KR20240107376A - 가요성 커버 렌즈용 다층 습식-건식 하드코트들 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 설명되는 구현들은 일반적으로 가요성 디스플레이 디바이스들에 관한 것으로, 더 상세하게는 가요성 커버 렌즈 필름들에 관한 것이다. 가요성 커버 렌즈 필름은 개선된 강도, 탄성, 광 투과율, 및 내마모성 속성들을 가지며, 기판 층 상에 배치된 다층 하드코트를 포함한다. 기판 층은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖고, 다층 하드코트는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 갖는다. 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 및 하나 이상의 접착 촉진 층들을 포함한다. 광학 속성들의 경우, 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스를 갖는다. 다층 하드코트를 형성하기 위해 습식 및 건식 증착 프로세스들을 조합함으로써, 커버 렌즈 필름은 4H 내지 9H의 경도로 강하면서도 유연하다.
Description
[0001] 본 명세서에 설명되는 구현들은 일반적으로 가요성 디스플레이 디바이스들에 관한 것으로, 더 상세하게는 가요성 커버 렌즈에 관한 것이다.
[0002] 전자 디바이스들은 종종 액정 디스플레이들 및 유기 발광 다이오드 디스플레이들과 같은 디스플레이들을 갖는다. 그러한 디스플레이들은 깨지기 쉽고, 습기, 압력, 또는 입자 오염에 민감할 수 있다. 일반적으로, 디스플레이 디바이스들은 조명 소스로부터의 광을 컬러화, 편광, 및 셔터링(shutter)하기 위해 광학 디바이스들의 여러 층들을 사용한다. 기본 필름에 대한 손상을 방지하기 위해, 단단한 디스플레이 커버 렌즈 층이 기본 층들에 대한 손상을 방지하도록 다른 층들 위에 장착된다. 단단한 디스플레이 커버 렌즈의 포함은 전자 디바이스에 바람직하지 않은 무게를 추가할 수 있다. 커버 렌즈는 디바이스의 사이즈 및 무게를 감소시키기 위해 생략될 수 있지만, 커버 렌즈를 생략하는 것은 디스플레이를 스크래치들로부터의 손상에 취약하게 만들 수 있다.
[0003] 현재, 제품들의 새로운 기능들에 대한 증가하는 요구들 및 새롭고 광범위한 애플리케이션들의 활용은 가요성과 같은 새로운 속성들을 갖는 더 얇고 더 가벼운 렌즈 기판들을 요구한다. 대체로, 이들 새로운 가요성 또는 폴더블 디스플레이들에 대한 커버 렌즈로부터 3개의 주요 특성들이 요구된다: 1) 광학 성능, 2) 높은 경도, 및 3) 가요성. 높은 광학 성능을 갖는 커버 렌즈는 매우 적은 헤이즈(haze)로 광의 높은 투과를 보장한다. 높은 경도는 스크래치 내성 및 마모 내성에 관련된다. 커버 렌즈들의 가요성은, 반복적으로 구부러지고 접힐 때 균열 또는 박리로 인한 파손이 회피되는 충분히 높은 임계 변형을 갖는다는 측면에 있다.
[0004] 전통적으로, 유리로 제조된 커버 렌즈들은 처음 2개의 특성들(즉, 광학 성능 및 경도)을 다루는데 있어 탁월했지만, 그들은 유리의 부서지기 쉬운 속성으로 인해 세번째 특성, 즉 가요성에서 불량했다. 이를 개선시키기 위해, 주로 유리의 두께 또는 재료들의 화학적 변형을 감소시킴으로써 유리에 대한 파손에 있어 임계-변형을 증가시키는 것에 상당한 사전 노력을 기울였다. 그럼에도 불구하고, 커버 렌즈들에 대한 재료로서의 유리는 추구되는 곡률 반경 가요성을 다루기에는 부족한 것으로 발견되었다. 높은 경도 및 가요성을 갖는 다른 재료들, 이를테면 다양한 금속들이 존재하지만, 이들은 광을 통과시키게 하는 측면에서 요구되는 광학 성능은 부족하다. 대안적으로, 높은 투명성, 광학 속성들, 및 가요성을 갖는 재료들이 존재하지만, 이들은 폴리머-계 필름들과 같이 불량한 마모 내성 또는 스크래치 내성을 갖는다.
[0005] 따라서, 높은 경도, 광 투과율, 탄성, 및 내마모성(anti-abrasion) 속성들을 갖는 가요성 커버 렌즈에 대한 필요성이 존재한다.
