KR20230171527A - 다층시트 및 다층전자장치 - Google Patents

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KR20230171527A
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우석종
박준기
조형우
장광호
한권형
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에스케이마이크로웍스솔루션즈 주식회사
에스케이마이크로웍스 주식회사
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Abstract

구현예의 다층시트는 ISO 13468에 따른 전광선 투과율이 85% 이상인 투명필름; 상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층; 및 상기 투명필름의 타면 하에 배치된 탄성필름;을 포함하는 다층시트이고, 상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 180 N/mm2 이상이다. 구현예는 반복된 폴딩 또는 롤링에도 기재와 분리(delamination)가 실질적으로 발생하지 않고, 표면 경도가 우수해 긁힘, 찍힘 등에 우수하다.

Description

다층시트 및 다층전자장치 {MULTILAYER SHEET AND MULTILAYER ELECTRONIC DEVICE}
구현예는 디스플레이 등의 보호용으로 적용 가능한 다층시트 및 이를 포함하는 다층전자장치에 관한 것이다.
휴대전화, 스마트폰, 태블릿 등 모바일 기기, ATM, 키오스크 등 정보처리용 단말기 등이 다양화되면서 표면보호 시트가 다양하게 활용되고 있다. 또한, 폴더블, 플렉시블, 롤러블 등의 다양한 형태의 디스플레이 장치가 등장하면서 표면에 긁힘을 억제하는 표면 경도에 대한 요구와 함께 반복된 폴딩, 롤링 등에도 충분한 내구성을 가질 것이 요구된다. 또한, 디스플레이 화면에 적용되는 경우에는 광학특성이 요구되는 것은 물론이다.
관련 선행기술로, 국내등록특허 10-1798759, 국내등록특허 10-1810422 등이 있다.
구현예의 목적은 다층시트 및 다층전자장치에 관한 것이다. 상기 다층시트는 디스플레이 등의 보호용으로 활용도가 우수하다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 구현예인 다층시트는, ISO 13468에 따른 전광선 투과율이 85% 이상인 투명필름; 상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층; 및 상기 투명필름의 타면 하에 배치된 탄성필름;을 포함하는 다층시트이고, 상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 180 N/mm2 이상이다.
상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 탄성률 ηIT가 62 % 이상일 수 있다.
상기 탄성필름의 두께를 기준으로 상기 투명필름의 두께가 0.5 내지 3의 두께 비율을 가질 수 있다.
변형-복원지수 TR index는 아래 식 1에 따른 값이고, 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 TR index (단위: /㎛)는 0.8 이상 2 이하일 수 있다.
[식 1]
상기 식 1에서, HMd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 마르텐스 경도 값(N/(mm2*㎛))이고, CITd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 인덴테이션 크립 값(%/㎛)이고, Rcd는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 복원율 값(%/㎛)이고, HIT는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 인덴테이션 경도(N/mm2)다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 구현예인 다층시트는, 투명필름; 상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층; 상기 투명필름의 타면 하에 배치된 접착층; 및 상기 접착층 하에 배치된 탄성필름;을 포함하는 다층시트고, 상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 180 N/mm2 이상이다.
상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 인덴테이션 크립 값은 0.02 %/㎛ 내지 0.05 %/㎛ 일 수 있다.
상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 복원율은 0.4 %/㎛ 내지 1.2 %/㎛일 수 있다.
상기 탄성필름과 상기 접착층의 두께 비율은 1: 0.02 내지 1일 수 있다.
상기 다층시트는 복원율이 66 % 이상일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 구현예인 다층전자장치는 위에서 설명한 다층시트, 그리고 상기 다층시트의 하부에 배치된 발광기능층을 포함한다.
구현예의 다층시트 및 다층전자장치는 반복된 폴딩 또는 롤링에도 기재와 분리(delamination)가 실질적으로 발생하지 않고, 표면 경도가 우수해 긁힘, 찍힘 등에 우수하다. 상기 다층시트는 디스플레이용 커버시트에 활용될 수 있고, 다층전자장치에 활용도가 우수하다.
도 1은 구현예에 따른 다층시트의 구조를 단면으로 설명하는 개념도.
도 2는 다른 구현예에 따른 다층시트의 구조를 단면으로 설명하는 개념도.
도 3은 다른 구현예에 따른 다층전자장치의 구조를 단면으로 설명하는 개념도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 구성이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.
본 명세서에서, 각 층들의 상하는 도면을 기준으로 설명한다. 다만, 각 층의 위치는 도면에 제시된 위치로 한정되어 해석되지 않으며, 상하의 구별은 각 층의 위치를 설명하기 위한 상대적인 개념으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B"를 의미한다.
본 명세서에서, "제1", "제2" 또는 "A", "B"와 같은 용어는 특별한 설명이 없는 한 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
본 명세서에서 저장 모듈러스는 ASTM D4065에 따라, HITACHI社의 DMA7100 모델에서, -50 ℃ 내지 100 ℃의 범위에서 저장 모듈러스를 측정했다. 승온 속도는 5℃/min을 적용한 것을 기준으로 한다.
본 명세서에서 실온은 약 20 ℃를, 상온은 약 25 ℃를 기준으로 한다.
본 명세서에서 면내 위상차(in-plane retardation, Ro)는, 측정대상(필름 또는 시트, 이하 필름과 혼용함)의 평면 내의 직교하는 2개의 축의 굴절률의 이방성(△nxy＝｜nx-ny｜)과 두께(d)의 곱(△nxy×d)으로 정의되는 파라미터로서, 광학적 등방성 또는 이방성을 나타내는 척도이다. 또한, 상기 최소 면내 위상차(Romin)는 필름의 평면 내의 복수 지점에서 면내 위상차(Ro)를 각각 측정하였을 때, 가장 낮게 측정된 값을 의미한다.
본 명세서에서 두께 방향 위상차(thickness direction retardation, Rth)란, 필름 두께 방향의 단면에서 봤을 때의 2개의 복굴절인 △nxz(＝｜nx-nz｜) 및 △nyz(＝｜ny-nz｜)에 각각 필름 두께(d)를 곱하여 얻어지는 위상차의 평균으로 정의되는 파라미터이다. 또한, 상기 최대 두께 방향 위상차(Rthmax)는 필름의 평면 내의 복수 지점에서 두께 방향 위상차(Rth)를 각각 측정하였을 때, 가장 높게 측정된 값을 의미한다.
본 명세서에서 화합물의 명칭과 함께 병기된 문자 및/또는 숫자는 화합물 명칭에 대한 약어를 의미한다.
본 명세서에서 도면에 표시된 구성의 상대적인 크기, 두께 등은 용이한 설명을 목적으로 과장해서 표시될 수 있다.
이하, 구현예인 다층시트를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 구현예에 따른 다층시트의 구조를 단면으로 설명하는 개념도이고, 도 2는 다른 구현예에 따른 다층시트의 구조를 단면으로 설명하는 개념도이다. 도 1 및 도 2를 참고해 구현예의 다층시트를 보다 상세하게 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 구현예의 일 실시예에 따른 다층시트(100)는, 투명필름(20); 상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층(10); 및 상기 투명필름의 타면 하에 배치된 탄성필름(42);을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 구현예의 일 실시예에 따른 다층시트(100)는, 투명필름(20); 상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층(10); 상기 투명필름의 타면 하에 배치된 접착층(30); 및 상기 접착층 하에 배치된 탄성필름(42)을 포함한다.
투명필름(20)
투명필름(20)은 다층시트의 지지체로써, 코팅층과 접착층의 베이스층으로 활용될 수 있다.
투명필름(20)은 ISO 13468에 따른 전광선 투과율(광투과율)이 85% 이상인 필름이다. 투명필름(20)은 광투과율이 85 % 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 광투과율은 88% 이상, 89% 이상, 99% 이하일 수 있다. 다만, 상기 광투과율은 디스플레이 커버필름의 지지층으로 적용 가능한 정도라면 이에 한정되는 것은 아니다.
투명필름(20)의 헤이즈는 3% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 헤이즈는 2% 이하, 1.5% 이하 또는 1% 이하일 수 있다. 상기 헤이즈는 0% 초과일 수 있다. 이러한 경우 다층시트를 보다 투명하게 할 수 있다.
투명필름(20)의 투과 황색도(yellow index, YI)는 3 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 투과 황색도는 3 이하, 2.8 이하, 2.2 이하, 1.0 이하, 0.8 이하 또는 0.5 이하일 수 있다. 또, 상기 투과 황색도는 0 초과일 수 있다.
투명필름(20)은 우수한 위상차(retardation) 특성을 가질 수 있다.
투명필름(20)은 면내 위상차(Ro)가 600 nm 이하, 500 nm 이하, 400 nm 이하, 300 nm 이하, 또는 200 nm 이하일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 다층시트를 디스플레이 전면부에 적용 시, 시야각에 따른 무지개 얼룩 발생 가능성을 최소한으로 줄일 수 있다.
투명필름(20)은 최소 면내 위상차(Romin)가 200 nm 이하 또는 150 nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 최소 면내 위상차는 120 nm 이하, 100 nm 이하, 85 nm 이하, 75 nm 이하, 또는 65 nm 이하일 수 있다.
투명필름(20)은 면내 위상차의 하한값은 0 nm일 수 있고, 또는 광학특성과 기계적 물성의 균형을 위해 상기 면내 위상차(Ro)의 하한값을 10 nm 이상, 30 nm 이상, 또는 50 nm 이상으로 할 수 있다.
투명필름(20)은 두께 방향 위상차(Rth)가 4,000 이상, 5,000 nm 이상 또는 5,500 nm 이상일 수 있다.
투명필름(20)은 최대 두께 방향 위상차(Rthmax)가 6,000 nm 이상, 예를 들어, 6,500 nm 이상, 예를 들어, 7,500nm 이상, 예를 들어, 8,000 nm 이상, 예를 들어, 8,500 nm 이상일 수 있다.
투명필름(20)은 면내 위상차(Ro)에 대한 두께 방향 위상차(Rth)의 비(Rth/Ro)가 10 이상, 15 이상 또는 20 이상일 수 있다. 면내 위상차(Ro)는 작을수록, 두께 방향 위상차(Rth)는 클수록 무지개 얼룩이 생기는 것을 방지하는데 유리하므로 양 수치의 비(Rth/Ro)는 크게 유지되는 것이 좋다.
투명필름(20)은 최소 면내 위상차(Romin)에 대한 최대 두께 방향 위상차(Rthmax)의 비(Rthmax/Romin)가 30 이상, 40 이상, 50 이상, 또는 60 이상일 수 있다.
