KR20190082925A - 이중 경화 보호 디스플레이 필름 - Google Patents

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카리사 엘 에커트
데이비드 스코트 톰슨
라이언 엠 브라운
캐써린 에이 레더데일
마이클 에이 존슨
스티븐 디 솔로몬슨
리처드 제이 포코니
존 제이 스트래딩거
케빈 알 셰퍼
조셉 디 룰
피터 디 콘도
데릭 더블유 패츠먼
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Abstract

디스플레이 필름은 투명한 중합체 기재 층, 및 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 투명한 에너지 소산 층을 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.

Description

이중 경화 보호 디스플레이 필름
디스플레이 및 전자 디바이스는 만곡되거나, 굽혀지거나, 접혀지도록 진보되어 왔고 새로운 사용자 경험을 제공한다. 이들 디바이스 구조물은, 예를 들어 가요성 유기 발광 다이오드 (OLED), 플라스틱 액정 디스플레이 (LCD) 등을 포함할 수 있다.
그러한 가요성 디스플레이를 실현하고 디스플레이 내의 요소들을 보호하기 위하여, 가요성 커버 시트 또는 가요성 윈도우 필름(window film)이 통상적인 유리 커버 시트를 대체한다. 이러한 가요성 커버 시트는 디스플레이 디바이스 내에 포함된 요소들을 보호하기 위하여 다수의 설계 파라미터, 예컨대 높은 가시광 투과율, 낮은 탁도(haze), 탁월한 내스크래치성(scratch resistance) 및 내충격성을 갖는다. 일부 경우에, 가요성 커버 시트는 또한, 가시적인 손상을 나타내지 않고서 타이트한 굽힘 반경(tight bend radius) (약 5 mm 이하) 둘레로의 수천 회의 접힌 사건을 견뎌야 할 필요가 있을 수 있다. 다른 경우에, 가요성 커버 시트는 승온 및 고습에서 굽힌 후에 가시적 주름을 남기지 않고서 펴질 수 있어야 한다.
다양한 하드 코팅된 플라스틱 기재(substrate)가 검토되어 왔다. 하드 코팅된 무색 투명 폴리이미드 필름과 같은 더 색다른 재료가 또한 높은 경도 및 우수한 내스크래치성을 갖는 것으로 밝혀져 있다. 그러나, 많은 하드 코팅된 필름은 가시적인 손상을 나타내지 않고서 타이트한 굽힘 반경 둘레로의 접힘 사건을 견디지 못하고, 적절한 내충격성을 제공하지 못한다.
본 발명은 디스플레이 윈도우를 보호하고 접힘 시험을 온전하게 견딜 수 있는 디스플레이 필름에 관한 것이다. 보호 디스플레이 필름은 디스플레이에 내스크래치성 및 내충격성을 제공하면서 디스플레이 필름의 광학 특성을 유지한다.
일 태양에서, 디스플레이 필름은 투명한 중합체 기재 층, 및 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 투명한 에너지 소산 층을 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.
다른 태양에서, 디스플레이 필름은 투명한 에너지 소산 층, 및 투명한 에너지 소산 층 상에 배치된 투명한 보호 층을 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.
다른 태양에서, 방법은 폴리우레탄 전구체 재료를 폴리아크릴레이트 전구체 재료와 배합하여 전구체 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 이어서, 이 방법은 폴리아크릴레이트 전구체 재료를 선택적으로 중합하여 b-스테이지(stage) 재료를 형성하는 단계를 포함한다. 이어서, 이 방법은 b-스테이지 재료 내의 폴리우레탄 전구체 재료를 선택적으로 가교결합하여 투명한 에너지 소산 층을 형성하는 단계를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다.
다른 태양에서, 물품은 광학 디스플레이 및 본 명세서에 기재된 디스플레이 필름을 포함한다. 광학 접착제 층이 디스플레이 필름을 광학 디스플레이에 고정시킨다.
하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 읽음으로써 이들 및 다양한 기타 특징 및 이점이 명백해질 것이다.
본 발명은 본 발명의 다양한 실시 형태의 하기 상세한 설명을 첨부 도면과 관련하여 고려하면 더 완전히 이해될 수 있다:
도 1a는 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 1b는 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 2a는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 2b는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 2c는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 3a는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 3b는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 3c는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 4a는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 4b는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 4c는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 5a는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 5b는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 5c는 다른 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6a는 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6b는 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6c는 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6d는 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6e는 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 6f는 물품을 형성하는 광학 디스플레이 상의 예시적인 디스플레이 필름의 개략 측면도이다.
도 7은 예시적인 디스플레이 필름을 포함하는 예시적인 접힘형 물품(folding article)의 개략 사시도이다.
도 8은 이중 경화 디스플레이 필름을 형성하는 예시적인 방법의 개략적인 흐름도이다.
이하의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 예시로서 몇몇 특정 실시 형태가 도시된 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시 형태들이 고려되며 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적 의미로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 사용되는 모든 과학 및 기술 용어는, 달리 명시되지 않는 한, 당업계에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공된 정의는 본 명세서에서 빈번하게 사용되는 소정 용어의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양, 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 이어지는 명세서 및 첨부된 청구범위에 기술된 수치적 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시를 이용하는 당업자가 얻고자 하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는, 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 실시예를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는" 은 일반적으로, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, "및/또는" 을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "갖는다", "갖는", "함유하다", "함유하는", "포함하다", "포함하는" 등은 그의 개방형 의미로 사용되며, 일반적으로 "포함하지만 이로 한정되지 않는"을 의미한다. "~로 본질적으로 이루어진", "~로 이루어진" 등은 "포함하는" 등에 포괄됨이 이해될 것이다.
본 명세서에서, 용어 "디스플레이 필름", "보호 필름", 및 "보호 디스플레이 필름"은 상호교환 가능하게 사용된다.
"투명 기재" 또는 "투명 층"은, 가시광 스펙트럼 (파장 약 380 내지 약 750 나노미터)을 포함한, 파장이 약 350 내지 약 1600 나노미터인 광 스펙트럼의 적어도 일부분에 걸쳐 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 높은 광 투과율 (전형적으로, 90% 초과)을 갖는 기재 또는 층을 지칭한다.
"폴리우레탄"은, 하이드록실-작용성 물질 (하이드록실 기 -OH를 함유하는 물질)과 아이소시아네이트-작용성 물질 (아이소시아네이트 기 -NCO를 함유하는 물질)의 단계-성장 중합에 의해 제조되고 이에 따라 우레탄 결합 (-O(CO)-NH-)을 함유하는 중합체를 지칭하며, 여기서 (CO)는 카르보닐 기 (C=O)를 지칭한다. 이 용어는 우레탄 결합 및 우레아 결합 둘 모두가 존재하는 "폴리우레탄-우레아"를 포함할 수 있다.
"폴리아크릴레이트"는 아크릴레이트 말단 기 또는 (메트)아크릴레이트 말단 기 내에 반응성 비닐 기 또는 비닐리덴 기를 함유하는 전구체의 자유 라디칼 중합에 의해 제조된 폴리아크릴레이트 또는 폴리(메트)아크릴레이트 중합체를 지칭한다. 폴리아크릴레이트 전구체는 중합체 사슬 내에 우레탄 및 아크릴레이트 세그먼트 둘 모두를 포함하는 우레탄 아크릴레이트를 포함한다.
어구 "유리 전이 온도"는 본 명세서에서 E″에 대한 피크의 위치에 의해 결정되는 바와 같은 유리 전이의 개시를 지칭하며, 여기서 폴리우레탄 샘플은 분당 2℃의 속도로 -50℃로부터 200℃까지의 온도 램프(ramp) 전체에 걸쳐 0.2% 변형률 및 1 ㎐의 진동에서 DMA에 의해 특성화되었다.
어구 "Tan 델타 피크 값" 및 피크 온도는 실시예에 기재된 DMA 분석에 따라 측정된다.
용어 "b-스테이지"는 중합 및/또는 가교결합되어 분자량 및 점도를 증가시키는 재료를 지칭한다.
용어 "경화"는 중합 또는 가교결합 또는 중합 및 가교결합 둘 모두를 지칭한다.
용어 "촉매"는 폴리올과의 아이소시아네이트 반응을 촉매하여 폴리우레탄을 형성하는 재료를 지칭한다. 촉매는 열 촉매일 수 있다.
본 발명은 디스플레이 윈도우를 보호하고 접힘 시험을 온전하게 견딜 수 있는 디스플레이 필름 또는 보호 디스플레이 필름에 관한 것이다. 보호 디스플레이 필름은 디스플레이에 대한 내스크래치성을 제공하면서 광학 특성을 유지한다. 이들 보호 디스플레이 필름은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체 둘 모두를 포함하는 투명한 에너지 소산 층을 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은, 먼저 폴리우레탄 또는 폴리아크릴레이트 중 어느 하나를 중합하고, 이어서 남아 있는 폴리우레탄 또는 폴리아크릴레이트를 중합하도록 이중 경화될 수 있다. 투명한 에너지 소산 층은 (중합의 광 경화 또는 광 개시를 위한) 광개시제 및 (열 경화를 위한) 촉매 둘 모두를 포함할 수 있다. 보호 디스플레이 필름은 얇고 광학적으로 투명할 수 있다. 보호 디스플레이 필름은 접힘가능하거나 가요성인 전자 장치(예컨대, 광학 디스플레이)와 조합될 수 있고, 내마모성 외부 표면, 및 낮은 유리 전이 온도를 갖는 가요성이고 내구성이 있는 내부 층을 제공할 수 있다. 보호 디스플레이 필름은 투명한 지방족 가교결합된 폴리우레탄 재료 및 투명하고 가교결합될 수 있는 폴리아크릴레이트 재료로 형성될 수 있다. 보호 디스플레이 필름은 5% 이하 또는 3% 이하 또는 2% 이하 또는 1% 이하의 탁도 값을 나타낸다. 보호 디스플레이 필름은 85% 이상 또는 90% 이상, 또는 93% 이상의 가시광 투과율을 나타낸다. 보호 디스플레이 필름은 95% 이상, 또는 97% 이상, 또는 99% 이상의 투명도를 나타낸다. 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하, 또는 15℃ 이하, 또는 10℃ 이하, 또는 5℃ 이하, 또는 0℃ 이하일 수 있다. 투명한 에너지 소산 층은 Tan 델타 피크 값이 0.5 내지 2.5 또는 1 내지 2 또는 1.2 내지 2의 범위일 수 있다. 보호 디스플레이 필름은 실온 내스크래치성 또는 회복을 나타낼 수 있고, 파괴 또는 가시적인 결함 없이 적어도 100,000회의 접힘 사이클을 견딜 수 있다. 이러한 보호 디스플레이 필름은 파괴 또는 가시적인 결함, 예컨대 탈층, 균열, 또는 흐림 없이 5 mm 이하, 또는 4 mm 이하, 또는 3 mm 이하, 또는 2 mm 이하, 또는 심지어 1 mm 이하의 굽힘 반경을 견딜 수 있다. 본 발명은 경화된 에너지 소산 층을 제공하도록 설계된 제형을 기재하며, 제형은 폴리우레탄 아이소시아네이트 및 폴리올 성분의 제2 유형의 중합 전에 폴리아크릴 전구체 재료의 제1 유형의 중합을 통해 b-스테이지화될 수 있거나 점도를 상승시키도록 할 수 있다. 이러한 b-스테이지 단계는, 가공 동안 결함을 감소시키고 보호 디스플레이 필름의 일반적인 제조가능성을 개선하는 유익한 점도 상승을 제공할 수 있다. 본 발명은 그렇게 제한되지 않지만, 본 발명의 다양한 태양에 대한 이해는 이하에 제공된 예들의 논의를 통해 얻어질 것이다.
