KR20180068252A - 윈도우 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

윈도우 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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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 필름은 식 1의 관계를 갖는 윈도우 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.

Description

윈도우 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{WINDOW FILM, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 윈도우 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 전광선 투과율, 헤이즈, 반사율 등의 광학 특성이 우수하고, 황색도가 낮고, 윈도우 필름 중 기재층과 백코팅층 간의 부착력이 높고, 경도와 유연성이 높은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
윈도우 필름은 광학 디스플레이 장치의 최 외곽에 위치된다. 윈도우 필름은 기재층 및 기재층에 형성된 윈도우 코팅층을 포함한다. 따라서, 윈도우 필름은 투명성과 연필경도가 좋아야 한다. 윈도우 필름은 기재층과 경화형 수지로 형성된 코팅층을 포함한다. 윈도우 필름은 기재층 및/또는 경화형 수지에 따라 황색도가 높아져 노란색이 시인되게 할 수 있고, 고온에서 장시간 처리될 경우 황색도가 높아질 수 있다.
최근, 디스플레이 장치에서 유리 기판 또는 고경도 기판을 필름으로 대체하면서, 접고 펼 수 있는 유연성을 갖는 플렉시블(flexible) 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 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 전광선 투과율이 높고 헤이즈가 낮으며 반사율이 낮은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 황색도가 낮고 외관이 좋은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 기재층과 백 코팅층 간의 부착력이 높은 윈도우 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 경도와 유연성이 높은 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 필름은 하기 식 1의 관계를 가질 수 있다:
<식 1>
A1 ＜ A2 ＜ A3
(상기에서, A1은 상기 백코팅층의 굴절률, A2는 상기 윈도우 코팅층의 굴절률, A3는 상기 기재층의 굴절률).
본 발명의 윈도우 필름의 제조방법은 기재층의 일면에 백코팅층용 조성물을 사용하여 백코팅층을 형성하고, 상기 기재층의 다른 일면에 윈도우 코팅층용 조성물을 사용하여 윈도우 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 백코팅층용 조성물은 무기 중공 입자; 불소 함유 모노머, 그의 올리고머 중 하나 이상; 불소 비함유 모노머, 그의 올리고머 중 하나 이상; 개시제; 염료; 및 용제를 포함할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 장치는 상기 윈도우 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 전광선 투과율이 높고 헤이즈가 낮으며 반사율이 낮은 윈도우 필름을 제공하였다.
본 발명은 황색도가 낮고 외관이 좋은 윈도우 필름을 제공하였다.
본 발명은 기재층과 백코팅층 간의 부착력이 높은 윈도우 필름을 제공하였다.
본 발명은 경도와 유연성이 높은 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 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 디스플레이부의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 6은 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. 상기 지환식 에폭시기는 에폭시화된 C4 내지 C10의 시클로알킬기를 의미하고, "Ec"는 (3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, "Gp"는 3-글리시독시프로필기, "Op"는 3-옥세탄일프로필기, "Me"는 메틸기, "Et"는 에틸기이다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미하고, "치환된"은 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 의미하고, "할로겐"은 불소, 염소, 요오드 또는 브롬을 의미한다.
본 명세서에서 "굴절률"은 Ellipsometer(J.A woollam)으로 측정한 것을 의미한다.
본 명세서에서 "황색도"는 ASTM D1925로 측정한 값이다.
본 명세서에서 "반사율"은 ASTM E1164에 의거 JIS Z 8722 규격으로 측정한 값이다.
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, 윈도우 필름(100)은 기재층(110), 윈도우 코팅층(120) 및 백 코팅층(130)을 포함하고, 윈도우 필름(100)은 하기 식 1의 관계를 가질 수 있다:
<식 1>
A1 ＜ A2 ＜ A3
(상기에서, A1은 상기 백 코팅층의 굴절률, A2는 상기 윈도우 코팅층의 굴절률, A3는 상기 기재층의 굴절률).
윈도우 필름(100)은 상기 식 1의 관계를 나타냄으로써 전광선 투과율을 높이고 헤이즈를 낮추면서 동시에 반사율도 낮출 수 있다. 특히, 윈도우 필름(100)은 기재층(110)의 하부면에 백 코팅층(130), 기재층(110)의 상부면에 윈도우 코팅층(120)을 포함하고, 상기 식 1의 관계를 나타냄으로써 백 코팅층(130), 기재층(110), 윈도우 코팅층(120)을 통과하는 내부광의 투과율은 높일 수 있다. 또한, 기재층(110), 윈도우 코팅층(120) 대비 굴절률이 낮은 백 코팅층(130)을 포함함으로써, 외부광에 대한 반사율을 낮출 수 있다.
구체적으로, 윈도우 필름은 가시광선 영역(예:파장 380nm 내지 800nm)에서 전광선 투과율이 90% 이상, 구체적으로 91% 이상, 예를 들면 91% 내지 100%가 될 수 있다. 윈도우 필름은 가시광선 영역(예:파장 380nm 내지 800nm)에서 헤이즈가 2% 이하, 구체적으로 0.1% 내지 2%가 될 수 있다. 윈도우 필름은 반사율이 8% 이하 구체적으로 7% 이하, 6.8% 이하, 예를 들면 0% 내지 7.1%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름을 디스플레이 장치에 사용시 디스플레이의 화면 품질을 좋게 할 수 있다.
윈도우 필름은 기재층으로 폴리이미드 필름을 포함할 수 있다. 통상, 폴리이미드 필름은 황색도가 3 이상 예를 들면 3 내지 9가 될 수 있다. 윈도우 필름이 기재층으로 폴리이미드 필름을 포함하더라도, 윈도우 필름은 가시광선 영역에서 전광선 투과율이 90% 이상 예를 들면 90% 내지 99%, 반사율이 8% 이하 구체적으로 7% 이하, 6.8% 이하, 예를 들면 0% 내지 7.1%, 황색도가 2.3 이하 예를 들면 0 내지 2.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름을 디스플레이 장치에 사용시 디스플레이 화면 품질을 좋게 할 수 있다.
윈도우 필름은 기재층으로 폴리이미드 필름을 포함하고, 윈도우 코팅층은 실리콘계 수지를 포함할 수 있다. 이 경우에도, 윈도우 필름은 가시광선 영역에서 전광선 투과율이 90% 이상, 구체적으로 91% 이상, 예를 들면 91% 내지 100%, 반사율이 8% 이하 구체적으로 7% 이하, 6.8% 이하, 예를 들면 0% 내지 7.1%, 황색도가 2.3 이하, 예를 들면 0 내지 2.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름을 디스플레이 장치에 사용시 디스플레이 화면 품질을 좋게 할 수 있다.
기재층
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 수도 있다.
