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WO2018143594A1 - 투명 적층체 - Google Patents

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WO2018143594A1
WO2018143594A1 PCT/KR2018/000990 KR2018000990W WO2018143594A1 WO 2018143594 A1 WO2018143594 A1 WO 2018143594A1 KR 2018000990 W KR2018000990 W KR 2018000990W WO 2018143594 A1 WO2018143594 A1 WO 2018143594A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hard coating
substrate
coating layer
transparent laminate
transparent
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000990
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안명용
유성우
임거산
Original Assignee
동우화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우화인켐 주식회사 filed Critical 동우화인켐 주식회사
Priority to CN201880008434.2A priority Critical patent/CN110248807A/zh
Publication of WO2018143594A1 publication Critical patent/WO2018143594A1/ko
Priority to US16/515,732 priority patent/US20190337273A1/en

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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
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    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
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    • G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/118—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits specially for flexible printed circuits, e.g. using folded portions
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    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • B32B2457/208—Touch screens

Definitions

  • the present invention relates to a transparent laminate.
  • the transparent laminated body which can be utilized as an optical member, a sensor member, or a member for display devices.
  • the display device includes a liquid crystal display (LCD) device, an organic light emitting display (OLED) device, a plasma display panel (PDP) device, and a field emission display (FED) device. ) Devices and the like.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting display
  • PDP plasma display panel
  • FED field emission display
  • polarizers may be stacked on top of display panels such as LCD panels and OLED panels to improve optical characteristics and image quality.
  • display panel and the touch sensor may be combined to implement an image display function and an information input function.
  • a resin film such as polyimide may be used as a base substrate of the display panel instead of a conventional glass substrate.
  • the existing display device is converted into a flexible display, it is necessary to improve not only the display panel but also flexible characteristics of other components and structures coupled to the display panel.
  • the physical properties of the optical member such as the polarizing plate, the structure such as the electrode included in the touch sensor, or the substrate on which they are stacked also need to be changed to suit the flexible characteristics.
  • Korean Patent Publication No. 2016-0120840 discloses a cover window of a display having enhanced flexibility.
  • research on improving flexibility of other members other than the cover window has not been provided.
  • One object of the present invention is to provide a transparent laminate having excellent flexibility and mechanical stability.
  • One object of the present invention is to provide a touch screen including the transparent laminate.
  • One object of the present invention is to provide a polarizing plate including the transparent laminate.
  • EIT HC is the compressive modulus of the hard coat layer
  • EIT FILM is the compressive modulus of the substrate
  • nIT HC is the elastic recovery rate of the hard coat layer
  • nIT FILM is the elastic recovery rate of the substrate
  • the substrate comprises a cyclic olefin polymer (COP) film, transparent laminate.
  • COP cyclic olefin polymer
  • the hard coating layer is formed from a hard coating composition comprising a photocurable oligomer, a photocurable monomer, a photoinitiator and a solvent, a transparent laminate.
  • the ratio of the compressive modulus of the hard coating layer to the compressive modulus of the substrate (EIT HC / EIT FILM ) is 0.9 or less, the transparent laminate.
  • the ratio of the elastic recovery rate of the hard coating layer to the elastic recovery rate of the substrate is greater than 1, the transparent laminate.
  • the elongation at break change ( ⁇ FE ) defined by the formula 2 is 30% or more, the transparent laminate:
  • L f is the elongation at break of the transparent laminate after hard coating layer lamination
  • L 0 is the elongation at break of the base material before lamination of hard coating layer.
  • the hard coating layer comprises a first hard coating layer and a second hard coating layer formed on the upper and lower surfaces of the substrate, respectively, transparent laminate.
  • Touch screen comprising a transparent laminate of any one of the above 1 to 8.
  • the polarizing plate including the transparent laminate of any one of the above 1 to 8.
  • the polarizer of 11 above further comprising a polarizer, and an adhesive layer for bonding one surface of the polarizer and the transparent laminate.
  • the transparent laminate according to the embodiments of the present invention may include a hard coating layer laminated on a substrate, and the substrate and the hard coating layer may satisfy a predetermined compressive elastic modulus, elastic recovery ratio, and elongation at break. Therefore, while securing the mechanical strength by the substrate to secure the desired flexibility, elastic properties by the hard coating layer can be prevented crack generation during bending and folding.
  • the transparent laminate can be applied to, for example, an image display device such as a flexible display.
  • the transparent laminate may be provided as a base film such as a polarizing plate or a touch screen, so that an image display device having improved crack resistance may be implemented even in a folding operation.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a transparent laminate in accordance with exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a transparent laminate in accordance with exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a touch screen according to exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a polarizing plate according to exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a transparent laminate applied to an image display device including a bent portion.
  • a transparent laminate for a display device may include a laminate structure of a substrate and a hard coat layer satisfying a predetermined compressive elastic modulus, elastic recovery modulus, and / or elongation at break. Accordingly, a transparent substrate having improved crack resistance and adhesion characteristics may be realized even in a bending or folding operation, and a flexible display having excellent reliability may be manufactured using the transparent substrate.
  • FIG. 1 and 2 are cross-sectional views illustrating transparent laminates in accordance with exemplary embodiments of the present invention.
  • the transparent laminate may be inserted into an image display device such as an OLED device or an LCD device, for example, and may be provided as a base substrate of various optical, circuit, and sensing members.
  • the transparent laminate may include a substrate 100 and a hard coating layer 110 formed on the substrate 100.
  • the substrate 100 is used to encompass the hard coating layer 110 or a support layer or film type substrate for forming components or components of the display device.
  • the substrate 100 may include a polymer material having transparency.
  • the polymer include cyclic olefin polymers (COP), polyethylene terephthalate (PET), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), synthesized from cyclic monomers such as norbornene, Polyphenylenesulfide (PPS), polyallylate, polyimide (PI), cellulose acetate propionate (CAP), polyethersulfone (PES), cellulose triacetate (TAC), polycarbonate (PC), Cyclic olefin copolymer (COC), polymethyl methacrylate (PMMA), etc. are mentioned.
  • a COP film may be used as the substrate 100 in consideration of transparency and strength characteristics.
  • the thickness of the substrate 100 may have a thickness of, for example, 4.5 to 60 ⁇ m.
  • the thickness of the substrate 100 may be 5 to 40 ⁇ m in terms of reducing stress during folding.
  • the thickness of the substrate 100 is less than 5 ⁇ m, it is difficult to control the tension due to the excessively thin thickness, and it may be difficult to control the wrinkle phenomenon.
  • the thickness of the substrate 100 is greater than 40 ⁇ m, stress may be greatly increased during folding, which may cause breakage of the substrate 100.
  • the hard coating layer 110 may be formed by, for example, photocuring after applying the hard coating composition on the substrate 100.
  • the hard coating composition may include photocurable oligomers and / or monomers, photoinitiators and solvents.
  • the photocurable oligomer includes a (meth) acrylate oligomer, and may include, for example, at least one or more of epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate or polyester (meth) acrylate.