도 1a는 예시적인 디스플레이 필름(10)의 개략 측면도이다. 용어 "디스플레이 필름", "커버 필름", "보호 필름", "보호 커버 필름" 또는 "보호 디스플레이 필름"은 본 명세서에서 상호교환 가능하게 사용된다. 디스플레이 필름(10)은 투명한 중합체 기재 층(12), 및 투명한 중합체 기재 층(12) 상에 배치된 투명한 에너지 소산 층(14)을 포함한다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 유리 전이 온도가 27℃ 이하일 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.5 내지 2.5, 또는 1 내지 2.5 또는 1 내지 2의 범위일 수 있다.
도 1b는 에너지 소산 층(14) 상에 보호 라이너/프리마스크(27)가 배치된 하나의 가능한 전달 포맷의 예시적인 디스플레이 필름(11)의 개략 측면도를 도시한다.
도 2a는 보호 층(15)을 포함하는 예시적인 디스플레이 필름(20)의 개략 측면도이다. 보호 층(15)은 투명한 중합체 기재 층(12) 상에 배치되고, 투명한 중합체 기재 층(12)은 투명한 에너지 소산 층(14)을 보호 층(15)으로부터 분리시킨다. 보호 층(15)은 디스플레이 필름에 내마모성을 제공하고, 내마모성 층으로 또한 지칭될 수 있다. 보호 층 또는 내마모성 층은 유리 층, 하드코트 층, 나노입자 나노복합 이온성 탄성중합체 층, 또는 탄성 나노복합 우레탄 층을 포함할 수 있다.
도 2b는 에너지 소산 층(14) 상에 보호 라이너/프리마스크(27)가 배치되고 보호 층(15) 상에 프리마스크(22)가 배치된 다른 가능한 전달 포맷을 보여주는, 예시적인 디스플레이 필름(21)의 개략 측면도이다.
도 2c는 예시적인 디스플레이 필름(25)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(25)의 외부 표면을 한정하는 선택적인 접착제 층(24) 및 이형 라이너(22, 27)를 갖는 도 2a의 구조물을 포함한다. 접착제 층(24)은 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 배치된다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 투명한 중합체 기재 층(12)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
접착제 층(24)은 광학 접착제일 수 있다. 접착제 층(24)은 감압 접착제일 수 있다. 접착제 층(24)은 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물 내에 포함될 수 있다. 이형 라이너들(22, 27) 중 하나 또는 둘 모두는 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물 내에 포함될 수 있다. 이형 라이너는 "프리마스크(premask)" 층으로도 지칭될 수 있는데, 이는 광학 디스플레이에 대한 적용을 위하여 또는 광학 디스플레이 상에의 배치 전이나 후에 디스플레이 필름을 드러내기 위하여 용이하게 제거될 수 있다. 광학 접착제 층은 아크릴레이트, 실리콘, 실리콘 폴리옥사미드, 실리콘 폴리우레아, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 폴리아이소부틸렌으로 형성될 수 있다.
제거가능한 라이너 (또는 프리마스크 층) (22, 27)는 아래에 놓인 디스플레이 필름(12, 14, 15) 및 선택적인 광학 접착제 층(24)에 대한 이송 보호를 제공할 수 있다. 제거가능한 라이너(22, 27)는 디스플레이 필름 및 선택적인 광학 접착제 층(24)으로부터의 라이너(22, 27)의 말끔한 제거를 가능하게 하도록 저 표면 에너지를 갖는 층 또는 표면을 가질 수 있다. 제거가능한 라이너(22, 27)는, 예를 들어, 실리콘으로 코팅된 폴리에스테르의 층일 수 있다. 제거가능한 라이너(27)는 선택적인 광학 접착제 층(24)에 일시적인 구조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 WO2014/197194호 및 WO2014/197368호는 광학 접착제 층을 엠보싱하는 제거가능한 라이너를 기재하는데, 여기서는 일단 제거가능한 라이너가 광학 접착제 층으로부터 벗겨 나가면 광학 접착제가 그의 구조를 상실한다.
도 3a는 제2 투명한 기재 층(13)을 갖는 도 2a의 구조물을 포함하는 다른 예시적인 디스플레이 필름(30)의 개략 측면도이다. 제2 투명한 중합체 기재 층(13)은 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 배치된다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 투명한 중합체 기재 층(12)을 제2 투명한 중합체 기재 층(13)으로부터 분리시킨다.
도 3b는 보호 층(15) 상에 프리마스크(22)가 배치된 다른 가능한 전달 포맷을 보여주는, 예시적인 디스플레이 필름(31)의 개략 측면도이다.
도 3c는 예시적인 디스플레이 필름(32)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(30)의 외부 표면을 한정하는 선택적인 접착제 층(24) 및 이형 라이너(22, 27)를 갖는 도 3a의 구조물을 포함한다. 접착제 층(24)은 제2 기재 층(13) 상에 배치된다. 제2 투명한 중합체 기재 층(13)은 에너지 소산 층(14)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
도 4a는 다른 예시적인 디스플레이 필름(40)의 개략 측면도이다. 투명한 보호 층(15)이 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 배치된다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 유리 전이 온도가 27℃ 이하일 수 있다. 투명한 폴리우레탄 층(14)은 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.5 내지 2.5, 또는 1 내지 2.5 또는 1 내지 2의 범위일 수 있다. 보호 층(15)은 디스플레이 필름에 내마모성을 제공하고, 내마모성 층으로 또한 지칭될 수 있다. 보호 층 또는 내마모성 층은 유리 층, 하드코트 층, 나노입자 나노복합 이온성 탄성중합체 층, 또는 탄성 나노복합 우레탄 층을 포함한다.
도 4b는 예시적인 디스플레이 필름(41)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(40)의 외부 표면을 한정하는 이형 라이너/프리마스크 층(22, 27)을 갖는 도 4a의 구조물을 포함한다.
도 4c는 예시적인 디스플레이 필름(42)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(40)의 외부 표면을 한정하는 선택적인 접착제 층(24) 및 이형 라이너(22, 27)를 갖는 도 4a의 구조물을 포함한다. 접착제 층(24)은 에너지 소산 층(14) 상에 배치되고, 에너지 소산 층(14)은 보호 층(15)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
도 5a는 제2 투명한 기재 층(13)을 갖는 도 4a의 구조물을 포함하는 다른 예시적인 디스플레이 필름(50)의 개략 측면도이다. 제2 투명한 중합체 기재 층(13)은 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 배치된다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 투명한 보호 층(15)을 제2 투명한 중합체 기재 층(13)으로부터 분리시킨다.
도 5b는 예시적인 디스플레이 필름(51)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(50)의 외부 표면을 한정하는 이형 라이너/프리마스크 층(22, 27)을 갖는 도 5a의 구조물을 포함한다.
도 5c는 예시적인 디스플레이 필름(52)의 개략 측면도이며, 이는 예시적인 디스플레이 필름(50)의 외부 표면을 한정하는 선택적인 접착제 층(24) 및 이형 라이너(22, 27)를 갖는 도 5a의 구조물을 포함한다. 접착제 층(24)은 제2 기재 층(13) 상에 배치된다. 제2 중합체 기재 층(13)은 에너지 소산 층(14)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
전술된 예시적인 디스플레이 필름 구조물은 화면 윈도우를 한정하는 착색 경계부(colored border)를 포함할 수 있다. 이러한 경계는 잉크를 사용함으로써 생성될 수 있거나 장식 필름을 포함할 수 있다. 경계부는, 예를 들어 투명한 에너지 소산 층 또는 기재 층 상에 인쇄된 연속 프레임 요소일 수 있다.
도 6a는 물품(60)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(10)의 개략 측면도이다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)이 디스플레이 필름(10)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다. 디스플레이 물품(60)의 외부 표면은 투명한 중합체 기재(12)이다.
도 6b는 물품(61)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(10)의 개략 측면도이다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)이 디스플레이 필름(10)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다. 디스플레이 물품(61)의 외부 표면은 에너지 소산 층(14)이다. 에너지 소산 층(14)은, 에너지 소산 층(14)이, 예를 들어 스크래치에 의해 변형되고, 이어서 그의 원래의 형상 및 외관을 회복할 수 있도록 형상 기억 특성을 가질 수 있다.
도 6c는 물품(62)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(40)의 개략 측면도이다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)은 디스플레이 필름(40)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다. 디스플레이 물품(62)의 외부 표면은 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 직접 배치된 보호 층이다.
도 6d는 물품(63)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(20)의 개략 측면도이다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)은 디스플레이 필름(20)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다. 디스플레이 물품(63)의 외부 표면은 투명한 기재(12) 상에 배치된 보호 층이며, 투명한 기재(12)는 보호 층(15)과 투명한 에너지 소산 층(14)을 분리시킨다.
도 6e는 물품(64)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(30)의 개략 측면도이다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)은 디스플레이 필름(30)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다. 디스플레이 물품(64)의 외부 표면은 투명한 기재(12) 상에 배치된 보호 층(15)이며, 투명한 기재(12)는 보호 층(15)과 투명한 에너지 소산 층(14)을 분리시킨다. 제2 투명한 기재 층(13)은 투명한 에너지 소산 층(14)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
도 6f는 물품(65)을 형성하는 광학 요소(26) 상의 예시적인 디스플레이 필름(50)의 개략 측면도이다. 접착제 층(24) (예컨대, 광학 접착제)은 디스플레이 필름(50)을 광학 요소(26)에 접착시킨다. 일부 경우에, 광학 접착제는 디스플레이 필름을 광학 요소(26)에 영구적으로 고정시킨다. 다른 경우에, 디스플레이 필름 및 광학 접착제는, 디스플레이 필름이 소비자에 의해 대체가능하거나 재배치가능하도록 열 또는 기계적 힘의 인가에 의해, 광학 요소(26)에 대해 제거/접합해제/재배치될 수 있다. 디스플레이 물품(65)의 외부 표면은 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 배치된 보호 층(15)이며, 투명한 에너지 소산 층(14)은 제2 투명한 기재 층(13)을 보호 층(15)으로부터 분리시킨다. 제2 투명한 기재 층(13)은 투명한 에너지 소산 층(14)을 접착제 층(24)으로부터 분리시킨다.
