KR20220080679A

KR20220080679A - 폴리에스테르계 필름 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220080679A
Application number: KR1020210097041A
Authority: KR
Inventors: 유아림; 이세철
Original assignee: 에스케이씨 주식회사
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2022-06-14
Also published as: KR102471683B1

Abstract

구현예는 내구성, 투명성 및 시인성이 우수한 폴리에스테르계 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 폴리에스테르계 필름은 기재층, 및 상기 기재층의 일면에 코팅층을 포함하고, 식 1에 따른 광통량이 특정 범위를 만족함으로써, 광학 특성이 우수하면서 내구성, 시인성 및 이의 신뢰성이 우수하므로, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등과 같은 표시 장치에 적용되어 우수한 특성을 발휘할 수 있다.

Description

폴리에스테르계 필름 및 이의 제조 방법{POLYESTER FILM AND PREPERATION METHOD THEREOF}

구현예는 폴리에스테르계 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 표시 장치를 통해 전자 상거래, 인터넷 뱅킹 등과 같은 업무 수행이 일반화됨에 따라, 생체 정보를 인식할 수 있는 센서를 이용하여 보안을 강화하려는 연구가 계속되고 있다.

이와 같은 생체 정보를 이용한 방법으로서 지문을 인식하는 방법이 널리 사용되고 있는데, 이러한 지문 인식 방법에는 광학식, 초음파식, 정전 용량 방식, 전기장 측정 방식, 열감지 방식 등이 있다. 이러한 지문 인식 방법 중, 광학식 지문 인식 방법은 기기 내부에서 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원을 이용하여 광을 조사하고 지문에 의해 반사된 광을 이미지 센서를 통해 감지하는 원리를 이용한 것이다. 상기 광학식 지문 인식 방법은 광에 반사되는 지문 이미지를 획득하여 기존에 등록된 지문 정보와 비교하는 방법이므로, 기기를 통해 조사 및 반사되는 광량이 충분히 많으면서, 조사 및 반사되는 광이 왜곡되지 않을수록 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.

그러나, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 표시 장치는 내구성을 향상시키기 위해 보호 필름이 부착되는데, 이러한 보호 필름으로 인해 조사 및 반사되는 광량이 낮아지고, 조사 및 반사되는 광의 왜곡이 발생하여 지문 인식률이 저하되는 문제가 있다. 특히, 용도 및 필요에 따라 보호 필름의 두께가 달라질 수 있으므로, 필름의 두께에 따라 광량 및 시인성이 저하될 수 있다. 따라서, 내구성 및 투명성을 저하시키지 않으면서, 조사 및 반사되는 광량이 충분히 많고, 시인성이 우수하여 지문 인식률을 향상시킬 수 있는 보호 필름의 연구가 계속되고 있다.

일례로, 한국 공개특허 제2020-0125466호는 면내 위상차를 25 nm 이하로 낮춤으로써 지문 인식률을 향상시킨 보호 필름을 개시하고 있으나, 이와 같이 위상차를 매우 낮추기 위해서는 고도의 연신 공정 제어가 필요하므로, 필름의 공정 비용이 증가하여 생산성이 낮아질 수 있다.

한국 공개특허 한국 공개특허 제2020-0125466호

따라서, 구현예는 내구성 및 투명성을 저하시키지 않으면서, 시인성 및 이의 신뢰성이 우수한 폴리에스테르계 필름 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.

일 구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 기재층; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함하고, 하기 식 1에 따른 광통량이 91% 이상이다.

[식 1]

식 1에서,

A는 평행하게 위치한 2장의 편광판에 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, B는 상기 2장의 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 배치한 후 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, 이때 상기 2장의 편광판의 광축(b)에 대하여 상기 폴리에스테르계 필름의 폭 방향(TD)을 45°의 각도로 위치하였다.

다른 구현예에 따른 폴리에스테르계 필름의 제조 방법은 기재층을 제조하는 단계; 및 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 폴리에스테르계 필름의 제조 방법으로서, 상기 폴리에스테르계 필름의 상기 식 1에 따른 광통량이 91% 이상이다.

또 다른 구현예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면에 위치한 폴리에스테르계 필름을 포함하고, 상기 폴리에스테르계 필름이 기재층, 및 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함하고, 상기 폴리에스테르계 필름의 상기 식 1에 따른 광통량이 91% 이상이다.

구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 기재층 및 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함하고, 식 1에 따른 광통량이 91% 이상을 만족함으로써, 시인성이 우수하다. 또한, 두께에 따른 배향각 편차 및 배향각 변화율도 매우 낮으므로, 시인성 및 이의 신뢰성이 더욱 우수하다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름은 면내 위상차, 두께 방향 위상차, 투습도 및 충격 강도가 바람직한 범위를 만족함으로써, 내구성 및 치수 안정성이 우수하다.

따라서, 구현예에 따른 폴리에스테르계 필름을 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등과 같은 표시 장치의 보호 필름으로 적용하는 경우, 광학 특성 및 내구성이 우수함은 물론, 시인성 및 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시예 1의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향에 따른 배향각 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 3의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향에 따른 배향각 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 5의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향에 따른 배향각 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 4의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향에 따른 배향각 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 폴리에스테르계 필름의 광통량을 측정하는 방법을 나타낸 것이다.

이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 1차, 2차 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성요소들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서 각 필름 또는 층 등이 각 필름 또는 층 등의 "상(on)" 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.

폴리에스테르계 필름

[식 1]

식 1에서,

광학식 지문 인식 방법은 기기 내부에서 LED등의 광원을 이용하여 광을 조사하고 지문에 의해 반사된 광을 이미지 센서를 통해 감지하여 기존에 등록된 지문 정보와 비교하는 방법이다. 따라서, 기기를 통해 조사 및 반사되는 광량이 충분히 많으면서, 조사 및 반사되는 광이 왜곡되지 않을수록 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.

구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 식 1에 따른 광통량이 91% 이상을 만족함으로써, 조사 및 반사되는 광량이 충분히 확보할 수 있어 시인성이 우수하다. 따라서, 상기 폴리에스테르계 필름을 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등과 같은 표시 장치는 물론, 바코드 리더기 같은 광센서의 보호 필름으로 적용하는 경우, 시인성이 우수하여 바코드와 같은 제품 정보 및 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름의 상기 식 1에 따른 광통량은 91% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 광통량은 91% 이상, 91.2% 이상, 92% 이상 또는 92.5% 이상일 수 있고, 91% 내지 98%, 91% 내지 96%, 91% 내지 93%, 91.2% 내지 93%, 91.2% 내지 93% 또는 92% 내지 93%일 수 있다. 식 1에 따른 광통량이 상기 범위를 만족함으로써, 필름을 통해 조사 및 반사되는 광량을 충분히 확보할 수 있으므로 시인성을 향상시킬 수 있다.

상기 광통량은 조도계를 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 조도계는 2개의 편광판을 특정 간격으로 평행하게 위치하고, 상기 2개의 편광판 사이에 폴리에스테르계 필름을 위치한 후, 광을 공급 및 투과시켜 휘도를 측정하는 장치일 수 있다.

도 5는 폴리에스테르계 필름의 광통량을 측정하는 방법을 나타낸 것이다.

