KR20220151345A - 커버윈도우용 폴리이미드 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20220151345A
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polyimide film
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윤철민
박혜진
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 구현예에 따르면 고도화된 커버윈도우의 요구성능을 만족시킬 수 있는 커버윈도우용 폴리이미드 필름 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면 무색투명한 광학적 물성이 저하되지 않으면서도 광학얼룩이 없는 우수한 시인성을 가지며, 내열성 및 기계적 물성이 우수하여 광학용도로 사용하기 위한, 또는 기존의 강화유리를 대체하기 위한 커버윈도우용 폴리이미드 필름, 이를 포함하는 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Description

커버윈도우용 폴리이미드 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{POLYIMIDE BASED FILM AND FILM FOR COVER WINDOW AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
커버윈도우용 폴리이미드 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
폴리이미드 필름(PI)은 불용, 불융의 초고내열성을 가지며, 우수한 내열산화성, 내열특성, 내방사선성, 저온특성, 내약품성을 가진다. 이에, 폴리이미드 필름은 자동차소재, 항공소재, 우주선소재 등의 내열 첨단소재 및 절연코팅제, 절연막, 반도체, TFT-LCD의 전극 보호막 등 전자재료 등 광범위한 기술분야에서 사용되고 있으며, 최근에는 휴대용 전자기기 및 통신기기의 커버윈도우로 사용되는 고가의 강화유리를 대체하기 위한 소재로도 주목받고 있다.
휴대용 전자기기 및 통신기기의 커버윈도우는 인쇄 배선 기판, 반도체 집적 회로의 리드프레임 등의 전자 부품을 보호하기 위한 것으로, 일정 수준 이상의 절연성을 가져야 한다. 또한, 휴대용 전자기기 및 통신기가 박막화, 슬림화 및 플렉서블화 됨에 따라, 고경도, 고강성 등의 기계적 물성과 동시에 유연성이 요구된다. 또한, 일반적으로 다양한 물성을 부여하기 위하여 기판 상에 코팅층이 적층되면서, 커버윈도우에 빛의 난반사가 유발되고, 광학 얼룩이 발생하여 시인성이 악화될 수 있기 때문에, 표시 품질이 높고, 무라(Mura) 현상이 발생하지 않는 등의 광학적 물성도 요구된다.
일 구현예는 고도화된 커버윈도우의 요구성능을 만족시킬 수 있는 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 제공한다.
상세하게, 일 구현예는 가시광선 영역대에서 우수한 두께방향 위상차를 가짐으로써, 넓은 시야각에서의 반사방지 효과가 있고, 무라 현상을 현저히 감소시킬 수 있는 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 제공한다.
상세하게, 일 구현예는 무색투명한 광학적 물성이 저하되지 않으면서도 광학얼룩이 없고 시인성 등이 우수한 광학적 물성을 가지며, 내열성 및 기계적 물성이 우수한 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 제공한다.
다른 구현예는 상기 폴리이미드 필름을 포함하는 적층체를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 폴리이미드 필름을 포함하는 디스플레이 장치용 커버윈도우를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 폴리이미드 필름 또는 상기 커버윈도우를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 이무수물로부터 유도된 구조단위, 및 디아민으로부터 유도된 구조단위를 포함하고, 상기 이무수물로부터 유도된 구조단위는 하기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위 및 하기 화학식2로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위를 포함하고, 상기 디아민으로부터 유도된 구조단위는 하기 화학식3으로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위를 포함하고, 두께가 30 내지 150㎛이고, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 600㎚이하이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 3.5이하인, 커버윈도우용 폴리이미드 필름일 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00001
[화학식2]
Figure pat00002
[화학식3]
Figure pat00003
상기 폴리이미드 필름은 파장 분산성이 하기 식1 및 하기 식2를 만족할 수 있다.
[식1]
1.07 ≤ Rth(450㎚)/Rth(550㎚) ≤ 1.10
[식2]
0.95 ≤ Rth(650㎚)/Rth(550㎚) ≤ 0.97
[상기 식1 및 식2에서,
Rth(450㎚)는 450㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이고,
Rth(550㎚)는 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이고,
Rth(650㎚)는 650㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이다.]
상기 폴리이미드 필름은 ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상이고, 파단연신율이 10%이상일 수 있다.
상기 폴리이미드 필름에 있어서, 상기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위는, 상기 디아민으로부터 유도된 구조단위 100몰% 기준으로, 70 내지 95몰%로 포함될 수 있다.
상기 폴리이미드 필름은 두께가 40 내지 80㎛이고, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 200 내지 400㎚이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 1.0 내지 2.5이고, ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상이고, 파단연신율이 10%이상인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 구현예에 따른 적층체는 기판의 일면에 형성된 상기 폴리이미드 필름을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 디스플레이 장치용 커버윈도우는 상기 폴리이미드 필름; 및 상기 폴리이미드 필름 상에 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 하드코팅층, 대전 방지층, 지문 방지층, 방오층, 스크래치 방지층, 저굴절층, 반사방지층, 충격 흡수층, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 폴리이미드 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 시인성에 열화를 야기하는 무라 현상, 특히 위상차에 의한 레인보우 현상을 현저히 개선할 수 있다.