도 7은 예시적인 디스플레이 필름(10)을 포함하는 예시적인 접힘형 디스플레이 디바이스(70)의 개략 사시도이다. 디스플레이 필름(10)은 광학 디스플레이(74)와 같은 광학 요소 상에 배치된 본 명세서에 기재된 임의의 디스플레이 필름 구조물일 수 있다. 디스플레이 디바이스는 접힘형 물품이 아닐 수 있으며, 단지 소정 범위 이내에서 굽혀질 수 있거나, 또는 정적 곡선형 디스플레이 디바이스일 수 있다.
광학 디스플레이(74)는 디스플레이 디바이스의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 디스플레이 디바이스(70)는 디스플레이 윈도우(72)를 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스(70)는 폰 또는 스마트폰, 전자 태블릿, 전자 노트북, 컴퓨터 등과 같은 임의의 유용한 물품일 수 있다. 광학 디스플레이는 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 광학 디스플레이는 액정 디스플레이 (LCD) 패널 또는 반사형 디스플레이를 포함할 수 있다. 반사형 디스플레이의 예에는 전기영동 디스플레이, 전기유체 디스플레이(electrofluidic display) (예컨대, 전기습윤 디스플레이), 간섭 디스플레이(interferometric display) 또는 전자 종이 디스플레이 패널이 포함되며, 미국 특허 출원 공개 제2015/0330597호에 기재되어 있다. 광학 디스플레이의 추가의 예에는 정적 디스플레이(static display), 예컨대 상업용 그래픽 간판 및 광고판이 포함된다.
도 7에 예시된 바와 같이, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)는 접힘가능하여, 광학 디스플레이(74)가 그 자체와 대면하고 디스플레이 필름(10)의 적어도 일부분이 보호 필름(10)의 다른 부분과 접촉하거나 직접 대면하도록 할 수 있다. 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 다른 일부분에 대해 분절연결(articulate)되도록 할 수 있다. 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 다른 일부분에 대해 적어도 90도 또는 적어도 170도로 분절연결되도록 할 수 있다.
디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 다른 부분에 대하여 분절연결되어, 굽힘 또는 접힘 라인에서 디스플레이 필름(10)에서 3 mm 이하의 굽힘 반경을 형성하도록 할 수 있다. 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)는 가요성이거나 굽힘가능하거나 접힘가능하여, 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 일부분이 디스플레이 필름(10) 및 광학 디스플레이(74)의 다른 부분에 대하여 분절연결되어, 디스플레이 필름(10)이 그 자체와 중첩되고 10 mm 이하, 또는 6 mm 이하, 또는 3 mm 이하로 일정 거리만큼 서로 분리되거나 서로 접촉하도록 굽힘 반경을 형성하도록 할 수 있다. 도 7은 내향으로 접히는 디스플레이 디바이스(74) - 이 경우에는 디스플레이 필름(10)의 표면이 서로 접근함 - 를 도시하지만, 디스플레이 필름(10)이 디스플레이 디바이스의 외부 표면 상에 있도록 디스플레이 디바이스가 반대 방향 또는 외향 방향으로 접힐 수 있는 (외부-접힘) 다른 경우들이 있다.
본 명세서에 기재된 보호 필름은 다수의 방식으로 구성될 수 있지만, 심지어 저온에서도 동적 접힘 사건에서 파괴를 야기하지 않으면서 충격에 유익한 특성을 제공하는 에너지 소산 층을 포함한다.
디스플레이 필름은 탁도 값이 5% 이하, 또는 3% 이하, 또는 2% 이하, 또는 1% 이하일 수 있다. 디스플레이 필름은 투명도가 95% 이상, 또는 98% 이상일 수 있다. 디스플레이 필름은 가시광 투과율이 85% 이상, 또는 90% 이상, 또는 93% 이상일 수 있다.
디스플레이 필름은 황변 지수(yellow index) 또는 b* 값이 5 이하, 또는 4 이하, 또는 3 이하, 또는 2 이하, 또는 1 이하일 수 있다. 많은 실시 형태에서, 디스플레이 필름은 황변 지수 또는 b* 값이 1 이하일 수 있다.
디스플레이 필름은 3 mm 반경 둘레로의 적어도 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에 5% 이하, 또는 3% 이하, 또는 2% 이하, 또는 1% 이하의 탁도 값을 유지할 수 있다. 디스플레이 필름은 5 mm 반경 둘레, 또는 4 mm 반경 둘레, 또는 3 mm 반경 둘레, 또는 2 mm 반경 둘레, 또는 1 mm 반경 둘레로의 적어도 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에, 안정한 탁도 값을 유지할 수 있거나, 균열 또는 탈층 없이 온전하게 남아 있을 수 있다. 디스플레이 필름은 3 mm 반경 이하의 둘레로의 적어도 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에 온전하게 남아 있을 수 있다.
디스플레이 필름은 임의의 유용한 두께를 가질 수 있다. 많은 실시 형태에서, 디스플레이 필름은 두께가 500 마이크로미터 이하, 또는 400 마이크로미터 이하, 또는 300 마이크로미터 이하, 또는 200 마이크로미터 이하이다. 디스플레이 필름의 두께는 원하는 디스플레이 보호를 제공하기에 충분히 두꺼울 것과 접힘 및 감소된 두께 설계 파라미터를 제공하기에 충분히 얇을 것 사이의 균형이다.
디스플레이 필름은 하나 이상의 추가 층을 포함할 수 있다. 추가 층은 터치 감응형 디스플레이 요소를 위한 전도성 층, 또는 배리어 층을 포함할 수 있다. 디스플레이 필름에 대해 원하는 기계적 특성 (예컨대, 치수 안정성) 및 광학 특성 (예컨대, 광 투과율 및 투명도)을 제공하는 임의의 유용한 중합체 재료의 하나 이상의 추가의 투명한 중합체 기재 층이 디스플레이 필름 내에 배치될 수 있다. 중합체 기재 층에 사용하기에 적합한 재료의 예에는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 (PET, PEN), 폴리사이클릭 올레핀 중합체, 및 열가소성 폴리우레탄이 포함된다.
선택적인 하나 이상의 배리어 층은 투명한 배리어 층을 포함할 수 있다. 투명한 배리어 층은 기재 또는 보호 층 또는 에너지 소산 층 상에 배치될 수 있다. 투명한 배리어 층은 디스플레이 필름을 통한 산소 또는 물의 침입을 경감 또는 감속시킬 수 있다. 투명한 배리어 층은, 예를 들어 유기 수지와 함께 실리카, 알루미나 또는 지르코니아의 얇은 교번하는 층을 포함할 수 있다. 예시적인 투명한 배리어 층은 미국 특허 제7,980,910호 및 국제 특허 출원 공개 WO2003/094256호에 기재되어 있다.
선택적인 추가 층은 미세구조체 층, 눈부심 방지 층, 반사 방지 층, 또는 지문 방지 층을 포함할 수 있다. 추가의 선택적인 층은 디스플레이 필름의 내부에 배치될 수 있다. 디스플레이 필름 내에 배치되는 하나의 유용한 추가 층은 국제 특허 출원 공개 WO2015/191949호에 기재된 바와 같은 스파클 감소 층이다. 스파클 감소 층은 눈부심 방지 코팅을 포함하는 고해상도 디스플레이에 특히 유용할 수 있다.
투명한 중합체 기재 층(12)은 임의의 유용한 두께를 가질 수 있다. 많은 실시 형태에서, 투명한 중합체 기재 층(12)은 두께가 10 내지 100 마이크로미터 또는 20 내지 80 마이크로미터의 범위이다.
투명한 중합체 기재 층(12)은 디스플레이 필름에 대해 원하는 기계적 특성 (예컨대, 치수 안정성) 및 광학 특성 (예컨대, 광 투과율 및 투명도)을 제공하는 임의의 유용한 중합체 재료로 형성될 수 있다. 중합체 기재 층(12)에 사용하기에 적합한 재료의 예에는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 (PET, PEN), 폴리사이클릭 올레핀 중합체, 및 열가소성 폴리우레탄이 포함된다.
투명한 중합체 기재 층(12)은 임의의 유용한 인장 모듈러스 또는 오프셋 항복 응력 값을 가질 수 있다. 투명한 중합체 기재 층(12)은 오프셋 항복 응력 값이 50 MPa 초과 또는 75 MPa 초과일 수 있다. 본 명세서에서, 어구 "항복 응력" 또는 "오프셋 항복 응력"은 ASTM D638-14에 정의된 바와 같은 "0.2% 오프셋 항복 강도"를 지칭한다. ASTM D638 -14 섹션 A2.6은 "오프셋 항복 강도"에 대한 시험 방법을 정의하고 있으며, 변형률이 응력-변형률 곡선의 초기 비례 부분의 신장(extension)을 지정된 양 (오프셋)만큼 초과하는 응력으로서 정의되어 있다. 그것은 단위 면적당 힘, 통상 메가파스칼 (lbf/in2)로 표현된다.
투명한 중합체 기재 층(12)은 그의 표면들 중 하나 이상에 일부 원하는 특성을 부여하기 위해 처리되거나 프라이밍될(primed) 수 있다. 특히, 투명한 중합체 기재 층(12)은 투명한 중합체 기재 층(12)에 대한 투명한 에너지 소산 층(14)의 접착력을 개선하도록 프라이밍될 수 있다. 그러한 처리의 예에는 코로나, 화염, 플라즈마 및 화학적 처리, 예컨대 아크릴레이트 또는 실란 처리가 포함된다.
투명한 에너지 소산 층(14)은 임의의 유용한 두께를 가질 수 있다. 많은 실시 형태에서, 투명한 에너지 소산 층(14)은 두께가 100 마이크로미터 이상, 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 100 내지 250 마이크로미터의 범위이다. 투명한 에너지 소산 층(14)의 두께는 디스플레이에 대한, 그리고 특히 투명한 중합체 기재 층(12)에 대한 원하는 보호를 제공하기에 충분히 두꺼울 것과 접힘 및 감소된 두께의 설계 파라미터를 제공하기에 충분히 얇을 것 사이의 균형이다.
투명한 에너지 소산 층(14)은 폴리우레탄 전구체 성분을 폴리아크릴레이트 전구체 성분과 혼합함으로써 형성될 수 있다. 폴리우레탄 중합체 및 폴리아크릴레이트 중합체는 별개의 개시제를 통해 형성된다. 이는 폴리아크릴레이트 중합체가 폴리우레탄 중합체를 형성함이 없이 선택적으로 형성될 수 있게 한다. 예를 들어, 폴리우레탄 중합체는 촉매를 사용하여 형성될 수 있고(열 경화), 폴리아크릴레이트는 광개시제 (UV 또는 광 경화)의 사용으로 형성될 수 있다.
(광개시제 및 촉매 둘 모두를 함유하는, 폴리아크릴레이트 전구체 성분과 함께 폴리우레탄 전구체 성분 둘 모두를 포함하는) 투명한 에너지 소산 층 전구체는 (프라이밍될 수 있는) 투명한 중합체 기재 층(12) 상에 코팅되고, 이어서 폴리아크릴레이트 중합체는 (UV 경화를 통해) 선택적으로 중합되거나 가교결합되어 b-스테이지 층을 형성할 수 있다. 이어서, 이러한 b-스테이지 층은 경화 또는 가교결합되어 열경화성 또는 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 형성하고 투명한 에너지 소산 층(14)의 형성을 완료할 수 있다.
