중량부 내지 10중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 코팅층의 유연성, 연필경도가 높아질 수 있다.
윈도우 코팅층용 조성물은 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 대전방지제, 레벨링제, 산화방지제, 안정화제, 착색제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
윈도우 코팅층용 조성물은 메틸에틸케톤 등의 용제를 더 포함할 수 있다.
윈도우 코팅층용 조성물은 나노입자를 더 포함할 수도 있다. 나노입자는 윈도우 코팅층에서의 탄성 모듈러스와 마르텐스 경도를 높일 수 있다. 나노입자는 실리카, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티타늄 중 하나 이상을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 나노입자는 실리콘(silicone) 화합물로 표면 처리될 수도 있다. 나노입자는 형상, 크기에 제한을 두지 않는다. 구체적으로, 나노입자는 구형, 판상형, 무정형 등의 형상의 입자를 포함할 수 있다. 나노입자는 평균입경이 1 nm 내지 200nm, 구체적으로 5nm 내지 50nm, 더 구체적으로 10nm 내지 30nm가 될 수 있다. 상기 범위에서 백 코팅층의 표면 조도와 투명성에 영향을 주지 않고 윈도우 필름의 연필경도를 높일 수 있다. 나노입자는 고형분 기준 실리콘계 수지 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 100중량부, 구체적으로 1중량부 내지 80중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 점착층에서의 연필경도를 높이고 윈도우 코팅층의 표면 조도를 낮출 수 있다.
본 명세서에서 "고형분 기준"은 해당 조성물 중 용매를 제외한 나머지 전체를 의미한다.
백 코팅층(130)은 기재층(110)의 타면 상에 형성되어, 윈도우 필름의 점착층상의 연필경도를 향상시킬 수 있다. 도 1은 기재층(110)에 백 코팅층(130)이 직접적으로 형성된 경우를 나타낸 것이다. 상기 "직접적으로 형성"은 기재층(110)과 백 코팅층(130) 사이에 어떠한 점착층도 개재되지 않음을 의미한다.
백 코팅층(130)은 두께가 1㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 50㎛, 더 구체적으로 2㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름에 사용될 수 있고, 유연성이 좋을 수 있고, 윈도우 필름의 점착층 상의 연필경도가 우수할 수 있다.
윈도우 필름(100)은 백 코팅층(130)에서의 탄성 모듈러스가 1000Mpa 이상, 구체적으로 1,000Mpa 내지 2,000Mpa이 될 수 있다. 윈도우 필름(100)은 백 코팅층(130)에서의 마르텐스 경도가 50N/mm 내지 200N/mm이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 점착층 상의 연필경도가 우수하고, 윈도우 필름의 유연성이 좋을 수 있다.
백 코팅층(130)은 UV 경화성기를 갖는 수지, 가교제 및 개시제를 포함하는 백 코팅층용 조성물로 형성될 수 있다. 이하, 백 코팅층용 조성물에 대해 설명한다.
UV 경화성기를 갖는 수지는 가교제와 경화되어 백 코팅층(130)의 매트릭스를 형성할 수 있다. 구체적으로, UV 경화성기를 갖는 수지는 UV 경화성기를 갖는 (메트)아크릴 수지, UV 경화성기를 갖는 실록산 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 (메트)아크릴 수지는 1관능 내지 6관능의 (메트)아크릴 수지를 포함할 수 있다. UV 경화성기를 갖는 (메트)아크릴 수지는 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르, 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르, 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴 단량체, 지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르, 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르, 방향족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 중 하나 이상을 포함하는 혼합물의 공중합체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르일 수 있다. 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 하나 이상의 수산기를 갖는 C1 내지 C10의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르일 수 있다. 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴 단량체는 (메트)아크릴산일 수 있다. 지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 C5 내지 C10의 지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르일 수 있다. 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 질소, 산소 또는 황을 갖는 C3 내지 C10의 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르일 수 있다. 방향족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 C6 내지 C20의 아릴기 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르일 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 (메트)아크릴 수지는 2관능 이상 구체적으로 2관능 내지 6관능의 다관능(multifunctional) 우레탄 (메트)아크릴 수지를 포함할 수 있다. 우레탄 (메트)아크릴 수지는 하나 이상의 폴리올, 하나 이상의 폴리이소시아네이트 화합물, 하나 이상의 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 통상의 우레탄 합성 반응으로 제조된 우레탄 (메트)아크릴 수지를 사용할 수도 있다. 이때, 상기 폴리올은 방향족 폴리에테르 폴리올, 지방족 폴리에테르 폴리올, 지환족 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물로, 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 비페닐렌디이소시아네이트, 헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 또는 이들의 부가물을 포함할 수 있다. 상기 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 하나 이상의 수산기를 갖는 C1 내지 C10의 (메트)아크릴산 에스테르로서, 구체적으로 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 구체적으로, 우레탄 (메트)아크릴 수지는 6관능의 지방족(aliphatic) 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지를 포함할 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 상기 화학식 3으로 표시되는 실록산 수지를 포함할 수 있다.
