KR101849875B1 - 테두리가 곡면인 디스플레이용 보호 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

테두리가 곡면인 디스플레이용 보호 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이의 곡면부와도 밀착 되어 이를 보호할 수 있는 디스플레이용 보호 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름은 곡면부에도 강화유리로 보호하여 디스플레이 곡면부의 안전성을 높였다. 또한, 본 발명은 강화유리, 제 1 필름층, 제 2 필름층 및 점착층이 정면부와 곡면부까지 동일한 두께로 형성되므로 위치에 따른 굴절률 차이를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 보호필름은 강화유리의 곡률반경과 디스플레이의 곡률 반경 차이로 발생하는 공간이나 틈을 유동성의 액상 경화 수지 접착제로 채워주므로, 다양한 곡률반경을 가지는 복수개의 디스플레이에 적용될 수 있다.

Description

테두리가 곡면인 디스플레이용 보호 필름 및 이의 제조방법{Protective film for curved display screen and Method of preparing the same}
본 발명은 테두리가 곡면인 디스플레이용 보호 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이의 곡면부와도 밀착 되어 이를 보호할 수 있는 디스플레이용 보호 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 출시되는 스마트폰 가운데 액정의 외곽영역에 곡면 테두리가 형성되는 형태의 스마트폰이 출시되고 있다. 이러한 곡면부를 갖는 전면 디스플레이부의 경우, 종래의 일반 보호 필름을 부착하게 되면, 곡면부에 보호 필름이 완전하게 밀착되지 못하여 들뜸 현상이 발생하게 되고, 이에 따라 현재의 보호 필름은 전면 디스플레이부의 평면부에 상응하는 크기로 재단되어 부착되는 형태로만 출시되고 있어, 전면 디스플레이부 전체, 즉 곡면부까지 완전하게 보호하지 못하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여 평판 형상의 보호 필름의 테두리 부위가 곡면부에 상응하는 형태가 되도록 가열, 가압을 통해 포밍을 실시하는 방법이 있으나, 일반 합성수지 소재의 보호 필름에 포밍을 실시하더라도 포밍된 형상이 장기간 유지되지 못하여 보호 필름의 테두리부가 곡면부에서 떨어지기 쉬운 단점이 있다. 또는 합성수지 소재 필름의 경우에는 포밍시 곡면부가 늘어나는 등 내구성이 떨어지고, 기포도 발생되기가 쉽다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 강화유리를 이용한 보호필름이 사용되고 있다. 예를 들면, 한국등록특허 10-1483672호에는 에어월부와 지지부를 구비하여 강화유리와 디스플레이의 곡면 사이에서 발생하는 틈을 막아 들뜸 현상을 방지하고 있다. 하지만, 한국등록특허 10-1483672호의 지지부를 강화유리 하면 외곽 테두리 부위에 부착하는 공정이 쉽지 않다는 점과, 생산되는 디스플레이의 곡률반경이 동일하지 않는 경우 지지부의 두께 조절이 어려워 지지부에 의해 틈이 발생할 수 있다는 점, 에어월부에는 여전히 에어가 존재하므로 PET층, 실리콘 층 틈으로 에어 유입이 될 수 있다는 문제점이 제기되었다. 또한, 한국등록특허 10-1483672호에는 디스플레이 정면부와 곡면부를 보호하는 액정보호 플레이트를 구성하는 층이 서로 달라 빛의 굴절률에 차이를 보이는데, 결과적으로, 사용자는 정면부와 곡면부에서의 시각적인 불편함을 느낄 수 있다.
