KR20230127766A - 기능층을 갖는 복합 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

기능층을 갖는 복합 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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박준기
우석종
편승용
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Abstract

일 구현예에 따른 복합 필름은 대전방지성, 방오성, 내약품성을 위한 단일 기능층에 아크릴레이트계 바인더 및 아크릴아마이드계 모노머를 이용하여 기재와의 부착력이 저하되지 않으면서 유연한 특성을 나타내므로 플렉서블 디스플레이 장치의 커버 윈도우로 적용될 수 있다.

Description

기능층을 갖는 복합 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{COMPOSITE FILM WITH FUNCTIONAL LAYER AND DISPLAY DEVICE COMPRISING SAME}
구현예는 대전방지성, 방오성, 내약품성을 위한 기능층을 가지는 복합 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 기술은 IT 기기의 발달에 따른 수요에 힘입어 거듭 발전하고 있고, 최근 대화면과 휴대성이 동시에 요구되는 모바일 기기 분야에서, 외력에 따라 유연성 있게 휘어지거나 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이(flexible display) 장치가 선호되고 있다. 특히 폴더블(foldable) 디스플레이 장치는 사용하지 않을 때는 접어서 작게 만들어 휴대성을 높이고, 사용할 때는 넓게 펼쳐서 대화면을 구현할 수 있는 것이 큰 장점이다.
이들 플렉서블 디스플레이 장치에 적용되는 커버 윈도우로는 고분자 필름이 선호되고 있으며, 예를 들어 폴리아마이드-이미드(PAI)와 같은 폴리이미드계 필름은 투명하고 유연하면서도 기계적 특성이 우수하여 널리 사용되고 있다.
그러나 이러한 폴리이미드계 필름은 외부의 스크래치로부터 취약하고, 그 외에도 커버 윈도우에 요구되는 지문방지, 대전방지 등의 특성 면에서 보다 개선이 필요하다.
예를 들어, 한국 등록특허 제 20147367 호는 폴리아마이드-이미드(PAI) 수지로 이루어진 기재층 상에 하드코팅층 및 지문방지층이 형성된 커버 윈도우용 필름과 이를 플렉서블 디스플레이에 적용하는 구성을 개시하고 있다.
한국 등록특허 제 2147367 호
아웃폴딩 형태와 같이 디스플레이의 전면이 외부로 노출되는 플렉서블 디스플레이 장치의 경우, 커버 윈도우가 유연한 특성을 가지면서 다양한 기능들(대전방지성, 방오성, 내약품성)을 가질 것이 요구된다. 그러나 이를 위해 다수의 기능층을 형성할 경우 공정이 복잡해지는 문제가 있고, 또는 다양한 기능을 단일층으로 구현할 경우 기재에 대한 부착력이 저하되는 문제가 있었다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 아크릴레이트계 바인더 및 아크릴아마이드계 모노머를 단일 기능층에 도입함으로써, 상기 기능층이 대전방지제, 방오제 등의 첨가제들을 더 포함하더라도 기재와의 부착력이 저하되지 않는 필름을 구현할 수 있었다.
따라서 이하 구현예를 통해, 대전방지성, 방오성, 내약품성을 위한 기능층을 가지는 복합 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 형성된 기능층을 포함하고, 상기 기능층은 아크릴레이트계 바인더; 및 아크릴아마이드계 모노머를 포함하는, 복합 필름이 제공된다.
다른 구현예에 따르면, 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 전면 상에 배치된 커버 윈도우를 포함하고, 상기 커버 윈도우는 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 형성된 기능층을 포함하고, 상기 기능층은 아크릴레이트계 바인더; 및 아크릴아마이드계 모노머를 포함하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 구현예에 따르면, 아크릴레이트계 바인더 및 아크릴아마이드계 모노머를 이용함으로써, 대전방지제, 방오제 등의 첨가제들을 단일 기능층에 도입하더라도 기재와의 부착력이 저하되지 않는 필름을 구현할 수 있다.
따라서, 상기 구현예에 따른 복합 필름은 단순한 공정으로 제조가 가능할 뿐만 아니라, 대전방지성, 방오성, 내약품성 등의 다양한 기능을 가지면서 유연한 특성을 나타내므로 플렉서블 디스플레이 장치의 커버 윈도우로 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 복합 필름(커버 윈도우)의 단면도이다.
도 3은 ASTM D3359 방법 B에 따른 크로스컷 테스트 평가 기준을 나타낸다.
도 4는 복합 필름의 표면에 대한 접촉각 측정 방법을 나타낸다.
도 5는 내약품성 평가를 위한 내마모시험 방법을 나타낸다.
이하 다양한 구현예와 실시예를 도면을 참고로 하여 구체적으로 설명한다.
이하의 구현예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장되거나 생략될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상/하에 형성되거나 서로 연결 또는 결합된다는 기재는, 이들 구성요소 간에 직접 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성, 연결 또는 결합되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 대상을 관찰하는 방향에 따라 달라질 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 각 구성요소를 지칭하는 용어는 다른 구성요소들과 구별하기 위해 사용되는 것이며, 구현예의 범위를 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 "포함"한다는 기재는 특정 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분을 구체화하기 위한 것이며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 특성, 영역, 단계, 공정, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성 요소들은 상기 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로 구별하는 목적으로 사용된다.
본 명세서에 기재되는 화합물 또는 고분자의 분자량, 예를 들어 수평균분자량 또는 중량평균분자량은 잘 알려진 바와 같이 탄소-12를 기준으로 한 상대적 질량으로서 단위를 기재하지 않으나, 필요에 따라 동일한 수치의 몰 질량(g/mol)인 것으로 이해하여도 무방하다.
본 명세서에서 "치환된"이라는 것은 특별한 기재가 없는 한, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미도기, 히드라진기, 히드라존기, 에스테르기, 케톤기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 C4-C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기 및 치환 또는 비치환된 C4-C30 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미하고, 서로 인접한 두 치환기는 연결되어 고리를 형성할 수도 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도이다.
도 1을 참조하여, 일 구현예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(20); 및 상기 디스플레이 패널(20)의 전면(시인면) 상에 배치된 커버 윈도우(10)를 포함한다. 구체적으로, 상기 디스플레이 장치(1)는 커버 윈도우(10), 디스플레이 패널(20), 기판(30) 및 이들을 보호하는 프레임(40)를 포함한다. 또한 상기 커버 윈도우(10) 및 상기 디스플레이 패널(20) 사이에 접착층이 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 접착층은 광학적으로 투명한 접착제를 포함할 수 있다.