[0006] 본 명세서에 설명되는 구현들은 일반적으로 가요성 디스플레이 디바이스들에 관한 것으로, 더 상세하게는 가요성 커버 렌즈 필름들에 관한 것이다. 가요성 커버 렌즈 필름은 개선된 강도, 탄성, 광 투과율, 및 내마모성 속성들을 갖는다. 가요성 커버 렌즈 필름은 기판 층 상에 배치된 다층 하드코트를 포함한다. 기판 층은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖고, 다층 하드코트는 1 μm 내지 10 μm의 두께를 갖는다. 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 및 하나 이상의 접착 촉진 층들을 포함한다. 광학 속성들의 측면들에서, 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스(yellowness index)를 갖는다. 다층 하드코트를 형성하기 위해 습식 및 건식 증착 프로세스들을 조합함으로써, 커버 렌즈 필름은 4H 내지 9H의 경도로 강하면서도 유연하다.
[0007] 일 구현에서, 커버 렌즈 필름은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖는 기판 층 및 기판 층 상에 배치된 다층 하드코트를 포함한다. 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 및 접착 촉진 층을 포함한다. 다층 하드코트는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 갖는다. 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스를 갖는다.
[0008] 다른 구현에서, 커버 렌즈 필름은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖는 기판 층 및 기판 층 상에 배치된 다층 하드코트를 포함한다. 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 제1 접착 촉진 층, 및 제2 접착 촉진 층을 포함한다. 다층 하드코트는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 갖는다. 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스를 갖는다.
[0009] 다른 구현에서, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법은 기판 층 상에 다층 하드코트를 증착시키는 단계를 포함한다. 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 및 하나 이상의 접착 촉진 층들을 포함한다.
[0010] 본 개시내용의 위에서 언급된 특성들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 구현들을 참조하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현들 중 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들이 본 개시내용의 통상적인 구현들만을 예시하는 것이므로, 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0011] 도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 디바이스들의 개략적인 단면도들을 예시한다.
[0012] 도 2a 내지 도 2e는 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른 커버 렌즈 필름들의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0013] 도 3은 본 명세서에 개시되는 일 실시예에 따른, 이중 적층된 다층 하드코트로 구성된 가요성 커버 렌즈 필름의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 구현의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 인용 없이 다른 구현들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0011] 도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 디바이스들의 개략적인 단면도들을 예시한다.
[0012] 도 2a 내지 도 2e는 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른 커버 렌즈 필름들의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0013] 도 3은 본 명세서에 개시되는 일 실시예에 따른, 이중 적층된 다층 하드코트로 구성된 가요성 커버 렌즈 필름의 예시적인 실시예를 예시한다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 구현의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 인용 없이 다른 구현들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0015] 본 명세서에 설명되는 구현들은 일반적으로 가요성 디스플레이 디바이스들에 관한 것으로, 더 상세하게는 가요성 커버 렌즈 필름들에 관한 것이다. 가요성 커버 렌즈 필름은 개선된 강도, 탄성, 광 투과율, 및 내마모성 속성들을 갖는다. 가요성 커버 렌즈 필름은 기판 층 상에 배치된 다층 하드코트를 포함한다. 기판 층은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖고, 다층 하드코트는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 갖는다. 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 및 하나 이상의 접착 촉진 층들을 포함한다. 광학 속성들의 측면들에서, 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스를 갖는다. 다층 하드코트를 형성하기 위해 습식 및 건식 증착 프로세스들을 조합함으로써, 커버 렌즈 필름은 4H 내지 9H의 경도로 강하면서도 유연하다.
[0016] 도 1a는 본 명세서에 설명되는 일 구현에 따른 디스플레이 디바이스(100)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 1b는 본 명세서에 설명되는 다른 구현에 따른 디스플레이 디바이스(150)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 1a의 디스플레이 디바이스(100) 및 도 1b의 디스플레이 디바이스(150)는 동일한 층들을 포함하지만; 각각의 디스플레이 디바이스(100, 150)의 층들은 상이한 순서들로 이루어진다. 디스플레이 디바이스들(100, 150)은, 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 원자 층 증착, 포토-리소그래피, 에칭, 또는 다른 그러한 적합한 제조 프로세스들을 사용하여 제조될 수 있다. 적합한 제조 디바이스들은 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 구매할 수 있다.
