WO2022010253A1 - 광투과성 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

광투과성 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a light-transmitting film having excellent filler dispersibility, a method for manufacturing the same, and a display device including the same.
  • the use of a light-transmitting film instead of glass as a cover window is being considered.
  • the light-transmitting film needs to have excellent properties such as hardness, abrasion resistance, and flexibility.
  • Transparent plastic films are being studied as light-transmitting films for cover windows of display devices.
  • a polyimide-based film having high hardness is being studied as a material for a cover window of a flexible display device.
  • the polyimide-based film is made of a polyimide (PI)-based resin.
  • Polyimide (PI)-based resins have insolubility, chemical resistance, heat resistance, radiation resistance and low-temperature characteristics, and are used as automobile materials, aviation materials, spacecraft materials, insulating coatings, insulating films, protective films, and the like.
  • a filler may be added to the light-transmitting film.
  • the filler is preferably uniformly dispersed in the light-transmitting film.
  • An embodiment of the present invention is to provide a method of manufacturing a light-transmitting film having excellent filler dispersibility.
  • One embodiment of the present invention is to provide a light-transmitting film, including a filler uniformly dispersed in a light-transmitting matrix.
  • One embodiment of the present invention is to provide a light-transmitting film having a power law slope in the range of -3.6 to -3.2 according to U-SAXS analysis.
  • One embodiment of the present invention is to provide a light-transmitting film having excellent light transmittance and low haze by uniformly dispersing the filler.
  • An embodiment of the present invention is to provide a light-transmitting film having a high Young's modulus (Young's modulus), the filler is uniformly dispersed in the light-transmitting matrix.
  • Another embodiment of the present invention is to provide a polyimide-based film having excellent optical and mechanical properties, including a filler dispersed in a polyimide-based matrix to have an average particle scattering coefficient of 0.35 or less.
  • Another embodiment of the present invention is to provide a display device including a polyimide-based film having excellent filler dispersibility.
  • the step of preparing a light-transmitting resin powder, dissolving the first content of the light-transmitting resin powder in a first solvent to prepare a light-transmitting resin solution the filler is dispersed in the second solvent preparing a filler dispersion comprising the steps of preparing a first mixed solution by mixing the filler dispersion and the light-transmitting resin solution, and adding and dissolving a second content of the light-transmitting resin powder to the first mixed solution to dissolve the second mixed solution
  • the first content of the light-transmitting resin powder may be 0.5 to 10% of the weight of the filler.
  • the method may further include adding a third solvent to the first mixed solution.
  • the third solvent may be the same as the first solvent.
  • the second content of the light-transmitting resin powder may be 10 to 200 times the first content.
  • the light-transmitting resin may include an imide repeating unit.
  • the light-transmitting resin may include an amide repeating unit.
  • Another embodiment of the present invention includes a light-transmitting matrix and a filler dispersed in the light-transmitting matrix, wherein the scattering intensity with respect to wave number is logarithmically expressed as an ultra-small-angle x-ray In the wave number range of 0.01 / ⁇ to 0.1 / ⁇ of the scattering (Ultra-Small Angle X-ray Scattering, U-SAXS) graph, the power law slope that is the slope of the graph is -3.6 to -3.2, light A transmissive film is provided.
  • U-SAXS Ultra-Small Angle X-ray Scattering
  • the filler includes silica (SiO 2 ).
  • At least a portion of the silica (SiO 2 ) is surface-treated by an organic compound group having an alkoxy group.
  • the average particle diameter of the filler is 5 to 50 nm.
  • the content of the filler is 5 to 46% by weight based on the total weight of the light-transmitting film.
  • the average shortest adjacent distance between the pillars is between 23 and 45 nm.
  • the light-transmitting film has a yellowness of 3 or less.
  • the light-transmitting film has a haze of 1% or less.
  • the light-transmitting film has a light transmittance of 85% or more.
  • the light-transmitting film has a "Young's modulus" of 4.5 GPa or more and a "2% yield strength" of 95 MPa or more.
  • the light-transmitting matrix may include an imide repeating unit.
  • the light-transmitting matrix may include an amide repeating unit.
  • Another embodiment of the present invention includes a light-transmitting matrix and a filler dispersed in the light-transmitting matrix, wherein the filler has an average particle scattering coefficient (XA) of 0.35 or less, and the average particle scattering coefficient (XA) provides a light-transmitting film, which is calculated by the following formula 1.
  • XA average particle scattering coefficient
  • Equation 1 X k is calculated from Equation 2 below.
  • TEM transmission electron microscopy
  • the content of the filler may be 5 to 50% by weight based on the total weight of the light-transmitting film.
  • the light-transmitting film may have a light transmittance of 88% or more.
  • the light-transmitting film may have a modulus of 5.0 GPa or more.
  • Another embodiment of the present invention provides a display device including a display panel and the light-transmitting film disposed on the display panel.
  • a light-transmitting film having excellent filler dispersibility may be manufactured.
  • the haze of the light-transmitting film may be reduced, but according to an embodiment of the present invention, the filler dispersibility in the light-transmitting film is excellent, and has excellent haze characteristics , the power law slope of the light-transmitting film through U-SAXS analysis may be in the range of -3.6 to -3.2.
  • the light-transmitting film according to an embodiment of the present invention may have an excellent Young's modulus and excellent yield strength.
  • the light-transmitting film according to an embodiment of the present invention has excellent optical and mechanical properties, and when used as a cover window of a display device, can effectively protect the display surface of the display device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a light-transmitting film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a U-SAX graph for a light-transmitting film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a dispersed state of a filler in a light-transmitting film according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion “P” of FIG. 4 .
  • spatially relative terms “below, beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are one element or component as shown in the drawings. and can be used to easily describe the correlation with other devices or components.
  • the spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, if an element shown in the figures is turned over, an element described as “beneath” or “beneath” another element may be placed “above” the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Likewise, the exemplary terms “above” or “on” may include both directions above and below.
  • first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
  • At least one should be understood to include all possible combinations from one or more related items.
  • the meaning of “at least one of the first, second, and third items” means each of the first, second, or third items as well as two of the first, second, and third items. It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.
  • each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. may be
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the light-transmitting film 100 includes a light-transmitting matrix 110 and a filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix.
  • the light-transmitting matrix 110 has light-transmitting properties.
  • the light-transmitting matrix 110 may have a flexible characteristic.
  • the light-transmitting matrix 110 may have a bending characteristic, a folding characteristic, and a rollable characteristic.
  • the light-transmitting matrix 110 includes a light-transmitting resin.
  • the light-transmitting matrix 110 may include, for example, an imide repeating unit.
  • the light-transmitting matrix 110 may include, for example, an amide repeating unit.
  • the light-transmitting matrix 110 may be prepared from monomer components including, for example, dianhydride and diamine. More specifically, the light-transmitting matrix 110 according to an embodiment of the present invention may have an imide repeating unit formed by dianhydride and diamine.
  • the light-transmitting matrix 110 may have an amide repeating unit formed by a dicarbonyl compound and diamine.
  • the light-transmitting matrix 110 according to an embodiment of the present invention may be prepared from monomer components including dianhydride, diamine, and dicarbonyl compound. Accordingly, the light-transmitting matrix 110 according to an embodiment of the present invention may have an imide repeating unit and an amide repeating unit. As the light-transmitting matrix 110 having an imide repeating unit and an amide repeating unit, for example, there is a polyamide-imide resin.
  • the light-transmitting matrix 110 may include a polyimide resin or a polyamide-imide resin.
  • a resin including an imide repeating unit is referred to as a polyimide-based resin.
  • Polyimide-based resins include polyimide resins and polyamide-imide resins.
  • the light-transmitting resin used as the light-transmitting matrix 110 may have excellent mechanical and optical properties.
  • the light-transmitting matrix 110 may have a thickness sufficient for the light-transmitting film 100 to protect the display panel.
  • the light-transmitting matrix 110 may have a thickness of 10 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the light-transmitting matrix 110 may be the thickness of the light-transmitting film 100 .
  • the light-transmitting film 100 may have a thickness of 10 to 100 ⁇ m.
  • the light-transmitting matrix 110 may have an average light transmittance of 85% or more and a yellowness of 5 or less in a visible light region measured by a UV spectrophotometer based on a thickness of 10 to 100 ⁇ m.
  • the light-transmitting film 100 includes, for example, a polyimide-based film using a polyimide-based resin as the light-transmitting matrix 110 .
  • the polyimide-based film includes a polyimide film and a polyamide-imide film.
  • the filler 120 may be an inorganic material or an organic material.
  • the filler 120 may have a particle shape.
  • the filler 120 may include at least one of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles. According to an embodiment of the present invention, for example, an inorganic filler may be used.
  • the filler 120 may include silica (SiO 2 ).
  • silica SiO 2
  • inorganic silica (SiO 2 ) particles may be used as the filler 120 .
  • At least a portion of the silica (SiO 2 ) used as the filler 120 may be surface-treated. More specifically, surface-treated silica (SiO 2 ) particles may be used as the filler 120 .
  • At least a portion of the silica (SiO 2 ) used as the filler 120 may be surface-treated by an organic compound group having an alkoxy group.
  • silica (SiO 2 ) particles surface-treated by at least one of substituted or unsubstituted alkylalkoxysilane and phenylalkoxysilane may be used as the filler 120 .
  • silica (SiO 2 ) particles surface-treated by methylalkoxysilane, ethylalkoxysilane or phenylalkoxysilane may be used as the filler 120 .
  • silica (SiO 2 ) particles surface-treated with trimethoxy(methyl)silane and phenyltrimethoxysilane may be used as the filler 120 .
  • the filler 120 may have a unit structure represented by the following Chemical Formulas 1 to 6.
  • R may each independently be at least one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a phenyl group having 6 to 18 carbon atoms.
  • the light-transmitting film 100 may be manufactured by a hybrid mixing method in which solution-to-solution mixing and solution-to-powder mixing are performed in parallel.
  • the manufacturing method of the light-transmitting film 100 includes the steps of preparing a light-transmitting resin powder, dissolving a first content of the light-transmitting resin powder in a first solvent to prepare a light-transmitting resin solution step, preparing a filler dispersion comprising a filler dispersed in a second solvent, preparing a first mixed solution by mixing the filler dispersion and a light-transmitting resin solution, and a second content of the light-transmitting resin powder in the first mixed solution and adding and dissolving to prepare a second mixed solution.
  • the light-transmitting resin may include an imide repeating unit.
  • the light-transmitting resin may include an amide repeating unit.
  • a polyimide-based resin may be used as the light-transmitting resin.
  • the filler 120 dispersion may be prepared by adding filler particles to a second solvent and stirring.
  • the method of manufacturing the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may further include casting the second mixed solution.
  • a casting substrate is used for casting.
  • the type of the casting substrate There is no particular limitation on the type of the casting substrate.
  • a glass substrate a stainless (SUS) substrate, a Teflon substrate, or the like may be used.
  • a glass substrate may be used as the casting substrate.
  • the light-transmitting resin powder is divided at least twice and mixed with the filler dispersion.
  • the first content of the light-transmitting resin powder is dissolved in the first solvent and mixed with the filler dispersion in the form of a light-transmitting resin solution.
  • the first content of the light-transmitting resin powder may be 0.5 to 10% of the weight of the filler. More specifically, the first content of the light-transmitting resin powder may be in the range of 1 to 10% of the total weight of the filler (120).
  • the second content of the light-transmitting resin powder is added in a powder state.
  • the second content of the light-transmitting resin powder may be added in a powder state to the first mixed solution formed by mixing the filler dispersion and the light-transmitting resin solution.
  • the second content of the light-transmitting resin powder may be a content excluding the first content among the total content of the light-transmitting resin powder used for manufacturing the light-transmitting film 100 .
  • the second content may be 5 times or more, 10 times or more, or 50 times or more of the first content.
  • the second content of the light-transmitting resin powder may be 100 times or more of the first content.
  • the second content of the light-transmitting resin powder may be 10 to 200 times the first content. More specifically, the second content of the light-transmitting resin powder may be 60 to 200 times the first content.
  • the step of adding a third solvent to the first mixed solution may be further included.
  • the third solvent may be the same as or different from the first solvent.
  • the same solvent as the first solvent may be used as the third solvent.
  • DMAc N,N-Dimethylacetamide
  • DMAc N,N-Dimethylacetamide
  • DMAc (N,N-dimethylacetamide) or methyl ethyl ketone (Methyl Ethyl Ketone, MEK) may be used as the second solvent.
  • DMAc (N,N-Dimethylacetamide) may be used as the third solvent.
  • one embodiment of the present invention is not limited thereto, and other known solvents may be used as the first solvent, the second solvent, and the third solvent.