  • epoxy (meth) acrylate urethane (meth) acrylate
  • polyester (meth) acrylate urethane (meth) acrylate
  • urethane (meth) acrylate and polyester (meth) acrylate can be mixed and used, or 2 types of polyester (meth) acrylate can be mixed and used.
  • the urethane (meth) acrylate may be prepared by reacting a polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group in a molecule with a compound having an isocyanate group in the presence of a catalyst according to methods known in the art.
  • a polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxy group in the molecule include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxy isopropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acryl.
  • Examples of the compound having an isocyanate group include 1,4-diisocyanatobutane, 1,6-diisocyanatohexane, 1,8-diisocyanatooctane, 1,12-diisocyanatododecane, 1,5 Diisocyanato-2-methylpentane, trimethyl-1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, trans-1,4-cyclohexene diisocyanate, 4,4 ' Methylenebis (cyclohexyl isocyanate), isophorone diisocyanate, toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, xylene-1,4-diisocyanate, tetramethylxylene-1,3 From diisocyanate, 1-chloromethyl-2,4-diisocyanate, 4,
  • the polyester (meth) acrylate may be prepared by reacting polyester polyol and acrylic acid according to methods known in the art.
  • the polyester (meth) acrylate is, for example, polyester acrylate, polyester diacrylate, polyester tetraacrylate, polyester hexaacrylate, polyester pentaerythritol triacrylate, polyester pentaerythritol tetraacrylic Rate, and polyester pentaerythritol hexaacrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the photocurable monomer for example, a monomer having a unsaturated group such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a styryl group, an allyl group, etc. in the molecule can be used without particular limitation as a photocurable functional group.
  • the monomer which has a (meth) acryloyl group can be used as said photocurable monomer.
  • the monomer having the (meth) acryloyl group is, for example, neopentyl glycol acrylate, 1,6-hexanediol (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylic Rate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylol ethane tri (meth) acrylate , 1,2,4-cyclohexane tetra (meth) acrylate, pentaglycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) Acrylate, pentaerythr
  • the hard coating composition may further include an ultraviolet curable silicone resin containing a (meth) acryl group, for example, an acryloxy propyl group-containing polydimethylsiloxane, a methacryloxy propyl group-containing polydimethyl Siloxanes and the like can be added.
  • an ultraviolet curable silicone resin containing a (meth) acryl group for example, an acryloxy propyl group-containing polydimethylsiloxane, a methacryloxy propyl group-containing polydimethyl Siloxanes and the like can be added.
  • the hard coating composition may further include, for example, particles having an average particle diameter of about 0.5 ⁇ m or less for improving anti blocking properties.
  • the particles may include organic particles or inorganic particles.
  • the organic particles may be, for example, a resin material such as acrylic, olefin, polyether, polyester, urethane, silicone, polysilane, polyimide, and the like.
  • the inorganic particles are silica, alumina, titania, zeolite, mica, synthetic mica, calcium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, magnesium fluoride, smectite, synthetic smectite, vermiculite, ITO (indium oxide / tin oxide), ATO (antimony oxide / Tin oxide), tin oxide, indium oxide, antimony oxide, and the like.
  • the photoinitiator is not particularly limited as long as the photoinitiator generates ions, Lewis acids or radicals by irradiation with active energy rays such as visible light, ultraviolet light, X-rays or electron beams to initiate the polymerization reaction of the photocurable compound.
  • active energy rays such as visible light, ultraviolet light, X-rays or electron beams to initiate the polymerization reaction of the photocurable compound.
  • the photoinitiator include onium salts such as aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts and aromatic sulfonium salts, acetphenone compounds, benzoin compounds, benzophenone compounds, thioxanthone compounds and the like.
  • the solvent is alcohol (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, propylene glycol methoxy alcohol, etc.), ketone (methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, etc.), acetate type (Methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol methoxy acetate, etc.), cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, etc.), hydrocarbons (normal hexane, normal heptane, benzene, toluene, xyl And other solvents may be used, and these may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • alcohol methanol, ethanol, isopropanol, butanol, propylene glycol methoxy alcohol,
  • the hard coating composition may further comprise additional agents commonly used in the art, such as antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, thermal polymerisation inhibitors, leveling agents, surfactants, lubricants, and the like. have.
  • the hard coating composition may be applied onto the substrate 100 using a die coater, air knife, reverse roll, spray, blade, casting, gravure, micro gravure, spin coating, or the like.
  • the applied composition can then be dried by evaporating the volatiles, for example, at a temperature of 30 to 150 ° C., and cured by irradiation with UV light.
  • the irradiation amount of UV light may be, for example, about 0.01 to 10 J / cm 2.
  • the thickness of the hard coat layer 110 coating layer may be about 0.5 to 10 ⁇ m, preferably about 1 to 5 ⁇ m. Within the thickness range, properties such as desired elasticity, tension, and stretching of the hard coat layer 110 to be described later may be easily implemented. For example, when the thickness of the hard coating layer 110 is less than about 1 ⁇ m, substantially the function or physical properties of the hard coating layer 110 may not be sufficiently implemented. When the thickness of the hard coating layer 110 exceeds about 5 ⁇ m can be prevented from breaking, the folding stress due to the increase in thickness may cause wrinkles.
  • the hard coating layer 110 may have a higher flexibility than the substrate 100 and may have an elastic restoring force of the substrate 100 or more. Therefore, the ratio of the elastic recovery ratio nIT HC of the hard coating layer 110 to the elastic recovery ratio nIT FILM of the substrate 100 may be one or more.
  • the compressive modulus EIT HC of the hard coat layer 110 may be smaller than the compressive modulus EIT FILM of the substrate 100.
  • the compressive modulus and elastic recovery rate of the hard coat layer 110 and the substrate 100 may satisfy a relationship according to Equation 1 below.
  • the base material 100 of the COP material has a relatively high strength or hardness, but lacks flexibility and may have high brittleness. Therefore, when the substrate 100 alone is used as a substrate film of, for example, a flexible display, cracks may occur when deformation of folding, bending, or the like, and mechanical failure may result.
  • a hard coating layer 110 having a relatively high flexibility and elastic restoring force on the substrate 100, the mechanical durability is reduced due to the high brittleness and hardness of the substrate 100 Can be supplemented. Accordingly, it is possible to implement a transparent laminate for a display device with improved flexible characteristics and crack resistance as a whole.
  • the ratio (nIT HC / nIT FILM ) of the elastic recovery rate of the hard coat layer 110 and the elastic recovery rate of the substrate 100 may be greater than one.
  • the ratio (EIT HC / EIT FILM ) of the compressive modulus of the hard coat layer 110 and the compressive modulus of the substrate 100 may be about 0.9 or less. In this case, the flexible property and crack resistance of the transparent laminate may be further improved.
  • the elongation or break elongation of the transparent laminate may be improved, for example, the folding property of the transparent laminate may be further improved. Therefore, when the display device includes a bent portion, the transparent laminate may be disposed over the planar portion and the bent portion of the display device to prevent cracks and film peeling from occurring in the bent portion.
