KR20200088255A - 플렉시블 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

플렉시블 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 플렉시블 윈도우 적층체는 기재, 기재의 일면 상에 형성된 제1 하드코팅층, 기재의 타면 상에 형성된 제2 하드 코팅층을 포함하며, 제1 하드코팅층의 경화수축량이 제2 하드코팅층의 경화수축량보다 크고, 제2 하드코팅층은 접었을 때 연신되는 측으로 배치된다. 제1 하드코팅층의 컬 특성에 의해 굴곡시 크랙이 감소될 수 있다.

Description

플렉시블 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{FLEXIBLE WINDOW STACK STRUCTURE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 플렉시블 윈도우 적층체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 화상 이미지를 포함하는 정보를 표시할 수 있는 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 상기 표시 장치는 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치, 유기 발광 표시(organic light emitting display: OLED) 장치, 플라즈마 표시(plasma display panel: PDP) 장치 및 전계 방출 표시(field emission display: FED) device) 장치 등을 포함한다.
상기 표시 장치에 있어서, 예를 들면 LCD 패널 및 OLED 패널과 같은 표시 패널 상부에 외부 환경으로부터 상기 표시 패널을 보호하기 위한 윈도우 기판이 배치될 수 있다. 상기 윈도우 기판은 글래스 재질로 형성되며, 최근 플렉시블 디스플레이가 개발되면서, 상기 윈도우 기판으로서 투명 플라스틱 재질이 활용되고 있다.
상기 플렉시블 디스플레이에 적용되는 윈도우 기판의 경우 디스플레이 소형화, 박형화를 위해 제한된 두께 내에 복수의 층들이 적층되며, 내습성 및 내열성과 같은 디스플레이 보호를 위한 특성의 열화 없이 접힘 또는 굽힙 등의 동작 구현을 위한 탄성, 기계적 내구성 확보가 필요하다.
예를 들면, 반복되는 굽힙 또는 폴딩 동작 시에도 상기 윈도우 기판 내에 포함된 층들에서 크랙 또는 박리 현상이 억제될 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2016-0120840호에는 디스플레이의 커버 윈도우를 개시하고 있으나, 플렉시블 디스플레이에 최적화된 물성에 대한 고려는 포함하고 있지 않다.
한국공개특허 제2016-0120840호
본 발명의 일 과제는 향상된 굴곡 특성 및 기계적 신뢰성을 갖는 플렉시블 윈도우 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 굴곡 특성 및 기계적 신뢰성을 갖는 플렉시블 윈도우 적층체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 기재; 상기 기재의 일면 상에 형성된 제1 하드코팅층; 및 상기 기재의 타면 상에 형성된 제2 하드 코팅층을 포함하며, 상기 제1 하드코팅층의 경화수축량이 상기 제2 하드코팅층의 경화수축량보다 크고, 상기 제2 하드코팅층은 접었을 때 연신되는 측으로 배치되는, 플렉시블 윈도우 적층체.
2. 위 1에 있어서, 상기 윈도우 적층체는 상기 제1 하드코팅층의 표면이 서로 마주보도록 접히는 방향으로 정컬을 갖는, 플렉시블 윈도우 적층체.
3. 위 2에 있어서, 상기 정컬의 크기는 5 내지 50mm 범위인, 플렉시블 윈도우 적층체
4. 위 1에 있어서, 상기 제1 하드코팅층 및 제2 하드팅층은 아크릴레이트 관능기를 포함하는 광경화성 화합물, 광개시제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물로 형성된, 플렉시블 윈도우 적층체.
5. 위 4에 있어서, 상기 제1 하드코팅층 및 상기 제2 하드코팅층은 동일한 두께로 형성되며, 상기 제1 하드코팅층 형성에 사용되는 상기 광경화성 화합물의 분자량 대비 관능수는 상기 제2 하드코팅층 형성에 사용되는 상기 광경화성 화합물의 분자량 대비 관능수 보다 큰, 플렉시블 윈도우 적층체.
6. 위 4에 있어서, 상기 제1 하드코팅층의 두께가 상기 제2 하드코팅층의 두께보다 큰, 플렉시블 윈도우 적층체.
