KR102262695B1

KR102262695B1 - 폴더블 백플레이트, 폴더블 백플레이트의 제조방법 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102262695B1
Application number: KR1020180145357A
Authority: KR
Inventors: 송희; 박현규; 김현철
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2021-06-08
Also published as: JP2021521034A; KR20200059963A; CN112041162A; WO2020105923A1; CN112041162B; JP7103710B2; US11594156B2; US20210065591A1

Abstract

본 출원은 폴더블 백플레이트, 폴더블 백플레이트의 제조방법 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

폴더블 백플레이트, 폴더블 백플레이트의 제조방법 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치{FOLDABLE BACKPLATE, MANUFACTURING METHOD OF FOLDABLE BACKPLATE AND FOLDABLE DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

최근 디스플레이 관련 기술의 발달과 함께, 접거나, 롤(Roll) 형상으로 말거나, 고무줄처럼 늘리는 등, 사용 단계에서 변형 가능한 디스플레이 장치들이 연구 및 개발되고 있다. 이들 디스플레이는 다양한 형태로 변형 가능하기 때문에, 사용 단계에서의 디스플레이의 대형화 요구와 휴대를 위한 디스플레이의 소형화의 요구를 모두 만족시킬 수 있다.

변형 가능한 디스플레이 장치는 미리 설정된 형태로 변형될 수 있을 뿐 아니라, 사용자의 요구에 상응하여 또는 디스플레이 장치가 사용되는 상황의 필요에 맞추어 다양한 형태로 변형될 수 있다. 따라서, 디스플레이의 변형된 형태를 인식하고, 인식한 형태에 대응하여 디스플레이 장치를 제어할 필요가 있다.

한편, 변형 가능한 디스플레이 장치는 변형에 따라 디스플레이 장치의 각 구성이 손상될 문제가 있기 때문에, 이러한 디스플레이 장치의 각 구성들은 폴딩(Folding) 신뢰성 및 안정성을 만족해야 한다.

특히 최근에는 디스플레이의 박막화를 위하여 플렉서블(Flexible) 기판이 주로 사용되고 있으며, 플렉서블 기판이 사용된 표시 패널은 너무 얇기 때문에, 표시패널을 지지할 수 있는 백플레이트를 플렉서블 기판 하부에 부착하여 사용하고 있다.

폴더블 디스플레이는 접고 펼치는 동작이 수반되기 때문에 폴더블 디스플레이의 기판 하부에 동작의 가이드라인이 되는 지지체를 부착하는 과정이 필수적이다. 기존 디스플레이용 백플레이트의 경우 기재의 단면에 점착제가 코팅되어 있어서, 하부에 가이드라인이 되는 지지체를 부착하기 위하여 추가로 점착제 또는 접착제를 형성하는 과정이 필요하다.

따라서, 폴더블 디스플레이에 사용되며 백플레이트에 지지체를 부착하는 공정이 간편하고 저렴한 폴더블 백플레이트의 연구가 진행되고 있다.

일본 특허 공개 제2006-299283호

본 출원은 폴더블 백플레이트, 폴더블 백플레이트의 제조방법 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 폴리이미드(PI, Polyimide) 기재; 상기 폴리이미드 기재의 일면에 구비된 제1 점착층; 상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 점착층을 포함하는 폴더블 백플레이트로, 상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 저장탄성률(G1)이 하기 식 1을 만족하고, 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상이고, 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

[식 1]

1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa

또 다른 일 실시상태는 폴리이미드(PI, Polyimide) 기재; 상기 폴리이미드 기재의 일면에 구비된 제1 점착층; 상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 점착층; 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 구비된 제1 이형필름; 및 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 이형필름을 포함하는 폴더블 백플레이트로, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하이고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮은 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태는 폴리이미드(PI, Polyimide) 기재를 준비하는 단계; 상기 폴리이미드 기재의 일면에 제1 점착층을 코팅하는 단계; 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 제1 이형필름을 라미네이션(lamination)하는 단계; 제2 이형 필름을 준비하는 단계; 상기 제2 이형 필름의 일면에 제2 점착층을 코팅하는 단계; 및 상기 제2 점착층의 상기 제2 이형 필름이 접하는 면의 반대면을 상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 형성된 면의 반대면에 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하는 폴더블 백플레이트의 제조방법으로, 상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 저장탄성률(G1)이 하기 식 1을 만족하고, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하이고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮은 것인 폴더블 백플레이트의 제조방법을 제공한다.