일 구체예에서, 기재층은 굴절률이 1.60 이상 예를 들면 1.60 내지 1.75가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1의 관계를 용이하게 만족시킬 수 있고, 코팅층과 기재층과의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 기재층(110)은 황색도가 3 이상 예를 들면 3 내지 9가 될 수 있다. 황색도가 3 이상인 기재층(110)을 포함하는 윈도우 필름(100)은 상기 식 1의 관계를 만족함으로써, 윈도우 필름의 전광선 투과율을 높이고 반사율을 낮출 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, 시클로올레핀폴리머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 기재층(110)은 폴리이미드 수지로 형성된 필름일 수 있다. 따라서, 기재층(110)은 내열성이 높아 윈도우 필름(100)의 내열성을 높일 수 있다.
기재층(110)은 두께가 10㎛ 내지 150㎛, 구체적으로 30㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 필름에 사용될 수 있다.
도 1은 기재층이 단일층으로 된 경우를 나타낸 것이다. 그러나, 기재층이 복수 개 적층된 다중층인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 예를 들면, 기재층은 제1기재층, 점착층 및 제2기재층이 순차적으로 적층된 필름 적층체일 수 있고, 예를 들면 제1기재층과 제2기재층은 투명 점착제 예를 들면 OCA(optical clear adhesive)에 의해 적층될 수 있다. OCA 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 제1기재층, 제2기재층은 상술한 기재층으로부터 선택될 수 있다. 제1기재층, 제2기재층의 두께, 재질 등은 동일하거나 다를 수 있다. OCA는 전광선 투과율이 90% 이상이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 물성에 영향을 주지 않고, 제1기재층, 제2기재층을 서로 점착시킬 수 있다. 예를 들면, OCA는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체를 위한 단량체 혼합물; 개시제; 및 매크로모노머와 유기 나노입자 중 하나 이상을 포함하는 점착층용 조성물로 형성될 수 있다. 상기 단량체 혼합물은 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 및 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트로 구성될 수 있다. 유기 나노입자는 코어-쉘 입자로서 하기 식 2를 만족할 수 있다:
<식 2>
Tg(c) ＜ Tg(s)
(상기 식 2에서 Tg(c)는 코어의 유리전이온도(단위:℃)이고, Tg(s)는 쉘의 유리전이온도(단위:℃)이다). 유기 나노입자는 평균 입경이 10nm 내지 400nm, 구체적으로 10nm 내지 300nm, 더욱 구체적으로 30nm 내지 280nm, 더욱 구체적으로 50nm 내지 280nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 폴딩에 영향을 주지 않으며, 가시광 영역에서 전광선 투과율이 90% 이상으로 점착층의 투명도가 좋을 수 있다. 코어의 유리전이온도는 -150℃ 내지 10℃, 구체적으로 -150℃ 내지 -5℃, 더욱 구체적으로 -150℃ 내지 -20℃가 될 수 있다. 상기 범위에서 점착층의 저온 및/또는 상온 점탄성 효과가 있을 수 있다. 코어는 폴리알킬(메트)아크릴레이트, 폴리실록산 또는 폴리부타디엔 중 1종 이상 포함할 수 있다. 쉘의 유리전이온도는 15℃ 내지 150℃, 구체적으로 35℃ 내지 150℃, 더욱 구체적으로 50℃ 내지 140℃가 될 수 있다. 상기의 범위에서 (메트)아크릴계 공중합체 중 유기 나노입자의 분산성이 우수할 수 있다. 쉘은 폴리알킬메타아크릴레이트를 포함할 수 있다.
윈도우 코팅층
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 연필경도와 유연성을 높여 비-플렉시블 디스플레이 장치뿐만 아니라 플렉시블 디스플레이 장치에도 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 디스플레이 장치의 내부광 기준으로 기재층(110)의 광 출사면에 형성될 수 있다.
윈도우 코팅층(120)은 굴절률이 1.60 미만, 예를 들면 1.53 내지 1.59가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1의 관계를 용이하게 만족시킬 수 있고, 코팅층과 기재층과의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소 효과가 있을 수 있다.
윈도우 코팅층(120)은 두께가 5㎛ 내지 150㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 100㎛, 더 구체적으로 5㎛ 내지 80㎛, 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 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 하기 화학식 1로 표시되는 실록산 수지를 포함할 수 있다:
<화학식 1>
(R1SiO3/2)x(R2SiO3/2)y(R3R4SiO2/2)z
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 UV 경화성기, R1 및 R2는 서로 다르고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, UV 경화성기, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C20의 알킬기, 또는 비치환 또는 치환된 C5 내지 C20 시클로알킬기, 0<x≤1, 0≤y<1, 0≤z<1, x+y+z=1이다.
R1 및 R2는 가교성을 제공하는 것으로, 각각 독립적으로 지환식 에폭시기, 글리시독시기 또는 옥세탄기를 갖는, C1 내지 C6의 알킬기 또는 C5 내지 C10의 시클로알킬기, 더 구체적으로 (3,4-에폭시시클로헥실)메틸기, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, (3,4-에폭시시클로헥실)프로필기, 3-글리시독시프로필기, 3-옥세탄일메틸기, 3-옥세탄일에틸기, 3-옥세탄일프로필기 등이 될 수 있다.
R3 및 R4는 윈도우 코팅층(120)에 가교성과 유연성을 더 제공하는 것으로, 각각 독립적으로 지환식 에폭시기, 글리시독시기 또는 옥세탄기를 갖는, C1 내지 C6의 알킬기 또는 C5 내지 C10의 시클로알킬기, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 더 구체적으로 (3,4-에폭시시클로헥실)메틸기, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, (3,4-에폭시시클로헥실)프로필기, 글리시독시프로필기, 메틸기 또는 에틸기 등이 될 수 있다.
일 구체예에서, UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표현되는 실록산 수지일 수 있다:
<화학식 1-1>
R1SiO3 /2
<화학식 1-2>
(R1SiO3/2)x(R2SiO3/2)y
<화학식 1-3>
(R1SiO3/2)x(R3R4SiO2/2)z
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서, R1, R2, R3 및 R4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, x+y=1, x+z=1이다. 구체적으로, 0.20≤x≤0.999, 0.001≤y≤0.80, 0.001≤z≤0.80이 될 수 있고, 구체적으로 0.20≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.80, 0.01≤z≤0.80이 될 수 있고, 더 구체적으로 0.50≤x≤0.99, 0.01≤y≤0.50, 0.01≤z≤0.50 더 구체적으로 0.90≤x≤0.97, 0.03≤y≤0.10, 0.03≤z≤0.10이 될 수 있다. 상기 범위에서 윈도우 필름의 연필경도와 유연성이 좋을 수 있다. 구체적으로, 상기 실록산 수지는 EcSiO3 /2로 표현되는 T 단위로 된 실록산 수지, GpSiO3/2로 표현되는 T 단위로 된 실록산 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실록산 수지는 (EcSiO3/2)x(GpSiO3/2)y(0<x<1, 0<y<1, x+y=1)를 포함하는 실록산 수지일 수 있다. 또한, 상기 실록산 수지는 하기 화학식 1-3A 내지 화학식 1-3L 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다;
<화학식 1-3A>
(EcSiO3/2)x((Me)2SiO2/2)z
<화학식 1-3B>
(EcSiO3/2)x(MeEtSiO2/2)z
<화학식 1-3C>
(GpSiO3/2)x((Me)2SiO2/2)z
<화학식 1-3D>
(GpSiO3/2)x(MeEtSiO2/2)z
<화학식 1-3E>
(OpSiO3/2)x((Me)2SiO2/2)z
<화학식 1-3F>
(OpSiO3/2)x(MeEtSiO2/2)z
<화학식 1-3G>
(EcSiO3/2)x(EcMeSiO2/2)z
<화학식 1-3H>
(EcSiO3/2)x(GpMeSiO2/2)z
<화학식 1-3I>
(GpSiO3/2)x(EcMeSiO2/2)z
<화학식 1-3J>
(GpSiO3/2)x(GpMeSiO2/2)z
<화학식 1-3K>
(OpSiO3/2)x(EcMeSiO2/2)z
<화학식 1-3L>
(OpSiO3/2)x(GpMeSiO2/2)z
(상기 화학식 1-3A 내지 화학식 1-3L에서, 0<x<1, 0<z<1, x+z=1).
UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 중량평균분자량이 1,000g/mol 내지 15,000g/mol, 예를 들면 4,000g/mol 내지 8,000g/mol이 될 수 있다. UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 다분산도(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.
화학식 1의 UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 R1SiO3 / 2을 제공하는 알콕시실란 단독, 또는 R1SiO3 / 2을 제공하는 알콕시실란 및 R2SiO3 / 2을 제공하는 알콕시실란, R3R4SiO2/2을 제공하는 알콕시실란 중 하나 이상을 포함하는 단량체 혼합물의 가수분해 및 축합 반응으로 제조될 수 있다. 가수분해 및 축합 반응은 당업자에게 통상적으로 알려져 있다. 구체적으로, 가수분해 및 축합 반응은 상온에서는 12시간 내지 7일 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-67등의 이온 교환 수지 등이 사용될 수 있다.
또한, UV 경화성기를 갖는 실록산 수지는 하기 화학식 2의 화합물 단독 또는 하기 화학식 2의 화합물과 하기 화학식 3의 화합물의 혼합물의 가수분해 및 축합 반응으로 제조되는 실록산 수지를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다:
<화학식 2>
R5-R8-Si(OR6)m(R7)3-m
(상기 화학식 2에서, R5는 UV 경화성기, R6은 C1 내지 C10의 알킬기이고, R7은 C1 내지 C10의 알킬기, C3 내지 C20의 시클로알킬기, C6 내지 C20의 아릴기 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고, R8은 단일결합 또는 C1 내지 C10의 알킬렌기이고, m은 1 내지 3의 정수이다),
<화학식 3>
Si(OR9)n(R10)4 -n
(상기 화학식 3에서, R9는 C1 내지 C10의 알킬기이고, R10은 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 "단일결합"은 화학식 2에서 R5와 Si가 R8 없이 바로 연결된 것을 의미한다. 구체적으로, 화학식 2의 화합물은 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 중 하나 이상이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 화학식 3의 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 다이메틸다이메톡시실란, 다이메틸다이에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 다이페닐다이메톡시실란, 다이페닐다이에톡시실란, 트리페닐메톡시실란, 트리페닐에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필에틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 클로로프로필트리메톡시실란, 클로로프로필트리에톡시실란 중 하나 이상을 포함할 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 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 방향족 에폭시 모노머는 비스페놀 A, 비스페놀 F, 및 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락, 트리페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라글리시딜메틸렌디아닐린 등이 될 수 있다. 지방족 에폭시 모노머는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 등이 될 수 있고, 수소화 에폭시 모노머는 방향족 에폭시 모노머를 수소화 반응시킨 것으로, 수소화 비스페놀 A디글리시딜 에테르 등이 될 수 있다. 산 무수물기 함유 모노머는 프탈릭무수물, 테트라히드로프탈릭무수물, 헥사히드로프탈릭무수물, 나딕메틸무수물, 클로렌딕무수물, 파이로멜리틱무수물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 옥세탄기 함유 모노머는 3-메틸옥세탄, 2-메틸옥세탄, 3-옥세탄올, 2-메틸렌옥세탄, 3,3-옥세탄디메탄티올, 4-(3-메틸옥세탄-3-일)벤조나이트릴, N-(2,2-디메틸프로필)3-메틸-3-옥세탄메탄아민, N-(1,2-디메틸부틸)-3-메틸-3-옥세탄메탄아민, (3-에틸옥세탄-3-일)메틸메타아크릴레이트, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 2-에틸옥세탄, 자일렌비스옥세탄, 3-에틸-3-[[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸]옥세탄 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, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, (4-메틸페닐)[4-(2-메틸프로필)페닐]요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)-페닐]술피드, 비스[4-(디(4-(2-히드록시에틸)페닐)술포니오)-페닐]술피드, (η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)[(1,2,3,4,5,6-η)-(1-메틸에틸)벤젠]철(1+) 등을 들 수 있다. 음이온의 구체예로서는, 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 등을 들 수 있다. 양이온 열중합 개시제는 3-메틸-2부테닐테트라메틸렌설포늄, 이터븀, 사마륨, 에르븀, 다이스프로슘, 란타늄, 테트라부틸포스포늄, 에틸트리페닐포스포니움 브로마이드 염, 벤질다이메틸아민, 다이메틸아미노메틸페놀, 트리에탄올아민, N-n-부틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 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, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 옥심계, 페닐케톤계 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. 본 명세서에서 "고형분 기준"은 용제가 제외된 나머지 전체를 의미한다.
윈도우 코팅층용 조성물은 고형분 기준 실리콘계 수지 100중량부, 경화성 모노머 1중량부 내지 20중량부 구체적으로 1중량부 내지 15중량부 더 구체적으로 10중량부 내지 15중량부, 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 필름의 연필경도를 더 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 평균입경(D50)이 1nm 내지 200nm, 구체적으로 5nm 내지 50nm, 더 구체적으로 10nm 내지 30nm가 될 수 있다. 상기 범위에서 원도우 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 연필경도를 높이고 윈도우 코팅층의 표면 조도를 낮출 수 있다.
백 코팅층
백 코팅층(130)은 기재층(110)의 타면 상에 형성되어, 윈도우 필름(100)을 지지할 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 디스플레이 장치의 내부광 기준으로 기재층(110)의 광 입사면에 형성될 수 있다.
백 코팅층(130)은 굴절률이 1.54 이하, 예를 들면 1.39 내지 1.54, 1.39 내지 1.52가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1의 관계를 용이하게 만족시킬 수 있고, 코팅층과 기재와의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소 효과가 있을 수 있다.