또한, 강화유리와 유사수준의 기계적 강도를 갖는 두께범위에서도 무색투명한 광학적 물성을 구현할 수 있다. 더욱이, 넓은 가시광선 영역대에서 낮은 두께방향 위상차(Rth)를 가짐으로써, 반사외관을 획기적으로 개선시킬 수 있다. 이와 동시에, 상기 언급한 고강도 특성은 물론 굽힘 특성이 우수하여 굴곡에 의한 깨짐이나 크랙을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 폴더블 디스플레이 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치 등의 광학용도로 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 다만, 이는 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다. 또한, 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것도 아니다.
또한, 본 발명의 설명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가질 수 있다.
본 발명을 기술하는 명세서 전반에 걸쳐, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 층, 막, 박막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "이들의 조합"이란 구성물의 혼합 또는 공중합을 의미하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "A 및/또는 B"이란 A와 B를 동시에 포함하는 양태를 의미하는 것일 수 있고, A와 B 중에서 택일된 양태를 의미하는 것일 수도 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "유도된"이란 화합물의 작용기 중 적어도 어느 하나가 변형된 것을 의미하며, 구체적으로 화합물의 반응기 및/또는 이탈기가 반응에 따라 변형되거나 이탈된 형태를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 서로 다른 화합물들로부터 유도된 구조가 서로 동일하다면, 어느 하나의 화합물로부터 유도된 구조는 다른 어느 하나의 화합물로부터 유도되어 동일한 구조를 갖는 경우도 포함하는 것일 수도 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "중합체"는 올리고머(oligomer)와 중합체(polymer)를 포함한 것일 수 있고, 동종 중합체와 공중합체를 포함하는 것일 수 있다, 상기 공중합체는 교호 중합체, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 가지 공중합체, 가교 공중합체, 또는 이들을 모두 포함하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "폴리아믹산"은 아믹산(amic acid) 모이어티를 갖는 구조단위를 포함하는 중합체를 의미하며, "폴리이미드"는 이미드 모이어티를 갖는 구조단위를 포함하는 중합체를 의미하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 폴리이미드 필름은 폴리이미드를 포함하는 필름일 수 있고, 구체적으로 이무수물 화합물과 디아민 화합물 또는 디이소시아네이트 화합물을 용액중합하여 폴리아믹산을 제조한 후, 고온에서 폐환탈수시켜 이미드화하여 제조되는 고내열성 필름일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "무라 현상"는 특정한 각도에서 야기될 수 있는 빛에 의한 왜곡 현상 모두를 포괄하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드 필름을 포함하는 디스플레이 장치에서, 화면이 검게 보이는 블랙아웃 현상, 핫스팟 현상 또는 무지개 빛 얼룩을 갖는 레인보우 현상 등 빛에 의한 왜곡을 들 수 있다.
이하, 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 설명한다.
종래 커버윈도우로 사용되던 고가의 강화유리를 대체하기 위한 소재로 폴리이미드 필름이 주목받고 있으나, 폴리이미드 필름은 빛에 의한 왜곡이 발생한다. 그러나, 디스플레이 장치의 가장 외각에 형성되는 커버윈도우는 빛에 의해 발생되는 현상이 직접적으로 눈에 보이기 때문에, 빛에 의하여 왜곡이 발생되지 않는 것이 매우 중요하다. 이에, 빛의 왜곡에 의한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 폴리이미드 필름이 필요하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 이무수물로부터 유도된 구조단위, 및 디아민으로부터 유도된 구조단위를 포함하고, 구체적으로 상기 이무수물로부터 유도된 구조단위는 하기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위 및 하기 화학식2로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위를 포함하고, 상기 디아민으로부터 유도된 구조단위는 하기 화학식3으로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은, 두께가 30 내지 150㎛이고, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 600㎚이하이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 3.5이하인 것일 수 있다. 이에 따라, 30㎛이상의 두께에서도 우수한 투명성을 가지고, 빛의 왜곡을 저하킴으로써, 상기 폴리이미드 필름을 포함하는 커버윈도우의 빛의 왜곡을 저하시킬 수 있다. 또한, 강화유리를 대체할 수 있으면서도 다양한 각도에서 바라보았을 때, 무지개 빛깔의 얼룩이 형성되는 레인보우 무라를 현저히 개선함으로써, 종래 폴리이미드 필름에 비해 우수한 광학적 물성을 부여할 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00004
[화학식2]
Figure pat00005
[화학식3]
Figure pat00006
상기 두께방향 위상차 값은 필름을 가열하기 전의 상온(normal temperature)에서 측정한 것일 수 있으며, 상기 상온은 인위적으로 온도 조절을 하지 않은 상태의 온도일 수 있다. 예를 들어, 상기 상온은 20℃ 내지 40℃, 또는 20℃ 내지 30℃, 또는 23 내지 26℃일 수 있다.