상기 구현예에 따른 디스플레이 장치는 유연성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 플렉서블 디스플레이 장치 또는 폴더블 디스플레이 장치일 수 있다.
상기 디스플레이 패널(20)은 액정 디스플레이(LCD) 패널일 수 있다. 또는, 상기 디스플레이 패널(20)은 유기발광 디스플레이(OLED) 패널일 수 있다. 상기 유기발광 디스플레이 장치는 전면 편광판 및 유기발광 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 상기 전면 편광판은 상기 유기발광 디스플레이 패널의 전면 상에 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 전면 편광판은 상기 유기발광 디스플레이 패널에서, 영상이 표시되는 면에 접착될 수 있다. 상기 유기발광 디스플레이 패널은 픽셀 단위의 자체 발광에 의해서, 영상을 표시한다. 상기 유기발광 디스플레이 패널은 유기발광 기판 및 구동기판을 포함한다. 상기 유기발광 기판은 픽셀에 각각 대응되는 복수의 유기발광 유닛들을 포함한다. 상기 유기발광 유닛들은 각각 음극, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층 및 양극을 포함한다. 상기 구동기판은 상기 유기발광 기판에 구동적으로 결합된다. 즉, 상기 구동 기판은 상기 유기발광 기판에 구동 전류 등과 같은 구동 신호를 인가할 수 있도록 결합될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 구동기판은 상기 유기발광 유닛들에 각각 전류를 인가하여, 상기 유기발광 기판을 구동할 수 있다.
상기 디스플레이 장치(1)에는 커버 윈도우(10)로서 일 구현예에 따른 복합 필름이 적용된다.
도 2는 일 구현예에 따른 복합 필름(커버 윈도우)의 단면도이다.
도 2를 참조하여, 일 구현예에 따른 복합 필름(10)은 기재 필름(100); 및 상기 기재 필름(100) 상에 형성된 기능층(200)을 포함하고, 상기 기능층(200)은 아크릴레이트계 바인더; 및 아크릴아마이드계 모노머를 포함한다.
복합 필름의 특성
상기 복합 필름은 커버 윈도우로 적용될 수 있는 특성을 갖는다.
상기 구현예에 따른 복합 필름은 광 투과율, 예를 들어 가시광 평균 투과율이 특정 수준 이상일 수 있고 이에 따라 디스플레이 장치의 커버 윈도우에 적용되기 유리하다. 예를 들어, 상기 필름의 광 투과율은 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 82% 이상, 83% 이상, 85% 이상, 또는 90% 이상일 수 있다. 한편, 상기 필름의 광 투과율 범위의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 100% 이하, 95% 이하, 또는 90% 이하일 수 있다. 이와 같은 투과율은 예를 들어 ASTM D1003 표준에 따라 측정될 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 복합 필름은 헤이즈가 특정 수준 이하일 수 있고 이에 따라 디스플레이 장치의 커버 윈도우에 적용되기 유리하다. 예를 들어, 상기 필름의 헤이즈는 5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 또는 1.5% 이하일 수 있다. 한편, 상기 필름의 헤이즈 범위의 하한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 0% 이상, 0.5% 이상, 또는 1% 이상일 수 있다. 이와 같은 헤이즈는 예를 들어 ASTM D1003 표준에 따라 측정될 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 복합 필름은 90% 이상의 광 투과율 및 1.5% 이하의 헤이즈를 가질 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 복합 필름은 커버 윈도우로 적용될 수 있는 표면 경도를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 복합 필름의 기능층의 표면 경도는 HB 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 복합 필름의 기능층의 표면 경도는 H 이상 또는 2H 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 복합 필름에 대하여, ISO 14577-1:2002(E) 표준에 따라 나노인덴테이션 시험으로 측정되는 상기 기능층 표면의 비커스 경도(HV)가 30 N/mm2 이상일 수 있고, 보다 구체적으로 35 N/mm2 이상, 40 N/mm2 이상, 또는 45 N/mm2 이상일 수 있다.
특히 상기 구현예에 따른 복합 필름은 상기 기능층과 상기 기재 필름 간의 부착력이 우수하다. 예를 들어, 상기 기능층의 표면에 대해 ASTM D3359 표준에 따라 크로스컷 테스트한 결과가 3B 이상일 수 있고, 구체적으로 4B 이상, 또는 보다 구체적으로 5B일 수 있다.
상기 크로스컷 테스트는 샘플 표면에 일정 간격으로 격자 형태로 컷팅하고 점착 테이프를 붙였다가 떼어낸 뒤, 박편이 발생하지 않은 격자 단위의 개수를 측정하는 것이다. ASTM D3359 표준(방법 B)에 따르면, 전체 격자 단위의 개수 대비 박편이 발생하지 않은 격자 단위의 개수의 백분율에 따라 5개의 등급(0B에서 5B까지)으로 나누어 평가되며, 상기 등급 숫자가 클 수록 층간 밀착력이 우수함을 의미한다(도 3 참조).
또한 상기 구현예에 따른 복합 필름은 우수한 대전방지성이 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기능층의 표면 저항은 1 x 1013 Ω/□ 이하일 수 있다. 이에 따라 상기 복합 필름이 공정 중에 또는 사용 중에 발생할 수 있는 정전기를 방지하여 표면 품질을 유지할 수 있다. 구체적으로, 상기 기능층의 표면 저항은 1 x 1012 Ω/□ 이하, 또는 1 x 1011 Ω/□ 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 기능층의 표면 저항은 1 x 106 Ω/□ 내지 1 x 1013 Ω/□, 1 x 106 Ω/□ 내지 1 x 1011 Ω/□, 1 x 108 Ω/□ 내지 1 x 1011 Ω/□, 또는 1 x 1010 Ω/□ 내지 1 x 1011 Ω/□일 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 복합 필름은 우수한 방오성을 가질 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 기능층의 표면에 측정한 수 접촉각(초기 접촉각, 도 4 참조)이 100°이상일 수 있고, 보다 구체적으로 105°이상, 110°이상, 100°내지 150°, 또는 100°내지 130°일 수 있다.
