KR20240077500A - 보호 필름, 보호 필름을 구비한 표시 장치, 및 보호 필름의 제조방법 - Google Patents

보호 필름, 보호 필름을 구비한 표시 장치, 및 보호 필름의 제조방법 Download PDF

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이승규
전갑제
노범석
박용석
오동혁
정재덕
조경석
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은, 우레탄 점착 수지를 포함하는 우레탄 점착층; 상기 우레탄 점착층 상에 배치되는 베이스 필름층; 및 상기 베이스 필름층 상에 배치되고, 불소계 광경화 수지 및 글라이콜계 광경화 수지를 포함하는, 하드 코팅층;을 구비하는, 보호 필름을 제공한다.

Description

보호 필름, 보호 필름을 구비한 표시 장치, 및 보호 필름의 제조방법{Protective Film, Display Device including the Proctective Film, and Method of Manufacturing of the Protective Film}
본 발명은 보호 필름, 보호 필름을 구비한 표시 장치, 및 보호 필름의 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 노트북, 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능, 예를 들어, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시 장치를 포함한다. 최근, 표시 장치의 표시 영역을 확대하면서 동시에 표시 영역에 다양한 기능을 추가할 수 있는 방안이 연구되고 있다.
한편, 표시 장치는 표시 장치의 표시 패널을 보호하는 커버 윈도우 및 커버 윈도우 상의 보호 필름을 포함할 수 있다. 커버 윈도우의 단면은 평평한 형태, 곡면을 포함하는 형태, 유연하게 구부러지거나 접을 수 있는 폴더블 디스플레이에 적용되는 형태 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 커버 윈도우의 단면이 여러 형태로 변화됨에 따라, 커버 윈도우를 보호하기 위한 보호 필름의 접착력, 형태, 및/또는 구성 또한 변화하며 발전되어 왔다.
본 발명은, 커버 윈도우를 효과적으로 보호하기 위한 보호 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 우레탄 점착 수지를 포함하는 우레탄 점착층; 상기 우레탄 점착층 상에 배치되는 베이스 필름층; 및 상기 베이스 필름층 상에 배치되고, 불소계 광경화 수지 및 글라이콜계 광경화 수지를 포함하는, 하드 코팅층;을 구비하는, 보호 필름을 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층은 우레탄 광경화 수지 및 프로판계 광경화 수지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 불소계 광경화 수지의 중량비는 3 wt% 내지 10 wt% 범위이고, 상기 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 8wt% 범위이고, 상기 우레탄 광경화 수지의 중량비는 10wt% 내지 50wt% 범위이고, 상기 프로판계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 15wt% 범위일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 필름층의 두께는 15㎛ 내지 100㎛ 범위를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층의 두께는 상기 베이스 필름층의 두께보다 얇을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 10㎛ 범위일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착층의 하부에 배치되는 하부 박리층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 박리층은 합성 수지제 필름층 및 상기 합성 수지제 필름층 상에 배치되는 이형 코팅층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층의 상부에 배치되는 상부 박리층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착 수지는 분자량 400 내지 1000 범위를 갖는 폴리올을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착 수지는 4개의 작용기를 갖는 폴리올을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우; 및 상기 커버 윈도우 상의 보호 필름;을 포함하고, 상기 보호 필름은, 우레탄 점착 수지를 포함하는 우레탄 점착층, 상기 우레탄 점착층 상에 배치되는 베이스 필름층; 및 상기 베이스 필름층 상에 배치되고, 불소계 광경화 수지 및 글라이콜계 광경화 수지를 포함하는 하드 코팅층;을 포함하는, 표시 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 평면영역 및 상기 평면영역의 외측에서 구부러지는 곡면영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층은 우레탄 광경화 수지 및 프로판계 광경화 수지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 불소계 광경화 수지의 중량비는 3 wt% 내지 10 wt% 범위이고, 상기 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 8wt% 범위이고, 상기 우레탄 광경화 수지의 중량비는 10wt% 내지 50wt% 범위이고, 상기 프로판계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 15wt% 범위일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 필름층의 두께는 15㎛ 내지 100㎛ 범위를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층의 두께는 상기 베이스 필름층의 두께보다 얇을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착 수지는 분자량 400 내지 1000의 폴리올을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착 수지는 4개의 작용기를 갖는 폴리올을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 베이스 필름층을 준비하는 단계; 상기 베이스 필름층 상에 불소계 광경화 수지 및 글라이코겔 광경화 수지를 포함하는 하드 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 베이스 필름층 하부에 우레탄 점착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 보호 필름 제조방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층을 형성하는 단계는, 불소계 광경화수지, 글라이콜계 광경화 수지, 우레탄 광경화 수지, 프로판계 광경화 수지, 용매, 및 광개시제를 사용하여 하드 코팅 조성물을 제조하는 단계, 상기 하드 코팅 조성물을 상기 베이스 필름층 상에 코팅하는 단계, 및 코팅된 상기 하드 코팅 조성물을 UV 광경화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅 조성물에서, 상기 불소계 광경화 수지의 중량비는 3 wt% 내지 10 wt% 범위이고, 상기 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 8wt% 범위이고, 상기 우레탄 광경화 수지의 중량비는 10wt% 내지 50wt% 범위이고, 상기 프로판계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 15wt% 범위이고, 상기 용매의 중량비는 30wt% 내지 80wt% 범위이고, 상기 광개시제의 중량비는 0.5wt% 내지 10wt% 범위일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅 조성물은 마이크로 그라비아 코팅 공정에 의해 상기 베이스 필름층 상에 코팅될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착층을 형성하는 단계는, 우레탄 점착 수지 및 우레탄 점착 경화제를 사용하여 우레탄 점착 조성물을 제조하는 단계, 상기 우레탄 점착 조성물을 상기 베이스 필름층 하부에 코팅하는 단계, 및 코팅된 상기 우레탄 점착 조성물을 열경화하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착 조성물은 슬롯 다이 코터 공정에 의해 상기 베이스 필름층 하부에 코팅될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착 수지는 폴리프로필렌 글라이콜, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 촉매, 및 용매를 포함하여 형성되고, 상기 우레탄 점착 경화제는 CORNATE HX, DESMODUR Z 4470, KONNATE L-75, 및 DURANATE 24A-100 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 점착층 하부에 배치되는 하부 박리층을 형성하는 단계; 및 상기 하드 코팅층 상부에 배치되는 상부 박리층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 박리층을 형성하는 단계는, 합성 수지제 필름층을 준비하는 단계, 및 상기 합성 수지제 필름층 상에 슬로 다이 코터로 실리콘 이형제를 코팅하여 이형 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 보호 필름은 상대적으로 얇은 베이스 필름, 불소계 광경화 수지 및 글라이콜계 광경화 수지를 포함한 하드 코팅층을 포함함에 따라, 내스크래치 특성이 개선되고 컬(curl) 발생을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3는 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 커버 윈도우에 부착된 보호 필름의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 커버 윈도우에 부착되기 전 보호 필름의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2는 예시적인 실시예에 따라, 표시 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 2는 y축 방향을 따른 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 표시 패널(10) 상의 커버 윈도우(CW), 및 커버 윈도우(CW) 상의 보호 필름(PF)을 포함할 수 있다.
표시 장치(1)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션 또는 UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자장치일 수 있다. 물론 표시 장치(1)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판 또는 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등과 같은 전자장치일 수도 있다. 또는, 표시 장치(1)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이 또는 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)일 수 있다. 또는, 표시 장치(1)는 다른 장치의 일부분일 수 있다. 예컨대 표시 장치(1)는 임의의 전자장치의 디스플레이부일 수 있다. 또는, 표시 장치(1)는 자동차의 계기판이나 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display)일 수 있고, 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이부(room mirror display)일 수 있으며, 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로서 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이부일 수 있다.