위에서 설명한 특성을 갖는 투명필름은 분자의 배향도가 커서 결정화가 촉진되어 적절한 수준 이상의 기계적 물성을 가질 수 있고, 무지개 얼룩 발생 가능성을 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 위상차는 두께 40 ㎛ 내지 50 ㎛인 투명필름(20)에서 측정한 값을 기준으로 한다.
투명필름(20)은 인장 강도가 15 kgf/mm2 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 인장 강도는 18 kgf/mm2 이상, 20 kgf/mm2 이상, 21 kgf/mm2 이상 또는 22 kgf/mm2 이상일 수 있다.
투명필름(20)은 신도가 15% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 신도는 16% 이상, 17% 이상 또는 17.5% 이상일 수 있다.
투명필름(20)의 모듈러스는 2.5 GPa 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 모듈러스는 3 GPa 이상, 3.5 GPa 이상, 3.8 GPa 이상, 또는 4.0 GPa 이상일 수 있다. 상기 모듈러스는 10 GPa 이하, 또는 8 GPa일 수 있다.
투명필름(20)의 압축 강도는 0.4 kgf/㎛ 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 압축 강도는 0.45 kgf/㎛ 이상 또는 0.46 kgf/㎛ 이상일 수 있다.
투명필름(20)으로, 폴리에스테르계 필름이 적용될 수 있다.
투명필름(20)으로, 폴리이미드계 필름이 적용될 수 있다.
투명필름(20)으로, 폴리아마이드계 필름이 적용될 수 있다.
투명필름(20)으로, 폴리이미드-아마이드계 필름이 적용될 수 있다.
예시적으로 상기 투명필름(20)은 투명 폴리에스테르계 필름일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에스테르계 수지를 포함하는 것일 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 투명필름(20)이 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 중량% 내지 10 중량%, 또는 약 0.1 중량% 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 투명필름(20)은 폴리에스테르계 수지 외에 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 황산바륨, 실리카 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 투명필름(20)은 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 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 투명필름(20)의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 3 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 필러는 상기 투명필름(20)의 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 투명필름(20)의 두께는 15 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 55 ㎛ 이상, 65 ㎛ 이상, 75 ㎛ 이상, 또는 100 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 500 ㎛ 이하, 400 ㎛ 이하, 300 ㎛이하, 200 ㎛이하, 120 ㎛이하, 95 ㎛이하, 또는 85 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 투명필름(20)의 두께는 15 ㎛ 내지 120 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로 20 ㎛ 내지 95 ㎛, 또는 25 ㎛ 내지 85 ㎛일 수 있다. 이러한 두께 범위에서 충분한 기계적 물성과 함께 우수한 광학 특성을 얻을 수 있다.
투명필름으로 SKC 사에서 시판중인 SH33/34 제품, SH37/38 제품, TF110 제품 V7610 제품, V5400 제품, V7611 제품, TU94 제품, TU63A 제품, TOF50 제품 등이 적용 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
투명필름의 제조방법은 통상의 투명필름 제조방법에 따른다.
예시적으로 폴리에스테르 필름의 경우, (1) 폴리에스테르 수지를 포함하는 조성물을 압출하여 미연신 필름을 얻는 단계; (2) 상기 미연신 필름을 길이 방향 및 폭 방향으로 연신하는 단계; 및 (3) 상기 연신된 필름을 열고정하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 제조방법에서 미연신 필름은 원료 수지를 압출하고 예열, 연신 및 열고정을 거쳐 제조된다. 또한 상기 압출은 230℃ 내지 300℃, 또는 250℃ 내지 280℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다.
상기 미연신 필름은 연신하기 전 일정 온도에서 예열된다. 상기 예열 온도의 범위는 상기 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg)를 기준으로 Tg+5℃ 내지 Tg+50 ℃ 범위를 만족하고, 이와 동시에, 70℃ 내지 90℃의 범위를 만족하는 범위로 결정될 수 있다. 상기 범위 내일 때, 상기 미연신 필름이 연신되기에 용이한 유연성을 확보함과 동시에, 연신 중에 파단되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 연신은 이축 연신으로 수행되며, 예를 들어 동시 이축연신법 또는 축차 이축연신법을 통해 폭 방향(텐터방향, TD) 및 길이 방향(기계방향, MD)의 2축으로 연신될 수 있다. 바람직하게는 먼저 한 방향으로 연신한 다음 그 방향의 직각 방향으로 연신하는 축차 이축연신법이 수행될 수 있다.
상기 길이 방향 연신비는 2.0 내지 5.0 범위이며, 보다 구체적으로 2.8 내지 3.5 범위일 수 있다. 또한 상기 폭 방향 연신비는 2.0 내지 5.0 범위이며, 보다 구체적으로 2.9 내지 3.7 범위일 수 있다. 바람직하게는 길이 방향 연신비(d1)와 폭 방향 연신비(d2)는 유사하며, 구체적으로 상기 폭 방향의 연신비(d1)에 대한 길이 방향의 연신비(d2)의 비율(d2/d1)이 0.5 내지 1.0, 0.7 내지 1.0, 또는 0.9 내지 1.0일 수 있다. 상기 연신비(d1, d2)는 연신 전의 길이를 1.0으로 했을 때, 연신 후의 길이를 나타내는 비이다. 또한 상기 연신의 속도는 6.5 m/min 내지 8.5 m/min일 수 있으나 특별히 한정되지 않는다.
상기 연신된 시트는 150℃ 내지 250℃, 보다 구체적으로 160℃ 내지 230℃에 서 열고정될 수 있다. 상기 열고정은 5초 내지 1분 동안 수행될 수 있고, 보다 구체적으로, 10초 내지 45초 동안 수행될 수 있다.
열고정을 시작한 후에 필름은 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 이완될 수 있으며, 이때의 온도 범위는 150℃ 내지 250℃일 수 있다.
코팅층(10)
코팅층(10)은 상기 투명필름(20)의 일면 상에 배치된다.
코팅층(10)의 하면은 투명필름(20)과 마주하고, 상면은 외부로 노출된 최외곽면일 수 있다.
코팅층(10)의 하면은 투명필름(20)과 직접 접촉하거나, 또는 추가적인 층을 매개로 투명필름(20)과 접합될 수 있다.
코팅층(10)은 투명필름(20)의 일면과 직접 맞닿아 있을 수 있다.
코팅층(10)은 투명필름(20)의 기계적 물성 및/또는 광학적 물성을 향상시킬 수 있다.
코팅층(10)은 유기 성분, 무기 성분, 및 유무기 복합성분 중 적어도 하나의 코팅재료를 포함할 수 있다.
코팅재료는 유기 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 수지는 경화성 수지일 수 있고, 바인더 수지일 수 있다.
코팅층(10)은 경화성 코팅층일 수 있다.
코팅층(10)은 우레탄 아크릴레이트계 화합물, 아크릴 에스테르계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 및 에폭시 아크릴레이트계 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상 또는 이들의 경화물을 포함할 수 있다.
코팅층(10)은 우레탄 아크릴레이트계 화합물, 아크릴 에스테르계 화합물 또는 이들의 경화물을 포함할 수 있다.
코팅층(10)은 우레탄 아크릴레이트계 화합물, 아크릴 에스테르계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 또는 이들의 경화물을 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 아크릴레이트이 사용될 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 화합물은 2 내지 15개의 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 들수 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 아크릴 에스테르계 화합물은 치환 또는 비치환된 아크릴레이트 및 치환 또는 비치환된 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 아크릴 에스테르계 화합물은 1 내지 10개의 관능기를 포함할 수 있다.
상기 아크릴 에스테르계 화합물의 예로서는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 아크릴 에스테르계 화합물의 중량평균분자량은 500 내지 6,000, 500 내지 5,000, 500 내지 4,000, 1000 내지 6,000, 1000 내지 5,000, 1000 내지 4,000, 1500 내지 6,000, 1500 내지 5,000 또는 1500 내지 4,000일 수 있다. 상기 아크릴에스테르계 화합물의 아크릴레이트 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.
상기 아크릴레이트계 화합물은 1 내지 10개의 관능기를 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트계 화합물의 예로서는 중량평균분자량 100 내지 300의 1관능 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량 250 내지 2000의 2관능 아크릴레이트 올리고머 또는 중량평균분자량 1000 내지 3000의 에폭시 아크릴레이트 올리고머 등을 들 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 2관능에폭시 아크릴레이트 올리고머 또는 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.
상기 유기 수지의 함량은 코팅층(10)의 총 중량을 기준으로 30 내지 100 중량%일 수 있고, 40 내지 90 중량%, 또는 50 내지 80 중량%일 수 있다.
코팅층(10)은 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 코팅층의 총 중량을 기준으로, 25 중량% 이상, 30 중량% 이상, 또는 35 중량% 이상일 수 있다. 또한, 상기 필러의 함량은 상기 코팅층(10)의 총 중량을 기준으로, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하일 수 있다. 바람직하게는, 코팅층(10)은 실리카 등의 무기 필러를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 상기 투명필름(20)과 상술한 조성의 코팅층(10) 간의 접합력이 향상될 수 있다.
코팅층(10)은 광개시제 또는 이의 반응물을 더 포함할 수 있다. 상기 수지 등이 코팅층으로 경화되는 과정에 광개시제가 관여할 수 있다.
상기 광개시제의 예로서는 1-히드록시-사이클로헥실-페닐 케톤, 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-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상용 제품으로는 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 광개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
코팅층(10)은 방현, 방오, 대전방지 등의 기능을 더 포함할 수 있다.
코팅층(10)은 방오제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 코팅층(10)은 플루오르계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 플루오르계 화합물은 방오 기능을 할 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.
코팅층(10)은 대전방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 대전방지제는 이온계 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 이온계 계면 활성제는 암모늄염 또는 4급 알킬암모늄 염 등을 포함할 수 있으며, 상기 암모늄 염 및 4급 알킬암모늄 염은 염화물, 브롬화물 등의 할로겐화물을 포함할 수 있다.
코팅층(10)은 계면활성제, UV 흡수제, UV 안정제, 황변 방지제, 레벨링제 또는 색상값 개선을 위한 염료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 계면 활성제는 1 내지 2 관능성의 불소계 아크릴레이트, 불소계 계면 활성제 또는 실리콘계 계면 활성제일 수 있다. 상기 계면활성제는 상기 코팅층(10) 내에 분산 또는 가교되어 있는 형태로 포함될 수 있다. 또한 상기 UV 흡수제로는 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 또는 트리아진계 화합물 등을 들 수 있고, 상기 UV 안정제로는 테트라메틸 피페리딘(tetramethyl piperidine) 등을 들 수 있다. 이들 첨가제의 함량은 상기 코팅층의의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제의 함량은 상기 코팅층 전체 기준으로 0.01 내지 10 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
코팅층(10)은 단일 층 또는 둘 이상의 층으로 구성될 수 있다.
