KR20230065649A - 광학 표시 장치 및 이에 포함되는 점착 필름 - Google Patents
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Abstract
광학 표시 장치로서, 광학 표시 장치용 패널 및 상기 광학 표시 장치용 패널의 적어도 일면에 적층된 점착 필름을 포함하고, 상기 점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이고, 상기 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이고, 상기 광학 표시 장치는 편광판을 포함하지 않는 것인, 광학 표시 장치 및 이에 포함되는 점착 필름이 제공된다.
Description
본 발명은 광학 표시 장치 및 이에 포함되는 점착 필름에 관한 것이다.
광학 표시 장치의 사용, 보관 및 제조 환경 등이 가혹해지고, 웨어러블 광학 표시 장치, 또는 폴더블 광학 표시 장치 등 새로운 광학 표시 장치에 대한 관심이 높아지고 있다.
이 중에서 광학 표시 장치의 박막화 요구가 커지고 있다. 광학 표시 장치 중 유기 발광 소자 패널 등을 포함하는 발광 소자 패널을 포함하는 광학 표시 장치는 편광판을 구비하지 않는다. 그러나, 외부 광이 발광 소자 패널에 입사될 경우 상기 외부 광은 발광 소자 패널에서 반사됨으로써 화면 표시 품질이 나빠질 수 있다. 최근, 고 화질을 구현할 수 있는 광학 표시 장치에 대한 수요와 관심이 높아짐에 따라, 상기 발광 소자 패널을 구비하는 광학 표시 장치는 편광판을 구비할 수 밖에 없다.
편광판이 외부광에 대해 반사 방지 효과를 구현하기 위해서는 편광판은 편광자, 상기 편광자의 일면에 적층된 위상차층, 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 보호층을 구비한다. 이러한 적층 구조의 편광판은 반사 방지 기능을 위해 필수적이지만, 광학 표시 장치의 두께를 증가시킬 수 있다.
따라서, 편광판의 기능을 대체함으로써 광학 표시 장치에 반사 방지 기능을 제공할 수 있고, 아울러 폴더블 또는 웨어러블 기능을 제공할 수 있는 광학 표시 장치용 수단이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2007-0055363호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 우수한 굴곡 신뢰성을 갖는 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 두께 박막화 및 우수한 광 투과율을 제공하는 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부의 충격으로부터 광학 표시 장치 패널의 손상을 최소화하여 신뢰성이 우수한 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 편광판 없이도 반사 방지 기능을 구현하여 비 구동 상태에서 화면의 블랙 시감이 개선된 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동 상태에서 화면의 품질이 우수한 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 효과를 갖는 광학 표시 장치를 제공하는 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 광학 표시 장치이다.
광학 표시 장치는 광학 표시 장치용 패널 및 상기 광학 표시 장치용 패널의 적어도 일면에 적층된 점착 필름을 포함하고, 상기 점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이고, 상기 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이고, 편광판을 포함하지 않는다.
본 발명의 다른 관점은 점착 필름이다.
점착 필름은 바인더, 경화제 및 유기 입자를 포함하는 점착 필름용 조성물로 형성되는 점착 필름으로서, 상기 점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이고, 상기 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이다.
본 발명은 우수한 굴곡 신뢰성을 갖는 광학 표시 장치를 제공하였다.
본 발명은 두께 박막화 및 우수한 광 투과율을 제공하는 광학 표시 장치를 제공하였다.
본 발명은 외부의 충격으로부터 광학 표시 장치 패널의 손상을 최소화하여 신뢰성이 우수한 광학 표시 장치를 제공하였다.
본 발명은 편광판 없이도 반사 방지 기능을 구현하여 비 구동 상태에서 화면의 블랙 시감이 개선된 광학 표시 장치를 제공하였다.
본 발명은 구동 상태에서 화면의 품질이 우수한 광학 표시 장치를 제공하였다.
본 발명은 상기 효과를 갖는 광학 표시 장치를 제공하는 점착 필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 광학 표시 장치의 일부 단면도이다.
첨부한 도면 및 실시예를 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것이고, 보는 시각에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "헤이즈", "광 투과율"은 각각 파장 200nm 내지 800nm, 바람직하게는 파장 550nm에서 측정된 값을 의미한다.
본 명세서에서 "저장 모듈러스(storage modulus)"는 점착 필름 복수 개를 적층시켜 500㎛의 두께로 적층시키고 직경이 8mm인 천공기로 적층물을 천공해내어 시편을 제조하고, 제조한 시편에 대해 동적 점탄성 측정 장치 ARES(Anton Parr社, MCR -501)을 사용하여 temperature sweep 조건에서 상기 시편에 axial force 1.0N으로 힘을 가한 상태에서 shear rate 1Hz, strain 25%, -60℃ 내지 90℃의 온도에서 5℃/min의 온도 상승 속도로 온도를 상승시키면서 저장 모듈러스를 측정하는 온도에서의 저장 모듈러스를 구하였다.