구체적으로, 도 5에서 보는 바와 같이, 하단에 광출계(10)를 배치하고, 상기 광출계의 상부에 서로 간격을 두고 평행하게 제 1 편광판(21) 및 제 2 편광판(22)을 위치시킨다. 이때, 상기 광출계(10)와 상기 제 1 편광판(21) 사이의 거리는 상기 광출계(10)와 상기 제 2 편광판(22) 사이의 거리보다 짧게 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 광출계(10)와 상기 제 1 편광판(21) 사이의 거리는 1 cm 내지 10 cm, 1.2 cm 내지 8 cm, 1.4 cm 내지 6.5 cm, 1.5 cm 내지 6 cm, 1.8 cm 내지 5.5 cm 또는 2 cm 내지 5 cm일 수 있고, 상기 광출계(10)와 상기 제 2 편광판(22) 사이의 거리는 5 cm 내지 30 cm, 7 cm 내지 28 cm, 8 cm 내지 25 cm, 9 cm 내지 23 cm 또는 10 cm 내지 20 cm일 수 있다.

이후, 상기 제 1 편광판 및 상기 제 2 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 배치하기 전후에, 상기 광출계(10)를 이용하여 12 V로 530 nm의 광(a: 광의 방향)을 공급 및 투과시켜 이의 휘도(lux)를 각각 측정한 후, 상기 식 1에 따라 광통량을 계산할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름은 180°로 회전이 가능하며, 본 명세서에 있어서의 광통량은 상기 필름의 폭 방향(TD)이 상기 2장의 편광판의 광축(b)에 대하여 45°의 각도로 위치한 후 측정하였다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 전광선 투과율은 92% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 380 nm 내지 780 nm의 가시광선에 대한 전광선 투과율은 92% 이상, 92.2% 이상, 92.5% 이상 또는 92.6% 이상일 수 있다. 전광선 투과율이 상기 범위를 만족함으로써, 필름을 통해 조사 및 반사되는 광량을 충분히 확보할 수 있으므로 시인성을 향상시킬 수 있다.

상기 전광선 투과율은 분광광도계를 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 필름의 표면에 380 nm 내지 780 nm의 광을 입사시켜 10 nm 마다 전광선 투과율을 측정하고, JIS R-3106에 따라 전광선 투과율을 계산할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 전체 폭은 50 ㎝ 내지 6,000 ㎝이다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 전체 폭은 50 ㎝ 내지 6,000 ㎝, 50 ㎝ 내지 5,500 ㎝, 50 ㎝ 내지 5,000 ㎝, 50 ㎝ 내지 4,000 ㎝, 50 ㎝ 내지 3,000 ㎝, 50 ㎝ 내지 2,500 ㎝, 50 ㎝ 내지 2,300 ㎝, 50 ㎝ 내지 2,000 ㎝, 50 ㎝ 내지 1,800 ㎝, 50 ㎝ 내지 1,500 ㎝, 50 ㎝ 내지 1,300 ㎝, 50 ㎝ 내지 1,000 ㎝, 50 ㎝ 내지 800 ㎝, 70 ㎝ 내지 800 ㎝ 또는 90 ㎝ 내지 700 ㎝일 수 있다.

또한, 전체 폭의 90% 이상에서, 배향각이 상기 폭 방향을 기준으로 ±5°이내일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름은 상기 전체 폭의 90% 이상, 95% 이상, 98% 이상, 99% 이상 또는 100%에서, 배향각이 폭 방향을 기준으로 ±5°이내, ±4°이내, ±2°이내, ±1.5°이내, ±1.2°이내, ±1°이내, ±0.9°이내 또는 ±0.8°이내일 수 있다. 배향각이 상기 범위를 만족함으로써, 조사 및 반사되는 광의 왜곡성이 낮아 시인성 및 이의 신뢰성을 향상시킬 수 있으므로, 지문 인식률 및 지문 인식 오류 방지 효과가 우수하다.

구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 50 ㎝ 내지 6,000 ㎝의 넓은 폭을 가짐에도 불구하고, 광통량이 저하되지 않으면서, 상기 전체 폭의 90% 이상에서, 배향각이 상기 폭 방향을 기준으로 ±5°이내를 만족함으로써, 조사 및 반사되는 광의 왜곡성이 낮아 시인성 및 이의 신뢰성이 우수하다.

또한, 상기 전폭에 대한 배향각 및 상기 광통량의 비율이 1 : 50 내지 155일 수 있다. 예를 들어, 상기 전폭에 대한 배향각 및 상기 광통량의 비율이 1 : 50 내지 155, 1 : 55 내지 152, 1 : 60 내지 90, 1 : 50 내지 110, 1 : 50 내지 100, 1 : 52 내지 95, 1 : 55 내지 90, 1 : 60 내지 85, 1 : 130 내지 160, 1 : 130 내지 155 또는 1 : 130 내지 152일 수 있다. 전폭에 대한 배향각 및 광통량의 비율이 상기 범위를 만족함으로써, 필름을 통해 조사 및 반사되는 광량을 충분히 확보할 수 있으면서, 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 배향각 변화율은 3°/10 ㎝ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름을 폭 방향으로 10 cm의 간격으로 절단하여 각각의 배향각을 측정하였을 때, 배향각 변화율이 3°/10 ㎝ 이하, 2.5°/10 ㎝ 이하, 2.3°/10 ㎝ 이하, 2°/10 ㎝ 이하, 1.5°/10 ㎝ 이하, 1.3°/10 ㎝ 이하, 1°/10 ㎝ 이하, 0.8°/10 ㎝ 이하, 0.6°/10 ㎝ 이하, 0.5°/10 ㎝ 이하, 0.3°/10 ㎝ 이하 또는 0.2°/10 ㎝ 이하일 수 있다. 배향각 변화율이 상기 범위를 만족함으로써, 필름의 어느 위치에서든지 우수한 시인성을 확보할 수 있으므로, 시인성의 신뢰성이 매우 우수하다.