코팅층(10)은 단일 층으로 형성되어, 다층시트의 표면 내구성을 증가시키면서 지문방지 또는 오염방지의 기능을 동시에 할 수 있다.
코팅층(10)의 두께는 2 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 또는 7 ㎛ 이상일 수 있고, 또한 50 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 또는 10 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 두께를 갖는 경우 얇은 두께로 적용되면서도 다층시트에 적절한 수준 이상으로 표면 경도 등 내구성을 부여하면서도 다층시트 전체적인 유연성도 유지시킬 수 있다.
코팅층(10)은 코팅층의 제조방법으로 형성될 수 있다.
코팅층의 제조방법은, 코팅층 제조용 조성물을 코팅 후 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
코팅층 제조용 조성물은 유기계 수지 조성물, 무기계 수지 조성물, 및 유무기 복합 조성물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
코팅층 제조용 조성물은 아크릴레이트계 화합물, 실록산 화합물, 또는 실세스퀴옥산 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무기입자를 더 포함할 수 있다.
코팅층 제조용 조성물은 구체적인 일례로서, 우레탄 아크릴레이트계 화합물, 아크릴 에스테르계 화합물, 및 플루오르계 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 코팅층 제조용 조성물은 필요에 따라, 광개시제, 방오 첨가제, 대전 방지제, 기타 첨가제 및/또는 유기 용매를 더 포함할 수 있다.
유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매; 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸 프로필케톤, 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 유기 용매의 함량은 코팅층의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로 특별히 제한되지는 않으나, 상기 코팅층 제조용 조성물에 포함되는 성분들 중 고형분을 기준으로, 고형분: 유기 용매의 중량비가 약 1: 1 내지 250 가 되도록 포함될 수 있다. 상기 유기 용매가 상기 범위에 있을 때 적절한 유동성 및 도포성을 가질 수 있다.
상기 코팅층 제조용 조성물에 10 내지 30 중량%의 유기 수지, 0.1 내지 5 중량%의 광개시제, 0.01 내지 2 중량%의 방오 첨가제, 0.1 내지 10 중량%의 대전방지제 및 잔여량의 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 조성에 따를 경우 코팅층의 기계적 특성 및 방오, 대전방지 특성이 함께 향상될 수 있다.
코팅층 제조용 조성물은 통상의 코팅 방식으로 투명필름 상에 도포된 후 경화될 수 있다. 코팅 방식은 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식 또는 솔루션 캐스팅(solution casting)방식 등이 적용 가능하다.
도포된 코팅층 제조용 조성물은 건조와 경화 공정이 순차로 또는 동시에 진행될 수 있다.
상기 건조는 도포된 코팅층 제조용 조성물로부터 유기 용매를 제거하는 과정이다. 건조는 40℃ 내지 100℃, 바람직하게는, 40℃ 내지 80℃, 50℃ 내지 100℃ 또는 50℃ 내지 80℃ 온도 조건에서 수행될 수 있으며, 약 1분 내지 20 분, 바람직하게는 1분 내지 10분 또는 1분 내지 5분 동안 수행될 수 있다.
상기 경화는 코팅층 제조용 조성물에 화학적 반응을 유도해 도막화하는 과정이다. 고팅층 제조용 조성물에 적용되는 수지 등에 따라 적절한 광경화 및/또는 열경화 방법이 적용될 수 있다.
탄성필름(42)
탄성필름(42)은 넓은 온도 범위에서 안정적인 탄성 특성을 갖는 것을 적용하는 것이 좋다.
탄성필름(42)은 실온 또는 상온에서 저장 모듈러스가 3 GPa 이하일 수 있다. 상기 탄성필름은 실온 또는 상온에서 저장 모듈러스가 2 GPa 이하일 수 있다.
상기 탄성필름(42)은 실온 또는 상온에서 저장 모듈러스 값이 PET 필름 등과 비교해 상대적으로 낮다는 특징을 갖는다. 이러한 특징으로 탄성필름이나 이를 포함하는 다층시트에 보다 안정적인 벤딩 특성을 부여할 수 있고, 외부에서 가해지는 충격이 이면에 배치되는 물품에 전달되는 정도를 보다 완화할 수 있다.
탄성필름(42)은 -40 ℃ 저장 모듈러스가 2300 Mpa 이하일 수 있고, 2000 Mpa 이하일 수 있다. 탄성필름은 -40 ℃ 저장 모듈러스가 200 Mpa 이상일 수 있고, 400 Mpa 이상일 수 있고, 500 Mpa 이상일 수 있다.
탄성필름(42)은 0 ℃ 저장 모듈러스가 2500 Mpa 이하일 수 있고, 2000 MPa 이하일 수 있다. 탄성필름은 0 ℃ 저장 모듈러스가 20 Mpa 이상일 수 있고, 150 MPa 이상일 수 있다. 탄성필름은 0 ℃ 저장 모듈러스가 180 내지 1200 MPa일 수 있다.
탄성필름(42)은 40 ℃ 저장 모듈러스가 10 Mpa 이상일 수 있고, 90 Mpa 이상일 수 있다. 탄성필름은 40 ℃ 저장 모듈러스가 3000 MPa 이하일 수 있고, 2000 MPa 이하일 수 있다. 탄성필름은 40 ℃ 저장 모듈러스가 100 내지 1200 MPa일 수 있다.
탄성필름(42)은 80 ℃ 저장 모듈러스가 4 Mpa 이상일 수 있고, 20 MPa 이상일수 있다. 탄성필름은 80 ℃ 저장 모듈러스가 2000 MPa 이하일 수 있고, 1000 MPa 이하일 수 있다. 탄성필름은 80 ℃ 저장 모듈러스가 40 내지 950 MPa일 수 있고, 60 내지 350 MPa일 수 있다.
탄성필름(42)은 80 ℃에서 저장 모듈러스와 -40 ℃에서 저장 모듈러스의 차이가 -1000 MPa 내지 1000 MPa일 수 있다. 상기 차이는 편의상 큰 값에서 작은 값을 뺀 것으로 절대값으로 나타낼 수 있고, 이 때, 상기 차이는 1000 MPa일 수 있다. 상기 특징을 갖는 탄성필름은 고온에서 저온의 넓은 온도범위에서 비교적 작은 저장 모듈러스 차이를 가져서, 상당히 넓은 온도 범위에서 안정적인 저장 모듈러스 특성을 나타낼 수 있다.
탄성필름(42)은 아래 식 2로 표시되는 저장모듈러스지수가 20 내지 350 MPa일 수 있다.
[식 2]
상기 식 2에서, KSM은 상기 탄성필름의 저장모듈러스지수이고, SMn은 온도 n ℃에서 측정한 상기 탄성필름의 저장 모듈러스(Mpa)이다.
예를 들어, SM-40은 온도 -40 ℃에서 측정한 탄성필름의 저장 모듈러스(Mpa)이고, SM20은 온도 20 ℃에서 측정한 탄성필름의 저장 모듈러스(Mpa)이고, SM80은 온도 80 ℃에서 측정한 탄성필름의 저장 모듈러스(Mpa)이다.
탄성필름이 위에서 언급한 값의 저장모듈러스지수를 갖는 경우, 상대적으로 넓은 온도범위에서 비교적 안정적인 저장모듈러스 변화 정도를 가져서 넓은 온도범위에서 안정적인 탄성특성을 가질 수 있다.
탄성필름(42)은 2500 kJ/m2 이상의 충격강도를 가질 수 있고, 3500 kJ/m2 이상의 충격강도를 가질 수 있고, 4500 kJ/m2 이상의 충격강도를 가질 수 있다. 탄성필름(42)은 5000 kJ/m2 이상의 충격강도를 가질 수 있고, 10000 kJ/m2 이하의 충격강도를 가질 수 있다. 이러한 특징을 갖는 탄성필름은 외부의 충격을 잘 흡수하되 쉽게 깨지거나 손상되지 않아 커버필름으로 활용도가 우수하다.
탄성필름(42)은 1.4 J 이상의 흡수에너지를 가질 수 있고, 1.5 J 이상의 흡수에너지를 가질 수 있다. 탄성필름(42)은 1.6 J 이상의 흡수에너지를 가질 수 있고, 2.0 J 이하의 흡수에너지를 가질 수 있다. 이러한 특징을 갖는 탄성필름은 외부의 충격을 잘 흡수하여 쉽게 필름 자체가 손상되지 않으면서 보호하는 내부에 충격 전달 정도를 완화해 커버필름으로 활용도가 우수하다.
상기 충격강도와 상기 흡수에너지는 각각 JIS K 7160 기준에 따라 탄성필름의 인장충격강도(tensile-impact strength)를 평가한 결과를 기준으로 하며, 구체적인 측정 조건은 이하의 실험실시예에서 제시된 것을 기준으로 한다.
탄성필름(42)은 2000 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다. 상기 탄성필름의 두께는 1500 ㎛ 이하일 수 있고, 1000 ㎛ 이하일 수 있고, 500 ㎛이하일 수 있고, 300 ㎛ 이하일 수 있고, 200 ㎛ 이하일 수 있고, 100 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 탄성필름의 두께는 1 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 탄성필름의 두께는 10 ㎛ 이상일 수 있고, 20 ㎛ 이상일 수 있고, 30 ㎛ 이상일 수 있다.
탄성필름(42)은 우수한 광학적 특성을 갖는다.
탄성필름(42)은 헤이즈가 3 % 이하일 수 있고, 2 % 이하일 수 있다. 탄성필름(42)은 헤이즈가 1.5 % 이하일 수 있고, 1.2 % 이하일 수 있다. 탄성필름(42)은 헤이즈가 0.01 %이상일 수 있고, 0.1 %이상일 수 있다. 탄성필름이 위와 같은 헤이즈를 갖는 경우 디스플레이 장치의 표시영역에 적용하기에 좋다.
탄성필름(42)은 가시광선 투과도가 85 % 이상일 수 있고, 88 % 이상일 수 있으며, 90% 이상일 수 있다. 탄성필름은 가시광선 투과도가 99.99% 이하일 수 있다. 이러한 특징을 갖는 상기 탄성필름(42) 또는 이를 포함하는 필름(100)은 전자기기의 보호층(또는 커버윈도우)으로 적용하기 유리하다.
탄성필름(42)은 황색도(Y.I, Yellow Index)가 1 이하일 수 있다. 상기 황색도는 헌터랩사(Hunterlab)가 제조한 Color meter ultra scanpro를 적용하여, YI E313(D65/10) 모드에서 측정한 값일 수 있다.