투명한 에너지 소산 층(14)은 1 내지 50 중량%의 폴리아크릴레이트 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 50 내지 99 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 1 내지 20 중량%의 폴리아크릴레이트 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 2 내지 15 중량%의 폴리아크릴레이트 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 3 내지 10 중량%의 폴리아크릴레이트 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 80 내지 99 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 85 내지 98 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 90 내지 97 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 함유할 수 있다. 투명한 에너지 소산 층(14)은 광개시제 및 촉매 둘 모두를 함유할 수 있다.
투명한 에너지 소산 층(14)이 (전구체 혼합물 내의 폴리아크릴레이트 전구체 재료의 중량%를 기준으로) 약 10 중량% 미만의 폴리아크릴레이트를 함유하는 경우, 폴리아크릴레이트는 주로 선형 또는 분지형 중합체를 한정하는 것으로 여겨진다. 투명한 에너지 소산 층(14)이 (전구체 혼합물 내의 폴리아크릴레이트 전구체 재료의 중량%를 기준으로) 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 폴리아크릴레이트를 함유하는 경우, 폴리아크릴레이트는 분지형 또는 가교결합된 중합체를 한정하는 것으로 여겨진다. 투명한 에너지 소산 층(14)이 (전구체 혼합물 내의 폴리아크릴레이트 전구체 재료의 중량%를 기준으로) 약 20 중량% 내지 약 50 중량%의 폴리아크릴레이트를 함유하는 경우, 폴리아크릴레이트는 주로 가교결합된 중합체를 한정하는 것으로 여겨진다. 가교결합된 폴리아크릴레이트는 투명한 에너지 소산 층(14) 내의 가교결합된 폴리우레탄과의 상호침투 네트워크를 한정할 수 있다.
폴리우레탄은 카르바메이트 (우레탄) 결합에 의해 연결된 유기 단위들로 구성된 중합체이다. 본 명세서에 기재된 폴리우레탄은 가열될 때 용융되지 않는 열경화성 중합체이다. 폴리우레탄 중합체는 다이- 또는 폴리아이소시아네이트를 폴리올과 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 폴리우레탄을 제조하는 데 사용되는 아이소시아네이트 및 폴리올 둘 모두는 분자당 평균 2개 이상의 작용기를 함유한다. 본 명세서에 기재된 폴리우레탄은 2.4 또는 2.5 초과의 작용성을 가질 수 있다.
매우 다양한 폴리올이 투명한 에너지 소산 층의 지방족 가교결합된 폴리우레탄 성분을 형성하는 데 사용될 수 있다. 용어 폴리올은, 일반적으로 적어도 2개의 말단 하이드록실 기를 포함하는 하이드록실-작용성 물질을 포함한다. 폴리올은 다이올 (2개의 말단 하이드록실 기를 갖는 물질) 및 더 고차의 폴리올, 예컨대 트라이올 (3개의 말단 하이드록실 기를 갖는 물질), 테트라올 (4개의 말단 하이드록실 기를 갖는 물질) 등을 포함한다. 전형적으로, 반응 혼합물은 적어도 일부의 다이올을 함유하고, 또한 더 고차의 폴리올을 함유할 수 있다. 더 고차의 폴리올은 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 형성하는 데 특히 유용하다. 다이올은 일반적으로 구조 HO-B-OH로 기재될 수 있으며, 여기서 B 기는 지방족 기, 방향족 기, 또는 방향족 기와 지방족 기의 조합을 함유하는 기일 수 있고, 추가의 말단 하이드록실 기를 비롯한, 다양한 결합 또는 작용기를 함유할 수 있다.
폴리에스테르 폴리올이 특히 유용하다. 유용한 폴리에스테르 폴리올 중에는 선형 및 비선형 폴리에스테르 폴리올이 있으며, 이에는, 예를 들어 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리헥사메틸렌 세바케이트, 폴리헥사메틸렌 도데칸다이오에이트, 폴리네오펜틸 아디페이트, 폴리프로필렌 아디페이트, 폴리사이클로헥산다이메틸 아디페이트, 및 폴리 ε-카프로락톤이 포함된다. 미국 코네티컷주 노워크 소재의 킹 인더스트리즈(King Industries)로부터 상표명 "K-플렉스(K-FLEX)", 예컨대 K-플렉스 188 또는 K-플렉스 A308로 입수가능한 지방족 폴리에스테르 폴리올이 특히 유용하다.
매우 다양한 폴리아이소시아네이트가 투명한 에너지 소산 층의 지방족 가교결합된 폴리우레탄 성분을 형성하는 데 사용될 수 있다. 용어 폴리아이소시아네이트는, 일반적으로 적어도 2개의 말단 아이소시아네이트 기를 포함하는 아이소시아네이트-작용성 물질을 포함한다. 폴리아이소시아네이트는 다이아이소시아네이트 (2개의 말단 아이소시아네이트 기를 갖는 물질) 및 더 고차의 폴리아이소시아네이트, 예컨대 트라이아이소시아네이트 (3개의 말단 아이소시아네이트 기를 갖는 물질), 테트라아이소시아네이트 (4개의 말단 아이소시아네이트 기를 갖는 물질) 등을 포함한다. 전형적으로, 반응 혼합물은 이작용성 폴리올이 사용되는 경우 적어도 하나의 더 고차의 아이소시아네이트를 함유한다. 더 고차의 아이소시아네이트는 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 형성하는 데 특히 유용하다. 다이아이소시아네이트는 일반적으로 구조 OCN-Z-NCO로 기재될 수 있으며, 여기서 Z 기는 지방족 기, 방향족 기, 또는 방향족 기와 지방족 기의 조합을 함유하는 기일 수 있다.
더 고차 작용성의 폴리아이소시아네이트, 예컨대 트라이아이소시아네이트가 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 형성하는 데 특히 유용하다. 트라이아이소시아네이트는 다작용성 아이소시아네이트, 예컨대 뷰렛(biuret), 아이소시아누레이트, 부가물 등으로부터 생성된 것들을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 일부 구매가능한 폴리아이소시아네이트는 미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)으로부터의 데스모두르(DESMODUR) 및 몬두르(MONDUR) 시리즈 및 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Company)의 비즈니스 그룹인 다우 플라스틱스(Dow Plastics)로부터의 PAPI 시리즈의 일부분을 포함한다. 특히 유용한 트라이아이소시아네이트는 바이엘 코포레이션으로부터 상표명 데스모두르 N3300A 및 몬두르 489로 입수가능한 것들을 포함한다. 특히 적합한 하나의 지방족 폴리아이소시아네이트는 데스모두르 N3300A이다.
투명한 에너지 소산 층의 투명한 지방족 가교결합된 폴리우레탄 성분을 형성하는 데 사용되는 반응성 혼합물은 또한 촉매를 함유한다. 촉매는 폴리올과 폴리아이소시아네이트 사이의 단계-성장 반응을 촉진시킨다. 우레탄의 중합에서 사용되는 것으로 일반적으로 인식된 통상적인 촉매가 본 발명에 사용하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄계, 비스무트계, 주석계, 바나듐계, 아연계, 또는 지르코늄계 촉매가 사용될 수 있다. 주석계 촉매가 특히 유용하다. 주석계 촉매는 폴리우레탄에 존재하는 탈기량을 상당히 감소시키는 것으로 확인되었다. 다이부틸주석 화합물, 예컨대 다이부틸주석 다이아세테이트, 다이부틸주석 다이라우레이트, 다이부틸주석 다이아세틸아세토네이트, 다이부틸주석 다이메르캅타이드, 다이부틸주석 다이옥토에이트, 다이부틸주석 다이말레에이트, 다이부틸주석 아세토닐아세토네이트, 및 다이부틸주석 옥사이드가 가장 바람직하다. 구체적으로는, 미국 펜실베이니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈, 인크.(Air Products and Chemicals, Inc.)로부터 구매가능한 다이부틸주석 다이라우레이트 촉매 DABCO T-12가 특히 적합하다. 촉매는 일반적으로 적어도 200 ppm 또는 심지어 300 ppm 또는 그 이상의 수준으로 포함된다. 촉매는 적어도 100 ppm 또는 100 내지 500 ppm 범위의 수준으로 최종 형성 필름 내에 존재할 수 있다.
에너지 소산 층(14)의 가교결합된 폴리우레탄 부분은 가교결합 밀도가 0.1 내지 1.0 mol/㎏ 또는 0.2 내지 0.9 mol/㎏ 또는 0.37 내지 0.74 mol/㎏의 범위일 수 있다. 경화된 폴리우레탄의 가교결합 밀도는 문헌[Macromolecules, Vol. 9, No. 2, pages 206-211 (1976)]에 기재된 방법을 사용하여 계산한다. 이 모델을 구현하기 위해서는, 화학 작용성에 대한 적분값이 필요하다. 데스모두르 N3300은 3.5의 평균 작용성 및 193 g/eq.의 아이소시아네이트 당량을 갖는 것으로 보고되어 있다. 이 물질은 수학 모델에서 47.5 중량%의 HDI 삼량체 (168.2 g/eq.), 25.0 중량%의 HDI 사량체 (210.2 g/eq.), 및 27.5 중량%의 HDI 오량체 (235.5 g/eq.)의 혼합물로서 표시되었다. 이 혼합물은 193 g/eq.의 평균 당량 및 3.5의 평균 작용성을 산출한다. 데스모두르 N3400은 평균 작용성이 2.5이고 당량이 193인 것으로 보고되어 있으며, HDI 아이소시아누레이트 삼량체와 HDI 우레트다이온 이량체의 블렌드인 것으로 보고되어 있다. 이 물질은 수학 모델에서 19 중량%의 HDI 아이소시아누레이트 삼량체, 33 중량%의 HDI 우레트다이온 이량체, 및 10 중량%의 HDI 우레트다이온 삼량체 및 1개의 아이소시아누레이트 기 및 1개의 우레트다이온 기를 갖는 38 중량%의 HDI 사량체의 혼합물로서 표시되었다. 수학 모델에서, 아이소시아네이트 기와 우레트다이온 기의 합에 대해 과량의 하이드록실 기가 존재하는 경우에는 아이소시아네이트 기와 우레트다이온 기의 합에 의해 작용성을 결정하였다.
폴리아크릴레이트 중합체는 중합되거나 가교결합된다. 폴리아크릴레이트 중합체는 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머로 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트는 폴리아크릴레이트 단일중합체이다. 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머는 다작용성이어서 폴리아크릴레이트 중합체의 중합 또는 가교결합을 가능하게 한다. 폴리아크릴레이트 중합체는, 예를 들어 광개시제와 같은 개시제의 도움으로 형성될 수 있다. 폴리아크릴레이트 중합체는 아크릴레이트 및 우레탄 세그먼트, 또는 아크릴레이트 및 우레탄 상용성 세그먼트를 포함하는 올리고머로 형성될 수 있다. 폴리아크릴레이트 중합체는 지방족일 수 있다.