상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름이 상술한 바와 같이 상기 화학식1 내지 화학식3으로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위들을 포함함으로써, 강직한 구조로 이루어진 폴리이미드 중합체를 포함하는 폴리이미드 필름에 비해 빛의 왜곡 현상이 더욱 개선될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름에서, 상기 이무수물로부터 유도된 구조단위는 강직한 구조단위를 포함하지 않을 수 있고, 예를 들어, 2개의 무수물기가 하나의 고리에 융합된 이무수물로부터 유래된 구조단위를 포함하지 않을 수 있다. 상기 고리는 단일 고리 또는 융합 고리일 수 있으며, 방향족 고리, 지방족 고리, 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로, 상기 이무수물로부터 유도된 구조단위는 피로멜리트산 이무수물(PMDA)로부터 유도된 구조단위, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실산이무수물(CBDA)로부터 유도된 구조단위, 또는 이들의 조합을 포함하지 않을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 30㎛이상의 두께에서도 투명하면서도 낮은 두께방향 위상차를 구현할 수 있고, 시인성을 더욱 향상시킬 수 있어, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름를 포함하는 커버윈도우를 사용할 경우 눈의 피로를 더욱 줄일 수 있다. 또한, 30㎛이상의 두께를 가져도 상술한 바와 같이 우수한 광학적 특성을 가질 수 있으므로, 모듈러스 등의 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있고, 동적 휨(dynamic bending) 특성이 더욱 향상되어 반복적으로 접었다 펴는 동작을 반복하는 플렉서블 디스플레이 장치의 커버윈도우로 적용하기에 더욱 적합할 수 있다.
일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 하기 식1을 만족하는 것일 수 있다. 상기 식1을 만족함으로써, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 정파장 분산 (positive dispersion) 특성을 가질 수 있고, 장파장 영역으로 이동시에도 거의 일정한 두께방향 위상차 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 더욱 우수한 시야각 및 시인성을 부여할 수 있으며, 파장 분산성을 최소화시킴으로써, 반사외관을 더욱 개선할 수 있다.
[식1]
1.07 ≤ Rth(450㎚)/Rth(550㎚) ≤ 1.10
[상기 식1에서,
Rth(450㎚)는 450㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이고;
Rth(550㎚)는 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이다.]
예를 들어, 상기 식1에서, Rth(450㎚)/Rth(550㎚)은 1.095이하일 수 있고, 예를 들어, 1.09이하일 수 있다.
일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 하기 식2를 만족하는 것일 수 있다. 상기 식 2를 만족함으로써, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 장파장 영역으로 이동시에도 더욱 안정적인 정파장 분산성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름이 상기 식2를 만족함으로써, 시인성이 더욱 향상될 수 있다.
[식2]
0.95 ≤ Rth(650㎚)/Rth(550㎚) ≤ 0.97
[상기 식2에서,
Rth(550㎚)는 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이고;
Rth(650㎚)는 650㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이다.]
예를 들어, 상기 식2에서 Rth(650㎚)/Rth(550㎚)는 0.955이상일 수 있고, 예를 들어, 0.96이상인 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 상기 식1 및 식2를 동시에 만족할 수 있고, 이에 따라, 정파장 분산성이 더욱 향상될 수 있다.
일 예로, 상기 화학식1로 표현되는 이무수물로부터 유도된 구조단위는 상기 디아민으로부터 유도된 구조단위 100몰% 기준으로 70 내지 95몰%로 포함될 수 있다. 여기서, 상기 디아민으로부터 유도된 구조단위는, 구체적으로 상기 화학식3으로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위일 수 있다. 상술한 바와 같이 이무수물로부터 유도된 구조단위를 포함함으로써, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 두께가 30㎛이상인 경우에도, 더욱 투명하면서도 낮은 두께방향 위상차를 부여할 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 우수한 모듈러스, 파단연신율 등의 기계적 물성을 가질 수 있다. 이에 따라, 강화유리와 동등하거나 우수한 광학적 물성 및 기계적 물성의 구현이 가능할 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위는 상기 디아민으로부터 유도된 구조단위 100몰% 기준으로 70 내지 90몰%, 보다 구체적으로는 70 내지 85몰%로 포함하는 것일 수 있다. 상기 화학식 1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위가 상술한 범위로 포함됨으로써, 기계적 물성이 더욱 우수할 수 있고, 상술된 범위에서 상기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위의 함량이 증가할수록 광학적 물성이 더욱 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 550㎚이하, 또는 100 내지 500㎚인 것일 수 있다. 일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 40 내지 80㎛일 때, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 또는 100 내지 450㎚, 또는 200 내지 400㎚, 또는 210 내지 390㎚인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때, 황색도가 3.5이하, 또는 3.0이하, 또는 1 내지 3.0인 것일 수 있다. 