UV 경화성기를 갖는 수지는 중량평균분자량이 500 내지 8,000, 구체적으로 1,000 내지 5,000이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 연필경도가 높고 유연성이 좋을 수 있다.
가교제는 UV 경화성기를 갖는 수지와 경화되어 백 코팅층의 매트릭스를 형성하고 백 코팅층에서의 연필경도를 높일 수 있다. 구체적으로, 가교제는 2관능 내지 6관능의 (메트)아크릴계 모노머, 상술한 에폭시 모노머, 상술한 산 무수물 모노머, 상술한 옥세탄 모노머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 2관능 내지 6관능의 (메트)아크릴계 모노머는 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 아디페이트 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴록시에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 (메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 (메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메트)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등을 포함하는 2관능의 (메트)아크릴레이트; 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 3 관능의 우레탄 (메트)아크릴레이트, 트리스(메트)아크릴록시에틸이소시아누레이트, 프로폭시레이티드 글리세릴 트리(메트)아크릴레이트, 에톡시화된 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 등의 C1 내지 C5의 알콕시기(예:에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기)로 알콕시화된 3관능 (메트)아크릴레이트 등을 포함하는 3관능의 (메트)아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라 (메트)아크릴레이트 등의 4관능의 (메트)아크릴레이트; 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등의 5관능의 (메트)아크릴레이트; 및 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트 또는 우레탄(메트)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능의 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
가교제는 고형분 기준 UV 경화성기를 갖는 수지 100중량부에 대해 1중량부 내지 70중량부, 구체적으로 5중량부 내지 65중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 필름의 점착층에서의 연필경도가 높아질 수 있다.
개시제는 UV 경화성기를 갖는 수지와 가교제를 경화시키는 것으로, 상술한 광양이온 개시제, 양이온 열중합 개시제, 광라디칼 개시제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
개시제는 고형분 기준 UV 경화성기를 갖는 수지 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 10중량부, 구체적으로 1중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 백 코팅층용 조성물이 충분히 경화될 수 있고, 잔량의 개시제로 인한 윈도우 필름의 투명성 저하를 막을 수 있다.
백 코팅층용 조성물은 상기 나노입자를 더 포함할 수도 있다. 나노입자는 백 코팅층의 탄성 모듈러스와 마르텐스 경도를 높일 수 있다. 나노입자는 고형분 기준 백 코팅층용 조성물 중 UV 경화성기를 갖는 수지 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 100중량부, 구체적으로 1중량부 내지 80중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 점착층 상에서의 연필경도를 높이고 백 코팅층의 표면 조도를 낮출 수 있다.
백 코팅층용 조성물은 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 UV 흡수제, 반응 억제제, 접착성 향상제, 요변성 부여제, 도전성 부여제, 색소 조정제, 안정화제, 대전방지제, 산화방지제, 레벨링제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 필름을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 윈도우 필름(200)은 기재층(110), 윈도우 코팅층(120), 백 코팅층(130) 및 점착층(140)을 포함할 수 있다. 점착층(140)이 더 형성된 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름과 실질적으로 동일하다. 점착층(140)이 더 형성됨으로써, 기재층(100)과 백 코팅층(130)을 결합시키는 효과가 클 수 있다. 이에, 이하에서는 점착층(140)에 대해서 설명한다.
점착층(140)은 기재층(110)과 백 코팅층(130) 사이에 형성되어, 기재층(110)과 백 코팅층(130)을 서로 점착시킬 수 있다.
점착층(140)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛, 더 구체적으로 30㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다.
점착층(140)은 (메트)아크릴계 점착 수지, 경화제를 포함하는 점착층용 조성물로 형성될 수 있다.
(메트)아크릴계 점착 수지는 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상을 포함하는 단량체 혼합물의 (메트)아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다.
알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 1개 이상의 수산기를 갖는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 탄소수 3 내지 10의 지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 질소, 산소, 또는 황 중 하나 이상을 갖는 탄소수 3 내지 10의 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 (메트)아크릴산 등을 포함할 수 있다.
경화제는 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 이미드계 경화제, 금속 킬레이트 경화제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 경화제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 경화제는 고형분 기준 점착층용 조성물 중 (메트)아크릴계 점착 수지 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 10중량부, 구체적으로 0.1중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다.