[0017] 디스플레이 디바이스들(100, 150)은 각각, 커버 렌즈 필름(102), 필름 층(104), 터치 패널(106), 디스플레이 구조(108), 기판(110), 및 차폐 층(112)을 포함한다. 커버 렌즈 필름(102)은 폴더블 유리 기판(예컨대, 초박형 유리)에 본딩(bond)될 수 있다. 도 1a의 구현에서, 필름 층(104)은 커버 렌즈 필름(102)과 터치 패널(106) 사이에 있다. 일 구현에서, 필름 층(104)은 편광 필름을 포함하는 다기능 필름 층이다. 편광 필름과 같은 필름 층(104)은, 디스플레이 디바이스(100) 내에서 전극 라인들 또는 금속 구조들을 구성하는 반사성 금속으로 인한 원치 않는 반사들을 감소시키는 데 사용된다. 필름 층(104)은 0.2 mm 미만의 두께를 갖는 가요성 렌즈 필름으로 형성된 1/4 파 리타더(retarder) 또는 선형 편광기를 포함할 수 있다. 커버 렌즈 필름(102)은 OCA(optically clear adhesive)를 이용하여 필름 층(104) 및 터치 패널(106)에 본딩될 수 있다. 일 구현에서, OCA는 커버 렌즈 필름(102)을 터치 패널(106)에 본딩하는 데 이용되는 액체-기반 접착제이다. 다른 구현에서, OCA는 커버 렌즈 필름(102)을 터치 패널(106)에 본딩하기 위한 광학적으로 투명한 접착 테이프이다. 터치 패널(106)은 터치 센서 IC 보드(114) 및 터치 센서(116)를 포함한다. 일 구현에서, 터치 센서 IC 보드(114)는 가요성이고 금속 기반 인쇄 회로 보드이다.
[0018] 도 1a의 구현에서, 디스플레이 구조(108)는 터치 패널(106)과 기판(110) 사이에 배치된다. 일 구현에서, 디스플레이 구조(108)는 유기 발광 다이오드 디스플레이이다. 그러나, 커버 렌즈 필름을 이용하는 다른 적합한 디스플레이 디바이스들, 이를테면 발광 다이오드 디스플레이들 또는 액정 디스플레이들이 본 명세서에서 고려된다. 디스플레이 구조(108)는 박막 캡슐화, 유기 발광 층, 드라이버 IC 보드, 및 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
[0019] 대안적으로, 도 1b에서, 필름 층(104) 및 터치 패널(106)은, 필름 층(104) 및 터치 패널(106)이 디스플레이 구조(108)와 커버 렌즈 필름(102) 사이에 배치되도록, 디스플레이 구조(108)의 상단 상에 계층화될 수 있다. 그러한 실시예에서, 커버 렌즈 필름(102)은 마모 내성 및 충격 보호를 제공한다.
[0020] 일 구현에서, 기판(110)은 폴리이미드 재료로 제조된다. 그러나, 임의의 가요성 플라스틱 기판이 이용될 수 있다. 예컨대, 기판은 폴리에테르 에테르 케톤 층, 투명 전도성 폴리에스테르 층, 폴리카보네이트, 또는 폴리아릴에테르케톤 군으로부터의 임의의 다른 폴리머일 수 있다. 도 1의 구현에서, 기판(110)은 차폐 층(112)에 인접한다. 일 구현에서, 기판(110)은 폴리에스테르 테레프탈레이트이다. 일 실시예에서, 차폐 층(112)은 구리 포일이다. 접착 촉진 층과 같은 부가적인 층은 차폐 층(112)과 같은 임의의 부가적인 층들 이전에 기판(110)에 인접하게 증착될 수 있다.
[0021] 도 2a 내지 도 2e는 다양한 실시예들에 따른 가요성 커버 렌즈 필름(200, 220, 230, 240, 250)의 개략적인 단면도를 각각 예시한다. 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250) 각각은 도 1의 커버 렌즈 필름(102)일 수 있다. 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)은 도 1a의 디스플레이 디바이스(100) 및/또는 도 1b의 디스플레이 디바이스(150)와 같은 디스플레이 디바이스에서 이용될 수 있다. 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250) 각각은 기판 층(202), 하나 이상의 접착 촉진 층들(206), 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층(204), 및 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층(208)을 포함한다. 습식 증착 프로세스는 롤투롤(roll to roll) 용액 프로세싱 시스템에서 슬롯-다이(slot-die) 코팅 헤드, 그라비어(gravure) 코팅 헤드, 또는 바 코팅 헤드들을 사용하여 증착된 용매 및 하드코트 화학물(chemistry)을 포함하는 용액을 포함할 수 있다. 이어서, 증착된 용액은 자외선 복사 및/또는 열 주입법(thermal method)을 사용하여 경화된다.
[0022] 건식 증착 프로세스는 CVD(chemical vapor deposition), PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), ALD(atomic layer deposition), PVD(physical vapor deposition), 열 증발, 전자 빔 증발 등을 포함할 수 있다. 건식 증착 프로세스는 선택적으로 플라즈마를 이용하여 강화될 수 있으며, 시트-투-시트(sheet-to-sheet) 장비 또는 롤-투-롤 장비에서 프로세싱될 수 있다. 건식 증착 프로세스는, 일부 구현들을 위해 제1 층(204)을 포함하는 기판 층(202)이 캐리어 유리 시트에 로딩되는 충분히 장착된 시트 프로세싱 장비에서 수행될 수 있다. 구현들을 위해, 기판 층(202)은 캐리어 유리 시트에 직접 로딩되거나 또는 슬림형 또는 초박형 기판에 본딩될 수 있으며, 그 기판은 차례로, 건식 증착 프로세싱을 위해 캐리어 상에 로딩될 수 있다.