백 코팅층(130)은 무기 중공 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상, 염료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 백 코팅층은 무기 중공 입자; 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 및 염료를 포함할 수 있다. 따라서, 백 코팅층은 기재층, 윈도우 코팅층 대비 굴절률이 낮고, 황색도를 낮출 수 있다.
백 코팅층은 무기 중공 입자와 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 전체 함량이 9중량% 내지 80중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 코팅층과 기재와의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소 효과가 있을 수 있다. 백 코팅층은 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머를 9중량% 내지 80중량%, 예를 들면 9중량% 내지 78중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 코팅층과 기재층과의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소, 황색도 감소 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 백 코팅층은 무기 중공 입자; 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 개시제; 및 염료를 포함하는 백 코팅층용 조성물로 형성될 수 있다.
무기 중공 입자는 굴절률이 1.4 이하, 구체적으로 1.33 내지 1.38이 될 수 있다. 무기 중공 입자의 평균 입경(D50)은 30nm 내지 100nm, 구체적으로 40nm 내지 70nm일 수 있다. 상기 범위에서 백 코팅층에 포함될 수 있으며, 윈도우 필름에 적용하기에 유리할 수 있다. 무기 중공 입자는 실리카, 멀라이트(mullite), 알루미나, 실리콘 카바이드(SiC), MgO-Al2O3-SiO2, Al2O3-SiO2, MgO-Al2O3-SiO2-LiO2, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 이들은 표면 처리된 것일 수도 있다. 바람직하게는, 무기 중공 입자는 중공 실리카를 포함할 수 있다.
불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머는 불소 함유 (메트)아크릴계 모노머 또는 그의 올리고머를 포함할 수 있다.
무기 중공 입자 및 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머는 각각 그 자체로 포함될 수도 있고, 또는 이들 모두를 포함하는 용액으로 포함될 수도 있다. 상기 용액은 개시제, (메트)아크릴계 모노머, 및 용매 예를 들면 메틸이소부틸케톤 등을 더 포함할 수 있다. 무기 중공 입자 및 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 전체, 또는 상기 무기 중공 입자 및 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 전체를 함유하는 용액은 굴절률이 1.42 이하 구체적으로 1.33 내지 1.38이 될 수 있다. 상기 범위에서, 백 코팅층의 굴절률을 낮출 수 있다. 상기 용액은 시판되는 제품 예를 들면 XJA-0247(Pelnox사) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
무기 중공 입자 및 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머는 고형분 기준 백 코팅층용 조성물 중 9중량% 내지 80중량%, 구체적으로 9중량% 내지 78중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 코팅층과 기재층과의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소, 황색도 감소 효과가 있을 수 있다.
불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 UV 경화성기 예를 들면 (메트)아크릴레이트기 또는 에폭시기를 갖는 화합물이 바람직할 수 있다. 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머, 이로부터 형성된 올리고머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 2관능 내지 10관능의 (메트)아크릴레이트계 화합물일 수 있다.
불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 다가 알코올과 (메트)아크릴산의 에스테르와 같은 다관능의 (메트)아크릴레이트, 또는 다가 알코올, 이소시아네이트계 화합물, (메트)아크릴산의 히드록시 에스테르로부터 합성되는 다관능의 우레탄 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 2관능 이상 더 바람직하게는 3관능 내지 6관능의 (메트)아크릴계 모노머를 포함할 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
불소 비함유 (메트)아크릴레이트 올리고머는 2관능 이상 구체적으로 2관능 내지 6관능의 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 불소 비함유 (메트)아크릴레이트 올리고머는 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 우레탄 (메트)아크릴 올리고머는 하나 이상의 폴리올, 하나 이상의 폴리이소시아네이트 화합물, 하나 이상의 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 통상의 우레탄 합성 반응으로 제조된 우레탄 (메트)아크릴 올리고머를 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 화합물은2개 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 올리고머는 6관능의 지방족(aliphatic) 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 불소 비함유 (메트)아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 500g/mol 내지 8,000g/mol, 구체적으로 1,000g/mol 내지 5,000g/mol이 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 연필경도가 높고 유연성이 좋을 수 있다.
불소 비함유 모노머는 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트일 수 있다.
2관능의 (메트)아크릴레이트는, 예를 들어, 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 노난디올 디(메트)아크릴레이트, 에톡시화헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 프로폭시화헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 에톡시화 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는, 예를 들어, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리스2-히드록시에틸이소시아누레이트 트리(메트)아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 등의 3관능의 (메트)아크릴레이트; 에톡시화된 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화된 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화된 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화된 글리세릴 트리(메트)아크릴레이트 등의 알콕시화 변성된 3관능의 (메트)아크릴레이트; 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트 등의 4관능의 (메트)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 펜타(메트)아크릴레이트 등의 5관능의 (메트)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 헥사(메트)아크릴레이트 등의 6관능의 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 고형분 기준 백 코팅층용 조성물 중 15중량% 내지 88중량%, 구체적으로 19중량% 내지 87중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 코팅층과 기재와의 굴절율 차이로 인하여 투과율 상승 및 반사율 감소, 황색도 감소 효과가 있을 수 있다.
개시제는 광중합 개시제로서, 흡수 파장이 150nm 내지 500nm인 것이 될 수 있고, 알파-히드록시 케톤계 또는 알파-아미노 케톤계 중 하나 이상, 예를 들면 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 또는 이를 포함하는 혼합물이 될 수 있다.
개시제는 고형분 기준 백 코팅층용 조성물 중 1중량% 내지 5중량%, 구체적으로 1중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 백 코팅층용 조성물의 고형분이 완전히 경화될 수 있고, 잔량의 개시제가 남아서 윈도우 필름의 광특성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
염료는 기재층, 윈도우 코팅층 및 윈도우 필름의 광학 특성의 저하 없이 윈도우 필름의 황색도를 낮추어 윈도우 필름이 노란색으로 시인되지 않게 할 수 있다. 염료는 최대흡수파장이 500nm 내지 650nm, 구체적으로 550nm 내지 620nm인 염료를 사용할 수 있다. 상기 범위에서, 기재층, 윈도우 코팅층 및 윈도우 필름의 광학 특성을 저하시키지 않고 윈도우 필름의 황색도를 낮출 수 있다. 본원에서 '최대흡수파장'은 최대 흡수 피크를 나타내는 파장, 즉 파장에 따른 흡광도 곡선에서 최대 흡광도를 내는 파장을 의미한다. 염료는 최대흡수파장이 500nm 내지 650nm인, 금속을 포함하는 금속 염료, 금속을 포함하지 않는 비-금속 염료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 금속 염료는 최대 흡수파장이 500nm 내지 650nm, 구체적으로 550nm 내지 620nm를 가지며 금속을 포함하는 염료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 금속 염료는 바나듐, 크롬, 망간, 등의 금속 착체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 금속 염료는 헤테로사이클릭 바나듐 착체(conjugated heterocyclic vanadium complex)가 될 수 있다. 비-금속 염료는 최대흡수파장 500nm 내지 650nm, 구체적으로 550nm 내지 620nm을 가지며 금속을 포함하지 않는 염료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 비-금속 염료는 시아닌계, 테트라아자포르피린 등을 포함하는 포르피린계, 아릴메탄계, 스쿠아릴륨계, 아조메틴계, 옥소놀계, 아조계, 아릴리덴계, 크산텐계, 메로시아닌계 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면 염료는 KCF Blue b(경인양행사, 최대흡수파장:596nm, 테트라아자포르피린계), SK-D584(SK 케미칼사, 최대흡수파장:584nm, 테트라아자포르피린계), PD-311S(야마모토화성사, 최대흡수파장:584nm, 포르피린계), SK-D593(SK 케미칼사, 최대흡수파장:593nm, 바나듐계), PANAX NEC 595(욱성화학사, 최대흡수파장:595nm, 테트라아자포르피린계와 바나듐계 혼합물) 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
염료는 백 코팅층용 조성물의 고형분 중 0.001중량% 내지 15중량%, 구체적으로 0.01중량% 내지 5중량%, 더 구체적으로 0.1중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름의 노란색이 시인되지 않고, 윈도우 필름의 투명성 저하를 막을 수 있다.
