WO2022010299A1 - 광투과성 필름 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

광투과성 필름 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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WO2022010299A1
WO2022010299A1 PCT/KR2021/008774 KR2021008774W WO2022010299A1 WO 2022010299 A1 WO2022010299 A1 WO 2022010299A1 KR 2021008774 W KR2021008774 W KR 2021008774W WO 2022010299 A1 WO2022010299 A1 WO 2022010299A1
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light
transmitting
filler
film
transmitting film
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PCT/KR2021/008774
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권정미
이효경
박효준
오정민
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코오롱인더스트리 주식회사
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    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements

Definitions

  • the present invention relates to a light-transmitting film and a display device including the same, and more particularly, to a light-transmitting film having excellent filler dispersibility and a method for manufacturing the same.
  • 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.
  • One embodiment of the present invention is to provide a light-transmitting film, including a filler uniformly dispersed in a light-transmitting matrix.
  • Another embodiment of the present invention is to provide a method for measuring the two-dimensional average dispersion of the filler dispersed in the light-transmitting matrix.
  • Another embodiment of the present invention is to provide a light-transmitting film including a filler dispersed in a light-transmitting matrix to have a two-dimensional average dispersion of 25% or more.
  • An embodiment of the present invention is to provide a method of manufacturing a light-transmitting film having excellent filler dispersibility.
  • An embodiment of the present invention includes a light-transmitting matrix and a filler dispersed in the light-transmitting matrix, wherein the filler has a two-dimensional average dispersion of 25% or more, and the two-dimensional average dispersion is expressed by the following formula A light transmissive film is provided, which is calculated as 1.
  • Dx is the ideal two-dimensional distance between the number of pillars displayed in the microscope image for a sample of the light-transmissive film and the pillars calculated from the microscope image area
  • Daj is the nearest neighbor displayed in the microscope image. It is the two-dimensional measurement distance between one pillar
  • N is the total number of the pillars in the microscopic image.
  • the filler may have a dispersion of 25% to 55%.
  • the filler includes at least one of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • the filler may include silica (SiO 2 ).
  • the average particle diameter of the filler is 5 to 500 nm.
  • the content of the filler is 0.01 to 20% by weight based on the total weight of the light-transmitting film.
  • the light-transmitting film may have a yellowness of 3.5 or less.
  • the light-transmitting film may have a haze of 2% or less.
  • the light-transmitting film may have a light transmittance of 88% or more.
  • the light-transmitting film may have a “2% yield strength” of 110 MPa or more.
  • the light-transmitting film may have a Young's modulus of 4.5 GPa or more.
  • the microscope image may be a transmission electron microscope (TEM) image with a magnification of 20,000 times.
  • TEM transmission electron microscope
  • the sample is obtained by cutting the light-transmitting film to a thickness of 120 nm in a direction parallel to the thickness direction.
  • the filler may have an average particle diameter of 5 to 80 nm.
  • the microscope image may be a scanning electron microscope (FE-SEM) image with a magnification of 3,000 times.
  • FE-SEM scanning electron microscope
  • the microscope image is taken with respect to a cross section of the light-transmitting film parallel to the thickness direction.
  • the filler may have an average particle diameter of 50 to 500 nm.
  • 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 provides a display device including a display panel and the light-transmitting film disposed on the display panel.
  • Another embodiment of the present invention is to prepare a sample of a light-transmitting film including a filler, obtaining a microscopic image of the sample, pre-processing the microscopic image to obtain a processed image, the processed image obtaining coordinate data for the positions of the fillers from the image, determining the number of fillers using the coordinate data, calculating the ideal two-dimensional distance between the fillers using the number of fillers and the area of the microscopic image and calculating a distance between neighboring fillers by using the coordinate data.
  • the present invention it is possible to arithmetically calculate the two-dimensional average dispersion of the fillers included in the light-transmitting film, so that it is possible to intuitively evaluate the dispersion state of the fillers.
  • a light-transmitting film having excellent filler dispersibility can be manufactured, and a light-transmitting film having excellent filler dispersibility can be easily selected.
  • the light-transmitting film according to an embodiment of the present invention may have excellent filler dispersibility, excellent haze characteristics, 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 may be used as a cover window of a 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 schematic diagram of a microscope image processing process.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of calculating an ideal two-dimensional distance Dx between pillars.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion “P” of FIG. 5 .
  • 7A is a perspective view schematically illustrating cutting the light-transmitting film in a direction parallel to the thickness (t1) direction.
  • FIG. 7B is a perspective view of an embodiment of a sample of a light-transmitting film and a photographing method.
  • FIG. 8 is a perspective view of another embodiment of a method of photographing a light-transmitting film.
  • 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 according to an embodiment of the present invention 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. In addition, the light-transmitting matrix 110 according to an embodiment of the present invention may have an amide repeating unit formed by a dicarbonyl compound and diamine.
  • the light-transmitting matrix 110 may be prepared from monomer components including dianhydride, diamine, and dicarbonyl compound.
  • 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 polyimide-based 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 light-transmitting film 100 may have the same thickness t1 as that of the light-transmitting matrix 110 . Accordingly, the light-transmitting film 100 may have a thickness t1 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.
  • 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 . According to one embodiment of the present invention, the silica particles that are not surface-treated and the surface-treated silica particles are not distinguished and are referred to as silica particles.
  • 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 filler 120 can be used as the filler 120 .
  • trimethoxy (methyl) silane [trimethoxy (methyl) silane] phenyltrimethoxysilane [phenyltrimethoxysilane] silica (SiO 2 ) particles surface-treated filler 120 ) can be used as
  • 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 filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 has a two-dimensional average dispersion of 25% or more.
  • the two-dimensional average dispersion of the filler 120 is calculated by Equation 1 below.
  • Equation 1 Dx is the ideal two-dimensional distance between pillars, and Daj is the measured distance between neighboring pillars.
  • Dx is the ideal two-dimensional distance between the number of fillers displayed in the microscope image of the sample of the light-transmitting film 100 and the fillers calculated from the area of the microscope image
  • Daj is indicated in the microscope image is the measured distance between the nearest neighboring pillars, where N is the total number of pillars in the microscope image.
  • the microscope image is a microscope image of the sample 310 of the light-transmissive film 100 .
  • the sample 310 of the light-transmitting film 100 may be made by cutting the light-transmitting film 100 to a thickness t2 of 120 nm in a direction parallel to the thickness t1 (see FIGS. 7A and 7B ).
  • the microscope image may be a transmission electron microscope (TEM) image with a magnification of 20,000 times.
  • TEM transmission electron microscope
  • the filler 120 dispersed in the light transmitting matrix 110 is calculated using a transmission electron microscope (TEM) image at 20,000 times magnification, 25 It may have a two-dimensional average dispersion of % or more.
  • TEM transmission electron microscope
  • the distance between the pillars 120 may be obtained in the following way.
  • FIG. 7A is a perspective view schematically illustrating cutting the light-transmitting film in a direction parallel to the thickness (t1) direction
  • FIG. 7B is a perspective view of an embodiment of a sample of the light-transmitting film and a photographing method.
  • the light-transmitting film 100 may be molded 210 .
  • the light-transmitting film 100 may be fixed by molding 210 using an epoxy resin.
  • the light-transmitting film 100 is cut by the knife 250 . Specifically, the light-transmitting film 100 fixed by the molding 210 is cut to make a sample 310 .
  • the sample 310 of the light-transmitting film 100 may be made by cutting the light-transmitting film 100 to a thickness t2 of 120 nm in a direction parallel to the thickness t1 direction. have.
  • the thickness direction of the light-transmitting film 100 is the direction of t1
  • the thickness direction of the sample 310 is the direction of t2 .
  • a microscopic image is taken of the sample 310 shown in FIG. 7B .
  • the micrograph is made with respect to a portion of the light-transmitting film 100 from the top to the bottom of the drawing shown in FIG. 7B . More specifically, along the direction indicated by “PIC” in FIG. 7B , the sample 310 of the light-transmitting film 100 may be photographed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a microscope image processing process.
  • a microscope image of the light-transmitting film 100 as shown in (A) of FIG. 2 can be made.