본 발명은 스마트폰의 디스플레이 외곽에 곡면부가 형성되는 경우에 곡면부와 밀착이 가능한 디스플레이용 보호 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 디스플레이 정면부 뿐만아니라 곡면부도 강화유리로 보호할 수 있는 디스플레이용 보호 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 디스플레이 정면부와 곡면부를 보호하는 구성층들을 동일하게 구성하여 정면과 곡면부의 시각적 차이를 해소할 수 있는 디스플레이용 보호 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 제품 구조나 형상 변형없이 다양한 곡률반경을 가지는 복수개의 디스플레이 각각에 적용 가능한 디스플레이용 보호 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상은
테두리가 곡면(곡률반경 R1)인 금형(P) 상에 점착제층(10)이 형성된 광투과성의 제 1 필름층(20)을 부착하는 단계를 포함하는 하부 층(A) 형성 단계 ;
테두리가 곡면(곡률반경 R)인 강화유리(30) 하면에 접착제(40)층이 형성된 광투과성의 제 2 필름층(50)을 형성하는 단계를 포함하는 상부층(B) 형성 단계 ;
상기 하부층의 제 1 필름층(20) 상에 경화성 수지(60)를 도포하는 단계 ;
경화성 수지(60) 층에 상기 상부층(A)를 합지시키는 단계 ;
열, 자외선 또는 광을 조사하는 경화 단계 ; 및
상기 금형(P)을 제거하는 단계를 포함하는 곡면 디스플레이 보호 필름의 제조방법에 관련된다.
다른 양상에서 본 발명은
스마트폰의 액정 외곽에 곡면부(곡률반경 R1)가 형성되는 경우 이를 커버하는 보호필름에 있어서, 상기 보호 필름은 하부층(A)과 상기 하부층 상부에 합지된 상부층(B)를 구비하고,
상기 하부층(A)은
외곽 곡면부(곡률반경 R1)를 가지는 점착제층(10) ;
상기 점착제층(10) 상에 부착되고, 외곽 곡면부(곡률반경 R1)를 가지는 제 1 필름층(20)을 구비하고,
상기 상부층(B)은
외곽 곡면부(곡률반경 R)를 가지는 강화유리(30) ;
외곽 곡면부를 포함한 상기 강화유리 하면에 접착된 제 2 필름층(50)을 구비하되, 상기 보호필름은 상기 상부층과 하부층 사이에 열 또는 자외선으로 경화된 수지접착층(60)을 포함하고, 상기 수지 접착층은 하부층의 외곽 곡률반경(R1)과 상부층의 외곽 곡률반경(R) 차이로 발생하는 공간이나 틈을 채워 경화된 곡면 디스플레이 보호 필름에 관련된다.
본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름은 곡면부에도 강화유리로 보호하여 디스플레이 곡면부의 안전성을 높였다. 또한, 본 발명은 강화유리, 제 1 필름층, 제 2 필름층 및 점착층이 정면부와 곡면부까지 동일한 두께로 형성되므로 위치에 따른 굴절률 차이를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 보호필름은 강화유리의 곡률반경과 디스플레이의 곡률 반경 차이로 발생하는 공간이나 틈을 유동성의 액상 경화 수지 접착제로 채워주므로, 다양한 곡률반경을 가지는 복수개의 디스플레이에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름의 제조 방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름을 도시한 것이다.
도 3은 액상 수지 접착제를 사용하지 않고 OCA 접착제를 사용하여 접착한 경우를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름의 제조 방법을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름을 도시한 것이고, 도 3은 액상 수지 접착제를 사용하지 않고 OCA 접착제를 사용하여 접착한 경우를 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명은 하부층(A) 형성단계, 상부층 형성단계(B), 액상수지 도포단계, 합지단계, 경화단계 및 금형 제거 단계를 포함한다.
상기 하부층(A) 형성단계는 테두리가 곡면(곡률반경 R1)인 금형(P) 상에 점착제층(10)이 형성된 광투과성의 제 1 필름층(20)을 부착하는 단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 보호 필름이 사용될 스마트폰(특히, 정면과 곡면)과 형상이 동일한 금형(P)을 제조한다. 따라서, 상기 금형(P)의 곡면은 보호필름이 사용될 스마트폰과 동일한 곡률반경(R1)을 가지게 된다. 한편, 동일한 제품(EX. 갤럭시 7 에지)일지라도 수백만 개의 스마트폰이 모두 동일한 곡률반경(R1)을 갖는 것은 아니고 오차(곡률반경 R1-1, R1-2, R1-3....등)가 발생할 수 있다. 여기서, 곡률반경 R1을 곡률반경 R1-1, R1-2, R1-3....등의 평균 곡률반경으로 이해할 수 있다.