표시 장치(1)는 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 마련될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(1)가 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 갖는 직사각 형상인 경우를 나타내었으나, 표시 장치(1)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 표시 장치(1)는 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 표시 장치(1)가 직선으로 이루어진 변을 갖는 경우, 각 형상의 모서리 중 적어도 일부는 곡선으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)가 직사각 형상을 가질 때, 서로 인접한 직선 변들이 만나는 부분이 소정 곡률을 가지는 곡선으로 대체될 수 있다. 즉, 직사각 형상의 꼭지점 부분은 서로 인접한 그 양단이 서로 인접한 두 직선 변들에 연결되고 소정의 곡률을 갖는 곡선 변으로 이루어질 수 있다. 여기서 곡률은 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 곡률은 곡선이 시작되는 위치 및 곡선의 길이 등에 따라 변경될 수 있다. 이하에서는, 표시 장치(1)가 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 갖는 직사각 형상인 경우의 일 실시예에 대해 자세히 설명한다.
일 실시예에서, 표시 장치(1)는 제1 방향의 장변과 제2 방향의 단변을 가질 수 있다. 여기서 제1 방향과 제2 방향은 서로 교차하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 및 제2 방향은 서로 예각을 이룰 수 있다. 다른 예로, 제1 방향과 제2 방향은 서로 둔각을 이루거나, 직각을 이룰 수 있다. 이하에서는, 제1 방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향) 및 제2 방향(예를 들어, x 방향 및 -x 방향)이 서로 직각을 이루는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
다른 실시예에서, 표시 장치(1)는 제1 방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로의 변의 길이와 제2 방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)으로의 변의 길이는 동일할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 표시 장치(1)는 제1방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)의 단변 및 제2 방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)의 장변을 가질 수 있다.
제1 방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)의 장변과 제2 방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)의 단변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성될 수 있다.
표시 패널(10)은 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은, 도 1에 도시된 것과 같이, 화상을 표시하는 표시영역(DA) 및 표시영역(DA)의 외측에서 표시영역(DA)을 둘러싸는 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 표시영역(DA)에는 복수의 화소(PX)들이 배치될 수 있으며, 이러한 복수의 화소(PX)들을 통해 화상을 표시할 수 있다. 복수의 화소(PX)들은 각각 부화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 화소(PX)들은 각각 적색 부화소, 녹색, 부화소, 및 청색 부화소를 포함할 수 있다. 또는 복수의 화소(PX)들은 각각 적색 부화소, 녹색 부화소, 청색 부화소, 및 백색 부화소를 포함할 수 있다.
표시영역(DA)은 전면 표시영역(FDA), 측면 표시영역(SDA), 및 코너 표시영역(CDA)을 포함할 수 있다. 각 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(PX)들은 화상을 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 전면 표시영역(FDA), 측면 표시영역(SDA), 및 코너 표시영역(CDA)의 화소(PX)들은 각각 독립적인 이미지를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 전면 표시영역(FDA), 측면 표시영역(SDA), 및 코너 표시영역(CDA)의 화소(PX)들은 각각 어느 하나의 이미지의 일부분들을 제공할 수 있다.
전면 표시영역(FDA)은 편평한 표시영역으로 평면영역으로 지칭될 수 있다. 전면 표시영역(FDA)은 표시요소를 구비한 화소(PX)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 전면 표시영역(FDA)은 대부분의 이미지를 제공할 수 있다.
측면 표시영역(SDA)은 표시요소를 구비한 화소(PX)가 배치될 수 있다. 따라서, 측면 표시영역(SDA)은 화상을 표시할 수 있다. 측면 표시영역(SDA)은 모퉁이(CN)를 사이에 두고 전면 표시영역(FDA)의 측면에 배치될 수 있다. 측면 표시영역(SDA)은 곡률반지름(R)을 가지며 구부러질 수 있다.
코너 표시영역(CDA)은 표시 패널(10)의 모퉁이(corner, CN)에 배치되어 구부러질 수 있다. 즉, 코너 표시영역(CDA)은 모퉁이(CN)에 대응하여 배치될 수 있다. 여기서 모퉁이(CN)는 표시 장치(1) 및/또는 표시 패널(10)의 제1 방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로의 장변 및 제2 방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)으로의 단변이 만나는 부분일 수 있다. 코너 표시영역(CDA)은 이웃하는 측면 표시영역(SDA) 사이에 배치될 수 있다. 측면 표시영역(SDA) 및 코너 표시영역(CDA)은 전면 표시영역(FDA)을 적어도 일부 둘러싸며, 구부러질 수 있다.
표시 패널(10)은 평면영역 및 곡면영역을 포함할 수 있다. 전면 표시영역(FDA)은 편평한 표시영역(DA)으로 평면영역으로 지칭될 수 있다. 측면 표시영역(SDA), 코너 표시영역(CDA), 및 주변영역(PA)은 전면 표시영역(FDA) 각각은 외측에서 곡률을 가지고 구부러지는 영역으로, 곡면영역으로 지칭될 수 있다.
표시 패널(10)은, 도 2에 도시된 것과 같이, 커버 윈도우(CW)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(10)은 도시하지 않았지만, 광학 투명 접착제(Optically clear adhesive, OCA) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 커버 윈도우(CW)에 부착될 수 있다.
커버 윈도우(CW)는 플렉서블 윈도우일 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 크랙(crack) 등의 발생없이 외력에 따라 용이하게 휘면서 표시 패널(10)을 보호할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(10)의 평면영역과 중첩하는 영역에서 편평한 형태를 가지고, 표시 패널(10)의 곡면영역과 중첩하는 영역에서 구부러진 형태를 가질 수 있다. 즉, 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(10)의 측면 표시영역(SDA) 및 주변영역(PA)과 중첩하는 영역에서, 구부러진 형태를 가질 수 있다.
커버 윈도우(CW)는 유리, 사파이어, 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 예를 들어, 강화 유리(Ultra Thin Glass, UTG), 투명폴리이미드(Colorless Polyimide, CPI)일 수 있다. 일 실시예에서, 커버 윈도우(CW)는 유리 기판의 일면에 가요성이 있는 고분자 층이 배치된 구조를 갖는 것일 수 있고, 또는, 고분자층으로만 구성된 것일 수 있다.
보호 필름(PF)은 커버 윈도우(CW) 상에 배치될 수 있다. 보호 필름(PF)은 커버 윈도우(CW)의 표면을 보호할 수 있다. 보호 필름(PF)은 커버 윈도우(CW) 상에 커버 윈도우(CW)의 구부러진 형상을 따라 구부러진 형태를 갖도록 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 보호 필름(PF)는 표시 패널(10)의 평면영역과 중첩하는 영역에서 편평한 형태를 가지고, 표시 패널(10)의 곡면영역과 중첩하는 영역에서 구부러진 형태를 가질 수 있다. 보호 필름(PF)는 커버 윈도우(CW)의 편평한 부분과 중첩하는 영역에서 편평한 형태를 가지고, 커버 윈도우(CW)의 곡면을 갖는 부분과 중첩하는 영역에서 구부러진 형태를 가질 수 있다.
도 2는 y축 방향을 따른 단면을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로, x축 방향을 따른 단면 또한 도 2에 도시된 형상과 유사한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, x축 방향을 따른 단면에서 커버 윈도우(CW) 및 보호 필름(PF)은, 표시 패널(10)의 곡면영역과 중첩하는 영역에서 구부러진 형태를 가질 수 있다.
도 3는 예시적인 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 일 실시예의 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 커버 윈도우(CW), 및 보호 필름(PF)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 기판(100), 화소회로층(PCL), 표시층(DPL), 박막봉지층(TFE), 터치전극층(TEL), 및 광학기능층(OFL)의 적층 구조를 포함할 수 있다.
기판(100)은 고분자 수지를 포함하는 베이스층 및 무기층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 고분자 수지를 포함하는 베이스층과 무기절연층의 배리어층을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 순차적으로 적층된 제1 베이스층(101), 제1 배리어층(102), 제2 베이스층(103), 및 제2 배리어층(104)을 포함할 수 있다. 제1 베이스층(101)과 제2 베이스층(103)은 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenene napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 또는/및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 등을 포함할 수 있다. 제1 배리어층(102)과 제2 배리어층(104)은 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘나이트라이드 등의 무기절연물을 포함할 수 있다. 기판(100)은 플렉서블 특성을 가질 수 있다.