[0023] 도 2a의 실시예에서, 가요성 커버 렌즈 필름(200)은, 기판 층(202) 상에 증착된, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층(204)을 포함한다. 접착 촉진 층(206)이 제1 층(204) 상에 증착된다. 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층(208)이 접착 촉진 층(206) 상에 증착된다. 제1 층(204), 접착 촉진 층(206), 및 제2 층(208)은 다층 하드코트(212)를 형성한다. 얼룩-방지 층(210)이 제2 층(208) 상에 증착된다. 얼룩-방지 층(210)은 지문-방지 층일 수 있다. 얼룩-방지 층(210)은 건식 증착 프로세스 또는 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있다.
[0024] 도 2b의 실시예에서, 가요성 커버 렌즈 필름(220)은 기판 층(202) 상에 증착된 접착 촉진 층(206)을 포함한다. 접착 촉진 층(206)은 CVD, PECVD, ALD, PVD, 열 증발, 전자 빔 증발 등과 같은 건식 진공 증착 프로세스를 사용하여 또는 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있다. 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층(208)이 접착 촉진 층(206) 상에 증착된다. 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층(204)이 제2 층(208) 상에 증착된다. 일 실시예에서, 제1 층(204)은 얼룩-방지 또는 지문-방지 첨가제를 포함한다. 다른 실시예에서, 얼룩-방지 층(도시되지 않음)이 제1 층(204) 상에 증착되고, 얼룩-방지 층(210)은 건식 증착 프로세스 또는 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있다. 제1 층(204), 접착 촉진 층(206), 및 제2 층(208)은 다층 하드코트(212)를 형성한다.
[0025] 도 2c의 실시예에서, 가요성 커버 렌즈 필름(230)은 기판 층(202) 상에 증착된 접착 촉진 층(206)을 포함한다. 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층(204)이 접착 촉진 층(206) 상에 증착된다. 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층(208)이 제1 층(204) 상에 증착된다. 제1 층(204), 접착 촉진 층(206), 및 제2 층(208)은 다층 하드코트(212)를 형성한다. 얼룩-방지 층(210)이 제2 층(208) 상에 증착된다. 얼룩-방지 층(210)은 건식 증착 프로세스 또는 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있다.
[0026] 도 2d의 실시예에서, 가요성 커버 렌즈 필름(240)은 기판 층(202) 상에 증착된 제1 접착 촉진 층(206a)을 포함한다. 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층(204)이 제1 접착 촉진 층(206a) 상에 증착된다. 제2 접착 촉진 층(206b)이 제1 층(204) 상에 증착된다. 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층(208)이 제2 접착 촉진 층(206b) 상에 증착된다. 제1 접착 촉진 층(206a), 제1 층(204), 제2 접착 촉진 층(206b), 및 제2 층(208)은 다층 하드코트(212)를 형성한다. 얼룩-방지 층(210)이 제2 층(208) 상에 증착된다. 얼룩-방지 층(210)은 건식 증착 프로세스 또는 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있다.
[0027] 도 2e의 실시예에서, 가요성 커버 렌즈 필름(250)은 기판 층(202) 상에 증착된 제1 접착 촉진 층(206a)을 포함한다. 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층(208)이 제1 접착 촉진 층(206a) 상에 증착된다. 제2 접착 촉진 층(206b)이 제2 층(208) 상에 증착된다. 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층(204)이 제2 접착 촉진 층(206b) 상에 증착된다. 일 실시예에서, 제1 층(204)은 얼룩-방지 첨가제를 포함한다. 다른 실시예에서, 얼룩-방지 층(도시되지 않음)이 제1 층(204) 상에 증착되고, 얼룩-방지 층(210)은 건식 증착 프로세스 또는 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있다. 제1 접착 촉진 층(206a), 제2 층(208), 제2 접착 촉진 층(206b), 및 제1 층(204)은 다층 하드코트(212)를 형성한다.
[0028] 도 2a 내지 도 2e의 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)은 4H 내지 9H의 펜슬(pencil) 경도, 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스를 갖는다. 일 실시예에서, 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)은 9H의 펜슬 경도, 92%보다 큰 총 투과율, 및 0.5%의 헤이즈를 갖는다. 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)은 최대 1 mm의 내측 곡률 반경 또는 최대 2 mm의 외측 곡률 반경으로 구부러지도록, 반복된 사이클들에 걸쳐 가요성을 갖는다. 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)은, 최대 1 kg로 로딩된 표준 스틸 울 테스트(steel wool test)에 의해 측정된 바와 같은 스크래치 내성을 갖고, 많은 수의 사이클들, 예컨대 2000개의 사이클들을 견딜 수 있다. 스틸 울 마모 테스트 이후의 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)의 헤이즈의 변화는 1% 미만이며, 이는 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250) 각각이 높은 마모 내성을 갖는다는 것을 보여준다. 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)은, 최대 1 kg로 로딩된 테이버(Taber) 마모 내성 테스트에 의해 측정된 바와 같은 마모 내성을 갖고, 많은 수의 사이클들, 예컨대 100개의 사이클들을 견딜 수 있다. 테이버 마모 내성 테스트 이후의 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)의 헤이즈의 변화는 2% 미만이다.