  • a change in elongation at break due to stacking of the hard coating layer 110 may be about 30% or more. In one embodiment, the breaking elongation change rate may be about 40% or more.
  • the breaking elongation change rate ⁇ FE may be defined by Equation 2 below.
  • Elongation at break can be measured using, for example, a method of testing tensile properties of a film or sheet according to ASTM D882 or ISO 527-3 standards.
  • the additional lamination of the hard coat layer 110 may increase the tensile properties or the elongation of the transparent laminate as a whole, thereby securing mechanical stability at the bent portion of the flexible display, for example.
  • the elastic recovery rate, compressive elasticity rate, and / or elongation at break of the transparent laminate or the hard coating layer 110 may be, for example, the component content of the hard coating composition for forming the hard coating layer 110 (eg, of the photocurable oligomer). Content, photoinitiator content) and degree of crosslinking in the curing process can be adjusted. The degree of crosslinking may be changed, for example, by adjusting the amount of UV radiation or irradiation time.
  • the hard coat layer 110 may function as an anti-blocking layer.
  • the transparent laminate is manufactured in a form wound on a roller or the like, it is possible to prevent the non-separation phenomenon due to the roller or self-adhesion by the hard coating layer 110.
  • the water contact angle of the hard coat layer 110 may be about 60 to 110 degrees ( o ).
  • the surface roughness Rz of the hard coat layer 110 may be about 1 to 5 ⁇ m.
  • hard coating layers may be stacked on both surfaces of the substrate 100.
  • the first hard coat layer 110a and the second hard coat layer 110b may be formed on the top and bottom surfaces of the substrate 100, respectively.
  • the hard coat layer covers the substrate 100 at the top and bottom of the substrate 100, the mechanical strength of the transparent laminate meets the substrate 100, and at the same time, the substrate 100.
  • the hard coating layers (110a, 110b) to sandwich the flexibility and crack resistance of the transparent laminate can be secured.
  • Embodiments of the present invention provide a touch screen or a polarizing plate including the transparent laminate described with reference to FIG. 1 or 2.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a touch screen according to exemplary embodiments of the present invention.
  • the touch screen may use, for example, the transparent laminate described with reference to FIG. 2 as a base film, and the touch sensor layer 150 may be stacked on the transparent laminate.
  • the transparent laminate may include, for example, a substrate 100 and a first hard coating layer 110a and a second hard coating layer 110b formed on the top and bottom surfaces of the substrate 100, respectively.
  • the touch sensor layer 150 may include the sensing electrode 145.
  • the sensing electrode 145 may sense a touch to induce a change in capacitance, and a plurality of sensing electrodes 145 may be formed.
  • the sensing electrode 145 may be formed on one surface of the transparent laminate.
  • the touch sensor layer 150 or the sensing electrode 145 is formed on the second hard coating layer 110b, and the first hard coating layer 110a is, for example, It can be arranged on the viewing side of the user of the image display device.
  • the sensing electrode 145 may be directly formed on the surface of the second hard coating layer 110b. In some embodiments, the sensing electrode 145 may be bonded to the second hard coating layer 110b through an insulating member such as a protective layer or an adhesive layer.
  • the touch screen may be disposed under the window substrate of the image display device, and the user's touch signal input on the first hard coating layer 110a may be converted into an electrical signal by the sensing electrode 145.
  • the touch sensor layer 150 may be driven in a mutual-capacitance manner.
  • the sensing electrodes 145 may include first sensing electrodes and second sensing electrodes that are arranged to intersect in different directions (for example, X and Y directions).
  • the touch sensor layer 150 may further include an insulating layer for insulating the first and second sensing electrodes from each other.
  • a bridge electrode may be further included to connect the unit electrodes included in the first sensing electrodes or the second sensing electrodes.
  • the touch sensor layer 150 may be a self-capacitance method.
  • the sensing electrodes 145 may include unit electrodes separated from each other in an island type. Peripheral wiring and pad electrodes may be further formed on the second hard coating layer 110b to be electrically connected to the sensing electrodes 145.
  • a protective layer 140 may be formed on the second hard coating layer 110b to cover the sensing electrodes 145.
  • the sensing electrode 145 may include, for example, a transparent conductive material.
  • the transparent conductive material include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc tin oxide (IZTO), cadmium tin oxide (CTO), and metal wires. These can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the sensing electrode 145 may include ITO.
  • the metal used for the metal wire is not particularly limited, and may include, for example, silver, gold, aluminum, copper, iron, nickel, titanium, telenium, chromium, or an alloy thereof.
  • the protective layer 140 may include, for example, an inorganic insulating material such as silicon oxide, or a transparent organic material such as acrylic resin.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a polarizing plate according to exemplary embodiments of the present invention.
  • the polarizing plate may include a transparent laminate according to exemplary embodiments and a polarizer 130 bonded to the transparent laminate.
  • the transparent laminate may include a laminate structure of the substrate 100 and the hard coating layer 110.
  • the polarizer 130 may be attached or bonded to the transparent laminate through the adhesive layer 115.
  • the polarizer 130 may be bonded to the hard coat layer 110 by the adhesive layer 115.
  • the adhesive layer 115 may contact the top surface of the polarizer 130 and the bottom surface of the hard coating layer 110.
  • the polarizer 130 may be a film or a coating layer including a polymer resin and a dichroic material.
  • the polymer resin may include, for example, polyvinyl alcohol (PVA) resin.
  • the polyvinyl alcohol-based resin may preferably be a polyvinyl alcohol-based resin obtained by saponifying a polyvinyl acetate-based resin.
  • an unsaturated carboxylic acid type an unsaturated sulfonic acid type, an olefin type, a vinyl ether type, an acrylamide type monomer which has an ammonium group, etc. are mentioned.
  • the polyvinyl alcohol-based resin may be modified, for example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes.
  • the polarizer 130 may be a liquid crystal layer including a liquid crystal compound oriented in one direction.
  • the material of the adhesive layer 115 is not particularly limited, but may be selected in consideration of adhesion characteristics and viscoelasticity with the transparent laminate and the polarizer 130.
  • the adhesive layer 115 may include an acrylate pressure sensitive adhesive (PSA) material or an optically clear adhesive (OCA) material.
  • PSA pressure sensitive adhesive
  • OCA optically clear adhesive
  • the protective film 120 may be laminated or attached on the bottom surface of the polarizer 130.
  • the protective film 120 may include, for example, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose resins such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; Polycarbonate resins; Acrylic resins, such as polymethyl (meth) acrylate and polyethyl (meth) acrylate, etc. can be contained.
  • the transparent laminate may include first and second hard coating layers 110a and 110b as shown in FIG. 2.
  • the polarizer 130 may be bonded to the second hard coating layer 110b, and the first hard coating layer 110a may face the polarizer 130 with the substrate 100 interposed therebetween.
  • the first hard coating layer 110a may be disposed on the viewing side.