기판(100) 상에는 화소회로층(PCL)이 배치된다. 화소회로층(PCL)은 박막트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 화소회로(PC)를 포함할 수 있다. 또한, 화소회로층(PCL)은 화소회로(PC)의 구성요소들 아래 또는/및 위에 배치되는 버퍼층(111), 제1 게이트절연층(112), 제2 게이트절연층(113), 층간절연층(114), 제1 평탄화절연층(115) 및 제2 평탄화절연층(116)을 포함할 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(100)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘나이트라이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 물질을 포함하는 단일 층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다.
버퍼층(111) 상의 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(Act)을 포함하며, 반도체층(Act)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 반도체층(Act)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 반도체층(Act)은 채널영역(C) 및 채널영역(C)의 양측에 각각 배치된 드레인영역(D) 및 소스영역(S)을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 채널영역(C)과 중첩할 수 있다.
게이트전극(GE)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이의 제1 게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2 게이트절연층(113)은 상기 게이트전극(GE)을 덮도록 구비될 수 있다. 제2 게이트절연층(113)은 상기 제1 게이트절연층(112)과 유사하게 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2 게이트절연층(113) 상부에는 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(Cst2)이 배치될 수 있다. 상부 전극(Cst2)은 그 아래의 게이트전극(GE)과 중첩할 수 있다. 이 때, 제2 게이트절연층(113)을 사이에 두고 중첩하는 게이트전극(GE) 및 상부 전극(Cst2)은 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 즉, 게이트전극(GE)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(Cst1)으로 기능할 수 있다.
이와 같이, 스토리지 커패시터(Cst)와 박막트랜지스터(TFT)가 중첩되어 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(TFT)와 중첩되지 않도록 형성될 수도 있다.
상부 전극(Cst2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
층간절연층(114)은 상부 전극(Cst2)을 덮을 수 있다. 층간절연층(114)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다. 층간절연층(114)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 각각 층간절연층(114) 상에 위치할 수 있다. 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 각각 그 하부의 절연층들의 컨택홀을 통해 드레인영역(D) 및 소스영역(S)과 연결될 수 있다. 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 평탄화절연층(115)은 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)을 덮을 수 있다. 제1 평탄화절연층(115)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제2 평탄화절연층(116)은 제1 평탄화절연층(115) 상에 배치될 수 있다. 제2 평탄화절연층(116)은 제1 평탄화절연층(115)과 동일한 물질을 포함할 수 있고, Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다.
전술한 구조의 화소회로층(PCL) 상에는 표시층(DPL)이 배치될 수 있다. 표시층(DPL)은 발광소자(200)로서 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Display, OLED)를 포함하며, 유기발광다이오드(OLED)는 화소전극(210), 중간층(220), 및 대향전극(230)의 적층 구조를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 발광영역을 통해 빛을 방출하며, 발광영역을 화소(PX)로 정의할 수 있다.
화소전극(210)은 제2 평탄화절연층(116) 및 제1 평탄화절연층(115)에 형성된 컨택홀들과 제1 평탄화절연층(115) 상에 배치된 컨택메탈(CM)을 통해 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
화소전극(210)은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐징크산화물(IZO; indium zinc oxide), 징크산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크산화물(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(210)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(210)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
화소전극(210) 상에는 화소전극(210)의 중앙부를 노출하는 개구(117OP)를 갖는 화소정의막(117)이 배치된다. 화소정의막(117)은 유기절연물 및/또는 무기절연물을 포함할 수 있다. 개구(117OP)는 유기발광다이오드(OLED)에서 방출되는 빛의 발광영역을 정의할 수 있다. 예컨대, 개구(117OP)의 크기/폭이 발광영역의 크기/폭에 해당할 수 있다. 따라서, 화소(PX)의 크기 및/또는 폭은 해당하는 화소정의막(117)의 개구(117OP)의 크기 및/또는 폭에 의존할 수 있다.
중간층(220)은 화소전극(210)에 대응되도록 형성된 발광층(222)을 포함할 수 있다. 발광층(222)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다. 또는, 발광층(222)은 무기 발광물질을 포함하거나, 양자점을 포함할 수 있다.
발광층(222)의 아래와 위에는 각각 제1 기능층(221) 및 제2 기능층(223)이 배치될 수 있다. 제1 기능층(221)은 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2 기능층(223)은 발광층(222) 위에 배치되는 구성요소로서, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제1 기능층(221) 및/또는 제2 기능층(223)은 후술할 대향전극(230)과 마찬가지로 기판(100)을 전체적으로 커버하도록 형성되는 공통층일 수 있다.
대향전극(230)은 화소전극(210) 상에 배치되며, 화소전극(210)과 중첩할 수 있다. 대향전극(230)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 대향전극(230)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(230)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 대향전극(230)은 기판(100)을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성될 수 있다.
표시 패널(10)은 복수의 발광소자(200)들을 포함하며, 복수의 발광소자(200)들은 화소(PX)들을 통해 빛을 방출함으로써 이미지를 제공할 수 있다. 즉, 복수의 발광소자(200)들에 의해 표시영역(DA, 도 1 참조)이 정의될 수 있다. 따라서, 표시 패널(10)은 복수의 발광소자(200)들에 의해 정의되는 표시영역(DA)을 구비할 수 있고, 표시 패널(10)의 표시영역(DA)은 앞서 도 1을 참조하여 전술한 기판(100)의 표시영역(DA)에 해당할 수 있다. 다시 말하면, 도 1의 기판(100)의 전면 표시영역(FDA), 측면 표시영역(SDA), 및 코너 표시영역(CDA)은 각각 표시 패널(10)의 전면 표시영역(FDA), 측면 표시영역(SDA), 및 코너 표시영역(CDA)일 수 있다.
박막봉지층(TFE)은 표시층(DPL) 상에 배치되고 표시층(DPL)을 커버할 수 있다. 박막봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함하며, 일 실시예로서 도 3은 박막봉지층(TFE)이 순차적으로 적층된 제1 무기봉지층(310), 유기봉지층(320) 및 제2 무기봉지층(330)을 포함하는 것을 도시하고 있다.
제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)은 알루미늄산화물, 티타늄산화물, 탄탈륨산화물, 하프늄산화물, 징크산화물, 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 유기봉지층(320)은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기봉지층(320)은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다. 유기봉지층(320)은 모노머를 경화하거나, 폴리머를 도포하여 형성할 수 있다. 유기봉지층(320)은 투명성을 가질 수 있다.
박막봉지층(TFE) 상에는 터치전극들을 포함하는 터치전극층(TEL)이 배치되고, 터치전극층(TEL) 상에는 광학기능층(OFL)이 배치될 수 있다. 터치전극층(TEL)은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득할 수 있다. 광학기능층(OFL)은 외부로부터 표시 장치(1)를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있고, 및/또는 표시 장치(1)에서 방출되는 빛의 색 순도를 향상시킬 수 있다.
상기 터치전극층(TEL) 및 광학기능층(OFL) 사이에는 접착 부재가 배치될 수 있다. 상기 접착 부재는 당 기술분야에 알려진 일반적인 것을 제한 없이 채용할 수 있다. 상기 접착 부재는 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA) 또는 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)일 수 있다.
표시 패널(10) 상에는 커버 윈도우(CW)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 접착 부재에 의해 표시 패널(10) 상 부착될 수 있다. 접착 부재는 예컨대, 감압성 접착제(PSA) 또는 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)일 수 있다.
커버 윈도우(CW) 상에는 보호 필름(PF)이 배치될 수 있다. 보호 필름(PF)은 보호 필름(PF)의 점착층에 의해 커버 윈도우(CW) 상에 부착될 수 있다. 보호 필름(PF)의 구성요소에 대해서는 이하에서 자세하게 설명하기로 한다.