점착층용 조성물은 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다. 실란 커플링제는 점착성을 더 높이는 효과를 구현할 수 있다. 실란 커플링제는 통상의 알려진 실란 커플링제를 하나 이상 사용할 수 있다. 구체적으로, 실란커플링제는 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시드옥시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡실란 등의 에폭시 구조를 갖는 실란 화합물; 비닐 트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기 함유 실란 화합물; 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 아미노기 함유 실란 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 실란 커플링제는 점착층용 조성물 중 고형분 기준 (메트)아크릴계 점착 수지 100중량부에 대해 0중량부 내지 10중량부, 구체적으로 0중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 점착력이 좋을 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 윈도우 필름(300)은 윈도우 코팅층(120), 기재층(110), 점착층(140), 지지층(150) 및 백 코팅층(130)을 포함할 수 있다. 점착층(140)과 백 코팅층(130) 사이에 지지층(150)이 더 형성된 것을 제외하고는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 필름과 실질적으로 동일하다. 지지층(150)이 더 형성됨으로써, 윈도우 필름의 점착층 상의 연필경도가 우수할 수 있다. 이에, 이하에서는 지지층(150)에 대해서만 설명한다.
지지층(150)은 점착층(140)과 백 코팅층(130) 사이에 형성되어, 윈도우 필름(400) 중 점착층(140)과 백 코팅층(130)의 형성을 용이하게 하고, 윈도우 필름(400)의 점착층 상의 연필경도를 높일 수 있다.
지지층(150)은 기재층(110)과 동일 또는 이종의 수지로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 등을 포함하는 폴리(메트)아크릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 지지층(150)은 두께가 10㎛ 내지 200㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 150㎛, 더 구체적으로 50㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다.
이하, 도 4를 참고하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름을 설명한다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 윈도우 필름(400)은 윈도우 코팅층(120), 기재층(110), 백 코팅층(130), 점착층(140)을 포함할 수 있다. 백 코팅층(130)의 하부면에 점착층(140)이 더 형성된 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름과 실질적으로 동일하다. 점착층(140)이 더 형성됨으로써 윈도우 필름(400)은 디스플레이 장치의 소자 구체적으로 편광판, 도전필름, 유기발광소자 등의 바로 위에 점착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 점착층 상의 연필경도가 6H 이상, 구체적으로 6H 내지 8H가 될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 유리판에서의 연필경도가 6H 이상, 구체적으로 6H 내지 8H가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름을 유리판 또는 점착층 모두에 적층하여 사용하더라도 연필경도의 차이가 없어서 사용 가능성이 높을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 압축 방향 곡률반경이 10.0mm 이하, 구체적으로 0.1mm 내지 5.0mm, 인장 방향 곡률반경이 20.0mm 이하, 구체적으로 0.1mm 내지 10.0mm가 될 수 있다. 상기 범위에서 유연성이 좋아 플렉시블 윈도우 필름으로 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 압축 방향 곡률반경과 인장 방향 곡률반경이 모두 낮아 윈도우 필름의 양쪽에서 유연성이 좋아서 사용 가능성이 좋을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 광학적으로 투명하여 투명 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 구체적으로 윈도우 필름은 가시광 영역 구체적으로 파장 400nm 내지 800nm에서 투과도가 88% 이상 구체적으로 88% 내지 100%, 헤이즈가 2% 이하 구체적으로 0.1% 내지 2%가 될 수 있다. 상기 범위에서 투명하여 윈도우 필름으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 두께가 50㎛ 내지 300㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학 표시 장치에 사용될 수 있다.
이하, 도 5, 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이고, 도 6은 도 5의 디스플레이부의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치(500)는 디스플레이부(650a), 점착층(660), 편광판(670), 터치스크린패널(680), 플렉시블 윈도우 필름(690)을 포함하고, 플렉시블 윈도우 필름(690)은 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름을 포함할 수 있다.
디스플레이부(650a)는 플렉시블 디스플레이 장치(600)를 구동시키기 위한 것으로, 기판 및 기판 상에 형성된, OLED, LED 또는 LCD 소자를 포함하는 광학 소자를 포함할 수 있다. 도 6은 도 5의 디스플레이부의 일 실시예에 따른 단면도이다. 도 6을 참조하면, 디스플레이부(650a)는 하부기판(610), 박막 트랜지스터(616), 유기발광다이오드(615), 평탄화층(614), 보호막(618), 절연막(617)을 포함할 수 있다.
하부기판(610)은 디스플레이부(650a)를 지지하는 것으로, 하부기판(610)에는 박막 트랜지스터(616), 유기발광다이오드(615)가 형성되어 있을 수 있다. 하부기판(610)에는 터치스크린패널(680)을 구동하기 위한 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, flexible printed circuit board)이 형성될 수도 있다. 연성 인쇄 회로 기판에는 유기발광다이오드 어레이를 구동하기 위한 타이밍 컨트롤러, 전원 공급부 등이 더 형성되어 있을 수 있다.