본 명세서에서 "평균 입경(D50)"은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들면 평균 입경(D50)은 유기 입자, 무기 입자의 입경을 입도 분석기(particle size analyzer)에 의한 중량 누적 분석에서 50%에 해당되는 입경을 의미한다.
본 명세서에서 "박리력"은 소다 라임(soda lime) 유리판에 점착 필름, 이형 필름(예: 코로나 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)의 순서로 적층시킨 시편을 제조하고, 상기 시편을 박리력 측정 장치 Texture Analyzer(TA Instruments)에 부착하고, 상기 점착 필름, 이형 필름의 적층체를 상기 소다 라임 유리판으로부터 박리 온도 25℃, 박리 속도 300mm/분, 박리 각도 180°로 박리시켰을 때 측정되는 값이다.
본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하(X ≤ 그리고 ≤ Y)를 의미한다.
본 발명은 우수한 굴곡 신뢰성을 제공하고 편광판 없이도 반사 방지 기능을 구현할 수 있으며 두께 박막화 및 우수한 광 투과율을 제공하고, 외부의 충격으로부터 광학 표시 장치 패널의 손상을 최소화하여 신뢰성이 우수한 광학 표시 장치를 제공하였다. 본 발명은 비 구동 상태에서 화면의 블랙 시감이 개선되고, 구동 상태에서는 화면의 품질이 우수한 광학 표시 장치를 제공하였다.
본 발명의 광학 표시 장치는 광학 표시 장치용 패널 및 상기 광학 표시 장치용 패널의 적어도 일면에 적층된 점착 필름을 포함하고, 상기 점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이고, 상기 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 표시 장치를 설명한다. 도 1은 광학 표시 장치의 일부 단면도이다.
도 1을 참조하면, 광학 표시 장치는 발광 소자 패널(100), 발광 소자 패널(100)의 일면에 적층된 점착 필름(200)을 포함한다. 일 구체예에서, 점착 필름은 외부광의 광 입사면 및 발광 소자 패널로부터 출사되는 내부광에 대하여 발광 소자 패널의 광 출사면에 적층될 수 있다.
도 1에서 보여지지 않았지만, 광학 표시 장치는 편광판을 포함하지 않는다. 상기 "편광판"은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 적층된 보호층을 더 포함한 것을 말한다. 광학 표시 장치는 편광판을 포함하지 않더라도 점착 필름(200)을 포함함으로써 반사 방지 기능을 제공하여 광학 표시 장치가 비 구동 상태일 때에도 화면의 블랙 시감을 높여 외관을 좋게 할 수 있다.
또한, 도 1에서 보여지지 않았지만, 광학 표시 장치는 반사 방지 필름을 포함하지 않을 수 있다. 광학 표시 장치 중 점착 필름은 반사 방지 필름을 대체할 수 있다. 상기 "반사 방지 필름"은 저굴절층 단독, 또는 고굴절층과 저굴절층의 적층체를 포함하는 필름으로서 반사 방지 기능을 구현하는 통상의 필름을 의미한다. 상기 저굴절층, 상기 고굴절층은 반사 방지 필름에 있어서 당업자에게 알려진 통상의 층을 포함할 수 있다.
이하, 점착 필름(200)에 대해 설명한다.
점착 필름은 반사 방지 기능을 구현함으로써 광학 표시 장치가 편광판이 없더라도 광학 표시 장치의 외관을 좋게 할 수 있다. 점착 필름은 굴곡 신뢰성을 제공하여 폴더블 광학 표시 장치 또는 웨어러블 광학 표시 장치에 적용될 수 있다. 점착 필름은 내충격성을 높여 외부 충격으로부터 광학 표시 장치 중 발광 소자 패널의 손상을 막을 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 관찰자 측(도 1에서 상부쪽)에서 외부 광이 점착 필름의 상부면에 입사되어 발광 소자 패널의 상부면에서 반사되고 반사된 외부 광은 점착 필름 내에서 반사되어 출사됨으로써 반사 방지 기능을 구현할 수 있다. 상술 반사 방지 기능은 본 발명의 점착 필름의 헤이즈 범위 및 점착 필름 내에 포함된 평균 입경 범위를 갖는 유기 입자에 의해 구현될 수 있다.
점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이다. 상기 헤이즈 범위에서, 발광 소자 패널 상부면에 적층됨으로써 반사 방지 기능을 구현할 수 있다. 바람직하게는, 헤이즈는 3% 내지 70%, 바람직하게는 10% 내지 65%가 될 수 있다.