  • a part (first content) of the light-transmitting resin powder is dissolved in a solvent, and then mixed with the filler dispersion. Accordingly, the dispersibility of the filler is improved.
  • the solvent instantaneously penetrates the inside of the powder from the surface of the powder, and at this time, the concentration around the surface of the powder rises instantaneously, so that the filler Agglomeration may occur.
  • the present invention by first adding a light-transmitting resin solution formed by dissolving a light-transmitting resin powder to a filler dispersion containing a solvent, the polymer chains of the light-transmitting resin distributed between the fillers are formed between the fillers. It can prevent clumping. After that, even if the light-transmitting resin powder is additionally added (addition of the second content), aggregation between fillers does not occur. Accordingly, aggregation of the filler may be prevented, and the dispersibility of the filler may be improved.
  • the light-transmitting film 100 including the uniformly dispersed filler 120 may be manufactured by a hybrid mixing method in which solution-to-solution mixing and solution-to-powder mixing are combined.
  • the degree of freedom of the filler 120 and the light-transmitting resin can be maintained in a high state, so that an environment in which dispersion is easy can be created. Accordingly, the filler 120 and the light-transmitting resin can be combined in a high degree of freedom, and the filler 120 is uniformly dispersed in the matrix 110 formed by the light-transmitting resin, the light-transmitting film 100 This can be manufactured.
  • silica particles may be used as the filler 120 .
  • Silica particles can be prepared, for example, from tetraethyltriethoxysilane.
  • ethanol and tetraethyltriethoxysilane tetraethylthoxysilane, TEOS, Si(OC 2 H 5 ) 4
  • NH 4 OH was added thereto, and the reaction product obtained by stirring After filtration, washing with ethanol, and drying under reduced pressure, silica particles [SiO 2 ] having an average particle diameter of about 20 nm can be prepared.
  • a silica dispersion may be used as the filler 120 dispersion.
  • the silica dispersion may be prepared, for example, by adding dimethylacetamide (DMAc) and silica particles to a reactor and stirring.
  • DMAc dimethylacetamide
  • the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention having excellent filler dispersibility has excellent mechanical and optical properties.
  • the light-transmitting film 100 has a power law slope of -3.6 to -3.2.
  • the scattering intensity with respect to the wave number is logarithmically expressed as ultra-small angle X-ray scattering (Ultra-Small Angle X-)
  • U-SAXS ultra-small angle X-ray scattering
  • the power law slope which is the slope of the graph, is -3.6 to -3.2.
  • Ultra-Small Angle X-ray Scattering (U-SAXS) graph is obtained by ultra-small angle X-ray scattering measurement.
  • the ultra-small-angle X-ray scattering (U-SAXS) graph shows the scattering intensity I (intensity) in the range where the scattering angle 2 ⁇ is 5° or less among the scattered X-rays that are incident on the film and scattered by the particles included in the film. It is a graph showing the wavenumber dependence of According to an embodiment of the present invention, the scattering angle 2 ⁇ may be adjusted by the separation distance between the sample and the detector. According to an embodiment of the present invention, the ultra-small-angle X-ray scattering graph is expressed as scattering intensity I for wavenumber Q (unit: ⁇ ⁇ 1 ) instead of angle ⁇ normally applied to X-ray diffraction analysis do. The wavenumber Q is calculated from 2 ⁇ / ⁇ , and ⁇ represents the wavelength of X-rays.
  • an ultra-small-angle X-ray scattering graph may be obtained in a wavenumber range of 0.001 to 0.15/ ⁇ .
  • the scattering intensity I with respect to the wave number Q is expressed logarithmically (log).
  • the power law slope is -3.6 to -3.2.
  • U-SAX ultra-small-angle x-ray scattering
  • the scattering intensity I with respect to the wave number Q is logarithmically expressed.
  • a power law slope that is a slope of an ultra-small-angle x-ray scattering (U-SAXS) graph is -3.4.
  • the slope of the ultra-small angle x-ray scattering (U-SAXS) graph in a wave number range of 0.01/ ⁇ to 0.1/ ⁇ is also simply referred to as a “power law slope”.
  • U-SAXS ultra-small-angle x-ray scattering
  • U-SAXS ultra-small-angle x-ray scattering
  • Exposure time 30 seconds
  • the sample of the light-transmitting film 100 may be measured at a radiation accelerator facility (Pohang Light Source) of the Pohang Accelerator Research Institute (Pohang, Korea).
  • the radiation accelerator of the Pohang Accelerator Research Institute (Pohang, Korea) includes a radiation light source and a detector, and a sample is placed on an optical path between the radiation light source and the detector.
  • measurements are made on the sample in transmission mode (T-SAXS).
  • T-SAXS transmission mode
  • a film that does not include the filler 120, and is made of only the light-transmitting matrix 110 is used as a control (Reference).
  • the measurement peak of the light transmissive film 100 sample may be corrected by the control.
  • the size of the scattering angle 2 ⁇ may be determined by the separation distance between the sample and the detector. According to an embodiment of the present invention, by arranging the sample so that the separation distance between the sample and the detector is 6.5 m in the radiation accelerator of the Pohang Accelerator Research Center (Pohang, Korea), an ultra-small angle is achieved. can make it come true.
  • the light-transmitting film 100 may have a yellowness of 3 or less, may have a haze of 1% or less, and have a light transmittance of 85% or more can have
  • the light-transmitting film 100 may have excellent mechanical properties, may have a Young's modulus of 4.5 GPa or more, and may have a "2% yield strength" of 95 MPa or more. have.
  • the content of the particle size filler 120 and the particle spacing may be adjusted.
  • the filler 120 may have an average particle diameter of 5 to 50 nm.
  • the average particle diameter of the filler 120 is less than 5 nm, the dispersibility of the filler 120 may be reduced, and the fillers 120 may be aggregated.
  • the average particle diameter of the filler 120 exceeds 50 nm, the optical properties of the light-transmitting film 100 including the filler 120 may be deteriorated.
  • the filler 120 having an average particle diameter of more than 50 nm is included in excess, the haze of the light-transmitting film 100 may be increased.
  • the average particle diameter of the filler 120 is less than 5 nm, due to the aggregation of the filler 120, the mechanical strength of the light-transmitting film 100 is lowered in the portion where the aggregation of the filler 120 is generated, The Young's modulus and 2% yield strength of the light-transmitting film 100 may be reduced.
  • the average particle diameter of the filler 120 exceeds 50 nm, the yield strength of the light-transmitting film 100 is less than 95 MPa, and mechanical strength may be reduced.
  • the power law slope may be less than -3.6 or greater than -3.2.
  • the filler 120 may have an average particle diameter of 10 to 20 nm, or may have an average particle diameter of 10 to 15 nm.
  • the light-transmitting film 100 includes the filler 120 having a particle size of nanometers
  • optical properties of the light-transmitting film 100 may be improved by light scattering by the filler 120 .
  • mechanical properties of the light-transmitting film 100 may be improved.
  • the content of the filler 120 may be in the range of 5 to 50% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100 . More specifically, in an embodiment so that the power law slope is in the range of -3.6 to -3.2, the content of the filler 120 may be in the range of 5 to 46 wt% based on the total weight of the light-transmitting film 100 .
  • the content of the filler 120 is less than 5 wt% with respect to the total weight of the light-transmitting film 100, the light scattering effect by the filler 120 is insignificant, and the light transmittance improvement effect of the light-transmitting film 100 is hardly exhibited. it may not be In addition, when the content of the filler 120 is less than 5% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100, the effect of improving Young's modulus and 2% yield strength of the light-transmitting film 100 may be insignificant.
  • the content of the filler 120 exceeds 50% by weight with respect to the total weight of the light-transmitting film 100, the dispersibility of the filler 120 is reduced, the haze of the light-transmitting film 100 may be lowered, and the excess filler 120 blocks light, so that the light transmittance of the light-transmitting film 100 may be reduced. More specifically, when the content of the filler 120 exceeds 46 wt% with respect to the total weight of the light-transmitting film 100, the power law slope of the light-transmitting film 100 is out of the range of -3.6 to -3.2. Also, the haze of the light-transmitting film 100 may be lowered, and the light transmittance of the light-transmitting film 100 may be lowered.
  • the average shortest adjacent distance between the pillars 120 is 23 to 45 nm. More specifically, the average distance between the two most adjacent pillars 120 may be 23 to 45 nm.
  • the scattering intensity with respect to the wave number is logarithmically expressed from 0.01/ ⁇ to the ultra-small angle x-ray scattering (U-SAXS) graph
  • U-SAXS ultra-small angle x-ray scattering
  • the average shortest adjacent distance between the fillers 120 exceeds 45 nm, the light scattering effect by the fillers 120 is insignificant, so that the light transmittance improvement effect of the light transmissive film 100 may hardly appear.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a dispersion state of the filler 120 in the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the particle size of the filler 120 and the distance between the fillers 120 are measured using a transmission electron microscope (TEM) photograph of the light-transmitting film 100 . or it can be calculated.
  • TEM transmission electron microscope
  • some of the fillers 120 are spaced apart from each other and dispersed, while some form an aggregation.
  • “Group A” indicates the pillars 120 forming a cluster.
  • the shortest distance between the pillars 120 forming a cluster as in “Group A” of FIG. 3 is not 20 nm.
  • the shortest distance between the non-clustered and dispersed fillers 120 is 20 nm or more.
  • the number of the fillers 120 forming a group as in “Group A” of FIG. 3 decreases, it can be said that the fillers 120 are uniformly dispersed in the light-transmitting film 100 .
  • the scattering intensity with respect to the wave number is logarithmically expressed as ultra-small-angle x-ray scattering (U-SAXS) ) in the wavenumber range of 0.01/ ⁇ to 0.1/ ⁇ of the graph, the power law slope, which is the slope of the graph, becomes in the range of -3.6 to -3.2, so that the light-transmitting film 100 may have a low haze.
  • U-SAXS ultra-small-angle x-ray scattering
  • the filler 120 when the filler 120 is included, if the filler 120 is not sufficiently uniformly dispersed, the optical transmittance of the light-transmitting film 120 is lowered and the haze is increased, and the optical of the light-transmitting film 120 is properties may be degraded.
  • the power law slope of the light-transmitting film 120 in the wavenumber range of 0.01/ ⁇ to 0.1/ ⁇ of the ultra-small-angle x-ray scattering (U-SAXS) graph, the power law slope of the light-transmitting film 120 is -3.6 to -3.2, it is possible to prevent an increase in haze of the light-transmitting film 120, and to prevent a decrease in light transmittance.
  • the power law slope of the light-transmitting film 100 becomes -3.6 to -3.2, and the light-transmitting film 100 may have a light transmittance of 85% or more, or 89% or more, or 90% or more, or 91% or more. and may have a yellowness of 3.0 or less, or 1.0 or less.
  • the light-transmitting film 100 may have a yellowness of 3 or less.
  • the light-transmitting film 100 may have a haze of 1% or less.
  • U-SAXS ultra-small angle x-ray scattering
  • the filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 may have an average particle scattering coefficient (XA) of 0.35 or less.
  • the average particle scattering coefficient (XA) of the filler 120 is calculated by Equation 1 below.
  • Equation 1 X k can be calculated from Equation 2 below.
  • k is an integer from 1 to 38.
  • TEM transmission electron microscope
  • the particle diameter of the filler 120 becomes the particle size of the filler 120 .
  • D is the same as the average particle diameter of the filler 120 calculated by a transmission electron microscope (TEM). More specifically, the particle size "D" of Equation 2 is the average particle size of the filler 120 calculated from images taken by a transmission electron microscope (TEM).
  • the particle size D of the filler 120 applied in Equation 2 may be different from the actual particle size of the filler 120 used in manufacturing the light-transmitting film 100 .
  • the image taken by a transmission electron microscope (TEM) has Two or more fillers 120 agglomerated or overlapped with each other may be displayed as one particle in a lumped state.
  • the actual particle size of the filler 120 and the average particle diameter D of the filler 120 calculated from the image taken by a transmission electron microscope (TEM) may be different from each other.
  • the particle size of the filler 120 is calculated from an image taken by a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the particle size of the filler 120 may be obtained in the following way.
  • Microtome (Manufacturer: Leica / Model Name: EM UC7)
  • Average particle area corresponds to the average of the number of pixels occupied by each filler in a transmission electron microscope (TEM) image.
  • the average value of the number of pixels occupied by one filler is "average particle area", and the actual area of one square pixel is (length per pixel) 2, so transmission electron microscopy (TEM)
  • the area of the filler calculated from the image obtained from is "(average particle area) x (length per pixel) 2 ".