하부기판(610)은 플렉시블한 수지로 형성된 기판을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부기판(610)은 실리콘(silicone) 기판, 폴리이미드(polyimide) 기판, 폴리카보네이트(polycarbonate) 기판, 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 기판 등의 플렉시블 기판을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하부기판(610)의 표시영역에는 복수 개의 구동 배선(도시되지 않음)과 센서 배선(도시되지 않음)이 교차하여 복수 개의 화소 영역이 정의되고, 화소 영역마다 박막 트랜지스터(616) 및 박막 트랜지스터(616)와 접속된 유기발광다이오드(615)를 포함하는 유기발광다이오드 어레이가 형성될 수 있다. 하부 기판의 비표시 영역에는 구동 배선에 전기적 신호를 인가하는 게이트 드라이버가 게이트 인 패널(gate in panel) 형태로 형성될 수 있다. 게이트 인 패널 회로부는 표시영역의 일측 또는 양측에 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(616)는 반도체에 흐르는 전류를 그와 수직인 전계를 가해서 제어하는 것으로, 하부 기판(610) 상에 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(616)는 게이트 전극(610a), 게이트 절연막(611), 반도체층(612), 소스 전극(613a), 및 드레인 전극(613b)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(616)는 반도체층(612)으로 IGZO(indium gallium zinc oxide), ZnO, TiO 등의 산화물을 사용하는 산화물 박막 트랜지스터, 반도체층으로 유기물을 사용하는 유기 박막 트랜지스터, 반도체층으로 비정질 실리콘을 이용하는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터, 또는 반도체층으로 다결정 실리콘을 이용하는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터일 수 있다.
평탄화층(614)은 박막 트랜지스터(616) 및 회로부(610b)를 덮어 박막 트랜지스터(616)와 회로부(610b)의 상부면을 평탄화시킴으로써 유기발광다이오드(615)가 형성되도록 할 수 있다. 평탄화층(614)은 SOG(spin-on -glass)막, 폴리이미드계 고분자, 폴리아크릴계 고분자 등으로 형성될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
유기발광다이오드(615)는 자체 발광하여 디스플레이를 구현하는 것으로, 차례로 적층된 제1전극(615a), 유기발광층(615b) 및 제2전극(615c)을 포함할 수 있다. 인접한 유기발광다이오드는 절연막(617)을 통해 구분될 수 있다. 유기발광다이오드(615)는 유기발광층(615b)에서 발생된 광이 하부 기판을 통해 방출되는 배면 발광구조 또는 유기발광층(615b)에서 발생된 광이 상부 기판을 통해 방출되는 전면 발광구조를 포함할 수 있다.
보호막(618)은 유기발광다이오드(615)를 덮어 유기발광다이오드(615)를 보호할 수 있다 보호막(618)은 SiOx, SiNx, SiC, SiON, SiONC 및 a-C(amorphous Carbon)과 같은 무기 물질과 (메트)아크릴레이트, 에폭시계 폴리머, 이미드계 폴리머 등과 같은 유기 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 보호막(618)은 무기 물질로 형성된 층과 유기 물질로 형성된 층이 1회 이상 순차로 적층된 봉지층(encapsulation layer)을 포함할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 점착층(660)은 디스플레이부(650a)와 편광판(670)을 점착시키는 것으로, (메트)아크릴레이트계 수지, 경화제, 개시제 및 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 형성될 수 있다.
편광판(670)은 내광의 편광을 구현하거나 또는 외광의 반사를 방지하여 디스플레이를 구현하거나 디스플레이의 명암비를 높일 수 있다. 편광판은 편광자 단독으로 구성될 수 있다. 또는 편광판은 편광자 및 편광자의 일면 또는 양면에 형성된 보호필름을 포함할 수 있다. 또는 편광판은 편광자 및 편광자의 일면 또는 양면에 형성된 보호코팅층을 포함할 수 있다. 편광자, 보호필름, 보호코팅층은 당업자에게 알려진 통상의 것을 사용할 수 있다.
터치스크린패널(680)은 인체나 스타일러스(stylus)와 같은 도전체가 터치할 때 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 전기적 신호를 발생시키는 것으로, 이러한 신호에 의해 디스플레이부(650a)가 구동될 수 있다. 터치스크린패널(680)은 플렉시블하고 도전성이 있는 도전체를 패턴화하여 형성되는 것으로, 제1센서 전극 및 제1센서 전극 사이에 형성되어 제1센서 전극과 교차하는 제2센서 전극을 포함할 수 있다. 터치스크린패널(680)을 위한 도전체는 금속나노와이어, 전도성 고분자, 탄소나노튜브 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
윈도우 필름(690)은 플렉시블 디스플레이 장치(600)의 최 외곽에 형성되어 디스플레이 장치를 보호할 수 있다.