폴리아크릴레이트 중합체는 다작용성 (메트)아크릴 단량체, 올리고머, 및 중합체로 형성될 수 있으며, 이들 개별 수지는 이작용성, 삼작용성, 사작용성 또는 더 고차 작용성일 수 있다. 유용한 다작용성 아크릴레이트 단량체 및 올리고머는 하기를 포함한다:
(a) 다이(메트)아크릴 함유 단량체, 예컨대 1,3-부틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 모노아크릴레이트 모노메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 알콕실화 지방족 다이아크릴레이트, 알콕실화 사이클로헥산 다이메탄올 다이아크릴레이트, 알콕실화 헥산다이올 다이아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트, 사이클로헥산다이메탄올 다이아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 다이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 하이드록시피발알데하이드 개질된 트라이메틸올프로판 다이아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이사이클로데칸다이메탄올 다이아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트;
(b) 트라이(메트)아크릴 함유 단량체, 예컨대 글리세롤 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 에톡실화 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 프로폭실화 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 프로폭실화 글리세릴 트라이아크릴레이트, 프로폭실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트;
(c) 더 고차 작용성의 (메트)아크릴 함유 단량체, 예컨대 다이트라이메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 및 카프로락톤 개질된 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트.
예를 들어 우레탄 아크릴레이트와 같은 올리고머 (메트)아크릴 단량체가 또한 사용될 수 있다.
그러한 (메트)아크릴레이트 단량체는, 예를 들어 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company); 미국 뉴저지주 우드랜드 파크 소재의 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries); 및 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 컴퍼니(Aldrich Chemical Company)와 같은 공급처로부터 널리 입수가능하다.
일부 실시 형태에서, 폴리아크릴레이트 중합체는 적어도 3개의 (메트)아크릴레이트 작용기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 가교결합성 단량체는 적어도 4개, 5개 또는 6개의 (메트)아크릴레이트 작용기를 포함한다. 아크릴레이트 작용기가 (메트)아크릴레이트 작용기에 비하여 유리할 수 있다.
바람직한 작용성 아크릴레이트는, 예를 들어 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR351"로 구매가능함), 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR454"로 구매가능함), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR444"로 구매가능함), 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR399"로 구매가능함), 에톡실화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR494"), 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 및 트리스(2-하이드록시 에틸)아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트 (사토머로부터 상표명 "SR368")를 포함한다.
폴리아크릴레이트 중합체와 가교결합된 폴리우레탄의 상용성을 향상시키기기 위하여 바람직한 폴리아크릴레이트 중합체를 형성하는 데 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 이용될 수 있지만, 다른 지방족 폴리아크릴레이트 단량체가 또한 유용할 수 있다. 본 명세서에 기재된 폴리아크릴레이트 또는 폴리우레탄 아크릴레이트는 열경화성 중합체이다.
폴리아크릴레이트 중합체는 다작용성 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 자유 라디칼 중합에 의해 형성될 수 있다. 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 다른 저분자량 일작용성 및/또는 다작용성 아크릴레이트와 혼합되어, 가공을 목적으로 수지의 경화전(pre-cured) 점도를 개질할 수 있다. 일반적으로, 경화 전에 에너지 소산 층에 사용되는 다작용성 아크릴레이트의 평균 작용성은 3 미만 (즉, 분자당 3개의 작용성 아크릴레이트 작용기)이거나 2 이하일 수 있다. 경화된 (또는 가교결합된) 재료는 응용에서의 디스플레이 필름 사용에 대해 안정한 재료 특성을 나타낼 수 있는데, 즉 에너지 소산 층은 상당한 유동을 나타내지 않을 수 있다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 반응성 기를 갖는 매우 다양한 우레탄 재료로 이루어질 수 있다. 우레탄 아크릴레이트 올리고머는, 예를 들어 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머(Sartomer)(아르케마(Arkema)의 자회사) 및 올넥스(Allnex)(에베크릴(Ebecryl) 브랜드명)와 같은 벤더로부터 구매가능하다.
구매가능한 지방족 우레탄 올리고머의 예에는 사토머 컴퍼니(Sartomer Company)로부터 입수가능한 CN9002, CN9004, CN9893, 및 CN3211, 및 에베크릴 브랜드명으로 판매되는 것들이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 15℃ 이하, 10℃ 이하, 5℃ 이하, 또는 0℃ 이하, 또는 -5℃ 이하, 또는 -40 내지 15℃의 범위, 또는 -30 내지 15℃의 범위, 또는 -30 내지 10℃의 범위, 또는 -30 내지 5℃의 범위, 또는 -30 내지 0℃의 범위, 또는 -20 내지 0℃의 범위일 수 있다. 폴리아크릴레이트 중합체 및 가교결합된 폴리우레탄은 투명한 에너지 소산 층과 유사한 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 폴리아크릴레이트 중합체 및 가교결합된 폴리우레탄은 상이한 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
디스플레이 필름은 보호 층을 포함할 수 있다. 보호 층은 디스플레이 필름에 내마모성을 제공하고, 내마모성 층으로 또한 지칭될 수 있다. 보호 층 또는 내마모성 층은 하드코트 층, 나노입자 나노복합 이온성 탄성중합체 층, 탄성 나노복합 우레탄 층, 또는 유리 층을 포함한다.
연마는 마찰에 의해 재료를 마모시키거나 문질러 떨어져 나가게 하는 방법이다. 재료의 내마모성은 기계적 작용을 견디는 데 도움이 되고 재료의 표면으로부터의 그의 제거를 보호하는 경향이 있다. 이는 재료가 그의 완전성을 보유하고 그의 형태를 유지할 수 있게 한다. 내마모성은 거친 재료, 예컨대 스틸 울 또는 스카우링 패드를 사용하여 지정된 사이클 수 동안 투명한 보호 층을 문지르거나 닦고, 이후에 가시적 변화, 예컨대 미세 스크래치 또는 탁도에 대해 층을 검사함으로써 측정될 수 있다.
내마모성 층은 디스플레이 필름 층 상에 (예를 들어, 기재 또는 에너지 소산 층 상에) 직접 배치된 하드코트 층을 포함할 수 있거나, 하드코트 층이 기재 층 상에 배치될 수 있고 이러한 복합재 층이 디스플레이 필름 층 상에 배치된다. 하드코트 층은 두께가 50 마이크로미터 미만, 또는 40 마이크로미터 미만, 또는 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위일 수 있다. 기재 층은 두께가 10 마이크로미터 초과 또는 200 마이크로미터 미만일 수 있다. 기재 층은 바람직하게는 투명한 중합체 층이다.
(보호 층의 일부를 형성하는) 기재 층은 두께가 10 내지 125 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터, 또는 30 내지 85 마이크로미터의 범위일 수 있다. 기재 층은 항복 응력 값이 70 MPa 초과, 또는 90 MPa 초과, 또는 120 MPa 초과, 또는 160 MPa 초과일 수 있다. 본 명세서에서, 어구 "항복 응력" 또는 "오프셋 항복 응력"은 ASTM D638-14에 정의된 바와 같은 "0.2% 오프셋 항복 강도"를 지칭한다. ASTM D638 -14 섹션 A2.6은 "오프셋 항복 강도"에 대한 시험 방법을 정의하고 있으며, 변형률이 응력-변형률 곡선의 초기 비례 부분의 신장(extension)을 지정된 양 (오프셋)만큼 초과하는 응력으로서 정의되어 있다. 그것은 단위 면적당 힘, 통상 메가파스칼 (lbf/in2)로 표현된다.
기재 층은 디스플레이 필름에 대해 원하는 기계적 특성 (예컨대, 치수 안정성) 및 광학 특성 (예컨대, 광 투과율 및 투명도)을 제공하는 임의의 유용한 중합체 재료로 형성될 수 있다. 중합체 기재 층에 사용하기에 적합한 재료의 예에는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 (PET, PEN), 폴리사이클릭 올레핀 중합체, 및 열가소성 폴리우레탄이 포함된다. 투명한 중합체 기재 층을 형성하기에 유용한 한 가지 중합체 재료는 폴리이미드이다. 많은 실시 형태에서, 폴리이미드 기재 층은 무색이다. 무색 폴리이미드는 화학반응을 통해 또는 나노입자 혼입을 통해 형성될 수 있다. 화학반응을 통해 형성된 일부 예시적인 무색 폴리이미드는 국제 특허 출원 공개 WO 2014/092422호에 기재되어 있다.
기재 층은 그의 표면들 중 하나 이상에 일부 원하는 특성을 부여하기 위해, 처리되거나 프라이밍될 수 있다. 특히, 기재 층은 기재 층과의 에너지 소산 층 또는 유리 층 또는 광학적으로 투명한 접착제 층의 접착력을 개선하도록 프라이밍될 수 있다. 그러한 처리의 예에는 코로나, 화염, 플라즈마 및 화학적 처리, 예컨대 아크릴레이트 또는 실란 처리가 포함된다.
(기재 상에 배치된) 하드코트 층은 두께가 50 마이크로미터 미만 또는 40 마이크로미터 미만이다. 하드코트 층은 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위이다. 하드코트 층은 나노입자를 포함한다.
적합한 하드코트는 무기 나노입자를 갖는 다양한 경화된 중합체 재료를 포함할 수 있다. 이들 하드코트는 (메트)아크릴 기반 하드코트, 실록산 하드코트, 폴리우레탄 하드코트 등을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 하드코트는 무기 나노입자를 갖는 다양한 경화된 중합체 재료를 포함할 수 있다. 이들 하드코트는 (메트)아크릴 기반 하드코트, 실록산 하드코트, 폴리우레탄 하드코트 등을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
하드코트의 바람직한 한 부류는 무기 나노입자를 포함하는 아크릴 하드코트를 포함한다. 그러한 하드코트는 다작용성 (메트)아크릴 단량체들, 올리고머들, 및 중합체들의 혼합물을 포함하는 중합성 수지 조성물을 가질 수 있으며, 여기서 개별 수지는 일작용성, 이작용성, 삼작용성, 사작용성이거나 더욱 더 높은 작용성을 가질 수 있다. 바람직한 경우에, 수지 시스템의 중합성 (메트)아크릴레이트 성분들은, 중합될 때, 하드코트가 유리 (메트)아크릴 단량체를 거의 내지 전혀 함유하지 않도록 선택된다.
유용한 하드코트 다작용성 (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머는 가교결합된 폴리아크릴레이트 중합체에 유용한 재료로서 전술되어 있다.
하드코트 조성물은 생성되는 코팅에 기계적 강도 및 내구성을 더해 주는 표면 개질된 무기 산화물 입자를 포함할 수 있다. 입자는 전형적으로 실질적으로 구형 형상이며 비교적 균일한 크기이다. 입자는 실질적으로 단분산 크기 분포 또는 둘 이상의 실질적으로 단분산 분포를 블렌딩함으로써 획득되는 다중모드 분포를 가질 수 있다. 무기 산화물 입자는 전형적으로 비-응집 (실질적으로 이산된) 상태인데, 이는 응집이 무기 산화물 입자의 침전 또는 하드코트의 겔화를 초래할 수 있기 때문이다. 무기 산화물 입자의 크기는 상당한 가시광 산란을 피하도록 선택된다.