백 코팅층용 조성물은 유기 나노입자, 무기 단순 입자 중 하나 이상을 더 포함할 수도 있다. 유기 나노입자, 무기 단순 입자 중 하나 이상은 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, 백 코팅층의 표면 조도를 낮출 수 있고, 윈도우 필름의 연필경도를 높일 수 있다. 상기 "단순 입자"는 중공이 아닌 형태의 입자를 의미한다.
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.
백 코팅층용 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 용제는 이소프로필알콜, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에탄올, 아세톤 등의 용제를 포함할 수 있다. 바람직하게는 용제는 이소프로필알콜과 에틸렌 글리콜 디메틸에테르의 혼합물을 포함할 수 있다. 이소프로필알콜과 에틸렌 글리콜 디메틸에테르의 혼합물을 사용함으로써 기재층과 백 코팅층 간의 부착력이 좋고, 황색도가 더 낮아질 수 있으며, 백 코팅층용 조성물 중 무기 중공 입자를 더 잘 분산시켜 백 코팅층의 굴절률을 낮출 수 있다.
백 코팅층(130)은 두께가 5㎛ 이하, 구체적으로 300nm 이하, 예를 들면 60nm 내지 300nm, 100nm 내지 300nm, 150nm 내지 300nm 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름에 사용될 수 있고, 유연성이 좋을 수 있다.
윈도우 필름은 연필경도가 3H 이상, 구체적으로 3H 내지 8H가 될 수 있다. 상기 범위에서, 윈도우 필름을 광학표시장치에 사용할 수 있다. 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. 윈도우 필름은 압축 방향 곡률반경과 인장 방향 곡률반경이 모두 낮아 윈도우 필름의 양쪽에서 유연성이 좋아서 사용 가능성이 좋을 수 있다.
윈도우 필름은 두께가 50㎛ 내지 300㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학 표시 장치에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 필름을 설명한다.
본 실시예에 따른 윈도우 필름은 백 코팅층을 무기 중공 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 및 개시제를 포함하고, 용제로서 이소프로필알콜 및 에틸렌글리콜 디메틸에테르를 하기 중량부 범위로 포함하는 백 코팅층용 조성물로 형성한 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름과 실질적으로 동일하다.
백 코팅층은 이소프로필알콜(IPA) 및 에틸렌글리콜 디메틸에테르(EGDE)의 혼합 용제를 포함하는 백 코팅층용 조성물로 형성될 수 있다. 일 구체예에서, 기재층은 폴리이미드 필름이 될 수 있다. 상기 혼합 용제는 폴리이미드 필름의 표면을 약간 녹여서 버퍼층을 형성할 수 있으며, 따라서 기재층에 대한 백 코팅층의 부착력을 높이고, 황색도를 더 낮추며, 외관을 좋게 하며 전광선 투과율을 좋게 하고 반사율을 낮출 수 있고 황색도를 현저하게 낮출 수 있다. 또한, 상기 혼합 용제는 백 코팅층용 조성물 중 무기 중공 입자를 더 잘 분산시켜 백 코팅층의 굴절률을 낮출 수 있다. 상기 혼합 용제는 IPA 및 EGDE의 총합 100중량부 중, IPA: EGDE를 80중량부: 20중량부 내지 50중량부: 50중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 기재층에 대한 백 코팅층의 부착력을 높이고 외관을 좋게 하며 전광선 투과율을 좋게 하고 반사율을 낮출 수 있고 황색도를 현저하게 낮출 수 있다. 상기 중량부 범위를 벗어나거나 IPA 및 EGDE 이외의 용매, 예를 들면 IPA 단독, 에탄올, 아세톤, 아세토니트릴, 메틸이소부틸케톤를 사용시 부착력이 좋지 않거나, 반사율이 높거나, 코팅층에 Rainbow가 발생하여 황색도가 높아지거나, 무기 중공입자의 분산이 깨져 pinhole이 발생하거나 굴절율이 상승하고 윈도우 필름의 황색도가 높았다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우 필름의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 윈도우 필름(200)은 백 코팅층(130)의 하부면에 점착층(140)이 더 형성된 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 필름(100)과 실질적으로 동일하다. 이에, 이하에서는 점착층(140)에 대해서 설명한다.
점착층(140)은 백 코팅층(130) 하부면에 형성되어, 윈도우 필름(200)을 디스플레이 장치의 소자 구체적으로 편광판, 도전필름, 유기발광소자 등의 바로 위에 점착시킬 수 있다. 점착층(140)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛, 더 구체적으로 30㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다.
일 구체예에서, 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.
다른 구체예에서, 점착층(140)은 상술한 OCA로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 윈도우 필름의 제조방법을 설명한다. 본 발명의 윈도우 필름의 제조방법은 기재층의 일면에 백코팅층용 조성물을 사용하여 백코팅층을 형성하고, 상기 기재층의 다른 일면에 윈도우 코팅층용 조성물을 사용하여 윈도우 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 백코팅층용 조성물은 무기 중공 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머, 개시제, 염료 및 용제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 용제는 이소프로필알코올(IPA)과 에틸렌글리콜 디메틸에테르(EGDE)의 총합 100중량부 중 IPA: EGDE를 80중량부: 20중량부 내지 50중량부: 50중량부로 포함할 수 있다. 윈도우 코팅층은 기재층의 다른 일면에 윈도우 코팅층용 조성물을 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다. 백 코팅층은 기재층의 일면에 백코팅층용 조성물을 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다. 백 코팅층용 조성물, 윈도우 코팅층용 조성물, 기재층은 상기에서 상술한 바와 같다.