지금까지, 표시 장치(1)가 발광소자(200)로서, 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 것을 설명하였지만, 본 발명의 표시 장치(1)는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 표시 장치(1)는 무기 발광 다이오드를 포함하는 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기 EL 표시 장치)일 수 있다. 무기 발광다이오드는 무기물 반도체 기반의 재료들을 포함하는 PN 접합 다이오드를 포함할 수 있다. PN 접합 다이오드에 순방향으로 전압을 인가하면 정공과 전자가 주입되고, 그 정공과 전자의 재결합으로 생기는 에너지를 빛 에너지로 변환시켜 소정의 색상의 빛을 방출할 수 있다. 전술한 무기 발광다이오드는 수~수백 마이크로미터의 폭을 가질 수 있으며, 일부 실시예에서 무기 발광다이오드는 마이크로 LED로 지칭될 수 있다.
도 4는 커버 윈도우(CW, 도 2 참조)에 부착된 보호 필름(PF)의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 보호 필름(PF)은 베이스 필름층(1000), 베이스 필름층(1000) 상에 배치된 하드 코팅층(1100), 및 베이스 필름층(1000) 하부에 배치된 우레탄 점착층(1200)을 포함할 수 있다.
베이스 필름층(1000)은 하드 코팅층(1100) 및 우레탄 점착층(1200) 사이에 배치될 수 있다. 베이스 필름층(1000)은 보호 필름(PF)을 지지하면서 하드 코팅층(1100)을 보호할 수 있다.
베이스 필름층(1000)의 두께(T1)는, 예를 들어, 15㎛ 내지 100㎛ 범위일 수 있다. 바람직하게는 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)는, 예를 들어, 18㎛ 내지 70㎛ 범위일 수 있다. 보다 바람직하게는 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)는, 예를 들어, 20㎛ 내지 50㎛ 범위일 수 있다. 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)가 15㎛ 미만인 경우, 보호 필름(PF)의 지지 또는 하드 코팅층(1100)의 보호가 어려울 수 있다. 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)가 100㎛를 초과하는 경우, 커버 윈도우의 구부러진 영역에서의 부착성이 낮아질 수 있다. 일례로, 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)는 25㎛로 채택될 수 있다. 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)가 25㎛인 경우, 두께(T1)가 25㎛ 미만인 경우보다 커버 윈도우(CW, 도 2 참조)에 부착하는 공정에서 불량 발생률이 낮아지고, 두께(T1)가 25㎛ 초과하는 경우보다 커버 윈도우(CW)의 구부러진 영역에서 쉽게 탈착되는 것을 방지할 수 있다.
베이스 필름층(1000)은 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 베이스 필름층(1000)은 유동성을 갖는 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 베이스 필름층(1000)은 경질 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 필름층(1000)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 무연신 폴리프로필렌(CPP), 폴리우레탄(PU), 및 폴리올레핀(PO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하드 코팅층(1100)은 베이스 필름층(1000) 상부에 배치될 수 있다. 하드 코팅층(1100)은 베이스 필름층(1000)을 사이에 두고 우레탄 점착층(1200)으로부터 이격될 수 있다.
하드 코팅층(1100)의 두께(T2)는 베이스 필름층(1000)의 두께(T1)보다 얇을 수 있다. 하드 코팅층(1100)의 두께(T2)는, 예를 들어, 약 1㎛ 내지 약 10㎛ 범위일 수 있다. 하드 코팅층(1100)의 두께(T2)는, 예를 들어, 약 1.2㎛ 내지 약 10㎛ 범위일 수 있다. 하드 코팅층(1100)의 두께(T2)는, 예를 들어, 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛ 범위일 수 있다. 하드 코팅층(1100)의 두께(T2)가 10㎛ 초과하는 경우 보호 필름(PF)의 컬(Curl)이 과도하게 발생할 수 있으며, 1㎛ 미만인 경우 내스크래치 특성을 과도하게 저하시킬 수 있다.
베이스 필름층(1000)의 두께(T1)가 예를 들어, 100㎛ 미만, 바람직하게는 50㎛ 미만인, 얇은 두께로 형성됨에 따라, 하드 코팅층(1100)의 두께(T2)가 상기 범위보다 크게 형성되는 경우 컬(Curl)이 과도하게 발생할 수 있다.
하드 코팅층(1100)은 UV 경화형 물질을 포함할 수 있다. 하드 코팅층(1100)은 UV 경화형 조성물을 포함할 수 있다. UV 경화형 조성물은 하드 코팅 조성물로 지칭될 수 있다. 하드 코팅층(1100)은 불소계 광경화 수지, 우레탄 광경화 수지, 글라이콜계 광경화 수지, 프로판계 광경화 수지, 및 광개시제를 포함할 수 있다. 하드 코팅층(1100)이 포함하는 UV 경화형 조성물은 불소계 광경화 수지, 우레탄 광경화 수지, 글라이콜계 광경화 수지, 프로판계 광경화 수지, 광개시제, 및 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하드 코팅층(1100)이 예를 들어, 약 1㎛ 내지 약 10㎛ 범위의 비교적 얇은 두께로 형성됨으로 인한 내스크래치 특성 저하를 방지하기 위해, 하드 코팅층(1100)은 불소계 광경화 수지를 포함할 수 있다. 즉, 하드 코팅층(1100)이 포함하는 불소계 광경화 수지는 내스크래치 특성을 개선할 수 있다. 표 1 내지 표 2를 참조하여 설명하는 것과 같이, 약 3 wt% 이상의 불소계 광경화 수지를 포함하여 하드 코팅층(1100)을 형성하는 경우, 내스크래치성, 내오염성 및 내마모성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하드 코팅층(1100)은 컬(Curl) 발생을 방지하기 위해 글라이콜계 광경화 수지를 포함할 수 있다. 표 3 및 표 4를 참조하여 설명하는 것과 같이, 글라이콜계 광경화 수지를 포함하여 하드 코팅층(1100)을 형성하는 경우, 컬(Curl) 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 불소계 광경화 수지는, 상기 불소계 광경화 수지는, 예를 들어, Perfluoropolyether(PFPE)-tetraurethane acrylate, 1H,1H,5H-Octafluoropentyl Methacrylate, 1H,1H,2H,2H-Nonafluorohexyl Acrylate, Pentafluorophenyl Acrylate, 2,2,3,3-Tetrafluoropropyl Acrylate, 및 2,2,3,4,4,4-Hexafluorobutyl Acrylate 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 글라이콜계 광경화 수지는, 예를 들어, 2 관능기를 갖는 사슬 연장제(chain extender)를 포함할 수 있다. 상기 2 관능기를 갖는 사슬 연장제는 가교밀도를 낮춰 컬(Curl) 발생을 방지할 수 있다. 상기 글라이콜계 광경화 수지는, 예를 들어, 높은 유리 전이 온도(Glass Transition Temperature, Tg)를 갖는 2 관능기를 갖는 사슬 연장제(chain extender)를 포함할 수 있다. 높은 유리 전이 온도(Glass Transition Temperature, Tg)를 갖는 2 관능 사슬 연장제를 포함하는 경우, 내스크래치 특성을 저하를 방지할 수 있다. 상기 글라이콜계 광경화 수지는, 예를 들어, Hydroxy pivalic acid neopentyl glycol Diacrylate를 포함할 수 있다.
상기 우레탄 광경화 수지는, 예를 들어, Urethane acrylate, Urethane metacrylate , Polyester Urethane acrylate, 및 Epoxy acrylate 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로판계 광경화 수지는, 예를 들어, trimethylol propane triacrylate 일 수 있다.
UV 경화형 조성물을 이루는 상기 용매는, 예를 들어, 1-methoxy-2-propanol(PM), Toluene, Xylene, Methyl Ethyl Ketone, Ethyl acetate, 또는 Buthyl acetate 일 수 있다.