  • the average particle diameter of the filler 120 may be obtained by the following Equation 3.
  • the average particle diameter is as follows saved
  • Average particle diameter (nm) 2 * [(average particle arear / ⁇ ) * (length per pixel) 2 )] 1/2
  • the average particle diameter of the filler 120 calculated using a transmission electron microscope (TEM) and ImageJ may be used as the particle size D of the filler 120 .
  • the average particle scattering coefficient of the filler 120 is calculated by calculating according to Equations 1 and 2.
  • the filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 has an average particle scattering coefficient (XA) of 0.35 or less, the filler 120 is uniformly dispersed and the light-transmitting film (100) may have excellent optical properties.
  • the filler 120 is dispersed in the light-transmitting matrix 110 with an average particle scattering coefficient (XA) of 0.35 or less, the effect of improving the mechanical properties of the light-transmitting film 100 may be maximized.
  • the average particle scattering coefficient (XA) of the filler 120 exceeds 0.35, the light transmittance of the light-transmitting film 100 may be reduced by causing scattering in the visible region. As a result, there may be a problem in that the optical properties of the light-transmitting film 100 are lowered.
  • the filler 120 may have an average particle scattering coefficient of 0.1 or more.
  • the average particle scattering coefficient of the filler 120 is 0.1 or more, scattering is small in the visible light region, and reduction in light transmittance of the light transmitting film 100 by the filler 120 may be suppressed.
  • the refractive index of the filler 120 is reflected in the light transmitting matrix 110, and the light transmitting film
  • the light transmittance improvement effect may occur by reducing the reflectance of (100), and the yellowness of the light transmissive film 100 is lowered by the Rayleigh scattering effect.
  • the filler 120 may have an average particle scattering coefficient of 0.07 to 0.35.
  • the filler 120 may have an average particle scattering coefficient of 0.17 to 2.0.
  • the size or content of the filler 120 there is no particular limitation on the size or content of the filler 120 . According to another embodiment of the present invention, the size and content of the filler 120 may be adjusted in consideration of optical and mechanical properties of the light-transmitting film 100 .
  • the filler 120 may have an average particle diameter of 5 to 50 nm.
  • the average particle diameter of the filler 120 When the average particle diameter of the filler 120 is less than 5 nm, the number of particles is greatly increased compared to the same content, and the dispersibility of the filler 120 is lowered due to a relative increase in surface area, so that the fillers 120 may be aggregated. . On the other hand, when the average particle diameter of the filler 120 exceeds 50 nm, the optical properties of the light-transmitting film 100 including the filler 120 may be deteriorated. For example, when the filler 120 having an average particle diameter of more than 50 nm is included in excess, light transmittance of the light-transmitting film 100 may be reduced and haze may be increased.
  • the mechanical strength of the light-transmitting film 100 in the portion where the aggregation of the filler 120 is generated may be reduced. have.
  • the modulus (modulus) of the light-transmitting film 100 may be lowered, and accordingly, the mechanical strength may be lowered.
  • the filler 120 when the filler 120 is added, appropriate light scattering occurs by the filler 120 to improve the optical properties of the light-transmitting film 100 .
  • the content of the filler 120 included in the light transmissive film 100 may be adjusted.
  • the content of the filler 120 may be in the range of 5 to 50% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100 . More specifically, the content of the filler 120 with respect to the total weight of the light-transmitting film 100 may be adjusted to 5 to 40% by weight.
  • the content of the filler 120 is less than 5% by weight with respect to the total weight of the light-transmitting film 100, the light scattering effect by the filler 120 is insignificant, so that the light transmittance improvement effect of the light-transmitting film 100 is hardly exhibited. and the effect of improving the modulus of the light-transmitting film 100 may be insignificant.
  • the content of the filler 120 exceeds 50% by weight with respect to the total weight of the light-transmitting film 100, the dispersibility of the filler 120 is reduced, the haze of the light-transmitting film 100 may be reduced, and aggregation of the filler 12 may occur due to the excess filler 120 , and the filler 120 aggregated in this way blocks light, thereby reducing the light transmittance of the light-transmitting film 100 .
  • the average particle scattering coefficient of the filler 120 dispersed in the light transmitting matrix 110 is 0.35 or less
  • the light-transmitting film 100 may have a yellowness of 3 or less. More specifically, the light-transmitting film 100 according to another embodiment of the present invention may have a yellowness of 2.0 or less, or may have a yellowness of 1.0 or less.
  • the light-transmitting film 100 may have a haze of 1% or less. More specifically, the light-transmitting film 100 according to another embodiment of the present invention may have a haze of 0.9% or less.
  • the light-transmitting film 100 may have a light transmittance of 88% or more. More specifically, the light-transmitting film 100 according to another embodiment of the present invention may have a light transmittance of 89% or more, 90% or more, or 91% or more.
  • the light transmitting film 100 has a modulus of 5.0 GPa or more can have
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of the display device 200 according to another exemplary embodiment
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion “P” of FIG. 4 .
  • the display device 200 includes a display panel 501 and a light-transmitting film 100 on the display panel 501 .
  • the display panel 501 includes a substrate 510 , a thin film transistor TFT on the substrate 510 , and an organic light emitting device 570 connected to the thin film transistor TFT.
  • the organic light emitting device 570 includes a first electrode 571 , an organic emission layer 572 on the first electrode 571 , and a second electrode 573 on the organic emission layer 572 .
  • the display device 200 illustrated in FIGS. 4 and 5 is an organic light emitting display device.
  • the substrate 510 may be made of glass or plastic. Specifically, the substrate 510 may be made of a light-transmitting resin or plastic such as a light-transmitting film. Although not shown, a buffer layer may be disposed on the substrate 510 .
  • the thin film transistor TFT is disposed on the substrate 510 .
  • the thin film transistor TFT includes a semiconductor layer 520 , a gate electrode 530 that is insulated from the semiconductor layer 520 and overlaps at least a portion of the semiconductor layer 520 , a source electrode 541 connected to the semiconductor layer 520 , and A drain electrode 542 is spaced apart from the source electrode 541 and connected to the semiconductor layer 520 .
  • a gate insulating layer 535 is disposed between the gate electrode 530 and the semiconductor layer 520 .
  • An interlayer insulating layer 551 may be disposed on the gate electrode 530 , and a source electrode 541 and a source electrode 541 may be disposed on the interlayer insulating layer 551 .
  • the planarization layer 552 is disposed on the thin film transistor TFT to planarize an upper portion of the thin film transistor TFT.
  • the first electrode 571 is disposed on the planarization layer 552 .
  • the first electrode 571 is connected to the thin film transistor TFT through a contact hole provided in the planarization layer 552 .
  • the bank layer 580 is disposed on a portion of the first electrode 571 and the planarization layer 552 to define a pixel area or a light emitting area. For example, since the bank layer 580 is disposed in a matrix structure in a boundary region between a plurality of pixels, a pixel region may be defined by the bank layer 580 .
  • the organic emission layer 572 is disposed on the first electrode 571 .
  • the organic emission layer 572 may also be disposed on the bank layer 580 .
  • the organic emission layer 572 may include one emission layer or two emission layers stacked vertically. Light having any one of red, green, and blue may be emitted from the organic emission layer 572 , and white light may be emitted.
  • the second electrode 573 is disposed on the organic emission layer 572 .
  • a first electrode 571 , an organic emission layer 572 , and a second electrode 573 may be stacked to form an organic light emitting diode 270 .
  • each pixel may include a color filter for filtering the white light emitted from the organic emission layer 572 for each wavelength.
  • the color filter is formed on the path of light.
  • a thin film encapsulation layer 590 may be disposed on the second electrode 573 .
  • the thin film encapsulation layer 590 may include at least one organic layer and at least one inorganic layer, and at least one organic layer and at least one inorganic layer may be alternately disposed.
  • the light-transmitting film 100 is disposed on the display panel 501 having the above-described laminated structure.
  • the light-transmitting film 100 includes a light-transmitting matrix 110 and a filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 .
  • the light-transmitting polymer solid content prepared here is the solid content of the polyimide-based resin. More specifically, the light-transmitting polymer solid content prepared in Preparation Example 1 is a powder of the polyamide-imide polymer solid content, and corresponds to the light-transmitting resin powder.
  • silica dispersion 1A (DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) in which silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm are dispersed in an amount of 20 wt% in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent)
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • a casting substrate is used for casting.
  • the type of the casting substrate There is no particular limitation on the type of the casting substrate.
  • a glass substrate, a stainless (SUS) substrate, a Teflon substrate, or the like may be used.
  • SUS stainless
  • Teflon substrate Teflon substrate
  • an organic substrate may be used as the casting substrate.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate and cast, dried with hot air at 130° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with a pin.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • the light-transmitting film 100 having a thickness of 80 ⁇ m, including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix, was completed.
  • the light-transmitting matrix 110 is formed of a polyimide-based resin and has a film shape.
  • silica dispersion 1A (DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) in another 1L reactor, maintaining the temperature of the reactor at 25° C.
  • the prepared liquid light-transmitting resin solution was mixed with a cylinder pump for 1 hour It was slowly added during the time to prepare a first mixed solution in which the silica dispersion and the light-transmitting resin solution were mixed.
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate and cast, dried with hot air at 130° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled from the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • the light-transmitting film 100 having a thickness of 80 ⁇ m, including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix, was completed.
  • Silica dispersion 1B (MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 39.66 in which silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm are dispersed in a content of 40 wt% in a methyl ethyl ketone (MEK) solution (second solvent) g in another 1L reactor, while maintaining the temperature of the reactor at 25° C., the prepared liquid light-transmitting resin solution was slowly introduced for 1 hour using a cylinder pump, so that the silica dispersion and the light-transmitting resin solution were A mixed first liquid mixture was prepared.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the second mixed solution is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate and cast, dried with hot air at 130° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled from the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • the light-transmitting film 100 having a thickness of 80 ⁇ m, including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix, was completed.
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate and cast, dried with hot air at 130° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled from the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • the light-transmitting film 100 having a thickness of 80 ⁇ m, including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix, was completed.
  • a light-transmitting film according to Comparative Example 1 was prepared by a solution-to-powder mixing method.
  • the obtained silica particle-dispersed light-transmitting resin solution was applied to a glass substrate, cast, and dried with hot air at 130° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes to prepare a light-transmitting film having a thickness of 80 ⁇ m.
  • a silica dispersion 1D (MEK-ST-L) using 361.71 g of DMAc and 50.58 g of polyamide-imide solid powder, and 30% by weight of silica particles having an average particle diameter of 45 nm dispersed in a methyl ethyl ketone (MEK) solution as a silica dispersion.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • Nissan Chemical Industries Except that 25.29g was used, the same process as in Comparative Example 1 was repeated to prepare a light-transmitting film having a thickness of 80 ⁇ m.
  • Ultra-small-angle x-ray scattering was performed under the following conditions using the 9A U-SAXS beamline of Pohang Accelerator Research Center (Korea) as an ultra-small-angle x-ray scattering (U-SAXS) measuring device.
  • Ultra-small angle x-ray scattering (U-SAXS) graphs were obtained. From the obtained graph, the slope of the graph was calculated in a wave number range of 0.01/ ⁇ to 0.1/ ⁇ to obtain a power law slope value.
  • Exposure time 30 seconds
  • Yellowness was measured using a Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA) in accordance with the standard ASTM E313.
  • the light-transmitting film 100 according to the embodiments of the present invention has an ultra-small-angle x-ray scattering ( In the wavenumber range of 0.01/ ⁇ to 0.1/ ⁇ of the U-SAXS) graph, it can be confirmed that the power law slope, which is the slope of the graph, is in the range of -3.6 to -3.2.
  • the light-transmitting film 100 according to embodiments of the present invention having such a power law slope value has excellent light transmittance, low yellowness, and low haze.
  • the fillers 120 are spaced apart from each other at an average interval of 20 nm or more.
  • silica dispersion 2A (SSD_330T, Ranco) consisting of silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm dispersed in a content of 30% by weight in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent) in another 1L reactor
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • second solvent second solvent
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • a casting substrate is used for casting.
  • the type of the casting substrate There is no particular limitation on the type of the casting substrate.
  • a glass substrate, a stainless (SUS) substrate, a Teflon substrate, or the like may be used.