[0029] 도 2a 내지 도 2e에서, 제1 층(204)은 롤투롤 용액 프로세싱 방법을 사용하여 증착될 수 있다. 제2 층(208)은 CVD, PVD, PECVD, 또는 ALD를 사용하여 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 층(208)은 CVD를 사용하여 증착될 수 있다. 다층 하드코트(212)는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 다층 하드코트(212)는 5 μm 내지 10 μm의 두께를 갖는다.
[0030] 도 2a 내지 도 2e에서, 제1 층(204)은, 우레탄 아크릴레이트 화학물, 실리카 나노입자들이 있거나 없는 졸겔-실록산 하이브리드들, 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 하이브리드 실록산들은 금속 알콕사이드들을 포함하는 유기 및 무기 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착되는 제1 층(204)은, 방사선 경화성 아크릴레이트들, 지방족 우레탄 아크릴레이트들, 이들의 코폴리머들, 이들의 탄성중합체들, 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 더 포함할 수 있다. 제1 층(204)은 약 0.5 μm 내지 약 40 μm의 두께를 가질 수 있다. 제1 층(204)은 약 1.430 내지 약 1.150의 굴절률, 약 85% 내지 약 98%의 광 투과율, 및 약 2H 내지 약 9H의 펜슬 경도를 가질 수 있다. 제1 층(204)은 나노-압입에 의해 측정된 바와 같이, 약 0.5 GPa 내지 약 1.5 GPa의 나노-압입 경도 또는 약 5 GPa 내지 약 13 GPa의 범위에 있는 탄성 계수를 가질 수 있다.
[0031] 제1 층(204)을 증착시키기 위한 습식 증착 프로세스는, 다양한 메이어 로드(Mayer rod)들을 사용하여 화학 용액을 도포하는 것, 100 초 내지 140 초 동안 75℃ 내지 85℃의 비-활성 대류 오븐에서 가열하는 것, 및 300 mJ/cm2 내지 500 mJ/cm2로 100 초 내지 140 초 동안 UV 램프를 이용하여 조사하는 것을 포함할 수 있다. 습식 증착 프로세스의 용액은 바, 슬롯-다이 코팅, 그라비어 코팅, 또는 주조에 의해 이온 분위기에서 프로세싱될 수 있다. 일 구현에서, 습식 증착 프로세스의 증착된 용액은 자외선 방사를 사용하여 경화된다. 다른 구현에서, 습식 증착 프로세스의 증착된 용액은 전자 빔 프로세싱을 사용하여 경화된다.
[0032] 제2 층(208)은, 실리콘의 산화물들 및 질화물들, 실리콘 산탄화물들(SiCxOy), 실리콘 산질화물들, 및 실리콘 탄화물(SiC)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 제2 층(208)은 약 0.05 μm 내지 약 30 μm의 두께를 가질 수 있다. 건식 증착 프로세스에서 사용되는 전구체들은 탄소를 갖는 유기 폴리머 전구체들(액체 또는 가스), 이를테면 HMDSO(hexamethyldisiloxane), ppHMDSO(plasmapolymerized HMDSO), TOMCAT(tetramethyl cyclotetrasiloxane), HMDSN(hexamethyldisilazane), 또는 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 건식 증착 프로세스에서 사용되는 전구체들은, 실란(SiH4)과 같이 탄소가 존재하지 않는 전구체들 또는 실리콘의 다양한 탄소-혼합 산화물들 또는 질화물들을 증착시키기 위해 다양한 실리카 또는 석영을 스퍼터링하는 것을 더 포함할 수 있다.
[0033] 제2 층(208)은 약 1.450 내지 약 1.150의 굴절률, 약 85% 내지 약 98%의 광 투과율, 및 약 2H 내지 약 9H의 펜슬 경도를 가질 수 있다. 제2 층(208)은 나노-압입에 의해 측정된 바와 같이, 약 1 GPa 내지 약 8 GPa의 나노-압입 경도 또는 약 5 GPa 내지 약 70 GPa의 범위에 있는 탄성 계수를 가질 수 있다. 제2 층(208)은, 제2 층(208)에 존재하는 탄소를 최소화시키기 위해, 산소(O2), 아산화 질소(N2O), TBPO(tert-butyl peroxide), 또는 아크릴레이트 모노머들, 특히 에틸-헥실 아크릴레이트와 같은 산화제들 또는 개시제들 대 전구체 비, 및/또는 BDDA(butanediol-diacrylate)와 같은 가교제들에 의해 제어되는 높은 경도를 가질 수 있다.
