KR20230016074A - 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름이 개시된다. 상기 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름은 광학접착층; 상기 광학접착층의 제1면에 부착되는 이형필름; 상기 제1면에 대향하는 상기 광학접착층의 제2면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도를 갖도록 구비되는 제1 코팅층; 및 상기 광학접착층과 접하지 않는 상기 제1 코팅층의 일면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도 및 내스크래치성 표면경도를 갖도록 구비되는 제2 코팅층을 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법{COVER WINDOW FILM FOR FLEXIBLE DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉서블 디스플레이 장치의 디스플레이 패널의 최상층을 보호하면서 폴딩 및 롤링시 복원력이 향상될 수 있는 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해
왔고, 이에 따라 폴딩이 가능한 대면적 모바일 디스플레이에 대한 많은 기술이 개발되고 있다.
이러한 플렉서블 디스플레이 장치는 일반적으로 접힘과 펼침이 가능해야 하므로 디스플레이 패널의 최상층을 보호하는 커버윈도우 역시 폴딩 가능하게 적용되어야 한다.
플렉서블 디스플레이 장치의 디스플레이를 보호하기 위한 종래의 커버윈도우 또는 보호필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 같은 기재층의 양면에 플렉시블한 코팅층들을 형성하는 구조로 이루어지며, 광학용 투명 점착제(Optically Clear Adhesive, OCA)로써 디스플레이 패널에 접합된다. 이때, 상기 광학용 투명 점착제는 양면에 이형필름이 부착된 상태로 제공되며 각각의 이형필름을 제거한 후 상기 커버윈도우 또는 보호필름을 상기 광학용 투명 점착제 일면에 접합하고, 다른 일면에 디스플레이 패널을 접합하는 형태로 모듈화 되었다.
이러한 종래의 커버윈도우 또는 보호필름의 구조는 플렉시블한 코팅층들을 지지하는 기재층이 구비되므로 탄성복원력이 부족하고, 이에 따라 플렉서블 디스플레이 장치의 반복적인 폴딩 또는 롤링시 복원력이 빠르게 감소하게 되는 문제가 있었고, 상기 광학용 투명 점착제를 통해 디스플레이 패널과 접합할 때 2번의 이형필름을 제거하는 과정을 거치게 되므로 공정성이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 탄성복원력이 증대되고, 플렉서블 디스플레이의 폴딩 및 롤링에 대한 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
다른 목적으로, 공정상 이물질 혼입을 최소화시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
또 다른 목적으로, 황변 방지에 우수한 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름은 광학접착층; 상기 광학접착층의 제1면에 부착되는 이형필름; 상기 제1면에 대향하는 상기 광학접착층의 제2면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도를 갖도록 구비되는 제1 코팅층; 및 상기 광학접착층과 접하지 않는 상기 제1 코팅층의 일면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도 및 내스크래치성 표면경도를 갖도록 구비되는 제2 코팅층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 코팅층은 상기 제2 코팅층보다 큰 탄성회복률을 갖도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 제1 코팅층은 소프트(soft)한 층일 수 있고, 상기 제2 코팅층은 상기 제1 코팅층에 비해 단단하면서 내스크래치성 표면강도를 갖는 하드코팅층일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅층의 두께는 100um 내지 300um으로 형성되고, 상기 제2 코팅층의 두께는 10um 이하로 형성될 수 있다. 상기 제1 코팅층의 두께 범위에서