상기 폴리에스테르계 필름의 전폭에 대한 배향각 편차는 ±5°이내일 수 있다. 구체적으로, 상기 필름의 전폭에 대하여 측정된 배향각의 평균값에 따른 배향각 편차는 ±5° 이내, ±4.5° 이내, ±4° 이내, ±3.5° 이내, ±3° 이내, ±2.8° 이내, ±2.5° 이내, ±2° 이내, ±1.5° 이내, ±1.2° 이내, ±1° 이내, ±0.9° 이내 또는 ±0.7° 이내일 수 있다. 전폭에 대한 배향각 편차가 상기 범위를 만족함으로써, 필름의 어느 위치에서든지 우수한 시인성을 확보할 수 있으므로, 시인성의 신뢰성이 매우 우수하다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 중심축으로부터 ±2,000 mm 이내의 폭 방향에 대한 배향각 편차는 ±2.5° 이내일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 중심축으로부터 ±2,000 mm 이내의 폭 방향에 대한 배향각 편차는 ±2.5° 이내, ±2° 이내, ±1.5° 이내, ±1.2° 이내, ±1° 이내, ±0.9° 이내 또는 ±0.7° 이내일 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 중심축으로부터 ±2,000 mm 초과의 폭 방향에 대한 배향각 편차는 ±5° 이내일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 중심축으로부터 ±2,000 mm 초과의 폭 방향에 대한 배향각 편차는 ±5° 이내, ±4.5° 이내, ±4° 이내, ±3.5° 이내, ±3° 이내, ±2.8° 이내, ±2.5° 이내, ±2° 이내, ±1.5° 이내, ±1.2° 이내, ±1° 이내, ±0.9° 이내 또는 ±0.7° 이내일 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름의 임의의 지점에서의 배향각(θ₁)과 상기 임의의 지점으로부터 ±2,000 mm 이내에 위치한 지점에서의 배향각(θ₂)의 차(θ₁- θ₂)는 ±5° 이내일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 임의의 지점에서의 배향각(θ₁)과 상기 임의의 지점으로부터 ±2,000 mm 이내, ±1,800 mm 이내, ±1,500 mm 이내, ±1,300 mm 이내, ±1,000 mm 이내, ±800 mm 이내, ±500 mm 이내, ±300 mm 이내, ±100 mm 이내 또는 ±50 mm 이내에 위치한 지점에서의 배향각(θ₂)의 차(θ₁- θ₂)는 ±5° 이내, ±4.5° 이내, ±4° 이내, ±3.5° 이내, ±3° 이내, ±2.8° 이내, ±2.5° 이내, ±2° 이내, ±1.5° 이내, ±1.2° 이내, ±1° 이내, ±0.9° 이내, ±0.7° 이내, ±0.5° 이내, ±0.4° 이내, ±0.2° 이내, ±0.1° 이내 또는 ±0.05° 이내일 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름의 두께는 30 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 두께는 30 ㎛ 내지 150 ㎛, 40 ㎛ 내지 150 ㎛, 45 ㎛ 내지 145 ㎛, 50 ㎛ 내지 140 ㎛, 55 ㎛ 내지 135 ㎛ 또는 55 ㎛ 내지 130 ㎛일 수 있다. 폴리에스테르계 필름의 두께는 성형성 또는 내구성 향상과 같은 필요에 따라 상기 범위 내에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 폴리에스테르계 필름의 두께가 30 ㎛ 미만일 경우 성형성은 우수하나 내구성이 낮을 수 있고, 150 ㎛ 초과하는 경우 내구성은 우수하나 성형성이 낮아 보호 필름으로 적용하는 경우 품질이 좋지 않다.

특히, 상기 폴리에스테르계 필름은 필름의 두께에 따라 배향각, 배향각 변화율 및 배향각 편차가 영향을 받지 않으므로, 투명성, 성형성 및 내구성과 같은 특성이 저하되지 않으면서 우수한 시인성을 확보할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 두께 편차는 5 ㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 두께 편차는 5 ㎛ 이하, 4 ㎛ 이하, 3 ㎛ 이하, 2.5 ㎛ 이하, 2 ㎛ 이하 또는 1.8 ㎛ 이하일 수 있고, 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛, 0.1 ㎛ 내지 4 ㎛, 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛, 0.3 ㎛ 내지 2 ㎛ 또는 0.3 ㎛ 내지 1.8 ㎛일 수 있다. 두께 편차가 상기 범위를 만족함으로써, 적절한 위상차 편차를 가지면서 균일한 시인성을 가질 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름의 임의의 지점에서의 두께(D1)와 상기 임의의 지점으로부터 ±2,000 mm 이내에 위치한 지점에서의 두께(D2)의 차(D1-D2)는 ±4 ㎛ 이내일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 임의의 지점에서의 두께(D1)와 상기 임의의 지점으로부터 ±2,000 mm 이내, ±1,800 mm 이내, ±1,500 mm 이내, ±1,300 mm 이내, ±1,000 mm 이내, ±800 mm 이내, ±500 mm 이내, ±300 mm 이내, ±100 mm 이내 또는 ±50 mm 이내에 위치한 지점에서의 두께(D2)의 차(D1-D2)는 ±4 ㎛ 이내, ±3.5 ㎛ 이내, ±3 ㎛ 이내, ±2.5 ㎛ 이내, ±2.3 ㎛ 이내, ±2 ㎛ 이내, ±1.8 ㎛ 이내, ±1 ㎛ 이내 또는 ±0.8 ㎛ 이내일 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름의 면내 위상차(Re, 550 nm)는 5,000 nm 내지 13,000 nm일 수 있다. 예를 들어, 550 nm의 파장에서 상기 폴리에스테르계 필름의 면내 위상차(Re)는 5,000 nm 내지 13,000 nm, 5,500 nm 내지 12,500 nm, 5,700 nm 내지 12,000 nm, 6,000 nm 내지 12,000 nm, 7,000 nm 내지 13,000 nm, 8,000 nm 내지 13,000 또는 8,500 nm 내지 12,500 nm일 수 있다. 면내 위상차가 상기 범위를 만족함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있으면서, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향의 굴절률 차이를 극대화시켜 빛의 왜곡을 인지할 수 없게 되므로, 우수한 시인성을 확보할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 상기 제 1 방향은 폭 방향(TD) 또는 길이 방향(MD)일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 방향이 길이 방향(MD)일 수 있고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향이 폭 방향(TD)일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제 2 방향이 주 수축 방향일 수 있다.

구체적으로, 상기 면내 위상차(Re)는 필름의 평면 내의 직교하는 이축의 굴절률(Nx, Ny)의 이방성(△Nxy = ｜Nx-Ny｜)과 필름의 두께 d(nm)의 곱으로 정의되는 파라미터로서, 광학적 등방성 또는 이방성을 나타내는 척도이다. 더욱 구체적으로, 상기 면내 위상차(Re)는 하기 수학식 A에 의해 계산될 수 있다.

[수학식 A]

상기 수학식 A에 있어서,

d는 필름의 두께이고, △Nxy는 Nx 및 Ny의 차의 절대값(△Nxy = ｜Nx-Ny｜)이며, 상기 Nx은 면내의 지상축 방향의 굴절률이고, 상기 Ny는 면내의 진상축 방향의 굴절률이다. 구체적으로, 상기 Nx는 길이 방향(MD)의 굴절률일 수 있고, 상기 Ny는 폭 방향(TD)의 굴절률일 수 있다.

상기 이축의 굴절률(Nx, Ny)은 오츠카사의 굴절률계(RETS-100, 측정파장 550 nm)를 이용하여 측정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 면내 위상차(Re) 편차는 600 nm/m 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 면내 위상차(Re) 편차는 600 nm/m 이하, 500 nm/m 이하, 400 nm/m 이하, 300 nm/m 이하 또는 200 nm/m 이하일 수 있고, 5 nm/m 내지 600 nm/m, 5 nm/m 내지 500 nm/m, 10 nm/m 내지 400 nm/m, 10 nm/m 내지 350 nm/m, 10 nm/m 내지 300 nm/m 또는 10 nm/m 내지 200 nm/m일 수 있다. 면내 위상차 편차가 상기 범위를 만족함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있음은 물론, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향의 굴절률 차이를 극대화시켜 빛의 왜곡을 인지할 수 없게 되므로, 우수한 시인성을 확보할 수 있다.