하드코트 조성물은 평균 (예를 들어, 회합되지 않은) 1차 입자 크기 또는 회합된 입자 크기가 적어도 10, 20, 30, 40 또는 50 nm 및 약 200, 175 또는 150 nm 이하인 표면 개질된 무기 산화물 나노입자를 상당량 포함할 수 있다. 하드코트 조성물이 그러한 크기의 상당량의 무기 나노입자가 결여되어 있는 경우에는, 연필 경도 시험을 거칠 때, 경화된 하드코트는 균열될 수 있다. 무기 산화물 나노입자의 총 농도는 전형적으로 적어도 30, 35, 또는 40 중량% 고형물 및 일반적으로 90 중량%, 80 중량%, 또는 75 중량% 고형물 이하, 그리고 일부 실시 형태에서는 70 중량%, 또는 65 중량%, 또는 60 중량% 고형물 이하이다.
하드코트 조성물은 최대 약 10 중량% 고형물의 더 작은 나노입자를 포함할 수 있다. 그러한 무기 산화물 나노입자는 전형적으로 평균 (예를 들어, 회합되지 않은) 1차 입자 크기 또는 회합된 입자 크기가 적어도 1 nm 또는 5 nm 및 50, 40, 또는 30 nm 이하이다.
무기 산화물 입자의 평균 입자 크기는 투과 전자 현미경법을 사용하여 주어진 직경의 무기 산화물 입자의 수를 세어서 측정될 수 있다. 무기 산화물 입자는 실리카와 같은 단일 산화물로 본질적으로 이루어지거나 그로 이루어질 수 있거나, 또는 산화물들의 조합, 또는 하나의 유형의 산화물의 코어 (또는 금속 산화물 이외의 재료의 코어) 상에 다른 유형의 산화물이 침착된 것을 포함할 수 있다. 실리카는 하드코트 조성물에 이용되는 일반적인 무기 입자이다. 무기 산화물 입자는 종종 액체 매체 중에 무기 산화물 입자의 콜로이드성 분산물을 함유하는 졸의 형태로 제공된다. 졸은 다양한 기술을 사용하여, 그리고 (물이 액체 매체로서의 역할을 하는) 하이드로졸, (유기 액체가 그러한 역할을 하는) 유기졸, 및 (액체 매체가 물과 유기 액체 둘 모두를 함유하는) 혼합 졸을 포함한 다양한 형태로 제조될 수 있다.
수성 콜로이드성 실리카 분산물은 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)로부터 상표명 "날코 콜로이달 실리카(Nalco Colloidal Silica)", 예컨대 제품 1040, 1042, 1050, 1060, 2327, 2329, 및 2329K, 또는 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션(Nissan Chemical America Corporation)으로부터 상표명 스노우텍스(Snowtex)™로 구매가능하다. 콜로이드성 실리카의 유기 분산물이 닛산 케미칼로부터 상표명 오가노실리카졸(Organosilicasol)™로 구매가능하다. 적합한 건식 실리카는, 예를 들어 에보닉 데구사 코포레이션(Evonki DeGussa Corp.) (미국 뉴저지주 파시패니 소재)으로부터 상표명 "에어로실(Aerosil) 시리즈 OX-50"으로 구매가능한 제품뿐만 아니라 제품 번호 -130, -150, 및 -200을 포함한다. 건식 실리카는 미국 일리노이주 투스콜라 소재의 카보트 코포레이션(Cabot Corp.)으로부터 상표명 "캅-오-스퍼스(CAB-O-SPERSE) 2095", "캅-오-스퍼스 A105", 및 "캅-오-실(CAB-O-SIL) M5"로 또한 구매가능하다.
광학 특성 또는 재료 특성을 최적화하거나, 총 조성물 원가를 낮추기 위하여 무기 산화물 입자 유형들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
실리카에 대한 대안으로서 또는 그와 조합하여, 하드코트는 다양한 고굴절률 무기 나노입자를 포함할 수 있다. 그러한 나노입자는 굴절률이 적어도 1.60, 1.65, 1.70, 1.75, 1.80, 1.85, 1.90, 1.95, 2.00 또는 그 이상이다. 고굴절률 무기 나노입자는, 예를 들어 지르코니아 ("ZrO2"), 티타니아 ("TiO2"), 산화안티몬, 알루미나, 산화주석을 단독으로 또는 조합하여 포함한다. 혼합된 금속 산화물이 또한 사용될 수 있다.
고굴절률 층에 사용하기 위한 지르코니아는 날코 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 "날코 OOSS008", 스위스 우츠빌 소재의 부흘러 아게(Buhler AG)로부터 상표명 "부흘러 지르코니아 Z-WO 졸(Buhler zirconia Z-WO sol)", 그리고 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션으로부터 상표명 나노유즈(NanoUse) ZR™로 입수가능하다. 지르코니아 나노입자는 또한 미국 특허 출원 공개 제2006/0148950호 및 미국 특허 제6,376,590호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 산화안티몬으로 피복된 지르코니아 및 산화주석의 혼합물을 포함하는 나노입자 분산물 (RI -1.9)이 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션으로부터 상표명 "HX-05M5"로 구매가능하다. 산화주석 나노입자 분산물 (RI -2.0)이 닛산 케미칼 코포레이션으로부터 상표명 "CX-S401M"으로 구매가능하다. 지르코니아 나노입자는 또한 미국 특허 제7,241,437호 및 미국 특허 제6,376,590호에 기재된 것과 같이 제조될 수 있다.
보호 층은 탄성 나노복합재 층일 수 있다. 탄성 나노복합재 층은 나노입자 나노복합 이온성 탄성중합체 층, 또는 탄성 나노복합 우레탄 층일 수 있다. 나노입자 나노복합 이온성 탄성중합체 층, 또는 탄성 나노복합 우레탄 층은 에너지 소산 층 또는 광학적으로 투명한 접착제 층 상에 직접 코팅될 수 있다. 대안적으로, 나노입자 나노복합 이온성 탄성중합체 층, 또는 탄성 나노복합 우레탄 층은 전술된 바와 같이 투명한 기재 층 상에 코팅될 수 있고, 투명한 기재 층은 에너지 소산 층 또는 광학적으로 투명한 접착제 층에 직접 부착된다.
투명한 보호 층은 탄성 나노복합재 층일 수 있다. 이 층은 두께가 30 내지 125 마이크로미터의 범위일 수 있다. 이러한 탄성 나노복합 재료는 외부 층에 내구성 표면 특성을 제공하는 임의의 유용한 재료로부터 제조될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 탄성 나노복합재 층은 폴리우레탄 나노복합 재료, 예컨대 실리카 나노입자 충전된 UV 경화성 폴리우레탄 수지로부터 제조된다. 다른 실시 형태에서, 탄성 나노복합 재료는 나노입자 충전된 이온성 탄성중합체 재료로부터 제조될 수 있다. 이러한 탄성 나노-복합재 층은 탄성 범위 이내에서 연신되어, 영구 변형이 일어나지 않도록 할 수 있다. 재료에 대한 비례 한계는 최대 응력으로서 정의되는데, 최대 응력에서는 응력이 변형률에 비례한다 (후크(Hooke)의 법칙). 탄성 한계는 최소 응력인데, 최소 응력에서는 영구 변형이 측정될 수 있다. 탄성 나노-복합재 층은 탄성 한계에서의 변형률이 비례 한계에서의 변형률보다 20% 더 크거나, 비례 한계에서의 변형률보다 50% 더 크거나, 비례 한계에서의 변형률보다 100% 더 클 수 있다. 하기 그래프는 이 개념을 설명한다.
Figure pct00001
기재된 임의의 구조물의 보호 층(15)은 유리 층일 수 있다. 투명한 유리 층은 임의의 유용한 유리 재료로 형성될 수 있다. 투명한 유리 층은 유익한 특성을 제공하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 투명한 유리 층은 이온 주입, 화학 강화, 또는 템퍼링(tempering) 등이 될 수 있다. 투명한 유리 층은 주어진 굽힘 반경 또는 곡률 반경에 적절한 두께를 가질 수 있다. 투명한 유리 층은 두께가 500 마이크로미터 이하, 또는 300 마이크로미터 이하, 또는 10 내지 200 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터 또는 25 내지 50 마이크로미터일 수 있다. 얇고 투명한 유리의 공급처에는 코닝(Corning), 니폰 일렉트릭 글래스(Nippon Electric Glass), 쇼트(Schott) 및 아사히 글래스(Asahi Glass)가 포함된다.
본 명세서에 기재된 디스플레이 필름의 전체 두께는 응용에 따라 임의의 유용한 값을 가질 수 있다. 디스플레이 필름의 두께는 원하는 디스플레이 보호를 제공하기에 충분히 두꺼울 것과 접힘 및 감소된 두께 설계 파라미터를 제공하기에 충분히 얇을 것 사이의 균형이다. 디스플레이 필름이 그 자체에 겹쳐 접히는 경우, 이 필름은 총 두께가 85 내지 350 마이크로미터 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 150 내지 250 마이크로미터의 범위일 수 있다. 디스플레이 필름이 보통 정도로 굽혀지는 경우, 이 필름은 총 두께가 300 내지 500 마이크로미터의 범위일 수 있다. 디스플레이 필름이 만곡되지만 상당히 굽혀지지 않는 경우, 이 필름은 총 두께가 500 내지 1000 마이크로미터의 범위일 수 있다.
디스플레이 필름은 투명한 중합체 기재 층(12) 및 투명한 에너지 소산 층(14) 상에 또는 이들 사이에 하나 이상의 추가 층을 포함할 수 있다. 이들 선택적인 층은 투명한 배리어(barrier) 층 (두께 3 내지 200 나노미터), 미세구조체 층, 눈부심 방지 층, 반사 방지 층, 또는 지문 방지 층을 포함할 수 있다.
디스플레이 필름은 3 mm 반경 둘레로의 적어도 10,000, 25,000, 50,000 또는 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에 2% 이하, 또는 1.5% 이하, 또는 1% 이하의 탁도 값을 유지할 수 있다. 디스플레이 필름은 5 mm 반경 둘레, 또는 4 mm 반경 둘레, 또는 3 mm 반경 둘레, 또는 2 mm 반경 둘레, 또는 1 mm 반경 둘레로의 적어도 10,000, 25,000, 50,000 또는 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에, 안정한 탁도 값을 유지할 수 있거나, 균열 또는 탈층 없이 온전하게 남아 있을 수 있다. 디스플레이 필름은 3 mm 이하 반경 둘레로의 적어도 10,000, 25,000, 50,000 또는 100,000회의 굽힘 또는 접힘 사이클 후에 온전하게 남아 있을 수 있다.