상기 광개시제는, 예를 들어, Benzil Dimethyl Ketal, Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphineoxide, 및 Blend of oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxyethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-hydroxyethoxy]-ethyl ester 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하드 코팅층(1100)이 포함하는 UV 경화형 조성물에서, 불소계 광경화 수지의 중량비는 약 3 wt% 내지 약 10 wt% 범위이고, 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 약 1wt% 내지 약 8wt% 범위이고, 우레탄 광경화 수지의 중량비는 약 10wt% 내지 약 50wt% 범위이고, 프로판계 광경화 수지의 중량비는 약 1wt% 내지 약 15wt% 범위이고, 용매의 중량비는 약 30wt% 내지 약 80 wt% 범위이고, 광개시제의 중량비는 약 0.5wt% 내지 약 10wt% 범위일 수 있다. 불소계 광경화 수지는 약 3 wt% 내지 약 10 wt% 범위의 중량비를 갖고, 글라이콜계 광경화 수지가 약 1wt% 내지 약 8wt% 범위의 중량비를 갖는 경우, 내스크래치 특성을 개선시킴과 동시에 컬(Curl) 발생을 방지할 수 있다.
우레탄 점착층(1200)은 베이스 필름층(1000)의 하부에 배치될 수 있다. 우레탄 점착층(1200)은 베이스 필름층(1000) 및 커버 윈도우(CW, 도 2 참조) 사이에 배치될 수 있다. 우레탄 점착층(1200)에 의하여 커버 윈도우(CW) 상에 보호 필름(PF)이 부착될 수 있다.
우레탄 점착층(1200)의 두께(T3)는, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 40㎛ 일 수 있다. 우레탄 점착층(1200)의 두께(T3)는, 예를 들어, 약 5㎛ 내지 약 35 ㎛ 일 수 있다. 보다 바람직하게는 우레탄 점착층(1200)의 두께(T3)는, 예를 들어, 약 10㎛ 내지 약 30㎛ 일 수 있다.
우레탄 점착층(1200)은 우레탄 점착 수지를 포함할 수 있다. 우레탄 점착층(1200)은 우레탄 점착 수지 및 우레탄 점착 경화제로 이루어진 우레탄 점착 조성물을 포함할 수 있다. 우레탄 점착층(1200)의 T.T/Haze로 나타나는 광특성을 개선하기 위해 우레탄 점착층(1200) 표면의 조도(평활도)가 우수하고, 우레탄 점착 수지 및 우레탄 점착 경화제 등의 상용성이 우수해야한다. 우레탄 점착층(1200)의 표면의 조도는 빠른 경화 속도를 갖는 경우 향상될 수 있다. 우레탄 점착 수지 및 우레탄 점착 경화제 등의 상용성은 우레탄 점착 수지의 극성 및 분자량에 의하여 향상될 수 있다.
우레탄 점착 수지는 폴리올, 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamathylene Diisocyanate, HDI), 촉매, 및 용매로 형성될 수 있다. 우레탄 점착 수지를 이루는 폴리올은 폴리프로필렌 글라이콜(Polypropylene glycol, PPG)일 수 있다. 우레탄 점착 수지의 폴리프로필렌 글라이콜의 중량비는 약 1.5wt% 내지 65wt% 범위이고, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)의 중량비는 약 10wt% 내지 약 30wt% 범위이고, 용매의 중량비는 약 20wt% 내지 약 70wt% 범위일 수 있다. 상기 폴리프로필렌 글라이콜(PPG)은, 예를 들어, 분자량이 1000이고 작용기가 2인 PPG-1000, 분자량이 400이고 작용기가 2인 PPG-400, 및 분자량이 402이고 작용기가 4인 HD-402 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
우레탄 점착 수지는 분자량 400 내지 1000 범위를 갖는 폴리올을 포함할 수 있다. 우레탄 점착 수지는 분자량 400 내지 1000 범위를 갖는 폴리프로필렌 글라이콜(Polypropylene glycol, PPG)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 우레탄 점착 수지는 분자량이 1000이고 작용기가 2인 PPG-1000, 분자량이 400이고 작용기가 2인 PPG-400, 및 분자량이 402이고 작용기가 4인 HD-402 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.분자량이 1000을 초과하는 폴리올을 포함하는 경우, 표 5 및 표 6을 참조하여 설명하는 것과 같이, 상용성이 저하될 수 있다.
우레탄 점착 수지는 4 작용기를 갖는 폴리올을 포함할 수 있다. 예를 들어, 우레탄 점착 수지는 4 작용기를 갖는 HD-402를 포함할 수 있다. 4 작용기를 갖는 폴리올을 포함하는 경우, 표 8을 참조하여 설명하는 것과 같이, 우레탄 점착층(1200)의 초기 경화 속도가 빨라 초기 점착력이 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있고, 이에 의하여 T.T/Haze로 나타나는 광특성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
우레탄 점착 수지를 형성하는 상기 촉매는 DBTDL(Dibutyltin dilaurate), Stannous octoate, 또는 Potassium acetate 일 수 있다. 우레탄 점착 수지 형성에 사용되는 용매는 1-methoxy-2-propanol(PM), 톨루엔, 자일렌, 또는 초산에칠일 수 있다.
우레탄 점착 경화제는 CORNATE HX, DESMODUR Z 4470, KONNATE L-75, 및 DURANATE 24A-100로 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따라, 베이스 필름층(1000), 하드 코팅층(1100), 및 우레탄 점착층(1200)을 포함하는 보호 필름(PF)의 전체 투과도(Total transmittance)는, 예를 들어, 90% 내지 100% 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 전체 투과도(Total transmittance)는, 예를 들어, 90.5% 내지 100% 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 전체 투과도(Total transmittance)는, 예를 들어, 90.8% 내지 100% 범위일 수 있다.
일 실시예에 따라, 베이스 필름층(1000), 하드 코팅층(1100), 및 우레탄 점착층(1200)을 포함하는 보호 필름(PF)의 헤이즈(Haze)는, 예를 들어, 0.4% 내지 1.2% 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 헤이즈(Haze)는, 예를 들어, 0.45% 내지 1.15% 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 헤이즈(Haze)는, 예를 들어, 0.5% 내지 1.1% 범위일 수 있다.
일 실시예에 따라, 베이스 필름층(1000), 하드 코팅층(1100), 및 우레탄 점착층(1200)을 포함하는 보호 필름(PF)의 초기 점착력은, 예를 들어, 300gf/in 내지 1200gf/in 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 초기 점착력은, 예를 들어, 350gf/in 내지 1150gf/in 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 초기 점착력은, 예를 들어, 400gf/in 내지 1100gf/in 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)의 초기 점착력이 낮을수록 경도가 높으며, 이 경우 내스크래치성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 따라, 베이스 필름층(1000), 하드 코팅층(1100), 및 우레탄 점착층(1200)을 포함하는 보호 필름(PF)을 60 ℃에서 3일 숙성한 후의 점착력은, 예를 들어, 200gf/in 내지 1000gf/in 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)을 60 ℃에서 3일 숙성한 후의 점착력은, 예를 들어, 250gf/in 내지 950gf/in 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)을 60 ℃에서 3일 숙성한 후의 점착력은, 예를 들어, 300gf/in 내지 900gf/in 범위일 수 있다. 보호 필름(PF)을 숙성한 후의 점착력은, 부착 대상에 부착시킬 때의 점착력일 수 있다.
도 5는 커버 윈도우(CW, 도 2 참조)에 부착되기 전 보호 필름(PF)의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 5에서는, 도 4에서 동일한 부재번호에 의하여 설명하는 동일한 구성요소에 대한 설명은 편의상 생략하고 추가된 구성요소에 대하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 보호 필름(PF)은 베이스 필름층(1000), 하드 코팅층(1100), 우레탄 점착층(1200), 하부 박리층(1300), 및 상부 박리층(1400)을 포함할 수 있다.
하부 박리층(1300)은 우레탄 점착층(1200)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 박리층(1300)은 보호 필름(PF)을 보호할 수 있다. 하부 박리층(1300)은 우레탄 점착층(1200)을 보호하는 층일 수 있다. 하부 박리층(1300)은, 보호 필름(PF)을 커버 윈도우(CW, 도 2 참조)에 부착 시에 제거될 수 있다. 즉, 하부 박리층(1300)이 제거되고 노출된 우레탄 점착층(1200)에 의하여 커버 윈도우(CW) 상에 보호 필름(PF)이 부착될 수 있다.
