KR101976255B1 - 보호 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

보호 필름이 제공된다. 서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들 및 상기 복수의 섬유들의 표면을 감싸도록 코팅하는 코팅층을 포함하고, 상기 보호 필름의 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지될 수 있다.

Description

보호 필름 및 그 제조 방법{Protective Film and the Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 보호 필름 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 개별 섬유의 표면이 코팅되어 고 유연성 및 고 경도를 함께 제공하는 보호 필름 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
플렉서블 기기, 예를 들어 플렉서블 디스플레이는 평면 디스플레이와 달리 휘어지거나 궁극적으로는 접을 수 있는 차세대 디스플레이를 의미할 수 있다. 최근 플렉서블 디스플레이 시대가 도래하면서 고 유연성과 고 경도 특성을 모두 만족하는 보호 필름에 대한 요구가 높아지고 있다. 보호 필름은 디스플레이의 외부 표면에 마련되어, 외부의 충격으로부터 기기를 보호할 수 있도록 고 경도 특성을 보유하여야 한다. 또한 보호 필름은 디스플레이의 벤딩에 대응하여 같이 휘어질 수 있는 고 유연성 특성을 보유하여야 한다.
다시 말해, 플렉서블 디스플레이에 있어서 고 유연성과 고 경도 특성을 함께 보유한 보호 필름은 매우 중요한 설계 요건에 해당한다. 그러나 유연성과 경도라는 두 가지 특성은 서로 상반되는 물리적 특성이기 때문에 유연성 특성이 우수하면 경도가 약하고, 반대로 경도 특성이 우수하면 유연성이 부족하다는 문제가 있었다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 보호 필름(10)의 경우 모재 필름(20) 상에 고 경도 확보를 위한 하드 코팅층(30)을 별개의 층으로 형성하였으나, 이 경우 수 회의 굽힘이 가해짐에 따라 하드 코팅층(30)에 크랙(crack)이 발생하는 문제가 발생하였다. 즉 종래 기술에 따른 보호 필름은 고 유연성과 고 경도의 두 가지 특성을 모두 보유하지 못한다는 한계가 있었다.
이에 본 발명자들은 플렉서블 시대에 대응하고자 고 유연성과 고 경도의 상반된 특성을 모두 달성하는 보호 필름 및 보호 필름의 제조 방법을 발명하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고 유연성과 고 경도 특성을 모두 제공하는 보호 필름 및 보호 필름의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 고 투과도 특성을 제공하는 보호 필름 및 보호 필름의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간이한 보호 필름의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 서로 네트워크를 이루며 소정의 경도를 제공하는 복수의 섬유들 및 상기 복수의 섬유들의 표면을 감싸도록 코팅하여 상기 경도를 향상시키는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층에 의하여 향상된 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보호 필름의 경도는 7H 이상일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 섬유는 단면이 비-평면(non-planar) 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 섬유는 고분자 섬유로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층은 상기 복수의 섬유들을 개별적으로 코팅하되, 상기 복수의 섬유들의 표면을 전체적으로 코팅할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층으로 코팅된 복수의 섬유들 사이로 공극(void) 영역이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 섬유들의 표면 내부로 소정 두께 침투하여 마련되는 활성화층을 더 포함하며, 상기 코팅층은 상기 활성화층 상에 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층 및 상기 활성화층은 무기물을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층 및 상기 활성화층은 서로 동일한 무기물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법은 서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들을 제공하는 단계 및 상기 복수의 섬유들 상에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 보호 필름의 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 섬유들을 제공하는 단계 후에, 상기 복수의 섬유들 표면 내부로 소정 두께 침투하는 활성화층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 코팅 물질은 상기 활성화층 상에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 활성화층과 상기 코팅층은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들 및 상기 복수의 섬유들의 표면을 감싸도록 코팅하는 코팅층을 포함하여 이루어질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 코팅층은 복수의 섬유들을 개별적으로 코팅하고, 코팅된 복수의 섬유들 사이로는 공극(void)이 제공될 수 있다.
이로써, 코팅층이 제공됨으로써 경도 특성이 향상될 수 있고, 복수의 섬유들 사이로 공극이 제공됨으로써 유연성 특성이 향상될 수 있다. 이에 따라 일 실시 예에 따른 보호 필름의 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지될 수 있다.
본 발명의 효과는 상술된 것에 제한되지 않는다.