도 8은 이중 경화 디스플레이 필름을 형성하는 예시적인 방법(80)의 개략적인 흐름도이다. 방법(80)은 폴리우레탄 전구체 재료를 폴리아크릴레이트 전구체 재료와 배합하여 전구체 혼합물을 형성하는 단계(블록(82))를 포함한다. 이어서, 이 방법은 폴리아크릴레이트 전구체 재료를 선택적으로 중합하여 전구체 혼합물 내에 폴리아크릴레이트 중합체를 형성하여 b-스테이지 재료를 형성하는 단계(블록(84))를 포함한다. 이어서, 이 방법은 b-스테이지 재료 내의 폴리우레탄 전구체 재료를 선택적으로 가교결합하여 투명한 에너지 소산 층을 형성하는 단계(블록(86))를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함한다. 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상이다(블록(88)).
블록(82)의 배합 단계는 촉매 재료를 폴리우레탄 전구체 재료와 배합하는 단계 및 광개시제를 폴리아크릴레이트 전구체 재료와 배합하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(82)의 배합 단계는 다작용성 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머 또는 다작용성 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는 폴리아크릴레이트 전구체 재료들을 배합하여, 중합된 또는 가교결합된 폴리아크릴레이트 또는 폴리우레탄 아크릴레이트를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(82)의 배합 단계는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는 폴리아크릴레이트 전구체 재료들을 배합하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(84) 및 블록(86)의 선택적으로 가교결합하는 단계는 폴리아크릴레이트 전구체 재료를 광 경화시켜 폴리아크릴레이트 중합체를 형성하는 단계(블록(84)), 및 폴리우레탄 전구체 재료를 열 경화시켜 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 형성하는 단계(블록(86))를 포함할 수 있다.
전구체 혼합물은 경화 단계 전에 기재 층 상에 코팅되거나 배치될 수 있다. 이 방법은 롤-투-롤(roll to roll) 연속 공정으로 수행될 수 있다. 기재는 광-경화 스테이션을 지난 후, 열 경화를 위한 오븐 내로 이동할 수 있다.
기재된 전구체 혼합물 및 이중 경화 방법을 이용하는 것은 기재된 보호 디스플레이 필름을 형성할 때 특유의 이점을 제공한다. 전구체 혼합물은 폴리우레탄 아이소시아네이트 및 폴리올 성분의 열 개시 중합 전에 소량의 아크릴 단량체/올리고머 성분의 UV 개시 중합을 통해 점도를 상승시키도록 할 수 있다. 이러한 b-스테이지 단계는, 가공 동안 결함의 발생을 감소시키고 기재된 보호 디스플레이 필름의 일반적인 제조가능성을 개선하는 유익한 점도 상승을 제공할 수 있다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건과 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예에서 모든 부, 백분율, 비 등은 달리 지시되지 않는 한 중량 기준이다. 사용되는 용매 및 기타 시약은 달리 명시되지 않는 한 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 코포레이션(Sigma-Aldrich Corp.)으로부터 입수하였다.
[표 1]
Figure pct00002
프라이밍된 LmPEN 필름( 실시예 1 내지 실시예 3을 위한 기재)의 제조
미국 특허 제8,263,731호의 대조예 B에 예시된 바와 같이 90/10 PEN 공중합체를 제조하였다. 이 물질을 수분 제거를 위하여 진공을 인가하면서 이축 압출기를 사용하여 용융 압출하였다. 용융물을 525℉로 가열하고, 압출 다이에 전달하고, 냉각된 드럼 상에서 켄칭(quenching)하였다. 이러한 켄칭된 필름을 235 내지 250℉의 온도에서 기계 방향으로 3.3-1로 연신하고 냉각시켰다. 이러한 기계 방향 연신된 필름을 텐터 기계에 공급하고 - 텐터 기계는 필름 에지를 파지함 -, 필름을 255 내지 300℉로 다시 가열하고, 필름을 횡방향으로 3.7-1 내지 최대 4.1-1로 연신하였다. 이어서, 필름을 동일한 텐터 내에서 450℉에서 8 내지 30초 동안 어닐링(annealing)하였다. 필름 에지를 트리밍 제거하고, 폴리에틸렌 프리마스크(premask)를 적용한 후, 필름을 롤 형태로 권취하였다.
2447.5 g의 메틸 에틸 케톤 (피셔 사이언티픽(Fisher scientific)) 중에서 52.5 g의 비텔(Vitel) 2200B (미국 위스콘신주 와우와토사 소재의 보스틱 아메리카즈(Bostik Americas))를 혼합하여 균질한 용액을 형성함으로써 프라이머 용액을 제조하였다. 연신된 50 마이크로미터 LmPEN 필름에 롤 투 롤 공정(roll to roll process)으로 프라이머 용액을 적용하였는데, 여기서는 프라이머 용액을 계량하여 슬롯 다이를 통해 이동 웨브 상에 배치하였다. 계량 펌프 및 질량 유랑계의 사용에 의해 두께를 제어하였다. 이어서, 코팅의 휘발성 성분을 3-구역 공기 부상 구역 오븐에서 건조시켰다. 이어서, 건조된 코팅을 롤로 권취하였으며, 프라이머 코팅은 두께가 대략 81 nm였다.
촉매에 의한 폴리올-1의 제조:
93℃의 공기 혼합기에서 470 그램의 폴리올-1 및 4 방울의 촉매를 혼합하였다. 생성된 공기 버블을 감소시키기 위하여, 이어서 혼합물을 60℃에서 하룻밤 진공 오븐 내에 두었다.
실시예 1 내지 실시예 4:
아크릴레이트를 함유하는 3개의 에너지 소산 층 전구체 용액을 하기 표 2, 표 3, 및 표 4에 나타낸 바와 같이 제조하였다. 아크릴레이트를 함유하지 않는 하나의 비교용 에너지 소산 층 전구체 용액을 또한 제조하였으며, 이는 표 5에 나타나 있다.
아크릴레이트를 함유하는 모든 에너지 소산 층 전구체 용액의 경우, 원하는 양의 아크릴레이트 및 광개시제를 촉매를 함유하는 폴리올-1에 첨가하였다. 균일한 용액이 달성될 때까지 이것을 혼합하였다. 이어서, 폴리아이소시아네이트-1을 첨가하고, 용액을 스피드 믹서에서 혼합하고 즉시 코팅하였다.
비교용 용액의 경우, 폴리올-1과 폴리아이이소시아네이트-1을 스피드믹서에서 혼합하고 즉시 코팅하였다.
아크릴레이트 용액을 함유하는 모든 에너지 소산 층 전구체 용액 및 비교용 용액을 50 마이크로미터 실리콘 이형제(미국 버지니아주 필데일 소재의 씨피 필름즈 인크.(CP Films Inc.)로부터의 UV-30)와 프라이머 층으로서의 비텔(Vitel) 2200 B의 약 81 nm 두께의 층을 갖는 50 마이크로미터 LmPEN 필름(전술된 바와 같음) 사이에 코팅하였다. 각각의 반응성 혼합물을 2개의 필름 사이에 넣고, 이들 필름 사이에 5 밀 (125 마이크로미터) 코팅을 생성하도록 갭이 설정된 노치 바(notch bar) 아래에서 필름을 잡아당겼다. 최종 필름을 먼저 385 nm에서 30초 동안 그리고 100% 파워에서 클리어스톤(Clearstone) UV LED 램프를 사용하여 자외(UV) 방사선으로 스테이지 경화시켰다. 이어서, 필름을 70℃ 오븐 내에 16시간 동안 넣어두어서 제2 스테이지 (열) 경화를 수행하였다. 시험 전에, 이형 라이너 필름을 제거하여 필름 구조물을 생성하였으며, 여기서 경화된 에너지 소산 층은 LmPEN의 비텔 2200 B 프라이머 면과 접촉한 상태였다.
DMA 시험을 위한 독립형 에너지 소산 필름을 제조하기 위하여, 용액을 상기와 같이 코팅하였지만, LmPEN과 이형 라이너 사이에 용액을 붓기보다는, 용액을 2개의 이형 라이너 사이에 붓고 노치 바 아래에서 잡아당기고 경화시켰다. 이어서, 둘 이형 라이너 모두를 DMA 시험을 위해 제거하였다.
[표 2]
Figure pct00003
[표 3]
Figure pct00004
[표 4]
Figure pct00005
[표 5]
Figure pct00006
시험 방법:
생성된 샘플에 대해 하기 시험을 수행하였다.
정적 접힘 회복률
보호 필름의 2.125" × 4.0" 샘플을 포스트들 사이의 간격이 1 cm인 시험 튜브 랙 내에 넣음으로써, 5 mm의 유효 굽힘 반경을 생성하였다. 샘플을 60℃ 온도 93% 상대 습도 제어된 챔버 내에 24시간 동안 넣어두고, 이어서 랙으로부터 꺼내고 24시간 동안 수직 위치로 매달아 두었다. 이어서, 보호 필름 샘플이 펴진 각도를 편평한 평면에 대해 기록하였다. 180도는 샘플이 완전히 접힌 상태로 유지되었음을 의미한다. 0도는 샘플이 편평한 필름으로 다시 완전히 펴졌음을 의미한다.
투과율/탁도/투명도 시험
광 투과율, 투명도 및 탁도는 비와이케이-가드너 헤이즈-가드 플러스(Byk-Gardner Haze-Guard Plus) 모델 4725 (미국 메릴랜드주 콜롬비아 소재의 비와이케이-가드너(BYK-Gardner)로부터 입수가능함)를 사용하여 ASTM D1003-00에 따라 측정하였다. 각각의 결과는 주어진 샘플에 대한 3회 측정의 평균이다.
동적 기계 시험
에너지 소산 코팅의 유리 전이 온도를 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments)로부터의 Q800 DMA를 사용하여 특성화하였다. 샘플을 6.35 mm 폭 및 약 4 cm 길이의 스트립으로 절단하였다. 각각의 필름의 두께를 측정하였다. 필름을 티에이 인스트루먼츠로부터의 Q800 DMA의 인장 그립들 내에 장착하였는데, 이때 인장 그립들은 초기 그립 간격이 16 mm 내지 9 mm였다. 이어서, 샘플을 2℃/min의 속도로 -50℃로부터 200℃까지의 온도 램핑 전체에 걸쳐 0.2% 변형률 및 1 ㎐의 진동에서 시험하였다. 유리 전이의 개시를 E″에 대한 피크의 위치에 의해 결정하였다. Tan 델타 신호가 최대에 도달하였을 때의 온도를 피크 Tan 델타 온도로 기록하였다.
결과 및 논의:
표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 아크릴레이트의 첨가는 이들 필름의 %투과율, 탁도, 또는 투명도를 유의하게 변화시키지 않았다. 아크릴레이트가 첨가된 모든 경우에, 필름의 탁도는 실제로 떨어졌고 투명도는 유사하게 유지되었거나 증가하였는데; 낮은 탁도는 이러한 커버 필름에 매우 바람직하다.