하부 박리층(1300)은 제1 합성 수지제 필름층(1310) 및 제1 합성 수지제 필름층(1310) 상에 코팅된 이형 코팅층(1320)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 하부 박리층(1300)은 합성 수지제 필름에 이형 코팅되어 판매되는 완제품인 시판용 In-line PET liner가 아닌, 합성 수지제 필름을 매입하여 별도로 이형 코팅하여 형성하는 Off-line PET liner일 수 있다.
하부 박리층(1300)은 유동성을 갖는 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 하부 박리층(1300)은 경질 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 즉, 제1 합성 수지제 필름층(1310)은 유동성을 갖는 경질 합성 수지제 필름일 수 있다. 제1 합성 수지제 필름층(1310)은, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 무연신 폴리프로필렌(CPP), 폴리우레탄(PU), 및 폴리올레핀(PO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이형 코팅층(1320)은 제1 합성 수지제 필름층(1310) 및 우레탄 점착층(1200) 사이에 배치될 수 있다. 이형 코팅층(1320)은 하부 박리층(1300)이 우레탄 점착층(1200)으로부터 이형되는 것을 용이하게 하는 층일 수 있다. 이형 코팅층(1320)은 실리콘 이형제를 포함하는 실리콘 이형 코팅층일 수 있다. 이형 코팅층(1320)의 두께는 약 0.4㎛ 내지 약 0.8㎛ 범위일 수 있다. 표 10을 참조하여 설명하는 것과 같이, 이형 코팅층(1320)의 두께를 상기 범위로 형성함에 따라 광특성이 향상됨을 확인할 수 있다.
상부 박리층(1400)은 하드 코팅층(1100)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 박리층(1400)은 하드 코팅층(1100)을 사이에 두고 베이스 필름층(1000)으로부터 이격될 수 있다. 상부 박리층(1400)은 보호 필름(PF)을 보호할 수 있다. 상부 박리층(1400)은 하드 코팅층(1100)을 보호하는 층일 수 있다. 상부 박리층(1400)은, 보호 필름(PF)을 커버 윈도우(CW, 도 2 참조)에 부착 시에 제거될 수 있다.
상부 박리층(1400)은 제2 합성 수지제 필름층(1410) 및 제2 합성 수지제 필름층(1410) 상에 코팅된 실리콘 점착층(1420)을 포함할 수 있다.
상부 박리층(1400)은 유동성을 갖는 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 상부 박리층(1400)은 경질 합성 수지제 필름을 포함할 수 있다. 즉, 제2 합성 수지제 필름층(1410)은 유동성을 갖는 경질 합성 수지제 필름일 수 있다. 상부 박리층(1400)의 제2 합성 수지제 필름층(1410)은, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 무연신 폴리프로필렌(CPP), 폴리우레탄(PU), 및 폴리올레핀(PO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실리콘 점착층(1420)은 실리콘 점착제을 포함할 수 있다. 실리콘 점착층(1420)은 상부 박리층(1400)이 하드 코팅층(1100) 상에 점착되도록 하는 층이며, 사용 시 제거되어야 하므로 점착력은 약 1gf/inch 내지 약 2 gf/inch 범위를 가질 수 있다.
하드 코팅층의 불소계 광경화 수지 함량에 따른 실시예 및 비교예
[표 1]
I-754 : Blend of oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxyethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-hydroxyethoxy]-ethyl ester
PM: 1-methoxy-2-propanol
UA-32P : Urethane acrylate oligomer
UA-100H : Urethane acrylate oligomer
M300 : Trimethylol propane triacrylate
AD1700 : Perfluoropolyether(PFPE)-tetraurethane acrylate
[표 2]
표 1은 서로 다른 함량의 불소계 광경화 수지(AD1700)을 사용하여 형성된 하드 코팅 조성물 비교예 및 실시예들을 나타낸다. 표 1은, 각 하드 코팅 조성물들을 형성하는 불소계 광경화 수지, 우레탄 광경화 수지, 글라이콜계 광경화 수지, 프로판계 광경화 수지, 용매, 및 광개시제 각각의 함량을 나타낸다.
표 2는, 표 1의 각 하드 코팅 조성물들로 형성한 보호 필름의 물성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 표 2는 두께가 25㎛인 베이스 필름 상에 표 1의 하드 코팅 조성물을 마이크로 그라비아 코팅하여 두께 2㎛인 하드 코팅층을 형성하고, 60 ℃에서 3 일 동안 숙성시킨 후, 하드 코팅층을 UV 광경화하여 제조된 보호 필름의 물성을 나타낸다.
표 2의 내스크래치성 측정 시험은, 500g 하중으로 스틸울 Grade 0000호(Liberon사)를 장착한 마모시험기(모델명:TO-550) 장비를 사용하여 코팅제가 코팅된 도막면으로 500회 왕복하여 측정하였다.
표 2의 접촉각 측정 시험(방오성 평가)은, 접촉각 측정 장비(모델명:Phoenix 300)를 사용하여 도막과 H2O syringe 바늘 높이를 3cm로 고정한 상태에서 1방울 떨어트린 후 좌,우 접촉각의 평균값을 기록한 후 동일한 방법으로 5 회 측정하여 평균을 구하여 측정하였다.
표 1 및 표 2를 참조하면, 불소계 광경화 수지인 AD1700의 함량이 1wt% 이하인 비교예 A0의 경우 스크래치가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 불소계 광경화 수지인 AD1700의 함량이 3wt% 이상인, 실시예 A1, 실시예 A2, 및 실시예 A3의 경우 스크래치가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한, 접촉각이 상대적으로 클수록 내오염성 및 내마모성이 향상될 수 있는 바, AD1700의 함량이 1wt%에서 5wt%까지 증가하는 경우 내오염성 및 내마모성이 점진적으로 개선되는 것을 확인할 수 있다. 다만, AD1700의 함량이 5wt% 이상부터는 내오염성 및 내마모성에 대한 물성 개선 정도가 크지 않음을 확인할 수 있다.
하드 코팅층의 글라이콜계 광경화 수지 함량에 따른 실시예 및 비교예
[표 3]
CP-4: 1-hydroxycyclohexyl-phenyl ketone
PM: 1-methoxy-2-propanol
UA-32P : Urethane acrylate oligomer
UA-100H : Urethane acrylate oligomer
M300 : Trimethylol propane triacrylate
M210 : Hydroxy pivalic acid neopentyl glycol Diacrylate　
AD1700 : Perfluoropolyether(PFPE)-tetraurethane acrylate
[표 4]
표 3은 글라이콜계 광경화 수지인 M210을 포함하지 않은 하드 코팅 조성물 비교예(B0) 및 M210을 포함한 하드 코팅 조성물 실시예들(B1, B2, B3)을 나타낸다. 표 3은, 각 하드 코팅 조성물들을 형성하는 불소계 광경화 수지, 우레탄 광경화 수지, 글라이콜계 광경화 수지, 프로판계 광경화 수지, 용매, 및 광개시제 각각의 함량을 나타낸다.
표 4는, 표 3의 각 하드 코팅 조성물들로 형성한 보호 필름의 물성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 표 4는 두께가 25㎛인 베이스 필름 상에 표 3의 하드 코팅 조성물을 마이크로 그라비아 코팅하여 두께 3㎛인 하드 코팅층을 형성하고, 60 ℃에서 3 일 동안 숙성시킨 후, 하드 코팅층을 UV 광경화하여 제조된 보호 필름의 물성을 나타낸다.
표 4의 내스크래치성 측정 시험은, 500g 하중으로 스틸울 Grade 0000호(Liberon사)를 장착한 마모시험기(모델명:TO-550) 장비를 사용하여 코팅제가 코팅된 도막면으로 500회 왕복하여 측정하였다.