특히 상기 구현예에 따른 복합 필름은 내구도가 높은 방오성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기능층의 표면에 에탄올(4)과 같은 유기 용매를 적용한 상태에서 내마모시험을 수행한 후(도 5 참조), 측정한 수 접촉각이 80°이상, 85°이상, 또는 90°이상일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 기능층의 표면에 순도 99.5% 이상의 에탄올 10 μL을 적용한 상태에서 내마모시험용 지우개(5)를 이용하여 1 kg 하중으로 3000 회 문지른 후에 측정한 수 접촉각이 95°이상일 수 있고, 보다 구체적으로 100°이상, 95°내지 140°, 95°내지 120°, 또는 95°내지 110°일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기능층
상기 기능층은 기재 필름 상에 형성된다.
상기 기능층은 상기 기재 필름의 물성을 개선 및 보완하여, 복합 필름의 기계적 및/또는 광학적 물성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어 상기 기능층은 상기 복합 필름의 표면 경도를 향상시키는 하드코팅층으로 기능할 수 있다. 또한 상기 기능층은 상기 복합 필름의 하드코팅층, 대전방지층, 방오층, 내약품층, 내광층, 및 이들의 복합 기능층으로 기능할 수 있다.
상기 기능층은 유기 성분, 무기 성분, 및 유무기 복합 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 기능층은 유기 수지를 포함할 수 있다. 상기 유기 수지는 경화성 수지, 구체적으로 열 경화성 수지 또는 UV 경화성 수지를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 기능층은 경화성 코팅층일 수 있다. 상기 유기 수지는 바인더의 역할을 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 기능층은 아크릴레이트계 바인더를 포함한다.
상기 아크릴레이트계 바인더의 함량은 상기 기능층의 중량을 기준으로 30 내지 95 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴레이트계 바인더의 함량은 기능층의 중량을 기준으로 40 내지 90 중량%, 또는 50 내지 80 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴레이트계 바인더는 우레탄 아크릴레이트계 화합물 및 에폭시 아크릴레이트계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 아크릴레이트계 바인더는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 및 아크릴레이트계 모노머를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 아크릴레이트계 바인더는 9~18 관능기를 가지는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 및 1~15 관능기를 가지는 아크릴레이트계 모노머를 포함할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 화합물은 우레탄 결합을 반복 단위로 포함하며, 복수 개의 관능기를 가질 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 화합물은 디이소시아네이트 화합물과 폴리올이 반응하여 형성된 우레탄 화합물의 말단이 아크릴레이트기로 치환된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 디이소시아네이트 화합물은 탄소수 4 내지 12의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 탄소수 6 내지 20의 방향족 디이소시아네이트 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 폴리올은 2 내지 4개의 하이드록시기(-OH)를 포함하며, 탄소수가 4 내지 12인 직쇄형, 분지형 또는 고리형 지방족 폴리올 화합물 또는 탄소수가 6 내지 20인 방향족 폴리올 화합물일 수 있다. 상기 아크릴레이트기에 의한 말단 치환은 이소시아네이트기(-NCO)와 반응할 수 있는 관능기를 갖는 아크릴레이트계 화합물에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 히드록시기, 아민기 등을 갖는 아크릴레이트계 화합물이 사용될 수 있으며, 탄소수 2 내지 10의 히드록시알킬 아크릴레이트 또는 아미노알킬 아크릴레이트가 사용될 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 화합물은 1 내지 18개의 관능기를 포함할 수 있고, 구체적으로, 2 내지 18개, 5 내지 18개, 또는 9 내지 18개의 관능기를 포함할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 화합물의 예로서는 중량평균분자량 1400 내지 25000의 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 1700 내지 16000의 3관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 500 내지 2000의 4관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 818 내지 2600의 6관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 2500 내지 5500의 9관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 3200 내지 3900의 10관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 2300 내지 20000의 15관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 화합물의 유리전이온도(Tg)는 -80℃ 내지 100℃, -80℃ 내지 90℃, -80℃ 내지 80℃, -80℃ 내지 70℃, -80℃ 내지 60℃, -70℃ 내지 100℃, -70℃ 내지 90℃, -70℃ 내지 80℃, -70℃ 내지 70℃, -70℃ 내지 60℃, -60℃ 내지 100℃, -60℃ 내지 90℃, -60℃ 내지 80℃, -60℃ 내지 70℃, -60℃ 내지 60℃, -50℃ 내지 100℃, -50℃ 내지 90℃, -50℃ 내지 80℃, -50℃ 내지 70℃, 또는 -50℃ 내지 60℃일 수 있다.
상기 에폭시 아크릴레이트계 화합물은 1 내지 10개의 관능기를 포함할 수 있다. 상기 에폭시 아크릴레이트계 화합물의 예로서는 중량평균분자량 100 내지 300의 1관능 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 250 내지 2000의 2관능 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 1000 내지 3000의 4관능 에폭시 아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 에폭시 아크릴레이트계 화합물의 에폭시 당량은 50 g/eq 내지 300 g/eq, 50 g/eq 내지 200 g/eq, 또는 50 g/eq 내지 150 g/eq일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 기능층은 아크릴아마이드계 모노머를 포함한다.
상기 아크릴아마이드계 모노머는 대전방지제와 같은 다양한 기능성 첨가제를 단일 기능층에 도입 시에 발생할 수 있는 기재와의 부착력 저하를 방지해 주는 역할을 할 수 있다.
일례로서, 상기 아크릴아마이드계 모노머는 화학식 (I)로 표시될 수 있다.
(I)
여기서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 1가의 C6-C30 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 1가의 C4-C30 헤테로 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 1가의 C6-C30 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 1가의 C4-C30 헤테로 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30 알키닐기일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 아크릴아마이드계 모노머는 N,N-디메틸아크릴아마이드, N-히드록시에틸아크릴아마이드, 디아세톤아크릴아마이드, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아마이드, N,N-디에틸아크릴아마이드, 및 N-이소프로필아크릴아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 아크릴아마이드계 모노머는 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부 대비 0 중량부 초과 내지 40 중량부 이하의 양으로 포함될 수 있다.