윈도우 코팅층용 조성물, 백 코팅층용 조성물을 기재층 상에 도포하는 방법은 바코팅, 스핀코팅, 딥코팅, 롤코팅, 플로우코팅, 다이코팅 등이 될 수 있지만 제한되지 않는다. 경화는 광경화, 열경화 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광경화는 파장 400nm 이하에서 10mJ/cm2 내지 1,000mJ/cm2의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다. 열경화는 40℃ 내지 200℃에서 1시간 내지 30시간 동안 처리하는 것을 포함할 수 있다. 상기 범위에서 조성물이 충분히 경화될 수 있다. 예를 들면, 광경화시킨 후 열경화시킬 수 있는데, 그 결과 코팅층의 경도를 보다 높일 수 있다. 윈도우 코팅층용 조성물, 백코팅층용 조성물을 기재층 상에 도포한 후 경화시키기 전에, 조성물을 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조시킨 후 경화시킴으로써 장시간의 광경화, 열경화로 인해 코팅층의 표면 조도가 높아지는 것을 막을 수 있다. 건조는 40℃ 내지 200℃에서 1분 내지 30시간 동안 수행될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 도 3, 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이고, 도 4는 도 3의 디스플레이부의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 3을 참조하면, 플렉시블 디스플레이 장치(300)는 디스플레이부(350a), 점착층(360), 편광판(370), 터치스크린패널(380), 플렉시블 윈도우 필름(390)을 포함하고, 플렉시블 윈도우 필름(390)은 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름을 포함할 수 있다.
디스플레이부(350a)는 플렉시블 디스플레이 장치(300)를 구동시키기 위한 것으로, 기판 및 기판 상에 형성된, OLED, LED 또는 LCD 소자를 포함하는 광학 소자를 포함할 수 있다. 도 4은 도 3의 디스플레이부의 일 실시예에 따른 단면도이다. 도 4를 참조하면, 디스플레이부(350a)는 하부기판(310), 박막 트랜지스터(316), 유기발광다이오드(315), 평탄화층(314), 보호막(318), 절연막(317)을 포함할 수 있다.
하부기판(310)은 디스플레이부(350a)를 지지하는 것으로, 하부기판(310)에는 박막 트랜지스터(316), 유기발광다이오드(315)가 형성되어 있을 수 있다. 하부기판(310)에는 터치스크린패널(380)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(310)은 플렉시블한 수지로 형성된 기판을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부기판(310)은 실리콘(silicone) 기판, 폴리이미드(polyimide) 기판, 폴리카보네이트(polycarbonate) 기판, 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 기판 등의 플렉시블 기판을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하부기판(310)의 표시영역에는 복수 개의 구동 배선(도시되지 않음)과 센서 배선(도시되지 않음)이 교차하여 복수 개의 화소 영역이 정의되고, 화소 영역마다 박막 트랜지스터(316) 및 박막 트랜지스터(316)와 접속된 유기발광다이오드(315)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(316)는 반도체에 흐르는 전류를 그와 수직인 전계를 가해서 제어하는 것으로, 하부 기판(310) 상에 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(616)는 게이트 전극(310a), 게이트 절연막(311), 반도체층(312), 소스 전극(313a), 및 드레인 전극(313b)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(316)는 반도체층(312)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(314)은 박막 트랜지스터(316) 및 회로부(310b)를 덮어 박막 트랜지스터(316)와 회로부(310b)의 상부면을 평탄화시킴으로써 유기발광다이오드(315)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(315)는 자체 발광하여 디스플레이를 구현하는 것으로, 차례로 적층된 제1전극(315a), 유기발광층(315b) 및 제2전극(315c)을 포함할 수 있다. 인접한 유기발광다이오드는 절연막(317)을 통해 구분될 수 있다. 유기발광다이오드(315)는 유기발광층(315b)에서 발생된 광이 하부 기판을 통해 방출되는 배면 발광구조 또는 유기발광층(315b)에서 발생된 광이 상부 기판을 통해 방출되는 전면 발광구조를 포함할 수 있다.
보호막(318)은 유기발광다이오드(315)를 덮어 유기발광다이오드(315)를 보호할 수 있다 보호막(318)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(318)은 무기 물질로 형성된 층과 유기 물질로 형성된 층이 1회 이상 순차로 적층된 봉지층(encapsulation layer)을 포함할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 점착층(360)은 디스플레이부(350a)와 편광판(370)을 점착시키는 것으로, (메트)아크릴레이트계 수지, 경화제, 개시제 및 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 형성될 수 있다.
편광판(30)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(380)은 인체나 스타일러스(stylus)와 같은 도전체가 터치할 때 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 전기적 신호를 발생시키는 것으로, 이러한 신호에 의해 디스플레이부(350a)가 구동될 수 있다. 터치스크린패널(380)은 플렉시블하고 도전성이 있는 도전체를 패턴화하여 형성되는 것으로, 제1센서 전극 및 제1센서 전극 사이에 형성되어 제1센서 전극과 교차하는 제2센서 전극을 포함할 수 있다. 터치스크린패널(380)을 위한 도전체는 금속나노와이어, 전도성 고분자, 탄소나노튜브 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
윈도우 필름(390)은 플렉시블 디스플레이 장치(300)의 최 외곽에 형성되어 디스플레이 장치를 보호할 수 있다.
도 3에서 도시되지 않았지만, 편광판(370)과 터치스크린패널(380) 사이 및/또는 터치스크린패널(380)과 윈도우 필름(390) 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 3에서 도시되지 않았지만, 디스플레이부(350a)의 하부에는 편광판이 더 형성됨으로써, 내광의 편광을 구현할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 플렉시블 디스플레이 장치(400)는 디스플레이부(350a), 터치스크린패널(380), 편광판(370), 플렉시블 윈도우 필름(390)을 포함하고, 윈도우 필름(390)은 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름을 포함할 수 있다. 디스플레이부(350a) 상에 터치스크린패널(380)이 바로 형성된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치와 실질적으로 동일하다. 또한, 이 때, 디스플레이부(350a)와 함께 터치스크린패널(380)이 형성될 수도 있다. 이 경우 디스플레이부(350a) 상에 디스플레이부(350a)와 함께 터치스크린패널(380)이 형성됨으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치에 비해 두께가 얇고 밝아서 시인성이 좋을 수 있다. 또한, 이 경우 터치스크린패널(380)은 증착 등에 의해 형성될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5에서 도시되지 않았지만, 디스플레이부(350a)와 터치스크린패널(380) 사이 및/또는 터치스크린패널(380)과 편광판(370) 사이 및/또는 편광판(370)과 윈도우 필름(390) 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 5에서 도시되지 않았지만, 디스플레이부(350a) 하부에 편광판이 더 형성됨으로써 내광의 편광을 유도하여 디스플레이 화상을 좋게 할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 플렉시블 디스플레이 장치(500)는 디스플레이부(350b), 점착층(360), 플렉시블 윈도우 필름(390)을 포함하고, 플렉시블 윈도우 필름(390)은 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름을 포함할 수 있다. 디스플레이부(350b)만으로 장치의 구동이 가능하고 편광판, 터치스크린패널이 제외된 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치와 실질적으로 동일하다.