한편, 두께 방향 위상차(Rth, 550 nm)는 필름 두께 방향의 단면에서 봤을 때의 2개의 복굴절인 △Nxz(=｜Nx-Nz｜) 및 △Nyz(=｜Ny-Nz｜)에 각각 필름 두께 d(nm)를 곱하여 얻어지는 값의 평균 값으로 계산된다. 구체적으로, 두께 방향 위상차(Rth)는 하기 수학식 B에 의해 계산될 수 있다.

[수학식 B]

상기 수학식 B에 있어서,

d는 필름의 두께이고, △Nxz는 Nx 및 Nz의 차의 절대값(△Nxz = ｜Nx-Nz｜)이며, △Nyz는 Ny 및 Nz의 차의 절대값(△Nyz = ｜Ny -Nz｜)이다. 상기 Nx은 면내의 지상축 방향의 굴절률이고, 상기 Ny는 면내의 진상축 방향의 굴절률이며, Nz은 두께 방향의 굴절률이다. 구체적으로, 상기 Nx는 길이 방향(MD)의 굴절률일 수 있고, 상기 Ny는 폭 방향(TD)의 굴절률일 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름의 두께 방향 위상차(Rth)는 8,000 nm 내지 14,000 nm일 수 있다. 예를 들어, 550 nm의 파장에서 상기 폴리에스테르계 필름의 두께 방향 위상차(Rth)는 8,000 nm 내지 14,000 nm, 8,000 nm 내지 13,500 nm, 8,500 nm 내지 13,000 nm 또는 8,500 nm 내지 12,800 nm일 수 있다. 두께 방향 위상차가 상기 범위를 만족함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있음은 물론, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향의 굴절률 차이를 극대화시켜 빛의 왜곡을 인지할 수 없게 되므로, 우수한 시인성을 확보할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르계 필름의 투습도는 20 g/m².day 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 투습도는 20 g/m².day 이하, 18 g/m².day 이하, 15 g/m².day 이하, 12 g/m².day 이하 또는 10 g/m².day 이하일 수 있고, 0.1 g/m².day 내지 20 g/m².day, 0.5 g/m².day 내지 18 g/m².day, 1 g/m².day 내지 15 g/m².day, 3 g/m².day 내지 13 g/m².day, 4 g/m².day 내지 11 g/m².day, 4.5 g/m².day 내지 10 g/m².day 또는 4.8 g/m².day 내지 10 g/m².day일 수 있다.

투습도가 상기 범위를 만족함으로써, 우수한 내구성을 확보할 수 있다. 구체적으로, 상기 범위의 투습도를 갖는 폴리에스테르계 필름은 종래에 보호 필름으로 사용되던 TAC 필름과 비교하여 현저하게 우수한 투습도 및 치수 안정성을 갖는 것으로, 상기 폴리에스테르계 필름을 표시 장치의 보호 필름으로 적용하는 경우, 외부의 수분 환경으로부터 표시 장치를 효과적으로 보호할 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름의 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향의 굴절률의 차는 0.08 내지 0.14일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름의 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향의 굴절률의 차는 0.08 내지 0.14, 0.08 내지 0.13, 0.08 내지 0.125, 0.083 내지 0.115 또는 0.085 내지 0.11일 수 있다. 제 1 방향 및 제 2 방향의 굴절률차가 상기 범위를 만족함으로써, 빛의 왜곡을 인지할 수 없으므로, 우수한 시인성을 확보할 수 있다.

상기 폴리에스테르계 필름은 하기 수학식 C에 따른 길이 방향(MD)의 자외선 내구성(TSM_UV)이 80% 이상이다.

[수학식 C]

상기 수학식 C에 있어서,

TSM_UV은 MD 방향의 자외선 내구성(%)이고, TSM1은 초기 MD 방향의 인장강도이며, TSM2는 0.68W/m²의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출시킨 후 측정한 MD 방향의 인장강도이다.

예를 들어, 상기 수학식 C에 따른 자외선 내구성(TSM_UV)은 80% 이상 또는 82% 이상일 수 있고, 80% 내지 100% 또는 80% 내지 95%일 수 있다.

또는, 상기 폴리에스테르계 필름은 하기 수학식 D의 폭 방향(TD)의 자외선 내구성(TST_UV)이 80% 이상이다.

[수학식 D]

상기 수학식 D에 있어서,

TST_UV은 TD 방향의 자외선 내구성(%)이고, TST1은 초기 TD 방향의 인장강도이며, TST2는 0.68W/m²의 출력으로 48 시간 동안 자외선에 노출시킨 후 측정한 TD 방향의 인장강도이다.

예를 들어, 상기 수학식 D에 따른 자외선 내구성(TST_UV)은 80% 이상 85% 이상 또는 88% 이상일 수 있고, 80% 내지 100% 또는 80% 내지 95%일 수 있다.

구체적으로, 상기 자외선 내구성은 인장강도를 기준으로 평가하며, 상기 폴리에스테르계 필름이 연신 필름이기 때문에, 방향에 따라 상이한 자외선 내구성을 가질 수 있다.

구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 MD 방향 자외선 내구성(TSM_UV) 및 TD 방향 자외선 내구성(TST_UV)이 모두 80% 이상을 만족함으로써, 반복되는 강한 자외선에서도 우수한 내구성을 유지할 수 있다.

기재층

구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 기재층 및 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함한다.

상기 기재층은 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르계 수지는 디카르복실산과 디올이 중축합된 단일 중합체 수지 또는 공중합체 수지일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르계 수지는 상기 단일 중합체 수지 및 공중합체 수지가 혼합된 블렌드 수지일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 수지는 디카르복실산과 디올이 1 : 1의 몰비로 혼합된 것일 수 있다.

상기 디카르복실산은 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐설폰카르복실산, 안트라센디카르복실산, 1,3-사이클로펜탄디카르복실산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 헥사하이드로테레프탈산, 헥사하이드로이소프탈산, 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 3,3-디에틸숙신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라인산, 세바스산, 수베르산 또는 도데카디카르복실산일 수 있다.

또한, 상기 디올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 또는 비스(4-하이드록시페닐)설폰일 수 있다.

바람직하게는, 상기 폴리에스테르계 수지는 결정성이 우수한 방향족 폴리에스테르계 수지일 수 있고, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 주성분으로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다.

예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에스테르계 수지, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 85 중량% 이상 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 99 중량% 이상으로 포함할 수 있다.

또는, 상기 폴리에스테르계 필름은 2종의 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 및 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 이외에 다른 폴리에스테르계 수지를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 폴리에스테르계 필름은 85 중량% 이상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 및 15 중량% 이하의 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 85 중량% 이상의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 포함하면서, 0.1 중량% 내지 10 중량% 또는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 폴리에틸렌나프탈레이트 수지를 포함할 수 있다. 상기 조성 및 함량을 만족함으로써, 폴리에스테르계 필름의 가열, 연신 등을 거치는 제조 공정에서 인장 강도와 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.

