KR20210008762A - 표시장치용 윈도우 필름, 및 상기 윈도우 필름을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

표시장치용 윈도우 필름, 및 상기 윈도우 필름을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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송선진
장원석
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조아라
주경식
최성원
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Abstract

하기 화학식 1로 표시되는 구조단위와, 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재, 및 상기 광 투과 기재의 일 표면에 적층된 하드코팅 층을 포함하는 표시장치용 윈도우 필름:
(화학식 1)
Figure pat00025

(화학식 2)
Figure pat00026

상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
A1, A2, B, 및 D는, 각각 발명의 상세한 설명에서 정의한 바와 같다.

Description

표시장치용 윈도우 필름, 및 상기 윈도우 필름을 포함하는 표시 장치 {WINDOW FOR DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY DEVICE INCLUDING SAME}
표시장치용 윈도우 필름, 및 상기 윈도우 필름을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
스마트 폰이나 태블릿 PC 등 휴대용 표시 장치의 고성능화 및 대중화에 따라 그에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 예컨대, 경량의 플렉시블 (즉, 굽힘형(bendable) 또는 접힘형(foldable)) 휴대용 표시 장치를 상용화하기 위한 연구 및 개발이 진행 중이다. 액정 디스플레이 등의 휴대용 표시 장치는 액정층 등 표시 모듈을 보호하기 위한 보호 윈도우(protective window)를 가진다. 현재 대부분의 휴대용 표시 장치는 딱딱한 유리 기재를 포함한 윈도우를 사용하고 있다. 그러나, 유리는 외부 충격에 의해 쉽게 깨질 수 있어서 휴대용 표시 장치 등에 적용 시 파손이 일어나기 쉬울 뿐만 아니라 유연한 성질이 없어 플렉서블 표시 장치에 적용될 수 없다. 이에, 표시 장치에서 보호 윈도우를 플라스틱 필름으로 대체하려는 시도가 있다. 그러나, 플라스틱 필름은 표시 장치의 보호 윈도우에서의 사용을 위해 기계적 물성, 예컨대, 경도, 및 광학적 특성을 더욱 개선할 필요가 있다.
일 구현예는 높은 아베수를 가져 분산성이 개선되고, 보다 낮은 굴절률을 가짐으로써 광학적 특성이 개선된 표시장치용 윈도우 필름에 관한 것이다.
다른 구현예는 상기 광학적 특성이 개선된 표시장치용 윈도우 필름을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일 구현예는, 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위와, 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재, 및 상기 광 투과 기재의 일 표면에 적층된 하드코팅 층을 포함하는 표시장치용 윈도우 필름을 제공한다:
(화학식 1)
Figure pat00001
(화학식 2)
Figure pat00002
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
A1 및 A2는, 각각 독립적으로, C4 내지 C10 사이클로알킬렌기, 또는 2 개의 C4 내지 C10 사이클로알킬렌기가 단일결합으로 연결된 기이고,
상기 화학식 1의 B는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이거나, 또는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 단일결합에 의해 연결된 기이고,
상기 화학식 2의 D는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -(CH2)p-, -(CF2)q-, -C(CnH2n+1)2-, -C(CnF2n+1)2-, -(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-, -(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q- (여기서 1≤n≤10, 1≤p≤10, 및 1≤q≤10), -C(CF3)(C6H5)-, -C(=O)NH-, 또는 이들의 조합에 의해 연결된 기이다.
상기 화학식 1 및 화학식 2의 A1 및 A2는, 각각 독립적으로, 하나의 사이클로헥실렌기, 2 개의 사이클로헥실렌기가 단일결합에 의해 연결된 기, 또는 데카하이드로나프탈레닐렌기일 수 있다.
상기 화학식 1의 B는 전자끄는기로 각각 치환된 2 개의 페닐렌기가 단일결합에 의해 연결된 기일 수 있다.
상기 화학식 1의 B는 하기 화학식으로 표시될 수 있다:
Figure pat00003
.
상기 화학식 2의 D는 2 이상의 치환 또는 비치환된 페닐렌기가 -O-, -SO2-, -(CH2)p-, -(CF2)q-, -C(CnH2n+1)2-, -C(CnF2n+1)2- (여기서 1≤n≤10, 1≤p≤10, 및 1≤q≤10), 또는 이들의 조합에 의해 연결된 기일 수 있다.
상기 화학식 2의 D는 하기 화학식으로 표시되는 기들 중 하나일 수 있다:
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
.
상기 폴리아미드 내 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위의 총 몰수를 기준으로 50 몰% 이상 90 몰% 이하 포함될 수 있다.
상기 폴리아미드 내 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위의 총 몰수를 기준으로 60 몰% 이상 80 몰% 이하 포함될 수 있다.
상기 광 투과 기재는 굴절률이 1.60 이상 1.66 미만이고, 아베수가 20 이상일 수 있다.
상기 광 투과 기재는 360 nm 내지 740 nm 파장 범위에서의 평균 투과율이 88% 이상일 수 있다.
상기 광 투과 기재는 탄성 모듈러스가 3 GPa 이상일 수 있다.
상기 광 투과 기재의 유리전이온도는 300℃ 이상일 수 있다.
상기 하드코팅 층은 아크릴레이트계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리카프로락톤, 우레탄-아크릴레이트 코폴리머, 폴리로타세인(polyrotaxane), 실리카 함유 무기 하드코팅 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 하드코팅 층은 실리콘계 중합체를 포함하고, 상기 실리콘계 중합체는 오가노폴리실록산을 포함할 수 있다.
상기 광 투과 기재의 두께는 10 ㎛ 내지 300 ㎛ 일 수 있다.
상기 하드코팅 층의 두께는 1㎛ 내지 30 ㎛ 일 수 있다.
상기 윈도우 필름은 상기 하드코팅 층이 적층되지 않은 광 투과 기재의 다른 일면에 배면코팅 층을 더 포함할 수 있다.
상기 윈도우 필름은 360 nm 내지 740 nm 파장 범위에서의 평균 투과율이 90% 이상일 수 있다.
다른 일 구현예에 따른 표시 장치는 일 구현예에 따른 윈도우 필름을 포함한다.
상기 표시 장치는 플렉서블 표시 장치일 수 있다.
일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름은 파장 분산성이 개선되고 보다 낮은 굴절률 및 높은 투과율을 가져 광학 특성이 개선된 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재, 및 상기 광 투과 기재의 일 표면에 적층된 하드코팅 층을 포함함으로써, 기계적 물성이 우수하면서도 광학적 특성과 시인성이 향상되어 우수한 외관 품질을 나타냄으로써, 플렉서블 표시장치 등의 윈도우로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 광 투과 기재(100), 및 광 투과 기재(100)의 일면에 적층된 하드코팅 층(200)을 포함하는 윈도우 필름의 개략적인 단면을 나타내는 도면이고,
도 2는 다른 일 실시예에 따라 광 투과 기재(100), 하드코팅 층(200), 및 하드코팅 층(200)이 적층되지 않은 광 투과 기재(100)의 다른 일 면에 적층된 배면코팅 층(300)을 더 포함하는 윈도우 필름의 개략적인 단면을 나타내는 도면이고,
도 3은 또 다른 일 실시예에 따라 도 2의 윈도우의 배면코팅 층(300) 하부에 접착제 또는 초탄성층(400)을 더 포함하는 윈도우 필름의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환" 이라 함은, 주어진 작용기에 포함된 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br 또는 I), 하이드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(-NH2, -NH(R100), 또는 -N(R101)(R102)이고, 여기서 R100, R101 및 R102는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 C1 내지 C10 알킬기임), 아미디노기, 하이드라진기, 하이드라존기, 카르복실기, 에스테르기, 케톤기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 지환족 유기기 (예컨대, 시클로알킬기 등), 치환 또는 비치환된 아릴기 (예컨대, 벤질기, 나프틸기, 플루오레닐기, 등), 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미하며, 상기 치환기들은 서로 연결되어 고리를 형성할 수도 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C30 알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C15 알킬기를 의미하고, "사이클로알킬기"란 C3 내지 C30 사이클로알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C18 사이클로알킬기를 의미하고, "알콕시기"란 C1 내지 C30 알콕시기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C18 알콕시기를 의미하고, "에스테르기" 란 C2 내지 C30 에스테르기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C18 에스테르기를 의미하고, "케톤기"란 C2 내지 C30 케톤기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C18 케톤기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C30 아릴기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C18 아릴기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C30 알케닐기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C18 알케닐기를 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다. 이때, "공중합"이란 랜덤 공중합, 블록 공중합 또는 그래프트 공중합을 의미한다.