[식 1]

1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa

마지막으로, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 본 출원에 따른 폴더블 백플레이트를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

본 출원의 일 실시상태에 따른 폴더블 백플레이트는 백플레이트 기재의 양면에 제1 점착층 및 제2 점착층을 동시에 가져 백플레이트를 플렉서블 기판의 표시 패널상에 접착시킴과 동시에 추가의 접착제 또는 점착제 형성 공정 없이 반대면에 지지체를 부착할 수 있는 특징을 갖는다.

또한 본 출원에 따른 폴더블 백플레이트는 제1 점착층 및 제2 점착층에 각각 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 구비하고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮게 형성되어 백플레이트 기재를 플렉서블 기판의 표시 패널에 접착시킬 때, 제1 이형필름을 제거하여도 제2 이형필름의 들뜸현상이 발생하지 않으며, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하의 값을 가져 백플레이트 기재에 지지체를 부착하기 위하여 제2 이형필름 제거시에도 표시 패널의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 백플레이트의 제조 방법은 백플레이트 기재에 제1 점착층을 직코팅 후 제1 이형필름을 라미네이션하여 공정 단계를 감소시킬 수 있고, 필름의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 직코팅 방싱을 사용하여 백플레이트 기재와의 밀착성 또한 증가시킬 수 있는 특징을 갖게 된다.

도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 폴더블 백플레이트의 적층 구조를 나타낸 도이다.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

[식 1]

1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa

본 출원의 일 실시상태에 따른 폴더블 백플레이트는 백플레이트 기재의 양면에 제1 점착층 및 제2 점착층을 동시에 가져 백플레이트를 플렉서블 기판의 표시 패널상에 접착시킴과 동시에 추가의 접착제 또는 점착제 형성 공정 없이 반대면에 지지체를 부착할 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상, 바람직하게는 550gf/inch 이상, 더욱 바람직하게는 700gf/inch 이상일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 2500gf/inch 이하, 바람직하게는 2300gf/inch 이하, 더욱 바람직하게는 2000gf/inch 이하일 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상, 바람직하게는 550gf/inch 이상, 더욱 바람직하게는 700gf/inch 이상일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 2500gf/inch 이하, 바람직하게는 2300gf/inch 이하, 더욱 바람직하게는 2000gf/inch 이하일 수 있다.

상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력은 180° 각도 및 2400mm/분의 박리속도로 텍스춰 어넬라이져 (Texture analyzer (Stable Micro Systems 사)를 이용하여 측정하였고, 본 발명에 의해 제조된 폴더블 백플레이트를 23℃에서 각각 측정한 값이다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 G1은 1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa이며, 바람직하게는 1.5 GPa≤ G1 ≤ 4 GPa, 더욱 바람직하게는 2 GPa≤ G1 ≤ 4 GPa일 수 있다.

본 출원에 따른 폴리이미드 기재가 상기 G1의 범위를 만족함에 따라 추후 폴더블 디스플레이의 백플레이트에 적용되는 경우, 수 회 folding을 반복하여도 신뢰성이 유지되며, folding시 발생하는 스트레스(stress) 값을 최소화하고, 표시 패널을 지지할 수 있을 정도의 경도를 만족할 수 있는 특징을 갖는다.

본 출원의 일 실시상태는 폴리이미드(PI, Polyimide) 기재; 상기 폴리이미드 기재의 일면에 구비된 제1 점착층; 상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 점착층; 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 구비된 제1 이형필름; 및 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 이형필름을 포함하는 폴더블 백플레이트로, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하이고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮은 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또한 본 출원에 따른 폴더블 백플레이트는 제1 점착층 및 제2 점착층에 각각 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 구비하고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮게 형성되어 백플레이트 기재를 플렉서블 기판의 표시 패널에 접착시킬 때, 제1 이형필름을 제거하여도 제2 이형필름의 들뜸 현상이 발생하지 않으며, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하의 값을 가져 백플레이트 기재에 지지체를 부착하기 위하여 제2 이형필름 제거시에도 표시 패널의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.