상기 기재층의 두께는 30 ㎛ 내지 145 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층의 두께는 30 ㎛ 내지 145 ㎛, 35 ㎛ 내지 140 ㎛, 40 ㎛ 내지 135 ㎛, 45 ㎛ 내지 130 ㎛ 또는 50 ㎛ 내지 130 ㎛일 수 있다. 상기 기재층의 두께는 성형성 또는 내구성 향상과 같은 필요에 따라 상기 범위 내에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 기재층의 두께가 30 ㎛ 미만일 경우 성형성은 우수하나 내구성이 낮을 수 있고, 145 ㎛ 초과하는 경우 내구성은 우수하나 성형성이 낮아 보호 필름으로 적용하는 경우 품질이 좋지 않다.

코팅층

구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함한다.

구체적으로, 상기 코팅층은 우레탄계 수지, 에스테르계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르계 필름은 기재층의 적어도 일면에 우레탄계 수지, 에스테르계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 코팅층을 포함함으로써, 광통량, 전광성 투과율 및 배향각 특성을 저하시키기 않으면서 내구성 및 폴딩 특성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 코팅층은 우레탄계 수지, 에스테르계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 45 중량% 내지 65 중량% 또는 50 중량% 내지 60 중량%로 포함할 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 코팅층은 상기 기재층의 일면에만 위치할 수 있고, 상기 기재층의 양면에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 코팅층은 상기 기재층의 일면에 위치한 제 1 코팅층을 포함하거나, 상기 기재층의 일면에 위치한 제 1 코팅층 및 상기 기재층의 타면에 위치한 제 2 코팅층을 포함할 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 제 1 코팅층에 포함되는 수지 및 상기 제 2 코팅층에 포함되는 수지는 필요에 따라 같거나 상이할 수 있다.

또한, 상기 제 1 코팅층 및 상기 제 2 코팅층의 두께는 각각 50 nm 내지 100 nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 코팅층의 두께는 50 nm 내지 100 nm, 55 nm 내지 95 nm, 60 nm 내지 85 nm, 65 nm 내지 80 nm 또는 67 nm 내지 75 nm일 수 있고, 상기 제 2 코팅층의 두께는 50 nm 내지 100 nm, 55 nm 내지 95 nm, 60 nm 내지 85 nm, 65 nm 내지 80 nm 또는 67 nm 내지 75 nm일 수 있다.

제 1 코팅층 및 제 2 코팅층의 두께가 상기 범위를 만족함으로써, 광통량, 전광성 투과율 및 배향각 특성을 저하시키기 않으면서 내구성 및 폴딩 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 상기 제 1 코팅층 및 상기 제 2 코팅층의 두께비는 1 : 0.5 내지 2.0일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 코팅층 및 상기 제 2 코팅층의 두께비는 1 : 0.5 내지 2.0, 1 : 0.7 내지 1.6, 1 : 0.8 내지 1.3, 1 : 0.9 내지 1.1 또는 1 : 0.95 내지 1.05일 수 있다.

경화성 수지층

또 다른 구현예에 따르면, 상기 기재층의 적어도 일면에 경화성 수지층을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 상기 기재층의 일면에 코팅층이 형성되고, 상기 기재층의 타면에 경화성 수지층이 형성된 것일 수 있다.

또는, 상기 폴리에스테르계 필름은 상기 기재층의 양면에 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층이 형성되고, 상기 제 1 코팅층 및 상기 제 2 코팅층의 일면에 경화성 수지층이 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 경화성 수지층, 제 1 코팅층, 기재층, 제 2 코팅층 및 경화성 수지층이 순서대로 적층된 것일 수 있고, 경화성 수지층, 제 1 코팅층, 기재층 및 제 2 코팅층이 순서대로 적층된 것일 수 있다.

상기 기재층 및 코팅층에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

상기 경화성 수지층은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광경화성 수지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 상기 열경화성 수지는 우레탄 아크릴레이트 폴리올, 멜라민 아크릴레이트 폴리올, 에폭시 아크릴레이트 폴리올 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 수지층은 우레탄 아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다.

또한, 상기 경화성 수지층은 가교제, 대전방지제 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가교제는 실란계 가교제일 수 있고, 비닐에톡시실란, 비닐-트리스-(β-메톡시에톡시)실란, 메타크릴로일프로필트리메톡시실란, γ-아미노-프로필트리에톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란 및 트리메톡시실란과 같은 알콕시실란; 트리에폭시실란과 같은 에폭시실란; 부틸아미노실란 및 에폭시-아미노실란과 같은 아미노실란; 및 메틸실란, 디메틸실란, 비닐메틸디메틸사이클로트리실록산, 디메틸실란-옥소사이클로펜탄, 사이클로헥실실란 및 사이클로헥실디실란과 같은 알킬실란; 실란 또는 디실란일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 경화성 수지층의 두께는 10 nm 내지 200 nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 수지층의 두께는 20 nm 내지 200 nm, 35 nm 내지 180 nm, 50 nm 내지 150 nm, 50 nm 내지 130 nm, 60 nm 내지 120 nm 또는 80 nm 내지 100 nm일 수 있다.

또 다른 구현예에 따른 폴리에스테르계 필름은 상기 폴리에스테르계 필름의 적어도 일면에 필요에 따라 하드코팅층 및 실리콘 접착층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.

폴리에스테르계 필름의 제조 방법

상기 방법에 의해 최종 제조되는 폴리에스테르계 필름은 앞서 설명한 광통량, 전광선 투과율 및 배향각과 같은 특성을 만족하도록 조성 및 공정 조건을 조절할 수 있다. 구체적으로, 최종 폴리에스테르계 필름이 앞서 설명한 특성을 만족하기 위해서는, 폴리에스테르계 수지의 조성을 조절하고, 이의 압출 온도, 연신 시의 예열 온도, 각 방향별 연신비, 연신 온도, 연신 속도 등을 조절하거나, 연신 이후에 열고정 및 이완을 수행하면서 열고정 온도 및 이완율을 조절할 수 있다.

먼저, 기재층을 제조한다.

구체적으로, 상기 기재층을 제조하는 단계는, 폴리에스테르계 수지를 용융압출하여 미연신 시트를 제조하는 단계; 상기 미연신 시트를 70℃ 내지 90℃에서 예열하는 단계; 상기 미연신 시트를 70℃ 내지 125℃에서 제 1 방향으로 1배 내지 1.5배 연신하고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 3배 내지 5배로 연신하여 연신 시트를 제조하는 단계; 및 상기 연신 시트를 160℃ 내지 230℃에서 열고정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 폴리에스테르계 수지에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르계 수지를 260℃ 내지 300℃, 270℃ 내지 290℃ 또는 275℃ 내지 285℃의 온도에서 용융압출한 후, 냉각시켜 미연신 시트를 제조할 수 있다.

이후, 상기 미연신 시트를 70℃ 내지 90℃, 75℃ 내지 90℃ 또는 78℃ 내지 87℃에서 예열할 수 있다. 예열 온도가 상기 범위를 만족함으로써, 광통량 및 전광선 투과율을 저하시키지 않으면서 유연성을 향상시켜 우수한 폴딩 특성을 확보할 수 있으며, 하기 연신 공정 중에 파단되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

이후, 상기 미연신 시트를 70℃ 내지 125℃에서 제 1 방향으로 1배 내지 1.5배 연신하고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 3배 내지 5배로 연신하여 연신 시트를 제조할 수 있다. 이때, 상기 연신은 상기 미연신 시트를 이송하면서 롤에 통과시켜 이루어질 수 있으며, 상기 미연신 시트의 이송 속도 및 토출량을 조절함으로써 목적하는 기재층의 두께로 조절할 수 있다.