일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 40 내지 80㎛일 때, 상기 황색도가 1.0 내지 2.5, 또는 1.5 내지 2.7인 것일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때의 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth) 및 황색도를 동시에 만족하는 것일 수 있다. 아울러, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 40 내지 80㎛일 때의 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth) 및 황색도를 동시에 만족하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때, (a) ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상이고, (b) 파단연신율이 10%이상을 만족하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는 상술된 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth) 및 황색도와 동시에 이와 같은 기계적 특성을 만족하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은, 구체적으로 ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상, 또는 4.1 GPa 이상, 또는 4.1 내지 6 GPa인 것일 수 있다. 또한, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 파단연신율이 10%이상, 또는 12%이상, 또는 14%이상, 또는 15 내지 40%인 것일 수 있으며, 구체적으로는 상술된 모듈러스와 파단염신율을 동시에 만족하는 것일 수 있다. 이에 따라, 커버윈도우에 적용하기에 충분한 기계적인 물성 및 내구성을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 상술한 범위의 두께 방향 위상차, 황색도, 모듈러스, 및 파단연신율을 모두 만족함에 따라 빛에 의한 이미지 왜곡을 방지하여 더욱 향상된 시인성을 부여할 수 있다. 또한, 필름의 중앙부 및 변부에 전체적으로 더욱 균일한 기계적 물성(모듈러스 등)과 광학적 물성(두께방향 위상차 등)을 나타낼 수 있고, 필름 로스(loss)를 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 커버윈도우 폴리이미드 필름은 유연하고, 굽힘(bending) 특성이 우수하므로 소정의 변형이 반복적으로 일어나더라도 필름이 변형 및/또는 손상이 발생되지 않고 원래의 형태로 더욱 용이하게 복원될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 포함하는 커버윈도우는 더욱 우수한 시인성을 가질 수 있고, 접힘자국 및 미세크랙의 발생을 방지하여 플렉서블 디스플레이 장치의 더욱 우수한 내구성 및 장기 수명성을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 상기에서 예시된 디아민과 이무수물로부터 유도된 구조단위를 포함하는 폴리이미드 수지로 제조될 수 있고, 구체적으로, 상기 폴리이미드 수지는 10,000 내지 80,000g/mol, 또는 10,000 내지 70,000g/mol, 또는 10,000 내지 60,000g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 ⅰ)유기용매 하에서, 상기 화학식1 및 화학식2로 표현되는 화합물과 상기 화학식3로 표현되는 화합물을 반응시켜 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액을 제조하는 단계; 및 ⅱ)상기 단계에서 수득된 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액을 기판 상에 도포하고, 가열하여 경화시키는 단계; 를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. 여기서, 상기 화학식1 및 화학식2로 표현되는 화합물은 이무수물일 수 있고, 상기 화학식3으로 표현되는 화합물은 디아민일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조방법에 있어서, 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액은 상기 화학식3로 표현되는 화합물, 즉 디아민 100몰% 기준, 상기 화학식1로 표현되는 화합물을 70 내지 95몰%로 포함하는 것일 수 있다. 이때, 나머지 몰%인 5 내지 30몰%는 상기 화학식2로 표현되는 화합물일 수 있다.
또한, 이와 같은 몰%를 만족하는 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액은 총 중량을 기준으로 10 내지 40중량%의 고형분 함량을 갖는 것일 수 있다. 여기서 고형분은 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드일 수 있고, 잔량은 유기용매일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조방법에 있어서, 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액의 고형분 함량은 10 내지 30중량%, 또는 10 내지 20중량%일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따르면 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액의 고형분 함량이 10 내지 15중량%인 경우에서도 낮은 점도를 가져 공정상 이점을 제공할 수 있다. 일반적으로, 두께방향 위상차(Rth)의 절대값과 모듈러스와 같은 기계적 물성은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있어, 이들 물성을 동시에 개선시키기 어려웠다. 허나, 본 발명에 따르면 30㎛이상의 두께에서도 이들 물성을 동시에 개선시킬 수 있다는 측면에서 의미를 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조방법에 있어서, 상기 ⅰ)단계는 극성용매, 구체적으로 아미드계 용매 하에서 수행될 수 있다.
상기 아미드계 용매는 아미드 모이어티를 포함하는 화합물을 의미하는 것일 수 있다. 상기 아미드계 용매는 방향족이거나 지방족일 수 있으나, 예를 들어, 지방족일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 아미드계 용매는 고리형 화합물이거나 사슬형 화합물일 수 있으며, 구체적으로, 2 내지 15의 탄소수를 가질 수 있고, 예를 들어, 3 내지 10의 탄소수를 가질 수 있다.