본 발명은 곡률반경 R1-1, R1-2, R1-3....별로 금형 P1(곡률반경 R1-1), P2(곡률반경 R1-2)...를 각각 제조하고, 금형 P, 금형 P1, 금형 P2를 커버할 수 있는 보호필름들을 각각 제조하여 제공할 수 있다.
상기 점착제층(10)은 실리콘과 같은 점착성질이 있는 재질로 형성됨으로써, 본 발명의 보호필름을 사용자의 임의대로 스마트폰의 액정(C1)면에 탈부착할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
상기 점착제층(10)은 상기 제 1 필름층(20) 하면에 형성되며, 상기 하부층 형성 단계는 상기 점착제층이 하면에 부착된 제 1 필름층(20)을 금형 상에 부착한다.
한편, 본 발명은 상기 금형 상에 먼저 점착제층(10)을 부착한 후, 상기 점착제층 상에 상기 제 1 필름층(20)을 부착하는 방식으로 하부층(A)을 형성할 수도 있다.
상기 제 1 필름층(20)은 고투명의 광투과 재질의 수지필름을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 내열 내식성이 우수하고 플렉시블한 PET(Polyethyene Terephthalate)를 사용할 수 있다.
상부층(B) 형성단계는 테두리가 곡면(곡률반경 R)인 강화유리(30) 하면에 접착제(40)층이 형성된 광투과성의 제 2 필름층(50)을 형성하는 단계를 포함한다.
상부층 형성 단계는, 먼저, 테두리가 곡면(곡률반경 R)인 강화유리(30)를 제공한다. 상기 강화유리의 곡률반경 R은 금형의 평균 곡률반경 R1과 동일하거나 소정 오차를 가질 수 있다. 한편, 상기 강화유리의 곡률반경 R이 금형의 평균 곡률반경 R1과 동일하더라도, 실제 제조되는 스마트폰의 곡률반경(R1-1, R1-2, R1-3, .....)은 평균 곡률반경 R1과 차이가 발생할 수 있다.
상기 강화유리의 두께는 0.1~1mm, 바람직하게는 0.18~0.4mm 범위일 수 있다.
본 발명의 방법은 강화유리(30)에 접착제층(40)이 형성된 제 2 필름층(50)을 부착한다. 즉, 제 2 필름층(50) 하면에는 접착제층(40)이 형성된 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 방법은 강화유리에 접착제층(40)을 먼저 부착한 다음, 상기 접착제층 상에 제 2 필름층을 부착할 수도 있다.
상기 접착제는 공지된 광투명 접착제(OCA)를 사용할 수 있다.
상기 제 2 필름층(50)은 고투명의 광투과 재질의 수지필름을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 내열 내식성이 우수하고 플렉시블한 PET(Polyethyene Terephthalate)를 사용할 수 있다.
상기 제 2필름층(50)은 제 1 필름층과 동일한 재질을 사용할 수 있다.
상기 제 1 필름층과 제 2 필름층은 두께가 각각 30~150㎛, 바람직하게는 50~100㎛ 범위일 수 있다.
상기 점착제층(10)은 두께가 20~50㎛, 바람직하게는 30~35㎛ 범위일 수 있다.
상기 접착제층(40)은 두께가 30~100㎛, 바람직하게는 50~100㎛ 범위일 수 있다.
상기 제 1 필름층과 제 2 필름층은 테두리가 포밍되거나 포밍되지 않은 것을 모두 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 포밍되지 않은 편평한 필름 을 사용하여도 상기 경화성 수지에 의해 곡면 형상을 유지할 수 있다.
상기 도포 단계는 상기 하부층의 제 1 필름층(20) 상에 경화성 수지(60)를 도포하는 단계이다.