추가로 표 6에서, 아크릴레이트의 첨가는 정적 접힘 회복률에 부정적인 영향을 주지 않았음을 알 수 있으며; 모든 필름은 완전히 회복되었다. 마지막으로 표 6에서, 아크릴레이트를 첨가함으로써, 어떠한 열 경화 없이도 부분 겔화로부터 완전 겔화된(비유동성) 용액에 이르는 광범위한 점도 증가를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
표 7에서는, 아크릴레이트의 첨가가 tan 델타 피크 또는 이러한 tan 델타 피크가 일어나는 온도를 유의하게 변화시키지 않았음을 알 수 있다. 이는, 아크릴레이트 개질된 폴리우레탄 형상 기억 제형의 경우, 에너지 소산 층으로부터 요구되는 감쇠 특성을 저하시키지 않으면서 개선된 제조에 필요한 점도 증가를 달성하고 있음을 의미한다.
[표 6]
Figure pct00007
[표 7]
Figure pct00008
이렇게 해서, 이중 경화 보호 디스플레이 필름의 실시 형태가 개시되어 있다.
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 간행물은, 이들이 본 발명과 직접적으로 모순될 수 있는 경우를 제외하고는, 명백히 본 발명에 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 구체적인 실시 형태가 본 명세서에 예시 및 기술되어 있지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시 및 기술된 구체적인 실시 형태를 대신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 구체적인 실시 형태의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 청구범위 및 이의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다. 개시된 실시 형태는 제한이 아닌 예시의 목적으로 제공된다.

Claims (42)

  1. 디스플레이 필름으로서,
    투명한 중합체 기재(substrate) 층; 및
    투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 투명한 에너지 소산 층을 포함하며, 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함하고, 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상인, 디스플레이 필름.
  2. 제1항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 광개시제 및 촉매를 추가로 포함하는, 디스플레이 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 1 중량% 내지 50 중량%의 폴리아크릴레이트 중합체를 포함하고, 투명한 에너지 소산 층은 50 중량% 내지 99 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 포함하는, 디스플레이 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 1 중량% 내지 20 중량%의 양으로, 또는 2 중량% 내지 15 중량%의 양으로, 또는 3 중량% 내지 10 중량%의 양으로 투명한 에너지 소산 층에 존재하고, 투명한 에너지 소산 층은 80 중량% 내지 99 중량%, 또는 85 중량% 내지 98 중량%, 또는 90 중량% 내지 97 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 포함하는, 디스플레이 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 가교결합되는, 디스플레이 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 폴리아크릴레이트 단일중합체인, 디스플레이 필름.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 아크릴레이트 및 우레탄 세그먼트, 또는 아크릴레이트 및 우레탄 상용성 세그먼트를 포함하는, 디스플레이 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 탁도(haze) 값이 5% 미만, 또는 3% 미만, 또는 1% 미만, 또는 1% 미만이고, 가시광 투과율 값이 85% 초과 또는 90% 초과이고, 투명도 값이 90% 초과, 또는 95% 초과, 또는 97.5% 초과인, 디스플레이 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 15℃ 이하, 10℃ 이하, 5℃ 이하, 또는 0℃ 이하, 또는 -5℃ 이하, 또는 -40 내지 15℃의 범위, 또는 -30 내지 15℃의 범위, 또는 -30 내지 10℃의 범위, 또는 -30 내지 5℃의 범위, 또는 -30 내지 0℃의 범위, 또는 -20 내지 0℃의 범위인, 디스플레이 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.8 이상, 또는 1.0 이상, 또는 1.2 이상, 또는 0.5 내지 2.5의 범위, 또는 1 내지 2.5의 범위이고, 가교결합된 폴리우레탄은 가교결합 밀도가 0.1 내지 1.0 mol/㎏ 또는 0.2 내지 0.9 mol/㎏ 또는 0.37 내지 0.74 mol/㎏의 범위인, 디스플레이 필름.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 중합체 기재 층 상에 배치된 보호 층을 추가로 포함하며, 투명한 중합체 기재 층은 투명한 에너지 소산 층을 보호 층으로부터 분리시키는, 디스플레이 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하며, 투명한 에너지 소산 층은 투명한 중합체 기재 층을 접착제 층으로부터 분리시키는, 디스플레이 필름.
  13. 제10항에 있어서, 보호 층은 나노입자를 포함하고, 보호 층은 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위인, 디스플레이 필름.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 중합체 기재 층은 두께가 10 내지 125 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터, 또는 30 내지 85 마이크로미터의 범위이고, 투명한 중합체 기재 층은 항복 응력 값이 90 MPa 초과, 또는 100 MPa 초과, 또는 120 MPa 초과, 또는 160 MPa 초과인, 디스플레이 필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 두께가 85 내지 350 마이크로미터 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 150 내지 250 마이크로미터의 범위인, 디스플레이 필름.
  16. 디스플레이 필름으로서,
    투명한 에너지 소산 층 - 투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함하고, 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상임 -; 및
    투명한 에너지 소산 층 상에 배치된 투명한 보호 층을 포함하는, 디스플레이 필름.
  17. 제16항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 광개시제 및 촉매를 추가로 포함하는, 디스플레이 필름.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 1 중량% 내지 50 중량%의 폴리아크릴레이트 중합체를 포함하고, 투명한 에너지 소산 층은 50 중량% 내지 99 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 포함하는, 디스플레이 필름.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 1 중량% 내지 20 중량%의 양으로, 또는 2 중량% 내지 15 중량%의 양으로, 또는 3 중량% 내지 10 중량%의 양으로 투명한 에너지 소산 층에 존재하는, 디스플레이 필름.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 가교결합되는, 디스플레이 필름.
  21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 폴리아크릴레이트 단일중합체인, 디스플레이 필름.
  22. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 아크릴레이트 및 우레탄 세그먼트, 또는 아크릴레이트 및 우레탄 상용성 세그먼트를 포함하는, 디스플레이 필름.
  23. 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 탁도 값이 5% 미만, 또는 3% 미만, 또는 2% 미만, 또는 1% 미만이고, 가시광 투과율 값이 85% 초과 또는 90% 초과이고, 투명도 값이 90% 초과, 또는 95% 초과, 또는 97.5% 초과인, 디스플레이 필름.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 15℃ 이하, 10℃ 이하, 5℃ 이하, 또는 0℃ 이하, 또는 -5℃ 이하, 또는 -40 내지 15℃의 범위, 또는 -30 내지 15℃의 범위, 또는 -30 내지 10℃의 범위, 또는 -30 내지 5℃의 범위, 또는 -30 내지 0℃의 범위, 또는 -20 내지 0℃의 범위인, 디스플레이 필름.
  25. 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 Tan 델타 피크 값이 0.5 이상, 또는 0.8 이상, 또는 1.0 이상, 또는 1.2 이상, 또는 0.5 내지 2.5의 범위, 또는 1 내지 2.5의 범위이고, 가교결합된 폴리우레탄은 가교결합 밀도가 0.1 내지 1.0 mol/㎏ 또는 0.2 내지 0.9 mol/㎏ 또는 0.37 내지 0.74 mol/㎏의 범위인, 디스플레이 필름.
  26. 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 층은 하드코트 층이며, 하드코트 층은 나노입자를 포함하고, 하드코트 층은 두께가 2 내지 30 마이크로미터, 또는 2 내지 15 마이크로미터, 또는 3 내지 10 마이크로미터의 범위인, 디스플레이 필름.
  27. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 층은 유리 층이며, 유리 층은 두께가 25 내지 250 마이크로미터, 또는 25 내지 150 마이크로미터, 또는 25 내지 100 마이크로미터의 범위인, 디스플레이 필름.
  28. 제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하며, 투명한 에너지 소산 층은 보호 층을 접착제 층으로부터 분리시키는, 디스플레이 필름.
  29. 제28항에 있어서, 접착제 층 상에 배치된 이형 또는 제거가능한 라이너를 추가로 포함하는, 디스플레이 필름.
  30. 제29항에 있어서, 보호 층 상에 배치된 이형 또는 제거가능한 라이너를 추가로 포함하는, 디스플레이 필름.
  31. 제16항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 투명한 에너지 소산 층은 두께가 75 내지 200 마이크로미터, 또는 100 내지 200 마이크로미터, 또는 150 내지 200 마이크로미터의 범위인, 디스플레이 필름.
  32. 제16항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 두께가 85 내지 350 마이크로미터 또는 100 내지 300 마이크로미터 또는 150 내지 250 마이크로미터의 범위인, 디스플레이 필름.
  33. 물품으로서,
    광학 디스플레이;
    제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 필름; 및
    디스플레이 필름을 광학 디스플레이에 고정시키는 광학 접착제 층을 포함하는, 물품.
  34. 제33항에 있어서, 광학 디스플레이는 유기 발광 다이오드를 포함하는, 물품.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 광학 디스플레이 및 디스플레이 필름은, 광학 디스플레이가 그 자체와 대면하고 디스플레이 필름의 적어도 일부분이 디스플레이 필름의 다른 부분과 중첩하도록 접힘가능한, 물품.
  36. 폴리우레탄 전구체 재료를 폴리아크릴레이트 전구체 재료와 배합하여 전구체 혼합물을 형성하는 단계;
    전구체 혼합물 내의 폴리아크릴레이트 전구체 재료를 선택적으로 중합하여 b-스테이지(stage) 재료를 형성하는 단계;
    b-스테이지 재료 내의 폴리우레탄 전구체 재료를 선택적으로 가교결합하여 투명한 에너지 소산 층을 형성하는 단계를 포함하며,
    투명한 에너지 소산 층은 가교결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 중합체를 포함하고, 투명한 에너지 소산 층은 유리 전이 온도가 27℃ 이하이고, Tan 델타 피크 값이 0.5 이상인, 방법.
  37. 제36항에 있어서, 배합 단계는 촉매 재료를 폴리우레탄 전구체 재료와 배합하는 단계 및 광개시제를 폴리아크릴레이트 전구체 재료와 배합하는 단계를 포함하는, 방법.
  38. 제36항 또는 제37항에 있어서, 폴리아크릴레이트 전구체 재료는 다작용성 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함하여 가교결합된 폴리아크릴레이트를 형성하는, 방법.
  39. 제36항 또는 제37항에 있어서, 폴리아크릴레이트 전구체 재료는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함하는, 방법.
  40. 제36항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 전구체 재료를 선택적으로 중합하는 단계는 폴리아크릴레이트 전구체 재료를 광 경화시켜 b-스테이지 재료를 형성하는 단계를 포함하고, 폴리우레탄 전구체 재료를 선택적으로 가교결합시키는 단계는 폴리우레탄 전구체 재료를 열 경화시켜 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 제36항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아크릴레이트 중합체는 1 중량% 내지 20 중량%의 양으로, 또는 2 중량% 내지 15 중량%의 양으로, 또는 3 중량% 내지 10 중량%의 양으로 투명한 에너지 소산 층에 존재하고, 투명한 에너지 소산 층은 80 중량% 내지 99 중량%, 또는 85 중량% 내지 98 중량%, 또는 90 중량% 내지 97 중량%의 가교결합된 폴리우레탄 중합체를 포함하는, 방법.
  42. 제36항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 전구체 혼합물의 층을 기재 상에 배치하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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