7. 위 1에 있어서, 상기 제1 하드코팅층 또는 상기 제2 하드코팅층은 다층 구조로 형성된, 플렉시블 윈도우 적층체.
8. 위 1에 있어서, 상기 기재는 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 플렉시블 윈도우 적층체.
9. 위 1 내지 8중 어느 한 항의 플렉시블 윈도우 적층체를 포함하는, 화상 표시 장치.
10. 위 9에 있어서, 상기 플렉시블 윈도우 적층체는 상기 제1 하드코팅층이 압축되는 방향으로 굴곡되는 플렉시블 디스플레이인, 화상 표시 장치.
본 발명의 플렉시블 윈도우 적층체는 기재 양면에 형성된 제1 하드코팅층 및 제2 하드코팅층을 포함하며, 폴딩 시 내측으로(표면이 서로 마주보도록) 접히는 제1 하드코팅층이 외측으로 접히는 제2 하드코팅층 보다 큰 경화수축량을 갖는다. 따라서, 상기 내측 방향으로 굴곡이 부여되고, 폴딩 시 외측 필름인 상기 제2 하드코팅층의 연신률이 낮아져 폴딩 동작 시 윈도우 적층체의 크랙 및 박리를 억제할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 윈도우 적층체는 접히는 방향으로 정컬을 가지므로 디스플레이 장치에 용이하게 결합될 수 있으며, 폴딩 동작시 기계적 안정성을 장시간 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체의 컬 방향을 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
본 발명은 실시예들에 따르면, 기재, 상기 기재의 일면 상에 형성된 제1 하드코팅층, 및 상기 기재의 타면 상에 형성된 제2 하드 코팅층을 포함하며, 상기 제1 하드코팅층의 경화수축량이 상기 제2 하드코팅층의 경화수축량보다 크며, 상기 제2 하드코팅층은 접었을 때 연신되는 측으로 배치되어 내크랙성이 향상된, 플렉시블 윈도우 필름이 제공된다. 또한, 상기 플렉시블 윈도우 필름을 포함하는 화상 표시 장치가 제공된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 제시하나, 이들 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<플렉시블 윈도우 적층체>
본 발명의 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체(이하, 윈도우 적층체로 약칭한다)는 플렉시블 디스플레이와 같은 화상 표시 장치의 커버 윈도우, 또는 표면 보호 필름으로 제공될 수 있다.
상기 윈도우 적층체는 상기 화상 표시 장치의 외부로 노출될 수 있다. 그러나, 상기 윈도우 적층체 상에 추가적인 기능성 층 또는 필름이 적층되어 상기 윈도우 적층체가 직접 상기 화상 표시 장치의 외부로 노출되지 않을 수도 있으며, 이 경우도 본 발명의 윈도우 적층체의 범위에 포함되는 것은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체의 컬 방향을 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 윈도우 적층체는 기재(100) 및 기재(100)의 양면 상에 형성된 제1 하드 코팅층(110) 및 제2 하드 코팅층(120)을 포함할 수 있다.
기재(100)는 예를 들면, LCD 장치, OLED 장치, 터치 스크린 패널(TSP) 등에 적용되어 외부 충격에 대한 내구성, 사용자가 시인할 수 있는 투명성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기재(100)는 윈도우 적층체의 베이스 필름으로 제공될 수 있다.
기재(100)는 소정의 유연성을 갖는 플라스틱 재질을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 윈도우 적층체가 적용된 표시 장치는 플렉시블 디스플레이로 제공될 수 있다. 예를 들면, 기재(100)는 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유연성 및 경도 확보 측면에서 기재(100)는 PI 또는 PET를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기재(100)는 일면(100a) 및 타면(100b)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 일면(100a) 및 타면(100b)은 서로 마주보는 표면들일 수 있다. 예를 들면, 일면(100a)은 기재(100)의 상면, 타면(100b)은 기재(100)의 하면에 해당될 수 있다. 제1 하드코팅 층(110)은 기재(100)의 일면(100a) 상에 배치될 수 있다. 제2 하드 코팅 층(120)은 기재(100)의 타면(100b) 상에 배치될 수 있다.