  • a microscope image may be created by photographing the light-transmitting film 100 including the filler 120 using a microscope.
  • the microscope for example, an optical microscope or a transmission electron microscope (TEM) may be used.
  • JEOL's JEM-2100F may be used as a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • a microscope image may be obtained by taking a picture according to a known method of using a microscope.
  • FIG. 2A is a transmission electron microscope (TEM) image taken at 20,000 times (20K) magnification for the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention.
  • TEM transmission electron microscope
  • a processed image as shown in FIG. 2(B) is created.
  • the filler 120 and the portion other than the filler 120 are clearly distinguished, so that the discrimination power of the filler 120 is improved.
  • a microscope image may be converted into a monochromatic image or a two-color image by color separation.
  • the microscope image may be converted into a black-and-white image by pre-processing the microscope image.
  • 2B is a transmission electron microscope (TEM) photographed image of the light-transmitting film 100 converted into a black-and-white image.
  • TEM transmission electron microscope
  • coordinate data for the position of the filler 120 is extracted from the processed image.
  • the coordinates of the filler 120 are extracted.
  • the coordinates of the dot center are referred to as the coordinates of the filler 120 .
  • the coordinates of the filler 120 may be obtained by iTEM using iTEM5.1 manufactured by Olympus.
  • the number of fillers included in one image may be obtained.
  • Dx which is an ideal two-dimensional distance between the pillars 120 , may be calculated.
  • the pillars 120 are uniformly distributed in the rendered image, and the same It is assumed to be located at each vertex of an equilateral triangle of size.
  • the length of each side of the equilateral triangle shown in FIG. 3 is determined by the number of fillers 120 and the size of the rendered image.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of calculating an ideal two-dimensional distance Dx between pillars.
  • one side of the equilateral triangle is set to be parallel to the x-axis direction.
  • the length of the rendered image in the X-axis direction is a
  • the length in the Y-axis direction is b
  • the number of fillers 120 disposed in one row in the X-axis direction is Nx
  • the fillers disposed in one column in the Y-axis direction are Nx.
  • the number of (120) is Ny
  • the length of one side of an equilateral triangle is Dx as the ideal two-dimensional distance between the pillars.
  • N Nx x Ny
  • N, a, b are obtained from the analysis of the rendered image, and Dx is obtained from N, a, b.
  • the distance Daj between the pillars 120 may be measured by the iTEM program.
  • the measured distance Daj is a two-dimensional measured distance between neighboring pillars 120 displayed in the rendered image.
  • the distance between the pillars 120 may be greater or smaller than Dx, which is an ideal two-dimensional distance between the pillars.
  • FIG. 4 is a graph illustrating distance distribution between pillars. Specifically, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the two-dimensional measurement distance Daj between neighboring fillers 120 dispersed in the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention and the number of fillers.
  • the fillers 120 are not dispersed at regular intervals in the light-transmitting film 100 , but are dispersed at various intervals.
  • the two-dimensional average dispersion degree of the filler 120 is calculated by calculating according to Equation 1 using the Dx, Dy and N thus obtained.
  • the microscope image is a scanning electron microscope (SEM) image with a magnification of 3,000 times, and a two-dimensional average degree of dispersion may be calculated based on a scanning electron microscope (SEM) image with a magnification of 3,000 times.
  • SEM scanning electron microscope
  • an image taken with respect to a cross section of the light-transmitting film 100 parallel to the thickness t1 direction of the light-transmitting film 100 may be used (FIG. 8). Reference).
  • the light-transmitting film 100 may be molded 210 .
  • the light-transmitting film 100 may be fixed by molding 210 using an epoxy resin.
  • the light-transmitting film 100 treated by the molding 120 is cut in a direction parallel to the thickness (t1) direction, and the cross-section in the thickness (t1) direction is exposed.
  • Samples of the light-transmitting film 100 ( 410) can be made.
  • a scanning electron microscope (SEM) photographing is performed with respect to a section in the thickness (t1) direction of the sample 410 shown in FIG. 8 .
  • the sample 410 of the light-transmitting film 100 may be photographed.
  • the method of calculating the two-dimensional average dispersion using an image taken by a scanning electron microscope (SEM) at 3,000 times magnification is to calculate the two-dimensional average dispersion by using a transmission electron microscope (TEM) image at 20,000 times magnification. same way as
  • a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) may be used.
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • JEOL's JSM-7610F may be used as a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
  • a microscope image can be obtained by imaging according to a known method of using a microscope.
  • the filler 120 dispersed in the light transmitting matrix 110 of the light transmitting film 100 is calculated using a scanning electron microscope (SEM) image at 3,000 times magnification, 25% or more It may have a two-dimensional average variance.
  • SEM scanning electron microscope
  • a two-dimensional average dispersion degree may be calculated using an image photographed by an optical microscope.
  • a DSX510 from Olympus can be used as an optical microscope.
  • the filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 has a two-dimensional average dispersion of 25% or more, the filler 120 is uniformly dispersed to form the light-transmitting film 100 . It can have excellent optical properties.
  • the filler 120 for improving mechanical properties is dispersed in the light-transmitting matrix 110 with a two-dimensional average dispersion of 25% or more, the effect of improving the mechanical properties of the light-transmitting film 100 can be maximized.
  • the filler 120 may have a two-dimensional average dispersion of 25% to 55%. More specifically, the filler 120 may have a two-dimensional average dispersion of 25% to 50%. The filler 120 may have a two-dimensional average dispersion of 30% to 45%.
  • the size or content of the filler 120 there is no particular limitation on the size or content of the filler 120 . According to an 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 500 nm.
  • the average particle diameter of the filler 120 When 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. On the other hand, when the average particle diameter of the filler 120 exceeds 500 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 500 nm is included in excess, the haze of the light-transmitting film 100 may increase.
  • 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. When the average particle diameter of the filler 120 exceeds 500 nm, the 2% yield strength of the light-transmitting film 100 may be lowered, and mechanical strength may be lowered.
  • the filler 120 may have an average particle diameter of 5 to 200 nm, may have an average particle diameter of 5 to 100 nm, may have an average particle diameter of 5 to 80 nm. According to another embodiment of the present invention, the filler 120 may have an average particle diameter of 5 to 50 nm, and may have an average particle diameter of 10 to 20 nm.
  • the filler 120 when calculating a two-dimensional average dispersion using an image taken by a transmission electron microscope (TEM), considering the magnification of the transmission electron microscope (TEM), the filler 120 is It may have an average particle diameter of 5 to 80 nm.
  • the two-dimensional average dispersion can be calculated using a transmission electron microscope (TEM) image at 20,000 times magnification. have.
  • the filler 120 when calculating the two-dimensional average dispersion using an image taken by a scanning electron microscope (SEM), considering the magnification of the scanning electron microscope (SEM), the filler 120 may have an average particle diameter of 50 to 500 nm.
  • the two-dimensional average dispersion can be calculated using a scanning electron microscope (SEM) image at 3,000 times magnification. have.
  • the light-transmitting film 100 includes the filler 120 , optical properties and mechanical properties of the light-transmitting film 100 may be improved due to light scattering by the filler 120 .
  • the content of the filler 120 may be in the range of 0.01 to 20% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100 .
  • the content of the filler 120 is less than 0.01% by weight based on 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 2% yield strength improvement effect of the light-transmitting film 100 may be insignificant.
  • the content of the filler 120 exceeds 20% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100, the two-dimensional average dispersion of the filler 120 is lowered, the haze of the light-transmitting film 100 (Haze) may be lowered, the filler 120 may block light, so that the light transmittance of the light-transmitting film 100 may be reduced.
  • the filler 120 may have a content of 0.01 to 10% by weight, and may have a content of 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100 .
  • the filler 120 may have a content of 0.5 to 2% by weight based on the total weight of the light-transmitting film 100, and may have a content of 0.5 to 1% by weight.
  • the light-transmitting film 100 including the filler 120 if the filler 120 is not sufficiently uniformly dispersed, the light transmittance of the light-transmitting film 120 is lowered and the haze is increased, and the like, the light-transmitting film ( 120) may deteriorate the optical properties.
  • the two-dimensional average dispersion of the filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 to be 25% or more, the increase in haze of the light-transmitting film 120 can be prevented. and a decrease in light transmittance can be prevented.