디스플레이부(350b)는 기판 및 기판 상에 형성된 LCD, OLED, 또는 LED 소자를 포함하는 광학 소자를 포함할 수 있으며, 디스플레이부(350b)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: 백 코팅층용 조성물
불소 비함유 아크릴 올리고머로 UP118(ENTIS사, 6관능 아크릴 올리고머), 불소 비함유 아크릴 모노머로 SR9020(SARTOMER사, 3관능 아크릴 모노머), 무기 중공 입자와 불소 함유 아크릴 모노머 함유 용액인 XJA-0247(PELNOX사, 무기 중공 입자와 불소 함유 아크릴 모노머:10중량%), 개시제 Irgacure 184(BASF사), 염료 SK-D593(SK케미컬 사)을 불소 비함유 아크릴 올리고머, 불소 비함유 아크릴 모노머, 무기 중공 입자와 불소 함유 아크릴 모노머 전체, 개시제, 염료가 하기 표 1의 함량이 되도록 혼합하고, 이소프로필알콜(IPA)과 에틸렌글리콜 디메틸에테르(EGDE)의 혼합 용매(이소프로필알콜: 에틸렌글리콜 디메틸에테르의 7:3 중량비)를 첨가하고 30분 동안 교반하여 백 코팅층용 조성물을 제조하였다.
제조예 2 내지 제조예 16: 백 코팅층용 조성물
제조예 1에서, 불소 비함유 아크릴 올리고머 UP118, 불소 비함유 아크릴 모노머 SR9020, 무기 중공 입자와 불소 함유 아크릴 모노머 함유 용액인 XJA-0247, 개시제 Irgacure 184, 염료 SK-D593을, 불소 비함유 아크릴 올리고머, 불소 비함유 아크릴 모노머, 무기 중공 입자와 불소 함유 아크릴 모노머 전체, 개시제, 염료가 하기 표 1(단위: 중량부)의 함량이 되도록 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 백 코팅층용 조성물을 제조하였다.
제조예 17: 윈도우 코팅층용 조성물
2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란(ShinEtsu사, KBM-303) 50g을 200ml 3-neck flask에 넣었다. 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 대비 0.5mol%의 KOH와 1.5mol%의 물을 첨가하고, 25℃에서 1시간 교반 후, 70℃에서 2시간 동안 교반하였다. 감압 증류 장치로 잔류하는 용매를 제거하여 실록산 수지를 제조하고, 고형분 90중량%를 맞추었다. 겔 투과 크로마토그래피로 확인한 실록산 수지의 중량평균분자량은 5,000g/mol이었다. 제조한 실록산 수지 100g, 경화성 모노머 3,4-에폭시클로헥실메틸 3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트(Ciba사, CY-179) 15g, 개시제 디페닐요오드늄 헥사플루오로포스페이트(Sigma Aldrich사) 2g, 메틸에틸케톤 60g을 혼합하여 윈도우 코팅층용 조성물을 제조하였다.
① ② ③ ④ ⑤ 용제
제조예 1 65.2 21.7 9.7 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 2 58.0 19.3 19.3 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 3 50.7 16.9 29.0 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 4 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 5 36.2 12.1 48.3 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 6 29.0 9.6 58.0 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 7 21.8 7.2 67.6 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 8 14.5 4.8 77.3 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 9 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 IPA:EGDE = 80:20
제조예 10 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 IPA:EGDE = 60:40
제조예 11 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 IPA:EGDE = 50:50
제조예 12 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 IPA = 100
제조예 13 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 EtOH = 100
제조예 14 43.5 14.5 38.6 2.9 0.5 EtOH:Acetone = 90:10
제조예 15 72.5 24.1 0 2.9 0.5 IPA:EGDE = 70:30
제조예 16 72.5 24.1 0 2.9 0.5 MIBK:ACN = 20:80
①: 불소 비함유 아크릴 올리고머
②: 불소 비함유 아크릴 모노머
③: 무기 중공 입자와 불소 함유 아크릴 모노머
④: 개시제
⑤: 염료
IPA: 이소프로필알콜
EGDE: 에틸렌글리콜 디메틸에테르
EtOH: 에탄올
Acetone: 아세톤
MIBK: 메틸이소부틸케톤
ACN: 아세토니트릴
실시예 1
투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛, 황색도:3.2)의 일면에 제조예 1의 백코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포, 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조시키고, 질소 분위기 하에서 300mJ/cm2의 자외선에 노광하여, 투명 폴리이미드 필름의 일면에 백 코팅층(두께:100nm)을 형성하였다.
투명 폴리이미드 필름의 다른 일면에 제조예 17의 윈도우 코팅층용 조성물을 바 코팅 어플리케이터로 도포하였다. 80℃ 오븐에서 3분 동안 건조시키고 질소 분위기 하에 500mJ/cm2의 자외선에 노광하고, 120℃에서 24시간 동안 후경화시켜, 윈도우 코팅층(두께:50㎛), 투명 폴리이미드 필름(두께:75㎛), 백 코팅층(두께:100nm)이 순차적으로 형성된 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 14
실시예 1에서 제조예 1의 백 코팅층 조성물 대신에 하기 표 2의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 2
실시예 1에서 제조예 1의 백 코팅층 조성물 대신에 하기 표 2의 백 코팅층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 윈도우 필름을 제조하였다.
실시예와 비교예의 윈도우 필름에 대해 하기 표 2의 물성을 평가하였다.
(1)굴절률: 기재층의 굴절률은 Ellipsometer(J.A woollam)로 실시예와 비교예의 기재층을 파장 400 내지 800nm에서 측정하고 파장 550nm에서의 값을 얻었다. 윈도우 코팅층의 굴절률은 Ellipsometer(J.A woollam)로 실시예와 비교예 샘플의 백 코팅층을 사포로 제거한 후 윈도우 코팅층을 파장 400 내지 800nm에서 측정하고 파장 550nm에서의 값을 얻었다. 백 코팅층의 굴절률은 Ellipsometer(J.A woollam)로 실시예와 비교예 샘플의 윈도우 코팅층을 사포로 제거한 후 백코팅층을 파장 400 내지 800nm에서 측정하고 파장 550nm에서의 값을 얻었다.
(2)전광선 투과율과 헤이즈: 윈도우 필름에 대해 파장 400nm 내지 800nm에서 NDH2000(NIPPON DENSHOKU사)을 사용하여 전광선 투과율과 헤이즈를 측정하였다.
(3)반사율: 윈도우 필름에 대해 ASTM E1164에 의거 JIS Z 8722 규격으로 반사율을 측정하였다. 윈도우 필름에 대해 파장 400nm 내지 800nm에서 CM-3600A(KONICA MINOLTA사)을 사용하여 반사율을 측정하였다.
(4)연필경도: 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.
(5)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.