도 5에서 도시되지 않았지만, 편광판(670)과 터치스크린패널(680) 사이 및/또는 터치스크린패널(680)과 윈도우 필름(690) 사이에는 점착층이 더 형성됨으로써 편광판, 터치스크린패널, 윈도우 필름 간의 결합을 강하게 할 수 있다. 점착층은 (메트)아크릴레이트계 수지, 경화제, 개시제 및 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 형성될 수 있다. 또한, 도 5에서 도시되지 않았지만, 디스플레이부(650a)의 하부에는 편광판이 더 형성됨으로써, 내광의 편광을 구현할 수 있다.
이하, 도7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치(700)는 디스플레이부(650a), 터치스크린패널(680), 편광판(670), 플렉시블 윈도우 필름(690)을 포함하고, 윈도우 필름(690)은 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름을 포함할 수 있다. 디스플레이부(650a) 상에 터치스크린패널(680)이 바로 형성된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치와 실질적으로 동일하다. 또한, 이 때, 디스플레이부(650a)와 함께 터치스크린패널(680)이 형성될 수도 있다. 이 경우 디스플레이부(650a) 상에 디스플레이부(650a)와 함께 터치스크린패널(680)이 형성됨으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치에 비해 두께가 얇고 밝아서 시인성이 좋을 수 있다. 또한, 이 경우 터치스크린패널(680)은 증착 등에 의해 형성될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
도 7에서 도시되지 않았지만, 디스플레이부(650a)와 터치스크린패널(680) 사이 및/또는 터치스크린패널(680)과 편광판(670) 사이 및/또는 편광판(670)과 윈도우 필름(690) 사이에는 점착층이 더 형성됨으로써 디스플레이 장치의 기계적 강도를 높일 수 있다. 점착층은 (메트)아크릴레이트계 수지, 경화제, 개시제 및 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 형성될 수 있다. 또한, 도 7에서 도시되지 않았지만, 디스플레이부(650a) 하부에 편광판이 더 형성됨으로써 내광의 편광을 유도하여 디스플레이 화상을 좋게 할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치(800)는 디스플레이부(650b), 점착층(660), 플렉시블 윈도우 필름(690)을 포함하고, 플렉시블 윈도우 필름(690)은 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름을 포함할 수 있다. 디스플레이부(650b)만으로 장치의 구동이 가능하고 편광판, 터치스크린패널이 제외된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치와 실질적으로 동일하다.
디스플레이부(650b)는 기판 및 기판 상에 형성된 LCD, OLED, 또는 LED 소자를 포함하는 광학 소자를 포함할 수 있으며, 디스플레이부(650b)는 내부에 터치스크린패널이 더 형성될 수 있다.
이상, 플렉시블 디스플레이 장치를 나타내었으나, 본 실시예들에 따른 윈도우 필름은 비-플렉시블 디스플레이 장치에도 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
제조예 1: 윈도우 코팅층용 조성물
UV 경화성기를 갖는 실록산 수지 함유 조성물(Solip사, Epoxy Hybrimer, 고형분 함량 90중량%, 실리콘계 수지, 에폭시 모노머 및 광양이온 개시제의 혼합물) 70.0g과 메틸에틸케톤 30.0g을 30분 동안 교반하고 30분 동안 기포를 제거하여 윈도우 코팅층용 조성물을 제조하였다.
제조예 2: 백 코팅층용 조성물
우레탄 아크릴레이트(UA7619, ENTIS사) 12.0g, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(ENTIS사) 7.2g, 메틸에틸케톤 30.0g을 혼합하고30분 동안 교반하였다. Irgacure 184(BASF사) 0.7g을 더 넣고 30분 동안 더 교반하여 백 코팅층용 조성물을 제조하였다.
제조예 3: 백 코팅층용 조성물
우레탄 아크릴레이트(HX-920UV, Kyoeisha사) 10.6g, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(ENTIS사) 2.1g, 실리카 나노입자 졸(Optisol-SST650U, Ranco사, 고형분 함량: 50중량%, 실리카 나노입자의 평균입경:12nm, 실리카 나노입자 함량:4.3g) 8.5g, 메틸에틸케톤 10.0g을 30분 동안 교반하였다. Irgacure 184(BASF사) 0.4g을 더 넣고 30분 동안 더 교반하여 백 코팅층용 조성물을 제조하였다.