점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이다. 상기 범위에서, 점착 필름은 굴곡 신뢰성을 구현할 수 있다. -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa를 초과하는 점착 필름은 굴곡 신뢰성 평가시 크랙이 발생될 수 있다. 바람직하게는, 저장 모듈러스는 0.01MPa 내지 0.3MPa, 바람직하게는 0.05MPa 내지 0.2MPa가 될 수 있다.
한편, 점착 필름은 광 투과율이80% 이상, 바람직하게는 85% 내지 99%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 발광 소자 패널 상부면에 적층시 발광 소자 패널로부터 출사되는 광에 영향을 주지 않음으로써 광학 표시 장치의 구동시 화면 표시 품질을 높일 수 있다.
점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스를 구현함과 동시에 상기 헤이즈 및 광 투과율을 제공하기 위해, 평균 입경(D50)이 1㎛ 내지 30㎛인 유기 입자 및 점착 필름용 매트릭스를 포함한다. 유기 입자는 점착 필름용 매트릭스 내에 함침되어 있다.
점착 필름용 매트릭스는 바인더 및 경화제를 포함하는 점착 필름용 조성물로 형성된다. 점착 필름용 매트릭스는 유기 입자 및 하기에서 설명되는 무기 입자가 포함되지 않은 점착 필름용 조성물로 형성된 경화물을 의미한다.
점착 필름용 매트릭스는 굴절률이 1.3 내지 2.0, 바람직하게는 1.4 내지 1.8이 될 수 있다. 상기 범위에서, 발광 소자 패널로부터 출사되는 광의 효율에 영향을 주지 않을 수 있다.
바인더는 (메트)아크릴계 공중합체, 실리콘 수지 및 폴리우레탄 수지 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 (메트)아크릴계 공중합체가 될 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 유리전이온도가 -20℃ 이하, 바람직하게는 -50℃ 내지 -20℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본원발명의 점착 필름의 저장 모듈러스에 도달하는데 용이할 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 호모폴리머의 유리전이온도가 -20℃ 이하, 바람직하게는 -20℃ 내지 -80℃인 단량체를 적어도 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 박리력을 제공하는데 도움을 줄고 상기 유리전이온도 범위를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체의 제조에 용이할 수 있다. 상기 "호모폴리머의 유리전이온도"는 단량체의 카탈로그를 이용하거나 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정될 수 있다.
호모폴리머의 유리전이온도가 -20℃ 이하인 (메트)아크릴계 단량체는 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 1종 이상을 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체를 포함할 수 있다.
알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 비치환된 탄소 수 1 내지 20의, 선형 또는 분지형의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, iso-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트 등을 포함하는 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 상기 단량체 혼합물 중 70중량% 내지 99중량%, 바람직하게는 80중량% 내지95중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 발광 소자 패널의 상부면에 적층시 점착 필름의 강도를 높이는데 도움을 줄 수 있고, 본 발명의 저장 모듈러스 도달에 용이하게 할 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 1개 이상의 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 1개 이상의 수산기를 갖는 탄소 수 2 내지 10의 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 구체적으로, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
수산기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 5중량% 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 발광 소자 패널에 대한 박리력을 제공하는데 도움을 줄 수 있고, 본 발명의 저장 모듈러스 도달에 용이하게 할 수 있다.
단량체 혼합물은 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
(메트)아크릴계 공중합체는 상기 단량체 혼합물을 사용해서 통상의 중합 방법으로 제조될 수 있다. 중합 방법은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 따른다.
경화제는 (메트)아크릴계 공중합체를 경화시킴으로써 박리력과 점착 필름용 매트릭스의 강도를 제공할 수 있다.
경화제는 UV 조사 없이 열에 의해 경화시키는 열경화성 경화제로서 점착 필름이 발광 소자 패널 등에 적층되는 경우 UV 조사에 의한 발광 소자의 손상을 막아 유리할 수 있다.
경화제는 이소시아네이트형 경화제를 포함할 수 있다. 이소시아네이트형 경화제는 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 중합체 중 수산기와 반응함으로써 박리력을 높일 수 있다.
이소시아네이트형 경화제는 2관능 이상, 예를 들면 2관능 내지 6관능의 이소시아네이트형 경화제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 이소시아네이트형 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트 등의 선형의 지방족 이소시아네이트형 경화제; 톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트형 경화제; 이들의 어덕트 등을 포함할 수 있다. 헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트 등의 선형의 지방족기를 갖는 이소시아네이트형 경화제는 선형의 지방족기가 플렉시블 물성을 제공하고 점착 필름의 모듈러스를 낮추어 점착 필름의 폴딩성을 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
경화제는 상기 (메트)아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 0.001중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 박리력 개선 및 저온 및 고온에서의 폴딩성을 개선할 수 있다. 바람직하게는 경화제는 상기 (메트)아크릴계 공중합체 100중량부에 대해 0.01중량부 내지 0.5중량부, 더 바람직하게는 0.01중량부 내지 0.1중량부로 포함될 수 있다.