  • the light-transmitting film 100 may have a light transmittance of 88% or more. More specifically, the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a light transmittance of 89% or more, or 90% or more.
  • the light-transmitting film 100 may have a yellowness of 3.5 or less. More specifically, the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a yellowness of 3.0 or less.
  • the light-transmitting film 100 may have a haze of 2% or less. More specifically, the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a haze of 1% or less, and may have a haze of 0.5% or less. According to an embodiment of the present invention, by making the two-dimensional average dispersion of the filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix 110 to be 25% or more, the light-transmitting film 100 has a Young's modulus of 4.5 GPa or more ) and "2% yield strength" of 110 MPa or more.
  • the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a “2% yield strength” of 110 MPa or more. More specifically, the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a "2% yield strength" of 120 MPa or more, and may have a "2% yield strength” of 125 MPa or more.
  • the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a Young's modulus of 4.5 GPa or more. More specifically, the light-transmitting film 100 according to an embodiment of the present invention may have a Young's modulus of 4.8 GPa or more.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the display device 200 according to another exemplary embodiment
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion “P” of FIG. 5 .
  • 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 diode 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. 5 and 6 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 plastic such as a polyimide-based resin or a polyimide-based 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 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 dispersing the filler 120 in a second solvent to prepare a filler dispersion, mixing the filler dispersion and the light-transmitting resin solution to prepare a first mixture, and a second of the light-transmitting resin powder in the first mixture and adding and dissolving the content to prepare a second mixed solution.
  • 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 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 total weight of the filler (120). 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, the first content.
  • the second content of the light-transmitting resin powder may be 100 times or more of 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 instantly penetrates into the resin powder from the surface of the resin powder.
  • the solvent is momentarily reduced around the surface of the resin powder, the concentration of the filler 120 rises momentarily, and accordingly, agglomeration of the filler 120 may occur.
  • the polymer chain of the light-transmitting resin distributed between the fillers 120 causes the filler 120 . Clogging of the liver can be prevented. After that, even if the light-transmitting resin powder is added again (addition of the second content), aggregation between the fillers 120 does not occur. Accordingly, aggregation of the filler 120 is prevented, and the dispersibility of the filler 120 is 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.
  • a high degree of freedom of the filler 120 and the light-transmitting resin can be maintained, so that an environment in which dispersion is easy can be created. Accordingly, the filler 120 and the light-transmitting resin may be combined in a high degree of freedom, and the filler 120 may be uniformly dispersed in the matrix 110 formed of the light-transmitting resin.
  • silica particles may be used as the filler 120 .
  • a silica dispersion may be used as the filler 120 dispersion.
  • the silica dispersion may be prepared, for example, by adding dimethylacetamide (DMAc) (second solvent) and silica particles to a reactor and stirring.
  • DMAc dimethylacetamide
  • 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 A (DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) comprising silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm dispersed in a content of 20 wt% in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent)
  • 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 casting 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 casting substrate and fixed to the frame with pins.
  • a glass substrate a stainless (SUS) substrate, a Teflon substrate, or the like may be used.
  • SUS stainless
  • Teflon substrate a Teflon substrate, or the like may be used as the casting substrate.
  • an organic substrate was used as a casting substrate. Same as below.
  • 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 (t1) 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 A (DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) comprising silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm dispersed in a content of 20 wt% in DMAc (N,N-dimethylacetamide) solution (second solvent)
  • 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • silica dispersion A (DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) in another 1L reactor, maintaining the temperature of the reactor at 25° C., 0.5 g of the prepared liquid light-transmitting resin solution using a cylinder pump It was slowly added at a rate of /min 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • Silica dispersion B (MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 2.45 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)
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the prepared liquid light-transmitting resin solution was slowly introduced at a rate of 0.5 g/min using a cylinder pump, silica dispersion and light
  • a first mixed solution in which the permeable resin solution was mixed was prepared.
  • 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • the prepared liquid light-transmitting resin solution was transferred to a cylinder pump using a cylinder pump. It was slowly added at a rate of 0.5 g/min 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • the prepared liquid light-transmitting resin solution was transferred to a cylinder pump using a cylinder pump. It was slowly added at a rate of 0.5 g/min 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • Silica dispersion C (MEK-ST-ZL, Nissan Chemical Industries) consisting of silica particles having an average particle diameter of 70 to 100 nm dispersed in a content of 30 wt% in a methyl ethyl ketone (MEK) solution (second solvent) was prepared.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the silica particle content was diluted to 10% by weight to prepare a silica dispersion C in which the silica content was diluted to 10% by weight.
  • 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • the liquid light-transmitting resin solution prepared above was pumped into a cylinder pump. was slowly introduced at a rate of 0.5 g/min using a silica dispersion solution and a light-transmitting resin solution 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 casting 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 casting 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 (t1) including the light-transmitting matrix 110 and the silica-based filler 120 dispersed in the light-transmitting matrix was completed.
  • the liquid light-transmitting resin solution prepared above was placed in a cylinder It was slowly introduced at a rate of 0.5 g/min using a pump to prepare a first mixed solution in which a silica dispersion solution and a 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 casting 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 casting 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 (t1) 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.
  • silica dispersion B in which silica particles having an average particle diameter of 10 to 15 nm are dispersed in a content of 40 wt% in 420.48 parts by weight of DMAc and a methyl ethyl ketone (MEK) solution (second solvent) in a 1L reactor -40, Nissan Chemical Industries)
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the reactor was stirred while maintaining the temperature at 10 °C.
  • 64.4 parts by weight of the polyamide-imide of the solid powder prepared in Preparation Example 1 was added, stirred for 1 hour, and then heated to 25° C. to obtain a light-transmitting resin solution in which silica particles were dispersed.
  • a light-transmitting resin solution in which the obtained silica particles are dispersed was applied to a casting 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 casting 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 to prepare a light-transmitting film having a thickness of 80 ⁇ m (t1).
  • Silica dispersion A (DMAC- ST, Nissan Chemical Industries) 35.76 parts by weight was charged, followed by stirring while maintaining the temperature of the reactor at 10°C. Thereafter, 64.4 parts by weight of the polyamide-imide of the solid powder prepared in Preparation Example 1 was added, stirred for 1 hour, and then heated to 25° C. to obtain a light-transmitting resin solution in which silica particles were dispersed.
  • a light-transmitting resin solution in which the obtained silica particles are dispersed was applied to a casting 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 casting 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 to prepare a light-transmitting film having a thickness of 80 ⁇ m (t1).
  • silica dispersion C (MEK-ST-ZL, Nissan Chemical Industries) comprising silica particles having an average particle diameter of 70 to 100 nm dispersed in a content of 30 wt% in a methyl ethyl ketone (MEK) solution (second solvent) was added to the silica particle content This was diluted to 10% by weight, and 6.5 parts by weight of silica dispersion C having a silica content diluted to 10% by weight was added to the 1L reactor. While maintaining the temperature of the 1L reactor at 10 °C was stirred.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • a light-transmitting resin solution in which the obtained silica particles are dispersed was applied to a casting 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 casting 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 to prepare a light-transmitting film having a thickness of 80 ⁇ m (t1).
  • the light-transmitting film 100 prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 was thin-filmed using a microtome to form a sample 310 of the light-transmitting film 100 .
  • the light-transmitting film 100 is molded 210 with epoxy, so that the light-transmitting film 100 is fixed, and then, using a microtome, the light-transmitting film 100 is parallel to the thickness (t1) direction It was thinned by cutting in one direction.
  • a sample 310 of the light-transmitting film 100 having a thickness t2 of 120 nm was prepared (see FIGS. 7A and 7B ).
  • the sample 310 manufacturing conditions are as follows.
  • the sample 310 of the light-transmitting film 100 was photographed using a transmission electron microscope (TEM) to obtain a microscope image. Specifically, along the direction indicated by “PIC” in FIG. 7B , the sample 310 of the light-transmitting film 100 was photographed, and a microscope image was obtained.
  • TEM transmission electron microscope
  • the obtained microscopic image was pre-processed to process the image.
  • Coordinate data extraction conditions are as follows.