본 명세서에서, 용어 "폴리이미드"는 단지 "폴리이미드"만을 의미하는 것이 아니라, "폴리이미드", "폴리아믹산", 또는 이들의 조합을 의미할 수 있다. 또한, "폴리이미드"와 "폴리아믹산"은 동일한 의미를 가지는 것으로 혼용될 수 있다.
또한 본 명세서에서 "＊"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
일 구현예는 플렉서블 표시장치 또는 폴더블 표시장치 (Foldable display device) 등과 같은 표시장치를 보호하는 커버 윈도우 등으로 사용될 수 있는 표시장치용 윈도우 필름에 관한 것이다.
종래 표시장치의 소자를 보호하기 위해 유리 기판이 사용되고 있지만, 형태가 자유롭게 구부러지는 플렉서블 및 폴더블 특성을 갖게 하고자 하는 경우, 표시장치 윈도우로서의 강도 및 경도를 가지면서 표시소자로서의 기능을 발휘할 수 있도록 광 투과율, 색 등이 유리 기판과 유사한 플라스틱 소재를 사용해야 하는 것이 필수적이다. 표시장치용 커버 윈도우는 높은 광 특성, 내구성, 및 굴곡성과 함께, 높은 수준의 외관 품질이 요구된다.
플라스틱 소재로서 높은 내구성 및 내열 특성을 가지고, 광학 특성 또한 어느 정도 충족할 수 있는 폴리이미드계 투명 필름을 이용한 연구가 진행되고 있다. 여기에, 유리만큼의 높은 경도를 얻기 위해 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 기재 위에 하드코팅 층을 추가한 적층 필름이 시도되고 있다. 하지만 굴절률이 다른 두 층의 적층으로 인해 간섭 현상이 일어나고, 각 층의 두께 편차와 굴절률의 차이는 간섭 현상을 더 심화시켜 필름 표면에 강한 레인보우 현상 등을 야기한다. 굴절률과 같은 물질 고유의 특성이 동일하더라도, 제막 공정, 코팅 공정 등의 결과로 전체 필름에 있어 두께 편차나 재료가 일부 혼재할 수 있는데, 이는 레인보우 현상을 변형시킬 수 있다. 결과적으로, 광학 필름의 레인보우 현상은 필름의 넓은 영역이 위치에 따라 반사율이 다르게 나타나거나 시야각이 달라져 나타나는 현상으로서, 육안으로 관찰 가능하다.
폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 기재와 하드코팅 층 간 굴절률의 차이로 인한 계면 간섭 등을 방지하기 위한 방법으로서, 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 기재와 하드코팅 층 사이, 또는 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 기재를 사이에 두고 하드코팅 층과 마주 보도록 배치되는 폴리이미드의 공중합체를 포함하는 광학 개선층을 포함하는 적층 필름이 제안되었다. 이러한 적층 필름은, 적층 필름을 검은색 반사판에 부착한 후 입사각 45도에서 반사율을 측정할 때, 가시광선 영역에서의 평균 진폭이 0.1% 이하로 낮아 표면 레인보우 현상이 거의 나타나지 않아 광 특성 및 시인성이 향상되었다. 하지만, 이런 적층 필름은 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 기재 필름과 광학 개선층 필름을 각각 별도로 제조하고 적층하는 공정이 필요하므로, 제조 공정이 복잡하고, 제조 비용이 증가할 수 있다.
본원 발명자들은 적층 공정이 필요하지 않도록 하나의 필름으로 제작되면서도, 보다 낮은 굴절률을 가져 그 위에 적층되는 하드코팅 층과의 굴절률 차이에 의한 간섭 현상이 일어나지 않고, 개선된 파장 분산성을 가지고, 높은 투과율 및 낮은 황색도를 가져 광 특성이 우수하며, 또한 표시장치용 윈도우로서 요구되는 우수한 기계적 물성을 충족하는 광 투과 기재를 개발하기 위해 노력하였으며, 상기 요구를 충족하는 폴리아미드를 개발함으로써 본원 발명을 완성하였다.
따라서, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름은 폴리아미드를 포함하는 광투과 기재와, 상기 광 투과 기재의 일면에 적층된 하드코팅 층을 포함하며, 상기 폴리아미드는 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위와, 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 포함한다:
(화학식 1)
Figure pat00007
(화학식 2)
Figure pat00008
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
A1 및 A2는, 각각 독립적으로, C4 내지 C10 사이클로알킬렌기, 또는 2 개의 C4 내지 C10 사이클로알킬렌기가 단일결합으로 연결된 기이고,
상기 화학식 1의 B는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이거나, 또는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 단일결합에 의해 연결된 기이고,
상기 화학식 2의 D는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -(CH2)p-, -(CF2)q-, -C(CnH2n+1)2-, -C(CnF2n+1)2-, -(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-, -(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q- (여기서 1≤n≤10, 1≤p≤10, 및 1≤q≤10), -C(CF3)(C6H5)-, -C(=O)NH-, 또는 이들의 조합에 의해 연결된 기이다.
상기 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 바와 같이, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름의 광 투과 기재를 형성하는 폴리아미드는, 각 구조단위에서, 두 개의 아마이드 결합 사이에 위치하는 A1 및 A2는, 각각 독립적으로, 적어도 하나의 C4 내지 C10 사이클로알킬렌기, 예를 들어, 하나의 사이클로헥실렌기를 포함하거나, 2 개의 사이클로헥실렌기가 단일결합에 의해 연결된 기이거나, 또는 2 개의 사이클로헥실렌기가 축합된 데카하이드로나프탈레닐렌기일 수 있다.
사이클로알킬렌기는 파이(Π) 결합을 포함하지 않고, 따라서, 폴리머 사슬에서 전자 구름의 확산을 막는 효과가 있으므로, 모든 구조단위에서 상기와 같은 지환족 기를 포함함으로써, 이로부터 제조되는 폴리아미드 필름의 굴절률이 낮아지고, 파장 분산성이 감소하며, 투명성이 증가하는 효과를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 A1 및 A2는 모두 사이클로헥실렌기일 수 있다. 상기 사이클로헥실렌기는 시스형 또는 트랜스형의 입체 이성질체 구조를 포함할 수 있으며, 일 실시예에서, 상기 사이클로헥실렌기는 모두 트랜스형일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시한 구조단위에서, B는 치환 또는 비치환된 하나의 페닐렌기이거나, 또는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 단일결합으로 연결된 기이다. 화학식 1의 B가 상기와 같은 기인 경우 강직한 (rigid) 구조를 형성하며, 따라서 이로부터 제조되는 폴리아미드 필름의 기계적 물성 및 내열성 증가에 도움이 될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 하나 이상의 페닐렌기는 전자끄는기 (electronwithdrawing group), 예를 들어, 할로겐기 (-F, -Cl, -Br, -I), 할로알킬기, 시아노기, 또는 니트로기 등으로 치환될 수 있고, 이러한 기로 치환됨으로써, 폴리머 구조에서 전자 구름의 확산을 억제하여 필름의 투명성 증가에도 도움이 될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 화학식 1의 B는 하기 화학식으로 표시될 수 있다:
Figure pat00009
.