상기 아미드계 용매는 N,N-디알킬아미드 모이어티를 포함할 수 있고, 상기 디알킬기는 각각 독립적으로 존재하거나, 서로 융합되어 고리를 형성하거나, 상기 디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기가 분자 내 다른 치환기와 융합되어 고리를 형성할 수 있고, 예를 들어, 상기 디알킬기 중 적어도 하나의 알킬기가 아미드 모이어티의 카보닐 탄소에 연결된 알킬기와 융합하여 고리를 형성할 수 있다. 여기서, 상기 고리는 4 내지 7각 고리일 수 있고, 예를 들어, 5 내지 7각 고리일 수 있고, 예를 들어, 5각 또는 6각 고리일 수 있다. 상기 알킬기는 예를 들어, C1 내지 C10 알킬기, 예를 들어, C1 내지 C8 알킬기, 예를 들어, 메틸 또는 에틸 등일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 아미드계 용매는 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 중합에 일반적으로 사용되는 것이라면 제한되지는 않으나, 예를 들어, 디메틸프로피온아미드, 디에틸프로피온아미드, 디메틸아세틸아미드, 디에틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 메틸피롤리돈, 에틸피로리돈, 옥틸피로리돈 또는 이들의 조합일 수 있으며, 구체적으로는 디메틸프로피온아미드를 포함하는 것일 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액은 총 중량 기준, 10 내지 40중량%의 고형분 함량을 갖는 것일 수 있다. 이에 따라, 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드 용액의 결정화도를 더욱 낮출 수 있고, 우수한 두께방향 위상차를 구현할 수 있다. 구체적으로, 강화유리의 기계적 물성에 버금가는 기계적 물성을 만족할 수 있는 두께 30㎛이상에서의 우수한 두께방향 위상차를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조방법에 있어서, 상기 ⅱ)단계는 열경화를 통해 수행될 수 있다. 여기서, 상기 열경화 외 화학경화법, 적외선경화법, 배치식경화법, 연속식경화법 등 공지의 다양한 방법으로 대체되거나 이종의 경화방식으로 대체될 수도 있다.
상기 열경화는 80 내지 300℃, 또는 100 내지 280℃, 또는 150 내지 250℃에서 수행될 수 있다.
상기 열경화는 80 내지 100℃에서 1분 내지 2시간, 또는 100초과 내지 200℃에서 1분 내지 2시간, 또는 200초과 내지 300℃에서 1분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 이들에서 선택되는 둘이상의 온도조건 하에서 단계적인 열경화가 수행될 수도 있다. 또한, 열경화는 별도의 진공 오븐 또는 비활성 기체로 충진된 오븐 등에서 수행될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 열경화 이전, 필요에 따라 건조 단계를 추가로 수행할 수도 있다. 상기 건조 단계는 30 내지 70℃, 또는 35 내지 65℃, 또는 40 내지 55℃에서 수행될 수 있으나, 이에 제안되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조방법에 있어서, 상기 폴리이미드 필름을 형성하기 위한 상기 도포는 통상적으로 해당분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 이의 비한정적인 일 예로는 나이프 코팅(knife coating), 딥 코팅(dip coating), 롤 코팅(roll coating), 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 립 다이 코팅 (lip die coating), 슬라이드 코팅(slide coating) 및 커튼 코팅(curtain coating) 등을 들 수 있으며, 이에 대해서 동종 또는 이종을 1회 이상 순차적으로 적용할 수 있음은 물론이다.
상기 기판은 통상적으로 해당분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 이의 비한정적인 일 예로는 유리; 스테인레스; 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 3초산 셀룰로오스, 2초산 셀룰로오스, 폴리(메타)아크릴산 알킬에스테르, 폴리(메타)아크릴산 에스테르공중합체, 폴리염화비닐, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 셀로판, 폴리염화비닐리덴 공중합체, 폴리아미드, 폴리이미드, 염화비닐·초산비닐공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 폴리트리플루오로에틸렌 등의 플라스틱 필름; 등을 사용할 수 있다.
이하, 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 용도를 설명한다.
본 발명에 따른 제1양태는 본 발명의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 포함하는 적층체일 수 있다. 여기서, 상기 적층체는 본 발명의 커버윈도우용 폴리이미드 필름과 서로 다른 조성의 단량체들을 포함하는 폴리이미드 필름을 2층이상의 코팅층으로 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제2양태는 본 발명의 커버윈도우용 폴리이미드 필름 및 상기 필름 상에 형성된 코팅층을 포함하는 디스플레이 장치용 커버윈도우일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제3양태는 본 발명의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛이고, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 600㎚이하이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 3.5이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값은 550㎚이하, 또는 100 내지 500㎚일 수 있다. 또한, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때, 황색도가 3.5이하, 또는 3이하, 또는 1 내지 3인 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 상술된 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth) 및 황색도 등의 광학적 물성을 동시에 만족하는 것일 수 있다.
일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 두께가 40 내지 80㎛일 때, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값은 100 내지 450㎚, 또는 200 내지 400㎚, 또는 210 내지 390㎚인 것일 수 있다.
일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 두께가 40 내지 80㎛일 때, 황색도는 1.0 내지 2.5, 또는 1.5 내지 2.7인 것일 수 있다.