  • the number N of fillers was obtained based on the coordinates of the pillars 120 , and Dx, which is an ideal two-dimensional distance between the pillars 120 , was calculated according to the method shown in FIG. 3 .
  • Dx which is an ideal two-dimensional distance between the pillars 120, as shown in FIG. 3, the pillars 120 are uniformly distributed in the rendered image, and located at each vertex of an equilateral triangle of the same size. was assumed to be.
  • one side of the equilateral triangle was set to be parallel to the x-axis direction.
  • the length of the rendered image in the X-axis direction is a
  • the length in the Y-axis direction is b
  • the number of fillers 120 arranged in one row in the X-axis direction is Nx, arranged in one column in the Y-axis direction.
  • the number of formed pillars 120 is Ny
  • the length of one side of an equilateral triangle is Dx as an ideal two-dimensional distance between the pillars.
  • N Nx x Ny
  • N, a, b are obtained from the analysis of the rendered image, and Dx is obtained from N, a, b.
  • the distance Daj between the closest pillars 120 was measured using the actual coordinates of the pillars 120 obtained by the image analysis program.
  • the two-dimensional average dispersion degree of the filler 120 was calculated according to Equation 1 below using N, Dx, and Daj obtained in this way.
  • the light-transmitting film 100 is molded 210 with epoxy, the light-transmitting film 100 is fixed, and then, using a microtome, one side of the light-transmitting film 100 is parallel to the thickness (t1) direction. By cutting in the direction, a sample 410 as shown in FIG. 8 was prepared.
  • the sample 310 manufacturing conditions are as follows.
  • the sample 310 of the light-transmitting film 100 is photographed under a microscope. got an image. Specifically, along the direction indicated by “PIC” in FIG. 8 , the sample 410 of the light-transmitting film 100 was photographed, and a microscope image was obtained.
  • the shooting conditions are as follows.
  • the obtained microscopic image was pre-processed to process the image.
  • Coordinate data extraction conditions are as follows.
  • the number N of fillers was obtained based on the coordinates of the pillars 120 , and Dx, which is an ideal two-dimensional distance between the pillars 120 , was calculated according to the method shown in FIG. 3 .
  • the calculation method is the same as the method using a transmission electron microscope (TEM).
  • Haze The prepared light-transmitting film was cut into 50 mm x 50 mm and measured 5 times according to ASTM D1003 using MURAKAMI's haze meter (model name: HM-150) equipment, and the average value was used as the haze value .
  • the light-transmitting film 100 has a two-dimensional average dispersion of 25% or more, confirming that it has excellent light transmittance, low yellowness, and low haze.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 광투과성 매트릭스 및 상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러(filler)를 포함하며, 상기 필러는 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 갖는 광투과성 필름 및 이러한 광투과성 필름을 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

광투과성 필름 및 이를 포함하는 표시장치
본 발명은 광투과성 필름 및 이를 포함하는 표시장치에 대한 것으로, 특히, 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름 및 그 제조방법에 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, 우수한 광학특성, 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, 광투과성 매트릭스 내에 균일하게 분산되어 있는 필러를 포함하는, 광투과성 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 광투과성 매트릭스 내에 분산되어 있는 필러의 2차원 평균 분산도를 측정하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 가지도록 광투과성 매트릭스 내에 분산되어 있는 필러를 포함하는 광투과성 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름의 제조법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 광투과성 매트릭스 및 상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러(filler)를 포함하며, 상기 필러는 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 가지며, 상기 2차원 평균 분산도는 하기 식 1로 계산되는, 광투과성 필름을 제공한다.
[식 1]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000001
식 1에서 상기 Dx는 광투과성 필름의 샘플에 대한 현미경 이미지에 표시되는 필러들의 개수와 현미경 이미지 면적으로부터 계산된 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리이고, 상기 Daj는 상기 현미경 이미지에 표시되는 가장 가깝게 이웃한 필러들 사이의 2차원 측정 거리이고, N은 상기 현미경 이미지에서 상기 필러의 전체 개수이다.
상기 필러는 25% 내지 55%의 분산도를 가질 수 있다.
상기 필러는 무기 입자, 유기 입자 및 유기-무기 복합 입자 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 필러는 실리카(SiO2)를 포함할 수 있다.
상기 필러의 평균 입경은 5 내지 500nm이다.
상기 필러의 함량은, 상기 광투과성 필름의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 20중량%이다.
상기 광투과성 필름은 3.5 이하의 황색도를 가질 수 있다.
상기 광투과성 필름은 2% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있다.
상기 광투과성 필름은 88% 이상의 광투과도를 가질 수 있다.
상기 광투과성 필름은 110 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 가질 수 있다.
상기 광투과성 필름은 4.5GPa 이상의 영률(Young's modulus)을 가질 수 있다.
상기 현미경 이미지는 20,000배 배율의 투과전자현미경(TEM) 이미지일 수 있다.
상기 샘플은 상기 광투과성 필름을 두께 방향과 평행한 방향으로 120nm의 두께로 자른 것이다. 상기 필러는 5 내지 80nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
상기 현미경 이미지는 3,000배 배율의 주사전자현미경 (FE-SEM) 이미지일 수 있다.
상기 현미경 이미지는, 두께 방향과 평행한 상기 광투과성 필름의 단면에 대하여 촬영된 것이다. 상기 필러는 50 내지 500nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
상기 광투과성 매트릭스는 이미드 반복단위를 포함할 수 있다.
상기 광투과성 매트릭스는 아마이드 반복단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 표시패널 및 상기 표시패널 상에 배치된 상기의 광투과성 필름을 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 필러를 포함하는 광투과성 필름의 샘플을 제조하는 단계, 상기 샘플에 대한 현미경 이미지를 얻는 단계, 상기 현미경 이미지를 전처리하여 가공된 이미지를 얻는 단계, 상기 가공된 이미지로부터 필러의 위치에 대한 좌표 데이터를 얻는 단계, 상기 좌표 데이터를 이용하여 필러의 개수를 결정하는 단계, 상기 필러의 개수와 상기 현미경 이미지 면적을 이용하여 필러 사이의 이상적인 2차원 거리를 계산하는 단계 및 상기 좌표 데이터를 이용하여 이웃한 필러들 사이의 거리를 계산하는 단계를 포함하는, 필러의 2차원 평균 분산도를 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름에 포함된 필러에 대한 2차원 평균 분산도를 산술적 계산할 수 있게 되어, 필러의 분산 상태에 대한 직관적인 평가가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름이 제조될 수 있으며, 우수한 필러 분산성을 갖는 광투과성 필름을 용이하게 선별할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름은, 우수한 필러 분산성을 가져, 우수한 헤이즈 특성, 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 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름의 개략도이다.
도 2는 현미경 이미지 처리 과정에 대한 개략도이다.
도 3은 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리 Dx를 계산하는 방법을 설명하는 개략도이다.
도 4는 필러의 거리 분포를 설명하는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 일부에 대한 단면도이다.
도 6는 도 5의 "P" 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 7a는 광투과성 필름을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 자르는 것을 개략적으로 표현한 사시도이다.
도 7b는 광투과성 필름의 샘플 및 촬영 방법의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 8은 광투과성 필름의 촬영 방법의 다른 일 실시예에 대한 사시도이다.
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 뿐 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)는 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 수 있다. 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.
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)로 사용되는 폴리이미드계 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. 광투과성 필름(100)은 광투과성 매트릭스(110)와 동일한 두께(t1)를 가질 수 있다. 따라서, 광투과성 필름(100)은 10 내지 100㎛의 두께(t1)를 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. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 무기 입자, 유기 입자 및 유기-무기 복합 입자 중 적어도 하나를 포함할 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, 표면처리 되지 않은 실리카 입자와 표면처리된 실리카 입자를 구별하지 않고 실리카 입자라고 한다.
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. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 예를 들어, 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 PCTKR2021008774-appb-I000002
[화학식 2]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000003
[화학식 3]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000004
[화학식 4]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000005
[화학식 5]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000006
[화학식 6]
Figure PCTKR2021008774-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.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)에 있어서, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)는 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 가진다.
필러(120)의 2차원 평균 분산도는 하기 식 1로 계산된다.