상기 화학식 2의 D 역시 2 이상의 치환 또는 비치환된 페닐렌기를 포함하되, 상기 2 이상의 페닐렌기는 단일결합이 아닌 상기한 특정 연결기로 연결된다. 전술한 바와 같이, 상기 폴리아미드는 모든 구조단위에서 지환족 기를 포함하며, 이러한 지환족 기를 포함하는 폴리아미드는 유기 용매에의 용해성이 낮을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위 내 D는 기본적으로 방향족 고리기인 페닐렌기를 포함하여 폴리머의 기계적 물성 증가 효과를 가지면서도, 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위 내 B 보다 덜 강직하며 다소 유연한 (flexible) 구조를 가지도록, 2 이상의 페닐렌기 사이가 단일결합이 아닌 특정 연결기에 의해 연결된 구조를 가진다. 일 실시예에서, 상기 D는 2 이상의 치환 또는 비치환된 페닐렌기가 -O-, -SO2-, -(CH2)p-, -(CF2)q-, -C(CnH2n+1)2-, -C(CnF2n+1)2- (여기서 1≤n≤10, 1≤p≤10, 및 1≤q≤10), 또는 이들의 조합에 의해 연해 연결된 기일 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2의 D는 두 개, 세 개, 또는 네 개의 페닐렌기가 -O-, SO2-, -C(CH3)2-, 또는 이들의 조합에 의해 연결된 기일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 화학식 2의 D는 하기 화학식들로 표시되는 기들 중 하나일 수 있다:
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
.
일 실시예에서, 상기 폴리아미드 내 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는, 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위의 총 몰수를 기준으로, 약 50 몰% 이상 약 90 몰% 이하, 예를 들어, 약 50 몰% 이상 약 85 몰% 이하, 예를 들어, 약 50 몰% 이상 약 80 몰% 이하, 예를 들어, 약 55 몰% 이상 약 80 몰% 이하, 예를 들어, 약 60 몰% 이상 약 80 몰% 이하, 예를 들어, 약 65 몰% 이상 약 80 몰% 이하, 예를 들어, 약 65 몰% 이상 약 75 몰% 이하, 예를 들어, 약 70 몰% 포함될 수 있다.
상기 폴리아미드 내 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위의 함량 범위가 상기 범위 내에 있을 때, 상기 폴리아미드를 포함하는 막의 형성이 용이하고, 제조된 막은 우수한 광학적 특성 및 기계적 물성, 그리고 높은 내열성을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리아미드는 360 nm 내지 740 nm 파장 범위에서 88% 이상의 투과율, 예를 들어, 88.5% 이상의 투과율, 예를 들어, 89% 이상의 투과율, 예를 들어, 89.5% 이상의 높은 투과율을 가질 수 있다.
또한, 상기 폴리아미드의 굴절률은 1.66 미만, 예를 들어, 1.65 이하, 예를 들어, 1.64 이하, 예를 들어, 약 1.62 내지 약 1.64의 범위로, 굴절률이 약 1.65 내지 약 1.70 범위인 폴리이미드에 비해 낮은 굴절률을 가진다.
또한, 상기 폴리아미드는 아베수가 20 이상, 예를 들어, 21 이상, 예를 들어, 22 이상으, 예를 들어, 23 이상, 예를 들어, 24 이상으로, 파장에 따른 광 분산성이 폴리이미드나 폴리(아미드-이미드) 코폴리머보다 낮을 수 있다.
아베수는 광학 분산의 지표로서, 아베수가 높을수록 낮은 광 분산성을 나타낸다. 유리의 아베수는 약 65.4 이고, 하드코팅 층의 아베수는 약 111.5로서 매우 높다. 이들 아베수가 높은 기재에서는 파장에 따른 광의 분산 정도가 낮아 이를 통해 보이는 사물이나 이미지가 분산되지 않고 명확하게 보인다. 반면, 폴리(아미드-이미드)의 아베수는 16.0으로 매우 낮고, 폴리이미드에 하드코팅 층을 적층한 필름의 아베수도 20.4에 불과하여, 폴리이미드나 폴리(아미드-이미드)는 파장 분산성이 높음을 알 수 있다. 이들 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 코폴리머에 비해 상기 폴리아미드의 아베수가 더욱 높고, 따라서, 보다 낮은 파장 분산성을 가짐을 알 수 있다.
상기 폴리아미드의 탄성 모듈러스는 3 GPa 이상, 예를 들어, 3.3 GPa 이상, 예를 들어, 3.5 GPa 이상, 예를 들어, 3.6 GPa 이상, 예를 들어, 3.7 GaP 이상, 예를 들어, 4.0 GPa 이상일 수 있다. 전술한 바와 같이, 하드코팅 층의 아베수는 매우 높지만, 이의 기계적 물성은 상기 폴리아미드, 또는 폴리이미드나 폴리(아미드-이미드)에 비해 현저히 낮다. 하드코팅 층 외에 아베수가 높은 다른 폴리머, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 트리아세틸 셀룰로오스 (TAC) 등의 경우에도, 기계적 물성은 매우 낮다. 따라서, 높은 기계적 물성과 높은 아베수를 동시에 구현하는 것은 어렵다.
또한, 상기 폴리아미드의 유리전이온도는 300℃ 이상, 예를 들어, 310℃ 이상, 예를 들어, 320℃ 이상, 예를 들어, 330℃ 이상으로, 내열성도 우수하다.
상기한 바와 같이, 일 구현예에 따른 윈도우 필름에서는 하드코팅 층을 제외한 광 투과 기재만의 아베수가 20 이상으로, 그 자체로 폴리이미드에 하드코팅 층을 적층한 필름의 아베수보다 높고, 상기 광 투과 기재 위에 아베수가 매우 높은 하드코팅 층을 적층한 일 구현예에 따른 윈도우의 아베수는 상기 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 위에 하드코팅 층을 적층한 경우보다 현저히 높은 아베수를 가질 것임을 알 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 상기 폴리아미드의 굴절률은 폴리이미드의 굴절률보다 낮다. 따라서, 상기 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재 위에 하드코팅 층을 적층한 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름은 기존에 폴리이미드 또는 폴리(아미드-이미드) 코폴리머를 광 투과 기재로서 포함하는 표시장치용 윈도우에 비해 층간 굴절률 차이로 인한 계면 간섭 현상이 감소하여 광학적 특성 및 시인성이 더욱 개선될 수 있다. 뿐만 아니라, 일 구현예에 따른 폴리아미드를 광 투과 기재로서 포함하는 표시장치용 윈도우는 상기 폴리아미드를 단독으로 광 투과 기재로서 포함할 수 있으므로, 적층 공정 등 번거로운 공정 없이 용이하게 표시장치용 윈도우를 제조할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리아미드는, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 A1 및 A2에 해당하는 사이클로알킬렌기를 포함하는 디카르복실산 유도체와, 상기 화학식 1의 B 및 상기 화학식 2의 D에 각각 해당하는 하나 이상의 치환 또는 비치환된 페닐렌기를 포함하는 디아민을, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들에게 잘 알려진 폴리아미드 중합 방법에 따라 반응시킴으로써 용이하게 제조할 수 있다.
당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들에게 잘 알려진 폴리아미드 중합 방법으로는, 예를 들어, 저온 용액 중합법, 계면중합법, 용융 중합법, 고상 중합법 등을 들 수 있다. 이 중 저온 용액 중합법은 상기 디카르복실산 유도체로서 카르복실산 디클로라이드를 상기 디아민과 비프로톤성 극성 유기 용매 내에서 반응시켜 폴리아미드를 제조한다.