구체적으로, 상기 연신은 70℃ 내지 125℃, 75℃ 내지 120℃, 80℃ 내지 105℃, 90℃ 내지 100℃ 또는 92℃ 내지 98℃의 온도에서 수행될 수 있다. 연신 온도가 상기 범위를 만족함으로써, 연신 공정 중에 파단되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 제 1 방향의 연신 온도는 75℃ 내지 100℃ 또는 85℃ 내지 98℃일 수 있고, 상기 제 2 방향의 연신 온도는 90℃ 내지 120℃ 또는 92℃ 내지 105℃일 수 있다.

또한, 연신 속도는 1 m/분 내지 8 m/분, 1.3 m/분 내지 5 m/분, 1.5 m/분 내지 3 m/분 또는 1.5 m/분 내지 2 m/분일 수 있다.

상기 제 1 방향의 연신비는 1배 내지 1.5배, 1배 내지 1.3배, 1배 내지 1.2배 또는 1.1배 내지 1.15배일 수 있고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향의 연신비는 3배 내지 5배, 3.3배 내지 4.8배, 3.5배 내지 4.8배, 4배 내지 4.8배 또는 4.2배 내지 4.5배일 수 있다.

또한, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향의 연신비의 비율은 1 : 3 내지 4.5일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향의 연신비의 비율이 1 : 3 내지 4.5, 1 : 3 내지 4.4 또는 1 : 3.1 내지 4.3일 수 있다. 제 1 방향 및 제 2 방향의 연신비의 비율이 상기 범위를 만족함으로써, 광통량 및 전광선 투과율을 저하시키지 않으면서 유연성을 향상시켜 우수한 폴딩 특성을 확보할 수 있다.

이후, 상기 연신 시트를 160℃ 내지 230℃에서 열고정하여 폴리에스테르계 필름을 제조할 수 있다.

구체적으로, 상기 열고정은 어닐링일 수 있으며, 165℃ 내지 210℃, 170℃ 내지 205℃ 또는 175℃ 내지 205℃에서 0.5분 내지 8분, 0.5분 내지 5분, 0.5분 내지 3분 또는 1분 내지 2분 동안 수행될 수 있다. 상기 열고정이 완료된 후, 단계적으로 온도를 하강시킬 수 있다.

또한, 상기 열고정 단계 이후에 이완하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 이완은 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 수행될 수 있다. 또는, 상기 이완은 제 1 방향으로 1차 이완한 후, 상기 제 2 방향으로 2차 이완하여 수행될 수 있다.

구체적으로, 상기 이완은 60℃ 내지 180℃, 80℃ 내지 150℃, 80℃ 내지 120℃ 또는 90℃ 내지 110℃의 온도에서 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 0.1% 내지 5%, 0.5% 내지 4%, 1% 내지 3% 또는 2% 내지 3%의 이완율로 수행될 수 있다.

이후, 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 형성한다.

상기 코팅층에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

구체적으로, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 코팅층용 조성물을 상기 기재층의 적어도 일면에 도포한 후 건조하여 코팅층을 제조할 수 있다.

상기 코팅층용 조성물은 우레탄계 수지, 에스테르계 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 상기 코팅층용 조성물 총 중량을 기준으로 45 중량% 내지 65 중량% 또는 50 중량% 내지 60 중량%로 포함할 수 있다.

또한, 상기 건조는 90℃ 내지 140℃, 95℃ 내지 130℃, 100℃ 내지 120℃ 또는 105℃ 내지 115℃에서 수행될 수 있다.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 기재층의 적어도 일면에 경화성 수지층을 형성할 수 있다. 상기 경화성 수지층에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

구체적으로, 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 경화층용 조성물을 상기 기재층의 일면에 코팅하여 경화성 수지층을 형성할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 경화층용 조성물은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함할 수 있고, 가교제, 대전방지제 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지, 상기 열경화성 수지 및 상기 첨가제에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

또한, 상기 코팅은 롤코팅법, 그라비아 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

표시 장치

상기 폴리에스테르계 필름에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 제조 공정상의 조건에 따라 치수를 조절함으로써 표시 장치 특히, 플렉서블 표시 장치에 요구되는 특성을 구현할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 플렉서블 표시 장치에 적용하는 경우 다수의 반복되는 폴딩시에도 변형이 거의 발생하지 않으면서 내구성, 투명성 및 시인성의 특성을 유지할 수 있다.

상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

폴리에스테르계 필름의 제조

실시예 1

(1) 기재층의 제조

에틸렌글리콜과 테레프탈산을 1 : 1의 몰비로 적용한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(제조사: SKC)를 280℃의 압출기를 통하여 용융 압출한 후, 35℃의 캐스팅롤에서 냉각하여 미연신 시트를 제조하였다.

이후, 상기 미연신 시트를 85℃에서 예열한 후, 95℃에서 MD 방향으로 1.1배 연신하고, TD 방향으로 4.3배 연신한 후, 180℃에서 90초 동안 열고정했다. 이때, TD 방향으로의 연신 속도는 1.9 m/분이었다. 이후, 100℃에서 TD 방향으로 2.5%의 이완율로 이완시켜 평균 두께 125 ㎛의 기재층을 제조하였다.

(2) 필름의 제조

상기 기재층의 양면에 우레탄계 수지를 55 중량%로 포함하는 코팅 조성물을 각각 도포하고 건조하여, 제 1 코팅층(두께: 70 nm) 및 제 2 코팅층(두께: 70 nm)이 형성된 폴리에스테르계 필름을 제조하였다.

실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 6

하기 표 1에 기재된 공정 조건에 따라, 하기 표 1에 기재된 두께로 폴리에스테르계 필름을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에스테르계 필름을 제조하였다.

구분	기재층					코팅층의 두께(nm)
	연신비		연신 온도 (℃)	열고정 온도 (℃)	평균 두께 (㎛)	제 1 코팅층	제 2 코팅층
	MD	TD	연신 온도 (℃)	열고정 온도 (℃)	평균 두께 (㎛)	제 1 코팅층	제 2 코팅층
실시예 1	1.1	4.3	95	180	125	70	70
실시예 2	1.1	4.3	95	180	81	70	70
실시예 3	1.1	4.3	95	200	80	70	70
실시예 4	1.0	4.3	95	180	80	70	70
실시예 5	1.3	4.3	95	180	55	70	70
실시예 6	1.4	4.3	95	200	80	70	70
비교예 1	3.2	4.2	135	230	50	70	70
비교예 2	3.3	3.5	140	180	40	70	70
비교예 3	3.2	3.8	140	240	75	70	70
비교예 4	3.3	3.54	140	185	50	70	70
비교예 5	1.0	4.3	95	180	80	40	40
비교예 6	1.0	4.3	95	180	80	110	110

[실험예]

실험예 1: 두께 편차

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, 전기 마이크로미터(상품명: 밀리트론 1245D, 제조사: 파인류프)를 이용하여 폭 방향으로 5 cm의 간격으로 두께를 측정하고, 하기 식 A에 따라 두께 편차를 계산하였다.