[0034] 도 2a 내지 도 2e의 기판 층(202)은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖는다. 기판 층(202)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리아미드들, 폴리메타크릴 산 메틸에스테르, 시클로올레핀 폴리머, PEN(polyethylene napthalene), 및 CPI(colorless polyimides)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 기판 층(202)은 약 25 μm 내지 50 μm의 두께를 갖고, CPI 층이다. 얼룩-방지 층(210)은 올레포빅(oleophobic) 필름이다. 얼룩-방지 층(210)은 아래의 층의 표면에 공유 결합된 PFPF(perfluoropolyether)계 실란 폴리머 분자(예컨대, 다양한 클로로실란들, 옥시실란들, 플루오로에틸렌들 등)일 수 있다. 얼룩-방지 층은 습식 또는 진공-건식 코팅될 수 있다. 얼룩-방지 층(210)은 3 nm 내지 50 nm의 두께를 가질 수 있다.
[0035] 하나 이상의 접착 촉진 층들(206)은 50 nm 내지 1500 nm의 두께를 가질 수 있다. 하나 이상의 접착 촉진 층들(206)은 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있으며, 실리콘의 산화물들 및 질화물들, 실리콘 산탄화물들, 또는 실리콘 산질화물들로 구성될 수 있다. 건식 증착 프로세스에서 사용되는 전구체들은 탄소를 갖는 유기 폴리머 전구체들(액체 또는 가스), 이를테면 HMDSO, ppHMDSO, TOMCAT, HMDSN, 또는 TEOS 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 건식 증착 프로세스에서 사용되는 전구체들은, 실리콘의 다양한 탄소-혼합 산화물들 또는 질화물들을 증착시키기 위해 다양한 실리카 또는 석영을 스퍼터링하는 것을 더 포함할 수 있다.
[0036] 하나 이상의 접착 촉진 층들(206)은 또한, 습식 증착 프로세스로 증착될 수 있으며, 하나 이상의 폴리머 또는 올리고머 재료들, 이를테면 아크릴레이트, 실리콘, 또는 OCA(optically clear adhesives)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예들에서, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 하나 이상의 접착 촉진 층들(206)은 또한, 다양한 방식들(예컨대, 메이어 로드들, 슬롯 다이들, 그라비어 헤드들, 바 코터들 등)로 분배되고, UV 노출에 의해 경화되거나, 또는 열, 습기, 및/또는 압력에 민감하고 이들을 조정 또는 제어함으로써 경화될 수 있는 LOCA(liquid optically clear adhesive)로 형성될 수 있다.
[0037] 하나 이상의 접착 촉진 층들(206) 각각은 약 1.430 내지 약 1.150의 굴절률 및 약 85% 내지 약 98%의 광 투과율을 가질 수 있다. 하나 이상의 접착 촉진 층들(206) 각각은 나노-압입에 의해 측정된 바와 같이, 약 0.4 GPa 내지 약 5 GPa의 나노-압입 경도 또는 약 2.5 GPa 내지 약 70 GPa의 범위에 있는 탄성 계수를 가질 수 있다. 하나 이상의 접착 촉진 층들(206) 각각은, 존재하는 탄소를 정확히 제어하기 위해, O2, N2O, TBPO, 또는 아크릴레이트 모노머들, 특히 에틸-헥실 아크릴레이트와 같은 산화제들 또는 개시제들 대 전구체 비, 및/또는 BDDA와 같은 가교제들에 의해 제어되는 높은 경도를 가질 수 있다.
[0038] 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250) 중 하나 이상은 서로 적층될 수 있다. 예컨대, 가요성 커버 렌즈 필름(200)은 가요성 커버 렌즈 필름(220) 상에 적층될 수 있거나, 또는 가요성 커버 렌즈 필름(200)은 2개의 가요성 커버 렌즈 필름들(200)이 존재하도록 이중으로 될 수 있다. 부가적으로, 다층 하드코트(212)는 기판 층(202) 상에 1회 이상 적층될 수 있다. 하나 이상의 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250) 또는 적층된 다층 하드코트들(212)은 하나 이상의 접착제들에 의해, 이를테면 하나 이상의 OCA를 이용하여 독립적으로 접착, 본딩, 또는 이와 다른 방식으로 함께 유지될 수 있다. 하나 이상의 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250) 또는 적층된 다층 하드코트들(212)은 접착제들의 사용 없이 독립적으로 접착, 본딩, 또는 이와 다른 방식으로 함께 유지될 수 있다.