도 1은 종래 기술에 따른 보호 필름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 에에 따른 보호 필름의 고 경도를 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 고 유연성을 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 고 투과성을 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 섬유 표면에 형성된 코팅층을 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도 2(a)는 코팅층이 코팅된 개별 섬유를 나타내는 도면이고 도 2(b)는 도 2(a)에 도시된 섬유가 네트워크를 이루는 보호 필름을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름(100)은 복수의 섬유들(110)과 복수의 섬유들의 표면을 코팅하는 코팅층(120)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.
복수의 섬유들(110)
상기 복수의 섬유들(110)은 상기 보호 필름(100)의 기판으로서 기능할 수 있도록 소정 두께를 가지고 면 방향으로 연장한 형상을 가질 수 있다. 상기 복수의 섬유들(110)은 단면이 비-평면(non-planar) 형상 예를 들어, 둥근 형상, 타원 형상을 가지며 길이 방향으로 연장하는 구조를 가질 수 있다. 상기 복수의 섬유들(110)은 서로 두께 방향으로 복수의 섬유들이 적층됨으로써 기판으로서 기능할 수 있다.
특히 상기 복수의 섬유들(110)은 서로 네트워크를 이루며 구성될 수 있다. 상기 복수의 섬유들(110)은 서로 네트워크를 이루기 때문에 복수의 섬유들 사이에는 공극(void)이 형성될 수 있다. 상기 복수의 섬유들(110) 사이로 공극이 제공되기 때문에, 고 유연성 특성을 제공할 수 있다.
이 때, 상기 복수의 섬유들(110)은 고분자 섬유로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, Polyester 및 PET 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
코팅층(120)
상기 코팅층(120)은 상기 복수의 섬유들(110)의 표면을 감싸도록 코팅할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 코팅층(120)은 복수의 섬유들을 개별적으로 코팅하되, 복수의 섬유들의 표면을 전체적으로 덮도록 코팅할 수 있다.
상기 코팅층(120)은 상기 보호 필름(100)의 경도 특성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 코팅층(120)은 무기물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층(120)은 Al2O3, SiO2, SiNx, ZrO2, HfO2 중 적어도 하나의 무기 물질로 이루어질 수 있다.
실험 결과에 따르면, 상기 코팅층(120)이 상기 복수의 섬유들을 코팅하는 두께가 두꺼워질수록 우수한 경도 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층이 Al2O3로 이루어진 경우 상기 코팅층의 두께가 50nm, 100nm, 200nm, 300nm로 두꺼워질수록, 상기 보호 필름의 연필 경도는 3~4, 6, 7, 7으로 향상될 수 있다. 이와 달리, 상기 코팅층이 TiO2로 이루어진 경우, 상기 코팅층의 두께가 50nm, 100nm, 200nm, 500nm로 두꺼워질수록, 상기 보호 필름의 연필 경도는 3~4, 5, 6, 7으로 향상될 수 있다. 이와 달리, 상기 코팅층이 ZrO2 또는 HfO2로 이루어진 경우, 상기 코팅층의 두께가 50nm, 100nm, 200nm로 두꺼워질수록, 상기 보호 필름의 연필 경도는 3~4, 5, 6으로 향상될 수 있다.
상기 코팅층(120)이 상기 복수의 섬유들(110)의 표면을 코팅한 후에도 복수의 섬유들 사이로 공극이 여전히 제공될 수 있다. 즉, 코팅층이 복수의 섬유들 표면을 코팅한 상태에서도 공극이 제공되므로 보호 필름의 유연성이 확보될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 고 경도와 고 유연성 이라는 상반된 특성을 모두 확보할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 섬유들(110)의 표면 내부로 소정 두께 예를 들어, 수 nm 침투하여 마련되는 활성화층(activation layer, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 활성화층은 상기 복수의 섬유들(110) 표면에 상기 코팅층(120)이 잘 형성될 수 있도록 계면 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 상기 코팅층(120)을 상기 섬유의 표면 상에 직접 형성하려고 하는 경우, 코팅이 원활하지 않을 수 있으나, 상기 활성화층이 상기 섬유의 표면에 침투함으로써, 상기 섬유의 표면을 활성화시키는 경우 상기 코팅층의 코팅이 원활히 수행될 수 있다.