점착 필름용 조성물은 실란 커플링제를 더 포함하여 피착체에 대한 박리력을 더 높일 수 있다.
실란 커플링제는 당업자에게 알려진 통상의 종류를 포함할 수 있다. 실란 커플링제는 상기 바인더 100중량부에 대해 0.001 중량부 내지 1중량부, 구체적으로 0.003 중량부 내지 1 중량부, 구체적으로 0.005 중량부 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.
점착 필름용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
첨가제는 대전방지제, 계면활성제, 경화촉진제, 이온성 액체, 리튬염, 무기충전제, 연화제, 분자량 조절제, 산화방지제, 노화방지제, 안정제, 점착 부여 수지, 개질수지(폴리올 수지, 페놀수지, 아크릴수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 에폭시화 폴리부타다이엔 수지 등), 레벨링제, 소포제, 가소제, 염료, 안료(착색 안료, 체질 안료 등), 처리제, 자외선차단제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 응집제, 윤활제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
점착 필름용 매트릭스는 유기 입자 대비 굴절률이 낮을 수 있다. 이러한 굴절률 대소 관계는 점착 필름이 상술 헤이즈의 범위에 도달하는데 도움을 줄 수 있다. 일 구체예에서, 유기 입자와 점착 필름용 매트릭스의 굴절률 차이는 1.0 이하, 예를 들면 0.001 내지 0.5이 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술 헤이즈의 범위에 도달하는데 도움을 줄 수 있다.
유기 입자는 평균 입경(D50)이 0.1㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 저장 모듈러스를 높이지 않을 수 있고, 본 발명의 점착 필름의 헤이즈를 구현할 수 있으며, 점착 필름의 광 투과율을 높일 수 있다. 본 발명은 상술 평균 입경(D50) 범위를 갖는 마이크로입자를 포함함으로써 굴곡 신뢰성도 좋게 하면서 점착 필름의 헤이즈를 높여 반사 방지 기능을 제공하였다. 바람직하게는, 평균 입경(D50)은 0.5㎛ 내지 20㎛, 1㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다.
유기 입자는 굴절률이 1.3 내지 2.0, 바람직하게는 1.4 내지 1.8이 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름이 상술 헤이즈의 범위에 도달하는데 도움을 줄 수 있다.
유기 입자는 비-코어 쉘 형의 입자로서, 구형 또는 비구형을 포함하는 무정형의 입자를 포함할 수 있고, 바람직하게는 구형의 입자를 포함할 수 있다.
유기 입자는 폴리메틸메타아크릴레이트; 폴리스티렌; 메틸 메타아크릴레이트와 스티렌의 공중합체; 또는 메틸 메타아크릴레이트와 스티렌을 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하기에서 설명되겠지만, 유기 입자는 상기 점착 필름용 조성물에 포함된 후 소정의 과정을 통해 점착 필름이 형성될 수 있다. 이에, 유기 입자는 바인더 100중량부에 대해 0.001중량부 내지 1.5중량부, 바람직하게는 0.01중량부 내지1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 -20℃에서의 저장 모듈러스 상승을 막아서 굴곡 신뢰성을 개선하고, 광 투과율 저하를 막을 수 있고, 표면이 균일한 점착 필름 제조에 도움을 줄 수 있다.
점착 필름은 무기 입자를 추가로 포함할 수 있다.
무기 입자는 점착 필름에 포함됨으로써 유기 입자와의 하이브리드(hybrid)화를 통해, 점착 필름의 광 투과율과 헤이즈의 균일화를 달성할 수 있다.
무기 입자는 유기 입자 대비 굴절률이 높고, 굴절률이 1.3 내지 2.0, 바람직하게는 1.4 내지 1.8이 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름이 상술 헤이즈의 범위에 도달하는데 도움을 줄 수 있다.
무기 입자는 나노 크기의 입자로서, 평균 입경(D50)이 0nm 내지 10um가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 저장 모듈러스, 헤이즈에 영향을 주지 않고, 무기 입자로부터의 효과를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 평균 입경(D50)은 0.1nm 내지 300nm, 더 바람직하게는 0.1nm 내지 150nm, 1nm 내지 50nm가 될 수 있다.
무기 입자는 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 무기 입자로 지르코니아를 사용함으로써 박리력 향상, 응집력 증진 효과가 더 있을 수 있다.