[식 1]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000008
식 1에서 Dx는 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리이며, Daj는 이웃한 필러들 사이의 측정 거리이다.
구체적으로, 식 1에서 Dx는 광투과성 필름(100)의 샘플에 대한 현미경 이미지에 표시되는 필러들의 개수와 현미경 이미지 면적으로부터 계산된 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리이며, Daj는 상기 현미경 이미지에 표시되는 가장 가깝게 이웃한 필러들 사이의 측정 거리이고, N은 현미경 이미지에서 필러의 전체 개수이다.
현미경 이미지는 광투과성 필름(100)의 샘플(310)에 대한 현미경 이미지이다. 광투과성 필름(100)의 샘플(310)은 광투과성 필름(100)을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 120nm의 두께(t2)로 잘라서 만들어질 수 있다(도 7a 및 7b 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현미경 이미지는 20,000배 배율의 투과전자현미경(TEM) 이미지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)에 있어서, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)는, 20,000배 배율의 투과전자현미경(TEM) 이미지를 이용하여 계산된, 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 가질 수 있다.
필러(120)들 사이의 거리는 다음과 같은 방법으로 구해질 수 있다.
도 7a는 광투과성 필름을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 자르는 것을 개략적으로 표현한 사시도이고, 도 7b는 광투과성 필름의 샘플 및 촬영 방법의 일 실시예에 대한 사시도이다.
먼저, 현미경 이미지 획득을 위해, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)이 만들어진다. 도 7a를 참조하면, 광투과성 필름(100)이 몰딩(210) 처리될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지를 이용한 몰딩(210)에 의하여 광투과성 필름(100)이 고정될 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 나이프(250)에 의하여 광투과성 필름(100)이 절단된다. 구체적으로, 몰딩(210)에 의하여 고정된 광투과성 필름(100)이 절단되어 샘플(310)이 만들어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)은, 광투과성 필름(100)을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 120nm의 두께(t2)로 잘라 만들어질 수 있다. 도 7a 및 7b에서 광투과성 필름(100)의 두께 방향은 t1의 방향이고, 샘플(310)의 두께 방향은 t2의 방향이다.
도 7b에 도시된 샘플(310)에 대하여 현미경 촬영이 이루어진다. 현미경 촬영은, 도 7b에 도시된 도면의 상부에서 하부를 향하여, 광투과성 필름(100) 부분에 대하여 이루어진다. 보다 구체적으로, 도 7b에서 "PIC"로 표시된 방향을 따라, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)에 대한 촬영이 이루어질 수 있다.
도 2는 현미경 이미지 처리 과정에 대한 개략도이다.
현미경을 이용한 이미지 촬영에 의해, 도 2의 (A)와 같은 광투과성 필름(100)에 대한 현미경 이미지가 만들어질 수 있다. 현미경을 이용하여 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)을 촬영함으로써 현미경 이미지가 만들어질 수 있다. 현미경으로, 예를 들어, 광학 현미경, 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 투과전자현미경(TEM)으로 JEOL社의 JEM-2100F이 각각 사용될 수 있다. 현미경 이미지는 공지된 현미경의 사용 방법 따라 촬영되어 얻어질 수 있다.
도 2의 (A)는 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)에 대한 20,000배(20K) 배율의 투과전자현미경(TEM) 촬영 이미지이다.
다음, 현미경 이미지를 전처리 함으로써 도 2의 (B)와 같은 가공된 이미지가 만들어진다. 현미경 이미지를 전처리 하는 단계에서, 필러(120)와 필러(120) 이외의 부분이 명확하게 구별되도록 하여, 필러(120)의 식별력이 향상되도록 한다. 예를 들어, 색 분리(color separation)에 의하여 현미경 이미지를 단색 이미지 또는 두 가지 색의 이미지로 변환시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 현미경 이미지를 전처리하여 현미경 이미지가 흑백 이미지로 변환될 수 있다.
도 2의 (B)는 광투과성 필름(100)에 대한 투과전자현미경(TEM) 촬영 이미지를 흑백 이미지로 변환한 것이다.
다음, 가공된 이미지로부터 필러(120)의 위치에 대한 좌표 데이터를 추출한다.
구체적으로, 필러(120)의 위치에 대한 좌표 데이터 추출을 위해, 가공된 이미지 중 필러(120)만이 남겨진다. 그 결과, 도 2의 (B)로 표시된 이미지 중에서 필러(120)에 대응되는 도트만이 도 2의 (C)로 표시된 이미지에 남게 된다. 이 때, 이미지의 도트 중 직경이 지나치게 작은 도트는 제외된다. 예를 들어, 필러(120)의 평균 직경의 1/10보다 작은 직경으로 표시되는 도트는 제외된다. 그 결과, 도 2의 (C)와 같은 이미지가 얻어진다. 본 발명의 일 실시예에서는 도 2의 (C)와 같은 이미지를 "렌더링 이미지"라고 한다.
이미지 해석 프로그램을 이용하여 렌더링 이미지를 해석함으로써, 필러(120)의 좌표가 추출된다. 이 때, 도트 중심의 좌표를 필러(120)의 좌표라 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 해석 프로그램으로, Olympus社의 iTEM5.1을 이용하는 iTEM에 의하여 필러(120)의 좌표가 얻어질 수 있다.
필러(120)의 좌표가 얻어지는 경우, 하나의 이미지에 포함된 필러의 개수가 구해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 방법에 따라, 필러(120)들 사이의 이상적인 2차원 거리인 Dx는 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)들 사이의 이상적인 2차원 거리인 Dx를 계산하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 필러(120)들이 렌더링 이미지 내에 균일하게 분산되어 있으며, 동일한 크기의 정삼각형의 각 꼭지점에 위치하는 것으로 가정된다. 도 3에 도시된 정삼각형의 각 변의 길이는 필러(120)의 개수와 렌더링 이미지의 크기에 의하여 결정된다.
도 3은 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리 Dx를 계산하는 방법을 설명하는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 정삼각형의 한 변이 x축 방향과 평행하도록 설정한다.
도 3에서, 렌더링 이미지의 X축 방향의 길이는 a, Y축 방향의 길이는 b, X축 방향의 한 행에 배치된 필러(120)의 개수는 Nx, Y축 방향의 한 열에 배치된 필러(120)의 개수는 Ny, 정삼각형의 한 변의 길이는 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리로서 Dx이다. 필러의 전체 개수가 N일 때, 다음의 관계가 성립한다.
N = Nx x Ny
a = (Nx - 1) x Dx
b = (Ny - 1) x Dx x cos30˚
렌더링 이미지의 면적 = a x b
렌더링 이미지에 대한 해석으로부터 N, a, b가 얻어지고, N, a, b로부터 Dx가 얻어진다.
또한, 이미지 해석 프로그램에 의하여 얻어진 필러(120)들의 실제 좌표를 이용하여, iTEM 프로그램에 의하여 각 필러(120)들 사이의 거리 Daj가 측정될 수 있다. 여기서, 측정된 거리(Daj)는 렌더링 이미지에 표시되는 이웃한 필러(120)들 사이의 2차원 측정 거리이다.
각 필러(120)들 사이의 거리는 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리인 Dx보다 클 수도 있고 작을 수도 있다.
도 4는 필러들 사이의 거리 분포를 설명하는 그래프이다. 구체적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100) 내에 분산된 이웃한 필러(120)들 사이의 2차원 측정 거리 Daj와 필러의 개수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 광투과성 필름(100) 내에서 필러(120)들은 일정한 간격으로 분산된 것이 아니라 다양한 간격으로 분산되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이 얻어진 Dx, Dy 및 N을 이용하여, 식 1에 따라 계산함으로써 필러(120)의 2차원 평균 분산도가 계산된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현미경 이미지는 3,000배 배율의 주사전자현미경(SEM) 이미지이며, 3,000배 배율의 주사전자현미경(SEM) 이미지에 의하여 2차원 평균 분산도가 계산될 수도 있다. 3,000배 배율의 주사전자현미경(SEM)이 사용되는 경우, 광투과성 필름(100)의 두께(t1) 방향과 평행한 광투과성 필름(100)의 단면에 대하여 촬영된 이미지가 사용될 수 있다(도 8 참조).