상기 경화성 수지(60)는 열, 자외선 또는 광경화성 수지일 수 있다. 상기 경화성 수지는 공지된 투명 경화성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 경화성 수지로는 판매되고 있는 UV 경화 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 경화성 수지는 (메타)아크릴이트 단량체 또는 에폭시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 올리고머와 개시제를 분산제(에탄올이나 아세톤, 에틸렌글리콜 등)에 혼합한 것을 사용할 수 있다. 상기 (메타)아크릴이트 단량체로는 2(2-에톡시에톡시)에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4 부탄디올디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로폭시화된 글리세릴트리아크릴레이트, 프로폭시화된 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 올리고머로는 비스페놀-A 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 노볼락형 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 비스페놀-F 에폭시 아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다.
상기 개시제로는 벤조페논계(벤조페논, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 등)를 사용할 수 있다.
상기 합지단계는 상기 경화성 수지(60)가 도포된 상기 하부층(A) 상에 상부층(B)을 합지시키는 단계이다. 상기 합지단계는 상기 상부층으로 하부층을 덮고 롤러 등으로 상기 상부층을 눌러줄 수 있다.
상기 합지단계는 상기 금형(P)의 곡률반경과 강화유리(30)의 곡률반경의 차이로 발생하는 상기 하부층(A)와 상부층(B) 사이 공간이나 틈을 액상의 상기 경화성 수지로 채우는 단계이다.
하부층의 곡률반경(금형의 곡률반경(R1)임)과 상부층의 곡률반경(강화유리 테두리 곡률반경 R임)이 서로 다른 경우, 예를 들면, 도 3과 같이, 강화유리 곡률반경 R이 금형의 곡률반경 R1 보다 큰 경우, 일반적으로 사용되는 OCA 접착제(S로 표시함)를 사용하면 곡률반경의 차이에 따라 상부층과 하부층 사이에 틈이 발생하게 된다.
하지만, 본원발명의 경우에는 합지단계 동안 액상의 경화수지가 곡면부로 흘러내려 틈을 채울 수 있다. 이 때, 경화 수지가 외부로 떨어져 제거되지 않도록 보조막(도면 미표시)을 임시로 덧댄 후 경화 후 제거할 수 있다. 상기 보조막에는 미세 구멍이 있어 틈에 잔존해 있던 공기들이 외부로 배출될 수 있다.
상기 합지단계는 상기 경화 수지가 틈을 채울 수 있도록 수초 내지 수분 정도 대기 상태를 유지할 수 있다.
상기 경화단계는 소정시간 동안 열 또는 자외선을 가하는 단계이다. 본 발명은 경화가 완료된 후 상기 금형(P)을 분리 제거할 수 있다.
한편, 본 발명은 앞에서도 언급한 바와 같이, 금형 P1과 소정 범위의 오차 범위를 초과하는 곡률 반경을 가지는 금형 P2를 이용하여 상기 방법을 수행할 수 있다.
도 2는 상기 방법에서 제조된 본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름이다. 본 발명의 보호 필름은 강화유리를 포함한 상부층(B)과 스마트폰의 액정 디스플레이부에 접촉되는 하부층(A)를 포함한다.
앞에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 보호필름은 스마트폰의 액정 외곽에 곡면부(곡률반경 R1)가 형성되는 경우 이를 커버할 수 있다.
상기 하부층(A)은 외곽 곡면부(곡률반경 R1)를 가지는 점착제층(10)과 상기 점착제층(10) 상에 부착되고, 외곽 곡면부(곡률반경 R1)를 가지는 제 1 필름층(20)을 구비한다.
상기 상부층(B)은 외곽 곡면부(곡률반경 R)를 가지는 강화유리(30), 외곽 곡면부를 포함한 상기 강화유리 하면에 접착된 제 2 필름층(50)을 구비한다.
본 발명의 보호필름은 상기 제 1 필름층(20)과 제 2 필름층(50) 사이에 열 또는 자외선으로 경화된 수지접착층(60)을 포함한다.
상기 수지 접착층은 하부층의 외곽 곡률반경(R1)과 상부층의 외곽 곡률반경(R) 차이로 발생하는 제 1 필름층(20)과 제 2 필름층(50) 사이 공간이나 틈을 채워 경화된다.
상기 수지 접착층(60)은 상기 제 1 필름층(20)과 제 2 필름층(50) 사이 전 영역에 걸쳐 형성된다.