탄성필름(42)은 280 내지 360nm 파장의 자외선에 3.0 W의 출력으로 72시간 동안 노출된 후의 황색도에서 노출되기 전의 황색도를 감한 값이 2 이하일 수 있다. 상기 탄성필름은 280 내지 360nm 파장의 자외선에 3.0 W의 출력으로 72시간 동안 노출된 후의 황색도에서 노출되기 전의 황색도를 감한 값이 1 이하일 수 있다. 상기 탄성필름은 280 내지 360nm 파장의 자외선에 3.0 W의 출력으로 72시간 동안 노출된 후의 황색도에서 노출되기 전의 황색도를 감한 값이 0.1 이상일 수 있다. 이러한 특징을 갖는 탄성필름은 자외선에 노출되어도 코팅층의 황변이 미미하거나 거의 일어나지 않는 우수한 자외선 내구성을 가질 수 있다.
탄성필름(42)은 백탁감(cloudy 현상)이 실질적으로 관찰되지 않는 것일 수 있다. 실질적으로 상기 탄성필름의 백탁감이 관찰되는 면적이 전체 면적의 1% 미만일 수 있다. 이 때, 전체 면적은 제품에 적용되는 전체 필름 면적을 기준으로 한다. 상기 백탁감은 헤이즈 측정을 통해 객관화될 수 있고, 헤이즈 측정값이 1% 초과인 경우에 백탁감이 느껴지는 것으로 취급할 수 있다. 상기 백탁감의 정도는 탄성필름 제조에 적용되는 수지의 겔화 정도, 분자량 분포 등을 제어하여 조절될 수 있다.
탄성필름(42)은 우수한 내구성을 가질 수 있다. 상기 우수한 내구성은 동적굽힘평가 결과로 판단할 수 있다.
상기 동적굽힘평가는 IEC 62715-6-1 규격에 따라 실시되며, 탄성필름을 -40℃에서 2mm의 곡률 반경과 2초/회의 굽힘 정도로 20만회의 동적 굽힘 시험 후에 상기 탄성필름에 크랙 발생 여부를 확인한다.
탄성필름(42)은 IEC 62715-6-1 규격에 따라 -40℃에서 2mm의 곡률 반경과 2초/회의 굽힘 정도로 20만회의 동적 굽힘 시험 후 크랙이 실질적으로 발생하지 않는 우수한 내구성을 가질 수 있다.
저온에서의 탄성이 상온이나 고온에서의 탄성보다 상대적으로 더 낮아진다는 경향성을 고려하면, 상기 특성은 상기 탄성필름이 넓은 온도범위에서 반복적인 굽힘 시험 결과에도 우수한 탄성을 가지다는 점을 의미하기도 한다.
탄성필름(42)은 반복단위로 아마이드 잔기를 포함하는 고분자를 포함할 수 있다.
탄성필름(42)은 반복단위로 아마이드 잔기를 갖는 고분자를 포함하는 플라스틱 필름일 수 있다.
탄성필름(42)은 반복단위로 아마이드 잔기를 갖는 고분자를 포함하는 엘라스토머 필름일 수 있다.
아마이드 잔기는 상기 탄성필름에 포함되는 고분자 전체를 기준으로 50 중량% 이상일 수 있고, 60중량% 이상일 수 있다. 상기 아마이드 잔기는 상기 탄성필름에 포함되는 고분자 전체를 기준으로 80 중량% 이하일 수 있고, 70 중량% 이하일 수 있다. 이러한 특징을 갖는 고분자를 상기 탄성필름에 적용하는 경우 기계적인 물성이 보다 우수한 탄성필름을 제공할 수 있다.
탄성필름(42)은 탄성 폴리아마이드(elastic polyamide, long chain polyamide)를 포함할 수 있다. 탄성 폴리아마이드는 예시적으로 아케마 사의 Rilsan®, Rilsamid® 등일 수 있다.
탄성필름(42)은 폴리에테르 블록 아마이드(polyether block amide, PEBA)를 포함할 수 있다. 상기 폴리에테르 블록 아마이드는 강성 영역인 폴리아마이드 영역과 연성 영역인 폴리에테르 영역의 두 가지 상(phase)을 포함한다. 상기 폴리아마이드 영역은 녹는점이 약 80 ℃ 이상, 구체적으로 약 130 내지 180 ℃로 실질적으로 결정질 상으로 경질 영역을 구성할 수 있고, 상기 폴리에테르 영역은 유리 전이 온도가 약 -40 ℃ 이하로, 구체적으로 -80 내지 -40 ℃로 낮은 온도 영역에 존재하여 실질적으로 무정형의 연질 영역을 구성할 수 있다. 상기 폴리에테르 블록 아마이드는 예시적으로 아케마 사(ARKEMA 社)의 Pebax®, Pebax® Rnew®, 에보닉 사(EVONIK 社)의 VESTAMID® E 등일 수 있다.
탄성필름(42)은 열가소성 폴리우레탄 (thermoplastic polyurethane, TPU), 즉 폴리에테르우레탄으로도 불리는 폴리우레탄 블록 (PU)과 폴리에테르 블록 (PE)의 공중합체를 포함할 수 있다.
탄성필름(42)은 폴리에테르에스테르 공중합체 (copolyetherester, COPE)를 포함할 수 있다.
탄성필름은 대한민국 등록특허 제10-2286935 호에 개시된 방법으로 마련된 필름이 적용될 수 있다.
접착층(30)
접착층(30)은 상기 투명필름(20)의 타면 하에 배치될 수 있다.
접착층(30)의 상면은 투명필름(20)과 마주하고, 투명필름(20)과 직접 접촉하거나, 또는 추가적인 층을 매개로 투명필름(20)과 접합될 수 있다.
접착층(30)의 상면은 투명필름(20)의 타면과 직접 맞닿아 있을 수 있다.
접착층(30)의 하면은 탄성필름(42)과 직접 접촉하거나 같은 다른 층을 매개로 탄성필름(42)과 접합되어 있을 수 있다.
접착층(30)의 하면은 탄성필름을 매개로 직접 또는 여기에 추가적인 매개 층이 개재되어, 발광기능층과 접합되어 다층전자장치의 일부로 적용될 수 있다.
접착층(30)은 광학 투명 접착층이 적용될 수 있다.
접착층(30)은 아크릴계 접착층, 우레탄계 접착층, 또는 실리콘계 접착층이 적용될 수 있고, 구체적으로 실리콘계 접착층이 적용될 수 있다. 실리콘계 접착층을 적용하면 높은 광투과도와 함께 내열성, 내후성 등을 갖는 접착층을 제공할 수 있다. 특히, 후술하는 구현예의 접착층은 얇은 두께에서도 강한 접착력을 가져서 아크릴계 접착층 등 기존의 OCA(optically clear adhesive)와 비교해 다층시트의 물성을 더 향상시킬 수 있다.
접착층(30)은 높은 접착력을 갖는 것이 적용될 수 있다.
반복적인 벤딩 또는 폴딩에도 다층시트의 물성이 잘 유지되기 위해서는, 투명필름이나 코팅층 만이 아니라, 이들을 고정하고 박리(delamination) 발생을 억제하는 접착층의 성능도 향상되어야 한다. 발명자들은 실리콘계 접착층을 적용하여 이러한 향상된 성능을 얻을 수 있었다.
실리콘계 접착층은 실리콘 접착 조성물을 도포 후 건조 및/또는 경화하여 얻을 수 있다.
실리콘 접착 조성물은 실리콘 접착제와 촉매, 그리고 용매를 포함할 수 있다.
구현예에서는 실리콘계 접착층의 접착력 향상을 위해, 실리콘 MQ 수지를 더 포함할 수 있다. 여기서 실리콘 MQ 수지는 일반식 RnSiXmOy으로 표시되는 케이지 오가노실록세인(cage-like oligosiloxanes) 중에서 실록세인 골격에 적어도 2 이상의 메틸기를 갖는 고분자이다. 일반식에서 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있고, 이들 중 적어도 2개의 메틸기를 포함한다. 일반식에서 X는 수소, 하이드록시기, 클로라이드기 또는 탄소수 1 내지 5의 알콕시기이다. 일반식에서 n, m, y는 각각 2 내지 200의 정수이다. 구체적으로, R1R2X3SiO1/2으로 표시되는 M 단위(mono-terminated siloxane units)와 SiO4/2으로 표시되는 Q 단위(tetra-terminated siloxane units)를 포함할 수 있다. 중량평균분자량은 2000 내지 8000 g/mol일 수 있다. 실리콘 MQ 수지를 접착층에 적용하면 접착력을 향상시킬 수 있으며, 특히 초기 접착력을 향상시킬 수 있다.
실리콘 접착제는 광학용으로 활용 가능한 시판 실리콘 접착제가 적용될 수 있다. 구체적으로, 과산화물 경화형 실리콘 접착제가 적용될 수 있고, 부가 반응형 실리콘 접착제가 적용될 수 있다.
과산화물 경화형 실리콘 접착제는 예시적으로 신에츠 화학의 KR-100, KR-101-10, KR-130, 다우사의 DOWSIL SH 4280, 모멘티프 퍼모먼스 머티리얼스 사의 SilGrip PSA 510 등 또는 이와 동등한 제품이 적용될 수 있다.
부가 반응형 실리콘 접착제는 예시적으로 신에츠 화학의 KR-3700, KR-3701, X-40-3237, X-40-3240, X-40-3291-1; 다우사의 DOWSIL SD4580, DOWSIL 4584, DOWSIL 4585 and DOWSIL 4587L; 모멘티프 퍼모먼스 머티리얼스 사의 SilGrip TSR1512, TSR1516; 등 또는 이와 동등한 제품이 적용될 수 있다.
실리콘 접착제는 부가 반응형 실리콘 접착제를 적용하는 것이 공정 편의성 면에서 유리할 수 있다.
실리콘 MQ 수지는 접착력을 강화할 목적으로 실리콘 접착제와 함께 적용될 수 있다. 실리콘 MQ 수지로는 예시적으로 신에츠 화학의 X-92-128, X-41-3003; 모멘티프 퍼모먼스 머티리얼스 사의 SilGrip SR545, SilGrip SR1000; 등 또는 이와 동등한 제품이 적용될 수 있다.
촉매는 백금촉매가 적용될 수 있고, 예시적으로 신에츠 화학의 CAT-PL-50T 등 또는 이와 동등한 제품이 적용될 수 있다. 상기 촉매는 경화 시간 단축시켜 비교적 열에 취약한 특성을 갖는 투명필름 또는 기재를 적용하더라도 실질적으로 기재에 손상 없이 접착층을 효율적으로 형성할 수 있다.