나아가 상기 활성화층이 상기 복수의 섬유들의 경도를 강화시키기 때문에 상기 코팅층의 두께가 낮아지더라도 우수한 경도 특성을 제공할 수 있다. 이를 위하여, 상기 활성화층도 무기물로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 활성화층은 상기 코팅층에 우수한 계면 접합력을 제공하기 위하여 상기 코팅층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 코팅층이 Al2O3로 이루어진 경우, 상기 활성화층도 Al2O3로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로 실험 결과에 따르면, Al2O3로 이루어진 코팅층이 Al2O3로 이루어진 활성화층 상에 형성되는 경우, 코팅층의 두께가 50nm, 100 nm, 200 nm, 300nm로 두꺼워질수록 보호 필름의 경도는 5, 7, 8, 8으로 활성층이 없는 경우보다 높게 나타날 수 있다. TiO2로 이루어진 코팅층이 TiO2로 이루어진 활성화층 상에 형성되는 경우, 코팅층의 두께가 50nm, 100 nm, 200 nm로 두꺼워질수록 보호 필름의 경도는 5, 6, 7으로 활성층이 없는 경우보다 높게 나타날 수 있다.
이상 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름을 설명하였다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 복수의 섬유들을 백본으로 하되, 복수의 섬유들의 개별 표면에 코팅층이 형성되도록 구성될 수 있다. 이 때, 코팅층이 형성되더라도 복수의 섬유들 사이의 공극은 유지될 수 있다. 이로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 고 유연성과 고 경도 특성을 모두 확보할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지될 수 있으며, 보호 필름의 경도 7H 이상일 수 있다. 이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법이 설명된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법은 서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들을 제공하는 단계(S110) 및 코팅층을 형성하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 나아가, 단계 S110과 단계 S130 사이에는 상기 복수의 섬유들 표면 내부로 소정 두께 침투하는 활성화층을 형성하는 단계(S120)을 더 포함할 수 있다. 단계 S130은 단계 S110 후에 바로 수행될 수도 있고 단계 S120 후에 수행될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 단계 S120 수행 후에 단계 S130이 수행되는 경우를 상정하여 설명하기로 한다. 이하 각 단계에 대하여 상술하기로 한다.
단계 S110
단계 S110에서 서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들이 제공될 수 있다. 상기 복수의 섬유들은 예를 들어, Polyester 및 PET 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 복수의 섬유들은 서로 네트워크를 이룰 수 있는 물질이면 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들은 단면이 비-평면 형상을 가질 수 있으며, 네트워크 집합체에 의하여 보호 필름의 기판으로서 기능할 수 있다.
단계 S120
단계 S120에서 상기 복수의 섬유들 표면 내부로 소정 두께 침투하는 활성화층이 형성될 수 있다.
상기 활성화층은 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, ALI(Atomic Layer Infiltration) 공정에 의하여 형성될 수 있다. 만약 활성화층이 Al2O3로 이루어지는 경우, 아래 표 1에서 설정된 공정 조건에 의하여 활성화층이 복수의 섬유들 표면 내부로 수정 두께 침투하여 형성될 수 있다. 공정 조건은 80도씨 일 수 있다.
vapor pressure(Torr) ALI sequence(s) CYCLE
TMA / H2O TMA HOLD PURGE H2O HOLD PURGE
1 5 100 100 5 100 100 20
표 1에 기재된 바와 같이, ALI 공정을 통하여 활성화층을 형성하는 경우, 50mTorr 이상 예를 들어, 1Torr의 압력에서 전구체 가스 및/또는 반응 가스가 섬유들에게 제공(Hold 구간)되기 때문에 활성화층이 섬유들 표면 내부로 침투할 수 있다. 상기 섬유들 표면 내부로 침투한 활성화층은 후 공정으로 형성되는 코팅층에게 반응 사이트를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 ALI 공정 cycle은 60 이하일 수 있다. 만약 ALI 공정 cycle이 60을 초과하는 경우 활성화층의 과도한 형성으로 인하여 보호 필름의 유연성 특성이 악화되는 문제가 발생할 수 있다.
이상 설명한 표 1의 공정 조건은 예시적인 것이며, 이와 달리 변경될 수 있음은 물론이며, 활성화층이 Al2O3 이 외의 물질로 이루어질 수 있음은 물론이다.