[0039] 도 3은 가요성 커버 렌즈 필름(200)의 이중 적층된 다층 하드코트로 구성된 가요성 커버 렌즈 필름(300)의 예시적인 실시예를 예시한다. 가요성 커버 렌즈 필름(300)에서, 제1 다층 하드코트(212a)는 기판 층(202) 상에 배치되고, 제2 다층 하드코트(212b)는 제1 다층 하드코트(212a) 상에 배치된다. 하나 이상의 접착 층들(306)은 제1 다층 하드코트(212a)와 제2 다층 하드코트(212b) 사이에 배치된다. 하나 이상의 접착 층들(306)은 희생 접착 층들일 수 있다. 하나 이상의 접착 층들(306)은 도 2a 내지 도 2e의 하나 이상의 접착 촉진 층들(206)일 수 있다. 제1 및 제2 다층 하드코트(212a, 212b) 둘 모두는 제1 층(204), 제1 층(204) 상에 배치된 접착 촉진 층(206), 및 접착 촉진 층(206) 상에 배치된 제2 층(208)을 포함한다. 얼룩-방지 층(210)은 제2 다층 하드코트(212b) 상에 증착될 수 있다.
[0040] (예컨대, 스크래치되거나 다른 손상을 입는 것으로 인해) 도 3의 제2 다층 하드코트(212b)와 같은 최상단 가요성 커버 렌즈 필름들을 제거 및 대체하는 것이 바람직하면, 접착 층(306)과 같은 하나 이상의 접착 층들은, 하단 커버 렌즈 필름(예컨대, 도 3의 제1 다층 하드코트(212a))으로부터 상단 커버 렌즈(예컨대, 도 3의 제2 다층 하드코트(212b))를 분리시키기 위해 선택적으로 분해, 파괴, 또는 이와 다른 방식으로 제거될 수 있다. 커버 필름들의 2개의 스택들을 본딩하는 접착제들(예컨대, 도 3의 접착 층들(306))은 미리 결정된 온도, 미리 결정된 파장 및/또는 자외선(UV) 광의 조사적량(dosage), 및/또는 미리 결정된 기계적 제거 메커니즘으로 분해될 수 있다.
[0041] 일부 예들에서, 2개의 적층된 가요성 커버 렌즈 필름들(예컨대, 도 3의 제1 및 제2 다층 하드코트(212a, 212b))을 본딩하는 희생 접착제들(예컨대, 도 3의 접착 층들(306))은 미리 결정된 온도로 분해가능할 수 있다. 예컨대, 접착제들은 약 80℃, 약 90℃, 또는 약 100℃ 내지 약 120℃의 온도로 분해가능할 수 있다. 다른 예들에서, 희생 접착제들은, 미리 결정된 파장 및/또는 미리 결정된 조사적량으로 UV 광에 노출될 때 분해가능하다. 예컨대, 접착제들은, 약 350 nm 내지 약 375 nm, 이를테면 약 365 nm의 파장을 갖는 UV 광에 노출될 때 분해가능하다. 접착제들은 약 0.5초, 약 1초, 또는 약 5초 내지 약 30초, 약 60초, 또는 약 90초의 기간 동안 접착제를 UV 광에 노출시킴으로써 분해될 수 있다.
[0042] 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)을 형성하는 방법은, 기판 층(202)을 포지셔닝시키는 단계, 및 기판 층(202) 상에 다층 하드코트(212)를 증착시키는 단계를 포함할 수 있다. 다층 하드코트(212)의 층들(204 내지 208)은 시트-투-시트 프로세싱 장비 및/또는 롤투롤 장비에서 습식 및 건식 증착 프로세스들 둘 모두, 이를테면 CVD, PVD, 대기 용액 프로세싱 방법들을 사용하여 증착될 수 있다. 더욱이, 부가적인 층들, 이를테면 부가적인 접착 촉진 층들 또는 충격 저항 층들이 가요성 커버 렌즈 필름들(200, 220, 230, 240, 250)에 존재할 수 있다는 것이 고려된다. 본 명세서에 설명된 커버 렌즈 필름들은 임의의 디스플레이 디바이스에서 사용될 수 있다.
[0043] 다층 하드코트를 형성하기 위해 습식 및 건식 증착 프로세스들을 조합하는 것은 광학적으로 투명하고, 경도가 높으며, 구부릴 수 있는 커버 렌즈 필름을 초래한다. 건식 필름들과 습식 필름들의 조합은 커버 렌즈 필름의 내마모성 속성들 및 탄성을 향상시키면서, 얼룩-방지 층이 다층 하드코트의 상단 상에 증착되게 허용한다. 다층 하드코트를 형성하기 위해 습식 및 건식 증착 프로세스들을 조합함으로써, 커버 렌즈 필름들은 개선된 탄성, 강도, 광 투과율, 마모 내성(wear resistance), 내마모성 속성들, 및 내열성을 갖는다.