상기 디카르복실산 유도체로서 사용 가능한 카르복실산 디클로라이드로의 예로서, 1,4-사이클로헥산 디카르복실산 클로라이드, 1,3-사이클로헥산 디카르복실산 클로라이드, 2,6-데칼린디카르복실산 클로라이드 등을 들 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 상기 카르복실산 디클로라이드는 1,4-사이클로헥산 디카르복실산 클로라이드일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조단위 내 B를 포함하는 디아민으로서는, 예를 들어, 전자끄는 기로 치환된 4,4'-디아미노벤젠, 벤지딘, 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노바이페닐 (m-트리진), 2,2'-디트리플루오로메틸- 4,4'-디아미노바이페닐 (TFDB) 등을 들 수 있고, 이들에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 상기 디아민은 TFDB일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 구조단위 내 D를 포함하는 디아민으로서는, 예를 들어, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐술폰 (4-APS), 3,3'-디아미노디페닐술폰, 비스[4-(4-아미노페녹시) 페닐]설폰, 비스[3-(3-아미노페녹시) 페닐]설폰, 비스[4-(3-아미노페녹시) 페닐]설폰, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (TPE-R), 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페톡시)페닐]프로판 (BAPP) 등을 들 수 있고, 이들에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 상기 디아민은 4-APS, BAPP, TPE-R, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 비프로톤성 극성 용매로는, 예를 들어, 디메틸설폭사이드, 디에틸 설폭사이드 등의 설폭사이드계 용매, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸 포름아미드 등의 포름아미드계 용매, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드 등의 아세트아미드계 용매, N-메틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 용매, 페놀, o-, m-또는 p-크레졸, 크실레놀, 할로겐화 페놀, 카테콜 등의 페놀계 용매, 혹은 헥사메틸포스포르아미드, γ-부티로락톤 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 혼합물로서 포함할 수 있다. 또는, 자일렌, 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소의 사용도 가능하다. 또한 폴리머의 용해를 촉진하기 위하여, 용매에 50 질량% 이하의 알칼리 금속, 또는 알칼리토금속의 염을 첨가할 수도 있다.
상기와 같이 제조된 폴리아미드는, 이를 포함하는 용액을 임의의 지지체 상에 코팅하여 캐스팅한 후, 용매를 제거하여 경화함으로써, 필름 형태의 광 투과 기재로 제조될 수 있다.
한편, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름에서, 상기 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재의 일면에 적층되는 하드코팅 층은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들에게 표시장치용 윈도우 제조에 사용되는 것으로 알려진 임의의 하드코팅 층 재료를 포함할 수 있다. 하드코팅 층은 표시 장치용 윈도우의 표면 경도를 높일 수 있다.
하드코팅 층 재료로는 열 또는 광에 의해 경화되는 재료를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 아크릴레이트계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리카프로락톤, 우레탄-아크릴레이트 코폴리머, 폴리로타세인(polyrotaxane), 실리카 함유 무기 하드코팅재료 등을 들 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다. 상기 아크릴레이트계 폴리머는 다관능성 아크릴레이트 단량체를 포함한 모노머 혼합물의 중합체일 수 있다. 다관능성 아크릴레이트 단량체의 예로서, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)를 들 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다. 우레탄계 또는 아크릴레이트계 폴리머 및 다관능성 아크릴레이트 재료는 우수한 접착성 및 높은 생산성을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하드코팅층은 실리콘계 폴리머를 포함하고, 상기 실리콘계 중합체는 실세스퀴옥산 등의 오가노폴리실록산을 포함할 수 있다.
상기 하드코팅 층은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들에게 알려진 임의의 방법으로 상기 광 투과 기재의 일면에 적층될 수 있다. 예를 들어, 상기 하드코팅 층은 하드코팅 층 형성용 코팅액을 상기 광 투과 기재 상에 코팅하여 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 또는 하드코팅 층은 별도의 필름으로 제조한 후, 접착제 등을 사용하여 상기 광 투과 기재의 일면에 접착시킬 수도 있다.
하드코팅 층 형성용 용액을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 기술자들에게 잘 알려진 방법을 사용하여 하드코팅 재료로 사용될 수 있는 중합체 용액을 제조하거나, 또는 상업적으로 구입할 수 있는 재료를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 하드코팅 층이 실록산계 폴리머를 포함할 경우, 탈수축합 반응에 의해 폴리실록산으로 제조될 수 있는 실란 화합물을 용매 내에서 중축합 반응시키고, 이로부터 제조되는 폴리실록산을 포함하는 용액을 하드코팅 형성용 용액으로 사용할 수 있다. 또는, 하드코팅 층이 아크릴레이트계 중합체를 포함하는 경우, 상업적으로 구입 가능한 아크릴레이트 중합체를 적절한 용매에 용해시켜 사용하거나, 또는 아크릴레이트 모노머를 중합하여 아크릴레이트계 중합체 용액을 제조할 수 있다. 이러한 방법 모두 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 기술자들에게 잘 알려진 방법이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
일 실시예에서, 상기 광 투과 기재의 두께는 10 ㎛ 내지 300 ㎛ 일 수 있고, 예를 들어, 15 ㎛ 내지 300 ㎛, 예를 들어, 20 ㎛ 내지 300 ㎛, 예를 들어, 25 ㎛ 내지 300 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 300 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 250 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 200 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 150 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 100 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 80 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 70 ㎛, 예를 들어, 30 ㎛ 내지 60 ㎛, 예를 들어, 35 ㎛ 내지 60 ㎛, 예를 들어, 35 ㎛ 내지 55 ㎛ 일 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 하드코팅 층의 두께는 50 ㎛ 이하, 예를 들어 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 1 ㎛ 내지 40 ㎛, 예를 들어 1 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어 3 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 25 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 20 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 15 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 10 ㎛ 일 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
일 구현예에 따른 상기 광 투과 기재와 하드 코팅 층을 포함하는 표시장치용 윈도우 필름은 광 투과 기재가 전술한 폴리아미드를 포함함에 따라 보다 높은 아베수와 보다 낮은 굴절률을 가져 하드코팅 층과의 굴절률 차가 적어 계면 간섭이 감소하고, 그에 따라 시인성이 개선될 수 있다. 또한, 하드코팅 층을 포함함에 따라, 상기 표시장치용 윈도우의 360 nm 내지 740 nm 파장 범위에서의 투과율은 90% 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시장치용 윈도우 필름은 상기 하드코팅 층이 적층되지 않은 상기 광 투과 기재의 다른 한 면에 배면코팅 층을 더 포함할 수 있다.
배면코팅 층은 광학적으로 무색, 투명하고, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름을 표시장치의 표면 등에 접착하기 위한 접착제층 또는 초탄성층과 잘 접착할 수 있고, 일 구현예에 따른 윈도우 필름의 굴곡 특성을 유지할 수 있는 것이라면, 어떤 재료를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 배면코팅 층은 상기 하드코팅 층과 동일한 소재를 포함할 수 있고, 종래 표시장치용 윈도우의 하드코팅 층으로 사용된 소재들을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 배면코팅 층은 (메트)아크릴레이트계 폴리머, 폴리카프로락톤, 우레탄-아크릴레이트 코폴리머, 폴리로타세인, 에폭시 수지, 실록산 공중합체, 퍼플루오로폴리에테르, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
배면코팅 층의 두께는 약 30 nm 내지 300 nm, 예를 들어, 약 40 nm 내지 약 200 nm, 예를 들어, 약 50 nm 내지 약 180 nm, 예를 들어, 약 60 nm 내지 약 150 nm, 예를 들어, 약 70 nm 내지 약 130 nm, 예를 들어, 약 80 nm 내지 약 120 nm, 예를 들어, 약 90 nm 내지 약 120 nm 범위로 형성될 수 있고, 하드코팅 층에 비해 비교적 얇게 형성될 수 있다.