상기 윈도우 적층체가 적용되는 화상 표시 장치가 디스플레이 화면이 서로 맞닿도록 내측(내부)으로 접는 형태(in-folding type)인 경우에는, 타면(100b) 또는 제2 하드코팅층(120)은 시인측(viewer side)의 반대면(디스플레이 내부면)을 향해 배치될 수 있다. 또한, 일면(100a) 또는 제1 하드코팅층(110)은 상기 화상 표시 장치의 시인측(viewer side)을 향해 배치될 수 있다.
이와 반대로, 상기 윈도우 적층체가 적용되는 화상 표시 장치가 디스플레이 화면이 바깥으로 나오도록 접는 형태(out-folding type)인 경우에는, 타면(100b) 또는 제2 하드코팅층(120)은 시인측(viewer side)을 향해 배치될 수 있다. 또한, 일면(100a) 또는 제1 하드코팅층(110)은 상기 화상 표시 장치의 시인측(viewer side)의 반대면(디스플레이 내부면)을 향해 배치될 수 있다.
제1 및 제2 하드코팅 층들(110, 120)은 각각 하드코팅 조성물을 일면(100a) 및 타면(100b) 상에 도포 후 경화 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 하드코팅 조성물은 광경화성 화합물, 광개시제 및 용제를 포함할 수 있다.
상기 광경화성 화합물은 중합 또는 가교되어 투과성 광경화형 수지를 형성가능한 화합물로서 예를 들면 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 또는 광경화형 모노머를 포함할 수 있다.
상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트를 통상적으로 사용하며, 우레탄 (메타)아크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다. 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 분자내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트의 예로서 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물, 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 예로서, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 광경화형 모노머는 예를 들면 광경화형 관능기로서 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화 기를 갖는 모노머를 포함하며, 바람직하게는 (메타)아크릴로일기 함유 모노머를 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴로일기 함유 모노머의 예로서 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사트리(메타)아크릴레이트, 비스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보네올(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 광경화성 화합물은 상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 또는 상기 광경화형 모노머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광경화성 화합물의 함량은 특별히 제한되지는 않으나 상기 하드 코팅 조성물 총 100중량부에 대하여 약 5 내지 80중량부일 수 있다. 상기 광경화성 화합물의 함량이 약 5중량부 미만이면 충분한 경도가 확보되지 않을 수 향상을 도모하기 어렵고 80중량부를 초과 할 경우 윈도우 적층체의 컬이 지나치게 증가할 수 있다.
상기 광개시제는 예를 들면, 가시광선, 자외선, X선 또는 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 이온, 루이스 산 또는 라디칼을 발생시켜 상기 광경화성 화합물의 중합 반응을 개시하는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 광 개시제의 예로서 방향족 디아조늄염, 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염, 아세트페논류 화합물, 벤조인류 화합물, 벤조페논류 화합물, 티옥산톤류 화합물 등을 들 수 있다.
상기 광개시제는 상기 하드코팅 조성물 전체 100중량부에 대하여 약 0.1 내지 10중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 약 0.1중량부 미만이면 경화 속도가 지나치게 감소할 수 있으며, 약 10중량부를 초과 할 경우 과경화로 하드코팅 층에 크랙이 초래될 수 있다.