무기 입자는 바인더 100중량부에 대해 0중량부 내지 10중량부, 바람직하게는 0중량부 초과 10중량부 이하, 0.01중량부 내지 5중량부, 더 바람직하게는 0.01중량부 내지 1중량부, 더 바람직하게는 0.01중량부 내지0.5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 광 투과율 저하를 막고, 굴곡 신뢰성과 반사 방지 기능 제공에 도움을 줄 수 있다.
점착 필름용 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다. 용매는 상기 조성물의 도포성을 높일 수 있다. 용매는 메틸에틸케톤 등을 포함하는 당업자에게 알려진 통상의 용매가 사용될 수 있다. 용매는 상기 조성물 중 고형분을 제외한 잔부로 포함될 수 있다.
점착 필름용 조성물은 응집제, 대전방지제, 계면활성제, 이온성 액체, 리튬염, 무기충전제, 연화제, 분자량 조절제, 산화방지제, 노화방지제, 안정제, 레벨링제, 소포제, 가소제, 염료, 안료(착색 안료, 체질 안료 등), 처리제, 자외선차단제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 윤활제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
첨가제는 바인더 100중량부에 대해 0.001 중량부 내지 1중량부, 구체적으로 0.003 중량부 내지 1 중량부, 구체적으로 0.005 중량부 내지 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 박리 강도, 신뢰성에 영향을 주지 않으면서 첨가제 효과를 낼 수 있다.
점착 필름은 기재 필름에 상기 점착 필름용 조성물을 소정의 두께로 도포한 다음 열 경화(숙성)시켜 제조됨으로써 감압 점착제(pressure sensitive adhesive) 필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 상기 기재 필름은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 50㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 일 구체예에서, 열 경화는 20℃ 내지 40℃에서 1일 내지 5일 동안 숙성 처리함으로써 수행될 수 있다.
점착 필름은 60℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하, 바람직하게는 0.001MPa 내지 0.1MPa가 될 수 있다. 상기 범위에서, 고온에서의 굴곡 신뢰성을 제공할 수 있다.
점착 필름은 25℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하, 바람직하게는 0.001MPa 내지 0.1MPa가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상온에서의 굴곡 신뢰성을 제공하고, 광학 표시 장치의 신뢰성이 높아질 수 있다.
점착 필름은 유리판(예: 소다 라임 유리판)에 대한 박리력이 250gf/inch 이상, 바람직하게는 250gf/inch 내지 800gf/inch가 될 수 있다. 상기 범위에서, 발광 소자 패널에 점착되어 우수한 신뢰성을 제공할 수 있다.
점착 필름은 하기 식 1의 값이 0.5 내지 20, 바람직하게는 0.5 내지 15가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 구비하는 않는 광학 표시 장치에 적용시 반사 방지 기능을 제공할 수 있고 동시에 굴곡 신뢰성을 개선하는 효과가 있을 수 있다:
[식 1]
A x B
(상기 식 1에서, A는 점착 필름의 헤이즈(단위: %)
B는 점착 필름의 -20℃에서의 저장 모듈러스(단위: MPa))
점착 필름은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
이하, 발광 소자 패널(100)에 대해 설명한다.
발광 소자 패널은 무기 발광 소자, 유기 발광 소자, 또는 유무기 하이브리드 발광 소자를 포함함으로써, 표시 장치의 구동을 위해 발광한다.
일 구체예에서, 발광 소자 패널은 R(red), G(green), B(blue) 발광 소자를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 발광 소자 패널은 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 포함할 수 있다. 이들 각 층의 상세 내용은 당업자에게 알려진 통상의 내용을 참고할 수 있다.
광학 표시 장치는 비 폴더블 광학 표시 장치, 폴더블 광학 표시 장치 또는 웨어러블 광학 표시 장치가 될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 광학 표시 장치는 터치 스크린 패널, 광 확산 필름, 윈도우 필름, 윈도우, 휘도 향상 필름, 유리 비산 방지 필름 중 1종 이상이 더 포함될 수 있다.
터치 스크린 패널, 광 확산 필름, 윈도우 필름, 윈도우, 휘도 향상 필름, 유리 비산 방지 필름 각각은 점착 필름에 의한 반사 방지 기능의 구현에 저촉되지 않는 위치에서 광학 표시 장치 중 임의의 위치에 포함될 수 있다.
터치스크린 패널은 표시장치 화면 상에 손이나 펜으로 터치하였을 때 그 위치를 파악함으로써 표시장치가 특정 처리를 할 수 있도록 화면에서 입력된 자료를 받을 수 있게 한다. 터치스크린 패널은 알루미늄, 티타늄 등의 금속 소재로 형성되며, 굴절률이 2 이상 예를 들면 2 내지 4가 될 수 있다.