  • an organic substrate may be used as the casting substrate.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, and dried with hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with a pin.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • silica dispersion 2A (SSD_330T, Ranco) consisting of silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm dispersed in a content of 30 wt% in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent) in another 1L reactor
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • second solvent second solvent
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, dried with hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • silica dispersion 2B (SSK230U2, Ranco) consisting of silica particles having an average particle diameter of 30 nm dispersed in a content of 30% by weight in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent) after filling in another 1L reactor , while maintaining the temperature of the reactor at 25 ° C., the prepared liquid light-transmitting resin solution was slowly introduced for 1 hour using a cylinder pump, to prepare a first mixed solution in which the silica dispersion and the light-transmitting resin solution were mixed .
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, dried with hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • silica dispersion 2B SSK230U2, Ranco
  • the prepared liquid light-transmitting resin solution was slowly introduced using a cylinder pump for 1 hour.
  • a silica dispersion solution and a light-transmitting resin solution were mixed to prepare a first mixed solution.
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, dried in hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • silica dispersion 2C 50nmSP-AD1, Admatechs
  • silica dispersion 2C 50nmSP-AD1, Admatechs
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • second solvent second solvent
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, dried in hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • Silica dispersion 2A (SSD_330T, Ranco) 262.4 parts by weight of silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm dispersed in a content of 30% by weight in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent) in another 1L reactor After filling, while maintaining the temperature of the reactor at 25° C., the prepared liquid light-transmitting resin solution was slowly introduced for 1 hour using a cylinder pump, and the silica dispersion and the light-transmitting resin solution were mixed with the first mixture. prepared.
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, and dried with hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame on which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, then cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • the prepared film was peeled from the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame on which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, then cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • Silica dispersion 2D (DMAc-ST-ZL, Nissan) 56.8 parts by weight of silica particles having an average particle diameter of 70 nm dispersed in a content of 20% by weight in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent) in another 1L
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • second solvent second solvent
  • the second mixed solution is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, and dried with hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame to which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • silica dispersion 2E (Y100SP-CD1, Admatechs) consisting of silica particles having an average particle diameter of 100 nm dispersed in a content of 20% by weight in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent) in another 1L reactor
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • second solvent second solvent
  • the second liquid mixture is a light-transmitting resin solution in which silica particles are dispersed.
  • the obtained second liquid mixture was applied to a glass substrate, cast, and dried with hot air at 120° C. for 30 minutes to prepare a film, and then the prepared film was peeled off the glass substrate and fixed to the frame with pins.
  • the frame on which the film was fixed was placed in a vacuum oven and slowly heated from 100° C. to 280° C. for 2 hours, then cooled slowly and separated from the frame to obtain a light-transmitting film. Again, the light-transmitting film was heat-treated at 250° C. for 5 minutes.
  • Microtome (manufacturer: Leica / model name: EM UC7)
  • each particle is summed, and the value is divided by the number of particles to obtain the "average particle area".
  • the average particle diameter of the filler 120 calculated using a transmission electron microscope (TEM) and ImageJ was used as the particle size D of Equation 2 of the filler 120 .
  • the average particle scattering coefficient of the filler 120 is calculated by calculating according to Equations 1 and 2.
  • Equation 1 X k can be calculated from Equation 2 below.
  • k is an integer from 1 to 38.
  • TEM transmission electron microscope
  • Modulus According to ASTM D885 method, the modulus of the light-transmitting film was measured using Instron's universal tensile tester.
  • the light-transmitting film 100 As disclosed in the measurement results in Table 2, the light-transmitting film 100 according to the embodiments of the present invention has an average particle scattering coefficient of 0.35 or less, confirming that it has excellent light transmittance, low yellowness, and low haze.

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 광투과성 수지 분말을 제조하는 단계, 상기 광투과성 수지 분말의 제1 함량을 제1 용매에 용해시켜 광투과성 수지 용액을 제조하는 단계, 필러를 제2 용매에 분산시켜 필러 분산액을 제조하는 단계, 상기 필러 분산액과 상기 광투과성 수지 용액을 혼합하여 제1 혼합액을 제조하는 단계 및 상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 상기 제1 혼합액에 첨가하고 용해시켜 제2 혼합액을 제조하는 단계를 포함하는 광투과성 필름의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 광투과성 필름 및 이러한 광투과성 필름을 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

광투과성 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치
본 발명은 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치에 대한 것이다.
최근, 표시장치의 박형화, 경량화, 플렉서블화로 인하여, 커버 윈도우로 유리 대신 광투과성 필름을 사용하는 것이 검토되고 있다. 광투과성 필름이 표시장치의 커버 윈도우로 사용되기 위해서는, 광투과성 필름이 우수한 경도, 내마모성, 굴곡성 등의 특성을 가질 필요가 있다.
표시장치의 커버 윈도우용 광투과성 필름으로 투명 플라스틱 필름들이 연구되고 있다. 투명 플라스틱 필름들 중, 예를 들어, 경도가 높은 폴리이미드계 필름이 플렉서블 표시장치의 커버 윈도우용 소재로 연구되고 있다. 폴리이미드계 필름은 폴리이미드(PI)계 수지로 만들어진다. 폴리이미드(PI)계 수지는 불용성, 내화학성, 내열성, 내방사선성 및 저온특성 등을 가지고 있어, 자동차 재료, 항공소재, 우주선 소재, 절연코팅제, 절연막, 보호필름 등으로 사용되고 있다.
한편, 광투과성 필름이 목적하는 물성을 가지도록 하기 위하여, 광투과성 필름에 필러가 첨가되기도 한다. 필러는 광투과성 필름에 균일하게 분산되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예는, 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름의 제조법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 광투과성 매트릭스 내에 균일하게 분산되어 있는 필러를 포함하는, 광투과성 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, U-SAXS 분석에 따른 Power law slope가 -3.6 내지 -3.2의 범위인, 광투과성 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 필러가 균일하게 분산됨으로써, 우수한 광투과성, 낮은 헤이즈를 갖는 광투과성 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 광투과성 매트릭스 내에서 필러가 균일하게 분산되어, 높은 영률(Young's modulus)을 갖는 광투과성 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수를 가지도록 폴리이미드계 매트릭스 내에 분산되어 있는 필러를 포함하여, 우수한 광학적 특성 및 기계적 특성을 갖는 폴리이미드계 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 우수한 필러 분산성을 갖는 폴리이미드계 필름을 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 광투과성 수지 분말을 제조하는 단계, 상기 광투과성 수지 분말의 제1 함량을 제1 용매에 용해시켜 광투과성 수지 용액을 제조하는 단계, 필러가 제2 용매에 분산되어 이루어진 필러 분산액을 준비하는 단계, 상기 필러 분산액과 상기 광투과성 수지 용액을 혼합하여 제1 혼합액을 제조하는 단계 및 상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 상기 제1 혼합액에 첨가하고 용해시켜 제2 혼합액을 제조하는 단계를 포함하는, 광투과성 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 광투과성 수지 분말의 제1 함량은, 상기 필러 중량의 0.5 내지 10%일 수 있다.
상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 상기 제1 혼합액에 첨가하기 전, 상기 제1 혼합액에 제3 용매를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 용매는 상기 제1 용매와 동일할 수 있다.
상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량은 상기 제1 함량의 10 내지 200배일 수 있다.
상기 광투과성 수지는 이미드 반복 단위를 포함할 수 있다.
상기 광투과성 수지는 아마이드 반복 단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 광투과성 매트릭스 및 상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러(filler)를 포함하며, 파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(Ultra-Small Angle X-ray Scattering, U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수(wave number) 범위에서, 상기 그래프의 기울기인 power law slope가 -3.6 내지 -3.2인, 광투과성 필름을 제공한다.
상기 필러는 실리카(SiO2)를 포함한다.
상기 실리카(SiO2)의 적어도 일부는 알콕시기를 갖는 유기 화합물기에 의하여 표면 처리된 것이다.
상기 필러의 평균 입경은 5 내지 50nm이다.
상기 필러의 함량은, 상기 광투과성 필름의 전체 중량에 대하여 5 내지 46 중량% 이다.
상기 필러 사이의 평균 최단 인접 거리는 23 내지 45nm이다.
상기 광투과성 필름은 3 이하의 황색도를 갖는다.
상기 광투과성 필름은 1% 이하의 헤이즈(haze)를 갖는다.
상기 광투과성 필름은 85% 이상의 광투과도를 갖는다.
상기 광투과성 필름은 4.5 GPa 이상의 "영률(Young's modulus)" 및 95 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 갖는다.
상기 광투과성 매트릭스는 이미드 반복 단위를 포함할 수 있다.
상기 광투과성 매트릭스는 아마이드 반복 단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 광투과성 매트릭스 및 상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러를 포함하며, 상기 필러는 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수(XA)를 가지며, 상기 평균 입자 산란 계수(XA)는 하기 식 1로 계산되는, 광투과성 필름을 제공한다.
[식 1]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000001
식 1에서 Xk는 다음 식 2로부터 계산된다.
[식 2]
Xk = πD/λk
식 1 및 2에서 k는 1 내지 38의 정수이고, 식 2에서 λk = (37+k)x10 nm 이고, D는 투과전자현미경(TEM)에 의하여 측정된 필러의 입자 크기이다.
상기 필러의 함량은, 상기 광투과성 필름의 전체 중량에 대하여 5 내지 50중량%일 수 있다.
상기 광투과성 필름은 88% 이상의 광투과도를 가질 수 있다.
상기 광투과성 필름은 5.0 GPa 이상의 모듈러스(modulus)를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 표시패널 및 상기 표시패널 상에 배치된 상기의 광투과성 필름을 포함하는, 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름이 제조될 수 있다.
일반적으로, 광투과성 필름에 필러가 분산되어 있는 경우, 광투과성 필름의 헤이즈가 저하될 수 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름에서 필러 분산성이 우수하여, 우수한 헤이즈 특성을 가지며, U-SAXS 분석을 통한 광투과성 필름의 Power law slope가 -3.6 내지 -3.2의 범위를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름은 우수한 영률 및 우수한 항복강도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름은 우수한 광학적 특성 및 기계적 특성을 가져, 표시장치의 커버 윈도우로 사용되는 경우, 표시장치의 표시면을 효과적으로 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름에 대한 U-SAX 그래프다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름에서 필러의 분산 상태를 설명하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 5는 도 4의 "P" 부분에 대한 확대 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 구성 요소는 동일 참조 부호로 지칭될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략된다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이라는 표현이 사용되지 않는 이상, 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소가 단수로 표현된 경우, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함한다. 또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 마찬가지로, 예시적인 용어인 "위" 또는 "상"은 위와 아래의 방향을 모두 포함할 수 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)의 개략도이다.
발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 필러(filler)(120)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 매트릭스(110)는 광투과성을 갖는다. 또한, 광투과성 매트릭스(110)은 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 광투과성 매트릭스(110)는 벤딩(bending) 특성, 폴딩(folding) 특성 및 롤러블(rollable) 특성을 가질 수 있다.
광투과성 매트릭스(110)는 광투과성 수지를 포함한다. 광투과성 매트릭스(110)는, 예를 들어, 이미드 반복단위를 포함할 수 있다. 또한, 광투과성 매트릭스(110)는, 예를 들어, 아마이드 반복단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 매트릭스(110)는, 예를 들어, 디안하이드라이드 및 디아민을 포함하는 모노머 성분들로부터 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 매트릭스(110)는 디안하이드라이드와 디아민에 의하여 형성된 이미드 반복 단위를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 매트릭스(110)는 디카르보닐 화합물과 디아민에 의하여 형성된 아마이드 반복 단위를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 매트릭스(110)는 디안하이드라이드, 디아민 및 디카르보닐 화합물을 포함하는 모노머 성분들로부터 제조될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 매트릭스(110)는 이미드 반복단위와 아마이드 반복단위를 가질 수 있다. 이미드 반복단위와 아마이드 반복단위를 갖는 광투과성 매트릭스(110)로, 예를 들어, 폴리아마이드-이미드 수지가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 매트릭스(110)는 폴리이미드 수지를 포함할 수도 있고, 폴리아마이드-이미드 수지를 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미드 반복 단위를 포함하는 수지를 폴리이미드계 수지라고 한다. 폴리이미드계 수지는 폴리이미드 수지 및 폴리아마이드-이미드 수지를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 광투과성 매트릭스(110)으로 사용되는 광투과성 수지는 우수한 기계적 특성 및 광학적 특성을 가질 수 있다.
광투과성 매트릭스(110)는, 광투과성 필름(100)이 표시패널을 보호하기 충분한 정도의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 광투과성 매트릭스(110)은 10 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 매트릭스(110)의 두께가 광투과성 필름(100)의 두께가 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 10 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
광투과성 매트릭스(110)는, 두께 10 내지 100㎛를 기준으로, UV 분광광도계로 측정된 가시광선 영역에서 85% 이상의 평균 광투과도, 5 이하의 황색도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은, 예를 들어, 광투과성 매트릭스(110)로 폴리이미드계 수지를 사용하는 폴리이미드계 필름을 포함한다. 폴리이미드계 필름은 폴리이미드 필름 및 폴리아마이드-이미드 필름을 포함한다.