  • the transparent laminate according to the exemplary embodiments may include a laminated structure of the substrate 100 and the hard coating layers 100, 110a and 110b satisfying the above-described elastic recovery rate, compression modulus, and elongation relationship. Therefore, while securing mechanical reliability, such as impact resistance by the substrate 100, the desired crack resistance and flexibility can be implemented by the hard coating layers (100, 110a, 110b).
  • a touch sensor or polarizer that satisfies the desired mechanical properties for use in a flexible display can be implemented on the transparent laminate.
  • Embodiments of the present invention provide an image display device including the above-mentioned transparent laminate.
  • the transparent laminate may be combined with a display panel included in an OLED device, an LCD device, or the like.
  • the display panel may include a pixel circuit including a thin film transistor (TFT) arranged on a substrate, and a pixel portion or a light emitting portion electrically connected to the pixel circuit.
  • TFT thin film transistor
  • a touch screen as described with reference to FIG. 3 may be disposed on the display panel.
  • a polarizer as described with reference to FIG. 4 may be disposed on the display panel.
  • a stack structure including a touch screen polarizer plate transparent laminate may be disposed on the display panel.
  • a window substrate exposed to the outside of the display device may be disposed on the transparent laminate.
  • the image display apparatus may be a flexible display, and cracks and peeling phenomenon may be suppressed even when folding by the transparent laminate.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a transparent laminate applied to an image display device including a bent portion.
  • the image display device may include a bent portion at a peripheral portion (eg, both sides).
  • the transparent laminate also includes a bend (represented by a circle) bent downward from the substantially flat planar portion, as shown in FIG.
  • the hard coating composition is a photocurable oligomer dendrimer acrylate (Miwon Special Chemicals Miramer SP1106) urethane hexaacrylate (Miwon Special Chemicals Miramer PU620) and polyester tetraacrylate (Miwon Specialty Chemicals Miramer PS420), photocurable monomer As pente erythritol triacrylate (Miwon Special Chemicals Miramer M340), polyethylene glycol (400) diacrylate (Miwon Specialty Chemicals Miramer M280), as a particle, silica sol (Nissan Chemicals company MEK-ST-L), It was prepared by mixing 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (Ciba Corporation I
  • Comparative Example 2 is a transparent laminate as a substrate single member that is a COP film.
  • Compression modulus and elastic modulus were measured using the HM-500 equipment of Fischer in accordance with the measurement standard of ISO-FDIS 14577-1 2013 (E).
  • Elongation at break was measured using an Autograph AG-X device manufactured by Shimadzu Corporation. Specifically, the elongation at break was used to test the tensile properties of films and sheets according to ASTM D882 or ISO 527-3 standards.
  • the transparent laminate was cut to a size of 1 cm ⁇ 10 cm to prepare a sample, and a bending test of 100,000 times was performed at a radius of curvature of 2 mm. Thereafter, the observation of the cracks on the transparent laminate was visually evaluated. Evaluation criteria are as follows.
  • Adhesion was measured as follows.
  • n number of rectangles that do not peel out of the entire rectangle, 100: number of whole rectangles
  • Example 1 having an EIT HC / EIT FILM of 0.9 or less showed improved adhesion (peel resistance) than Example 2.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 투명 적층체는 기재 및 기재 상에 적층된 하드코팅층을 포함한다. 하드코팅층 및 기재의 압축 탄성율 및 탄성 복원율은 수식 1을 만족한다. 하드코칭층에 의해 유연성이 보강되어 내크랙성이 향상될 수 있다.

Description

투명 적층체
본 발명은 투명 적층체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 광학 부재, 센서 부재 또는 표시 장치용 부재로 활용 가능한 투명 적층체에 관한 것이다.
최근, 화상 이미지를 포함하는 정보를 표시할 수 있는 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 상기 표시 장치는 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치, 유기 발광 표시(organic light emitting display: OLED) 장치, 플라즈마 표시(plasma display panel: PDP) 장치 및 전계 방출 표시(field emission display: FED) device) 장치 등을 포함한다.
예를 들면 LCD 패널 및 OLED 패널과 같은 표시 패널 상부에 광학 특성 및 이미지 품질 개선을 위해 편광판이 적층될 수 있다. 또한, 상기 표시 패널과 터치 센서가 결합되어 화상 표시 기능과 정보 입력 기능이 함께 구현될 수 있다.
또한, 최근 접힘 또는 굽힙 특성이 가능한 박형, 플렉시블 디스플레이가 활발히 개발되고 있다. 예를 들면, 상기 플렉시블 디스플레이의 경우 표시 패널의 베이스 기판으로서 기존의 유리 기판 대신 폴리이미드와 같은 수지 필름이 사용될 수 있다.
그러나, 기존의 표시 장치가 플렉시블 디스플레이로 전환되면서 상기 표시 패널 뿐만 아니라 상기 표시 패널과 결합되는 다른 부품, 구조물들의 플렉시블 특성도 향상시킬 필요가 있다. 예를 들면, 상술한 편광판과 같은 광학 부재, 및 터치 센서에 포함되는 전극과 같은 구조물, 또는 이들이 적층되는 기재의 물성 역시 플렉시블 특성에 맞게 변화될 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2016-0120840호에는 유연성이 강화된 디스플레이의 커버 윈도우를 개시하고 있다. 그러나, 상기 커버 윈도우 외에 다른 부재들의 유연성 향상에 대한 연구는 제공하지 못하고 있다.
본 발명의 일 과제는 우수한 유연성 및 기계적 안정성을 갖는 투명 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 투명 적층체를 포함하는 터치 스크린을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 투명 적층체를 포함하는 편광판을 제공하는 것이다.
1. 기재; 및 상기 기재 상에 적층된 하드코팅층을 포함하며,
상기 하드코팅층 및 상기 기재의 압축 탄성율 및 탄성 복원율은 하기의 수식 1을 만족하는, 투명 적층체:
[수식 1]
Figure PCTKR2018000990-appb-I000001
(수식 1 중, EITHC는 상기 하드코팅층의 압축 탄성율, EITFILM는 상기 기재의 압축 탄성율, nITHC는 상기 하드코팅층의 탄성 복원율, nITFILM는 상기 기재의 탄성 복원율임).
2. 위 1에 있어서, 상기 기재는 환형 올레핀 중합체(COP) 필름을 포함하는, 투명 적층체.
3. 위 1에 있어서, 상기 하드코팅층은 광경화성 올리고머, 광경화성 모노머, 광개시제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물로부터 형성된, 투명 적층체.
4. 위 1에 있어서, 상기 기재의 압축 탄성율 대비 상기 하드 코팅층의 압축 탄성율의 비율(EITHC/EITFILM)은 0.9 이하인, 투명 적층체.
5. 위 1에 있어서, 상기 기재의 탄성 복원율 대비 상기 하드 코팅층의 탄성 복원율의 비율(nITHC/nITFILM)은 1을 초과하는, 투명 적층체.