일 예로, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 40 내지 80㎛일 때, 상술된 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차 및 황색도를 동시에 만족하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 30 내지 150㎛일 때, (a) ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상이고, (b) 파단연신율이 10%이상을 만족하는 것일 수 있으며, 가장 구체적으로는 상술된 광학적 물성과 동시에 이들 기계적 물성을 만족하는 것일 수 있다. 나아가, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 두께가 40 내지 80㎛일 때 역시도 상술된 기계적 물성을 동일하게 만족시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은, 구체적으로 ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상, 또는 4.1 GPa 이상, 또는 4.1 내지 6 GPa인 것일 수 있다. 이와 동시에, 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 파단연신율이 10%이상, 또는 12%이상, 또는 14%이상, 또는 15 내지 40%인 것일 수 있다. 이와 같은 물성을 가짐으로써, 커버윈도우에 적용하기에 더욱 적합한 기계적인 물성 및 내구성을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 제1양태, 제2양태 또는 제3양태는 넓은 가시광선 영역대에서 우수한 두께방향 위상차 및 황색도를 구현함으로써, 빛에 의한 왜곡 현상을 현저히 저감시킴과 동시에 모듈러스, 파단연신율 등의 기계적 물성을 만족시킬 수 있는 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 필요에 따라 기능성 코팅층을 더 포함할 수도 있다.
상기 기능성 코팅층은 본 발명의 커버윈도우용 폴리이미드 필름 또는 기판의 적어도 하나의 타면에 형성되는 것일 수 있다. 이의 비한정적인 일 예로는 하드코팅층, 대전 방지층, 지문 방지층, 방오층, 스크래치 방지층, 저굴절층, 반사방지층 및 충격 흡수층 등을 들 수 있으며, 이들에서 선택되는 적어도 하나 또는 둘이상의 기능성 코팅층을 포함할 수 있음은 물론이다. 이때, 상기 기능성 코팅층의 두께는 1 내지 500 ㎛, 또는 2 내지 450 ㎛, 또는 2 내지 200 ㎛인 것일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 우수한 광학적 물성과 기계적 물성를 가짐으로써, 디스플레이 장치의 커버윈도우를 비롯한 다양한 각도에서도 충분한 위상차를 나타낼 수 있고, 이에 따라, 넓은 시야각의 확보가 요구되는 다양한 산업 분야에 그 응용될 수 있다.
일 예로, 디스플레이 장치는 우수한 광학적 물성을 요구하는 분야라면 특별히 제한되지 않으며, 이에 맞는 디스플레이 패널을 선택하여 제공할 수 있다. 구체적으로는 상기　커버윈도우용 폴리이미드 필름은 플렉서블 디스플레이 장치에 적용할 수 있다. 이의 비한정적인 일 예로는, 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상술한 본 발명의　커버윈도우 폴리이미드 필름을 포함하는 디스플레이 장치는 표시되는 표시 품질이 우수할 뿐만 아니라 빛에 의한 왜곡 현상이 현저히 저감됨에 따라, 특히 무지개 빛깔의 얼룩이 발생되는 레인보우 현상이 현저히 개선되고, 우수한 시인성으로 사용자의 눈의 피로감을 최소화시킬 수 있다. 특히, 디스플레이 장치의 화면 사이즈가 커짐에 따라, 측면에서 화면을 보는 경우가 많아지게 되는데, 본 발명의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 디스플레이 장치에 적용하는 경우 측면에서 보아도 시인성이 우수하므로 대형 디스플레이 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일 실시예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 물성은 다음과 같이 측정하였다.
<위상차(Rth)>
엑소스캔(AxoScan)(OPMF, Axometrics Inc.)를 사용하여 측정하였다. 450 ㎚㎚내지 650 ㎚의 파장에 대하여 두께방향의 위상차(Rth)를 측정하였고, 450㎚, 550㎚ 및 650㎚의 파장 각각에서의 두께방향 위상차를 절대값으로 표기하였다. 단위는 ㎚이다.
<황색도(YI)>
ASTM E313 규격에 의거하여 Spectrophotometer (Nippon Denshoku사, COH-5500)를 이용하여 측정하였다.
<모듈러스 및 파단연신율>
ASTM E111에 따라　두께　50㎛, 길이 50㎜ 및 폭 10㎜인 시편을 25 ℃에서 50 ㎜/min로 잡아당기는 조건으로 Instron사의 UTM 3365를 이용하여 측정하였다. 모듈러스의 단위는 Gpa이고, 파단연신율 단위는 %이다.
[실시예1]
커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조(TFMB(0.99)/BPAF(0.85)/6FDA(0.15), 단위: 몰비)
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 디메틸프로피온아미드(N,N-dimethylpropionamide, DMPA) 438g을 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 2,2-비스트리플루오로메틸벤지딘(2,2`-bis(trifluoromethyl)-4,4`-biphenyl diamine, TFMB) 24.6g(76 mmol)을 용해시켰다. 여기에 9,9-비스(3,4-디카르복시페닐)플루오렌 디안하이드라이드(9,9-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride, BPAF) 30g(65 mmol)과 2,2'-비스-(3,4-디카복실페닐) 헥사플루오로프로판 디안하이드라이드(2,2'-Bis-(3,4-Dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 6FDA) 5.13g(12 mmol)을 25℃에서 첨가하여 24시간동안 교반시키면서 용해 및 반응시켰다. 이후, 고형분 함량이 12중량%가 되도록 DMPA용매를 추가 투입하여, 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 1을 제조하였다.