용매는 예시적으로 톨루엔 등이 적용될 수 있으나, 실리콘 접착층의 성능을 저하하지 않는 범위에서 제한 없이 적용될 수 있다.
실리콘 접착 조성물은 실리콘 접착제 100 중량부를 기준으로 실리콘 MQ 수지를 5 중량부 이상, 8 중량부 이상, 10 중량부 이상, 20 중량부 이상, 30 중량부 이상, 또는 40 중량부 이상 포함할 수 있다. 실리콘 접착 조성물은 실리콘 접착제 100 중량부를 기준으로 실리콘 MQ 수지를 90 중량부 이하, 80 중량부 이하, 70 중량부 이하, 또는 60 중량부 이하로 포함할 수 있다. 이러한 비율로 상기 실리콘 접착제와 상기 실리콘 MQ 수지를 함께 적용하는 경우 상당히 얇은 두께로도 우수한 접착력을 가질 수 있다.
실리콘 접착 조성물은 실리콘 접착제 100 중량부를 기준으로 촉매를 0.5 내지 2 중량부, 또는 0.8 내지 1.5 중량부로 포함할 수 있다. 상기 촉매는 경화를 촉진하여 실리콘 접착 조성물로부터 접착층을 효율적으로 형성되도록 한다.
실리콘 접착 조성물은 용매를 더 포함할 수 있고, 용매는 실리콘 접착 조성물을 희석하거나 유동성을 부여해 코팅 등의 작업성이 유리하도록 하고, 상대적으로 얇고 전체적으로 물성이 우수한 접착층을 형성할 수 있도록 돕는다. 용매는 예시적으로 톨루엔이 적용될 수 있으나, 실리콘 접착 조성물의 물성을 손상시키지 않는 범위에서 제한 없이 적용 가능하다.
예시적으로, 상기 실리콘 접착 조성물은 실리콘 접착제를 20 내지 30 중량%, 실리콘 MQ 수지를 2 내지 25 중량%, 촉매를 0.2 내지 0.5 중량%, 용매 50 내지 70 중량%를 포함할 수 있다.
실리콘 접착 조성물은 투명필름(20)의 타면 상에 도포되어 실리콘계 경화성 접착층을 형성할 수 있다. 실리콘 접착 조성물은 별도의 기재 필름(미도시)의 일면 상에 도포된 후에 상기 투명필름(20)의 타면 상에 합지(lamination)되어 형성될 수 있다. 다만, 공정 순서에 따라, 건조와 경화는 도포 직후 진행될 수도, 별도의 공정으로 진행될 수 있다. 실리콘 접착 조성물이 코팅되어 얇은 층을 형성하고, 이 층이 건조되어 열 또는 광에 의해 완전히 경화되기 전 상태로 접착층에 포함될 수 있다. 이렇게 경화되기 전에, 실리콘 접착 조성물의 건조층을 실리콘계 경화성 접착층의 전구체층이라 칭한다.
전구체층은 열 또는 빛에 의해서 경화되어 접착층(30)을 형성할 수 있다. 예시적으로, 상기 전구체층과 접착할 면을 직접 접하게 배치하고, 90 내지 130 ℃에서 1 내지 5 분 열경화하여 접착층을 형성할 수 있다.
접착층(30)은 실리콘 접착제 유래 반복단위와 실리콘 MQ 수지 유래 반복단위를 포함할 수 있다. 접착층(30)은 실리콘 접착제 유래 반복단위 100 중량부를 기준으로 실리콘 MQ 수지 유래 반복단위를 5 중량부 이상, 8 중량부 이상, 10 중량부 이상, 20 중량부 이상, 30 중량부 이상, 또는 40 중량부 이상 포함할 수 있다. 접착층(30)은 실리콘 접착제 유래 반복단위 100 중량부를 기준으로 실리콘 MQ 수지 유래 반복단위를 90 중량부 이하, 80 중량부 이하, 70 중량부 이하, 또는 60 중량부 이하로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 보다 얇은 두께에도 우수한 광학적 특성과 함께 충분한 수준이상의 접착력을 얻을 수 있다.
안정적인 벤딩 및 롤링 특성을 갖기 위해, 접착층(30)의 저장 모듈러스가 일정 범위의 값을 갖는 것이 좋다. 특히, 디스플레이 소자 등에 활용되는 다양한 환경과 장치의 활용에 따라 발열 등이 발생할 수 있다는 점 등을 고려하면, 장치의 표면 측에서의 온도 변화 범위에서 상기 접착층이 안정적인 기능을 수행할 수 있는 모듈러스, 접착력 등을 갖는 것이 좋다.
접착층(30)의 저장모듈러스는 -40 ℃에서 100 MPa 이하, 90 MPa 이하, 또는 80 MPa 이하 일 수 있다. 접착층(30)의 저장모듈러스는 -40 ℃에서 0.1 MPa 이상일 수 있다.
접착층(30)의 저장모듈러스는 -20 ℃에서 100 MPa 이하, 90 MPa 이하, 또는 80 MPa 이하 일 수 있다. 접착층(30)의 저장모듈러스는 -20 ℃에서 0.1 MPa 이상일 수 있다.
접착층(30)의 저장모듈러스는 0 ℃에서 70 MPa 이하, 55 MPa 이하, 또는 45 MPa 이하 일 수 있다. 접착층(30)의 저장모듈러스는 0 ℃에서 0.1 MPa 이상일 수 있다.
접착층(30)의 저장모듈러스는 20 ℃에서 50 MPa 이하, 35 MPa 이하, 또는 25 MPa 이하 일 수 있다. 접착층(30)의 저장모듈러스는 20 ℃에서 0.1 MPa 이상일 수 있다.
접착층(30)의 저장모듈러스는 40 ℃에서 20 MPa 이하, 15 MPa 이하, 또는 5 MPa 이하 일 수 있다. 접착층(30)의 저장모듈러스는 40 ℃에서 0.1 MPa 이상일 수 있다.
접착층(30)의 저장모듈러스는 60 ℃에서 10 MPa 이하, 5 MPa 이하, 또는 3 MPa 이하 일 수 있다. 접착층(30)의 저장모듈러스는 60 ℃에서 0.1 MPa 이상일 수 있다.
접착층(30)의 접착력은 200 gf/inch 이상일 수 있다. 이 접착력은 접착층의 경화 진행 후의 접착력을 의미하며, 구체적인 평가 방법은 후술하는 실험실시예에 제시한 바와 같다.
접착층(30)의 접착력은 200 gf/inch 이상, 250 gf/inch 이상, 300 gf/inch 이상, 350 gf/inch 이상, 400 gf/inch 이상, 450 gf/inch 이상, 500 gf/inch 이상, 또는 550 gf/inch 이상일 수 있다. 접착층(30)의 접착력은 2200 gf/inch 이하일 수 있다. 접착층(30)의 접착력은 2000 gf/inch 이하, 1800 gf/inch 이하, 1500 gf/inch 이하 1200 gf/inch 이하 또는 1000 gf/inch 이하일 수 있다.
접착층(30)의 단위 두께(1 ㎛)당 접착력은 80 gf/inch 이상, 100 gf/inch 이상, 110 gf/inch 이상, 140 gf/inch 이상, 150 gf/inch 이상, 또는 160 gf/inch 이상일 수 있다. 접착층(30)의 단위 두께(1 ㎛)당 접착력은 300 gf/inch 이하 또는 250 gf/inch 이하일 수 있다. 단위 두께당 높은 접착력을 갖는 접착층을 형성하는 것이 보다 얇은 두께로 충분한 접착층을 얻는 것에 유리하다. 위에서 언급한 단위 두께당 접착력은 적용하는 접착층의 종류와 두께에 따라 달라질 수 있으며, 경화 후 두께를 기준으로 한다.
접착층(30)의 두께는 1 ㎛ 초과일 수 있다.
접착층(30)의 두께는 1 ㎛ 초과, 1.5 ㎛ 이상, 1.8 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 2.5 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 3.5 ㎛ 이상일 수 있다. 접착층(30)의 두께는 20 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하, 8 ㎛ 이하, 또는 7 ㎛ 이하일 수 있다. 이 경우 우수한 접착 효과를 얻을 수 있다.
접착층(30)은 우수한 광학특성을 갖는다.
접착층(30)은 ISO 13468에 따른 전광선 투과율(광투과율)이 85% 이상인 필름이다. 투명필름(20)은 광투과율이 85 % 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 광투과율은 88% 이상, 89% 이상, 99% 이하일 수 있다.
접착층(30)의 헤이즈는 3% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 헤이즈는 2% 이하, 1.5% 이하 또는 1% 이하일 수 있다. 상기 헤이즈는 0% 초과일 수 있다.
접착층(30)의 투과 황색도(yellow index, YI)는 3 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 투과 황색도는 3 이하, 2.8 이하, 2.2 이하, 1.0 이하, 0.8 이하 또는 0.5 이하일 수 있다. 또, 상기 투과 황색도는 0 초과일 수 있다.
접착층(30)은 광학특성이 우수하면서도 강한 접착력으로 반복적인 벤딩 또는 롤링되는 환경에서 디라미네이션 현상이 실질적으로 발생하지 않도록 돕는다.
다층시트(100)
다층시트(100)는 벤딩과 폴딩이 반복적으로 발생하는 환경에서 안정적으로 내부 장치를 보호하기 위해 적용될 수 있다. 이에, 벤딩 내구성과 함께, 외부에서 가해지는 충격을 흡수하고 노출된 표면이 긁힘, 찍힘 등에 강한 특성을 갖는 다층시트가 요구된다.
발명자들은 비교적 얇은 적층체 구조인 다층시트에서, 나노인덴테이션 시험 등을 통해 표면에서 측정한 경도, 복원율 등의 특징이 우수한 다층시트를 제시한다.
발명자들은, 표면의 특징이라 생각되었던 나노인덴테이션 시험으로 측정된 경도 등은, 최대 인덴테이션 깊이가 코팅층의 일부만이라 하더라도, 표면의 코팅층 자체만이 아니라 그 아래에 있는 다른 층의 영향을 받아 그 값이 달라질 수 있다는 점을 확인했다. 발명자들은 비교적 넓은 온도범위에서 벤딩 및 볼딩에 강한 내구성과 탄성을 갖는 탄성필름과 표면특성이 우수한 코팅층을 적층체로 형성하고, 투명도가 우수하면서도 지지역할을 하는 투명필름을 그 사이에 두는 방식으로 리커버리 특성과 경도 등의 표면특성이 우수한 다층시트를 제시한다.