표 4의 Curl 측정 시험은, 각 비교예 및 실시예들에 따른 보호 필름을 10 cm X 10 cm 재단하여 4 면의 각 모서리와 바닥의 이격거리를 측정하여 평균값을 구하여 비교하였다.
표 3 및 표 4를 참조하면, 글라이콜계 광경화 수지인 M210이 포함된 실시예 B1, 실시예 B2, 및 실시예 B3는 M210이 포함되지 않은 비교예 B0보다 컬(Curl) 발생이 감소함을 확인할 수 있다. M210의 함량이 증가할수록 컬(Curl) 발생이 감소하는 것을 확인할 수 있다. M210의 함량이 6wt% 이상인 경우에는, M210의 함량과 상관 없이 컬 발생을 확인하기 어려우므로, 물성 개선 정도가 크지 않음을 확인할 수 있다.
우레탄 점착 수지를 이루는 폴리올 종류에 따른 실시예 및 비교예
[표 5]
[표 6]
표 5는 포함하는 폴리올 종류에 따른 우레탄 점착 수지 실시예 및 비교예들을 나타낸다. 표 5는 우레탄 점착 수지를 형성하는 폴리올, 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamathylene Diisocyanate, HDI), 촉매, 및 용매의 함량을 나타낸다. 실시예 C1은 분자량 1000인 PPG-1000을 사용하였고, 비교예 C2는 분자량 2000 인 PPG-2000, 비교예 C3는 분자량 3000인 PPG-3000, 비교예 C4는 분자량 4000인 PPG-4000을 사용하여 우레탄 점착수지를 형성하였다.
표 6은 표 5의 각 우레탄 점착 수지들과 우레탄 점착 경화제의 상용성 평가 결과를 나타낸다. 표 6은 우레탄 점착 경화제의 종류에 따른 각 실시예 및 비교예의 상용성 평가 결과를 나타낸다. 우레탄 점착 수지 및 우레탄 점착 경화제의 비율은 100/2로 사용되었으며, 상용성이 좋은 경우 'O'로 표기되었고, 상용성이 나쁜 경우 'X'로 표기되었다.
표 5 및 표 6을 참조하면, 분자량이 1000을 초과하는 폴리올을 포함하는 비교예 C2, 비교예 C3, 비교예 C4의 경우 평가에 사용된 모든 우레탄 점착 경화제와의 상용성이 나쁜 것을 확인할 수 있다. 반면, 분자량이 1000인 폴리올을 포함하는 실시예 C1은 평가에 사용된 모든 우레탄 점착 경화제와의 상용성이 양호한 것을 확인할 수 있다.
우레탄 점착층의 우레탄 경화제 종류에 따른 실시예
[표 7]
표 7은 표 5에서 나타낸 실시예 C1의 우레탄 점착 수지를 서로 다른 우레탄 점착 경화제 각각과 혼합하여 우레탄 점착 조성물들을 제조한 후, 각 우레탄 점착 조성물들로 형성한 우레탄 점착층의 물성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 상기 우레탄 점착층은, 상기 우레탄 점착 조성물을 베이스 필름층인 PET 필름(두께 25 ㎛) 상에 슬롯 다이 코팅으로 두께 20 ㎛의 코팅층을 형성하고, 120 ℃ 오븐에 2 분 동안 건조시켜 우레탄 점착층을 형성한 다음 물성을 측정하였다. 초기 점착력은 30분 상온 방치후 측정한 수치이고, 숙성후 점착력은 60 ℃에서 3일 숙성한 후 점착력을 측정한 수치이다.
실시예 D1은 CORNATE HX 경화제를 사용하여 우레탄 점착층을 형성하였고, 실시예 D2는 DESMODUR Z 4470 경화제를 사용하여 우레탄 점착층을 형성하였고, 실시예 D3은 KONNATE L-75 경화제를 사용하여 우레탄 점착층을 형성하였고, 실시예 D3은 DURANATE 24A-100 경화제를 사용하여 우레탄 점착층을 형성하였다.
도 7을 참조하면, CORNATE HX 경화제를 사용한 실시예 D1이 초기 점착력, 숙성 후 점착력, 전체 투과도(Total transmittance, T.T(%)), 및 헤이즈(Haze)의 물성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
우레탄 점착층의 우레탄 점착 수지의 폴리올 작용기에 따른 실시예 및 비교예
[표 8]
표 8은 포함하는 폴리올 종류가 서로 다른 우레탄 점착 수지들 각각을 우레탄 점착 경화제와 혼합하여 우레탄 점착 조성물들을 제조한 후, 각 우레탄 점착 조성물들로 형성한 우레탄 점착층의 물성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 상기 우레탄 점착층은, 상기 우레탄 점착 조성물을 베이스 필름층인 PET 필름(두께 25 ㎛) 상에 슬롯 다이 코팅으로 두께 20 ㎛의 코팅층을 형성하고, 120 ℃ 오븐에 2 분 동안 건조시켜 우레탄 점착층을 형성한 다음 물성을 측정하였다. 초기 점착력은 30분 상온 방치후 측정한 수치이고, 숙성후 점착력은 60 ℃에서 3일 숙성한 후 점착력을 측정한 수치이다.
실시예 E1은 4 작용기 폴리올을 포함한 우레탄 점착 수지를 포함하여 우레탄 점착층을 형성하였고, 비교예 E2는 3 작용기 폴리올을 포함한 우레탄 점착 수지를 포함하여 우레탄 점착층을 형성하였다. 비교예 E3은 및 E4는 우레탄 점착 수지 합성 중 GELL화 현상이 발생하여 추가적인 물성 테스트를 진행하지 않았다. 즉, 5 작용기 이상의 폴리올 사용시 우레탄 점착 수지 합성 중 GELL화 현상이 발생하는 문제점이 있다.
도 8을 참조하면, 4 작용기의 폴리올을 사용한 실시예 E1의 초기 점착력, 숙성 후 점착력, 전체 투과도(Total transmittance, T.T(%)), 및 헤이즈(Haze)의 물성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 3 작용기 이하의 폴리올을 사용한 실시예 E2의 경우 실시예 E1보다 초기 경화가 늦어 숙성 후 점착력과 광특성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
촉매 함량에 따른 우레탄 점착층 실시예
[표 9]
표 9는 10%로 희석된 DBTDL 촉매의 함량을 서로 달리하여 형성한 우레탄 점착 조성물들을 제조한 후, 각 우레탄 점착 조성물들로 형성한 우레탄 점착층의 물성을 측정한 결과를 나타내고 있다. 표 9의 실시예들은, 초산에칠에 10 %로 희석되어 있는 DBTDL 촉매, 표 5에서 나타낸 실시예 C1의 우레탄 점착 수지, 및 CORNATE HX의 우레탄 점착 경화제를 각각 혼합하여 제조한 우레탄 점착 조성물로 형성되었다. 상기 우레탄 점착층은, 상기 우레탄 점착 조성물을 베이스 필름층인 PET 필름(두께 25 ㎛) 상에 슬롯 다이 코팅으로 두께 20 ㎛의 코팅층을 형성하고, 120 ℃ 오븐에 2 분 동안 건조시켜 우레탄 점착층을 형성한 다음 물성을 측정하였다. 초기 점착력은 30분 상온 방치후 측정한 수치이고, 숙성후 점착력은 60 ℃에서 3일 숙성한 후 점착력을 측정한 수치이다.
표 9를 참조하면, 촉매 함량별로 실시예들의 헤이즈(Haze)는 큰 차이가 없었으나, 촉매 함량이 1일 때 T.T 값이 최고치를 가졌다.
우레탄 점착층의 열경화 온도에 따른 실시예
[표 10]
표 10은 우레탄 점착 조성물을 코팅한 후 건조 온도에 따라 측정된 물성을 나타낸다. 표 10의 실시예들은, 동일한 우레탄 점착 조성물을 베이스 필름층인 PET 필름(두께 25 ㎛) 상에 슬롯 다이 코팅으로 두께 20 ㎛의 코팅층을 형성하고, 코팅층의 열경화 조건을 서로 달리하여 형성된 우레탄 점착층이다.