필러(120)는 무기물일수도 있고 유기물일수도 있다. 필러(120)는 입자의 형상을 가질 수 있다. 필러(120)는 무기 입자, 유기 입자 및 유기-무기 복합 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 예를 들어, 무기물 필러가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 실리카(SiO2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기물인 실리카(SiO2) 입자가 필러(120)로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)로 사용되는 실리카(SiO2)의 적어도 일부는 표면 처리될 수 있다. 보다 구체적으로, 표면 처리된 실리카(SiO2) 입자가 필러(120)로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)로 사용되는 실리카(SiO2)의 적어도 일부는 알콕시기를 갖는 유기 화합물기에 의하여 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 치환되거나 치환되지 않은 알킬알콕시실란 및 페닐알콕시실란 중 적어도 하나에 의하여 표면 처리된 실리카(SiO2) 입자가 필러(120)로 사용될 수 있다.
구체적으로, 메틸알콕시실란, 에틸알콕시실란 또는 페닐알콕시실란에 의하여 표면 처리된 실리카(SiO2) 입자가 필러(120)로 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 트리메톡시(메틸)실란[trimethoxy(methyl)silane], 페닐트리메톡시실란[phenyltrimethoxysilane]으로 표면 처리된 실리카(SiO2) 입자가 필러(120)로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 하기 화학식 1 내지 화학식 6으로 표현되는 단위 구조를 가질 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000002
[화학식 2]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000003
[화학식 3]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000004
[화학식 4]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000005
[화학식 5]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000006
[화학식 6]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000007
화학식 1 내지 화학식 6에서, R은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 18의 페닐기 중 적어도 하나일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)의 제조방법을 설명한다. 설명의 편의를 위해, 광투과성 필름(100)이 폴리이미드계 필름인 실시예를 중심으로, 광투과성 필름(100)의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 용액 대 용액 혼합 및 용액 대 분말 혼합을 병행하는 하이브리드 혼합법에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)의 제조방법은, 광투과성 수지 분말을 제조하는 단계, 광투과성 수지 분말의 제1 함량을 제1 용매에 용해시켜 광투과성 수지 용액을 제조하는 단계, 필러가 제2 용매에 분산되어 이루어진 필러 분산액을 준비하는 단계, 필러 분산액과 광투과성 수지 용액을 혼합하여 제1 혼합액을 제조하는 단계, 및 제1 혼합액에 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 첨가하고 용해시켜 제2 혼합액을 제조하는 단계를 포함한다.
광투과성 수지는 이미드 반복 단위를 포함할 수 있다. 또한, 광투과성 수지는 아마이드 반복 단위를 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 수지로, 예를 들어, 폴리이미드계 수지가 사용될 수 있다.
필러(120) 분산액은 제2 용매에 필러 입자를 첨가하고 교반하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)의 제조방법은, 제2 혼합액을 캐스팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
캐스팅을 위해 캐스팅 기판이 사용된다. 캐스팅 기판의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 캐스팅 기판으로, 유리 기판, 스테인레스(SUS) 기판, 테프론 기판 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐스팅 기판으로, 예를 들어, 유리 기판이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 수지 분말은 적어도 2회에 걸쳐 나누어져 필러 분산액과 혼합된다.
구체적으로, 광투과성 수지 분말 중 제1 함량은 제1 용매에 용해되어 광투과성 수지 용액 형태로 필러 분산액과 혼합된다. 광투과성 수지 분말의 제1 함량은, 필러 중량의 0.5 내지 10%가 될 수 있다. 보다 구체적으로, 광투과성 수지 분말의 제1 함량은 필러(120)의 전체 중량의 1 내지 10% 범위가 될 수 있다.
또한, 광투과성 수지 분말 중 제2 함량은 분말 상태로 첨가된다. 구체적으로, 광투과성 수지 분말 중 제2 함량은, 필러 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합되어 이루어진 제1 혼합액에 분말 상태로 첨가될 수 있다.
광투과성 수지 분말의 제2 함량은, 광투과성 필름(100)의 제조에 사용되는 광투과성 수지 분말의 전체 함량 중 제1 함량을 제외한 함량이 될 수 있다. 예를 들어, 제2 함량은 제1 함량의 5배 이상이 될 수 있으며, 10배 이상이 될 수도 있고, 50배 이상이 될 수도 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 수지 분말의 제2 함량은 제1 함량의 100배 이상이 될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 수지 분말의 제2 함량은 제1 함량의 10배 내지 200배가 될 수 있다. 보다 구체적으로, 광투과성 수지 분말의 제2 함량은 제1 함량의 60배 내지 200배가 될 수도 있다.
본 발명의 일 실시에에 따르면, 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 제1 혼합액에 첨가하기 전, 제1 혼합액에 제3 용매를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제3 용매는 제1 용매와 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 용매로 제1 용매와 동일한 용매가 사용될 수 있다.
제1 용매로 DMAc(N,N-Dimethylacetamide)가 사용될 수 있다. 제2 용매로 DMAc(N,N-Dimethylacetamide) 또는 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK)이 사용될 수 있다. 제3 용매로 DMAc(N,N-Dimethylacetamide)가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 용매, 제2 용매 및 제3 용매로, 공지된 다른 용매가 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 먼저, 광투과성 수지 분말 중 일부(제1 함량)가 용매에 용해된 후, 필러 분산액과 혼합된다. 그에 따라, 필러의 분산성이 향상된다.
참고로, 필러가 분산되어 있는 필러 분산액에 직접 광투과성 수지 분말이 투입되는 경우, 분말의 표면에서 용매가 순간적으로 분말 안쪽으로 침투되며, 이 때 분말 표면 주위의 농도가 순간적으로 상승하게 되어 필러의 뭉침 현상이 발생될 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매를 포함하는 필러 분산액에, 광투과성 수지 분말이 용해되어 이루어진 광투과성 수지 용액을 먼저 첨가함으로써, 필러 사이에 분포된 광투과성 수지의 고분자 사슬이 필러 간의 뭉침을 방지할 수 있다. 그 후, 광투과성 수지 분말이 추가로 첨가되더라도(제2 함량 첨가), 필러 간의 뭉침은 발생되지 않는다. 그에 따라, 필러의 뭉침 현상이 방지되고, 필러의 분산성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 용액 대 용액 혼합 및 용액 대 분말 혼합을 병행하는 하이브리드 혼합법에 의하여, 균일하게 분산된 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)이 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)와 광투과성 수지의 자유도가 높은 상태로 유지될 수 있어, 분산이 용이한 환경이 만들어질 수 있다. 그에 따라, 높은 자유도 상태에서 필러(120)와 광투과성 수지가 결합될 수 있으며, 필러(120)가 광투과성 수지에 의하여 형성된 매트릭스(110)에 균일하게 분산되어 있는, 광투과성 필름(100)이 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)로 실리카 입자가 사용될 수 있다. 실리카 입자는, 예를 들어, 테트라에틸트리에톡시실란으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 반응기에 에탄올과 테트라에틸트리에톡시실란(tetraethylthoxysilane, TEOS, Si(OC2H5)4)을 첨가하여 상온에서 교반하고, 여기에 NH4OH를 첨가한 후 교반하여 얻어진 반응물을 여과하고, 에탄올로 세척한 다음, 감압 하에 건조하여, 평균 입경이 20nm 정도인 실리카 입자[SiO2]를 제조할 수 있다.
필러(120) 분산액으로 실리카 분산액이 사용될 수 있다. 실리카 분산액은, 예를 들어, 반응기에 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAc) 및 실리카 입자가 첨가되고, 교반되어 제조될 수 있다.
우수한 필러 분산성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 우수한 기계적 특성 및 광학적 특성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은, -3.6 내지 -3.2의 power law slope를 갖는다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)에 있어서, 파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(Ultra-Small Angle X-ray Scattering, U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수(wave number) 범위에서, 그래프의 기울기인 power law slope가 -3.6 내지 -3.2 이다.
초소각 x-선 산란(Ultra-Small Angle X-ray Scattering, U-SAXS) 그래프는, 초소각 X선 산란 측정에 의해 구해진다.
초소각 X선 산란(U-SAXS) 그래프는, X선을 필름에 입사하여, 필름에 포함된 입자에 의해 산란되는 산란 X선 중, 산란각 2θ가 5° 이하인 범위에서 산란 강도 I (intensity)의 파수 의존성을 나타내는 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 산란각 2θ는 샘플(sample)과 검출기(detector)의 이격 거리에 의하여 조정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초소각 X선 산란 그래프는, X-선 회절 분석에 통상적으로 적용되는 각도 θ 대신, 파수 Q(단위: Å-1)에 대한 산란 강도(Intensity) I로 표시된다. 파수 Q는 2π/λ로부터 계산되며, λ는 X선의 파장을 나타낸다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 0.001 내지 0.15/Å의 파수 범위에서 초소각 X선 산란 그래프가 얻어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초소각 X선 산란 그래프에서, 파수 Q에 대한 산란 강도 I는 대수(log)적으로 표시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파수(Q)에 대한 산란 강도(I)가 대수(log)적으로 표시된, 초소각 x-선 산란 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서 그래프의 기울기가 측정되며, 이와 같이 측정된 기울기가 power law slope가 된다. 본 발명의 일 실시예 따른 광투과성 필름(100)에 있어서, power law slope는 -3.6 내지 -3.2 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)에 대한 초소각 x-선 산란(U-SAX) 그래프다. 도 2를 참조하면, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프에서, 파수(wave number) Q에 대한 산란 강도 I가 대수(log)적으로 표시된다. 도 2를 참조하면, 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수(wave number) 범위에서, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 기울기인 power law slope는 -3.4이다.
이하, 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수(wave number) 범위에서 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 기울기를 간단히 "power law slope"라고도 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 포항가속기연구소(대한민국)의 9A U-SAXS 빔라인을 이용하여, 다음의 조건으로 초소각 x-선 산란(U-SAXS)이 실시되어, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프 및 그래프의 기울기가 얻어진다.
파수 범위: 0.001~2.5/Å
에너지(E): 19.70 keV
샘플과 검출기의 이격 거리: 6.5m
노출시간: 30초
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)의 샘플은 포항 가속기 연구소(대한민국 포항 소재)의 방사광 가속기 시설(Pohang Light Source)에서 측정될 수 있다. 포항 가속기 연구소(대한민국 포항 소재)의 방사광 가속기는 방사광 광원 및 검출기(detector)를 포함하며, 샘플은 방사광 광원 및 검출기(detector) 사이의 광경로 상에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 투과(transmission) 모드(T-SAXS)에서 샘플에 대한 측정이 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 피크 보정을 위해, 필러(120)를 포함하지 않는, 광투과성 매트릭스(110)로만 이루어진 필름이 대조군(Reference)으로 사용된다. 대조군에 의해 광투과성 필름(100) 샘플의 측정 피크가 보정될 수 있다.
샘플과 검출기의 이격 거리에 의하여 산란각 2θ의 크기가 정해질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 포항 가속기 연구소(대한민국 포항 소재)의 방사광 가속기 내에, 샘플과 검출기(detector)의 이격 거리가 6.5m가 되도록 샘플을 배치함으로써, 초소각(ultra-small angle)이 실현되도록 할 수 있다.
광학적 특성과 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 3 이하의 황색도를 가질 수 있고, 1% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있고, 85% 이상의 광투과도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 우수한 기계적 특성을 가질 수 있는데, 4.5 GPa 이상의 영률(Young's modulus)을 가질 수 있으며, 95 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)이 우수한 광학적 특성 및 기계적 특성을 가지도록 하기 위하여, 입자 크기 필러(120)의 함량, 및 입자 간격이 조정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 5 내지 50nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 필러(120)의 평균 입경이 5nm 미만이면, 필러(120)의 분산성이 저하되어, 필러(120)들이 군집(aggregate)될 수 있다. 반면, 필러(120)의 평균 입경이 50nm를 초과하면, 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)의 광학 특성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 평균 입경이 50nm를 초과하는 필러(120)가 과량으로 포함되는 경우, 광투과성 필름(100)의 헤이즈가 증가될 수 있다.
또한, 필러(120)의 평균 입경이 5nm 미만이면, 필러(120)의 군집(aggregate)에 의해, 필러(120)의 군집이 발생된 부분에서 광투과성 필름(100)의 기계적 강도가 저하되어, 광투과성 필름(100)의 영률(Young's modulus) 및 2% 항복강도가 저하될 수 있다. 필러(120)의 평균 입경이 50nm를 초과하면, 광투과성 필름(100)의 항복강도가 95 MPa 미만이 되어, 기계적 강도가 저하될 수 있다.