도 1은 본 출원에 따른 폴더블 백플레이트의 적층 구조를 나타낸 것으로, 구체적으로 폴리이미드(PI, Polyimide) 기재(103)의 양면에 제1 점착층(102) 및 제2 점착층(104)가 각각 구비되고, 제1 점착층의 일면에 제1 이형필름(101) 및 제2 점착층의 일면에 제2 이형필름(105)이 구비되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 폴더블 백플레이트가 추후 폴더블 디스플레이 장치에 적용되는 경우, 상기 제1 이형필름(101) 및 상기 제2 이형필름(105)은 제거될 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 파단 신장율(elongation at break)이 20% 이상 200% 이하인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 파단 신장율(elongation at break)이 20% 이상 200% 이하, 바람직하게는 40% 이상 180% 이하, 더욱 바람직하게는 70% 이상 150% 이하일 수 있다.

상기 폴리이미드 기재의 파단 신장율은 폴리이미드 기재의 초기 길이를 L1, 이를 연신에 의해 파단이 발생하는 길이를 L2라고 하는 경우 (L2-L1)/L1*100(%)를 의미한다.

상기 저장 탄성율 및 파단 신장율의 측정은 KS M ISO527의 방법으로 측정하기 위하여 Zwick 사의 UTM을 사용하였다. 측정하고자 하는 필름을 가로 5mm, 세로 60mm 이상으로 자른 후 그립 간의 간격은 40mm로 설정하여 20mm/min의 속도로 샘플 필름을 당기면서 측정되는 값으로 각각 측정할 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 200℃에서의 열 수축률이 0.1% 이하인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 200℃에서의 열 수축률이 0.1% 이하, 바람직하게는 0.09% 이하, 더욱 바람직하게는 0.08% 이하일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 200℃에서의 열 수축률이 0.03% 이상일 수 있다.

상기 열수축률은 상기 폴리이미드 기재에 열을 가하는 경우, 최대 수축력을 가지는 방향으로 수축하는 정도를 의미하는 것으로, 폴리이미드 기재의 초기 길이를 M1, 200℃에서 2시간 가열한 후의 수축방향으로 수축된 길이를 M2라고 하는 경우 (M1-M2)/M1*100의 값을 의미한다.

상기 폴리이미드 기재가 상기 범위의 열수축력을 가짐에 따라, 백플레이트 코팅 공정에서 열을 가하여도 수축력이 낮아, 변형이 일어나지 않는 특징을 갖게 된다.

본 출원에 따른 폴더블 백플레이트의 경우, 상기 조건을 만족하는 폴리이미드 기재를 사용함에 따라, 폴더블 디스플레이를 접고 펼치는 동작이 반복되는 경우에도 백플레이트에 소성 변형(plastic deformation)이 발생하지 않아 내구성이 우수하며, folding시 발생한 strain을 defolding시 영구 변형 없이 복원할 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 -30℃에서의 저장탄성률은 G2이고, 상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 60℃에서의 저장탄성률은 G3이며, 상기 G2 및 G3은 하기 식 2 및 식 3을 만족하는 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

[식 2]

1 x 10⁴Pa≤ G2 ≤ 1 x 10⁶ Pa

[식 3]

1 x 10⁴Pa ≤ G3 ≤ 1 x 10⁶ Pa

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 G2는 1 x 10⁴Pa≤ G2 ≤ 1 x 10⁶ Pa이며, 바람직하게는 1 x 10⁵Pa≤ G2 ≤ 1 x 10⁶ Pa일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1 x 10⁵Pa≤ G2 ≤ 9 x 10⁵ Pa일 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 G3은 1 x 10⁴Pa ≤ G3 ≤ 1 x 10⁶ Pa이며, 바람직하게는 1 x 10⁴Pa ≤ G3 ≤ 1 x 10⁵ Pa, 더욱 바람직하게는 1 x 10⁴Pa ≤ G3 ≤ 8 x 10⁴ Pa일 수 있다.