유리 기판(1.0T)의 일면에, 수득한 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 1을 #20 meyer bar로 도포하고, 질소 기류 하에서 80℃에서 15분간, 이후, 350℃에서 15분간 가열하여 경화하고, 유리 기판에서 박리하여 두께가 50㎛인 실시예1의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
[실시예2]
커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조(TFMB(0.99)/BPAF(0.7)/6FDA(0.3), 단위: 몰비)
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 디메틸프로피온아미드(N,N-dimethylpropionamide, DMPA) 528.7g을 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 2,2-비스트리플루오로메틸벤지딘(2,2`-bis(trifluoromethyl)-4,4`-biphenyl diamine, TFMB) 29.6g(92 mmol)을 용해시켰다. 여기에, 9,9-비스(3,4-디카르복시페닐)플루오렌 디안하이드라이드(9,9-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene Dianhydride, BPAF) 30g(65 mmol)과 2,2'-비스-(3,4-디카복실페닐) 헥사플루오로프로판 디안하이드라이드(2,2'-Bis- (3,4-Dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 6FDA) 12.45g(28 mmol)을 25℃에서 첨가하여 24시간동안 교반시키면서 용해 및 반응시켰다. 이후, 고형분 함량이 12중량%가 되도록 DMPA용매를 추가 투입하여, 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 2를 제조하였다.
유리 기판(1.0T)의 일면에, 수득한 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 2를 #20 meyer bar로 도포하고, 질소 기류 하에서 80℃에서 15분간, 이후, 350℃에서 15분간 가열하여 경화하고, 유리 기판에서 박리하여 두께가 50㎛인 실시예2의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
[실시예3]
커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조
유리 기판(1.0T)의 일면에, 실시예1의 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 1을 #20 meyer bar로 도포하고, 질소 기류 하에서 80℃에서 15분간, 이후, 350℃에서 15분간 가열하여 경화하고, 유리 기판에서 박리하여 두께가 80㎛인 실시예3의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
[실시예4 내지 실시예7]
TFMB, BPAF, 및 6FDA의 몰비를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로, 두께가 50㎛인 실시예4 내지 실시예7의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
조성(단위: 몰비)
실시예1 TFMB(0.99)/BPAF(0.85)/6FDA(0.15)
실시예2 TFMB(0.99)/BPAF(0.7)/6FDA(0.3)
실시예3 실시예1과 동일
실시예4 TFMB(0.99)/BPAF(0.9)/6FDA(0.1)
실시예5 TFMB(0.99)/BPAF(0.95)/6FDA(0.05)
실시예6 TFMB(0.99)/BPAF(0.98)/6FDA(0.02)
실시예7 TFMB(0.99)/BPAF(0.65)/6FDA(0.35)
[비교예1]
커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조(TFMB(0.99)/BPAF(1))
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 DMPA 370g을 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 TFMB 20.74g(65 mmol)을 용해시켰다. 여기에, BPAF 30g(65 mmol)을 25℃에서 첨가하여 24시간동안 교반시키면서 용해 및 반응시켰다. 이후, 고형분 함량이 12중량%가 되도록 DMPA용매를 첨가하여 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 A를 제조하였다.
유리 기판(1.0T)의 일면에, 수득한 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 A를 #20 meyer bar로 도포하고, 질소 기류 하에서 80℃에서 15분간, 이후, 350℃에서 15분간 가열하여 경화하고, 유리 기판에서 박리하여 두께가 50㎛인 비교예1의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
[비교예2]
커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조(TFMB(0.99)/6FDA(1))
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 DMPA 260g을 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 TFMB 21.4g(67 mmol)을 용해시켰다. 여기에, 6FDA 30g(68 mmol)을 25℃에서 첨가하여 24시간동안 교반시키면서 용해 및 반응시켰다. 이후, 고형분 함량이 12중량%가 되도록 DMPA용매를 첨가하여 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 B를 제조하였다.
유리 기판(1.0T)의 일면에, 수득한 상기 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 B를 #20 meyer bar로 도포하고, 질소 기류 하에서 80℃에서 15분간, 이후, 350℃에서 15분간 가열하여 경화하고, 유리 기판에서 박리하여 두께가 50㎛인 비교예2의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
[비교예3]
커버윈도우용 폴리이미드 필름의 제조((TFMB(1)/PMDA(0.25)/BPAF(0.75))
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 DMPA 290g을 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 TFMB 17.62g(55 mmol)을 용해시켰다. 여기에, BPAF 18.9g(41 mmol)과 피로멜리틱산 디안하이드라이드(pyromellitic dianhydride, PMDA) 3g(14 mmol)을 25℃에서 첨가하여 24시간동안 교반시키면서 용해 및 반응시켰다. 이후, 고형분 함량이 12중량%가 되도록 DMPA용매를 추가 투입하여, 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 C를 제조하였다.
유리 기판(1.0T)의 일면에, 수득한 커버윈도우용 폴리이미드 필름 형성 조성물 C를 #20 meyer bar로 도포하고, 질소 기류 하에서 80℃에서 15분간, 이후, 350℃에서 15분간 가열하여 경화하고, 유리 기판에서 박리하여 두께가 50㎛인 비교예3의 커버윈도우용 폴리이미드 필름을 수득하였다.