도 8은 광투과성 필름(100)의 촬영 방법의 다른 일 실시예에 대한 사시도이다. 도 8을 참조하면, 광투과성 필름(100)이 몰딩(210) 처리될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 수지를 이용한 몰딩(210)에 의하여 광투과성 필름(100)이 고정될 수 있다.
도 8을 참조하면, 몰딩(120) 처리된 광투과성 필름(100)을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 잘라, 두께(t1) 방향의 단면이 노출된 광투과성 필름(100)의 샘플(410)이 만들어질 수 있다. 도 8에 도시된 샘플(410)의 두께(t1) 방향 단면에 대하여 주사전자현미경(SEM) 촬영이 이루어진다. 구체적으로, 도 8에서 "PIC"로 표시된 방향을 따라, 광투과성 필름(100)의 샘플(410)에 대한 촬영이 이루어질 수 있다.
3,000배 배율의 주사전자현미경(SEM)에 의하여 촬영된 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도를 계산하는 방법은, 20,000배 배율의 투과전자현미경(TEM) 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도를 계산하는 방법과 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주사전자현미경(SEM)으로, 전계 방출형 주사전자현미경(FE-SEM)이 사용될 수 있다. 전계 방출형 주사전자현미경(FE-SEM)으로, 예를 들어, JEOL社의 JSM-7610F이 사용될 수 있다. 공지된 현미경의 사용 방법에 따른 촬영에 의해 현미경 이미지가 얻어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)의 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)는, 3,000배 배율의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 이용하여 계산된, 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 광학 현미경에 의하여 촬영된 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도가 계산될 수도 있다. 광학 현미경으로 Olympus社의 DSX510이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)가 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 갖는 경우, 필러(120)가 균일하게 분산되어 광투과성 필름(100)이 우수한 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 기계적 특성 향상을 위한 필러(120)가 25% 이상의 2차원 평균 분산도로 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 경우, 광투과성 필름(100)의 기계적 특성 향상 효과가 극대화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 25% 내지 55%의 2차원 평균 분산도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 필러(120)는 25% 내지 50%의 2차원 평균 분산도를 가질 수 있다. 필러(120)는 30% 내지 45%의 2차원 평균 분산도를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 크기나 함량에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)이 광학적 특성 및 기계적 특성을 고려하여 필러(120)의 크기 및 함량이 조정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 5 내지 500nm의 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 500nm를 초과하면, 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)의 광학 특성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 평균 입경이 500nm를 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 500nm를 초과하면, 광투과성 필름(100)의 2% 항복강도가 저하되고, 기계적 강도가 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 5 내지 200nm의 평균 입경을 가질 수 있으며, 5 내지 100nm의 평균 입경을 가질 수도 있고, 5 내지 80nm의 평균 입경을 가질 수도 있 다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 5 내지 50nm의 평균 입경을 가질 수 있으며, 10 내지 20nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 투과전자현미경(TEM)에 의하여 촬영된 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도를 계산하는 경우, 투과전자현미경(TEM)의 배율을 고려할 때, 필러(120)는 5 내지 80nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 예를 들어, 5 내지 80nm의 평균 입경을 갖는 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)에 대하여, 20,000배 배율의 투과전자현미경(TEM) 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도를 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 주사전자현미경(SEM)에 의하여 촬영된 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도를 계산하는 경우, 주사전자현미경(SEM)의 배율을 고려할 때, 필러(120)는 50 내지 500nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 예를 들어, 50 내지 500nm의 평균 입경을 갖는 필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)에 대하여, 3,000배 배율의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 이용하여 2차원 평균 분산도를 계산할 수 있다.
광투과성 필름(100)이 필러(120)를 포함하는 경우, 필러(120)에 의한 광 산란에 의하여 광투과성 필름(100)의 광학 특성이 향상될 수 있고 기계적 특성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)의 함량은 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 20 중량% 범위일 수 있다.
필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 0.01 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 2% 항복강도 개선 효과가 미미할 수 있다.
반면, 필러(120)의 함량이 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 20 중량%를 초과하는 경우, 필러(120)의 2차원 평균 분산도가 저하되어, 광투과성 필름(100)의 헤이즈(Haze)가 저하될 수 있고, 필러(120)가 광을 차단하여 광투과성 필름(100)의 광투과도가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)는 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%의 함량을 가질 수 있으며, 0.01 내지 5 중량%의 함량을 가질 수 있다. 또는, 필러(120)는 광투과성 필름(100)의 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2 중량%의 함량을 가질 수 있으며, 0.5 내지 1 중량%의 함량을 가질 수 있다.
필러(120)를 포함하는 광투과성 필름(100)에 있어서, 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, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)의 2차원 평균 분산도가 25% 이상이 되도록 함으로써, 광투과성 필름(120)의 헤이즈 증가가 방지될 수 있고, 광투과도 저하가 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 88% 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 89% 이상, 또는 90% 이상의 광투과도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 3.5 이하의 황색도를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 3.0 이하의 황색도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 필름(100)은 2% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 1% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있으며, 0.5% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 매트릭스(110)에 분산된 필러(120)의 2차원 평균 분산도가 25% 이상이 되도록 함으로써, 광투과성 필름(100)이 4.5GPa 이상의 영률(Young's modulus) 및 110 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 110 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 120 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 가질 수 있으며, 125 MPa 이상의 "2% 항복강도"를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 4.5 GPa 이상의 영률(Young's modulus)을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은 4.8 GPa 이상의 영률을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치(200)의 일부에 대한 단면도이고, 도 6는 도 5의 "P" 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치(200)는 표시패널(501) 및 표시패널(501) 상의 광투과성 필름(100)을 포함한다.
도 5 및 도 6을 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 5 및 도 6에 개시된 표시장치(200)은 유기발광 표시장치이다.
기판(510)은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 구체적으로, 기판(510)은 폴리이미드계 수지 또는 폴리이미드계 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 6를 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.
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.
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 따르면, 광투과성 필름(100)의 제조방법은, 광투과성 수지 분말을 제조하는 단계, 광투과성 수지 분말의 제1 함량을 제1 용매에 용해시켜 광투과성 수지 용액을 제조하는 단계, 필러(120)를 제2 용매에 분산시켜 필러 분산액을 제조하는 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. 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 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. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과성 수지 분말의 제1 함량은 필러(120)의 전체 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.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 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 실시에에 따르면, 광투과성 수지 분말의 제2 함량을 제1 혼합액에 첨가하기 전에, 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.
필러가 분산되어 있는 필러 분산액에 직접 광투과성 수지 분말이 투입되는 경우, 수지 분말의 표면에서 용매가 순간적으로 수지 분말 안쪽으로 침투된다. 이 때 수지 분말 표면 주위에서는 순간적으로 용매가 감소되어, 필러(120) 농도가 순간적으로 상승하게 되고, 그에 따라 필러(120)의 뭉침 현상이 발생될 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매를 포함하는 필러 분산액에, 이미 용해된 광투과성 수지를 먼저 첨가함으로써, 필러(120) 사이에 분포된 광투과성 수지의 고분자 사슬에 의해 필러(120) 간의 뭉침을 방지될 수 있다. 그 후, 광투과성 수지 분말이 다시 첨가되더라도(제2 함량 첨가), 필러(120) 간의 뭉침은 발생되지 않는다. 그에 따라, 필러(120)의 뭉침 현상이 방지되고, 필러(120)의 분산성이 향상된다.
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 상태가 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 분산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필러(120)로 실리카 입자가 사용될 수 있다.
필러(120) 분산액으로 실리카 분산액이 사용될 수 있다. 실리카 분산액은, 예를 들어, 반응기에 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAc)(제2 용매) 및 실리카 입자를 첨가하고, 교반하여 제조될 수 있다.
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>
500mL 반응기에 35.40 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말 상태의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.36 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 20 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 A(DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) 35.76 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 336.32 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.04 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 기판에서 박리하여 프레임에 핀으로 고정하였다. 캐스팅 기판의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 캐스팅 기판으로, 유리 기판, 스테인레스(SUS) 기판, 테프론 기판 등이 사용될 수 있다. 실시예 1에서는 캐스팅 기판으로 유기 기판이 사용되었다. 이하 동일하다.