상기 G2 및 G3이 상기 범위를 만족함에 따라, 폴딩(folding)시 걸리는 스트레스를 최소화 할 수 있으며, 동시에 재단 공정이나 보관 과정에서 이물질이나 흡출(bleed out)을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 각각의 면의 23℃에서 2시간 방치 후의 초기 점착력(gf/inch)은 A1이고, 60℃/습도 90%에서의 20일 방치 후의 후기 점착력(gf/inch)은 A2이며, 상기 A1 및 A2는 하기 식 4를 만족하는 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

[식 4]

A1 x 0.8 ≤ A2

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1은 500 gf/inch 이상 2000 gf/inch 이하, 바람직하게는 600 gf/inch 이상 1800 gf/inch 이하, 더욱 바람직하게는 800 gf/inch 이상 1500 gf/inch 이하일 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 A2는 400 gf/inch 이상 2500 gf/inch 이하, 바람직하게는 500 gf/inch 이상 2000 gf/inch 이하, 더욱 바람직하게는 650 gf/inch 이상 1800 gf/inch 이하일 수 있다.

본 출원에 따른 제1 점착층 및 제2 점착층은 A1 및 A2가 상기 범위를 가짐에 따라 고온 및 고습 조건에서도 백플레이트 기재에 대한 점착력이 일정하게 유지되어 들뜸 및 기포 발생이 일어나지 않는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 제2 점착층은 아크릴계 점착층, 고무계 점착층 및 실리콘계 점착층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 사용할 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 제2 점착층은 아크릴계 점착층을 사용할 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 12gf/inch 이하인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 12gf/inch 이하, 바람직하게는 11gf/inch 이하, 더욱 바람직하게는 10 gf/inch 이하일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 3gf/inch 이상, 바람직하게는 4gf/inch 이상, 더욱 바람직하게는 5 gf/inch 이상일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 6gf/in 이상, 15gf/inch 이하일 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하, 바람직하게는 19gf/inch 이하, 더욱 바람직하게는 18gf/inch 이하일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 10gf/inch 이상, 바람직하게는 11gf/inch 이상, 더욱 바람직하게는 12 gf/inch 이상일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 13gf/in 이상, 18gf/inch 이하일 수 있다.

상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력 및 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 180° 각도 및 2400mm/분의 박리속도로 텍스춰 어넬라이져 (Texture analyzer (Stable Micro Systems 사)를 이용하여 측정하였고, 본 발명에 의해 제조된 폴더블 백플레이트를 23℃에서 각각 측정한 값이다.

본 출원에 따른 폴더블 백플레이트는 제1 점착층 및 제2 점착층에 각각 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 구비하고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮게 형성되어 백플레이트 기재를 플렉서블 기판의 표시 패널에 접착시킬 때, 제1 이형필름을 제거하여도 제2 이형필름의 들뜸 현상이 발생하지 않으며, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 상기 범위를 가져 백플레이트 기재에 지지체를 부착하기 위하여 제2 이형필름 제거시에도 표시 패널의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.

즉 본 출원에 따른 폴더블 백플레이트는 백플레이트 기재의 양면에 점착제층을 가져 표시 패널 및 지지체에 접합시 추가의 공정이 필요하지 않으며, 각각의 점착제층에 대한 이형필름의 박리력이 중박리 및 경박리 형태를 가져, 백플레이트 접착시 표시 패널 및 백플레이트 기재의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.

상기 제1 및 제2 이형 필름은 두께가 매우 얇은 제1 및 제2 점착층을 보호하기 위한 층으로서, 제1 및 제2 점착층의 일면에 부착하는 투명층을 말하는 것이며, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용할 수 있다. 예를들면, 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)와 같은 아세테이트계, 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 시클로 올레핀계, 폴리우레탄계, 실리콘계 및 아크릴계 수지 필름 등을 사용 할 수 있으나, 시판되는 실리콘계 이형필름이라면 이에 한정되지 않는다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름은 표시 패널 하부 부착시 정전기에 의한 표시 패널의 손상을 방지하기 위하여 대전 방치 처리를 추가로 포함할 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름의 표면저항은 500V 이하의 조건에서 10¹⁰Ω/sq 이하인 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름의 표면저항은 500V 이하의 조건에서 10¹⁰Ω/sq 이하, 바람직하게는 3 x 10⁹Ω/sq 이하, 더욱 바람직하게는 1 x 10⁹Ω/sq 이하일 수 있다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름의 표면저항은 500V 이하의 조건에서 10⁷Ω/sq 이상일 수 있다.