6. 위 1에 있어서, 상기 수식 2로 정의되는 파단연신율 변화율(ΔFE )이 30% 이상인, 투명 적층체:
[수식 2]
Figure PCTKR2018000990-appb-I000002
(수식 2 중, Lf는 하드코팅층 적층 후 투명 적층체의 파단연신율이며, L0는 하드코팅층 적층 전 기재의 파단연신율임).
7. 위 1에 있어서, 상기 하드코팅층은 상기 기재의 상면 및 하면 상에 각각 형성된 제1 하드코팅층 및 제2 하드코팅층을 포함하는, 투명 적층체.
8. 위 1에 있어서, 평면부 및 상기 평면부로부터 벤딩된 굴곡부를 포함하는, 투명 적층체.
9. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 투명 적층체를 포함하는, 터치 스크린.
10. 위 9에 있어서, 상기 하드 코팅층의 직상에 형성된 센싱 전극을 더 포함하는, 터치 스크린.
11. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 투명 적층체를 포함하는, 편광판.
12. 위 11에 있어서, 편광자, 및 상기 편광자의 일면과 상기 투명 적층체를 접합하는 점접착층을 더 포함하는, 편광판.
본 발명의 실시예들에 따른 투명 적층체는 기재 상에 적층된 하드코팅층을 포함하며, 상기 기재 및 하드코팅층은 소정의 압축 탄성율, 탄성 복원율, 파단 연신율 관계를 만족할 수 있다. 따라서, 상기 기재에 의해 기계적 강도를 확보하면서 상기 하드코팅층에 의해 원하는 유연성, 탄성 특성을 확보하여 벤딩, 폴딩 시에도 크랙 발생을 차단할 수 있다.
상기 투명 적층체는 예를 들면, 플렉시블 디스플레이와 같은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 투명 적층체는 편광판, 터치 스크린 등의 기재 필름으로 제공되어 폴딩 동작에도 내크랙성이 향상된 화상 표시 장치가 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 투명 적층체를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 투명 적층체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 편광판을 나타내는 단면도이다.
도 5는 굴곡부를 포함하는 화상 표시 장치에 적용된 투명 적층체를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치용 투명 적층체는 소정의 압축 탄성율, 탄성 복원율 및/또는 파단 연신율 관계를 만족하는 기재 및 하드코팅층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 벤딩 또는 폴딩 동작에도 내크랙성, 밀착성 특성이 향상된 투명 기재가 구현될 수 있으며, 상기 투명 기재를 이용해 우수한 신뢰성의 플렉시블 디스플레이를 제조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 제시하나, 이들 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
투명 적층체
도 1 및 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 투명 적층체를 나타내는 단면도들이다.
상기 투명 적층체는 예를 들면, OLED 장치, LCD 장치와 같은 화상 표시 장치 내에 삽입되어, 각종 광학, 회로, 센싱 부재의 베이스 기판으로 제공될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 투명 적층체는 기재(100) 및 기재(100) 상에 형성된 하드 코팅층(110)을 포함할 수 있다.
기재(100)는 하드코팅층(110) 또는 표시 장치의 부품, 구성들의 형성을 위한 지지층 또는 필름 타입 기재를 포괄하는 의미로 사용된다. 예를 들면, 기재(100)는 투명성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 상기 고분자의 예로서, 노르보넨과 같은 환형 단량체로부터 합성된 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 들 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기재(100)로서 투명성 및 강도 특성을 고려하여 COP 필름을 사용할 수 있다.
기재(100)의 두께는 예를 들면, 4.5 내지 60㎛의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 기재(100)의 두께는 폴딩 시 스트레스 감소 측면에서 5 내지 40㎛일 수 있다. 기재(100)의 두께가 5㎛ 미만인 경우, 지나치게 얇은 두께로 인해 공정상 장력 조절이 곤란하며, 주름 현상의 제어가 어려울 수 있다. 기재(100)의 두께가 40㎛를 초과하는 경우 폴딩 시 스트레스가 크게 증가하여 기재(100)의 파단이 발생할 수 있다.
하드 코팅층(110)은 예를 들면, 기재(100) 상에 하드코팅 조성물을 도포한 후 광경화를 통해 형성될 수 있다. 상기 하드코팅 조성물은 광경화성 올리고머 및/또는 모노머, 광개시제 및 용제를 포함할 수 있다.
상기 광경화성 올리고머는 (메타)아크릴레이트 올리고머를 포함하며, 예를 들면 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 우레탄 (메타)아크릴레이트와 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용하거나, 2종의 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 당업계에 공지된 방법에 따라 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 분자내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트는 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물 및 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 예를 들면, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 폴리에스테르 폴리올과 아크릴 산을 당업계에 공지된 방법에 따라 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트는 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 디아크릴레이트, 폴리에스테르 테트라아크릴레이트, 폴리에스테르 헥사아크릴레이트, 폴리에스테르 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 폴리에스테르 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 및 폴리에스테르 펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 광경화성 모노머는 예를 들면, 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화기를 분자내에 갖는 모노머를 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 광경화성 모노머로서 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머를 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 예를 들어, 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로 퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보네올(메타)아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 하드코팅 조성물은 (메타)아크릴 기를 포함하는 자외선 경화형 실리콘 수지를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면 아크릴옥시 프로필기 함유 폴리디메틸실록산, 메타크릴옥시 프로필기 함유 폴리디메틸실록산 등이 추가될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 하드코팅 조성물은 안티 블로킹 특성 향상을 위해, 예를 들면 평균입경 약 0.5㎛ 이하의 입자를 더 포함할 수 있다.
상기 입자는 유기계 입자 또는 무기계 입자를 포함할 수 있다. 상기 유기계 입자는 예를 들면, 아크릴, 올레핀, 폴리에테르, 폴리에스테르, 우레탄, 실리콘, 폴리실레인, 폴리이미드 등의 수지 재질일 수 있다.
상기 무기계 입자는 실리카, 알루미나, 티타니아, 제올라이트, 운모, 합성 운모, 산화칼슘, 산화지르코늄, 산화아연, 불화마그네슘, 스멕타이트, 합성 스멕타이트, 버미큘라이트, ITO(산화인듐/산화주석), ATO(산화안티몬/산화주석), 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬 등을 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 예를 들면, 가시광선, 자외선, X선 또는 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 이온, 루이스 산 또는 라디칼을 발생시켜 상기 광경화성 화합물의 중합 반응을 개시하는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 광 개시제의 예로서 방향족 디아조늄염, 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염, 아세트페논류 화합물, 벤조인류 화합물, 벤조페논류 화합물, 티옥산톤류 화합물 등을 들 수 있다.
상기 용제는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등), 아세테이트계(메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등), 셀로솔브계(메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등), 탄화수소계(노말 헥산, 노말 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등) 등의 용매들이 사용될 수 있으며, 이들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 하드코팅 조성물은, 당해 기술분야에서 상용되는 성분들, 예를 들어 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적 고분자화 금지제, 레벨링제, 계면활성제, 윤활제, 등의 추가 제제들을 더 포함할 수도 있다.