제조예 4: 백 코팅층용 조성물
2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란(ShinEtsu사) 95mol%, 디메틸디메톡시실란(UMT사) 5mol%의 단량체 혼합물 100g을 500ml 3-neck flask에 넣었다. 실리콘 단량체 혼합물 대비 0.5mol%의 KOH와 1.48mol%의 물을 첨가하고, 25℃에서 1 시간 교반 후, 70℃에서 2시간 동안 교반하였다. 감압 증류 장치로 잔류하는 용매를 제거하여 실리콘 수지를 제조하고, 고형분 90중량%를 맞추었다. 겔 투과 크로마토그래피로 확인한 실록산 수지의 중량평균분자량은 5,000이었다. 제조한 실록산 수지 100g, 가교성 모노머 CY-179 10g, 개시제 Irgacure 250(BASF사) 2g, 메틸에틸케톤 60g을 혼합하여 백 코팅층용 조성물을 제조하였다.
제조예 5: 점착층용 조성물
아크릴계 점착 수지(PS-06HE, SOKEN사) 200g, 경화제(L-45, SOKEN사) 0.3g, 및 에틸아세테이트 30g을 30분 동안 교반하여 점착층용 조성물을 제조하였다. 이와 같은 조성물로 형성된 점착층은 25℃에서 저장 모듈러스가 25kPa이고, 유리전이온도는 -42℃였다. 점착층의 저장 모듈러스는 점착층용 조성물을 이형필름에 코팅하고 35℃ 및 상대습도 45%에서 24시간 동안 숙성시켜　두께 50㎛의　점착필름을 제조하고, 이형필름으로부터 필름을 이형하고, 얻은 점착필름을 8개 적층하고 절단하여 두께 400㎛ 및 직경 8mm의 원형의 점착층 시편을 제조하고, 제조한 점착층 시편에 대해 Physica MCR501(Anton parr사)를 사용하여 직경 8mm의 디스크 상에서 -50℃에서 100℃까지 승온하면서 1rad/s에서 평가하였을 때 25℃에서의 값이다.
실시예 1
투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛)의 일면에 제조예 1의 윈도우 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하고 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조시키고 500mJ/cm2의 자외선에 노광하고 120℃에서 24시간 동안 후경화시켰다. 투명 폴리이미드 필름의 다른 일면에 제조예 2의 백 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하였다. 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조시키고 질소 분위기 하에 300mJ/cm2의 자외선에 노광하여, 윈도우 코팅층(두께:50㎛), 투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛), 백 코팅층(두께:10㎛)이 형성된 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 제조예 2의 백 코팅층 조성물 대신에 제조예 3의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서 제조예 2의 백 코팅층용 조성물 대신에 제조예 4의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 4
기재층용 투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛)의 일면에 제조예 1의 윈도우 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하고 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조시키고 500mJ/cm2의 자외선에 노광하고 120℃에서 24시간 동안 후경화시켰다. 기재층용 투명 폴리이미드 필름의 다른 일면에 제조예 5의 점착층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하고 80℃ 오븐에서 4분 동안 경화시켜 점착층을 형성하였다. 지지층용 투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛)의 일면에 제조예 2의 백 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하고 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조시키고 질소 분위기하에서 300mJ/cm2의 자외선에 노광하여, 지지층용 폴리이미드 필름의 일면에 백 코팅층을 형성하였다. 상기 점착층과 지지층용 폴리이미드 필름의 다른 일면을 합지하여, 백 코팅층(두께:20㎛), 지지층용 투명 폴리이미드 필름 (두께:75㎛), 점착층(두께:30㎛), 기재층용 투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛), 및 윈도우 코팅층(두께:50㎛)이 순차적으로 적층된 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 5
실시예 4에서 제조예 2의 백 코팅층용 조성물 대신에 제조예 3의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 6
실시예 4에서 제조예 2의 백 코팅층용 조성물 대신에 제조예 4의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 7
투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛)의 일면에 제조예 1의 윈도우 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하고 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조시키고 500mJ/cm2의 자외선에 노광하고 120℃에서 24시간 동안 후경화시켰다. 투명 폴리이미드 필름의 다른 일면에 제조예 5의 점착층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하였다. 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조시키고 질소 분위기 하에 300mJ/cm2의 자외선에 노광시켜 점착층을 제조하였다.
이형 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)에 제조예 3의 백 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플레이케이터로 도포하고 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조시키고 질소 분위기 하에서 300 mJ/cm2의 자외선에 노광시켰다.
점착층과 백 코팅층을 합지하고 이형 필름을 제거하여, 백 코팅층(두께:10㎛), 점착층(두께:30㎛), 폴리이미드 필름(두께:75㎛), 및 윈도우 코팅층(두께:50㎛)이 순차적으로 적층된 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 8
실시예 7에서 제조예 2의 백 코팅층용 조성물 대신에 제조예 4의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
비교예 1
투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛)의 일면에 제조예 1의 윈도우 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하였다. 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조시키고 500mJ/cm2의 자외선에 노광하고 120℃에서 24시간 동안 후경화시켜, 윈도우 코팅층(두께:50㎛), 투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛)이 형성된 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예와 비교예의 윈도우 필름에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하였다.