상기 수지 접착층(60)은 평탄부(a)와 곡면부(b)를 포함하고, 상기 곡면부의 두께는 평탄부(a)의 두께와 다를 수 있다.
예를 들면, 강화유리 곡률반경(R)이 하부층의 외곽 곡률반경(R1)에 비해 큰 경우, 곡면부(b)의 두께는 평탄부(a)와 멀어질수록 두꺼워진다.
예를 들면, 강화유리 곡률반경(R)이 하부층의 외곽 곡률반경(R1)에 비해 작은 경우, 곡면부(b)의 두께는 평탄부(a)와 멀어질수록 얇아질 수 있다.
상기 점착제층(10), 제 1 필름(20), 강화유리(30), 접착제층(40), 제 2 필름(50) 및 경화수지층(60)에 대해서는 앞에서 상술한 내용을 참고할 수 있다.
본 발명의 보호 필름은 상기 점착제층(10) 하면에 보호층(도면 미표시)을 추가로 구비할 수 있다. 사용자는 보호층을 제거한 후 상기 보호필름을 스마트폰 디스플레이에 부착하여 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 곡면 디스플레이 보호 필름은 곡률 반경 차이로 발생하는 공간이나 틈을 액상 경화 수지 접착제로 채워 곡면 부에 발생하는 들뜸 현상을 막아줄 수 있다. 또한, 본 발명의 보호 필름은 강화유리, 제 1 필름층, 제 2 필름층 및 점착층이 정면부와 곡면부까지 거의 동일한 두께로 형성되므로 위치에 따른 굴절률 차이를 방지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 테두리가 곡면(곡률반경 R1)인 금형(P) 상에 점착제층(10)이 형성된 광투과성의 제 1 필름층(20)을 부착하는 단계를 포함하는 하부 층(A) 형성 단계 ;
    테두리가 곡면(곡률반경 R)인 강화유리(30) 하면에 접착제(40)층이 형성된 광투과성의 제 2 필름층(50)을 형성하는 단계를 포함하는 상부층(B) 형성 단계 ;
    상기 하부층(A)의 제 1 필름층(20) 상에 경화성 수지(60)를 도포하는 단계 ;
    상기 경화성 수지(60)가 도포된 상기 하부층(A) 상에 상부층(B)을 합지시키는 단계 ;
    열 또는 자외선을 가하는 경화 단계 ; 및
    상기 금형(P)을 제거하는 단계 ;
    를 포함하는 곡면 디스플레이 보호 필름의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 합지단계는 상기 금형(P)의 곡률반경과 강화유리(30)의 곡률반경의 차이로 발생하는 상기 제 1 필름층(20)과 제 2 필름층(50) 사이 공간이나 틈을 액상의 상기 경화성 수지로 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 보호 필름의 제조방법.
  3. 스마트폰의 액정 외곽에 곡면부(곡률반경 R1)가 형성되는 경우 이를 커버하는 보호필름에 있어서, 상기 보호 필름은 하부층(A)과 상기 하부층 상부에 합지된 상부층(B)를 구비하고,
    상기 하부층(A)은
    외곽 곡면부(곡률반경 R1)를 가지는 점착제층(10) ;
    상기 점착제층(10) 상에 부착되고, 외곽 곡면부(곡률반경 R1)를 가지는 제 1 필름층(20)을 구비하고,
    상기 상부층(B)은
    외곽 곡면부(곡률반경 R)를 가지는 강화유리(30) ;
    외곽 곡면부를 포함한 상기 강화유리 하면에 접착된 제 2 필름층(50)을 구비하되,
    상기 보호필름은 상기 상부층과 하부층 사이에 열 또는 자외선으로 경화된 수지접착층(60)을 포함하고, 상기 수지 접착층은 하부층의 외곽 곡률반경(R1)과 상부층의 외곽 곡률반경(R) 차이로 발생하는 상기 제 1 필름층(20)과 제 2 필름층(50) 사이 공간이나 틈을 채워 경화된 것을 특징으로 하는 곡면 디스플레이 보호 필름.


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