예를 들면, 상기 하드코팅 조성물을 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아, 스핀 코팅 등을 활용하여 기재(100) 상에 도포할 수 있다. 이후, 도포된 조성물을 예를 들면, 30 내지 150℃의 온도에서 휘발물을 증발시켜 건조시키고, UV 광을 조사하여 경화시킬 수 있다. 상기 UV광의 조사량은 예를 들면, 약 0.01 내지 10J/㎠일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 하드코팅층(110) 코팅층의 두께는 약 0.5 내지 10㎛, 바람직하게는 약 1 내지 5㎛일 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 후술하는 하드코팅층(110)의 원하는 탄성, 인장, 연신 등의 특성들이 용이하게 구현될 수 있다. 예를 들면, 하드코팅층(110)의 두께가 약 1㎛ 미만인 경우에는 실질적으로 하드코팅층(110)의 기능 또는 물성이 충분히 구현되지 않을 수 있다. 하드코팅층(110)의 두께가 약 5㎛를 초과하는 경우 파단은 방지할 수 있으나, 두께 증가에 따른 폴딩 스트레스가 상승하여 주름을 초래할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 하드코팅층(110)은 기재(100)보다 높은 유연성을 가지며 기재(100) 이상의 탄성복원력을 가질 수 있다. 따라서, 기재(100)의 탄성 복원율(nITFILM) 대비 하드코팅층(110)의 탄성 복원율(nITHC) 비율은 1이상일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하드코팅층(110)의 압축탄성율(EITHC)은 기재(100)의 압축탄성율(EITFILM)보다 작을 수 있다.
예를 들면, 하드코팅층(110) 및 기재(100)의 압축 탄성율 및 탄성 복원율은 아래의 수식 1에 따른 관계를 만족시킬 수 있다.
[수식 1]
Figure PCTKR2018000990-appb-I000003
상술한 바와 같이, 예를 들면 COP 재질의 기재(100)의 경우 상대적으로 높은 강도 또는 경도를 가지나, 유연성이 부족하고 높은 취성(brittleness)을 가질 수 있다. 따라서, 기재(100) 단독으로 예를 들면, 플렉시블 디스플레이의 기재 필름으로 사용되는 경우, 접힘, 굽힘 등의 변형 시 크랙이 발생하고, 기계적 불량이 초래될 수 있다.
그러나, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면 기재(100) 상에 상대적으로 높은 유연성 및 탄성 복원력을 갖는 하드 코팅층(110)을 형성함으로써, 기재(100)의 높은 취성 및 경도에 따른 기계적 내구성 저하를 보완할 수 있다. 따라서, 전체적으로 플렉시블 특성 및 내크랙성이 향상된 표시 장치용 투명 적층체를 구현할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하드코팅층(110)의 탄성 복원율 및 기재(100)의 탄성 복원율의 비율(nITHC/nITFILM)은 1을 초과할 수 있다. 또한, 하드코팅층(110)의 압축탄성율 및 기재(100)의 압축탄성율의 비율(EITHC/EITFILM)은 약 0.9이하일 수 있다. 이 경우, 상기 투명 적층체의 플렉시블 특성 및 내크랙성이 보다 향상될 수 있다.
추가적으로, 기재(100) 상에 하드코팅층(110)이 형성됨에 따라, 투명 적층체의 연신율 또는 파단연신율이 향상되어, 예를 들면, 투명 적층체의 폴딩 특성이 보다 향상될 수 있다. 따라서, 표시 장치가 굴곡부를 포함하는 경우 상기 투명 적층체는 상기 표시 장치의 평면부 및 상기 굴곡부에 걸쳐 배치되며 상기 굴곡부에서 발생할 수 있는 크랙, 막 박리 현상을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 투명 적층체에 있어서, 하드코팅층(110)이 적층됨에 따른 파단 연신율 변화율은 약 30% 이상일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 파단 연신율 변화율은 약 40% 이상일 수 있다.
예를 들면, 상기 파단 연신율 변화율(ΔFE)는 아래의 수식 2로 정의될 수 있다.
[수식 2]
Figure PCTKR2018000990-appb-I000004
(Lf: 하드코팅층 적층 후 파단연신율, L0: 하드코팅층 적층 전 기재의 파단연신율)
파단 연신율은 예를 들면, ASTM D882 또는 ISO 527-3 규격에 따른 필름 또는 시트의 인장 특성 시험방법을 활용하여 측정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 하드코팅층(110)의 추가 적층으로 투명 적층체의 인장 특성 또는 연신율이 전체적으로 상승되어 예를 들면, 플렉시블 디스플레이의 굴곡부에서의 기계적 안정성을 확보할 수 있다.
상기 투명 적층체 또는 하드코팅층(110)의 탄성 복원율, 압축 탄성율 및/또는 파단 연신율은 예를 들면, 하드 코팅층(110) 형성을 위한 상기 하드코팅 조성물의 성분 함량(예를 들면, 광경화성 올리고머의 함량, 광개시제의 함량) 및 경화 공정에서의 가교도를 변화시켜 조절될 수 있다. 상기 가교도는 예를 들면, UV 조사량 또는 조사시간을 조절하여 변화될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하드코팅층(110)은 안티블로킹(anti-blocking) 층으로 기능할 수도 있다. 예를 들면, 상기 투명 적층체가 롤러 등에 권취된 형태로 제작되는 경우, 하드코팅층(110)에 의해 상기 롤러 또는 자체 밀착에 의한 미분리 현상을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 하드코팅층(110)의 수접촉각은 약 60 내지 110도(o)일 수 있다. 또한, 하드코팅층(110)의 표면 거칠기(Rz)는 약 1 내지 5㎛일 수 있다. 하드코팅층(110)의 표면 특성이 상기와 같이 조절됨에 따라, 안티블로킹 특성이 구현되어 표시 장치에 상기 투명 적층체를 적용할 때의 공정 용이성이 향상될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기재(100)의 양면 상에 하드코팅층들이 적층될 수도 있다. 예를 들면, 기재(100)의 상면 및 하면 상에 각각 제1 하드코팅층(110a) 및 제2 하드코팅층(110b)이 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하드코팅층이 기재(100)의 상부 및 하부에서 기재(100)를 커버함에 따라, 투명 적층체의 기계적 강도는 기재(100)로 충족함과 동시에, 기재(100)를 샌드위치시키는 하드코팅층들(110a, 110b)에 의해 투명 적층체의 유연성, 및 내크랙성이 확보될 수 있다.
터치 스크린 /편광판
본 발명의 실시예들은 도 1 또는 도 2를 참조로 설명한 투명 적층체를 포함하는 터치 스크린 또는 편광판을 제공한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 터치 스크린을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 터치 스크린은 예를 들면, 도 2를 참조로 설명한 투명 적층체를 기재 필름으로 사용하며, 상기 투명 적층체 상에 터치 센서층(150)이 적층될 수 있다. 상기 투명 적층체는 예를 들면, 기재(100), 및 기재(100)의 상면 및 하면 상에 각각 형성된 제1 하드 코팅층(110a) 및 제2 하드 코팅층(110b)을 포함할 수 있다.