[식 A]

실험예 2: 면내 위상차 및 두께 방향 위상차

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, 면내 위상차 및 두께 방향 위상차를 측정하였다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름에 대하여, 직교하는 이축의 굴절률(Nx, Ny) 및 두께 방향의 굴절률(Nz)을 오츠카사의 굴절률계(상품명: RETS-100, 측정파장: 550 nm)를 이용하여 25℃에서 측정하고, 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(상품명: 밀리트론 1245D, 제조사: 파인류프)를 이용하여 측정한 후 단위를 nm로 환산하였다.

하기 식 B 및 C에 따라, 상기 측정된 △Nxy(=｜Nx-Ny｜)에 필름의 두께 d(nm)를 곱하여 면내 위상차(Re)를 계산하고, 상기 측정된 △Nxz(=｜Nx-Nz｜) 및 βNyz(=｜Ny-Nz｜)에 각각 필름 두께 d(nm)를 곱하여 얻어지는 값의 평균 값을 두께 방향 위상차(Rth)로 계산하였다.

[식 B]

[식 C]

실험예 3: 배향각, 배향각 편차 및 배향각 변화율

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, 오츠카사의 굴절률계(상품명: RETS-100, 측정파장: 550 nm)를 이용하여 전폭에 대한 배향각을 측정하였다.

또한, 상기 측정 결과에서, 필름의 중심축에 대하여 폭 방향으로 ±2,000 mm 범위 내에서 배향각의 평균값을 측정하고, 이에 따른 배향각 편차를 계산하였다.

또한, 실시예 1, 3 및 5, 및 비교예 4의 상기 폴리에스테르계 필름을 폭 방향(TD)으로 10 cm 또는 30 cm의 간격으로 절단하여 배향각을 측정하고, 이에 따른 배향각 변화율을 계산하였다.

도 1 내지 4는 각각 실시예 1, 3 및 5, 비교예 4의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향(TD)에 따른 배향각 측정 결과를 나타낸 것이다.

실험예 4: 광통량

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, TES 디지털 조도계(상품명: TES-1334A, 제조사: TES)를 이용하여 광통량을 측정하였다.

구체적으로, 도 5에서 보는 바와 같이, 하단에 광출계(10)를 위치하고, 상기 광출계의 상부에 서로 간격을 두고 평행하게 제 1 편광판(21) 및 제 2 편광판(22)을 위치하였다. 이때, 상기 광출계(10)와 상기 제 1 편광판(21) 사이의 거리는 약 2.5 cm였고, 상기 광출계(10)와 상기 제 2 편광판(22) 사이의 거리는 약 20 cm였다.

상기 제 1 편광판 및 상기 제 2 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 배치하기 전후에, 상기 광출계(10)를 이용하여 12 V로 530 nm의 광(a: 광의 방향)을 공급 및 투과시켜 이의 휘도(lux)를 각각 측정한 후, 하기 식 1에 따라 광통량을 계산하였다.

[식 1]

A는 평행하게 위치한 2장의 편광판에 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, B는 상기 2장의 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 위치한 후 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, 이때 상기 2장의 편광판의 광축(b)에 대하여 상기 폴리에스테르계 필름의 폭 방향(TD)을 45°의 각도로 위치하였다.

또한, 상기 실험예 4에서 측정된 배향각에 대한 광통량의 비율을 계산하였다.

실험예 5: 전광선 투과율

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, HAZE METER(Gardner社 BYK)를 이용하여 ASTM D1003에 따라 전광선 투과율을 측정하였다.

실험예 6: 투습도

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, ISO2528(1995)에 따라 투습도 시험기(상품명: PERMATRAN_W, 제조사: 모콘)를 이용하여 투습도(g/m².day)를 측정하였다.

실험예 7: 충격강도

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름을 보호필름으로 부착한 휴대기기를 80 cm에서 10회 낙하시켜 액정에 충격이 가해지는 손상의 정도를 하기 기준에 따라 평가하였다.

◎: 10회 모두 손상 없음.

○: 7회 내지 9회 손상 없음.

△: 1회 내지 6회 손상 없음.

×: 10회 모두 손상 있음.

실험예 8: 폴딩 특성

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름에 대하여, 폴딩내구성시험기(folding endurance tester, 상품명: MIT-DA, 제조사: Toyoseiki사)를 이용하여 ASTM D 2176 및 TAPPI T 511에 의거한 MIT 폴딩 테스트(MIT folding test)를 수행하였다.

구체적으로, 상기 폴딩 테스트는 상기 필름의 상면 및 하면에 초박형 글래스를 광학투명접착제(OCA)로 합지하여 적층체를 제조하고, 상기 적층체를 1.5 mm의 곡률 반경으로 MD 방향, TD 방향 및 상기 TD 방향에 대하여 45°방향으로 각각 15,000회 반복 폴딩한 후 층간 박리의 발생 유무를 확인하였다.

○: 층간 박리가 발생함.

×: 층간 박리가 발생하지 않음.

실험예 9: 레인보우

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 폴리에스테르계 필름의 일면을 검게 처리하고, 극각에서 육안으로 레인보우 현상의 시인성을 평가하였다. 이때, 암실 및 삼파장 램프 아래에서 하기 기준에 따라 평가하였다.

0: 레인보우 현상이 보이지 않으며, 균일한 색감을 보임.

1: 레인보우 현상이 연하게 보이며, 균일한 색감을 보임.

2: 레인보우 현상이 연하게 보이나 색감이 균일하지 않음.

3: 레인보우 현상이 강하게 보이며, 강한 색감을 보임.

구분	굴절률차 (｜Nx-Ny｜)	두께 편차 (㎛)	Re (nm)	Rth (nm)	투습도 (g/m².day)	충격 강도
실시예 1	0.092	1.6	11500	12500	5.0	◎
실시예 2	0.103	1.5	8370	9200	8.6	○
실시예 3	0.106	1.6	8490	9500	8.8	○
실시예 4	0.121	1.2	9660	9650	8.7	○
실시예 5	0.110	0.6	6050	8520	9.8	○
실시예 6	0.086	2.9	6900	11400	8.8	○
비교예 1	0.038	1.5	1908	10294	17.8	×
비교예 2	0.002	2.0	<100	8752	15.0	○
비교예 3	0.048	2.5	3600	10940	11.0	△
비교예 4	0.016	1.5	<800	<800	13.8	△
비교예 5	0.108	1.2	9650	9680	8.6	○
비교예 6	0.108	1.2	9670	9650	8.6	○

구분	배향각 (°)	광통량 (%)	배향각 : 광통량	전광선 투과율 (%)
실시예 1	1.1	92.8	1 : 84.3	92.8
실시예 2	1.1	92.3	1 : 83.9	92.9
실시예 3	1.1	92.6	1 : 84.2	92.6
실시예 4	0.7	91.9	1 : 131.3	92.8
실시예 5	0.6	91.0	1 : 151.7	92.7
실시예 6	1.5	91.4	1 : 60.9	92.9
비교예 1	17.8	89.0	1 : 5	92.5
비교예 2	25.2	87.0	1 : 3.4	92.5
비교예 3	21.9	91.0	1 : 4.2	92.4
비교예 4	25.6	85.0	1 : 3.3	92.7
비교예 5	0.7	90.5	1 : 129.3	91.4
비교예 6	0.8	90.8	1 : 113.5	91.5