나노인덴테이션(nanoindentation) 시험은 일정한 기하학적 형상을 가지는 인덴터(indenter)를 소재 표면에 μN 내지 mN 수준의 작은 힘(하중)으로 가하고 제거하는 과정에서 얻어지는 힘-변위 곡선(force-displacement curve)을 해석하여 경도, 탄성 계수뿐만 아니라 인장물성, 잔류응력 등 여러가지 기계적 특성을 측정하는 분석 기술이다.
인덴터 팁(indenter tip)은 다양한 기하학적 모양을 가질 수 있는데, 예를 들어 원뿔(conical), 피라미드 또는 삼각뿔(Berkovich 삼각뿔 또는 Vickers 삼각뿔), 윈통 평면 펀치(cylindrical flat punch) 모양을 가질 수 있다.
일반적으로 고분자 소재는 점탄성체이므로, 인덴터 하단의 팁에 압입되었을 때 최대 힘에서 최대 깊이(hmax)로 변형되었다가, 이후 인덴터를 제거하면서 인덴터 팁에 의한 압입을 해제하면 고분자의 탄성에 의해 변형 중 일부는 복원되지만 나머지는 영구적으로 복원되지 않고 일정 깊이(hp)를 갖는 자국(dent)을 남기게 된다.
나노인덴테이션 시험으로, 강성(stiffness, S), 접촉 투영 면적(projected contact area, Ap), 시험 힘(F), 최대 힘에서의 최대 인덴테이션 깊이(hmax) 등이 측정되고 힘-변위 곡선이 얻어지며, 이들 결과를 토대로 인덴테이션 모듈러스(indentation modulus, EIT), 인덴테이션 경도(indentation hardness, HIT), 비커스 경도(Vickers hardness, HV), 마르텐스 경도(Martens hardness, HM), 인덴테이션 크립(indentation creep, CIT), 탄성률(Recovery relation, ηIT) 등을 산출할 수 있다. 상기 나노인덴테이션 시험은 예를 들어 ISO 14577-1:2002(E) 표준에 따라 수행될 수 있다.
마르텐스 경도(Martens hardness, HM)는 복합 경도라고도 불리며, 시험 힘, 압입 깊이 등에 의해 산출되고, 인덴테이션 경도와 달리 소성 및 탄성 소재 물성을 제공한다. 아래에서 HMd는 다층시트 두께당 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 마르텐스 경도 값(N/(mm2*㎛))으로, HMd 값을 다층시트의 두께 값으로 나누어 얻을 수 있다.
인덴테이션 크립(CIT)은 일정한 힘에서 재료의 추가 변형을 설명한다. 인덴테이션 크립(CIT)을 측정하기 위해 인덴터를 더 긴 시간(몇 분에서 몇 시간)에 걸쳐 일정한 힘으로 샘플에 압입하는데, 이에 따른 지속적인 압력에 의해 증가된 압입 깊이를 측정하여 산출할 수 있다. 아래에서 CITd는 다층시트 두께당 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 인덴테이션 크립 값(%/㎛)으로, CIT 값을 다층시트의 두께 값으로 나누어 얻을 수 있다.
복원율(Recovery)은 나노인덴테이션 시험으로 측정된 값들을 바탕으로 아래 식으로 산출될 수 있다.
Recovery (%) = [(hmax(@30mN) - hp) / hmax(@30mN)] x 100
여기서 hmax(@30mN)는 30 mN의 힘으로 상기 코팅층의 표면을 15초 동안 하방으로 누르고 5초간 유지(creep)시키는 동안의 최대 인덴테이션 깊이(㎛)이고, hp는 상기 힘이 제거된 후에도 복원되지 않고 남아 있는 인덴테이션의 깊이(㎛)이다.
Rcd는 다층시트 두께당 상기 코팅층의 표면에서 측정한 다층시트의 복원율 값(%/㎛)으로, 복원율(Recovery) 값을 다층시트의 두께 값으로 나누어 얻을 수 있다.
인덴테이션 경도(HIT)는 소성 경도라고도 불리며, 최대 힘에서의 영구(소성) 변형에 대한 재료의 저항성을 측정한 것으로서, 이로부터 연성, 전성, 내충격성 등의 소성적 물성을 알 수 있다. 인덴테이션 경도(HIT)는 최대 시험 힘(Fmax)을 침투 깊이에서의 접촉 투영 면적(Ap)으로 나눈 값(Fmax/Ap)으로 산출된다.
상기 측정은, 특별한 사정이 없으면, 모두 ISO 14577-1:2002(E) 표준에 따라 나노인덴테이션 시험으로 코팅층 표면에서 측정되는 것을 기준으로 한다.
다층시트는 일정 수준 이상의 표면 내구성, 내충격 특성 등을 가지면서 복원율이나 외력에 의한 회복능력이 우수하고, 영구 변형이 적으며, 동시에 얇은 두께를 갖는 것이 좋다. 이러한 특징을 종합적으로 평가하는 인덱스로 TR index가 적용 가능하다. TR index의 단위는 [/㎛] 이고, 아래 식 1으로 나타낸다.
[식 1]
상기 식 1에서, HMd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 마르텐스 경도 값(N/(mm2*㎛))이고, CITd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 인덴테이션 크립 값(%/㎛)이고, Rcd는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 복원율 값(%/㎛)이고, HIT는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 인덴테이션 경도(N/mm2)다.
다층시트(100)는 코팅층의 표면에서 측정한 TR index (단위: /㎛)가 0.8 이상 2 이하일 수 있다. 상기 TR index은 2 이하일 수 있고, 1.8 이하일 수 있고, 1.6 이하일 수 있다. 상기 TR index은 0.9 이상일 수 있고, 1 이상일 수 있고, 1.1 이상일 수 있고, 1.2 이상일 수 있다. 이러한 범위의 TR index 값을 갖는 다층시트는 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 코팅층 표면이 견고하고 영구 변형 발생에 저항하는 능력이 우수하며 복원율이 우수하다.
다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 180 N/mm2 이상일 수 있고, 187 N/mm2 이상일 수 있고, 190 N/mm2 이상일 수 있고, 192 N/mm2 이상일 수 있고, 194 N/mm2 이상일 수 있고, 196 N/mm2 이상일 수 있고, 197 N/mm2 이상일 수 있다. 다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 200 N/mm2 이하일 수 있다.
상기 코팅층의 표면에서 측정한 단위 두께당 마르텐스 경도 값을 HMd (단위: N/(mm2*㎛))으로 표시한다.
상기 다층시트(100)의 HMd 값은 1.3 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있고, 1.4 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있고, 1.5 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있고, 1.6 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있고, 1.7 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있고, 1.9 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있고, 2.0 N/(mm2*㎛) 이상일 수 있다. 상기 다층시트(100)의 HMd 값은 3 N/(mm2*㎛) 이하일 수 있고, 2.5 N/(mm2*㎛) 이하일 수 있다. 이러한 HMd 값을 갖는 다층시트는 얇으면서도 우수한 표면 경도 특성을 갖는다.
다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 인덴테이션 크립 CIT가 4.3 % 이하일 수 있고, 4.2 % 이하일 수 있고, 4.1 % 이하일 수 있다. 다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 인덴테이션 크립 CIT가 3.5 % 이상일 수 있다.
상기 코팅층의 표면에서 측정한 단위 두께당 인덴테이션 크립 값을 CITd (단위: %/㎛)으로 표시한다.
상기 다층시트(100)의 CITd 값은 0.05 %/㎛ 이하일 수 있고, 0.045 %/㎛ 이하일 수 있다. 상기 다층시트(100)의 CITd 값은 0.02 %/㎛ 이상일 수 있고, 0.025 %/㎛ 이상일 수 있다. 이러한 CITd 값을 갖는 다층시트는 얇으면서도 외력에 대한 변형 저항성이 우수하다.
다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 인덴테이션 경도 HIT(단위: N/mm2)가 370 N/mm2 이하일 수 있고, 360 N/mm2 이하일 수 있다. 다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 인덴테이션 경도 HIT(단위: N/mm2)가 330 N/mm2 이상일 수 있고, 335 N/mm2 이상일 수 있고, 340 N/mm2 이상일 수 있다. 이러한 범위에서 보호필름으로 적용하기에 적절한 소성 경도를 가질 수 있다.
다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 탄성률 ηIT가 62 % 이상일 수 있다. 상기 탄성률 ηIT은 65% 이하일 수 있다.
다층시트(100)는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 복원율(Recovery, %)이 68% 이상일 수 있다. 상기 복원율은 75% 이하일 수 있고, 73% 이하일 수 있다.
상기 코팅층의 표면에서 측정한 단위 두께(1 ㎛)당 다층시트(100)의 복원율 값을 Rcd(%/um)로 표시한다.
상기 다층시트(100)의 Rcd 값은 0.4 %/㎛ 이상일 수 있고, 0.5 %/㎛ 이상일 수 있고, 0.55 %/㎛ 이상일 수 있다. 상기 다층시트(100)의 Rcd 값은 1.2 %/㎛ 이하일 수 있고, 1 %/㎛ 이하일 수 있고, 0.8 %/㎛ 이하일 수 있다. 이러한 경우 두께에 비해서 상대적으로 우수한 복원율을 가지며 보호필름으로 적용하기 좋은 특성을 가질 수 있다.
다층시트(100)는 코팅층(10)의 상면에서 탄성필름(42)의 하면까지의 길이가 500 ㎛ 이하일 수 있고, 300 ㎛ 이하일 수 있고, 200 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 길이는 70 ㎛ 이상일 수 있다.
탄성필름과 투명필름의 두께 비율은 1: 0.5 내지 3일 수 있고, 1: 1 내지 2.8일 수 있다. 이러한 두께 범위로 두 필름을 함께 적용하는 경우 충분한 지지특성과 벤팅, 탄성회복 특성 등을 함께 부여하기에 좋다.
탄성필름과 접착층의 두께 비율은 1: 0.02 내지 1일 수 있고, 1: 0.02 내지 0.6일 수 있고, 1: 0.02 내지 0.4일 수 있고, 1: 0.02 내지 0.25일 수 있다. 이러한 두께 비율로 상기 탄성필름과 상기 접착층을 적용하는 경우, 반복적인 벤딩 폴딩 등의 외력에도 불구하고 디라미네이션 현상이 발생하지 않을 수 있다.
다층시트(100)는 우수한 광학적 특성을 가질 수 있다.
다층시트(100)는 헤이즈가 3 % 이하일 수 있고, 2 % 이하일 수 있고, 1 % 이하일 수 있다. 상기 헤이즈는 0 % 이상일 수 있고, 0.5 % 이상일 수 있다.