또한, 필러(120)의 평균 입경이 5nm 미만인 경우 필러(120)의 분산성이 저하될 수 있고, 필러(120)의 평균 입경이 50nm를 초과하는 경우 필러(120) 사이의 간격이 충분히 확보되지 않아, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서, power law slope가 -3.6 미만이 되거나 또는 -3.2를 초과할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 10 내지 20nm의 평균 입경을 가질 수 있으며, 또는, 10 내지 15nm의 평균 입경을 가질 수도 있다.
광투과성 필름(100)이 나노미터 단위의 입경을 갖는 필러(120)를 포함하는 경우, 필러(120)에 의한 광 산란에 의하여 광투과성 필름(100)의 광학 특성이 향상될 수 있다. 또한, 광투과성 필름(100)이 필러(120)를 포함하는 경우, 광투과성 필름(100)의 기계적 특성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 함량은 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 5 내지 50 중량% 범위일 수 있다. 보다 구체적으로, power law slope가 -3.6 내지 -3.2의 범위가 되도록 하기 위한 실시예에서, 필러(120)의 함량은 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 5 내지 46 중량% 범위일 수 있다.
필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 5 중량% 미만인 경우, 필러(120)에 의한 광 산란 효과가 미미하여, 광투과성 필름(100)의 광투과도 개선 효과가 거의 나타나지 않을 수 있다. 또한, 필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 5 중량% 미만인 경우, 광투과성 필름(100)의 영률(Young's modulus) 및 2% 항복강도 개선 효과가 미미할 수 있다.
반면, 필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 50 중량%를 초과하는 경우, 필러(120)의 분산성이 저하되어, 광투과성 필름(100)의 헤이즈(Haze)가 저하될 수 있고, 과량의 필러(120)가 광을 차단하여 광투과성 필름(100)의 광투과도가 저하될 수 있다. 보다 구체적으로, 필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 46 중량%를 초과하는 경우, 광투과성 필름(100)의 power law slope가 -3.6 내지 -3.2의 범위를 벗어날 수 있으며, 광투과성 필름(100)의 헤이즈(Haze)가 저하될 수 있고, 광투과성 필름(100)의 광투과도가 저하될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)들 사이의 평균 최단 인접 거리는 23 내지 45nm이다. 보다 구체적으로, 가장 인접한 두 개의 필러(120) 사이의 평균 거리는 23 내지 45nm일 수 있다.
필러(120)들 사이의 평균 최단 인접 거리가 23nm 미만인 경우, 파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서, power law slope가 -3.6 미만이 되거나 -3.2를 초과하며, 광투과성 필름(100)의 헤이즈(Haze)가 저하된다.
반면, 필러(120)들 사이의 평균 최단 인접 거리가 45nm를 초과하는 경우, 필러(120)에 의한 광 산란 효과가 미미하여, 광투과성 필름(100)의 광투과도 개선 효과가 거의 나타나지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)에서 필러(120)의 분산 상태를 설명하는 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)에 대한 투과 전자 현미경(Transmision Electron Microscope, TEM) 사진을 이용하여, 필러(120)의 입자 크기 및 필러(120)들 사이의 거리를 측정 또는 계산할 수 있다.
도 3을 참조하면, 필러(120)들 중 일부는 서로 이격되어 분산되어 있는 반면, 일부는 군집(aggregation)을 형성하고 있다. 도 3에서 "Group A"는 군집을 이루고 있는 필러(120)를 나타낸다. 도 3의"Group A"와 같은 군집을 이루고 있는 필러(120)들 사이의 최단 거리는 20nm가 되지 못한다. 반면, "Group A"의 필러(120)들과는 달리, 군집되지 않고 분산되어 있는 필러(120)들(Group A 이외의 부분) 사이의 최단 거리는 20nm 이상이다. 도 3의 "Group A"와 같은 군집을 이루고 있는 필러(120)의 수가 적을수록 광투과성 필름(100) 내에서 필러(120)가 균일하게 분산되어 있는 것이라고 할 수 있다.
도 3의 "Group A"와 같은 군집을 이루고 있는 필러(120)의 양이 적은 경우, 파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서, 그래프의 기울기인 power law slope가 -3.6 내지 -3.2의 범위가 되어, 광투과성 필름(100)이 낮은 헤이즈(Haze)를 가질 수 있다.
일반적으로, 필러(120)가 포함되는 경우, 필러(120)가 충분히 균일하게 분산되지 못하면, 광투과성 필름(120)의 광투과도가 저하되고 헤이즈가 증가하는 등, 광투과성 필름(120)의 광학적 특성이 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서, 광투과성 필름(120)의 Power law slope가 -3.6 내지 -3.2가 되도록 함으로써, 광투과성 필름(120)의 헤이즈 증가를 방지할 수 있고, 광투과도 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서, 광투과성 필름(100)의 Power law slope가 -3.6 내지 -3.2가 되어, 광투과성 필름(100)은 85% 이상, 또는 89% 이상, 또는 90% 이상, 또는 91% 이상의 광투과도를 가질 수 있고, 3.0 이하, 또는 1.0 이하의 황색도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)의 Power law slope가 -3.6 내지 -3.2가 되도록 함으로써, 광투과성 필름(100)은 3 이하의 황색도를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 1% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)이, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서 -3.6 내지 -3.2의 power law slope를 가져, 4.5GPa 이상의 영률(Young's modulus) 및 95 MPa 이상의 2% 항복강도를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)는 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수(XA)를 가질 수 있다.
필러(120)의 평균 입자 산란 계수(XA)는 하기 식 1로 계산된다.
[식 1]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000008
식 1에서 Xk는 다음 식 2로부터 계산될 수 있다.
[식 2]
Xk = πD/λk
식 1 및 2에서 k는 1 내지 38의 정수이다.
또한, 식 2에서 λk = (37+k)x10 nm 이고, D는 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)에 의하여 계산된 필러(120)의 입자 크기이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 입경(particle diameter)이 필러(120)의 입자 크기가 된다. 본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, D는 투과전자현미경(TEM)에 의하여 계산된 필러(120)의 평균 입경과 동일하다. 보다 구체적으로, 식 2의 입자크기 "D"는 투과전자현미경(TEM)에 의해 촬영된 이미지로부터 계산된 필러(120)의 평균 입경이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 식 2에 적용된 필러(120)의 입자 크기 D는 광투과성 필름(100)의 제조에서 사용된 필러(120)의 실제 입자 크기와 다를 수 있다. 예를 들어, 광투과성 매트릭스(110) 내에서 2개 이상의 필러(120)가 뭉쳐 있거나 투과전자현미경(TEM)의 관측 방향을 따라 서로 중첩되어 있는 경우, 투과전자현미경(TEM)에 의한 촬영 이미지에는 서로 뭉쳐 있거나 중첩된 2개 이상의 필러(120)가 덩어리 상태의 하나의 입자로 표시될 수 있다. 그 결과, 필러(120)의 실제 입자 크기와 투과전자현미경(TEM)에 의하여 촬영된 이미지로부터 계산된 필러(120)의 평균 입경 D가 서로 다를 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 평균 입자 산란 계수를 계산하는 과정에서, 필러(120)의 입자 크기는 투과전자현미경(TEM)에 의하여 촬영된 이미지로부터 계산된다. 예를 들어, 필러(120)의 입자 크기는 다음과 같은 방법으로 구해질 수 있다.
<측정 장치>
투과전자현미경(TEM) (제조사: Jeol / 모델명: JEM-2100F)
<측정 조건>
가속 전압: 200 kV, 배율: 20,000배(20K)
<단면처리>
Microtome (제조사: Leica / 모델명: EM UC7)
SPEED(mm/s): 1mm/s
FEED(nm): 120nm
나이프: DiATOME / Ultra 35도
<계산 방법>
이미지 분석 프로그램으로 ImageJ를 사용하여 아래와 같이 분석한다.
1) Image의 type에서 8bit로 전환한다.
2) Process에서 "Find maxima"를 통해 Noise: 100, Output type은 Maxima within tolerance로 하고, exclude edge maxima, light background로 전환한다.
3) Process의 Binary에서 Fill holes를 실시한다.
4) Process의 binary에서 watershed를 실시한다.
5) Rectangle로 drag하여 Area를 2250000~2500000로 설정한다. (Scale bar가 있는 부분 제외)
6) Analyze의 analyze particles을 실시한다.
size(pixel2): 200-infinity, Circularity: 0.0~1.0
각각의 입자별 area를 합하고, 그 값을 입자의 개수로 나누어 "평균 입자 area"를 구한다. "평균 입자 area"는, 투과전자현미경(TEM) 촬영 이미지에서, 각각의 필러가 차지하고 있는 픽셀 개수의 평균에 대응된다.
7) 투과전자현미경(TEM)에서 얻어진 이미지에서 scale bar를 straight segment로 Measure하여 "pixel당 길이(nm)"를 구한다. 픽셀당 길이는 nm로 표현될 수 있다(nm/pixel). "pixel당 길이(nm)"는 투과전자현미경(TEM) 촬영 이미지를 구성하는 정사각형 픽셀의 한 변의 실제 길이에 대응된다. 따라서, 픽셀 하나의 실제 면적은 [pixel당 길이(nm)]2이라고 할 수 있다.
8)"6)"에서 얻어진 평균 입자 area(면적, pixel)를, "7)"의 pixel당 길이를 이용하여, 미터법 단위(metric unit or SI unit)의 면적으로 환산하여 평균 입경을 구한다.
투과전자현미경(TEM)에서 얻어진 이미지에서, 하나의 필러가 차지하는 픽셀 개수의 평균 값이 "평균 입자 area"이고, 정사각형 픽셀 하나의 실제 면적은 (pixel당 길이)2이므로, 투과전자현미경(TEM)에서 얻어진 이미지로부터 계산되는 필러의 면적은 "(평균 입자 area) x (pixel당 길이)2"이 된다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 필러(120)가 구형이라고 할 때, 필러(120)의 2차원 면적은 "πr2 = π(평균입경/2)2"라고 할 수 있다.
따라서, 필러(120)의 평균 입경은 하기 식 3에 의하여 구해질 수 있다.
[식 3]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000009
예를 들어, "6)"에서 얻어진 전체 입자의 평균 입자 area (pixel^2) = 900 pixel2이고, "7)"에서 얻어진 pixel당 길이 = 500/933 ㎚일 때, 평균 입경은 다음과 같이 구해진다.
평균 입경(㎚) = 2 * [(평균 입자 arear / π) * (pixel당 길이)2)]1/2
= 2*[(900/π)*(500/933)2]1/2
= 18.14 nm
투과전자현미경(TEM) 및 ImageJ를 사용하여 계산된 필러(120)의 평균 입경이 필러(120)의 입자 크기 D로 사용될 수 있다.
이와 같이 얻어진 필러(120)의 입자 크기 D를 이용하여, 식 1 및 식 2에 따라 계산함으로써 필러(120)의 평균 입자 산란 계수가 계산된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)가 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수(XA)를 갖는 경우, 필러(120)가 균일하게 분산되어 광투과성 필름(100)이 우수한 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 필러(120)가 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수(XA)로 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 경우, 광투과성 필름(100)의 기계적 특성 향상 효과가 극대화될 수 있다.
필러(120)의 평균 입자 산란 계수(XA)가 0.35을 초과하는 경우, 가시광 영역에서 산란을 일으켜 광투과성 필름(100)의 광투과율의 저하될 수 있다. 그 결과, 광투과성 필름(100)의 광학 물성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 0.1 이상의 평균 입자 산란 계수를 가질 수 있다. 필러(120)의 평균 입자 산란 계수가 0.1 이상인 경우, 가시광 영역에서 산란이 작고, 필러(120)에 의한 광투과성 필름(100)의 광투과율 감소가 억제될 수 있다. 또한, 필러(120)의 평균 입자 산란 계수가 0.1 이상 0.35 이하면서, 필러(120) 자체의 굴절율이 작은 경우, 필러(120) 자체의 굴절율이 광투과성 매트릭스(110)에 반영되어, 광투과성 필름(100)의 반사율 감소에 의한 광투과율 개선 효과가 생길 수 있고, 레일리 산란 효과에 의하여 광투과성 필름(100)의 황색도가 낮아지는 장점이 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 0.07 내지 0.35의 평균 입자 산란 계수를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 0.17 내지 2.0의 평균 입자 산란 계수를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 크기나 함량에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)이 광학적 특성 및 기계적 특성을 고려하여 필러(120)의 크기 및 함량이 조정될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 5 내지 50nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
필러(120)의 평균 입경이 5nm 미만이면, 동일 함량 대비 입자의 개수가 크게 증가하여 상대적인 표면적 증가로 인해 필러(120)의 분산성이 저하되어, 필러(120)들이 군집(aggregate)될 수 있다. 반면, 필러(120)의 평균 입경이 50nm를 초과하면, 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)의 광학 특성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 평균 입경이 50nm를 초과하는 필러(120)가 과량으로 포함되는 경우, 광투과성 필름(100)의 광투과도가 감소되고 헤이즈가 증가될 수 있다.