광 확산 필름은 발광 소자 패널로부터 출사되는 광의 효율을 높이는 것으로, 당업자에게 알려진 통상의 광 확산 필름이 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
하기 실시예, 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
A. (메트)아크릴계 공중합체: SW-3508(Nippon Carbide Industries 社)
B. 경화제: CK-102(Nippon Carbide Industries 社, 이소시아네이트형 경화제)
C1. 유기 입자 1(MSX-5Z, Sekisui社, 폴리메틸메타아크릴레이트, 평균 입경(D50): 5㎛, 굴절률: 1.5~1.7)
C2. 유기 입자 2(MBX, Sekisui社, 폴리메틸메타아크릴레이트, 평균 입경(D50): 5㎛, 굴절률: 1.5~1.7)
C3. 유기 입자 3(SBX, Sekisui社, 폴리스티렌, 평균 입경(D50): 5㎛, 굴절률: 1.5~1.7)
D. 무기 입자(ZA-158A, 일본 촉매, 지르코니아, 평균 입경(D50): 11nm, 굴절률: 1.5~1.8)
E. 첨가제(응집제) : 아크릴산(대정화금)
실시예 1
반응 용기에 용매 에틸 아세테이트에 (메타)아크릴계 바인더와 유기 입자 1을 투입하고 30분 동안 교반하였다. 그런 다음, 반응 용기에 경화제를 추가로 투입하고 30분 동안 교반하였다. 그런 다음, 10분 이상 소니케이션 진행함으로써 점착 필름용 조성물을 제조하였다.
하기 표 1은 (메타)아크릴계 바인더, 유기 입자 1, 경화제의 함량은 점착 필름용 조성물 중 고형분 기준의 함량이며, 단위는 중량부이다. 하기 표 1에서 "-"는 해당 성분이 포함되지 않음을 의미한다.
제조한 점착 필름용 조성물을 탈포한 다음, 제1 이형 필름인 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(두께:75㎛, SKC社)의 일면에 상기 조성물을 소정의 두께로 도포하고 80℃에서 2분 및 130℃에서 3분 동안 건조시켜 도막층을 얻었다. 얻은 도막층 위에 제2 이형 필름인PET 필름(두께:75㎛, SKC社, 코로나 처리됨)을 놓고 40℃에서 2일 동안 숙성시켰다.
이를 통해, 제1 이형 필름 / 점착 필름(두께: 50㎛) / 제2 이형 필름이 순차적으로 적층된 점착 시트를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 점착 필름용 조성물의 구성을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착 시트를 제조하였다.
실시예 3과 실시예 4
실시예 1에서 점착 필름용 조성물의 구성을 하기 표 1과 같이 변경하고 첨가제로 아크릴산을 추가로 투입한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착 시트를 제조하였다.
실시예 5 내지 실시예 8
실시예 1에서 점착 필름용 조성물의 구성을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착 시트를 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 4
실시예 1에서 점착 필름용 조성물의 구성을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착 시트를 제조하였다.
| 바인더 | 경화제 | 유기 입자 | 무기 입자 | 첨가제 | ||
| 종류 | 함량 | |||||
| 실시예1 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 0.5 | - | - |
| 실시예2 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 0.1 | - | - |
| 실시예3 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 0.5 | 0.1 | 0.01 |
| 실시예4 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 0.1 | 0.1 | 0.01 |
| 실시예5 | 100 | 0.01 | 유기입자 2 | 0.5 | - | - |
| 실시예6 | 100 | 0.01 | 유기입자 2 | 1 | - | - |
| 실시예7 | 100 | 0.01 | 유기입자 3 | 0.5 | - | - |
| 실시예8 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 1 | - | - |
| 비교예1 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 2 | - | - |
| 비교예2 | 100 | 0.01 | 유기입자 1 | 4 | - | - |
| 비교예3 | 100 | 0.01 | - | - | 0.1 | - |
| 비교예4 | 100 | 0.01 | - | - | - | - |
실시예와 비교예에서 제조한 점착 시트를 가지고, 하기 표 2의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1)헤이즈와 광 투과율(각각의 단위: %): 실시예와 비교예에서 얻어진 제1 이형 필름/점착 필름/제2 이형 필름의 점착 시트에서 양쪽 이형 필름을 모두 제거하여 점착 필름을 얻고, 얻은 점착 필름을 무알칼리 유리판에 합지하여 시편을 제조하였다. 그런 다음 시편에 대해 헤이즈 미터 NDH-9000을 사용해서 측정하였다. 상기 시편 중 무알칼리 유리판은 점착 필름의 헤이즈에 영향을 주지 않으며, 무알칼리 유리판은 헤이즈가 0%이다.