[0044] 전술한 내용이 본 개시내용의 구현들에 관한 것이지만, 다른 구현 및 추가적인 구현이 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (15)
- 커버 렌즈 필름으로서,
2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖는 기판 층; 및
상기 기판 층 상에 배치된 다층 하드코트를 포함하며,
상기 다층 하드코트는, 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층, 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층, 및 접착 촉진 층을 포함하고, 상기 다층 하드코트는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 갖고, 상기 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈(haze), 및 b*<1의 황색도 인덱스(yellowness index)를 갖는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 제1 층은 상기 기판 층 상에 배치되고, 상기 접착 촉진 층은 상기 제1 층 상에 증착되고, 상기 제2 층은 상기 접착 촉진 층 상에 증착되며, 얼룩-방지 층(anti-smudge layer)은 상기 제2 층 상에 증착되는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 접착 촉진 층은 상기 기판 층 상에 증착되고, 상기 제1 층은 상기 접착 촉진 층 상에 증착되며, 상기 제2 층은 상기 제1 층 상에 증착되는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 접착 촉진 층은 상기 기판 층 상에 증착되고, 상기 제2 층은 상기 접착 촉진 층 상에 증착되며, 상기 제1 층은 상기 제2 층 상에 증착되는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 다층 하드코트는 높은 마모 내성, 및 1 미만의, 스틸 울 마모 테스트(steel wool abrasion test) 이후의 헤이즈의 변화를 가지며,
상기 다층 하드코트는 약 4H 내지 약 9H의 펜슬 경도를 갖는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 제1 층은, 우레탄 아크릴레이트 화학물(chemistry), 실리카 나노입자들이 있거나 없는 졸겔-실록산 하이브리드들, 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 제2 층은, 실리콘의 산화물들 및 질화물들, 실리콘 산탄화물들, 실리콘 산질화물들, 및 실리콘 탄화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 구비하는, 커버 렌즈 필름. - 제1항에 있어서,
상기 다층 하드코트는 제2 접착 촉진 층을 더 포함하는, 커버 렌즈 필름. - 제8항에 있어서,
상기 접착 촉진 층은 상기 기판 층 상에 증착되고, 상기 제2 층은 상기 접착 촉진 층 상에 증착되고, 상기 제2 접착 촉진 층은 상기 제2 층 상에 증착되고, 상기 제1 층은 상기 제2 접착 촉진 층 상에 증착되거나, 또는
제1 접착 촉진 층은 상기 기판 층 상에 증착되고, 상기 제1 층은 상기 제1 접착 촉진 층 상에 증착되고, 상기 제2 접착 촉진 층은 상기 제1 층 상에 증착되고, 상기 제2 층은 상기 제2 접착 촉진 층 상에 증착되는, 커버 렌즈 필름. - 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법으로서,
기판 층 상에 다층 하드코트를 증착시키는 단계를 포함하며,
상기 다층 하드코트는,
습식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제1 층;
건식 증착 프로세스를 사용하여 증착된 제2 층; 및
하나 이상의 접착 촉진 층들을 포함하는, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 제1 층은 롤투롤(roll to roll) 용액 프로세싱을 사용하여 증착되고,
상기 제2 층은, 물리 기상 증착, 화학 기상 증착, 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 및 원자 층 증착으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 프로세스를 사용하여 증착되며,
상기 제2 층은 시트-투-시트(sheet-to-sheet) 장비 또는 롤투롤 장비에서 프로세싱되는, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 기판 층은 2 μm 내지 100 μm의 두께를 갖고, 상기 다층 하드코트는 1 μm 내지 30 μm의 두께를 가지며, 상기 다층 하드코트는 88%보다 큰 총 투과율, 약 1% 이하의 헤이즈, 및 b*<1의 황색도 인덱스를 갖는, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 제1 층은, 우레탄 아크릴레이트 화학물, 실리카 나노입자들이 있거나 없는 졸겔-실록산 하이브리드들, 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하고,
상기 제2 층은, 실리콘의 산화물들 및 질화물들, 실리콘 산탄화물들, 실리콘 산질화물들, 및 실리콘 탄화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 하나 이상의 접착 촉진 층들은 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착되며,
상기 하나 이상의 접착 촉진 층들은, 실리콘의 산화물들 및 질화물들, 실리콘 산탄화물들, 및 실리콘 산질화물들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함하는, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 하나 이상의 접착 촉진 층들은 습식 증착 프로세스를 사용하여 증착되며,
상기 하나 이상의 접착 촉진 층들은, 폴리머 재료들, 올리고머 재료들, 및 광학적으로 투명한 접착제들 중 하나 이상을 포함하는, 커버 렌즈 필름을 형성하는 방법.
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