상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름의 표면저항은 시험편 PET 배면 위에 동심원 전극을 이용하여 측정할 수 있으며, MCT-HT800(미츠비시 社)의 인가전압 500V, 인가 시간 10초 간 25℃, 55RH%로 측정할 수 있다.

상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름은 대전 방치 처리로 인하여 상기 범위의 표면저항 값을 가지며, 추후 제1 이형필름 박리 후, 표시 패널의 하부에 부착 시 정전기에 의한 표시 패널의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 두께는 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 두께는 20 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하, 바람직하게는 30 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 40 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하일 수 있다.

상기 폴리이미드 기재가 상기 두께 범위를 가짐으로써, 추후 폴더블 디스플레이의 백플레이트로 사용되는 경우 지지체로서의 역할이 우수하며, 롤 코팅 시 핸들링의 문제가 발생하지 않고, 곡률반경의 편차가 적합하여 폴딩(folding)시 스트레스(stress) 값이 최소화될 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 제2 점착층의 각각의 두께는 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 제2 점착층의 각각의 두께는 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 15 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다.

상기 제1 점착층 및 제2 점착층이 상기 두께 범위를 만족하는 경우, 폴딩(folding)시 스트레스(stress)가 최소화 되어, 두께 대비 변형을 최소화할 수 있으며, 상기 두께 범위를 만족하는 경우, 곡률반경의 편차가 적합하여 폴딩(folding)시 최외각부 필름에 걸리는 스트레스(stress) 값이 최소화될 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름의 각각의 두께는 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것인 폴더블 백플레이트를 제공한다.

또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름의 각각의 두께는 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하, 바람직하게는 15 ㎛ 이상 125 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 25 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하일 수 있다.

상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름의 두께가 상기 범위를 가짐으로써, 롤 코팅시 핸들링이 우수한 장점을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 폴리이미드(PI, Polyimide) 기재를 준비하는 단계; 상기 폴리이미드 기재의 일면에 제1 점착층을 코팅하는 단계; 상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 제1 이형필름을 라미네이션(lamination)하는 단계; 제2 이형 필름을 준비하는 단계; 상기 제2 이형 필름의 일면에 제2 점착층을 코팅하는 단계; 및 상기 제2 점착층의 상기 제2 이형 필름이 접하는 면의 반대면을 상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 형성된 면의 반대면에 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하는 폴더블 백플레이트의 제조방법으로, 상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 저장탄성률(G1)이 하기 식 1을 만족하고, 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하이고, 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮은 것인 폴더블 백플레이트의 제조방법을 제공한다.

[식 1]

1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa

상기 폴더블 백플레이트에 포함되는 각 층에 대한 설명은 상기 언급한 바와 동일하다.

본 발명에 따른 폴더블 백플레이트의 제조 방법은 백플레이트 기재에 제1 점착층을 직코팅 후 제1 이형필름을 라미네이션하여 공정 단계를 감소시킬 수 있고, 필름의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 직코팅 방싱을 사용하여 백플레이트 기재와의 밀착성 또한 증가시킬 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층을 코팅하는 단계는 직코팅인 것인 폴더블 백플레이트의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 폴더블 백플레이트의 제조방법은 직코팅 방식을 이용함에 따라, 제1 이형필름 및 제2 이형필름의 이형력을 용이하게 변경할 수 있으며, 이에 따라 제조된 폴더블 백플레이트의 경우 상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮게 형성할 수 있는 특징을 갖게 된다.

본 출원에 따른 폴더블 백플레이트에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름을 제거 한 후, 한쪽 면은 폴더블 디스플레이의 표시 패널에 부착할 수 있으며, 다른 한쪽 면은 백플레이트의 지지체에 부착하여 사용할 수 있다.