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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다. 광투과성 매트릭스(110)는 폴리이미드계 수지에 의하여 형성되며, 필름 형상을 갖는다.
<실시예 2>
500mL 반응기에 16.78 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 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 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 20 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 A(DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) 16.95 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 351.37 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 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 3>
100mL 반응기에 1.61 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.017 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실리카 분산액 A(DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) 1.63 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 363.63 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.383 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 4>
100mL 반응기에 4.85 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.05 중량부(제1 함량)를 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 B(MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 2.45 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 363.46 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.35 중량부(제2 함량)을 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 5>
100mL 반응기에 18.55 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.19 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실리카 분산액 B(MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 9.37 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 359.31 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.21 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 6>
1L 반응기에 79.70 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.8 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실리카 분산액 B(MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 40.25 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 340.78 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 63.60 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 7>
반응기에 0.03 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.000335 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK) 용액(제2 용매)에 평균 입경 70 내지 100nm인 실리카 입자가 30 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 C(MEK-ST-ZL, Nissan Chemical Industries)을 실리카 입자의 함량이 10 중량%가 되도록 희석하여, 실리카 함량이 10 중량%로 희석된 실리카 분산액 C를 제조하였다. 실리카 함량이 10 중량%로 희석된 실리카 분산액 C 0.067 중량부를 다른 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 364.87 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.39967 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 8>
반응기에 0.16 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.001625 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실시예 7에서 제조된 실리카 함량이 10 중량%로 희석된 실리카 분산액 C 0.325 중량부를 다른 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 364.64 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.398 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<실시예 9>
100mL 반응기에 3.22 중량부의 DMAc(제1 용매)를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반하였다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 0.0325 중량부(제1 함량)를 투입한 후, 1시간 교반 후 25℃로 승온시켜서 액상의 광투과성 수지 용액을 제조하였다.
실시예 7에서 제조된 실리카 함량이 10 중량%로 희석된 실리카 분산액 C 6.5 중량부를 다른 1L 반응기에 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 채, 상기 제조된 액상의 광투과성 수지 용액을 실린더 펌프를 이용하여 0.5g/min의 속도로 천천히 투입시켜, 실리카 분산액과 광투과성 수지 용액이 혼합된 제1 혼합액을 제조하였다.
제1 혼합액에 제3 용매인 DMAc 359.08 중량부를 첨가하여 교반하고, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드(광투과성 수지 분말) 64.367 중량부(제2 함량)를 첨가하고 교반하여, 제2 혼합액을 제조하였다. 제2 혼합액은 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액이다.
얻어진 제2 혼합액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름(100)이 완성되었다.
<비교예 1>
용액 대 분말 혼합법에 의하여 비교예 1에 따른 광투과성 필름이 제조되었다.
구체적으로, 1L 반응기에 420.48 중량부의 DMAc와, 메틸에틸케톤(MEK) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 40 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 B(MEK-ST-40, Nissan Chemical Industries) 40.25 중량부를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반시켰다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드 64.4 중량부를 투입한 후, 1시간 교반 후, 25℃로 승온하여 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 얻었다.
얻어진 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름을 제조하였다.
<비교예 2>
1L 반응기에 371.72 중량부의 DMAc와, DMAc(N,N-디메틸아세트아마이드) 용액(제2 용매)에 평균 입경 10 내지 15nm인 실리카 입자가 20 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 A(DMAC-ST, Nissan Chemical Industries) 35.76 중량부를 채운 후, 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반시켰다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드 64.4 중량부를 투입한 후, 1시간 교반 후, 25℃로 승온하여 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 얻었다.
얻어진 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름을 제조하였다.
<비교예 3>
1L 반응기에 362.30 중량부의 DMAc를 투입하였다. 메틸에틸케톤(MEK) 용액(제2 용매)에 평균 입경 70 내지 100nm인 실리카 입자가 30 중량%의 함량으로 분산되어 이루어진 실리카 분산액 C(MEK-ST-ZL, Nissan Chemical Industries)을 실리카 입자의 함량이 10 중량%가 되도록 희석하고, 실리카의 함량이 10 중량%로 희석된 실리카 분산액 C를 6.5 중량부 만큼 취하여, 상기 1L 반응기에 첨가하였다. 상기 1L 반응기의 온도를 10℃로 유지한 채 교반시켰다. 이후, 제조예 1에서 제조된 고형분 분말의 폴리아마이드-이미드 64.4 중량부를 투입한 후, 1시간 교반 후, 25℃로 승온하여 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 얻었다.
얻어진 실리카 입자가 분산된 광투과성 수지 용액을 캐스팅 기판에 도포하여 캐스팅하고, 130℃의 열풍으로 30분 건조하여 필름을 제조한 후, 제조된 필름을 캐스팅 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㎛ 두께(t1)의 광투과성 필름을 제조하였다.
<측정예>
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 광투과성 필름에 대하여 다음과 같은 측정을 실행하였다.
(1) 2차원 평균 분산도 (TEM 이용)
투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)을 이용하여 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 광투과성 필름을 촬영하여 현미경 이미지를 얻었다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
먼저, Microtome으로, 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 광투과성 필름(100)을 박막 처리하여, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)을 형성하였다. 구체적으로, 광투과성 필름(100)을 에폭시로 몰딩(210) 처리하여, 광투과성 필름(100)이 고정되도록 한 후, Microtome을 이용하여, 광투과성 필름(100)을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 절단하여 박막화하였다. 그 결과, 120nm의 두께(t2)를 갖는 광투과성 필름(100)의 샘플(310)을 제조하였다(도 7a 및 7b 참조). 샘플(310) 제조 조건은 다음과 같다.
- 시료 처리 장치(Microtome): Leica社의 Leica EM UC7.
- 장비 조건:
SPEED: 1mm/s
FEED 두께(t2): 120nm
- 나이프: DiATOME / Ultra 35도
다음, 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)을 이용하여, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)을 촬영하여 현미경 이미지를 얻었다. 구체적으로, 도 7b의"PIC"로 표시된 방향을 따라, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)에 대한 촬영이 이루어져, 현미경 이미지가 획득되었다. 촬영 조건은 다음과 같다.
- 투과전자현미경(TEM): JEOL社의 JEM-2100F
- 가속 전압: 200kV
- 배율: 20,000배(20K)
다음, 획득된 현미경 이미지를 전처리 하여 이미지를 가공하였다.
- 이미지 가공: Color Separation에 의해 흑백 이미지로 변환하여, 2차원 흑백 이미지 획득
다음, 가공된 이미지로부터 필러(120)의 위치에 대한 좌표 데이터를 추출하였다. 좌표 데이터 추출 조건은 다음과 같다.
- 이미지 해석 프로그램: iTEM (Olympus社의 iTEM5.1 사용)
- 이미지 중에서 필러(120)에 대응되는 도트 형상만 남기고 나머지 제거하고, 이미지의 도트 중 필러(120) 평균 직경의 1/10보다 작은 직경으로 표시되는 도트 삭제하여 렌더링 이미지 획득.
- 필러(120)(이미지의 도트) 중심의 좌표를 필러(120)의 좌표로 설정.
다음, 필러(120)의 좌표를 기초로 필러의 개수 N을 획득하고, 도 3에 도시된 방법에 따라, 필러(120)들 사이의 이상적인 2차원 거리인 Dx는 계산하였다.
필러(120)들 사이의 이상적인 2차원 거리인 Dx를 계산하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 필러(120)들이 렌더링 이미지 내에 균일하게 분산되어 있으며, 동일한 크기의 정삼각형의 각 꼭지점에 위치하는 것으로 가정하였다.
도 3과 같이 정삼각형의 한 변이 x축 방향과 평행하도록 설정하였다.
도 3을 참조하면, 렌더링 이미지의 X축 방향의 길이는 a, Y축 방향의 길이는 b, X축 방향의 한 행에 배치된 필러(120)의 개수는 Nx, Y축 방향의 한 열에 배치된 필러(120)의 개수는 Ny, 정삼각형의 한 변의 길이는 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리로서 Dx이다. 필러의 전체 개수는 N일 때, 다음의 관계가 성립한다.