배면코팅 층의 굴절율은 1.7 이하, 예를 들어, 1.6 이하, 예를 들어, 1.5 이하, 예를 들어 1.4 이하, 예를 들어, 1.3 이하일 수 있다.
이하, 본원 명세서에 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름의 다양한 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따라 광 투과 기재(100), 및 광 투과 기재(100)의 일면에 적층된 하드코팅 층(200)을 포함하는 윈도우 필름의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.
도 1에 표시한 광 투과 기재(100) 및 하드코팅 층(200)에 대한 설명은 전술한 바와 같으므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 제조된 표시장치용 윈도우 필름은 하드코팅 층(200)이 적층되지 않은 광 투과 기재(100)의 다른 일면을 PSA 등 점착 필름을 통해 표시장치에 접착시킴으로써, 표시장치용 윈도우로서 사용할 수 있다.
도 2는 다른 일 실시예에 따라 광 투과 기재(100), 하드코팅 층(200), 및 하드코팅 층(200)이 적층되지 않은 광 투과 기재(100)의 다른 일 면에 적층된 배면코팅 층(300)을 더 포함하는 표시장치용 윈도우 필름의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.
도 2에서, 광 투과 기재(100), 하드코팅 층(200), 및 배면코팅 층(300)에 대해서는 전술한 바와 같으므로, 이들에 대한 자세한 기재는 생략한다.
도 2에 따른 표시장치용 윈도우 필름에서는 광 투과 기재(100)와 접착되지 않은 배면코팅 층(300)의 다른 한 면을 점착 필름 등을 통해 표시장치 등에 접착시킴으로써 표시장치용 윈도우로서 사용할 수 있다.
도 3은 또 다른 일 실시예에 따라 도 2의 윈도우의 배면코팅 층(300) 하부에 점착제 또는 초탄성층(400)을 더 포함하는 윈도우 필름의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.
도 3에서, 광 투과 기재(100), 하드코팅 층(200), 및 배면코팅 층(300)에 대해서는 전술한 바와 같으므로, 이들에 대한 자세한 기재는 생략한다.
도 3은 도 2에서 설명한 바와 같이, 배면코팅 층(300)의 하부에 점착제 또는 초탄성층(400)을 적층한 형태를 나타낸다. 이 점착제 또는 초탄성층(400)을 통해, 상기 윈도우 필름은 표시장치 등에 접착되어 표시장치용 윈도우로서 사용될 수 있다.
점착제층은 PSA 점착제를 포함할 수 있고, 초탄성층은 폴리우레탄, 폴리디메틸 실록산(PDMS)과 같은 초탄성 물질을 포함할 수 있으나, 이들에 제한되지 않는다.
한편, 점착체층 또는 초탄성층(400)은 광 특성과 경도 저하를 유발할 수 있으므로, 이들 층의 두께는 얇을수록 좋다. 예를 들어, 점착제층 또는 초탄성층(400)의 두께는 50㎛ 이하, 예를 들어, 10㎛ 내지 40㎛, 예를 들어, 10㎛ 내지 30㎛ 일 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
도 1 내지 도 3을 통해 설명한 바와 같이, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름은 광 투과 기재(100), 및 하드코팅 층(200) 외에, 원하는 용도나 구현하고자 하는 특성 등에 따라 배면코팅층(300), 또는 점착제층 또는 초탄성층(400)과 같은 임의의 층을 더 포함할 수 있고, 그에 따라 표시장치용 윈도우의 기계적 물성, 광학적 특성, 및/또는 굴곡 특성이 더욱 개선되거나 보완될 수 있다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자는, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름을 제조함에 있어서, 목적하는 용도 및 기능에 따라, 상술한 층들을 포함한 공지의 층을 다양한 형태로 선택, 조합, 및 변형하여 포함할 수 있고, 이러한 다양한 형태의 선택, 조합, 및 변형 역시 본원 발명의 범위에 속함은 명확하다.
일 구현예에 따라, 광 투과 기재(100), 및 하드코팅 층(200)을 포함하는 표시장치용 윈도우 필름은 360nm 내지 740 nm의 전파장 범위에서의 평균 광 투과율이 90% 이상이고, 황색도(YI)는 3 미만, 헤이즈는 2 이하일 수 있다. 또한, 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름은 육안으로 보아 표면에 레인보우 현상이 나타나지 않고, 표시장치용 윈도우를 검은색 반사판에 부착한 후, 입사각 45도에서 육안 관찰시, 레인보우 현상이 억제됨을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재, 및 상기 광 투과 기재의 일면에 적층된 하드코팅 층을 포함하는 일 구현예에 따른 표시장치용 윈도우 필름은 광 투과 기재와 하드코팅 층간 굴절률 차가 감소하고 필름의 분산성이 높아 계면 반사 및 광 간섭 무늬 발생이 억제됨으로써, 광 특성 및 색 시인성이 향상되어 외관 품질이 개선될 수 있다.
이하, 실시예　및 비교예를 통해 상기 구현예들을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예　및 비교예는 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
합성예 1 내지 합성예 3: BAPP 기반 폴리아미드 필름 제조
합성예 1
200 mL의 반응기에 용매로서 N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide: DMAc) 86 g을 투입하고, 여기에 LiCl 3.18 g 및 피리딘 12.9 g을 투입하여 용해시킨다. 상기 용액에 디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 7.495 g (0.9 몰 당량) 및 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 (BAPP) 1.068 g (0.1 몰 당량)을 투입하여 녹인 후, 디카르복실산 클로라이드로서 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 5.437 g (1.0 몰 당량)을 투입한다. 또한, 상기 반응기에 트리페닐포스파이트 (TPP: Triphenyl phosphite) 12.9 g을 투입한 후, 반응기의 온도를 40℃로 유지하며 밤새 반응시킨다.
반응이 완료된 후, 생성된 폴리아미드를 물 2L로 침전시킨 후, 분쇄 및 여과하여 메탄올로 세정한다. 이후, 100℃, 진공에서 밤새 건조시킨다. 얻어진 폴리아미드를 DMAc에 고형분 함량이 15 중량%가 되도록 용해시켜 폴리아미드 용액을 제조한다.
상기 제조된 용액을, 닥터 블레이드를 사용하여 유리 기판 상에 코팅한 후, 100℃의 열판 위에서 30 분간 건조시켜 용매를 제거하고, 질소 퍼지된 오븐에서 3 단계로 열처리하여 필름을 제조한다. 구체적으로, 상기 열처리는 140℃에서 5 분, 200℃에서 5 분, 그리고, 250℃에서 5 분간 열처리하는 것으로 구성된다. 상기 열처리에 의해 경화된 필름을 상온으로 서서히 냉각한 후, 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 상기 각각의 측정 방법은 아래와 같다.
- 필름 두께는 Micrometer (Mitutoyo 사)를 이용하여 측정한다.
- 황색지수(YI)와 투과율 (Tr(%), 350nm 내지 750nm 범위에서의 투과율)은, 각각, 두께 약 50 ㎛ 필름을 기준으로, 미놀타 社의 분광 측색계 CM-3600d를 사용하여 측정하고, ASTM D1925로 값을 취한다.
- 헤이즈는 미놀타 社의 분광 측색계 CM-3600d를 사용하여 측정하고, ASTM D1003-97의 값을 취한다.
- 모듈러스는 Instron 3365의 장비로 상온에서 폭 10mm, 길이 50mm의 필름시편을 0.5 mm/mm/min의 속도로 인장하여 샘플당 5회 ASTM D882 방법으로 측정 후 평균 값을 기재한다.
- 굴절률은 Ellipsometer (M-2000, J. A. Woollam사)로 가시광선 영역에서 Gen-Osc 모델로 설정하여 550nm 파장에서의 값을 취한다.