상기 용제는 유기계 코팅층 형성용 조성물의 용제로 알려진 것이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 용제는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 용매 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 용제의 함량은 특별히 제한되지 않으나, 상기 하드코팅 조성물 총 100중량부에 대하여 약 10 내지 95중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 용제 함량이 약 10중량부 미만이면 점도가 높아 코팅성 및 작업성이 떨어지고, 약 95중량부를 초과할 경우에는 경화 시간이 지나치게 증가하고, 경도 및 컬 조절이 곤란할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하드코팅층의 기계적, 광학적 물성 개선을 위한 레벨링제, 무기 입자, 자외선 흡수제 등이 상기 하드코팅 조성물에 더 포함될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 하드코팅 층(110)의 경화수축량이 제2 하드코팅 층(120)의 경화수축량 보다 클 수 있다. 본 출원에서 사용되는 용어 "경화수축량"은 하드코팅 조성물 도포 및 건조 후 측정된 부피 또는 면적 대비 광조사 실시 후 측정된 부피 또는 면적의 차이로 정의될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 경화수축량은 상기 하드코팅 조성물에 포함된 상기 광경화성 화합물의 종류 및 함량, 또는 광개시제의 함량을 통해 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1 하드코팅 층(110) 형성에 사용된 하드코팅 조성물에 있어서, 분자량 대비 관능수(예를 들면, 아크릴레이트 관능수)가 상대적으로 더 큰 광경화성 화합물이 사용되거나, 광경화성 화합물 및/또는 광개시제의 함량이 증가될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 하드코팅층(120) 형성에 사용된 상기 광경화성 화합물은 덴드리머(예를 들면, 덴드리틱 아크릴레이트)를 포함할 수 있다. 상기 덴드리머의 경우 벌키(bulky)한 구조로 인한 입체장애 효과에 의해 가교 밀도 또는 경화밀도가 감소되어 제2 하드코팅층(120)의 경화수축율 또는 경화수축량이 낮아질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 하드코팅 층(110) 및 제2 하드코팅층(120)이 동일한 하드코팅 조성물 및 동일한 광조사량으로 형성된 경우, 제1 하드코팅 층(110)은 제2 하드코팅 층(120) 보다 큰 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 하드코팅 층(110)의 경화 수축량의 절대량이 증가될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 하드코팅 층(110) 및 제2 하드코팅층(120)이 동일한 하드코팅 조성물 및 동일한 두께로 형성된 경우, 제1 하드코팅 층(110)은 제2 하드코팅 층(120) 보다 큰 광조사량으로 경화시켜 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 하드코팅 층(110) 및 제2 하드코팅층(120)이 동일한 두께로 형성된 경우, 상술한 바와 같이, 제1 하드코팅 층(110)은 제2 하드코팅 층(120) 보다 분자량 대비 관능수가 큰 광경화성 화합물을 사용하여 형성될 수 있다.
접힘 또는 폴딩시 서로 마주보도록, 예를 들면 윈도우 적층체의 내측에 배치되는 제1 하드코팅 층(110)의 경화 수축량이 더 크게 형성됨에 따라, 제1 하드코팅층(110) 방향으로 컬이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 윈도우 적층체는 화상 표시 장치에 적용되어 접히는 방향으로 컬(curl)이 발생하도록 하드코팅층들(110, 120)이 배치될 수 있다.
본 출원에 있어서, 윈도우 적층체 또는 화상 표시 장치의 접히는 방향의 컬을 "정컬"이라 지칭한다. 한편, 상기 접히는 방향과 반대방향의 컬을 "역컬"이라 지칭한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 윈도우 적층체는 제1 하드코팅 층(110)에 의해 정컬을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 하드코팅 층(120) 또는 상기 윈도우 적층체의 외곽부에서 폴딩 또는 벤딩 시 연신률이 감소되어 폴딩 또는 벤딩 시 크랙이 억제 또는 감소될 수 있다.
비교예에 있어서, 양면 코팅 방식으로 하드코팅 층을 적용하는 경우 일반적으로 하드코팅 층은 압축에는 강하나 연신에는 약하므로 따라서 굴곡 시 외측의 하드코팅층에 크랙이 발생하기 쉽다.
그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면 내측의 제1 하드코팅층(110)에 의해 정컬을 발생시키므로 윈도우 적층체의 외측 하드코팅층(제2 하드코팅층)의 연신률이 감소될 수 있다. 따라서, 크랙을 억제하면서 향상된 플렉시블 또는 굴곡특성을 구현할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들의 윈도우 적층체는 정컬을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 정컬의 범위는 약 5 내지 50mm일 수 있다. 정컬의 크기는 예를 들면, 가로, 세로 각각 10cm의 윈도우 적층체 시편을 평면에 위치시킨 후, 소정의 시간 후에 상기 시편 하면의 네 꼭지점이 상기 평면으로 이격된 높이의 평균으로 측정될 수 있다.
상기 정컬의 크기가 약 5mm 미만인 경우, 충분한 크랙 방지 효과가 구현되지 않을 수 있다. 상기 정컬의 크기가 약 50mm를 초과하는 경우 디스플레이와 접합시 응력이 지속적으로 발생하여 층간 박리가 야기될 수 있다.