다층시트(100)는 투과율이 88 % 이상일 수 있고, 90 % 이상일 수 있다. 상기 투과율은 99% 이하일 수 있고, 95 % 이하일 수 있다. 상기 투과율은 ISO 13468에 따른 전광선 투과율을 기준으로 한다.
다층시트(100)는 투과 황색도가 1 이하일 수 있고, 0.8 이하일 수 있고, 0.65 이하일 수 있고, 0.6 이하일 수 있다. 상기 투과 황색도는 0 이상일 수 있고, 0.3 이상일 수 있다.
다층전자장치(200)
도 3은 다른 구현예에 따른 다층전자장치의 구조를 단면으로 설명하는 개념도이다. 도 3을 참고해 다층전자장치(200)을 구체적으로 설명한다.
다층전자장치(200)은 다층시트(100), 상기 다층시트(100)의 하에 배치된 발광기능층(150)을 포함한다.
다층시트(100)는 다층전자장치(200)의 커버층으로 적용될 수 있다.
다층전자장치(200)는 예시적으로 디스플레이 장치일 수 있고, 예시적으로 대면적 디스플레이 장치, 폴더블(foldable) 디스플레이 장치, 벤더블(bendable) 디스플레이 장치, 또는 플렉시블(flexible) 디스플레이 장치일 수 있다. 또, 벤더블 이동통신장치(예시, 휴대전화) 또는 벤더블 노트북일 수 있다.
발광기능층(150)은 발광층(미도시)을 포함한다.
발광층은 디스플레이 장치에서 신호에 따라 빛을 방출하는 소자를 포함한다. 발광층은 예시적으로 외부의 전기적인 신호를 발색층에 전달하는 신호전달층, 상기 신호전달층 상에 배치되며 주어진 신호에 따라 발색하는 발색층, 상기 발색층을 보호하는 봉지층을 포함할 수 있다. 신호전달층은 박막트렌지스터(TFT)를 포함할 수 있고, 예시적으로 LTPS, a-SiTFT, 또는 Oxide TFT이 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 봉지층은 TFE(Thin Film Encapsulation)이 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
발광층은 지지층(미도시) 상에 배치될 수 있다. 지지층은 절연 특성과 내열 특성을 갖는 층이 적용될수 있으며, 예시적으로 폴리이미드 필름, 유리층, PET 필름 등이 적용될 수 있다.
발광기능층은 센서층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 센서층으로는 터치센서 등이 적용될 수 있다.
발광기능층은 편광층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 편광층은 발광층 상에 배치될 수 있고, 센서층 상에 배치될 수도 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
1. 접착 조성물의 제조
실리콘 접착제로 Shinetsu社의 KR-3700; 실리콘 MQ 수지로 Shinetsu社의 X-92-128, 그리고 촉매로 백금계 촉매인 Shinetsu社의 CAT-PL-50T, 용매로 톨루엔을 준비했다. 접착층용 조성물은 아래 표 1에 제시된 함량으로 혼합 후 적용되었다.
2. 접착층의 형성 및 경화된 접착층의 물성 평가
경화 후 두께가 아래 표 1에 제시된 두께가 되도록 PET 필름(SKC사 제조 NRF등급) 상에 다이코팅 후 건조시켜 전구체층을 얻었다. 건조 및 경화는 90 ℃의 온도에서 5 분 동안 진행되었다.
접착력 테스트는 COMETECH社, QC-M1F UTM 모델을 활용해 T-Peel 형식으로 접착력을 측정했고, 박리 속도는 300mm/min을 적용했다.
　 중량비 (wt%)
조성 제조예 1 조성 제조예 2 조성 제조예 3 조성 제조예 4
실리콘 접착제 (wt%) 32.787 29.851 27.397 25.316
실리콘 MQ 수지 (wt%) 0 7.164 13.151 18.228
촉매 (wt%) 0.328 0.299 0.274 0.253
용매 (wt%) 66.885 62.686 59.178 56.203
실리콘 MQ 수지 함량(중량부)* 0.000 23.999 48.002 72.002
촉매 함령(중량부)* 1.000 1.002 1.000 0.999
　 접착력 (gf/inch)
경화후 두께 (um)** 접착층 제조예1 접착층 제조예2 접착층 제조예3 접착층 제조예4
1 40 33 60 67
2 375 400 223 43
3 489 570 174 60
4 583 648 541 115
　 접착력 (gf/inch)
단위두께당
접착력***		 접착층 제조예1 접착층 제조예2 접착층 제조예3 접착층 제조예4
총두께 1 um인 접착층 40 33 60 67
총두께 2 um인 접착층 187.5 200 111.5 21.5
총두께 3 um인 접착층 163 190 58 20
총두께 4 um인 접착층 145.75 162 135.25 28.75
* 실리콘 접착제 100 중량부 기준으로 한 함량임.
** 해당 접착층 두께에서 측정한 접착력임.
*** 해당 접착층 두께에서 측정한 접착력을 두께로 나눈 값으로, 단위두께 1 ㎛ 당 접합력, 또는 gf/(inch·㎛)으로 표시함.
상기 표 1을 참고하면, 접착층의 두께를 증가시켰을 때 대체적으로 접합력이 강해지는 경향을 보였고, 동일한 두께에서 비교했을 때 1 um를 제외하면 조성 제조예 2를 적용한 접착층 제조예 2가 전체적으로 가장 우수했다. 다만, 제조예 1과 제조의 3의 경우도 두께의 변화에 따라 우수한 접착력을 보였다.
두께 대비 접착력을 확인한 단위두께당 접착력 값을 보면, 전체적으로 두께가 증가하면 접착력이 증가하는 경향을 보였으나, 동일한 조성물을 적용하더라도 증가하는 폭은 감소하는 경향 또한 보였다.
상대적으로 얇은 두께로 충분한 접착력을 갖는 접착층을 얻을 수 있다는 점을 확인했다.
3. 다층시트의 제조
SKC 사에서 제조한 NRF(Novel Retardation Film)급 PET 필름을 각각 두께별로 입수하여 투명 필름으로 적용했다.
코팅층은 아래 표 2의 조성을 갖는 코팅층 제조용 조성물을 다이코팅법으로 투명필름의 일면에 코팅하였다. 이후 60℃의 온도에서 3분간 열처리하여 용매를 건조시키고, UV 광을 1J 조사하여 경화시킴으로써 두께 약 5㎛의 코팅층을 형성하였다.
구분 성분 중량%
용매 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 22.5
메틸 이소부틸 케톤 52.5
바인더 우레탄 아크릴레이트 12.9
아크릴 에스테르 3.8
아크릴레이트 7.3
광개시제 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 0.8
방오첨가제 퍼플루오로헥실에틸 아크릴레이트 0.2
접착층이 적용된 샘플은 적층체(투명필름의 일면 상에 코팅층이 형성된 것)의 투명필름 타면에 위에서 설명한 것과 동일하게 접착 조성물을 적용하고 건조하여 전구체층을, 이를 경화하여 접착층을 형성했다. 조성은 조성 제조예 2의 것을 적용했다.
탄성필름은 SKC 사에서 ARKEMA FRANCE 사의 PEBA 수지를 적용해 제조한 탄성필름을 적용했다. 대한민국 등록특허 제10-2286935 호에 제시된 방법으로 제조하되, 탄성필름의 두께는 아래 표에 제시된 바와 같이 적용했다. 약술하면, 폴리에테르-블록-아마이드 수지(Arkema Pebax™ Rnew™ 72R53 또는 55R53, Arkema사)를 압출기에 넣고 약 220℃에서 용융혼련한 뒤 단층으로 압출하여 두께 약 35 ㎛ 또는 약 50 ㎛의 PEBA 필름을 제조하였다.
탄성필름의 일면을 상기 접착층의 타면과 접착 및 경화시켜 코팅층-투명필름-접착층-탄성필름이 순차 적층된 샘플들을 제조했다.
구체적인 층 구조와 각 층의 두께는 아래 표 3에 표시한 것과 같다.
샘플번호 1 2 3 4 5 6 7
Hard Coating 5 5 5 5 5 5 5
NRF (PET) 50 65 75 90 100 50 50
PSA - - - - - - -
PEBA (55R53 Grade) - - - - - 50 -
PEBA (72R Grade) - - - - - - 50
다층시트 총두께 (um) 55 70 80 95 105 105 105
탄성필름 대비 투명필름 두께 비율 - - - - - 1.000 1.000
탄성필름 대비 접착층 두께 비율 - - - - - - -
샘플번호 8 9 10 11 12 13 -
Hard Coating 5 5 5 5 5 5 -
NRF (PET) 50 50 50 65 65 65 -
PSA 2 3 4 2 3 4 -
PEBA (55R53 Grade) - - - - - - -
PEBA (72R Grade) 35 35 35 35 35 35 -
다층시트 총두께 (um) 92 93 94 107 108 109
탄성필름 대비 투명필름 두께 비율 1.429 1.429 1.429 1.857 1.857 1.857 -
탄성필름 대비 접착층 두께 비율 0.057 0.086 0.114 0.057 0.086 0.114 -
샘플번호 14 15 16 17 18 19 -
Hard Coating 5 5 5 5 5 5 -
NRF (PET) 75 75 75 90 90 90 -
PSA 2 3 4 2 3 4 -
PEBA (55R53 Grade) - - - - - - -
PEBA (72R Grade) 35 35 35 35 35 35 -
다층시트 총두께 (um) 117 118 119 132 133 134
탄성필름 대비 투명필름 두께 비율 2.143 2.143 2.143 2.571 2.571 2.571 -
탄성필름 대비 접착층 두께 비율 0.057 0.086 0.114 0.057 0.086 0.114 -
4. 다층시트의 물성 평가
(1) 광학적 특성 및 색상
광학적 특성 및 색상을 측정하였다. 헤이즈미터(NDH-5000W, Nippon Denshoku사)를 이용하여 필름 샘플의 가시광 평균 투과율을 ISO13468 표준에 따라 측정하였고, 헤이즈를 ISO 14782 표준에 따라 측정하였다. 샘플의 황색도(YI)는 분광광도계(UltraScan PRO, Hunter Associates Laboratory)에 의해 D65 광원을 이용하여 10°조건으로 ASTM-E313 표준에 따라 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
(2) 두께의 측정
각 층의 두께는 각각 Filmetrics사의 F-20장비를 활용해 제조사의 매뉴얼에 따라 두께를 측정했다. 샘플 내의 3점 내지 5점에서 측정한 결과를 확인해 그 평균 값을 두께로 취급했다.