단계 S130
단계 S130에서 코팅층이 제공될 수 있다. 상기 코팅층은 다양한 방법 예를 들어, CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정에 의하여 수행될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 코팅층이 ALD 공정에 의하여 형성된 경우를 상정하기로 한다. 이 경우 코팅층은 활성화층이 제공하는 반응 사이트에 형성됨으로써, 코팅 효율이 향상될 수 있다. 만약 코팅층이 활성화층과 동일한 무기 물질 예를 들어 Al2O3로 형성되는 경우 코팅층 아래 표 2의 공정 조건에 의하여 형성될 수 있다.
ALD sequence(s)
CYCLE		 GROWTH PER CYCLE
(Å/cycle)
TMA PURGE H2O PURGE
1 5 1 5 1000 1
상기 ALD 공정 cycle 수를 조절함으로써, 코팅되는 코팅층의 두께가 제어될 수 있다.
특히 ALD 공정을 통하여 코팅층을 형성하는 경우, 복수의 섬유들 사이에 형성된 공극 영역에는 ALD 전구체가 결합하기 어렵기 때문에, 코팅층은 복수의 섬유들 표면에 선택적으로 증착될 수 있다. 다시 말해, 코팅층 형성 후에도 복수의 섬유들에 의한 공극 영역은 여전히 유지되므로 고 유연성 특성이 발현될 수 있다.
이상 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법을 설명하였다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 제조 방법에 따르면, ALD 공정을 통하여 섬유 표면을 코팅층으로 코팅할 수도 있고, ALI 공정을 통하여 활성화층을 섬유 표면 침투 형성한 후에 ALD 공정을 통하여 섬유 표면을 코팅층으로 형성될 수 있다. 특히 ALI 공정 및 ALD 공정은 복수의 섬유들 사이의 공극 영역을 유지시킬 수 있기 때문에 고 유연성 확보라는 설게 요건에 부합하는 공정이라 할 수 있다.
이상 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 성능적 우수성이 설명된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 에에 따른 보호 필름의 고 경도를 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다.
구체적으로 도 4(a)는 복수의 섬유들만으로 이루어진 보호 필름, 도 4(b)는 복수의 섬유들 표면을 코팅층으로 코팅한 보호 핌름 및 도 4(c)는 복수의 섬유들 표면 내부로 활성화층을 침투시키고 활성화층 상을 코팅층으로 코팅한 보호 필름의 경도를 도시한다. 특히 도 4(b)의 보호 필름의 코팅층은 ALD 공정으로 Al2O3가 증착되었으며, 두께는 200nm로 하였다. 또한 도 4(c)의 보호 필름의 활성화층은 ALI 공정으로 Al2O3가 증착되었으며, 코팅층은 ALD 공정으로 Al2O3가 두께 200nm로 증착하였다. 참고로 보호 필름들의 섬유의 재질은 폴리에스터로 하였다.
도 4(a)를 참조하면, 복수의 섬유들만으로 이루어진 보호 필름의 경도는 4H에 불과한 반면, 도 4(b)의 경우 7H의 연필 경도를 제공하고 도 4(c)의 경우 8H의 경도를 제공하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 복수의 섬유들 표면에 코팅층이 형성되는 경우, 경도가 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 코팅층을 동일한 200nm의 두께로 코팅하더라도 활성화층이 형성된 경우, 보다 높은 경도 향상을 이끌어 낼 수 있음을 확인할 수 있었다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 고 유연성을 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다. 실험을 위하여 도 4(c)에서 활용된 동일한 샘플을 준비하였다. 즉, 보호 필름의 활성화층은 ALI 공정으로 Al2O3가 증착하였으며, 코팅층은 ALD 공정으로 Al2O3가 두께 200nm로 증착하였다.
도 5를 참조하면, 곡률 반경 1mm에서 10,000회 벤딩 테스트를 수행한 후에도 8H의 높은 경도가 유지됨을 확인할 수 있었다. 이로써, 곡률 반경 1mm 이상(곡률이 더 작아지는 경우)에서도 10,000회 벤딩 테스트 후에도 경도가 유지될 수 있음을 알 수 있다. 즉 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고 경도를 제공할 수 있으며, 고 경도에서도 고 유연성 특성이 우수하게 재현될 수 있음을 확인할 수 있었다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름의 고 투과성을 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다. 도 6의 투과성 실험을 위하여 도 5에서와 동일한 샘플을 준비하였다.