일 실시예에서, 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층은 UV 경화형 수지 또는 열경화형 수지로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅층은 UV 경화형 수지 소재 또는 열경화형 수지 소재로 형성되고, 상기 제2 코팅층은 UV 경화형 수지 소재로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅층은, 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되고, 상기 제2 코팅층은, 표면 경도 0.6~0.9GPa 및 표면의 동적 마찰계수가 0.1 이하인 UV 경화형 수지 소재로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 지방족 우레탄 아크릴레이트는 무황변 타입이므로 황변 방지에 우수할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅층은, 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되고, 상기 제2 코팅층은, 4 관능기 이상의 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 코팅층의 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제이고, 상기 제2 코팅층의 레벨링제는 불소계 레벨링제일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법은 광학접착층의 일면에 UV 경화 또는 열경화를 통해 수지 조성물을 적층하여 제1 코팅층을 형성하는 제1 단계; 및 상기 광학접착층과 접하지 않는 상기 제1 코팅층의 일면에 UV 경화 또는 열경화를 통해 수지 조성물을 적층하여 제2 코팅층을 형성하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법에 따르면, 광학접착층 상에 고신율 특성을 갖도록 UV 경화형 수지 소재 또는 열경화형 수지 소재가 코팅되므로 탄성복원력이 증대될 수 있고, 광학접착층의 미세 표면 상에 UV 경화형 수지 소재 또는 열경화형 수지 소재가 충진 경화되는 형태로 코팅되므로 층간 밀착력이 강화되어 플렉서블 디스플레이의 폴딩 및 롤링에 대한 내구성을 향상시킬 수 있고, 디스플레이 패널 제조 공정시 디스플레이 패널과 접합하는 경우에만 이형필름을 제거한 후 라미네이션이 진행될 수 있으므로 공정상 이물질 혼입을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 제1 코팅층은 지방족 우레탄 아크릴레이트로 형성되므로 황변에 우수한 특징을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 커버윈도우 필름이 디스플레이 패널과 접합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 커버윈도우 필름이 디스플레이 패널과 접합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름(100)은 광학접착층(110), 이형필름(120), 제1 코팅층(130) 및 제2 코팅층(140)을 포함할 수 있다.
광학접착층(110)은 광학용 투명 점착제(Optically Clear Adhesive, OCA)로 형성될 수 있다.
이형필름(120)은 상기 광학접착층(110)의 제1면에 부착되며, 상기 제1면으로부터 제거 가능할 수 있다.
제1 코팅층(130)은 상기 제1면에 대향하는 상기 광학접착층(110)의 제2면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도를 갖도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 코팅층(130)의 두께는 100um 내지 300um으로 형성될 수 있다.
상기 제1 코팅층(130)은 코팅층은 UV 경화형 수지 또는 열경화형 수지로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 코팅층(130)은 탄성회복률이 95% 이상이고 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제일 수 있다.
여기서, 상기 제1 코팅층(130)은 분자 내 우레탄 골격을 가지며 2 내지 6개의 메타아크릴 또는 아크릴 불포화 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트일 수 있다.
일 예로, 상기 제1 코팅층(130)은 신나카무라화학공업㈜의 2 관능기를 보유한 UA-160TM 또는 UA-122P 등이 사용될 수 있으며, 이는 단독 또는 신율 특성이 좋은 6관능기 이하의 우레탄 아크릴레이트와 혼용하여 형성될 수 있다.
제2 코팅층(140)은 상기 광학접착층과 접하지 않는 상기 제1 코팅층의 일면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도 및 내스크래치성 표면경도를 갖도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 제2 코팅층(140)의 두께는 10um 이하로 형성될 수 있다.
상기 제2 코팅층(140)은 코팅층은 UV 경화형 수지 또는 열경화형 수지로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제2 코팅층(140)은 표면 경도 0.6~0.9GPa 및 표면의 동적 마찰계수가 0.1 이하인 UV 경화형 수지 소재로 형성될 수 있다.
상기 제2 코팅층(140)은 내스크래치성이 우수하며 상기 표면 경도 및 표면의 동적 마찰계수 확보를 위해, 4 관능기 이상의 우레탄 아크릴레이트 및 불소계 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름(100)은 플렉서블 디스플레이 패널의 최상부에 배치되어 디스플레이 소자를 보호한다.