도 3 및 도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 플렉시블 윈도우 적층체를 나타내는 개략적인 단면도들이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하드코팅층 들은 복층 구조로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 하드코팅 층(110)을 복층 구조로 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 하드코팅 층(110)은 기재(100)의 일면(100a)으로부터 순차적으로 적층된 제1 층(110a) 및 제2 층(110b)를 포함할 수 있다.
제1 하드코팅 층(110)을 복층 구조로 형성함에 따라, 보다 용이하게 상기 윈도우 적층체에 정컬을 부여할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 하드코팅 층(120) 역시 복층 구조로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 제2 하드코팅 층(120) 역시 기재(100)의 타면(100b)으로부터 순차적으로 적층된 제1 층(120a) 및 제2 층(120b)을 포함할 수 있다.
제2 하드코팅 층(120)을 윈도우 적층체의 정컬을 상쇄시키지 않는 범위 내에서 복층 구조로 형성함에 따라, 윈도우 적층체의 외부 표면에서의 연필 경도와 같은 내구성이 향상될 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명의 실시예들은, 추가적으로 상술한 윈도우 적층체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
예를 들면, 상기 윈도우 적층체는 OLED 장치, LCD 장치 등에 포함된 표시 패널과 결합될 수 있다. 상기 표시 패널은 기판 상에 배열된 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로 및 상기 화소 회로와 전기적으로 연결되는 화소부 또는 발광부를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 예를 들면 폴리이미드와 같은 유연성 수지를 포함하는 베이스 기판을 포함하며, 상기 윈도우 적층체와 결합되어 플렉시블 디스플레이 장치가 구현될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 윈도우 적층체의 기재(100) 역시 폴리이미드와 같은 유연성이 강화된 재질을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 제2 하드코팅층이 화상 표시 장치를 접었을 때 접히는 방향의 반대측 또는 연신되는 측에 배치되며, 화상 표시 장치를 접었을 때 접히는 방향 또는 압축되는 측에 형성된 제1 하드코팅층의 컬 특성에 의해 상기 플렉시블 디스플레이 장치에 접힘, 굽힘 등에 의한 스트레스가 인가되더라도 기계적 내구성, 신뢰성이 유지될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
하드코팅 조성물의 제조
[제조예 1]
펜타에리스리톨트리아크릴레이트 25중량부, 나노실리카졸(입경 20nm, 고형분 48%, 용제 MEK) 50중량부, 메틸에틸케톤 15중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 7중량부, 광개시제로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 2.5중량부, 및 레벨링제(BYK 케미사, BYK3570) 0.5중량부를 이용하여 배합하고 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
[제조예 2]
18관능 아크릴레이트(미원상사, SP1106) 25중량부, 나노실리카졸(입경 20nm, 고형분 48%, 용제 MEK) 50중량부, 메틸에틸케톤 15중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 7중량부, 광개시제로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 2.5중량부, 레벨링제(BYK 케미사, BYK3570) 0.5중량부를 교반기를 이용하여 배합하고 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여 하드코팅 조성물을 제조하였다.
상기 제조예 1 또는 제조예 2의 하드코팅 조성물을 기재의 표면에 코팅 후 80℃에서 2분 동안 용제를 건조시켰다. 건조된 필름에 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 제1 하드코팅 층 또는 제2 하드코팅 층을 형성함으로써 표 1에 기재된 바와 같이 실시예 및 비교예의 윈도우 적층체를 제조하였다. 표 1에서는 각 층의 조성, 재질 및 두께가 표시되었다.
도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 제1 하드코팅층은 접었을 때 압축되는 측에 배치되고, 제2 하드코팅층은 접었을 때 연신되는 측에 배치되는 코팅층으로 정의된다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
제1 하드코팅층 제조예 1
/12㎛		 제조예1
/12㎛		 제조예1
/12㎛		 제조예1
/6㎛		 제조예1
/8㎛		 제조예1
/12㎛		 제조예1
/ 9㎛
제조예2
/6㎛		 제조예2
/4㎛
기재 PI/50㎛ PET/50㎛ PI/50㎛ PI/50㎛ PI/50㎛ PI/50㎛ PI/50㎛
제2 하드코팅층 제조예1
/9㎛		 제조예1
/9㎛		 제조예2
/12㎛		 제조예2
/12㎛		 제조예2
/8㎛		 제조예1
/12㎛		 제조예1
/12㎛
제조예1
/4㎛
실험예
1) 컬 측정
코팅된 필름을 가로 10cm*세로 10cm 크기로 잘라 25℃, 50%상대습도에 24시간 방치 후 윈도의 적층체의 제2 하드코팅층의 하면(접었을 때 외측으로 나오는 면)을 바닥에 둔 상태에서 필름의 네 꼭지점이 바닥으로부터 떨어진 거리를 측정하고 아래와 같이 평가하였다.