비교예 실시예
1 1 2 3 4 5 6 7 8
연필경도 8H 8H 8H 8H 8H 8H 8H 8H 8H
점착층 상의
연필경도		 H 8H 8H 8H 6H 8H 8H 6H 6H
헤이즈(%) 1.05 0.89 1.06 0.92 0.98 1.03 0.93 1.03 0.93
전광선 투과율(%) 88.94 89.21 89.03 89.21 88.96 88.82 89.10 88.86 88.92
곡률
반경		 압축 방향(mm) 5 5 5 5 5 5 5 5 5
인장 방향(mm) 10 10 10 10 10 10 10 10 10
윈도우 코팅층에서의 마르텐스 경도(N/mm) 137 222 252 255 181 204 201 173 176
윈도우 코팅층에서의 탄성 모듈러스(Mpa) 1718 2858 3103 3092 2149 2572 2510 2102 2096
백 코팅층에서의 마르텐스 경도(N/mm) - 108 117 120 82 99 92 72 76
백 코팅층에서의 탄성 모듈러스(Mpa) - 1484 1611 1592 1208 1296 1285 1156 1182
기재층에서의 마르텐스 경도(N/mm) 58 - - - - - - - -
기재층에서의 모듈러스(Mpa) 817 - - - - - - - -
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 유리판에서의 연필경도와 점착층에서의 연필경도가 모두 우수하였다. 특히, 실시예 1-3, 5-6은 유리판에서의 연필경도와 점착층에서의 연필경도가 동일하였다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 백 코팅층을 포함하지 않는 비교예 1 대비 곡률반경이 동일하여 백 코팅층을 포함하더라도 유연성이 좋아 플렉시블 윈도우 필름으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 백 코팅층을 포함하더라도 헤이즈가 낮고 투과율이 좋았다.
반면에, 백 코팅층이 없는 비교예 1은 유리판에서의 연필경도는 본 실시예의 윈도우 필름과 동일하지만, 점착층에서의 연필경도가 낮았다.
(1)연필경도: 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 윈도우 필름을 가로 x 세로(50mm x 50mm) 크기로 절단하여 시편을 제조하고, 윈도우 코팅층에 대해 연필경도계(Heidon-14EW, SHINTO SCIENFITIF사)를 사용하여 JIS K5400 방법에 의해 측정하였다. 연필은 Mitsubishi 사의 6B 내지 9H의 연필을 사용하였다. 연필경도 측정시, 연필을 긋는 속도 60mm/min, 연필을 누르는 힘 19.61N, 연필과 윈도우 코팅층의 각도 45°, 연필의 하중 1kg, 연필의 스케일:10.0mm으로 하였다. 5회 평가하여 1회 이상 스크래치가 발생하면 연필경도 아래 단계의 연필을 이용하여 측정하였다. 5회 평가시 5회 모두 스크래치가 없으면 해당 연필경도를 연필경도로 결정하였다.
(2)점착층 상의 연필경도: 2T 두께의 소다라임 유리판 위에 제조예 5의 점착층용 조성물을 도포하고 경화시켜 두께 50㎛의 점착층을 형성하였다. 점착층과 백 코팅층 또는 기재층을 합지하여 시편을 제조하고, 상기 (1)과 동일 방법으로 연필경도를 측정하였다.
(3)헤이즈, 전광선 투과율: 윈도우 필름에 대해 파장 400nm 내지 800nm에서 NDH2000(NIPPON DENSHOKU사)을 사용하여 헤이즈와 전광선 투과율을 측정하였다.
(4)곡률반경: 윈도우 필름(가로x세로, 3cm x 15cm)을 곡률반경 시험용 JIG(만델라 굴곡 시험기, 코아테크사)에 감고, 감은 상태를 5초 이상 유지한 후, JIG에서 풀었을 때 필름에서 크랙이 발생하는지 여부를 육안으로 평가하였다. 압축 방향의 곡률반경은 윈도우 코팅층이 JIG에 닿도록 하여 측정한 것이고, 인장 방향의 곡률반경은 백 코팅층 또는 기재층이 JIG에 닿도록 하여 측정한 것이다, JIG의 반지름이 최대인 때부터 시작하여 점차적으로 JIG의 직경을 감소시켜 측정하였으며, 크랙이 발생하지 않는 JIG의 최소 반지름을 곡률반경으로 결정하였다.