상기 지지체는 폴더블 디스플레이의 폴딩(folding)의 가이드가 될 수 있고, 접힐 수 있는 지지체면 제한 없이 사용할 수 있으며, 플라스틱, 금속, 경도가 높은 필름 등 필요에 따라 시판되는 물질을 제한 없이 사용할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

< 제조예 >

< 폴더블 백플레이트의 제조>

1. 제1 공중합체의 제조

질소가스가 환류되고 온도 조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L 반응기에 에틸헥실 아크릴레이트(Ethylhexyl acrylate, EHA) 및 아크릴산(Acrylic acid, AA)로 구성되는 단량체 혼합물을 투입 후 용매로 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, EAc)을 투입하였다. 그 다음, 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 약 1시간 동안 퍼징 (purging)한 후, 반응기 온도를 62℃로 유지하였다. 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트 (AIBN) 400 ppm 및 연쇄 이동제로 n-도데실머캡탄(n-dodecylmercaptan, n-DDM) 400 ppm을 투입하고, 혼합물을 반응시켰다. 반응 후에 EAc를 희석하여 중량 평균 분자량이 200만인 공중합체를 제조하였다.

2. 제2 공중합체의 제조

질소가스가 환류되고 온도 조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L 반응기에 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, EHA) 및 아크릴산(Acrylic acid, AA)로 구성되는 단량체 혼합물을 투입 후 용매로 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, EAc)을 투입하였다. 그 다음, 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 약 1시간 동안 퍼징 (purging)한 후, 반응기 온도를 62℃로 유지하였다. 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트 (AIBN) 400 ppm 및 연쇄 이동제로 n-도데실머캡탄(n-dodecylmercaptan, n-DDM) 400 ppm을 투입하고, 혼합물을 반응시켰다. 반응 후에 EAc를 희석하여 중량 평균 분자량이 200만인 공중합체를 제조하였다.

3. 점착층 -1의 제조

상기와 같이 제조된 제1 공중합체 100 g에 에폭시계 가교제를 첨가하여 에틸아세테이트 용액에 18 중량%로 희석하여 투입한 후 균일하게 혼합하였다. 상기 조성을 설계하여 중합된 점착제 조성물을 코팅에 적당한 점도(500 ~ 1500cp)를 갖도록 고형분을 조절하기 위한 용제로 희석 후, mechanical stirrir를 이용해 15분 이상 혼합(mixing) 하였다. 상온에서 방치하여 혼합 중 발생한 기포를 제거하여 applicater를 이용해 도막을 형성한 후, mathis oven 을 이용해 140℃, 3 분 건조하여 점착층-1을 제조하였다.

4. 점착층 -2의 제조

상기와 같이 제조된 제2 공중합체 100 g에 에폭시계 가교제를 첨가하여 에틸아세테이트 용액에 18 중량%로 희석하여 투입한 후 균일하게 혼합하였다. 상기 조성을 설계하여 중합된 점착제 조성물을 코팅에 적당한 점도(500 ~ 1500cp)를 갖도록 고형분을 조절하기 위한 용제로 희석 후, mechanical stirrir를 이용해 15분 이상 혼합(mixing) 하였다. 상온에서 방치하여 혼합 중 발생한 기포를 제거하여 applicater를 이용해 도막을 형성한 후, mathis oven 을 이용해 140℃, 3 분 건조하여 점착층-2를 제조하였다.

5. 폴더블 백플레이트의 제조

1) 실시예 1 내지 3 및 비교예 1

하기 표 1에 기재된 물성을 갖는 백플레이트 일면에 상기에서 제조된 점착층-1을 코팅하고, 상기 점착층-1의 상기 백플레이트 기재와 접하는 면의 반대면에 하기 표 1의 경박리 이형 필름을 라미네이션(lamination)하였다.

그 후, 하기 표 1에 기재된 중박리 이형 필름을 준비한 후, 상기 중박리 이형 필름상에 상기에서 제조된 점착층-1을 코팅하고, 상기 점착층-1의 상기 중박리 이형 필름이 접하는 면의 반대면과 상기에서 제조된 백플레이트 기재의 상기 점착층-1이 형성된 면의 반대면을 라미네이션(lamination)하여, 3layer(점착층/백플레이트/점착층) 구조의 폴더블 백플레이트를 제조하였다.

2) 비교예 2의 제조

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 폴더블 백플레이트의 제조 방법에 있어, 점착층-1 대신 점착층-2를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 폴더블 백플레이트의 제조와 동일한 방법으로 제조하여, 3layer(점착층/백플레이트/점착층) 구조의 폴더블 백플레이트를 제조하였다.