(2)저장 모듈러스(단위: MPa): 동적 점탄성 측정 장치 ARES(Anton Parr社, MCR -501)을 사용하여 temperature sweep 조건에서 모듈러스를 평가하였다. 실시예와 비교예에서 제조한 점착 필름을 복수 개로 적층시켜 500 ㎛의 두께로 샘플을 제작하였다. 직경이 8 mm인 천공기로 적층물을 천공해내어 시편으로 사용하였다. 8 mm의 지그를 이용하여 상기 시편에 axial force 1.0N으로 힘을 가한 상태에서 shear rate 1Hz, strain 25%, -60℃ 내지 90℃의 온도에서 5℃/min의 온도 상승 속도로 온도를 상승시키면서 측정을 수행하였으며, -20℃ 및 60℃에서 저장 모듈러스를 구하였다.
(3)박리력(단위: gf/inch): 실시예와 비교예에서 얻어진 제1 이형 필름/점착 필름/제2 이형 필름의 점착 시트를 폭 x 길이가 2.5cm x 10cm으로 직사각형으로 절단하여 절편을 제조하고, 제1 이형 필름을 박리시켜 제거하고, 소다 라임(soda lime) 유리판으로부터 점착 필름, 제2 이형 필름의 순서로 상기 무알칼리 유리판에 점착시키고 오토클레이브 처리하여 시편을 제조하였다.
상기 시편을 박리력 측정 장치인 Texture Analyzer(TA Instruments)에 부착하고, 점착 필름, 제2 이형 필름의 적층체를 상기 소다 라임 유리판으로부터 박리 온도 25℃, 박리 속도 300mm/분, 박리 각도 180°로 박리시켰을 때 박리력을 측정하였다.
(4)외관: 실시예와 비교예에서 제조한 이형 필름 모두를 박리하고 점착 필름을 목시로 관찰하여 입자의 뭉침이 있는지 여부를 관찰하였다. 입자의 뭉침이 없이 균일하게 분산된 경우 "양호", 입자가 불균일하게 분포되어 있고 입자의 뭉침이 있는 경우 "불량"으로 평가하였다.
(5)굴곡 신뢰성 여부: 제1 이형 필름/ 제2 이형필름을 제거하고 점착 필름의 양쪽 면에 PET 필름(두께: 50㎛)을 합지하여 시편을 제조하고, Gap이 3mm(1.5R)인 SUS static Folding zig에 상기 시편을 반으로 접어서 넣고 25℃에서 3일 동안 방치하였다. 그런 다음 folding면에서 점착 필름 내 변형 (들뜸, 늘어짐, 기포 등)이 있는지를 육안으로 확인하였다.
(6)내충격성(단위: cm): 제1 이형 필름을 박리하고, 노출된 점착 필름의 표면에 PET 필름(두께: 50㎛)을 합지하여 시편을 제조하였다. 제2 이형 필름 면에 상부에 오도록 상기 시편을 편평한 바닥에 높은 다음 BIC pen(단면: 원형, 직경: 0.7mm)을 자유 낙하시켰다. 그런 다음, 상기 시편에서 상기 PET 필름을 박리한 면에서 PET 필름의 내부(점착제 합지면)에서의 pen 자국이 표시되는 최초의 높이를 확인하였다. 높이가 높을수록 내충격성이 우수하며 내충격성 평가 결과 4cm 이상이면 사용 가능하다.
| 헤이즈 | 광투과율 | 저장 모듈러스 | 박리력 | 외관 | 굴곡 신뢰성 | 내충격성 |
식 1 | ||
| -20℃ | 60℃ | ||||||||
| 실시예1 | 35 | 92 | 0.09 | 0.02 | 600 | 양호 | OK | 5 | 3.15 |
| 실시예2 | 12 | 92 | 0.07 | 0.02 | 750 | 양호 | OK | 4 | 0.84 |
| 실시예3 | 35 | 92 | 0.12 | 0.02 | 650 | 양호 | OK | 6 | 4.2 |
| 실시예4 | 12 | 92 | 0.09 | 0.02 | 750 | 양호 | OK | 5 | 1.08 |
| 실시예5 | 21 | 91 | 0.09 | 0.02 | 600 | 양호 | OK | 5 | 1.89 |
| 실시예6 | 35 | 91 | 0.12 | 0.02 | 300 | 양호 | OK | 6 | 4.2 |
| 실시예7 | 40 | 87 | 0.12 | 0.02 | 400 | 양호 | OK | 5 | 4.8 |
| 실시예8 | 62 | 92 | 0.2 | 0.02 | 250 | 양호 | OK | 6 | 12.4 |
| 비교예1 | 80 | 93 | 0.7 | 0.02 | 150 | 양호 | NG | 7 | 56 |
| 비교예2 | 100 | 94 | 측정불가 | 측정불가 | 측정불가 | 불량 | NG | 9 | - |
| 비교예3 | 2 | 91 | 0.08 | 0.02 | 800 | 양호 | OK | 3 | 0.16 |
| 비교예4 | 0.5 | 91 | 0.09 | 800 | 800 | 양호 | OK | 3 | 0.045 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이고 굴곡 신뢰성이 우수하였다. 또한, 본 발명의 점착 필름은 박리력과 외관이 우수하였으며, 내충격성이 우수하였다. 따라서, 상기 표 2에서 보여지지 않았지만, 본 발명의 점착 필름을 구비하는 광학 표시 장치는 우수한 굴곡 신뢰성을 가지며, 외부의 충격으로부터 광학 표시 장치 패널의 손상을 최소화하여 신뢰성이 우수하고, 편광판 없이도 반사 방지 기능을 구현하여 비 구동 상태에서 화면의 블랙 시감이 개선되며, 구동 상태에서 화면의 품질이 우수할 것으로 예상된다.