터치 센서층(150)은 센싱 전극(145)을 포함할 수 있다. 센싱 전극(145)은 터치를 감지하여 정전 용량의 변화를 유도할 수 있으며, 복수의 센싱 전극들(145)이 형성될 수 있다. 센싱 전극(145)은 상기 투명 적층체의 일면 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 터치 센서층(150) 또는 센싱 전극(145)은 제2 하드코팅층(110b) 상에 형성되며, 제1 하드코팅층(110a)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 사용자의 시인측에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 센싱 전극(145)은 제2 하드코팅층(110b) 표면에 직접 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 센싱 전극(145)은 보호층, 점접착층과 같은 절연 부재를 매개로 제2 하드코팅층(110b)과 접합될 수도 있다.
예를 들면, 상기 터치 스크린은 화상 표시 장치의 윈도우 기판 아래에 배치되며, 제1 하드코팅층(110a) 상에서 입력된 사용자의 터치 신호가 센싱 전극(145)에 의해 전기적 신호로 변환될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(150)은 상호 정전 용량(Mutual-Capacitance) 방식으로 구동될 수 있다. 이 경우, 센싱 전극들(145)은 서로 다른 방향(예를 들면, X 방향 및 Y 방향)으로 교차하도록 배열되는 제1 센싱 전극들 및 제2 센싱 전극들을 포함할 수 있다. 터치 센서층(150)은 상기 제1 및 제2 센싱 전극들을 서로 절연시키기 위한 절연층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 센싱 전극들 또는 상기 제2 센싱 전극들에 포함된 단위 전극들을 서로 연결시키는 브릿지 전극이 더 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 터치 센서층(150)은 자기 정전 용량(Self-Capacitance) 방식일 수 있다. 이 경우, 센싱 전극들(145)은 각각 서로 섬(island) 타입으로 분리된 단위 전극들을 포함할 수 있다. 제2 하드 코팅층(110b) 상에는 센싱 전극들(145)과 전기적으로 연결되는 주변 배선, 패드 전극들이 더 형성될 수 있다.
예를 들면, 제2 하드 코팅층(110b) 상에는 센싱 전극들(145)을 커버하는 보호층(140)이 형성될 수 있다. 센싱 전극(145)은 예를 들면, 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 상기 투명 전도성 물질의 예로서, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), 금속와이어 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합되어 사용할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 센싱 전극(145)은 ITO를 포함할 수 있다. 상기 금속 와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 은, 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
보호층(140)은 예를 들면, 실리콘 산화물과 같은 무기 절연 물질, 또는 아크릴계 수지와 같은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 편광판을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 편광판은 예시적인 실시예들에 따른 투명 적층체 및 상기 투명 적층체와 접합된 편광자(130)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 투명 적층체는 기재(100) 및 하드코팅 층(110)의 적층 구조를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 편광자(130)는 점접착층(115)을 통해 상기 투명 적층체에 부착 또는 접합될 수 있다. 예를 들면, 편광자(130)는 점접착층(115)에 의해 하드코팅 층(110)과 접합될 수 있다. 점접착층(115)은 편광자(130)의 상면 및 하드코팅 층(110)의 저면과 접촉할 수 있다.
편광자(130)는 고분자 수지 및 이색성 물질을 포함하는 필름 또는 코팅층일 수 있다. 상기 고분자 수지로는 예를 들면 폴리비닐알코올(PVA)계 수지를 포함할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지는 바람직하게는, 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화하여 얻은 폴리비닐알코올계 수지일 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등을 들 수 있다.
또한 폴리비닐알코올계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈일 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 편광자(130)는 일 방향으로 배향된 액정 화합물을 포함하는 액정층일 수도 있다.
점접착층(115)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 투명 적층체 및 편광자(130)과의 부착 특성 및 점탄성 확보를 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 점접착층(115)은 아크릴레이트 계열의 감압성 점접착(pressure sensitive adhesive: PSA) 물질 또는 광학 투명 점접착(optically clear adhesive: OCA) 물질을 포함할 수 있다.
편광자(130)의 저면 상에는 보호필름(120)이 적층 또는 부착될 수 있다. 보호필름(120)은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 투명 적층체는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 하드 코팅층들(110a, 110b)을 포함할 수 있다. 이 경우, 편광자(130)는 제2 하드 코팅층(110b) 측으로 접합되며, 제1 하드 코팅층(110a)은 기재(100)를 사이에 두고 편광자(130)와 대향할 수 있다. 또한, 상기 편광판이 화상 표시 장치에 적용되는 경우, 제1 하드 코팅층(110a)이 시인측으로 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 투명 적층체는 상술한 범위의 탄성 복원율, 압축탄성율, 연신율 관계를 만족하는 기재(100) 및 하드코팅층(100, 110a, 110b)의 적층 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 기재(100)에 의한 내충격성 등의 기계적 신뢰성을 확보하면서, 하드코팅층(100, 110a, 110b)에 의해 원하는 내크랙성, 유연성이 구현될 수 있다.
따라서, 플렉시블 디스플레이에 사용되기 위한 바람직한 기계적 특성을 만족하는 터치 센서 또는 편광판이 상기 투명 적층체 상에서 구현될 수 있다.
화상 표시 장치
본 발명의 실시예들은 상술한 투명 적층체를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다. 상기 투명 적층체는 OLED 장치, LCD 장치 등에 포함된 표시 패널과 결합될 수 있다. 상기 표시 패널은 기판 상에 배열된 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로 및 상기 화소 회로와 전기적으로 연결되는 화소부 또는 발광부를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 3을 참조로 설명한 바와 같은, 터치 스크린이 상기 표시 패널 상에 배치될 수 있다. 또한, 도 4를 참조로 설명한 바와 같은 편광판이 상기 표시 패널 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 터치 스크린-편광판-투명 적층체를 포함하는 적층 구조물이 상기 표시 패널 상에 배치될 수 있다.
상기 투명 적층체 상에는 표시 장치의 외부로 노출되는 윈도우 기판이 배치될 수 있다.
상기 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이일 수 있으며, 상기 투명 적층체에 의해 폴딩 시에도 크랙 및 박리 현상이 억제될 수 있다.
도 5는 굴곡부를 포함하는 화상 표시 장치에 적용되는 투명 적층체를 나타내는 개략적인 도면이다.
상기 화상 표시 장치는 주변부(예를 들면, 양 측부)에 굴곡부를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 투명 적층체 역시, 도 5에 도시된 바와 같이, 실질적으로 편평한 평면부로부터 아래로 벤딩된 굴곡부(원으로 표시됨)를 포함하며, 예시적인 실시예들에 따른 하드코팅층에 의해 향상된 연신 특성에 의해 상기 굴곡부에서의 크랙 발생을 차단할 수 있다.