N = Nx x Ny
a = (Nx - 1) x Dx
b = (Ny - 1) x Dx x cos30˚
렌더링 이미지의 면적 = a x b
렌더링 이미지에 대한 해석으로부터 N, a, b가 얻어지고, N, a, b로부터 Dx가 얻어진다.
또한, 이미지 해석 프로그램에 의하여 얻어진 필러(120)들의 실제 좌표를 이용하여 가장 가까운 필러(120)들 사이의 거리 Daj가 측정되었다.
이와 같이 구해진 N, Dx 및 Daj를 이용하여 아래 식 1에 따라, 필러(120)의 2차원 평균 분산도를 계산하였다.
[식 1]
Figure PCTKR2021008774-appb-I000009
(2) 2차원 평균 분산도 (SEM 이용)
주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, SEM)을 이용하여 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 광투과성 필름을 촬영하여 현미경 이미지를 얻었다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
광투과성 필름(100)을 에폭시로 몰딩(210) 처리하여, 광투과성 필름(100)이 고정되도록 한 후, Microtome을 이용하여, 광투과성 필름(100)의 일측을 두께(t1) 방향과 평행한 방향으로 절단하여, 도 8에 도시된 것과 같은 샘플(410)을 제조하였다. 샘플(310) 제조 조건은 다음과 같다.
- 시료 처리 장치: Leica社의 Leica EM UC7. 에폭시 수지에 몰딩하여 단면 절단
-나이프: DiATOME / Ultra 35도
- 장비 조건: SPEED: 1mm/s
다음, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로, 전계 방출형 주사전자현미경 (Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)을 이용하여, 광투과성 필름(100)의 샘플(310)을 촬영하여 현미경 이미지를 얻었다. 구체적으로, 도 8의"PIC"로 표시된 방향을 따라, 광투과성 필름(100)의 샘플(410)에 대한 촬영이 이루어져, 현미경 이미지가 획득되었다. 촬영 조건은 다음과 같다.
- SEM: JEOL社의 JSM-7610F (Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)
- 가속 전압: 10kV
- 모드: SEI
- WD: 7 ~ 9
- 배율: 3,000배(3K)
다음, 얻어진 현미경 이미지를 전처리 하여 이미지를 가공하였다.
- 이미지 가공: Color Separation에 의해 흑백 이미지로 변환하여, 2차원 흑백 이미지 획득
다음, 가공된 이미지로부터 필러(120)의 위치에 대한 좌표 데이터를 추출하였다. 좌표 데이터 추출 조건은 다음과 같다.
- 이미지 해석 프로그램: iTEM (Olympus社의 iTEM5.1 사용)
- 이미지 중에서 필러(120)에 대응되는 도트 형상만 남기고 나머지 제거하고, 이미지의 도트 중 필러(120) 평균 직경의 1/10보다 작은 직경으로 표시되는 도트 삭제하여 렌더링 이미지 획득.
필러(120)(이미지의 도트) 중심의 좌표를 필러(120)의 좌표로 설정.
다음, 필러(120)의 좌표를 기초로 필러의 개수 N을 획득하고, 도 3에 도시된 방법에 따라, 필러(120)들 사이의 이상적인 2차원 거리인 Dx는 계산하였다.
계산 방법은 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)을 이용하는 방법과 동일하다.
(3) 광투과도(%): 표준규격 ASTM E313으로 Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA)를 이용하여, 파장 360~740nm 에서의 평균 광학투과도를 측정하였다.
(4) 황색도: 표준규격 ASTM E313으로 Spectrophotometer (CM-3700D, KONICA MINOLTA)를 이용하여 황색도를 측정하였다.
(5) 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.
(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 2차원 평균 분산도 (%) 광투과도
(%)		 황색도 헤이즈 2% 항복
강도(MPa)		 영률
(GPa)
TEM SEM
실시예 1 28 - 88.72 2.91 0.5 128 4.9
실시예 2 29 - 88.61 3.0 0.5 135 4.8
실시예 3 30 - 88.5 3.1 0.5 140 4.8
실시예 4 33 - 88.51 3.1 0.5 141 4.8
실시예 5 30 - 88.72 2.92 0.3 136 4.8
실시예 6 26 - 88.94 2.81 0.3 125 5.0
실시예 7 44 45 88.2 2.41 0.6 195 5.6
실시예 8 47 46 88.3 2.42 0.5 196 5.5
실시예 9 43 40 88.7 2.31 0.4 190 5.7
비교예 1 18 - 87.98 3.7 0.8 108 4.7
비교예 2 20 - 88.02 3.5 0.7 110 4.7
비교예 3 24 23 87.5 2.81 0.9 170 5.1
표 1의 측정결과에 개시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광투과성 필름(100)은, 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 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 (21)

  1. 광투과성 매트릭스; 및
    상기 광투과성 매트릭스에 분산된 필러(filler);를 포함하며,
    상기 필러는 25% 이상의 2차원 평균 분산도를 가지며,
    상기 2차원 평균 분산도는 하기 식 1로 계산되는, 광투과성 필름:
    [식 1]
    Figure PCTKR2021008774-appb-I000010
    식 1에서 상기 Dx는 상기 광투과성 필름의 샘플에 대한 현미경 이미지에 표시되는 필러들의 개수와 현미경 이미지 면적으로부터 계산된 필러들 사이의 이상적인 2차원 거리이고,
    상기 Daj는 상기 현미경 이미지에 표시되는 가장 가깝게 이웃한 필러들 사이의 2차원 측정 거리이고,
    N은 상기 현미경 이미지에서 상기 필러의 전체 개수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필러는 25% 내지 55%의 2차원 평균 분산도를 갖는, 광투과성 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필러는 무기 입자, 유기 입자 및 유기-무기 복합 입자 중 적어도 하나를 포함하는, 광투과성 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필러는 실리카(SiO2)를 포함하는, 광투과성 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필러의 평균 입경은 5 내지 500nm인, 광투과성 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필러의 함량은, 상기 광투과성 필름의 전체 중량에 대하여 0.01내지 20중량%인, 광투과성 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    3.5 이하의 황색도를 갖는, 광투과성 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    2% 이하의 헤이즈(haze)를 갖는, 광투과성 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    88% 이상의 광투과도를 갖는, 광투과성 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    110 MPa 이상의 2% 항복강도를 갖는, 광투과성 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    4.5GPa 이상의 영률(Young's modulus)을 갖는, 광투과성 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 현미경 이미지는 20,000배 배율의 투과전자현미경(TEM) 이미지인, 광투과성 필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 샘플은 상기 광투과성 필름을 두께 방향과 평행한 방향으로 120nm의 두께로 자른 것인, 광투과성 필름.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 필러는 5 내지 80nm의 평균 입경을 갖는, 광투과성 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 현미경 이미지는 3,000배 배율의 주사전자현미경 (SEM) 이미지인, 광투과성 필름.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 현미경 이미지는, 두께 방향과 평행한 상기 광투과성 필름의 단면에 대하여 촬영된 것인, 광투과성 필름.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 필러는 50 내지 500nm의 평균 입경을 갖는, 광투과성 필름.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 매트릭스는 이미드 반복 단위를 포함하는, 광투과성 필름.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 매트릭스는 아마이드 반복 단위를 포함하는, 광투과성 필름.
  20. 표시패널; 및
    상기 표시패널 상에 배치된, 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 광투과성 필름;
    을 포함하는, 표시장치.
  21. 필러를 포함하는 광투과성 필름의 샘플을 제조하는 단계;
    상기 샘플에 대한 현미경 이미지를 얻는 단계;
    상기 현미경 이미지를 전처리 하여 가공된 이미지를 얻는 단계;
    상기 가공된 이미지로부터 필러의 위치에 대한 좌표 데이터를 얻는 단계;
    상기 좌표 데이터를 이용하여 필러의 개수를 결정하는 단계;
    상기 필러의 개수와 상기 현미경 이미지 면적을 이용하여, 필러 사이의 이상적인 2차원 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 좌표 데이터를 이용하여 이웃한 필러들 사이의 거리를 계산하는 단계;
    를 포함하는, 필러의 2차원 평균 분산도를 측정하는 방법.
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