예를 들어 상기 아크릴아마이드계 모노머의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 0 중량부 초과, 1 중량부 이상, 5 중량부 이상, 10 중량부 이상, 15 중량부 이상, 또는 20 중량부 이상일 수 있다. 또한 상기 아크릴아마이드계 모노머의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 40 중량부 이하, 30 중량부 이하, 또는 25 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴아마이드계 모노머의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 25 중량부, 10 중량부 내지 20 중량부, 10 중량부 내지 15 중량부, 또는 15 중량부 내지 20 중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일례로서, 상기 기능층은 대전방지제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 대전방지제는 이온계 계면활성제 및 전도성 고분자 중에서 선택되는 적어도 1종을 포함할 수 있다.
상기 이온계 계면 활성제는 구체적으로 암모늄 염 또는 4급 알킬암모늄 염 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 암모늄 염 및 4급 알킬암모늄 염은 염화물, 브롬화물 등의 할로겐화물을 포함할 수 있다.
상기 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 대전방지제는 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 대전방지제는 폴리에틸렌디옥시티오펜 폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 대전방지제의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 0 중량부 초과, 0.1 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 1 중량부 이상, 또는 3 중량부 이상일 수 있고, 또한 15 중량부 이하, 10 중량부 이하, 7 중량부 이하, 5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 또는 1 중량부 이하일 수 있다.
구체적으로, 상기 대전방지제가 이온계 계면활성제를 포함하는 경우, 상기 대전방지제의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 10 중량부, 또는 3 중량부 내지 7 중량부일 수 있고, 상기 대전방지제가 전도성 고분자를 포함하는 경우, 상기 대전방지제의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 3 중량부, 또는 0.3 중량부 내지 1 중량부일 수 있다.
다른 예로서, 상기 기능층은 방오제, UV 흡수제 및 광 개시제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 방오제는 예를 들어 플루오르계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 플루오르계 화합물은 퍼플루오르계 알킬기를 갖는 아크릴레이트계 화합물일 수 있으며, 구체적인 예로서 퍼플루오로헥실에틸 아크릴레이트(perfluorohexylethyl acrylate)를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 방오제의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 이상 또는 0.2 중량부 이상일 수 있고, 또한 3 중량부 이하, 1 중량부 이하, 또는 0.5 중량부 이하일 수 있으며, 구체적으로 0.1 중량부 내지 3 중량부, 또는 0.1 중량부 내지 1 중량부일 수 있다.
상기 UV 흡수제로는 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 또는 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다. 상기 UV 흡수제의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 1 중량부 이상, 3 중량부 이상 또는 5 중량부 이상일 수 있고, 또한 15 중량부 이하, 12 중량부 이하, 또는 10 중량부 이하일 수 있으며, 구체적으로 1 중량부 내지 15 중량부, 또는 3 중량부 내지 12 중량부일 수 있다.
상기 광 개시제는 예를 들어 1-히드록시-시클로헥실-페닐케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모폴린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모폴린일)-1-프로판온, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 시판하는 광 개시제로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 상기 광 개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 광 개시제의 함량은 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부를 기준으로 1 중량부 이상, 또는 3 중량부 이상일 수 있고, 또한 12 중량부 이하, 10 중량부 이하, 또는 7 중량부 이하일 수 있으며, 구체적으로 1 중량부 내지 12 중량부, 또는 3 중량부 내지 7 중량부일 수 있다.
그 외에도 상기 기능층은 계면활성제, 광 안정제, 황변 방지제, 레벨링제 또는 색상값 개선을 위한 염료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 계면활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 상기 계면활성제는 상기 기능층 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다. 이들 첨가제의 함량은 상기 기능층의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제의 함량은 상기 기능층의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 기능층은 선택적으로 필러를 더 포함할 수 있다. 상기 필러는 예를 들어 무기 입자일 수 있다. 상기 필러의 예로서는 실리카, 황산 바륨, 징크 옥사이드 또는 알루미나 등을 들 수 있다. 상기 필러의 입자 직경은 1 nm 내지 100 nm일 수 있다. 구체적으로, 상기 필러의 입자 직경은 5 nm 내지 50 nm, 또는 10 nm 내지 30 nm 일 수 있다. 상기 필러는 서로 다른 입경 분포를 가지는 무기 필러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 필러는 D50이 20 nm 내지 35 nm인 제 1 무기 필러 및 D50이 40 nm 내지 130 nm인 제 2 무기 필러를 포함할 수 있다. 상기 필러의 함량은 상기 기능층의 총 중량을 기준으로, 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상일 수 있다. 또한, 상기 필러의 함량은 상기 기능층의 총 중량을 기준으로, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하일 수 있다. 달리, 상기 기능층은 실리카 등의 무기 필러를 포함하지 않을 수 있다.
상기 기능층의 두께는 2 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 또는 10 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 50 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 또는 10 ㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 기능층의 두께는 2 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 구체적으로, 상기 기능층의 두께는 5 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 기능층은 상기 기재 필름의 표면에 직접 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 기능층과 상기 기재 필름의 사이에는 다른 층이 존재하지 않을 수 있다. 또한 상기 기능층의 양면 중에서 어느 일 면이 상기 기능층과 기재 필름 간의 계면으로 제공될 수 있다. 특히 상기 기능층은 상기 기재 필름과의 부착력이 우수하므로 안정된 막 특성을 유지하면서 상기 기재 필름의 부족한 물성을 개선 및 보완해 줄 수 있다.
상기 기능층은 상기 기재 필름 상에 기능층 조성물이 도포되고 건조 및 경화되어 형성될 수 있다.
상기 기능층 조성물은 상술한 아크릴레이트계 바인더 및 아크릴아마이드계 화합물와 함께, 대전방지제, 방오제, 광 개시제, UV 흡수제 등과 같은 첨가제와 용매를 포함할 수 있다.
상기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매; 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매; 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매; 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매의 함량은 코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로 특별히 제한되지는 않으나, 상기 기능층 조성물에 포함되는 성분들 중 고형분에 대하여, 고형분:용매의 중량비가 20:80 내지 99:1가 되도록 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 용매의 함량은 상기 기능층 조성물에 포함되는 성분들 중 고형분에 대하여, 고형분:용매의 중량비가 20:80 내지 70:30, 20:80 내지 60:40, 20:20 내지 50:50, 또는 25:75 내지 40:60이 되도록 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 용매가 상기 범위에 있을 때 적절한 유동성 및 도포성을 가질 수 있다.