구분	층간 박리 유무			레인보우
구분	MD	TD	45°	레인보우
실시예 1	×	×	×	0
실시예 2	×	×	×	0
실시예 3	×	×	×	0
실시예 4	×	×	×	0
실시예 5	×	×	×	1
실시예 6	×	×	×	1
비교예 1	×	×	×	3
비교예 2	×	×	×	2
비교예 3	○	○	○	3
비교예 4	×	×	×	2
비교예 5	×	×	×	0
비교예 6	×	×	×	0

구분	배향각 편차	배향각 변화율
실시예 1	0.57°	0.16°/10 cm
실시예 3	0.62°	0.15°/10 cm
실시예 5	0.34°	0.13°/30 cm
비교예 4	10.42°	2.06°/30 cm

상기 표 2 내지 5에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 폴리에스테르계 필름은 비교예 1 내지 6의 폴리에스테르계 필름에 비하여, 내구성, 신뢰성 및 시인성이 우수한 결과를 나타내었다.

구체적으로, 실시예 1 내지 6의 폴리에스테르계 필름은 광학 특성, 특히 광통량 및 전광성 투과율이 우수하면서 두께 편차가 낮고, 배향각이 바람직한 범위를 만족함으로써, 우수한 시인성을 갖는다.

특히, 실시예 1, 3 및 5의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향에 따른 배향각 측정 결과를 나타낸 도 1 내지 3에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 3 및 5는 필름의 두께에 따른 배향각 편차 및 배향각 변화율이 매우 낮으면서, 전광선 투과율, 폴딩 특성 및 레인보우의 시인성 또한 우수하므로, 시인성 및 이의 신뢰성이 매우 뛰어났다.

또한, 실시예 1 내지 6의 폴리에스테르계 필름은 면내 위상차, 두께 방향 위상차, 투습도 및 충격 강도가 모두 바람직한 결과를 나타내므로, 내구성 및 치수 안정성이 우수했다. 따라서, 실시예 1 내지 6의 폴리에스테르계 필름을 스마트폰 등과 같은 표시 장치의 보호 필름으로 적용하는 경우, 광학 특성 및 내구성이 우수함은 물론, 시인성 및 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.

반면, 비교예 1 내지 6의 필름은 배향각이 높거나 광통량 및 전광선 투과율이 낮아 시인성이 좋지 않았다. 특히, 비교예 4의 폴리에스테르계 필름의 폭 방향에 따른 배향각 측정 결과는 나타낸 도 4에서 보는 바와 같이, 비교예 4는 필름의 두께에 따른 배향각 편차 및 배향각 변화율이 매우 높으면서 전광선 투과율이 낮고, 폴딩 특성이나 레인보우 시인성이 좋지 않으므로, 시인성 및 이의 신뢰성이 매우 낮았다.

또한, 비교예 5 및 6은 배향각, 투습도 및 충격 강도는 실시예 4와 유사한 수준을 나타내었으나, 코팅층의 두께가 바람직한 범위를 벗어남으로써, 배향각 편차, 배향각 변화율, 광통량 및 전광선 투과율과 같은 광학 특성이 저하되었다.

10: 광출계
21: 제 1 편광판
22: 제 2 편광판
30: 조도계
a: 광의 방향
b: 광축

Claims

기재층; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함하고,
하기 식 1에 따른 광통량이 91% 이상인, 폴리에스테르계 필름:
[식 1]

식 1에서,
A는 평행하게 위치한 2장의 편광판에 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, B는 상기 2장의 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 위치한 후 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, 이때 상기 2장의 편광판의 광축(b)에 대하여 상기 폴리에스테르계 필름의 폭 방향(TD)을 45°의 각도로 위치하였다.
제 1 항에 있어서,
상기 코팅층이 상기 기재층의 일면에 위치한 제 1 코팅층 및 상기 기재층의 타면에 위치한 제 2 코팅층을 포함하고,
상기 제 1 코팅층 및 상기 제 2 코팅층의 두께가 각각 50 nm 내지 100 nm인, 폴리에스테르계 필름.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 코팅층 및 상기 제 2 코팅층의 두께비가 1 : 0.5 내지 2.0인, 폴리에스테르계 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 필름의 전체 폭이 50 ㎝ 내지 3,000 ㎝이고,
상기 전체 폭의 90% 이상에서, 배향각이 상기 폭 방향을 기준으로 ±5°이내인, 폴리에스테르계 필름.
제 1 항에 있어서,
두께 편차가 5 ㎛ 이하이고,
투습도가 20 g/m².day 이하인, 폴리에스테르계 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리에스테르계 필름의 임의의 지점에서의 두께(D1)와 상기 임의의 지점으로부터 ±2,000 mm 이내에 위치한 지점에서의 두께(D2)의 차(D1-D2)가 ±4 ㎛ 이내인, 폴리에스테르계 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리에스테르계 필름의 적어도 일면에 경화성 수지층을 포함하는, 폴리에스테르계 필름.
기재층을 제조하는 단계; 및
기재층의 적어도 일면에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 폴리에스테르계 필름의 제조 방법으로서,
상기 폴리에스테르계 필름의 하기 식 1에 따른 광통량이 91% 이상인, 폴리에스테르계 필름의 제조 방법:
[식 1]

식 1에서,
A는 평행하게 위치한 2장의 편광판에 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, B는 상기 2장의 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 위치한 후 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, 이때 상기 2장의 편광판의 광축(b)에 대하여 상기 폴리에스테르계 필름의 폭 방향(TD)을 45°의 각도로 위치하였다.
제 8 항에 있어서,
상기 기재층을 제조하는 단계가,
폴리에스테르계 수지를 용융압출하여 미연신 시트를 제조하는 단계;
상기 미연신 시트를 70℃ 내지 90℃에서 예열하는 단계;
상기 미연신 시트를 70℃ 내지 125℃에서 제 1 방향으로 1배 내지 1.5배 연신하고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 3배 내지 5배로 연신하여 연신 시트를 제조하는 단계; 및
상기 연신 시트를 160℃ 내지 230℃에서 열고정하는 단계를 포함하는, 폴리에스테르계 필름의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향의 연신비의 비율이 1 : 3 내지 4.5인, 폴리에스테르계 필름의 제조 방법.
표시 패널; 및
상기 표시 패널의 일면에 위치한 폴리에스테르계 필름을 포함하고,
상기 폴리에스테르계 필름이 기재층, 및 상기 기재층의 적어도 일면에 코팅층을 포함하고,
상기 폴리에스테르계 필름의 하기 식 1에 따른 광통량이 91% 이상인, 표시 장치:
[식 1]

식 1에서,
A는 평행하게 위치한 2장의 편광판에 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, B는 상기 2장의 편광판 사이에 상기 폴리에스테르계 필름을 위치한 후 530 nm의 광을 투과시켰을 때의 휘도(lux)이고, 이때 상기 2장의 편광판의 광축(b)에 대하여 상기 폴리에스테르계 필름의 폭 방향(TD)을 45°의 각도로 위치하였다.