정컬: 바닥으로부터 네 꼭지점이 상측으로 올라감
역컬: 네 꼭지점이 바닥으로 향하고 필름 중심부가 상측으로 올라감
2) 연필경도 측정
제1 하드코팅층의 표면이 상면으로 향하도록 윈도우 적층체를 글래스 상에 고정하고 1kg 하중으로 연필경도를 측정하였다. 5회 테스트후 4회 이상 확보되는 경도를 코팅필름의 연필경도로 기재하였다.
3) 굴곡성 평가
제1 하드코팅층의 표면이 접힘에 의해 서로 마주보도록, 윈도우 적층체의 간격이 5mm가 되도록 반으로 접었다 피는 과정을 20만회 실시 후, 필름의 파단 여부를 아래와 같이 평가하였다.
OK: 20만회 굴곡 반복 후 적층체 파단 또는 크랙 미관찰
NG: 20만회 굴곡 반복 후 적층체 파단 또는 크랙 관찰
평가결과는 하기의 표 2에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
컬 정컬 정컬 정컬 정컬 정컬 컬 없음 역 컬
연필경도 7H 7H 8H 7H 9H 8H 7H
굴곡성 OK OK OK OK OK NG NG
표 2를 참조하면, 정컬이 부여된 실시예들의 적층체의 경우 굴곡 평가시 크랙 또는 파단이 발생하지 않았으며, 컬이 없거나 역컬을 갖는 비교예의 경우 굴곡에 의해 크랙 및 파단이 초래되었다.
또한, 정컬을 유지하면서 제1 및 제2 하드코팅 층들을 다층으로 형성한 실시예 5의 경우 다른 실시예들에 비해 우수한 경도를 획득하였다.
100: 기재 110: 제1 하드코팅 층
110a, 120a: 제1 층 110b, 120b: 제2 층
120: 제2 하드코팅층

Claims (8)

  1. 기재;
    상기 기재의 일면 상에 형성된 제1 하드코팅층; 및
    상기 기재의 타면 상에 형성된 제2 하드코팅층을 포함하며,
    상기 제1 하드코팅층은 비-덴드리머계 아크릴레이트 화합물을 사용하여 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 제2 하드코팅층은 덴드리틱 아크릴레이트 화합물을 사용하여 형성된 코팅층을 포함하며,
    상기 제1 하드코팅층의 경화수축량이 상기 제2 하드코팅층의 경화수축량보다 크고, 상기 제2 하드코팅층은 접었을 때 연신되는 측으로 배치되고,
    상기 제1 하드코팅층의 표면이 서로 마주보도록 접히는 방향으로 5 내지 50mm의 정컬을 갖는, 플렉시블 윈도우 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 하드코팅층 및 제2 하드코팅층은 아크릴레이트 관능기를 포함하는 광경화성 화합물, 광개시제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물로 형성된, 플렉시블 윈도우 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 하드코팅층 및 상기 제2 하드코팅층은 동일한 두께로 형성되는, 플렉시블 윈도우 적층체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 하드코팅층의 두께가 상기 제2 하드코팅층의 두께보다 큰, 플렉시블 윈도우 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 하드코팅층 또는 상기 제2 하드코팅층은 다층 구조로 형성된, 플렉시블 윈도우 적층체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 플렉시블 윈도우 적층체.
  7. 청구항 1의 플렉시블 윈도우 적층체를 포함하는, 화상 표시 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 플렉시블 윈도우 적층체는 상기 제1 하드코팅층이 압축되는 방향으로 굴곡되는 플렉시블 디스플레이인, 화상 표시 장치.
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