상기 기능층 조성물은 바 코팅, 나이프 코팅, 롤 코팅, 블레이드 코팅, 다이 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 슬롯다이 코팅, 립 코팅, 용액 캐스팅(solution casting) 등을 통해 도포될 수 있다.
이후, 건조 공정을 통해 상기 기능층 조성물에 포함된 용매가 제거될 수 있다. 상기 건조 공정은 40℃ 내지 100℃, 바람직하게는, 40℃ 내지 80℃, 50℃ 내지 100℃, 또는 50℃ 내지 80℃의 온도 조건에서 수행될 수 있으며, 약 1분 내지 20분, 바람직하게는 1분 내지 10분, 또는 1분 내지 5분 동안 수행될 수 있다.
이후, 상기 기능층은 광 및/또는 열에 의해서 경화될 수 있다. 일례로서, 상기 기능층은 질소 분위기 하에서 UV 광이 500 mJ/cm2 내지 1000 mJ/cm2의 양으로 조사되어 경화될 수 있다.
기재 필름
상기 기재 필름은 상기 복합 필름에 기계적 특성을 제공하면서 상기 기능층의 베이스 층으로 작용한다.
상기 기재 필름은 고분자 필름일 수 있고, 또는 글래스 기판, 구체적으로 두께 약 100 ㎛ 미만의 강화 처리된 글래스 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름은 고분자 필름 또는 초박형 글래스(UTG)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기재 필름은 고분자 필름일 수 있고, 즉 상기 기재 필름은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 기재 필름은 폴리이미드계 수지 또는 폴리아마이드계 수지를 포함한다. 구체적으로 상기 기재 필름은 투명한 폴리이미드계 또는 폴리아마이드계 필름일 수 있다.
상기 폴리이미드계 수지는 디아민 화합물 및 디안하이드라이드 화합물을 포함하는 반응물들이 동시 또는 순차적으로 반응하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리이미드계 수지는 디아민 화합물 및 디안하이드라이드 화합물이 중합하여 형성된 폴리이미드계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리이미드계 수지는 디아민 화합물과 디안하이드라이드 화합물의 중합으로부터 유래하는 이미드(imide) 반복단위를 포함할 수 있다. 또한 상기 폴리이미드계 수지는 디카르보닐 화합물을 더 포함하여 중합된 것일 수 있으며, 이에 따라 디아민 화합물과 디카르보닐 화합물의 중합으로부터 유래하는 아마이드(amide) 반복단위를 더 포함하는 폴리아마이드-이미드계 중합체를 포함할 수 있다.
상기 디아민 화합물은 특별히 제한되지 아니하나, 예를 들어, 방향족 구조를 포함하는 방향족 디아민 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 디아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물일 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00002
상기 화학식 1에 있어서, E는 치환 또는 비치환된 2가의 C6-C30 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 2가의 C4-C30 헤테로 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 2가의 C6-C30 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 2가의 C4-C30 헤테로 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알키닐렌기, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -C(CH3)2- 및 -C(CF3)2- 중에서 선택되고; e는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고, e가 2 이상일 경우 E는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1의 (E)e는 하기 화학식 1-1a 내지 1-14a로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 화학식 1의 (E)e는 하기 화학식 1-1b 내지 1-13b로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
더욱 구체적으로, 상기 화학식 1의 (E)e는 상기 화학식 1-6b로 표시되는 그룹일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 디아민 화합물은 불소함유 치환기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 디아민 화합물은 불소함유 치환기를 갖는 화합물로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 불소함유 치환기는 불소화 탄화수소기일 수 있고, 구체적으로는 트리플루오로메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에서, 상기 디아민 화합물은 1 종의 디아민 화합물을 사용할 수 있다. 즉, 상기 디아민 화합물은 단일 성분으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 디아민 화합물은 하기와 같은 구조를 갖는 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, TFDB)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 디안하이드라이드 화합물은 복굴절값이 낮기 때문에 상기 폴리이미드계 수지를 포함하는 필름의 투과도와 같은 광학 물성의 향상에 기여할 수 있다.
상기 디안하이드라이드 화합물은 특별히 제한되지 아니하나, 방향족 구조를 포함하는 방향족 디안하이드라이드 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 방향족 디안하이드라이드 화합물은 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.
<화학식 2>
상기 화학식 2에 있어서, G는 치환 또는 비치환된 4가의 C6-C30 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 4가의 C4-C30 헤테로 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 4가의 C6-C30 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 4가의 C4-C30 헤테로 방향족 고리기이고, 상기 지방족 고리기, 상기 헤테로 지방족 고리기, 상기 방향족 고리기 또는 상기 헤테로 방향족 고리기가 단독으로 존재하거나, 서로 접합되어 축합고리를 형성하거나, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알키닐렌기, -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -C(CH3)2- 및 -C(CF3)2- 중에서 선택된 연결기에 의해 연결되어 있다.
상기 화학식 2의 G는 하기 화학식 2-1a 내지 2-9a로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2의 G는 상기 화학식 2-8a로 표시되는 그룹일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 디안하이드라이드 화합물은 불소 함유 치환기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 디안하이드라이드 화합물은 불소 함유 치환기를 갖는 화합물로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 불소함유 치환기는 불소화 탄화수소기일 수 있고, 구체적으로는 트리플루오로메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현예에서, 상기 디안하이드라이드 화합물은 1종의 단일 성분 또는 2종의 혼합 성분으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 디안하이드라이드 화합물은 하기와 같은 구조를 갖는 2,2'-비스(3,4-디카복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드(2,2'-bis-(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 6-FDA)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 디아민 화합물 및 상기 디안하이드라이드 화합물이 중합하여 폴리아믹산을 생성할 수 있다.
이어서, 상기 폴리아믹산은 탈수 반응을 통하여 폴리이미드로 전환될 수 있다. 상기 폴리이미드는 하기 화학식 A로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
<화학식 A>
상기 화학식 A에 있어서, E, G 및 e에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
예를 들어, 상기 폴리이미드는 하기 화학식 A-1로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화학식 A-1>
상기 화학식 A-1의 n은 1 내지 400의 정수일 수 있다.
상기 디카르보닐 화합물은 특별히 제한되지 아니하나, 예를 들어, 하기 화학식 3의 화합물일 수 있다.