(3) 폴딩 내구성 평가
다층필름 실시예는 35 ㎛ 두께의 탄성층 (SKC 제조, 아르끄마 프랑스사의 PEBA 72R Grade 수지를 적용해 제조한 단층 압출 필름)에 접착시킨 후 폴딩 내구성을 동적 굽힘 평가(Dynamic folding test)를 실시했다. 2mm의 곡률 반경과 2초/회의 굽힘 정도로 상온(약 20 ℃)서 20만회의 동적 굽힘 시험 후에 크랙 발생 여부를 확인했다. 크랙 발생 여부는 육안으로 관찰하였다. 실시예의 샘플 다층필름들은 모두 육안상으로 크랙 발생이 확인되지 않아서 양호로 평가받았다.
(4) 나노인덴테이션 시험
제조된 샘플에 대해 나노인덴테이션 시험을 수행하였다. 다층시트 샘플을 A4 사이즈로 재단하였고, 별도의 전처리 없이 시험 전까지 25±5℃ 및 50±5%RH에서 보관하였다. 이후 샘플에 대해 나노인덴테이션 표면분석기(FISCHERSCOPE HM2000, FISCHER사)를 사용하여 평가하였다. 구체적으로, 샘플 홀더로서 두께 약 3T의 GLASS TEST PLATE (Fischerscope Part no. 600-028) 위에 샘플을 코팅층의 표면(또는 코팅층이 없는 경우 투명필름의 표면)이 상방으로 오도록(즉 압입 면이 되도록) 위치시켰다. 이후 다이아몬드 팁을 이용해 상온에서 30 mN의 힘으로 15초 동안 하방으로 누른 후 5초간 유지(creep)하고 다시 상방으로 상승시키면서 나노인덴테이션 시험을 수행하여, 마르텐스 경도(HM), 인덴테이션 모듈러스(EIT), 탄성률(ηIT), 인덴테이션 크립(CIT), 30 mN의 힘에서의 최대 변형(hmax(@30mN)), 및 복원률(Recovery)을 측정하였다. 측정은 ISO 14577-1:2015 및 14577-2:2015에 준하여 수행되었다. 또한, 복원률(Recovery)은 하기 식에 의해 산출되었다.
Recovery (%) = [(hmax(@30mN) - hp) / hmax(@30mN)] x 100
여기서 hmax(@30mN)는 30 mN의 힘으로 상기 코팅층의 표면을 15초 동안 하방으로 누르고 5초간 유지(creep)시키는 동안의 최대 인덴테이션 깊이(㎛)이고, hp는 상기 힘이 제거된 후에도 복원되지 않고 남아 있는 인덴테이션의 깊이(㎛)이다.
평가 결과들은 하기 표 4에 나타냈었다.
샘플번호 1 2 3 4 5 6 7
Haze (%) 0.84 0.82 0.81 0.9 0.91 ND* ND
투과율 (%) 91.41 91.45 91.42 91.36 91.28 ND ND
투과 Yellow Index 0.61 0.82 0.62 0.89 0.88 ND ND
HM (N/mm2) 190.62 191.73 184.45 187.94 181.23 186.99 181.3
HIT (N/mm2) 326.22 333.01 322.9 332.41 326.5 349.71 325.64
EIT (Mpa) 3279.68 3241.79 3105.44 3129.77 2931.78 2956.17 2962.57
CIT (%) 4.088 4.136 4.083 4.089 4.481 4.207 4.272
ηIT (%) 60.806 61.426 61.335 61.874 63.47 65.442 63.811
Recovery (%) 69.7644 70.2373 69.6316 69.9182 73.3398 74.1581 73.3987
h max (㎛) 2.5325 2.5261 2.5742 2.5503 2.6067 2.5597 2.6011
HMd (N/(mm2*㎛))** 3.466 2.739 2.306 1.978 1.726 1.781 1.727
CITd (%/㎛)** 0.074 0.059 0.051 0.043 0.043 0.040 0.041
Rcd(%/㎛)** 1.268 1.003 0.870 0.736 0.698 0.706 0.699
TR index** 2.720 2.095 1.827 1.526 1.298 1.346 1.367
샘플번호 8 9 10 11 12 13 -
Haze (%) 0.79 0.83 0.78 0.9 0.88 0.68 -
투과율 (%) 91.09 91.05 91.05 91.21 91.38 91.08 -
투과 Yellow Index 0.44 0.43 0.47 0.45 0.45 0.47 -
HM (N/mm2) 198.66 197.32 196.47 197.56 197.7 197.2 -
HIT (N/mm2) 358.7 355.59 357.64 356.29 357.25 355.58 -
EIT (Mpa) 3245.69 3226.77 3190.7 3235.21 3229.28 3224.84 -
CIT (%) 4.029 4.064 4.018 3.989 4.025 4.038 -
ηIT (%) 63.146 63.084 63.688 63.05 63.017 63.003 -
Recovery (%) 70.8949 70.6586 70.9201 70.7838 70.7842 70.8898 -
h max (㎛) 2.4793 2.4886 2.4928 2.4853 2.4852 2.4886 -
HMd (N/(mm2*㎛))** 2.159 2.122 2.090 1.846 1.831 1.809 -
CITd (%/㎛)** 0.044 0.044 0.043 0.037 0.037 0.037 -
Rcd(%/㎛)** 0.771 0.760 0.754 0.662 0.655 0.650 -
TR index** 1.589 1.556 1.547 1.379 1.352 1.340 -
샘플번호 14 15 16 17 18 19 -
Haze (%) 0.84 0.85 0.85 0.84 0.88 0.81 -
투과율 (%) 91.15 91.09 91.07 90.97 90.98 90.96 -
투과 Yellow Index 0.46 0.43 0.46 0.6 0.58 0.58 -
HM (N/mm2) 193.27 190.28 192.88 196.82 196.38 194.75 -
HIT (N/mm2) 345.34 338.73 343.37 351.74 351.52 348.35 -
EIT (Mpa) 3193.37 3154.77 3192.08 3248.49 3236.75 3213.32 -
CIT (%) 4.031 4.036 4.072 4.022 4.017 4.002 　
ηIT (%) 62.437 62.393 62.225 62.547 62.627 62.502 -
Recovery (%) 69.946 69.8416 69.6958 70.1714 70.2276 69.9061 -
h max (㎛) 2.5136 2.5336 2.5171 2.4906 2.4933 2.5034 -
HMd (N/(mm2*㎛))** 1.652 1.613 1.621 1.491 1.477 1.453 -
CITd (%/㎛)** 0.034 0.034 0.034 0.030 0.030 0.030 -
Rcd (%/㎛)** 0.598 0.592 0.586 0.532 0.528 0.522 -
TR index** 1.245 1.236 1.212 1.109 1.102 1.093 -
* ND는 측정하지 않음을 의미함.
** HMd는 HM (N/mm2)은 총 두께 (㎛)로 나눈 값이다.
** CITd는 CIT (%)를 총 두께 (㎛)로 나눈 값이다.
** Rcd는 Recovery (회복율, %)를 총 두께 (㎛)로 나눈 값이다.
** TR index의 단위는 [/㎛] 이고, 아래 식 1으로 나타낸다.
[식 1]
상기 식 1에서, HMd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 마르텐스 경도 값(N/(mm2*㎛))이고, CITd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 인덴테이션 크립 값(%/㎛)이고, Rcd는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 복원율 값(%/㎛)이고, HIT는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 인덴테이션 경도(N/mm2)다.
상기 표 2 및 표 3을 참고하면, 표면의 경도 등의 특성이 다층시트의 구성이 어떻게 적층 되는지에 따라서도 달라진다는 점을 확인할 수 있었다. 다층시트가 디스플레이 소자 등의 커버 시트 등으로 활용도가 우수하기 위해서는, 광학적 특성이 우수할 것은 물론이고, 표면이 쉽게 긁히지 않고, 강한 힘에도 흠집이 발생하는 등의 영구 변형에 저항성이 크며, 내충격적 특성도 필요해 탄성을 갖는 층이 일부 적용되는 것이 좋고, 또 눌림 자국 등이 쉽게 발생하지 않도록 복원율이 우수한 것이 좋다. 생기 샘플 8 내지 19의 경우, 각각 적용되는 필름의 두께 등에 따라 그 값에 차이는 있으나, 적절한 수준 이상의 경도, 인덴테이션 크립, 복월율 등을 가지며, 이를 통해 구현예의 다층시트가 디스플레이 보호 시트 등에 적용되기에 우수한 물성을 갖는다는 점을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 다층시트
10: 코팅층
20: 투명필름
30: 접착층
42: 탄성필름
150: 발광기능층
200: 다층전자장치
t1: 코팅층 표면의 측정점

Claims (10)

  1. ISO 13468에 따른 전광선 투과율이 85% 이상인 투명필름;
    상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층; 및
    상기 투명필름의 타면 하에 배치된 탄성필름;
    을 포함하는 다층시트이고,
    상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 180 N/mm2 이상인, 다층시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 탄성률 ηIT가 62 % 이상인, 다층시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성필름의 두께를 기준으로 상기 투명필름의 두께가 0.5 내지 3의 두께 비율을 갖는, 다층시트.
  4. 제1항에 있어서,
    변형-복원지수 TR index는 아래 식 1에 따른 값이고,
    상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 TR index (단위: /㎛)는 0.8 이상 2 이하인, 다층시트;
    [식 1]

    상기 식 1에서,
    HMd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 마르텐스 경도 값(N/(mm2*㎛))이고,
    CITd은 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 인덴테이션 크립 값(%/㎛)이고,
    Rcd는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 복원율 값(%/㎛)이고,
    HIT는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 인덴테이션 경도(N/mm2)다.
  5. 투명필름;
    상기 투명필름의 일면 상에 배치된 코팅층;
    상기 투명필름의 타면 하에 배치된 접착층; 및
    상기 접착층 하에 배치된 탄성필름;
    을 포함하는 다층시트고,
    상기 다층시트는 상기 코팅층의 표면에서 측정한 마르텐스 경도 HM가 180 N/mm2 이상인, 다층시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 인덴테이션 크립 값은 0.02 %/㎛ 내지 0.05 %/㎛ 인, 다층시트.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 코팅층의 표면에서 측정한 상기 다층시트의 단위 두께(1 ㎛)당 복원율은 0.4 %/㎛ 내지 1.2 %/㎛인, 다층시트.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 탄성필름과 상기 접착층의 두께 비율은 1: 0.02 내지 1인, 다층시트.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 다층시트는 복원율이 66 % 이상인, 다층시트.
  10. 제1항 또는 제5항에 따른 다층시트,
    상기 다층시트의 하부에 배치된 발광기능층을 포함하는,
    다층전자장치.
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