또한, 필러(120)의 평균 입경이 5nm 미만이면, 필러(120)의 군집(aggregate)에 의해, 필러(120)의 군집이 발생된 부분에서 광투과성 필름(100)의 기계적 강도가 저하될 수 있다. 그 결과, 광투과성 필름(100)의 모듈러스(modulus)가 저하될 수 있고 그에 따라, 기계적 강도가 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)가 첨가되는 경우, 필러(120)에 의해 적절한 광 산란이 발생하여 광투과성 필름(100)의 광학 특성이 향상될 수 있다. 광산란 효과 증진 위하여, 광투과성 필름(100)에 포함된 필러(120)의 함량이 조정될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 함량은 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 5 내지 50 중량% 범위일 수 있다. 보다 구체적로, 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대한 필러(120)의 함량은 5 내지 40 중량%로 조정될 수 있다.
필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 5 중량% 미만인 경우, 필러(120)에 의한 광 산란 효과가 미미하여 광투과성 필름(100)의 광투과도 개선 효과가 거의 나타나지 않을 수 있고, 광투과성 필름(100)의 모듈러스(modulus) 개선 효과가 미미할 수 있다.
반면, 필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 50 중량%를 초과하는 경우, 필러(120)의 분산성이 저하되어, 광투과성 필름(100)의 헤이즈(Haze)가 저하될 수 있고, 과량의 필러(120)에 의한 필러(12) 뭉침이 발생되며, 이와 같이 뭉쳐진 필러(120)가 광을 차단하여 광투과성 필름(100)의 광투과도가 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 함량 및 입자크기를 조정하고 분산 방법을 개량하여, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)의 평균 입자 산란 계수가 0.35 이하가 되도록 함으로써, 광투과성 필름(120)의 헤이즈 증가가 방지될 수 있고, 광투과도 저하가 방지될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 3 이하의 황색도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 2.0 이하의 황색도를 가질 수 있고, 또는 1.0 이하의 황색도를 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 1% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 0.9% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 88% 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 89% 이상, 90% 이상, 또는 91% 이상의 광투과도를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)의 평균 입자 산란 계수가 0.35 이하가 되도록 함으로써, 광투과성 필름(100)이 5.0 GPa 이상의 모듈러스(modulus)를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치(200)의 일부에 대한 단면도이고, 도 5는 도 4의 "P" 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치(200)는 표시패널(501) 및 표시패널(501) 상의 광투과성 필름(100)을 포함한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 표시패널(501)은 기판(510), 기판(510) 상의 박막 트랜지스터(TFT) 및 박막 트랜지스터(TFT)와 연결된 유기 발광 소자(570)를 포함한다. 유기 발광 소자(570)는 제1 전극(571), 제1 전극(571) 상의 유기 발광층(572) 및 유기 발광층(572) 상의 제2 전극(573)을 포함한다. 도 4 및 도 5에 개시된 표시장치(200)은 유기발광 표시장치이다.
기판(510)은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 구체적으로, 기판(510)은 광투과성 수지 또는 광투과성 필름과 같은 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 도시되지 않았지만, 기판(510) 상에 버퍼층이 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 기판(510) 상에 배치된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체층(520), 반도체층(520)과 절연되어 반도체층(520)의 적어도 일부와 중첩하는 게이트 전극(530), 반도체층(520)과 연결된 소스 전극(541) 및 소스 전극(541)과 이격되어 반도체층(520)과 연결된 드레인 전극(542)을 포함한다.
도 5를 참조하면, 게이트 전극(530)과 반도체층(520) 사이에 게이트 절연막(535)이 배치된다. 게이트 전극(530) 상에 층간 절연막(551)이 배치되고, 층간 절연막(551) 상에 소스 전극(541) 및 소스 전극(541)이 배치될 수 있다.
평탄화막(552)은 박막 트랜지스터(TFT) 상에 배치되어 박막 트랜지스터(TFT)의 상부를 평탄화시킨다.
제1 전극(571)은 평탄화막(552) 상에 배치된다. 제1 전극(571)은 평탄화막(552)에 구비된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)와 연결된다.
뱅크층(580)은 제1 전극(571)의 일부 및 평탄화막(552) 상에 배치되어 화소 영역 또는 발광 영역을 정의한다. 예를 들어, 뱅크층(580)이 복수의 화소들 사이의 경계 영역에 매트릭스 구조로 배치됨으로써, 뱅크층(580)에 의해 화소 영역이 정의될 수 있다.
유기 발광층(572)은 제1 전극(571) 상에 배치된다. 유기 발광층(572)은 뱅크층(580) 상에도 배치될 수 있다. 유기 발광층(572)은 하나의 발광층을 포함할 수도 있고, 상하로 적층된 2개의 발광층을 포함할 수도 있다. 이러한 유기 발광층(572)에서는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색을 갖는 광이 방출될 수 있으며, 백색(White) 광이 방출될 수도 있다.
제2 전극(573)은 유기 발광층(572) 상에 배치된다.
제1 전극(571), 유기 발광층(572) 및 제2 전극(573)이 적층되어 유기 발광 소자(270)가 이루어질 수 있다.
도시되지 않았지만, 유기 발광층(572)이 백색(White) 광을 발광하는 경우, 개별 화소는 유기 발광층(572)에서 방출되는 백색(White) 광을 파장 별로 필터링하기 위한 컬러 필터를 포함할 수 있다. 컬러 필터는 광의 이동경로 상에 형성된다.
제2 전극(573) 상에 박막 봉지층(590)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(590)은 적어도 하나의 유기막 및 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 유기막 및 적어도 하나의 무기막이 교호적으로 배치될 수 있다.
이상 설명된 적층 구조를 갖는 표시패널(501) 상에 광투과성 필름(100)이 배치된다. 광투과성 필름(100)은 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)를 포함한다.
이하, 제조예 및 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하 설명되는 제조예나 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1: 광투과성 중합체 고형분 제조>
교반기, 질소주입장치, 적하깔때기, 온도조절기 및 냉각기를 부착한 1L 반응기에 질소를 통과시키면서, DMAc(N,N-Dimethylacetamide) 776.655g을 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 맞춘 후, TFDB 54.439g(0.17mol)을 용해하여 이 용액을 25℃로 유지하였다. 여기에 BPDA 15.005g(0.051mol)을 첨가하고 3시간 동안 교반하여 BPDA를 완전히 용해시킨 후, 6FDA 22.657g(0.051mol)을 첨가하여 완전히 용해시켰다. 반응기 온도를 10℃로 내린 후 TPC 13.805g(0.068mol)을 첨가한 후 25℃에서 12시간 반응하여 고형분의 농도가 12중량%인 중합체 용액을 얻었다.
얻어진 중합체 용액에 피리딘 17.75g, 아세틱 안하이드라이드 22.92g을 투입하여 30분 교반 후, 다시 70℃에서 1시간 교반하여 상온으로 식히고, 얻어진 중합체 용액에 메탄올 20L를 첨가하여 고형분을 침전시키고, 침전된 고형분을 여과하고 분쇄한 후, 다시 메탄올 2L로 세정한 후, 100℃에서 진공으로 6시간 건조하여 분말 상태의 광투과성 중합체 고형분을 얻었다. 여기서 제조된 광투과성 중합체 고형분은 폴리이미드계 수지의 고형분이다. 보다 구체적으로, 제조예 1에서 제조된 광투과성 중합체 고형분은 폴리아마이드-이미드 중합체 고형분의 분말로, 광투과성 수지 분말에 해당된다.
<실시예 1-1>
1L 반응기에 31.88g의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.32g(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 20중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 1A(DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) 32.20g을 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 377.96g을 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.08g(제2 함량)을 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅하였다. 캐스팅을 위해 캐스팅 기판이 사용된다. 캐스팅 기판의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 캐스팅 기판으로, 유리 기판, 스테인레스(SUS) 기판, 테프론 기판 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 캐스팅 기판으로, 예를 들어 유기 기판이 사용될 수 있다.
구체적으로, 얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 80㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다. 여기서, 광투과성 매트릭스(110)는 폴리이미드계 수지에 의하여 형성되며, 필름 형상을 갖는다.
<실시예 1-2>
1L 반응기에 70.51g의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.71g(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실리카 분산액 1A(DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) 118.7g을 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 144.29g을 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 74.34g(제2 함량)을 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 80㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 1-3>
1L 반응기에 78.53g의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.79g(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 40 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 1B(MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 39.66g을 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 244.79g을 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 52.09g(제2 함량)을 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 80㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 1-4>
1L 반응기에 36.81g의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.37g(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실리카 분산액 1B(MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 92.95g을 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 295.46g을 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 61.60g(제2 함량)을 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 80㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<비교예 1-1>
용액 대 분말 혼합법에 의하여 비교예 1에 따른 광투과성 필름이 제조되었다.
구체적으로, 1L 반응기에 219.48g의 DMAc와, 실리카 분산액으로 프로필렌글리콜모노메틸에테르(Propylene glycol monomethyl ether, PGME) 용액에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 30 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 1C(PGM-ST, Nissan Chemical Industries) 163.82g을 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반시켰다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드 55.85g을 투입한 후, 1시간 교반 후, 25℃로 승온하여 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 얻었다.
얻어진 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하여, 80㎛ 두께의 광투과성 필름을 제조하였다.
<비교예 1-2>
DMAc 361.71g 및 폴리아마이드-이미드 고형분 분말 50.58g을 사용하고, 실리카 분산액으로 메틸에틸케톤(MEK) 용액에 평균 입경 45nm인 실리카 입자가 30 중량% 분산되어 이루어진 실리카 분산액 1D(MEK-ST-L, Nissan Chemical Industries) 25.29g을 사용한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 공정을 반복하여, 80㎛ 두께의 광투과성 필름을 제조하였다.
<측정예>
실시예 1-1 내지 1-4 및 비교예 1-1, 1-2에서 제조된 광투과성 필름에 대하여 다음과 같은 측정을 실행하였다.
(1) 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프 및 power law slope
초소각 x-선 산란(U-SAXS) 측정 장치로, 포항가속기연구소(대한민국)의 9A U-SAXS 빔라인을 이용하여, 다음의 조건으로 초소각 x-선 산란(U-SAXS)을 실시하여, 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프를 얻었다. 얻어진 그래프로부터, 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수(wave number) 범위에서 그래프의 기울기를 계산하여, power law slope 값을 얻었다.
파수 범위: 0.001~2.5/Å
에너지(E): 19.70 keV
샘플과 검출기의 이격 거리: 6.5m
노출시간: 30초
(2) 광투과도(%): 표준규격 ASTM E313으로 Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA)를 이용하여, 파장 360~740nm 에서의 평균 광투과도를 측정하였다.
(3) 황색도: 표준규격 ASTM E313으로 Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA)를 이용하여 황색도를 측정하였다.
(4) 헤이즈: 제조된 광투과성 필름을 50㎜ ㅧ 50㎜로 잘라 MURAKAMI社의 헤이즈 미터(모델명: HM-150) 장비를 이용하여 ASTM D1003에 따라 5회 측정하여 그 평균 값을 헤이즈 값으로 하였다.
(5) 입자간 거리: 광투과성 필름에 대한 투과 전자 현미경(TEM) 사진을 이용하여, 필러(120)들 사이의 거리를 측정하였다.
(6) 영률(Young's modulus) 및 2% 항복강도: ASTM D885 방법에 따라, 인스트론사의 만능인장시험기를 이용하여 광투과성 필름의 영률(Young's modulus) 및 2% 항복강도를 측정하였다.
측정결과는 다음 표 1과 같다.