반면에, 비교예 1, 비교예 3, 비교예 4의 점착 필름은 본 발명의 구성을 만족하지 못하였다. 비교예 2는 유기 입자가 과량으로 포함되어 점착 필름 자체가 형성되지 못하였기 때문에 모듈러스 박리력 등의 측정이 불가하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (20)
- 광학 표시 장치로서,
광학 표시 장치용 패널 및 상기 광학 표시 장치용 패널의 적어도 일면에 적층된 점착 필름을 포함하고,
상기 점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이고,
상기 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상이고,
상기 광학 표시 장치는 편광판을 포함하지 않는 것인, 광학 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광학 표시 장치는 반사 방지 필름을 포함하지 않는 것인, 광학 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 점착 필름은 60℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하인 것인, 광학 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 점착 필름은 하기 식 1의 값이 0.5 내지 20인 것인, 광학 표시 장치:
[식 1]
A x B
(상기 식 1에서, A는 점착 필름의 헤이즈(단위: %)
B는 점착 필름의 -20℃에서의 저장 모듈러스(단위: MPa)).
- 제1항에 있어서, 상기 점착 필름은 광 투과율이 80% 이상인 것인, 광학 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 점착 필름은 유리판에 대한 박리력이 250gf/inch 이상인 것인, 광학 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 점착 필름은 점착 필름용 매트릭스 및 상기 점착 필름용 매트릭스에 함침된 유기 입자를 포함하는 것인, 광학 표시 장치.
- 바인더, 경화제 및 유기 입자를 포함하는 점착 필름용 조성물로 형성되는 점착 필름으로서,
상기 점착 필름은 -20℃에서 저장 모듈러스가 0.5MPa 이하이고,
상기 점착 필름은 헤이즈가 3% 이상인 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 유기 입자는 비-코어 쉘 형의 유기 입자를 포함하는 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 유기 입자는 평균 입경(D50)이 0.1㎛ 내지 30㎛인 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 유기 입자는 폴리메틸메타아크릴레이트; 폴리스티렌; 메틸 메타아크릴레이트와 스티렌의 공중합체; 메틸 메타아크릴레이트와 스티렌을 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 유기 입자는 상기 바인더 100중량부에 대해 0.001중량부 내지 1.5중량부로 포함되는 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 바인더는 (메트)아크릴계 공중합체이고, 상기 (메트)아크릴계 공중합체와 상기 경화제는 점착 필름용 매트릭스를 형성하고,
상기 점착 필름용 매트릭스는 상기 유기 입자 대비 굴절률이 낮은 것인, 점착 필름.
- 제13항에 있어서, 상기 유기 입자와 상기 점착 필름용 매트릭스의 굴절률 차이는 1.0 이하인 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 점착 필름 중 무기 입자가 더 함침된 것인, 점착 필름.
- 제15항에 있어서, 상기 무기 입자는 상기 유기 입자 대비 굴절률이 높은 것인, 점착 필름.
- 제15항에 있어서, 상기 무기 입자는 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나 중 1종 이상을 포함하는 것인, 점착 필름.
- 제15항에 있어서, 상기 무기 입자는 상기 바인더 100중량부에 대해 0중량부 초과 10중량부 이하로 포함되는 것인, 점착 필름.
- 제8항에 있어서, 상기 점착 필름은 하기 식 1의 값이 0.5 내지 20인 것인, 점착 필름:
[식 1]
A x B
(상기 식 1에서, A는 점착 필름의 헤이즈(단위: %)
B는 점착 필름의 -20℃에서의 저장 모듈러스(단위: MPa)).
- 제8항에 있어서, 상기 점착 필름은 유리판에 대한 박리력이 250gf/inch 이상인 것인, 점착 필름.
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