- 아베수는 하기 수학식을 사용하여 계산한다:
(수학식)
Figure pat00013
상기 수학식에서,
νD는 아베수를 나타내고, ηD,589.3 은 파장 589.3nm 에서의 굴절률을 나타내고, ηF,486.1은 파장 486.1nm에서의 굴절률, ηC,656.3은 파장 656.3nm에서의 굴절률을 나타낸다.
- 유리전이온도(Glass transition temperature (Tg))는 thermal mechanical analyzer (TMA Q400, TA Instruments)를 사용하여 0.05 N의 고정 인장력(fixed tension force), 및 5℃/min의 승온 속도로 50℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 측정한다.
합성예 2
디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 0.7 몰 당량 및 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 (BAPP) 0.3 몰 당량을 디카르복실산 클로라이드인 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 1.0 몰 당량과 반응시키는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드를 제조하고, 그로부터 필름을 형성한다.
제조된 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 상기 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
합성예 3
디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 0.5 몰 당량 및 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 (BAPP) 0.5 몰 당량을 디카르복실산 클로라이드인 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 1.0 몰 당량과 반응시키는 것을 제외하고는, 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드를 제조하고, 그로부터 필름을 형성한다.
제조된 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 상기 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
합성예 4 내지 합성예 6: APS 기반 폴리아미드 용액의 제조
디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 0.9 몰 당량, 0.7 몰 당량, 또는 0.5 몰 당량과 함께, BAPP 대신 4,4'-디아미노디페닐술폰 (4-APS) 0.1 몰 당량, 0.3 몰 당량, 또는 0.5 몰 당량을 디카르복실산 클로라이드인 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 1.0 몰 당량과 반응시키는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법으로 합성예 4 내지 6에 따른 폴리아미드를 각각 제조하고, 그로부터 필름을 형성한다.
제조된 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 상기 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
합성예 7 내지 합성예 9: TPE-R 기반 폴리아미드 용액의 제조
디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 0.9 몰 당량, 0.7 몰 당량, 또는 0.5 몰 당량과 함께, BAPP 대신 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (TPE-R) 0.1 몰 당량, 0.3 몰 당량, 또는 0.5 몰 당량을 디카르복실산 클로라이드인 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 1.0 몰 당량과 반응시키는 것을 제외하고는, 합성예 1과 동일한 방법으로 합성예 7 내지 9에 따른 폴리아미드를 각각 제조하고, 그로부터 필름을 형성한다.
제조된 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 상기 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
비교 합성예 1
200 mL의 반응기에 용매로서 N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide: DMAc) 86 g을 투입하고, 여기에 LiCl 3.18 g 및 피리딘 12.9 g을 투입하여 용해시킨다. 상기 용액에 디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 8.470 g (1.0 몰 당량)을 투입하여 녹인 후, 디카르복실산 클로라이드로서 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 5.530g (1.0 몰 당량)을 투입한다. 또한, 상기 반응기에 트리페닐포스파이트 (TPP: Triphenyl phosphite) 12.9 g을 투입한 후, 반응기의 온도를 40℃로 유지하며 밤새 반응시킨다.
상기 반응 후 얻어진 결과물은 폴리아미드가 용해된 상태의 용액이 아니라, 현탁액 상태이다. 이러한 현탁액으로부터는 의미 있는 광학적 특성을 나타내는 필름을 제조할 수 없으므로, 필름 제조 및 물성 측정은 하지 않았다.
비교 합성예 2
200 mL의 반응기에 용매로서 N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide: DMAc) 86 g을 투입하고, 여기에 LiCl 3.18 g 및 피리딘 12.9 g을 투입하여 용해시킨다. 상기 용액에 디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 8.538 g (1.0 몰 당량)을 투입하여 녹인 후, 디카르복실산 클로라이드로서 4,4'-사이클로헥실 디카르복실산 클로라이드 (CHDC: 4,4'-Cyclohexhyl dicarboxylic dichloride) 1.672g (0.3 몰 당량)과, 테레프탈산 클로라이드 (TPCl) 3.789g (0.7 몰 당량)을 투입한다. 또한, 상기 반응기에 트리페닐포스파이트 (TPP: Triphenyl phosphite) 12.9 g을 투입한 후, 반응기의 온도를 40℃로 유지하며 밤새 반응시킨다.
상기 반응 후 얻어지는 결과물은, 제조된 폴리아미드가 용해되지 않고 침전된 형태로 얻어진다. 침전물을 형성한다는 것은, 용액 가공이 어렵고, 해당 폴리아미드가 용매에 용해되지 않아 필름 제조에 요구되는 적절한 분자량을 가지는 폴리머로의 중합이 진행되지 않았음을 의미한다. 따라서, 이로부터 필름을 제조하여 물성을 측정하기는 어렵다.
비교 합성예 3-폴리이미드
200 mL의 반응기에 용매로서 N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide: DMAc) 102 g을 투입하고, 상기 용액에 디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 8.720 g (1.0 몰 당량)을 투입하여 녹인 후, 디카르복실산 무수물로서 6FDA (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride) 9.670 g (0.8 몰 당량)을 및 BPDA(3,3',4,4'-Biphenyl tetracarboxylic dianhydride) 1.602g (0.2 몰 당량)을 투입한다. 투입이 완료되면, 용액을 24 시간 반응시켜 폴리아믹산 용액을 완성한다.
상기 용액에 pyridine 6.5g과 acetic anhydride 8.3g을 투입하여 24시간을 교반하여 화학 이미드화를 완료한 뒤, 합성예 1의 제막절차와 동일하게 하여 필름을 형성한다. 제조된 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 상기 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
비교 합성예 4-폴리아미드이미드
200 mL의 반응기에 용매로서 N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide: DMAc) 102 g을 투입하고, 상기 용액에 디아민 성분으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, TFDB) 11.175 g (1.0 몰 당량)을 투입하여 녹인 후, 디카르복실산 무수물로서 6FDA (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride) 2.325 g (0.15 몰 당량)을 및 BPDA(3,3',4,4'-Biphenyl tetracarboxylic dianhydride) 1.542g (0.15몰 당량)을 투입한다. 투입이 완료되면, 용액을 8 시간 반응시켜 폴리아믹산 용액을 완성한다. 그 후, 상기 용액에 TPCl 4.959g (0.7 몰 당량)을 투입하여 24 시간 동안 더 반응시킴으로써, 폴리(아믹산-아미드) 코폴리머를 얻는다.
상기 용액에 pyridine 0.8g과 acetic anhydride 3.2g을 투입하여 24 시간 교반하여 화학 이미드화를 완료함으로써 폴리(이미드-아미드) 코폴리머 용액을 얻고, 그 후 합성예 1의 제막절차와 동일하게 하여 폴리(이미드-아미드) 코폴리머 필름을 형성한다. 제조된 필름의 두께, 모듈러스, 투과율, YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도를 상기 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pat00014
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 디카르복실산 클로라이드로서 사이클로알킬렌기를 포함하는 CHDC를 사용하고, 디아민으로서 TFDB와, 2 이상의 페닐렌기를 -O-, -SO2-, -C(CH3)2- 또는 이들의 조합으로 연결한 디아민을 혼합 사용하여 폴리아미드를 제조한 합성예 1 내지 합성예 4에서는 중합 반응이 양호하게 진행되어 이로부터 폴리아미드 필름을 제조할 수 있다. 또한, 이로부터 제조된 필름은 3.5 GPa 이상의 탄성 모듈러스를 가져 기계적 물성이 우수하고, 투과율이 88% 이상이며, YI가 3.7 이하이고, 헤이즈는 1 미만이며, 굴절률은 모두 1.66 미만을 나타내어 광학적 특성 또한 우수하다. 나아가, 이들 필름의 아베수는 모두 20을 초과하여, 비교 합성예 3에서와 같은 방향족 카르복실산 이산무수물과 방향족 디아민에 의해 제조되는 폴리이미드나 비교 합성예 4에서와 같은 방향족 카르복실산 이무수물과 방향족 디아민, 및 방향족 디카르복실산 클로라이드로부터 제조되는 폴리(아미드-이미드) 코폴리머에 비해 아베수가 현저히 높다. 또한, 합성예에 따른 필름의 유리전이온도는 모두 330℃를 초과하여 내열성도 높음을 알 수 있다.