<화학식 3>
상기 화학식 3에 있어서, J는 치환 또는 비치환된 2가의 C6-C30 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 2가의 C4-C30 헤테로 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 2가의 C6-C30 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 2가의 C4-C30 헤테로 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 C1-C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30 알키닐렌기, -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -C(CH3)2- 및 -C(CF3)2- 중에서 선택되고; j는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고, j가 2 이상일 경우 J는 서로 동일하거나 상이하며; X는 할로겐 원자이다. 구체적으로, X는 F, Cl, Br, I 등일 수 있다. 더욱 구체적으로, X는 Cl일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 3의 (J)j는 하기 화학식 3-1a 내지 3-14a로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 화학식 3의 (J)j는 하기 화학식 3-1b 내지 3-8b로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
더욱 구체적으로, 상기 화학식 3의 (J)j는 상기 화학식 3-1b로 표시되는 그룹, 상기 화학식 3-2b로 표시되는 그룹 또는 3-3b로 표시되는 그룹일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 디카르보닐 화합물은 서로 상이한 적어도 2 종의 디카르보닐 화합물을 혼합 사용할 수 있다. 상기 디카르보닐 화합물이 2 종 이상 사용되는 경우, 상기 디카르보닐 화합물은 상기 화학식 3에서 (J)j가 상기 화학식 3-1b 내지 3-8b로 표시되는 그룹 중에서 선택되는 2종 이상이 사용될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 디카르보닐 화합물은 방향족 구조를 포함하는 방향족 디카르보닐 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 디카르보닐 화합물은 제 1 디카르보닐 화합물 및/또는 상기 제 1 디카르보닐 화합물과 상이한 제 2 디카르보닐 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제 1 디카르보닐 화합물 및 상기 제 2 디카르보닐 화합물은 각각 방향족 디카르보닐 화합물(aromatic dicarbonyl compound)일 수 있다.
상기 제 1 디카르보닐 화합물 및 상기 제 2 디카르보닐 화합물이 서로 상이한 방향족 디카르보닐 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다.
상기 제 1 디카르보닐 화합물 및 상기 제 2 디카르보닐 화합물이 각각 방향족 디카르보닐 화합물인 경우, 벤젠 고리를 포함하고 있으므로, 제조된 폴리아마이드-이미드 수지를 포함하는 필름의 표면 경도 및 인장 강도와 같은 기계적 물성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
상기 디카르보닐 화합물은 하기와 같은 구조를 갖는 테레프탈로일클로라이드(terephthaloyl chloride, TPC), 이소프탈로일클로라이드(isophthaloyl chloride, IPC), 1,1'-비페닐-4,4'-디카르보닐디클로라이드(1,1'-biphenyl-4,4'-dicarbonyl dichloride, BPDC) 또는 이의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제 1 디카르보닐 화합물은 BPDC를 포함할 수 있고, 상기 제 2 디카르보닐 화합물은 TPC를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 제 1 디카르보닐 화합물로서 BPDC, 상기 제 2 디카르보닐 화합물로서 TPC를 적절하게 조합하여 사용하는 경우, 제조된 폴리아마이드-이미드계 수지를 포함하는 필름은 높은 내산화성을 가질 수 있다.
또는 상기 제 1 디카르보닐 화합물은 IPC(isophthaloyl chloride)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 디카르보닐 화합물은 TPC를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 제 1 디카르보닐 화합물로서 IPC, 상기 제 2 디카르보닐 화합물로서 TPC를 적절하게 조합하여 사용하는 경우, 제조된 폴리아마이드-이미드계 수지를 포함하는 필름이 높은 내산화성을 가질 수 있으며, 제조 비용이 절감될 수 있다.
상기 디아민 화합물 및 상기 디카르보닐 화합물이 중합하여 하기 화학식 B로 표시되는 반복단위를 형성할 수 있다.
<화학식 B>
상기 화학식 B에 있어서, E, J, e 및 j에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
예를 들면, 상기 디아민 화합물 및 상기 디카르보닐 화합물이 중합하여 화학식 B-1 및 B-2로 표시되는 아마이드(amide) 반복단위를 형성할 수 있다.
<화학식 B-1>
상기 화학식 B-1의 x는 1 내지 400의 정수이다.
<화학식 B-2>
상기 화학식 B-2의 y는 1 내지 400의 정수이다.
다른 구현예에 따르면, 상기 기재 필름은 폴리에스테르계 수지를 포함하고, 구체적으로 기재 필름은 투명한 폴리에스테르계 필름일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 수지는 디카르복실산과 디올이 중축합된 단일중합체 수지 또는 공중합체 수지일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르계 수지는 상기 단일중합체 수지 또는 공중합체 수지가 혼합된 블렌드 수지일 수 있다.
상기 디카르복실산의 예로는 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, 석신산, 3,3-디에틸석신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라인산, 세바스산, 수베르산, 도데카디카르복실산 등이 있다.
또한, 상기 디올의 예로는 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, 비스(4-하이드록시페닐)설폰 등이 있다.
바람직하게는, 상기 폴리에스테르계 수지는 결정성이 우수한 방향족 폴리에스테르계 수지일 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 주성분으로 할 수 있다.
상기 기재 필름이 폴리에스테르계 필름일 경우, 상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에스테르계 수지, 구체적으로 PET 수지를 약 85 중량% 이상 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 폴리에스테르계 필름은 PET 수지 이외에 다른 폴리에스테르계 수지를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 약 15 중량% 이하의 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 필름은 약 0.1 내지 10 중량%, 또는 약 0.1 내지 5 중량%의 PEN 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 조성에 따라 폴리에스테르계 필름이 가열, 연신 등을 거치는 제조 과정에서 결정화도가 상승하고, 인장강도 등의 기계적 물성이 향상될 수 있다.
상기 기재 필름은 고분자 수지 외에 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 황산바륨, 실리카 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 기재 필름은 상기 필러를 포함함으로써, 조도 및 권취성을 향상시킬 수 있고, 또한 필름 제작 시 주행성 및 스크래치 개선 효과를 향상시킬 수 있다.
상기 필러의 입경은 0.01㎛ 이상 내지 1.0㎛ 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 필러의 입경은 0.05㎛ 내지 0.9㎛ 또는 0.1㎛ 내지 0.8㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 필러는 상기 기재 필름의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 3 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 필러는 상기 기재 필름의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 2.5 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 또는 0.2 내지 1.7 중량%의 양으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름의 두께는 20 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상, 또는 100 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 500 ㎛ 이하, 400 ㎛ 이하, 300 ㎛ 이하, 또는 200 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 기재 필름의 두께는 20 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로 40 ㎛ 내지 200 ㎛, 또는 50 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.