이하, 구체적인 실험예들을 통해, 본 발명의 투명 적층체 특성에 대해 보다 상세히 설명한다. 하기의 실험예에 포함된 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
기재로서 제온(Zeon)사의 COP 필름 제품을 사용하고(두께 23㎛), 상기 기재의 상면 및 하면 상에 각각 하드코팅 조성물을 도포하고 UV 경화를 통해 하드코팅층(두께: 2.5㎛)을 형성하였다. 상기 하드코팅 조성물은 광경화성 올리고머로서 덴드리머아크릴레이트(미원스페셜티케미컬사 Miramer SP1106) 우레탄헥사아크릴레이트(미원스페셜티케미컬사 Miramer PU620) 및 폴리에스테르테트라아크릴레이트(미원스페셜티케미컬사 Miramer PS420), 광경화성 모노머로서 펜테에리스리톨트리아크릴레이트(미원스페셜티케미컬사 Miramer M340), 폴리에틸렌글리콜(400)다이아크릴레이트(미원스페셜티케미컬사 Miramer M280), 입자로서는 50nm 입경의 실리카졸(닛산케미칼사 MEK-ST-L), 광개시제로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(치바사 이가규어184), 및 용제로서 메틸에톤케톤을 혼합하여 제조되었다.
하드코팅 조성물에 포함된 상기 광경화성 올리고머 및 모노머의 함량, 광개시제의 함량, UV 경화시 사용된 광조사량을 변경하면서 하드코팅층의 압축 탄성률, 탄성 복원율 및 파단연신율을 변화시켜 실시예 및 비교예의 투명 적층체 샘플들을 제조하였다.
한편, 비교예 2는 COP 필름인 기재 단일 부재로서 투명 적층체이다.
실시예 및 비교예들의 압축 탄성율, 탄성 복원율 및 파단연신율을 측정(측정 장비: Nano indentor)하고 이를 이용해 기재 및 하드코팅층 사이의 압축 탄성율 비율, 탄성 복원율 비율 및 파단연신율 변화율을 계산하였다. 계산 결과는 하기의 표 1에 나타낸다.
비교예 2에 기재된 압축탄성율 및 탄성복원율, 파단연신율이 실시예 1 및 2, 비교예 1의 기재에 공통적으로 적용되었다.
압축 탄성율 및 탄성 복원율은 피셔 사의 HM-500장비를 이용하여 ISO-FDIS 14577-1 2013(E) 의 측정 규격으로 측정하였다. 파단연신율은 시마즈 사의 Autograph AG-X 장비를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 파단연신율은 ASTM D882 또는 ISO 527-3 규격에 따른 필름 및 시트의 인장 특성의 시험벙법을 사용하였다.
Figure PCTKR2018000990-appb-T000001
실험예
(1) 내크랙성 평가
투명 적층체를 1cm X 10cm의 크기로 절단하여 시료를 준비하고, 곡률반경 2mm로, 10만회 굴곡시험을 수행하였다. 이후, 상기 투명 적층체에 크랙 발생여부를 육안으로 관찰 평가하였다. 평가 기준은 아래와 같다.
○: 시료 전체적으로 크랙 미관찰
△: 굴곡부에서 부분적으로 크랙 관찰
X: 크랙이 시료 전영역으로 전파됨
(크랙 발생: X, 크랙 미발생: O)
(2) 밀착성 평가
실시예 1 및 2, 비교예 1의 하드코팅층의 도포면에 1mm 간격으로 가로, 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프(CT-24, 일본 니치방사)를 이용하여 3회 박리 테스트를 진행하였다. 100개의 사각형 3세트를 테스트하여 평균치를 기록하였다.
밀착성은 다음과 같이 측정하였다.
i) 밀착성 = n/100
ii) n: 전체 사각형 중 박리되지 않는 사각형 수, 100: 전체 사각형의 개수
하나도 박리되지 않았을 시 100/100으로 기록하였다.
(3) 안티블로킹 특성 평가
실시예 1 및 2, 비교예 1의 투명 적층체 샘플을 각각 2개 준비하여, 이들을 2kg 하중으로 롤러를 이용해 압착하였다. 5분 후에, 상기 2개의 샘플이 다시 떨어지는 지 여부를 관찰하여 하기와 같이 평가하였다.
○: 2개의 샘플이 다시 분리됨
X: 2개의 샘플이 완전히 밀착되어 미분리
상술한 바와 같이 측정된 평가결과를 하기의 표 2에 나타낸다.
Figure PCTKR2018000990-appb-T000002
표 2를 참조하면, 상술한 수식 1을 만족하는 실시예들의 투명 적층체의 경우, 비교예들에 비해 현저히 향상된 내크랙성, 밀착성 및 안티블로킹성을 함께 만족하였다. 특히, EITHC/EITFILM이 0.9이하인 실시예 1의 경우 실시예 2보다 향상된 밀착성(내박리성)을 나타내었다.
하드코팅층이 포함된 비교예 1에서는 굴곡부에서 부분적으로 크랙이 발생하였으나, 기재 단독으로 사용된 비교예 2의 경우, 필름 전체 영역으로 크랙이 전파되었다.

Claims (12)

  1. 기재; 및
    상기 기재 상에 적층된 하드코팅층을 포함하며,
    상기 하드코팅층 및 상기 기재의 압축 탄성율 및 탄성 복원율은 하기의 수식 1을 만족하는, 투명 적층체:
    [수식 1]
    Figure PCTKR2018000990-appb-I000005
    (수식 1 중, EITHC는 상기 하드코팅층의 압축 탄성율, EITFILM는 상기 기재의 압축 탄성율, nITHC는 상기 하드코팅층의 탄성 복원율, nITFILM는 상기 기재의 탄성 복원율임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 환형 올레핀 중합체(COP) 필름을 포함하는, 투명 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 하드코팅층은 광경화성 올리고머, 광경화성 모노머, 광개시제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물로부터 형성된, 투명 적층체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기재의 압축 탄성율 대비 상기 하드 코팅층의 압축 탄성율의 비율(EITHC/EITFILM)은 0.9 이하인, 투명 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 기재의 탄성 복원율 대비 상기 하드 코팅층의 탄성 복원율의 비율(nITHC/nITFILM)은 1을 초과하는, 투명 적층체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 수식 2로 정의되는 파단연신율 변화율(ΔFE )이 30% 이상인, 투명 적층체:
    [수식 2]
    Figure PCTKR2018000990-appb-I000006
    (수식 2 중, Lf는 하드코팅층 적층 후 투명 적층체의 파단연신율이며, L0는 하드코팅층 적층 전 기재의 파단연신율임).
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 하드코팅층은 상기 기재의 상면 및 하면 상에 각각 형성된 제1 하드코팅층 및 제2 하드코팅층을 포함하는, 투명 적층체.
  8. 청구항 1에 있어서, 평면부 및 상기 평면부로부터 벤딩된 굴곡부를 포함하는, 투명 적층체.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 투명 적층체를 포함하는, 터치 스크린.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 하드 코팅층의 직상에 형성된 센싱 전극을 더 포함하는, 터치 스크린.
  11. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 투명 적층체를 포함하는, 편광판.
  12. 청구항 11에 있어서,
    편광자; 및
    상기 편광자의 일면과 상기 투명 적층체를 접합하는 점접착층을 더 포함하는, 편광판.
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