도 6에 도시된 바와 같이, 섬유로 이루어진 백본이 코팅된 경우에도 가시광 영역 80% 이상의 고 투과 특성을 유지함을 확인할 수 있었다. 코팅층을 이루는 무기 물질 예를 들어, Al2O3가 가시광을 흡수하지 않기 때문에 고 투과도 특성이 제공될 수 있으며, 만약 코팅층의 두께가 더 두꺼워지더라도 고 투과도 특성은 유지될 것으로 해석된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 섬유 표면에 형성된 코팅층을 설명하기 위한 실험 결과를 도시한다. 도 7의 a1, a2, a3 및 도 8의 a1, a2는 복수의 섬유들만으로 이루어진 보호 필름의 SEM 사진을 도시하고, 도 7의 a1, a2, a3 및 도 8의 a1, a2는 ALI 공정으로 Al2O3로 이루어진 활성화층을 섬유에 침투시키고, 침투된 활성화층 상에 ALD 공정으로 Al2O3로 이루어진 코팅층이 형성된 보호 필름의 SEM 사진을 도시한다.
활성화층과 코팅층이 형성되지 않은 보호 필름의 SEM 사진(도 7의 a1, a2, a3 도시), 활성화층 및 코팅층이 형성된 보호 필름의 SEM 사진(도 7의 b1, b2, b3 도시)을 대비하면, 활성화층 및 코팅층이 형성된 경우에도 섬유들 사이의 공극이 유지되고 있음을 확인할 수 있었다. 이로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 고 유연성 특성을 보유할 수 있다.
활성화층과 코팅층이 형성되지 않은 보호 필름의 파단면(도 8의 a1, a2 도시)과 활성화층과 코팅층이 형성된 보호 필름의 파단면(도 8의 b1, b2도시)을 대비하면, 개별 섬유가 코팅된 것을 확인할 수 있으며, 이웃하는 섬유들이 서로 연결됨을 확인할 수 있었다. 이로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호 필름은 고 경도 특성을 보유할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 보호 필름
110: 섬유
120: 코팅층

Claims (12)

  1. 보호 필름에 있어서, 상기 보호 필름은:
    서로 네트워크를 이루며 소정의 경도를 제공하는 복수의 섬유들; 및
    상기 복수의 섬유들의 표면을 감싸도록 코팅하여 상기 경도를 향상시키는 코팅층;을 포함하고,
    상기 코팅층에 의하여 향상된 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지되되,
    상기 복수의 섬유들의 표면 내부로 수 nm 침투하여 마련되는 활성화층을 더 포함하며,
    상기 코팅층은 상기 활성화층 상에 마련되는 보호 필름.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보호 필름의 경도는 7H 이상인 보호 필름.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 섬유는 단면이 비-평면(non-planar) 형상을 가지는 보호 필름.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 섬유는 고분자 섬유로 이루어진 보호 필름.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 복수의 섬유들을 개별적으로 코팅하되, 상기 복수의 섬유들의 표면을 전체적으로 코팅하는 보호 필름.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층으로 코팅된 복수의 섬유들 사이로 공극(void) 영역이 제공되는 보호 필름.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층 및 상기 활성화층은 무기물을 포함하는 보호 필름.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 코팅층 및 상기 활성화층은 서로 동일한 무기물을 포함하는 보호 필름.
  10. 보호 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 보호 필름의 제조 방법은:
    서로 네트워크를 이루는 복수의 섬유들을 제공하는 단계;
    상기 복수의 섬유들을 제공하는 단계 후에, 상기 복수의 섬유들 표면 내부로 수 nm 침투하는 활성화층을 형성하는 단계; 및
    상기 활성화층 상에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 보호 필름의 경도는 곡률 반경 1mm 이상에서 10,000회 굽힘 후에도 유지되는 보호 필름의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 활성화층을 형성하는 단계는,
    전구체 가스 제공 단계, 제1 퍼지 단계, 반응 가스 제공 단계 및 제2 퍼지 단계를 포함하되, 상기 전구체 가스 제공 단계 및 상기 제1 퍼지 단계 사이에 소정의 압력을 유지하는 홀드 단계를 더 포함하는, 보호 필름의 제조 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 활성화층과 상기 코팅층은 서로 동일한 물질로 이루어진 보호 필름의 제조 방법.
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