다만, 디카르복실산 클로라이드로 CHDC 100 몰%를 사용하고, 디아민으로서 강직한 구조를 가지는 TFDB를 90 몰% 포함하고, 나머지 10 몰%는 2 이상의 페닐렌기 사이를 -O-, -SO2-, -C(CH3)2-와 같은 연결기로 연결되어 다소 유연한 구조를 가지는 BAPP, 4-APS, 또는 TPE-R을 포함하여 폴리아미드를 제조한 경우 (합성예 1, 합성예 4, 및 합성예 7), 중합 반응은 양호하게 진행되고, 기계적 물성이 증가하며, 투과율과 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도 등이 모두 우수한 범위를 유지하나, 강직한 (rigid) 구조를 가지는 디아민, 즉, TFDB의 함량이 상대적으로 높아짐에 따라 폴리머가 더욱 패킹됨으로써, 폴리머간 전자전달체(CTC: Carrier Transfer Complex)의 형성이 촉진되어 황색지수(YI)가 다소 증가할 수 있는 것으로 생각된다.
반면, 디카르복실산 클로라이드로 CHDC 100 몰%를 사용하고, 디아민으로서 강직한 구조를 가지는 TFDB를 50 몰% 포함하고, 나머지 50 몰%를 2 이상의 페닐렌기 사이가 -O-, -SO2-, -C(CH3)2-와 같은 연결기로 연결되어 다소 유연한 구조를 가지는 BAPP, 4-APS, 또는 TPE-R을 포함하여 폴리아미드를 제조한 경우 (합성예 3, 합성예 6, 및 합성예 9), 투과율과 YI, 헤이즈, 굴절률, 아베수, 및 유리전이온도 등이 모두 우수한 범위를 유지하나, 강직한 구조를 가지는 TFDB의 함량이 상대적으로 감소함에 따라, 기계적 물성이 다소 저하됨을 알 수 있다.
한편, 디카르복실산 클로라이드로 CHDC 100 몰%와, 디아민으로서 TFDB 100 몰%를 반응시킨 비교 합성예 1의 경우, 전술한 바와 같이, 결과 용액이 맑은 용액이 아니라 현탁액으로 제조되어, 이로부터 광학 특성이 우수한 필름은 제조할 수 없음을 알 수 있다.
또한, 디카르복실산 클로라이드로 CHDC 30 몰%와 방향족 디카르복실산 클로라이드인 테레프탈산 디클로라이드 (TPCl)를 70 몰% 혼합한 것과, 디아민으로서 TFDB 100 몰%를 반응시킨 비교 합성예 2의 경우, 전술한 바와 같이, 제조되는 폴리머는 용매에 녹지 않고 침전된다. 이는 중합 반응에 의해 제조되는 폴리머가 용매에 녹지 않아 중합 반응이 원활하게 진행되지 못함을 나타낸다.
이상의 결과로부터, 디카르복실산 클로라이드로서 사이클로알킬렌기를 포함하는 디카르복실산 클로라이드를 사용하고, 디아민 성분으로는 강직한 구조를 가지는 페닐렌기 포함 디아민과, 유연한 구조를 가지는 페닐렌기 포함 디아민을 적정 함량으로 함께 포함함으로써, 그로부터 용이하게 중합 반응이 진행되고, 중합된 폴리아미드는 기계적 물성 및 광학적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 굴절률이 낮고, 아베수가 높으며, 내열성도 높아, 그 위에 적층되는 하드코팅 층과의 계면 간섭이 감소하여 시인성이 개선된 표시장치용 윈도우를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
제조예 1: 하드코팅층 형성용 용액의 준비
제조예 1-1: 실세스퀴옥산의 제조
100㎖ 이중 자켓 반응조에 에틸 알코올 (삼전화학) 20㎖와 1wt%로 희석된 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 (TMAH: tetramethylammonium hydroxide solution, Sigma-Aldrich 사) 용액 17.5g을 넣고 혼합한다. 혼합하면서 (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란((3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane, Sigma-Aldrich 사) 26.5㎖를 첨가하고, 상온에서 6 시간 혼합하다. 이어서, 온도를 60
Figure pat00015
로 올리고, 상기 혼합물에 톨루엔(Sigma-Aldrich 사) 40㎖를 넣고 6 시간 혼합한다. 혼합이 완료되면, 포화 소금물(saturated sodium chloride solution, 삼전화학 사)을 사용하여 반응 생성물 용액을 세척하고, 잔류 수분은 무수망초(sodium sulfate anhydrous, 삼전화학)를 사용하여 제거한다. 이어서, 반응 생성물에 남아 있는 톨루엔 등의 잔류 용매는 증발기(evaporator, 대한과학)와 진공 오븐(대한과학)을 사용하여 제거한다.
제조예 1-2: 실세스퀴옥산의 제조
100㎖ 이중 자켓 반응조에 에틸 알코올 (삼전화학) 20㎖와 1wt%로 희석된 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 (TMAH, Sigma-Aldrich 사) 용액 17.5g을 넣고 혼합한다. 혼합하면서 [8-(글리시딜옥시)-n-옥틸]트리메톡시실란([8-(Glycidyloxy)-n-octyl]trimethoxysilane, TCI 사) 18.2㎖를 첨가하고, 상온에서 6 시간 혼합한다. 이어서, 온도를 60
Figure pat00016
로 올리고, 상기 혼합물에 톨루엔(Sigma-Aldrich 사) 40㎖를 넣고 6 시간 혼합한다. 혼합이 완료되면, 포화 소금물 (saturated sodium chloride solution, 삼전화학)을 사용하여 반응 생성물 용액을 세척하고, 잔류 수분은 무수망초(sodium sulfate anhydrous, 삼전화학)를 사용하여 제거한다. 반응 생성물에 남아 있는 톨루엔 등의 잔류 용매는 증발기(대한과학)와 진공 오븐(대한과학)을 사용하여 제거한다.
제조예 1-3: 하드코팅 용액 제조
메틸이소부틸케톤에 상기 제조예 1-1에서 얻은 실세스퀴옥산, 상기 제조예 1-2에서 얻은 실세스퀴옥산, 및 하기 화학식 A로 표시되는 양이온 중합성 유기 화합물을 40:40:20의 중량비율로 넣고 교반한다. 여기서, 상기 제조예 1-1에서 얻은 실세스퀴옥산, 상기 제조예 1-2에서 얻은 실세스퀴옥산, 및 하기 화학식 A로 표시되는 양이온 중합성 유기 화합물의 함량(고형분 함량)은 상기 용액의 총 중량을 기준으로 50%이다. 여기에, 양이온 개시제로서 Irgacure 250 (BASF 사)을 상기 고형분 100 중량부에 대해 2 중량부의 함량으로 첨가하고, 또한 표면 특성 제어제인 KY-1203 (Shin-Etsu 사)을 상기 고형분 100 중량부에 대해 0.1 중량부의 함량으로 첨가하여, 균일해질 때까지 혼합하여 하드코팅 용액을 제조한다.