(6)황색도: 윈도우 필름에 대하여 ASTM D1925로 황색도를 평가하였다. CM-3600A(KONICA MINOLTA사)를 사용하여 측정하였다. 360~740nm 파장 범위를 10nm 간격으로 측정하고, 샘플의 측정 지름은 25.4mm이다. 광원으로 D65광원을 사용하고, 광을 백코팅층에서 윈도우 코팅층으로 투과시켜 측정하였다.
　 백코팅층 A1 A2 A3 전광선 투과율
(%)		 헤이즈
(%)		 반사율
(%)		 연필
경도		 곡률
반경
(mm)		 황색도
실시예 1 제조예 1 1.52 1.53 1.73 91.57 0.82 6.51 3H 1.13 1.15
실시예 2 제조예 2 1.51 1.53 1.73 91.58 0.81 6.25 3H 1.18 0.71
실시예 3 제조예 3 1.45 1.53 1.73 92.84 0.81 5.53 3H 1.18 0.55
실시예 4 제조예 4 1.40 1.53 1.73 93.28 0.87 5.27 3H 1.14 0.77
실시예 5 제조예 5 1.43 1.53 1.73 93.01 0.85 5.17 3H 1.16 0.94
실시예 6 제조예 6 1.41 1.53 1.73 93.20 0.83 5.39 3H 1.19 1.03
실시예 7 제조예 7 1.41 1.53 1.73 93.44 0.85 4.83 3H 1.17 1.12
실시예 8 제조예 8 1.39 1.53 1.73 93.66 0.87 4.92 3H 1.15 1.15
실시예 9 제조예 9 1.41 1.53 1.73 93.14 0.95 5.13 3H 1.14 1.15
실시예 10 제조예 10 1.40 1.53 1.73 93.13 0.82 5.32 3H 1.12 0.67
실시예 11 제조예 11 1.40 1.53 1.73 93.43 0.83 4.67 3H 1.13 0.45
실시예 12 제조예 12 1.48 1.53 1.73 91.63 0.77 7.04 3H 1.13 2.24
실시예 13 제조예 13 1.46 1.53 1.73 92.39 0.83 6.27 3H 1.14 2.03
실시예 14 제조예 14 1.43 1.53 1.73 92.34 0.91 5.43 3H 1.16 1.90
비교예 1 제조예 15 1.58 1.53 1.73 88.44 0.84 8.42 3H 1.16 1.31
비교예 2 제조예 16 1.58 1.53 1.73 88.44 0.85 8.42 3H 1.18 1.31
*A1: 백코팅층의 굴절률, A2: 윈도우 코팅층의 굴절률, A3: 기재층의 굴절률
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 필름은 전광선 투과율이 높고 헤이즈가 낮으며 반사율이 낮고, 황색도가 낮았다.
반면에, 무기 중공 입자와 불소 모노머를 포함하지 않는 비교예 1과 비교예 2는 실시예 대비 전광선 투과율이 낮고 반사율이 높았다.
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 (21)

  1. 기재층, 상기 기재층의 일면 상에 형성된 윈도우 코팅층, 및 상기 기재층의 다른 일면 상에 형성된 백 코팅층을 포함하는 윈도우 필름이고,
    상기 윈도우 필름은 하기 식 1의 관계를 갖는, 윈도우 필름:
    <식 1>
    A1 ＜ A2 ＜ A3
    (상기에서, A1은 상기 백코팅층의 굴절률, A2는 상기 윈도우 코팅층의 굴절률, A3는 상기 기재층의 굴절률).
  2. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층은 굴절률이 1.54 이하이고, 상기 윈도우 코팅층은 굴절률이 1.60 미만이고, 상기 기재층은 굴절률이 1.60 이상인, 윈도우 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 폴리이미드 필름을 포함하는, 윈도우 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 코팅층은 실리콘계 수지를 포함하는 윈도우 코팅층용 조성물로 형성되는, 윈도우 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층은 무기 중공 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상, 및 염료를 포함하는, 윈도우 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 무기 중공 입자는 중공 실리카를 포함하는, 윈도우 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층은 무기 중공 입자; 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 개시제; 및 염료를 포함하는 백 코팅층용 조성물로 형성되는, 윈도우 필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 백 코팅층용 조성물은 고형분 기준
    무기 중공 입자와 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 9중량% 내지 80중량%,
    상기 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 15중량% 내지 88중량%,
    상기 개시제 1중량% 내지 5중량%,
    상기 염료 0.001중량% 내지 15중량%를 포함하는, 윈도우 필름.
  9. 제7항에 있어서, 상기 백 코팅층용 조성물은 용제를 더 포함하고,
    상기 용제는 이소프로필알콜 및 에틸렌글리콜 디메틸에테르의 혼합 용제인, 윈도우 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 혼합 용제는 중량비로 이소프로필알콜 및 에틸렌글리콜 디메틸에테르 총 100중량부 중, 80중량부: 20중량부 내지 50중량부:50중량부로 포함하는, 윈도우 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 필름은 전광선 투과율이 90% 이상이고, 반사율이 8% 이하인, 윈도우 필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 폴리이미드 필름이고,
    상기 윈도우 필름은 황색도가 2.3 이하인, 윈도우 필름.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 두께가 10㎛ 내지 150㎛이고,
    상기 윈도우 코팅층은 두께가 5㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 백 코팅층은 두께가 150nm 내지 300nm인, 윈도우 필름.
  14. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층은 염료를 더 포함하는, 윈도우 필름.
  15. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층은 UV 흡수제, 반응 억제제, 접착성 향상제, 요변성 부여제, 도전성 부여제, 색소 조정제, 안정화제, 대전방지제, 산화방지제, 레벨링제 중 하나 이상을 더 포함하는, 윈도우 필름.
  16. 제1항에 있어서, 상기 백 코팅층의 일면에 점착층이 더 형성된, 윈도우 필름.
  17. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 제1기재층, 점착층 및 제2기재층의 순차적으로 적층된 필름 적층체를 포함하는, 윈도우 필름.
  18. 기재층의 일면에 백코팅층용 조성물을 사용하여 백코팅층을 형성하고,
    상기 기재층의 다른 일면에 윈도우 코팅층용 조성물을 사용하여 윈도우 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 백코팅층용 조성물은 무기 중공 입자; 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 중 하나 이상; 개시제; 염료; 및 용제를 포함하는 윈도우 필름의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 무기 중공 입자는 중공 실리카이고,
    상기 윈도우 코팅층용 조성물은 실리콘계 수지를 포함하는, 윈도우 필름의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 용제는 이소프로필알코올과 에틸렌글리콜 디메틸에테르의 총합 100중량부 중, 이소프로필알코올: 에틸렌글리콜 디메틸에테르를 80중량부: 20중량부 내지 50중량부: 50중량부로 포함하는 혼합 용제인 것인, 윈도우 필름의 제조방법.
  21. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 윈도우 필름을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치.

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