상기 기재 필름은 일정 수준의 광학적 특성과 기계적 특성을 가질 수 있다.
상기 기재 필름의 헤이즈는 3% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 헤이즈는 2% 이하, 1.5% 이하 또는 1% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름의 황색도(yellow index, YI)는 5 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 황색도는 4 이하, 3.8 이하, 2.8 이하, 2.5 이하, 2.3 이하 또는 2.1 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름의 모듈러스는 5 GPa 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 모듈러스는 5.2 GPa 이상, 5.5 GPa 이상, 6.0 GPa 이상, 10 GPa 이하, 5 GPa 내지 10 GPa 또는 7 GPa 내지 10 GPa일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 광 투과율은 85% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 80% 내지 99%, 80% 내지 99%, 또는 85% 내지 99%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름의 압축 강도는 0.4 kgf/㎛ 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재 필름의 압축 강도는 0.45 kgf/㎛ 이상 또는 0.46 kgf/㎛ 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름의 표면 경도는 HB 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 기재 필름의 표면 경도는 H 이상 또는 2H 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름은 인장 강도가 15 kgf/mm2 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재 필름의 인장 강도는 18 kgf/mm2 이상, 20 kgf/mm2 이상, 21 kgf/mm2 이상 또는 22 kgf/mm2 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기재 필름은 신도가 15% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재 필름의 신도는 16% 이상, 17% 이상 또는 17.5% 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 기술되는 실시예들은 이해를 돕기 위한 것으로서, 구현 가능한 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
기능층 조성물 A의 제조
아래 표 1의 성분들을 용매 중에 혼합하여 기능층 조성물 A를 얻었다. 상기 용매로서 메틸이소부틸케톤(MIBK), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PM), 메틸에틸케톤(MEK) 및 에탄올의 혼합 용매를 사용하였고, 상기 기능층 조성물 A의 전체 중량을 기준으로 고형분 농도가 25~40 중량%가 되도록 상기 혼합 용매를 배합하였다.
기능층 조성물 A 성분 (용매 제외) 중량부
(고형분 기준)
바인더 9~18 관능기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100
1~15 관능기를 가지는 아크릴레이트 모노머
대전방지제 4급 암모늄계의 대전방지제 5
방오제 불소계 아크릴레이트계 0.3
UV 흡수제 벤조트리아졸 및 트리아진계 UV 흡수제 7
광 개시제 α-하이드록시알킬페논 및 아실포스핀옥사이드계 5
아크릴아마이드 N,N-디메틸아크릴아마이드 10
기능층 조성물 B의 제조
아래 표 2의 성분들을 용매 중에 배합하여 기능층 조성물 B를 얻었다. 상기 용매의 종류 및 배합량은 앞서 기능층 조성물 A와 동일하였다.
기능층 조성물 B 성분 (용매 제외) 중량부
(고형분 기준)
바인더 9~18 관능기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100
1~15 관능기를 가지는 아크릴레이트 모노머
대전방지제 4급 암모늄계의 대전방지제 5
방오제 불소계 아크릴레이트계 0.3
UV 흡수제 벤조트리아졸 및 트리아진계 UV 흡수제 7
광 개시제 α-하이드록시알킬페논 및 아실포스핀옥사이드계 5
부착력 개선제 2관능기의 아크릴 모노머(Miramer M262, M2300) 10
실시예 1: 복합 필름의 제조
상기 기능층 조성물 A를 준비하고 두께 50 ㎛의 투명한 폴리이미드계 필름(TPI, SKC사)의 일면에 메이어 바(Mayer Bar)로 코팅하였다. 이후 60℃의 온도에서 2분간 열처리하여 코팅 조성물 내 용매를 건조시키고, 질소 분위기에서 500~1000 mJ/cm2의 UV 광을 조사하였다. 그 결과 두께 약 5 ㎛의 기능층이 폴리이미드계 필름 상에 형성된 복합 필름을 얻었다.
실시예 2: 복합 필름의 제조
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 바인더 100 중량부에 대해 아크릴아마이드의 함량을 20 중량부(고형분 중량 기준)로 조절하여 복합 필름을 제조하였다.
실시예 3: 복합 필름의 제조
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 4급 암모늄계의 대전방지제 대신 유기용매계 전도성 고분자(PEDOT계) 0.5 중량부를 첨가하여 복합 필름을 제조하였다.
실시예 4: 복합 필름의 제조
상기 실시예 2와 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 4급 암모늄계의 대전방지제 대신 유기용매계 전도성 고분자(PEDOT계) 0.5 중량부를 첨가하여 복합 필름을 제조하였다.
비교예 1: 복합 필름의 제조
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 아크릴아마이드 및 대전방지제를 제외하여 복합 필름을 제조하였다.
비교예 2: 복합 필름의 제조
상기 실시예 1과 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 아크릴아마이드만 제외하여 복합 필름을 제조하였다.
비교예 3: 복합 필름의 제조
상기 기능층 조성물 B를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 복합 필름을 제조하였다.
비교예 4: 복합 필름의 제조
상기 비교예 3과 동일한 절차를 반복하되, 바인더 100 중량부에 대해 아크릴계 모노머의 함량을 20 중량부(고형분 중량 기준)로 조절하여 복합 필름을 제조하였다.
비교예 5: 복합 필름의 제조
상기 실시예 3과 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 아크릴아마이드만 제외하여 복합 필름을 제조하였다.
비교예 6: 복합 필름의 제조
상기 비교예 3과 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 4급 암모늄계의 대전방지제 대신 유기용매계 전도성 고분자(PEDOT계) 0.5 중량부를 첨가하여 복합 필름을 제조하였다.
비교예 7: 복합 필름의 제조
상기 비교예 4와 동일한 절차를 반복하되, 기능층 조성물에서 4급 암모늄계의 대전방지제 대신 유기용매계 전도성 고분자(PEDOT계) 0.5 중량부를 첨가하여 복합 필름을 제조하였다.