구분 power law slope 광투과도
(%)		 황색도 헤이즈 입자간 거리
(nm, 평균)		 영률 (Young's modulus)
(GPa)		 2% 항복
강도(MPa)
실시예 1-1 -3.34 88.72 2.91 0.5 44.0 4.8 128
실시예 1-2 -3.35 89.53 2.80 0.3 23.7 5.5 108
실시예 1-3 -3.40 89.61 2.83 0.3 29.8 5.0 130
실시예 1-4 -3.41 89.93 2.75 0.4 28.1 5.3 110
비교예 1-1 -3.08 85.12 3.70 1.1 측정불가 4.4 93
비교예 1-2 -3.81 86.52 5.74 1.9 측정불가 4.0 91
표 1의 측정결과에 개시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 광투과성 필름(100)은, 파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수 범위에서, 그래프의 기울기인 power law slope가 -3.6 내지 -3.2의 범위인 것을 확인할 수 있다. 이러한, power law slope 값을 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 광투과성 필름(100)은 우수한 광투과도, 낮은 황색도, 낮은 헤이즈를 가진다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 광투과성 필름(100)에서 필러(120)들은 20nm 이상의 평균 간격으로 서로 이격되어 있음을 확인할 수 있다.
<실시예 2-1>
1L 반응기에 56.28 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.569 중량부(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 30중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2A(SSD_330T, Ranco) 37.9 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 338.40 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 63.832 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅하였다. 캐스팅을 위해 캐스팅 기판이 사용된다. 캐스팅 기판의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 캐스팅 기판으로, 유리 기판, 스테인레스(SUS) 기판, 테프론 기판 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐스팅 기판으로 유기 기판이 사용될 수 있다.
구체적으로, 얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여, 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 2-2>
1L 반응기에 212.50 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 2.147 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 30중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2A(SSD_330T, Ranco) 143.1 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 264.76 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 62.254 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 2-3>
1L 반응기에 56.28 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.569 중량부(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 30nm인 실리카 입자가 30중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2B(SSK230U2, Ranco) 37.9 중량부 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 338.40 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 63.832 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 2-4>
1L 반응기에 136.62 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 1.38 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실리카 분산액 2B(SSK230U2, Ranco) 92 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 300.53 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 63.02 중량부(제2 함량)을 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 2-5>
1L 반응기에 16.83 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.17 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균입경 50nm인 실리카 입자가 20중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2C(50nmSP-AD1, Admatechs) 17 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 351.33 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.23 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<비교예 2-1>
1L 반응기에 398.66 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 3.936 중량부(제1 함량)을 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 30중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2A(SSD_330T, Ranco) 262.4 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 181.25 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 60.464 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여, 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<비교예 2-2>
1L 반응기에 368.16 중량부의 DMAc를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 여기에, DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균입경 50nm인 실리카 입자가 20중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2C(50nmSP-AD1, Admatechs) 17 중량부를 채운 후 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.4 중량부를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 혼합액을 제조하였다.
얻어진 혼합액을 유리 기판에 도포한 후 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<비교예 2-3>
1L 반응기에 319.49 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.568 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 70nm인 실리카 입자가 20중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2D(DMAc-ST-ZL, Nissan) 56.8 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 319.49 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 63.832 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여, 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<비교예 2-4>
1L 반응기에 56.23 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 일정시간 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.568 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균입경 100nm인 실리카 입자가 20중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 2E(Y100SP-CD1, Admatechs) 56.8 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 1시간 동안 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 319.49 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 63.832 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 유리 기판에 도포하여 캐스팅하고 120℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 유리 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다.
필름이 고정된 프레임을 진공오븐에 넣고 100℃부터 280℃까지 2시간 동안 천천히 가열한 후, 서서히 냉각해 프레임으로부터 분리하여 광투과성 필름을 수득하였다. 다시 광투과성 필름을 250℃에서 5분 동안 열처리하였다.
그 결과, 광투과성 매트릭스(110) 및 광투과성 매트릭스에 분산된 실리카계 필러(120)를 포함하는, 50㎛ 두께의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<측정예>
실시예 2-1 내지 2-5 및 비교예 2-1 내지 2-4에서 제조된 광투과성 필름에 대하여 다음과 같은 측정을 실행하였다.
(1) 평균 입자 산란 계수
<측정 장치>
투과전자현미경(TEM) (제조사: Jeol / 모델명: JEM-2100F)
<측정 조건>:
가속 전압: 200 kV, 배율: 20,000배(20K)
<단면처리>
Microtome (제조사: Leica / 모델명: EM UC7)
SPEED(mm/s): 1mm/s
FEED(nm): 120nm
나이프: DiATOME / Ultra 35도
<계산 방법>
이미지 분석 프로그램으로 ImageJ를 사용하여 아래와 같이 분석한다.
1) Image의 type에서 8bit로 전환한다.
2) Process에서 "Find maxima"를 통해 Noise: 100, Output type은 Maxima within tolerance로 하고, exclude edge maxima, light background로 전환한다.
3) Process의 Binary에서 Fill holes를 실시한다.
4) Process의 binary에서 watershed를 실시한다.
5) Rectangle로 drag하여 Area를 2250000~2500000로 설정한다. (Scale bar가 있는 부분 제외)
6) Analyze의 analyze particles을 실시한다.
size(pixel2): 200-infinity, Circularity: 0.0~1.0
각각의 입자별 area를 합하고, 그 값을 입자의 개수로 나누어 "평균 입자 area"를 구한다.
7) 투과전자현미경(TEM)에서 얻어진 이미지에서 scale bar를 straight segment로 Measure하여 "pixel당 길이(nm)"를 구한다.
8)"6)"에서 얻어진 평균 입자 area(면적, pixel)를, "7)"의 pixel당 길이를 이용하여, 미터법 단위(metric unit or SI unit)의 면적으로 환산하여 평균 입경을 구한다.
[식 3]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000010
투과전자현미경(TEM) 및 ImageJ를 사용하여 계산된 필러(120)의 평균 입경을 필러(120)의 식 2의 입자 크기 D로 사용하였다.
이와 같이 얻어진 필러(120)의 입자 크기 D를 이용하여, 식 1 및 식 2에 따라 계산함으로써 필러(120)의 평균 입자 산란 계수가 계산된다.
[식 1]
Figure PCTKR2021008640-appb-I000011
식 1에서 Xk는 다음 식 2로부터 계산될 수 있다.
[식 2]
Xk = πD/λk
식 1 및 2에서 k는 1 내지 38의 정수이다.
또한, 식 2에서 λk = (37+k)x10 nm 이고, D는 투과전자현미경(TEM)에 의하여 측정된 필러(120)의 입자크기이다.
(2) 광투과도(%): 표준규격 ASTM E313으로 Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA)를 이용하여, 파장 360~740nm 에서의 평균 광투과도를 측정하였다.
(3) 황색도: 표준규격 ASTM E313으로 Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA)를 이용하여 황색도를 측정하였다.
(4) 헤이즈: 제조된 광투과성 필름을 50㎜ ㅧ 50㎜로 잘라 MURAKAMI社의 헤이즈 미터(모델명: HM-150) 장비를 이용하여 ASTM D1003에 따라 5회 측정하여 그 평균 값을 헤이즈 값으로 하였다.
(5) 모듈러스(modulus): ASTM D885 방법에 따라, 인스트론사의 만능인장시험기를 이용하여 광투과성 필름의 모듈러스(modulus)도를 측정하였다.
- 필름 제조 후 세시간 이내 측정 기준
- Road Cell 30KN, Grip 250N.
- 시편 크기 10 X 50mm, 인장속도 25mm/min
측정결과는 다음 표 2와 같다.
구분 평균 입자 산란 계수 광투과도 (%) 황색도 헤이즈 모듈러스
실시예 2-1 0.075 89.8 2.6 0.2 5.3
실시예 2-2 0.08 90.4 2.3 0.2 5.7
실시예 2-3 0.21 89.7 2.6 0.3 5.3
실시예 2-4 0.212 90.1 2.5 0.3 5.5
실시예 2-5 0.34 89.6 2.5 0.3 5.4
비교예 2-1 0.51 88.8 3.1 0.6 4.9
비교예 2-2 0.55 88.5 3.2 0.8 4.9
비교예 2-3 0.48 88.3 3.5 1.2 4.9
비교예 2-4 0.64 88.2 3.9 1.8 4.7
표 2의 측정결과에 개시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 광투과성 필름(100)은, 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수를 가져 우수한 광투과도, 낮은 황색도, 낮은 헤이즈를 가진다는 것을 확인할 수 있다.
[부호의 설명]
100: 광투과성 필름
110: 광투과성 매트릭스
120: 필러
200: 표시장치
501: 표시패널

Claims (27)

  1. 광투과성 수지 분말을 제조하는 단계;
    상기 광투과성 수지 분말의 제1 함량을 제1 용매에 용해시켜, 광투과성 수지 용액을 제조하는 단계;
    필러가 제2 용매에 분산되어 이루어진 필러 분산액을 준비하는 단계;
    상기 필러 분산액과 상기 광투과성 수지 용액을 혼합하여 제1 혼합액을 제조하는 단계; 및
    상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 상기 제1 혼합액에 첨가하고 용해시켜 제2 혼합액을 제조하는 단계;를 포함하는,
    광투과성 필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 수지 분말의 제1 함량은, 상기 필러 중량의 0.5 내지 10%인, 광투과성 필름의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 상기 제1 혼합액에 첨가하기 전, 상기 제1 혼합액에 제3 용매를 첨가하는 단계를 더 포함하는, 광투과성 필름의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 용매는 상기 제1 용매와 동일한, 광투과성 필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 수지 분말의 제2 함량은 상기 제1 함량의 10 내지 200배인, 광투과성 필름의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 수지는 이미드 반복 단위를 포함하는, 광투과성 필름의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 수지는 아마이드 반복 단위를 포함하는, 광투과성 필름의 제조방법.
  8. 광투과성 매트릭스; 및
    상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러(filler)를 포함하며,
    파수(wave number)에 대한 산란 강도가 대수(log)적으로 표시된 초소각 x-선 산란(Ultra-Small Angle X-ray Scattering, U-SAXS) 그래프의 0.01/Å 내지 0.1/Å의 파수(wave number) 범위에서, 상기 그래프의 기울기인 power law slope가 -3.6 내지 -3.2인, 광투과성 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 필러는 실리카(SiO2)를 포함하는, 광투과성 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실리카(SiO2)의 적어도 일부는 알콕시기를 갖는 유기 화합물기에 의하여 표면 처리된, 광투과성 필름.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 필러의 평균 입경은 5 내지 50nm인, 광투과성 필름.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 필러의 함량은, 상기 광투과성 필름의 전체 중량에 대하여 5 내지 46중량%인, 광투과성 필름.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 필러 사이의 평균 최단 인접 거리는 23 내지 45nm인, 광투과성 필름.
  14. 제8항에 있어서,
    3 이하의 황색도를 갖는, 광투과성 필름.
  15. 제8항에 있어서,
    1% 이하의 헤이즈(haze)를 갖는, 광투과성 필름.
  16. 제8항에 있어서,
    85% 이상의 광투과도를 갖는, 광투과성 필름.
  17. 제8항에 있어서,
    4.5 GPa 이상의 영률(Young's modulus) 및 95 MPa 이상의 2% 항복강도를 갖는, 광투과성 필름.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 광투과성 매트릭스는 이미드 반복 단위를 포함하는, 광투과성 필름.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 광투과성 매트릭스는 아마이드 반복 단위를 포함하는, 광투과성 필름.
  20. 광투과성 매트릭스; 및
    상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러;를 포함하며,
    상기 필러는 0.35 이하의 평균 입자 산란 계수(XA)를 가지며,
    상기 평균 입자 산란 계수(XA)는 하기 식 1로 계산되는, 광투과성 필름:
    [식 1]
    Figure PCTKR2021008640-appb-I000012
    식 1에서 Xk는 다음 식 2로부터 계산되며,
    [식 2]
    Xk = πD/λk
    식 1 및 2에서 k는 1 내지 38의 정수이고,
    식 2에서 λk = (37+k)x10 nm 이고,
    D는 투과전자현미경(TEM)에 의하여 측정된 필러의 입자 크기이다.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 필러의 평균 입경은 5 내지 50nm인, 광투과성 필름.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 필러의 함량은, 상기 광투과성 필름의 전체 중량에 대하여 5 내지 50중량%인, 광투과성 필름.
  23. 제20항에 있어서,
    3 이하의 황색도를 갖는, 광투과성 필름.
  24. 제20항에 있어서,
    1% 이하의 헤이즈(haze)를 갖는, 광투과성 필름.
  25. 제20항에 있어서,
    88% 이상의 광투과도를 갖는, 광투과성 필름.
  26. 제20항에 있어서,
    5.0 GPa 이상의 모듈러스(modulus)를 갖는, 광투과성 필름.
  27. 표시패널; 및
    상기 표시패널 상에 배치된, 제8항 내지 제26항 중 어느 한 항의 광투과성 필름;
    을 포함하는, 표시장치.
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