건조 최고 온도 145 ℃ 이상에서는 라이너 기재인 PET의 수축 및 주름 발생으로 제품화에 어려움이 있었다. 건조 최고 온도 140℃에서 높은 T.T 값과 낮은 헤이즈(Haze) 값을 가져 가장 우수한 광특성을 가짐을 확인할 수 있다. 따라서, 건조 최고 온도 140 ℃ 이하의 조건이 바람직하다.
하부 박리층의 종류에 따른 실시예 및 비교예
[표 11]
표 11은 하부 박리층의 종류에 따른 실시예 및 비교예의 측정된 물성을 나타낸다. 실시예 H1은 PET 필름 상에 실리콘 이형제를 코팅하여 0.4 ~ 0.8 ㎛ 범위의 두께를 갖는 이형 코팅층을 형성하여 제조된 하부 박리층이다. 비교예 H2, 비교예 H3, 및 비교예 H4는 합성 수지제 필름에 이형 코팅되어 판매되는 완제품인 시판용 In-line PET liner이다. 비교예 H5 및 비교예 H6는 PET 필름 상에 실리콘 이형제를 코팅하여 0.4 미만의 두께를 갖는 이형 코팅층을 형성하여 제조된 하부 박리층이다.
도 11을 참조하면, 실리콘 이형 코팅층의 두께를 0.4 ~ 0.8 ㎛ 범위로 형성한 실시예 H1의 경우, 이형 코팅층의 평활도 유지에 유리하였고, 광특성(TT,Haze)이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
10: 표시 패널
CW: 커버 윈도우
PF: 보호 필름
1000: 베이스 필름층
1100: 하드 코팅층
1200: 우레탄 점착층
1300: 하부 박리층
1310: 제1 합성 수지제 필름
1320: 이형 코팅층
1400: 상부 박리층
1410: 제2 합성 수지제 필름
1420: 실리콘 점착층

Claims (28)

  1. 우레탄 점착 수지를 포함하는 우레탄 점착층;
    상기 우레탄 점착층 상에 배치되는 베이스 필름층; 및
    상기 베이스 필름층 상에 배치되고, 불소계 광경화 수지 및 글라이콜계 광경화 수지를 포함하는, 하드 코팅층;
    을 구비하는, 보호 필름.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 우레탄 광경화 수지 및 프로판계 광경화 수지를 포함하는, 보호 필름.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 불소계 광경화 수지의 중량비는 3 wt% 내지 10 wt% 범위이고,
    상기 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 8wt% 범위이고,
    상기 우레탄 광경화 수지의 중량비는 10wt% 내지 50wt% 범위이고,
    상기 프로판계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 15wt% 범위인, 보호 필름.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름층의 두께는 15㎛ 내지 100㎛ 범위를 갖는, 보호 필름.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 두께는 상기 베이스 필름층의 두께보다 얇은, 보호 필름.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 10㎛ 범위인, 보호 필름.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착층의 하부에 배치되는 하부 박리층을 더 포함하는, 보호 필름.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 하부 박리층은 합성 수지제 필름층 및 상기 합성 수지제 필름층 상에 배치되는 이형 코팅층을 포함하는, 보호 필름.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 상부에 배치되는 상부 박리층을 더 포함하는, 보호 필름.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착 수지는 분자량 400 내지 1000 범위를 갖는 폴리올을 포함한, 보호 필름.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착 수지는 4개의 작용기를 갖는 폴리올을 포함하는, 보호 필름.
  12. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우; 및
    상기 커버 윈도우 상의 보호 필름;을 포함하고,
    상기 보호 필름은,
    우레탄 점착 수지를 포함하는 우레탄 점착층,
    상기 우레탄 점착층 상에 배치되는 베이스 필름층; 및
    상기 베이스 필름층 상에 배치되고, 불소계 광경화 수지 및 글라이콜계 광경화 수지를 포함하는 하드 코팅층;
    을 포함하는, 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 평면영역 및 상기 평면영역의 외측에서 구부러지는 곡면영역을 포함하는, 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 우레탄 광경화 수지 및 프로판계 광경화 수지를 포함하는, 보호 필름.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 불소계 광경화 수지의 중량비는 3 wt% 내지 10 wt% 범위이고,
    상기 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 8wt% 범위이고,
    상기 우레탄 광경화 수지의 중량비는 10wt% 내지 50wt% 범위이고,
    상기 프로판계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 15wt% 범위인, 보호 필름.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 베이스 필름층의 두께는 15㎛ 내지 100㎛ 범위를 갖는, 보호 필름.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 두께는 상기 베이스 필름층의 두께보다 얇은, 보호 필름.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착 수지는 분자량 400 내지 1000의 폴리올을 포함한, 보호 필름.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착 수지는 4개의 작용기를 갖는 폴리올을 포함하는, 보호 필름.
  20. 베이스 필름층을 준비하는 단계;
    상기 베이스 필름층 상에 불소계 광경화 수지 및 글라이코겔 광경화 수지를 포함하는 하드 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 필름층 하부에 우레탄 점착층을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 보호 필름 제조방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층을 형성하는 단계는,
    불소계 광경화수지, 글라이콜계 광경화 수지, 우레탄 광경화 수지, 프로판계 광경화 수지, 용매, 및 광개시제를 사용하여 하드 코팅 조성물을 제조하는 단계,
    상기 하드 코팅 조성물을 상기 베이스 필름층 상에 코팅하는 단계, 및
    코팅된 상기 하드 코팅 조성물을 UV 광경화하는 단계를 포함하는, 보호 필름 제조방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 하드 코팅 조성물에서,
    상기 불소계 광경화 수지의 중량비는 3 wt% 내지 10 wt% 범위이고,
    상기 글라이콜계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 8wt% 범위이고,
    상기 우레탄 광경화 수지의 중량비는 10wt% 내지 50wt% 범위이고,
    상기 프로판계 광경화 수지의 중량비는 1wt% 내지 15wt% 범위이고,
    상기 용매의 중량비는 30wt% 내지 80wt% 범위이고,
    상기 광개시제의 중량비는 0.5wt% 내지 10wt% 범위인, 보호 필름 제조방법.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 하드 코팅 조성물은 마이크로 그라비아 코팅 공정에 의해 상기 베이스 필름층 상에 코팅되는, 보호 필름 제조방법.
  24. 제20 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착층을 형성하는 단계는,
    우레탄 점착 수지 및 우레탄 점착 경화제를 사용하여 우레탄 점착 조성물을 제조하는 단계,
    상기 우레탄 점착 조성물을 상기 베이스 필름층 하부에 코팅하는 단계, 및
    코팅된 상기 우레탄 점착 조성물을 열경화하는 단계를 포함하는, 보호 필름 제조방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착 조성물은 슬롯 다이 코터 공정에 의해 상기 베이스 필름층 하부에 코팅되는, 보호 필름 제조방법.
  26. 제24 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착 수지는 폴리프로필렌 글라이콜, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 촉매, 및 용매를 포함하여 형성되고,
    상기 우레탄 점착 경화제는 CORNATE HX, DESMODUR Z 4470, KONNATE L-75, 및 DURANATE 24A-100 중 적어도 하나를 포함하는, 보호 필름 제조방법.
  27. 제20 항에 있어서,
    상기 우레탄 점착층 하부에 배치되는 하부 박리층을 형성하는 단계; 및
    상기 하드 코팅층 상부에 배치되는 상부 박리층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 보호 필름 제조방법.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 하부 박리층을 형성하는 단계는,
    합성 수지제 필름층을 준비하는 단계, 및
    상기 합성 수지제 필름층 상에 슬로 다이 코터로 실리콘 이형제를 코팅하여 이형 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 보호 필름 제조방법.
KR1020220156788A 2022-11-21 2022-11-21 보호 필름, 보호 필름을 구비한 표시 장치, 및 보호 필름의 제조방법 KR20240077500A (ko)

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