(화학식 A)
Figure pat00017
본 제조예에 따라 제조된 하드코팅 용액으로부터 제조되는 하드코팅 층의 굴절률은 1.5이다. 굴절률은 Ellipsometer (M-2000, J. A. Woollam사)으로 가시광선 영역에서 Gen-Osc 모델로 설정하여 550nm 파장에서의 값을 취했다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1과 2: 표시장치용 윈도우 필름의 제조 및 평가
합성예 3, 합성예 6, 및 합성예 9에서 제조한 폴리아미드 필름 위에 각각 제조예 1-3에서 제조한 하드코팅 용액을 바 코팅하고, 이를 건조 오븐에서 용매를 제거한 후, UV 경화기(LC6B, Fusion UV 사)를 사용하여 380 mJ/㎠에서 경화함으로써, 7 ㎛ 두께의 하드코팅 층이 형성된 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 3에 따른 윈도우 필름을 제조한다.
상기 얻어진 윈도우 필름들의 광학 특성, 구체적으로, 투과율, 황색지수(YI), 및 헤이즈를 합성예 1에서 기재한 방법으로 측정하고, 레인보우 무라는 육안으로 관찰하여, 하기 표 2에 결과를 기재한다. 레인보우 무라를 측정하는 구체적인 방법은, 윈도우 필름의 이면 반사를 막기 위해 윈도우 필름의 하드코팅 층이 형성된 면과 반대쪽 면을 3M社의 50㎛ PSA를 이용하여 검정 아크릴판에 합지한 후, 삼파장 램프 아래에서 윈도우의 하드코팅 면을 육안으로 관찰하여 무라의 정도를 "강", "약", 및 "(무라)없음"로 평가한다.
한편, 비교 합성예 3 및 비교 합성예 4에서 각각 제조된 폴리이미드 필름 및 폴리(아미드-이미드) 필름 위에도, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 7 ㎛ 두께의 하드코팅 층을 형성하고, 또한, 하드코팅 층이 형성된 면의 반대면에 두께 50 ㎛의 PSA 층을 형성한 표시장치용 윈도우 필름을 각각 제조하고, 이들을 각각 비교예 1 및 비교예 2로 한다. 이들 비교예 1 및 비교예 2의 윈도우 필름에 대해서도, 실시예 1에서와 동일하게, 광 특성 및 레인보우 무라를 측정하여 하기 표 2에 함께 나타낸다.
Figure pat00018
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 윈도우 필름은 투과율이 90% 이상이고, YI가 3 이하이며, 헤이즈가 1 미만으로 광학적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 레인보우 무라가 거의 나타나지 않는다. 반면, 비교예 1과 비교예 2에 따른 윈도우는 투과율과 YI, 헤이즈 등의 광학적 특성이 우수함에도 불구하고, 레인보우 무라가 약하거나 또는 강하게 나타난다.
이상 실시예 및 비교예로부터 알 수 있는 것처럼, 일 구현예에 따라 사이클로알킬렌기를 포함하는 디카르복실산 유도체, 및 페닐렌기 포함 디아민으로부터 제조된 폴리아미드를 광 투과 기재로서 포함하고, 여기에 하드코팅 층을 적층한 필름은 상기 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재의 굴절률이 낮고 아베수가 높음에 따라, 하드코팅 층과의 굴절률 차가 작아져 계면 반사 및 광 간섭이 감소하여 레인보우 무라의 발생이 억제되고, 그로 인한 색 시인성이 우수하며 외관 품질이 우수하다. 따라서, 일 구현예에 따른 윈도우 필름은 외관 품질의 우수성이 요구되는 표시장치의 윈도우 필름으로 유용하게 사용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위와, 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리아미드를 포함하는 광 투과 기재, 및 상기 광 투과 기재의 일 표면에 적층된 하드코팅 층을 포함하는 표시장치용 윈도우 필름:
    (화학식 1)
    Figure pat00019

    (화학식 2)
    Figure pat00020

    상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
    A1 및 A2는, 각각 독립적으로, C4 내지 C10 사이클로알킬렌기, 또는 2 개의 C4 내지 C10 사이클로알킬렌기가 단일결합으로 연결된 기이고,
    상기 화학식 1의 B는 치환 또는 비치환된 페닐렌기이거나, 또는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 단일결합에 의해 연결된 기이고,
    상기 화학식 2의 D는 치환 또는 비치환된 2 이상의 페닐렌기가 -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -(CH2)p-, -(CF2)q-, -C(CnH2n+1)2-, -C(CnF2n+1)2-, -(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-, -(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q- (여기서 1≤n≤10, 1≤p≤10, 및 1≤q≤10), -C(CF3)(C6H5)-, -C(=O)NH-, 또는 이들의 조합에 의해 연결된 기이다.
  2. 제1항에서, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 A1 및 A2는, 각각 독립적으로, 하나의 사이클로헥실렌기, 2 개의 사이클로헥실렌기가 단일결합에 의해 연결된 기, 또는 데카하이드로나프탈레닐렌기인 윈도우 필름.
  3. 제1항에서, 상기 화학식 1의 B는 전자끄는기로 각각 치환된 2 개의 페닐렌기가 단일결합에 의해 연결된 기인 윈도우 필름.
  4. 제1항에서, 상기 화학식 1의 B는 하기 화학식으로 표시되는 기인 윈도우 필름:
    Figure pat00021
    .
  5. 제1항에서, 상기 화학식 2의 D는 2 이상의 치환 또는 비치환된 페닐렌기가 -O-, -SO2-, -(CH2)p-, -(CF2)q-, -C(CnH2n+1)2-, -C(CnF2n+1)2- (여기서 1≤n≤10, 1≤p≤10, 및 1≤q≤10), 또는 이들의 조합에 의해 연결된 기인 윈도우 필름.
  6. 제1항에서, 상기 화학식 2의 D는 하기 화학식으로 표시되는 기들 중 하나인 윈도우 필름:
    Figure pat00022
    ,
    Figure pat00023
    ,
    Figure pat00024
    .
  7. 제1항에서, 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위의 총 몰수를 기준으로 50 몰% 이상 90 몰% 이하 포함되는 윈도우 필름.
  8. 제1항에서, 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위와 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위의 총 몰수를 기준으로 60 몰% 이상 80 몰% 이하 포함되는 윈도우 필름.
  9. 제1항에서, 상기 광 투과 기재는 굴절률이 1.60 이상 1.66 미만이고, 아베수가 20 이상인 윈도우 필름.
  10. 제1항에서, 상기 광 투과 기재는 360 nm 내지 740 nm 파장 범위에서의 평균 투과율이 88% 이상인 윈도우 필름.
  11. 제1항에서, 상기 광 투과 기재는 탄성 모듈러스가 3 GPa 이상인 윈도우 필름.
  12. 제1항에서, 상기 광 투과 기재의 유리전이온도는 300℃ 이상인 윈도우 필름.
  13. 제1항에서, 상기 하드코팅층은 아크릴레이트계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리카프로락톤, 우레탄-아크릴레이트 코폴리머, 폴리로타세인(polyrotaxane), 실리카 함유 무기 하드코팅 재료 또는 이들의 조합을 포함하는 윈도우 필름.
  14. 제13항에서, 상기 하드코팅층은 실리콘계 중합체를 포함하고, 상기 실리콘계 중합체는 오가노폴리실록산을 포함하는 윈도우 필름.
  15. 제1항에서, 상기 광 투과 기재의 두께는 10 ㎛ 내지 300 ㎛ 인 윈도우 필름.
  16. 제1항에서, 상기 하드코팅 층의 두께는 1㎛ 내지 30 ㎛ 인 윈도우 필름.
  17. 제1항에서, 상기 하드 코팅층이 적층되지 않은 광 투과 기재의 다른 일면에 배면코팅 층을 더 포함하는 윈도우 필름.
  18. 제1항에서, 상기 윈도우는 360 nm 내지 740 nm 파장 범위에서의 평균 투과율이 90% 이상인 윈도우 필름.
  19. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 윈도우 필름을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에서, 상기 표시 장치는 플렉서블 표시 장치인 표시 장치.
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