시험예 1: 부착력(크로스컷 테스트)
복합 필름 샘플의 기능층-기재 필름 간의 밀착력을 크로스컷 테스트에 의해 평가하였다. 기능층의 표면을 ASTM D 3359 (Method B) 표준에 따라 일정 간격의 격자 형태로 절단한 뒤, 그 위에 테이프(3M사의 ScotchTM Magic Tape)를 붙였다 떼어내어 표면에서 격자 단위의 박편이 발생하는 정도를 확인하였다. 아래의 기준에 따라 0B부터 5B까지 등급을 매겼으며, 5B인 경우 가장 우수하게 평가되었다(도 3 참조).
- 5B: 절단면이 깨끗하고 격자의 사각형이 분리되지 않음(격자 면적의 0%)
- 4B: 코팅의 작은 조각이 교차점에서 분리됨(격자 면적의 5% 미만)
- 3B: 코팅의 작은 조각이 모서리를 따라 그리고 절단 부분 교차점에서 분리됨(격자 면적의 5% 이상, 15% 미만)
- 2B: 코팅의 절단면 가장자리와 사각형 일부가 분리됨(격자 면적의 15% 이상, 35% 미만)
- 1B: 코팅이 절단면 가장자리를 따라 크게 벗겨지고 사각형이 분리됨(격자 면적의 35~65%)
- 0B: 코팅이 벗겨지고 사각형이 분리되는 정도가 더 심화됨(격자 면적의 65% 초과)
시험예 2: 표면저항
표면저항 측정기(SIMCO ion사의 ST-4)로 복합 필름 샘플의 기능층 표면에 100 V의 전압을 인가하여 저항을 측정하였다.
시험예 3: 방오성 (초기 접촉각)
접촉각 측정기(kyowa사의 DM-CE1)로 물방울 3.0 μL를 이용하여 복합 필름 샘플의 기능층 표면의 수 접촉각을 측정하였다. 초기 접촉각이 100°이상인 경우 양호한 것으로 판단할 수 있다(도 4 참조).
시험예 4: 내약품성 (내약품 시험 후 접촉각)
복합 필름 샘플의 기능층 표면에 순도 99.5% 이상의 에탄올 10 μL를 적용하고, 내마모시험 장비(대성정밀사) 및 내마모시험용 지우개(미노안사)를 이용하여 1 kg의 하중으로 에탄올이 적용된 기능층 표면을 3000 회 후 상기 시험예 3과 같은 방식으로 수 접촉각을 측정하였다. 내마모시험 후 접촉각이 95°이상인 경우 양호한 것으로 판단할 수 있다(도 5 참조).
상기 실시예 및 비교예의 구성 및 이의 시험 결과를 하기 표에 정리하였다.
구 분　 아크릴
아마이드		 아크릴
모노머		 대전방지제 크로스컷
테스트		 표면저항 초기
접촉각		 내약품시험
후 접촉각
단위 중량부* 중량부* 　 Ω/□ ° °
실시예 1 10 - 4급 암모늄계 4B 2 X 1010 111.3 98.7
실시예 2 20 - 4급 암모늄계 5B 1 X 1010 109.8 102.8
실시예 3 10 - 전도성 고분자 4B 8 X 1010 111.6 100.2
실시예 4 20 - 전도성 고분자 5B 7 X 1010 109.8 101.3
비교예 1 - - - 5B >1 X 1013 109.3 105.2
비교예 2 - - 4급 암모늄계 0B 1 X 1010 110.1 78.1
비교예 3 - 10 4급 암모늄계 0B 2 X 1010 107.8 68.3
비교예 4 - 20 4급 암모늄계 0B 1 X 1010 109.3 58.1
비교예 5 - - 전도성 고분자 0B 8 X 1010 110.3 76.2
비교예 6 - 10 전도성 고분자 0B 8 X 1010 111.0 69.3
비교예 7 - 20 전도성 고분자 0B 7 X 1010 109.9 60.3
* 아크릴레이트계 바인더 100 중량부 대비 함량 (고형분 기준)
상기 표에서 보듯이, 실시예 1 내지 4의 복합 필름은 기능층-기재 필름 간의 부착력이 높으면서 대전방지성, 방오성, 내약품성 면에서 모두 성능이 우수하였다.
반면 비교예 1의 복합 필름은 기능층-기재 필름 간의 부착력이 높더라도 대전방지성이 매우 저조하였고, 비교예 2 내지 7의 복합 필름은 대전방지성과 방오성이 양호하였지만 내약품성이 부족하였고, 특히 기능층-기재 필름 간의 부착력이 매우 저조하였다.
1: 디스플레이 장치
2: 시험 장비
3: 물
4: 에탄올
5: 지우개
Θ: 접촉각
10a: 복합 필름 샘플
10: 복합 필름(커버 윈도우)
20: 디스플레이 패널
30: 기판
40: 프레임
100: 기재 필름
200: 기능층

Claims (10)

  1. 기재 필름; 및
    상기 기재 필름 상에 형성된 기능층을 포함하고,
    상기 기능층은
    아크릴레이트계 바인더; 및
    아크릴아마이드계 모노머를 포함하는, 복합 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능층의 표면 저항이 1 x 1013 Ω/□ 이하이고,
    상기 기능층의 표면에 대해 ASTM D3359 표준에 따라 크로스컷 테스트한 결과가 3B 이상인, 복합 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능층의 표면에 순도 99.5% 이상의 에탄올 10 μL을 적용한 상태에서 내마모시험용 지우개를 이용하여 1 kg 하중으로 3000 회 문지른 후에 측정한 수 접촉각이 95°이상인, 복합 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴아마이드계 모노머는 상기 아크릴레이트계 바인더 100 중량부 대비 0 중량부 초과 내지 40 중량부 이하의 양으로 포함되는, 복합 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 바인더가 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 및 아크릴레이트계 모노머를 포함하는, 복합 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능층이 대전방지제를 더 포함하는, 복합 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기능층이 방오제, UV 흡수제 및 광 개시제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 복합 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능층이 상기 기재 필름의 표면에 직접 형성되는, 복합 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재 필름은 고분자 필름 또는 초박형 글래스(UTG)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 복합 필름.
  10. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 전면 상에 배치된 커버 윈도우를 포함하고,
    상기 커버 윈도우는
    기재 필름; 및
    상기 기재 필름 상에 형성된 기능층을 포함하고,
    상기 기능층은
    아크릴레이트계 바인더; 및
    아크릴아마이드계 모노머를 포함하는, 디스플레이 장치.
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