평가: 광학적 물성 및 기계적 물성
실시예1 내지 실시예7 및 비교예1 내지 비교예3의 커버윈도우용 폴리이미드 필름의 황색도(YI), 위상차, 모듈러스, 및 파단연신율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
　 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3
두께(㎛) 50 50 80 50 50 50 50 50 50 50
YI 2.2 2.3 2.5 2.1 1.9 2.1 2.8 2.1 3.1 ≥45
Rth(550㎚) 250 255 360 249 245 240 420 240 530 1500
Rth(450㎚) 269 278 381 263 259 251 445 278 561 1590
Rth(650㎚) 240 248 345 239 235 229 403 248 508 1440
식1 1.08 1.09 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.08 1.09 1.07
식2 0.96 0.97 0.96 0.97 0.97 0.96 0.96 0.96 0.98 0.96
모듈러스(Gpa) 4.2 4.3 4.1 4.4 4.5 4.5 3.7 4.7 3.5 7.5
파단연신율(%) 18 20 21 15 14 11 19 5 25 15
상기 표 2를 참조하면, 실시예1 내지 실시예7에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 커버윈도우용으로 사용하기에 충분한 두께를 가질 수 있고, 50㎛이상의 두께에서도 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값이 600㎚이하이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 3.5이하임을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 넓은 가시광선 영역대에서 낮은 두께방향 위상차(Rth)를 가짐으로써, 반사외관을 획기적으로 개선시킬 수 있고, 고강도 특성과 함께 높은 파단연신율을 가짐으로써, 폴더블 디스플레이 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치 등의 커버윈도우로 적용되기 적합하다.
반면, 비교예1과 비교예2의 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 50㎛이상의 두께임에도 낮은 기계적 물성을 나타내었다. 구체적으로, 상기 비교예1의 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 낮은 파단연신율을 나타내었으며, 상기 비교예2의 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 낮은 모듈러스를 나타내었다. 또한, 상기 비교예3의 커버윈도우용 폴리이미드 필름은 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값이 1500㎚이상으로 매우 높으며, 45이상의 황색도를 갖는 시인성이 불량한 유색필름이므로, 커버윈도우로 적용하기에 부적합한 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 이무수물로부터 유도된 구조단위, 및 디아민으로부터 유도된 구조단위를 포함하고,
    상기 이무수물로부터 유도된 구조단위는 하기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위 및 하기 화학식2로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위를 포함하고,
    상기 디아민으로부터 유도된 구조단위는 하기 화학식3으로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위를 포함하는 커버윈도우용 폴리이미드 필름으로서,
    상기 폴리이미드 필름은, 두께가 30 내지 150㎛이고, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값이 600㎚이하이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 3.5이하인 커버윈도우용 폴리이미드 필름:
    [화학식1]
    Figure pat00007

    [화학식2]
    Figure pat00008

    [화학식3]
    Figure pat00009
    .
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리이미드 필름은,
    파장 분산성이 하기 식1 및 하기 식2를 만족하는 커버윈도우용 폴리이미드 필름:
    [식1]
    1.07 ≤ Rth(450㎚)/Rth(550㎚) ≤ 1.10
    [식2]
    0.95 ≤ Rth(650㎚)/Rth(550㎚) ≤ 0.97
    상기 식1 및 식2에서,
    Rth(450㎚)는 450㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이고,
    Rth(550㎚)는 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이고,
    Rth(650㎚)는 650㎚ 파장에서의 두께방향 위상차의 절대값(단위, ㎚)이다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리이미드 필름은,
    ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상이고, 파단연신율이 10%이상인 커버윈도우용 폴리이미드 필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식1로 표현되는 화합물로부터 유도된 구조단위는,
    상기 디아민으로부터 유도된 구조단위 100몰% 기준으로, 70 내지 95몰%로 포함되는 것인 커버윈도우용 폴리이미드 필름.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 폴리이미드 필름은,
    두께가 40 내지 80㎛이고, 550㎚ 파장에서의 두께방향 위상차(Rth)의 절대값이 200 내지 400㎚이고, ASTM E313에 따른 황색도(YI)가 1.0 내지 2.5이고, ASTM E111에 따른 모듈러스가 4 GPa 이상이고, 파단연신율이 10%이상인 커버윈도우용 폴리이미드 필름.
  6. 기판의 일면에 형성된 제 1항 내지 제 5항 중 어느한 항의 폴리이미드 필름을 포함하는 적층체.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 폴리이미드 필름; 및
    상기 폴리이미드 필름 상에 형성된 코팅층을 포함하는 디스플레이 장치용 커버윈도우.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    하드코팅층, 대전 방지층, 지문 방지층, 방오층, 스크래치 방지층, 저굴절층, 반사방지층, 충격 흡수층, 또는 이들의 조합인 디스플레이 장치용 커버윈도우.
  9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 폴리이미드 필름을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
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