(5)윈도우 코팅층에서의 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스: Fischer HM2000LT Micro Indentor(Fisher사)를 이용하여 25℃에서 윈도우 코팅층에서의 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스를 측정하였다. 2T 두께의 소다라임 유리판 위에 제조예 5의 점착층용 조성물을 도포하고 경화시켜 두께 50㎛의 점착층을 형성하였다. 점착층 상에 윈도우 코팅층이 최외곽에 위치하도록 윈도우 필름을 합지하여 점착층 상에 윈도우 필름이 점착된 시편을 제조하였다. 사각 베이스를 갖는 스트레이트 다이아몬드 피라미드 형태의 micro indentor(Vicker 입자)로 시편의 윈도우 코팅층을 200mN의 일정한 힘으로 20초 동안 가압하고 5초 동안 크립하고, 20초 동안 relaxation하여 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스를 측정하였다.
(6)백 코팅층에서의 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스: 상기 (5)와 동일 방법으로 점착층을 형성하고, 점착층 상에 백 코팅층이 최외곽에 위치하도록 윈도우 필름을 합지하여 점착층 상에 실시예의 윈도우 필름이 점착된 시편을 제조하였다. 상기 (5)와 동일 방법으로 시편의 백 코팅층을 200mN의 일정한 힘으로 20초 동안 가압하고 5초 동안 크립하고, 20초 동안 relaxation하여 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스를 측정하였다.
(7)기재층에서의 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스: 상기 (5)와 동일 방법으로 점착층을 형성하고 점착층 상에 기재층이 최외곽에 위치하도록 비교예의 윈도우 필름을 합지하여 점착층 상에 비교예의 윈도우 필름이 점착된 시편을 제조하였다. 상기 (5)와 동일 방법으로 시편의 기재층을 200mN의 일정한 힘으로 20초 동안 가압하고 5초 동안 크립하고, 20초 동안 relaxation하여 마르텐스 경도와 탄성 모듈러스를 측정하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (19)

  1. 기재층,
    상기 기재층의 일면 상에 형성된 윈도우 코팅층, 및
    상기 기재층의 다른 일면 상에 형성된 백 코팅층을 포함하는 윈도우 필름이고,
    상기 윈도우 코팅층은 실리콘계 수지를 포함하는 윈도우 코팅층용 조성물로 형성되고,
    상기 윈도우 필름은 상기 백 코팅층에서의 탄성 모듈러스가 1000Mpa 이상이고,
    상기 윈도우 필름은 점착층 상의 연필경도가 6H 이상인 것인, 윈도우 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 연필경도가 6H 이상인 것인, 윈도우 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 압축 방향 곡률반경이 10.0mm 이하, 인장 방향 곡률반경이 20.0mm 이하인 것인, 윈도우 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 상기 백 코팅층에서의 마르텐스 경도가 50N/mm 내지 200N/mm인 것인, 윈도우 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 코팅층은 두께가 5㎛ 내지 150㎛인 것인, 윈도우 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층은 두께가 1㎛ 내지 100㎛인 것인, 윈도우 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 점착층은 25℃에서 저장 모듈러스가 10kPa 내지 50kPa인 것인, 윈도우 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층의 하부면에 점착층이 더 형성된 것인, 윈도우 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 점착층, 지지층 중 하나 이상을 더 포함하는 것인, 윈도우 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 윈도우 필름에 포함되는 상기 점착층은 두께가 10㎛ 내지 100㎛인 것인, 윈도우 필름.
  11. 제9항에 있어서, 상기 지지층은 상기 기재층과 동일 수지로 형성된 필름인 것인, 윈도우 필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 상기 기재층, 상기 기재층의 일면 상에 직접적으로 형성된 상기 윈도우 코팅층 및 상기 기재층의 타면 상에 직접적으로 형성된 상기 백 코팅층을 포함하는 것인, 윈도우 필름.
  13. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 상기 기재층과 상기 백 코팅층 사이에 형성된 점착층을 더 포함하는 것인, 윈도우 필름.
  14. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 상기 기재층과 상기 백 코팅층 사이에 형성되는 점착층과 지지층의 적층체를 더 포함하는 것인, 윈도우 필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 윈도우 필름을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 플렉시블 디스플레이 장치는 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상에 형성된 점착층, 상기 점착층 상에 형성된 편광판, 상기 편광판 상에 형성된 터치스크린패널 및 상기 터치스크린패널 상에 형성된 상기 윈도우 필름을 포함하는 것인 플렉시블 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 플렉시블 디스플레이 장치는 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상에 형성된 터치스크린패널, 상기 터치스크린패널 상에 형성된 편광판 및 상기 편광판 상에 형성된 상기 윈도우 필름을 포함하는 것인 플렉시블 디스플레이 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 플렉시블 디스플레이 장치는 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상에 형성된 점착층 및 상기 점착층 상에 형성된 상기 윈도우 필름을 포함하는 것인 플렉시블 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 디스플레이부는 상부 또는 하부에 편광판을 더 포함하는 것인 플렉시블 디스플레이 장치.
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