이를 위해, 디스플레이 패널(200)에 부착하고자 하는 경우, 이형필름(120)을 제거한 후 도 2와 같이 광학접착층(110)의 제1면에 라미네이션을 통해 원형 편광판이 구비된 디스플레이 패널(200)을 부착하거나 또는 원형 편광판을 라미네이션 후 어셈블리(Ass'y) 형태로 디스플레이 패널에 부착할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름은, 커버윈도우 필름에 대하여 상기 제1 코팅층(130)에서 측정된 탄성회복률이 95% 이상이고, 커버윈도우 필름에 대하여 상기 제2 코팅층(140)에서 측정된 연신에 의한 파단 신율이 5~20% 및 압입에 대한 탄성회복률이 80~90%을 갖도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법은, 도 3의 (a)와 같이 광학접착층(110)의 제1면에 이형필름(120)이 부착된 상태로 준비된 후, 도 3의 (b)와 같이 광학접착층(110)의 일면, 즉 상기 제1면에 대향하는 광학접착층(110)의 제2면에 UV 경화 또는 열경화를 통해 수지 조성물을 적층하여 제1 코팅층(130)을 형성하고(제1 단계), 도 3의 (c)와 같이 상기 광학접착층(110)과 접하지 않는 상기 제1 코팅층(130)의 일면에 UV 경화 또는 열경화를 통해 수지 조성물을 적층하여 제2 코팅층(140)을 형성한다(제2 단계).
일 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅층(130) 및 상기 제2 코팅층(140)은 UV 경화형 수지 조성물을 도포한 후 UV 경화하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름및 이의 제조방법에 따르면, 광학접착층(110) 상에 고신율 특성을 갖도록 UV 경화형 수지 소재 또는 열경화형 수지 소재가 코팅되므로 탄성복원력이 증대될 수 있고, 광학접착층(110)의 미세 표면 상에 UV 경화형 수지 소재 또는 열경화형 수지 소재가 충진 경화되는 형태로 코팅되므로 층간 밀착력이 강화되어 플렉서블 디스플레이의 폴딩 및 롤링에 대한 내구성을 향상시킬 수 있고, 디스플레이 패널 제조 공정시 디스플레이 패널과 접합하는 경우에만 라미네이션이 진행될 수 있으므로 공정상 이물질 혼입을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 제1 코팅층(130)은 지방족 우레탄 아크릴레이트로 형성되므로 황변방지에 우수한 특징을 가질 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 광학접착층;
    상기 광학접착층의 제1면에 부착되는 이형필름;
    상기 제1면에 대향하는 상기 광학접착층의 제2면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도를 갖도록 구비되는 제1 코팅층; 및
    상기 광학접착층과 접하지 않는 상기 제1 코팅층의 일면을 피복하도록 배치되며, 연신 후 복원 가능한 강도 및 내스크래치성 표면경도를 갖도록 구비되는 제2 코팅층을 포함하는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층은 UV 경화형 수지 또는 열경화형 수지로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 UV 경화형 수지 소재 또는 열경화형 수지 소재로 형성되고,
    상기 제2 코팅층은 UV 경화형 수지 소재로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은, 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되고,
    상기 제2 코팅층은, 표면 경도 0.6~0.9GPa 및 표면의 동적 마찰계수가 0.1 이하인 UV 경화형 수지 소재로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제인,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은, 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되고,
    상기 제2 코팅층은, 4 관능기 이상의 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 코팅층의 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제이고,
    상기 제2 코팅층의 레벨링제는 불소계 레벨링제인,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅층의 두께는 100um 내지 300um으로 형성되고,
    상기 제2 코팅층의 두께는 10um 이하로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름.
  9. 광학접착층의 일면에 UV 경화 또는 열경화를 통해 수지 조성물을 적층하여 제1 코팅층을 형성하는 제1 단계; 및
    상기 광학접착층과 접하지 않는 상기 제1 코팅층의 일면에 UV 경화 또는 열경화를 통해 수지 조성물을 적층하여 제2 코팅층을 형성하는 제2 단계를 포함하는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 코팅층의 두께는 100um 내지 300um으로 형성되고,
    상기 제2 코팅층의 두께는 10um 이하로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은, 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되고,
    상기 제2 코팅층은, 표면 경도 0.6~0.9GPa 및 표면의 동적 마찰계수가 0.1 이하인 UV 경화형 수지 소재로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제인,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은, 2 내지 6개의 관능기를 갖는 지방족 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되고,
    상기 제2 코팅층은, 4 관능기 이상의 우레탄 아크릴레이트 및 레벨링제를 포함하는 UV 경화형 수지 소재로 형성되는,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 코팅층의 레벨링제는 폴리에스테르 변성 실리콘 레벨링제이고,
    상기 제2 코팅층의 레벨링제는 불소계 레벨링제인,
    플렉서블 디스플레이용 커버윈도우 필름 제조방법.
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