			실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
	폴더블 백플레이트 구성		3 layer 25/50/25 ㎛	3 layer 25/50/25 ㎛	3 layer 25/50/25 ㎛	3 layer 25/50/25 ㎛	3 layer 25/50/25 ㎛
점착제	저장탄성률 (G', Pa) @-30℃		5.4x10⁵	5.4x10⁵	5.4x10⁵	5.4x10⁵	5.8x10⁵
	저장탄성률 (G', Pa) @60℃		3 x10⁴	3 x10⁴	3 x10⁴	3 x10⁴	5.1x10⁴
	Tensile Stress Relaxation (DMA) 온도: -20℃ Strain : 12% 시간 : 변형 10분	Initial Stress	12941	12941	12941	12941	17810
		Final Stress	6682	6682	6682	6682	13066
		Stress Drop (%)	48.4	48.4	48.4	48.4	26.6
	PI 접착력 (gf/in, 2.4mpm)	초기	1167	1167	1167	1167	363.5
		80℃20days	1316	1316	1316	1316	617.6
		60℃20days	1326	1326	1326	1326	609.2
백플레이트 기재	저장탄성률 (E', GPa) @20℃		2.6	3.2	3.5	6.2	2.6
	파단신율 (%) @20℃		116	110	74	71	116
	열 수축률 (%)200 º2hr IPC-TM-650 2.2.4 Method A		0.04	0.08	0.04	0.02	0.04
이형필름	경박리 이형 박리력 (gf/in, 2.4mpm)		7	7	7	7	5
이형필름	중박리 이형 박리력 (gf/in, 2.4mpm)		14	14	14	14	9
Static folding (60℃90% RH, 2.5R, 20 days)			OK	OK	OK	OK	N.G
Dynamic folding(25℃2.5R, 10만회)			OK	OK	OK	N.G	N.G
Folding TEST 후 waviness			OK	OK	OK	N.G	OK

상기 표 1에서 folding 테스트에서 OK는 상기 표 1의 조건으로 FOLDING 테스트 진행시 백플레이트 기재와 제1 및 제2 점착제층 사이에 들뜸이 발생하지 않음을 의미하며, N.G은 상기 표 1의 조건으로 FOLDING 테스트 진행시 백플레이트 기재와 제1 및 제2 점착제층 사이에 들뜸이 발생함을 의미한다. 상기 표 1에서 알 수 있듯, 본원의 실시예 1 내지 3의 경우, 제1 점착층 및 제2 점착층이 특정의 점착력 범위를 만족하며, 또한 백플레이트 기재가 식 1의 범위를 만족함에 따라, 수 회 folding을 반복하여도 신뢰성이 유지되며, folding시 발생하는 스트레스(stress) 값을 최소화하고, 표시 패널을 지지할 수 있을 정도의 경도를 만족할 수 있는 특징을 갖게 됨을 확인할 수 있었다.

상기 표 1에서 비교예 1은 본원 실시예 1 내지 3과 동일한 종류의 점착제를 사용하였으나, 백플레이트 기재로 식 1의 범위(저장 탄성률)를 벗어나는 경우이고, 상기 비교예 2의 경우 백플레이트 기재는 본원 실시예 1 내지 3과 동일한 종류를 사용하였으나, 점착제의 종류가 달라, 점착력의 범위를 벗어나는 경우이다. 상기 비교예 1 및 비교에 2에서 확인할 수 있듯, 본원 발명의 실시예 1 내지 3보다 folding test 결과값이 좋지 않음을 확인할 수 있었다.

더욱이, 본원의 폴더블 백플레이트는 백플레이트 기재의 양면에 상기와 같이 제1 점착층 및 제2 점착층을 동시에 가져 백플레이트를 플렉서블 기판의 표시 패널상에 접착시킴과 동시에 추가의 접착제 또는 점착제 형성 공정 없이 반대면에 지지체를 부착할 수 있는 특징을 갖게 됨을 확인할 수 있었다.

101: 제1 이형필름
102: 제1 점착층
103: 폴리이미드 기재
104: 제2 점착층
105: 제2 이형필름

Claims

폴리이미드(PI, Polyimide) 기재;
상기 폴리이미드 기재의 일면에 구비된 제1 점착층;
상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 점착층을 포함하는 폴더블 백플레이트로,
상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 저장탄성률(G1)이 하기 식 1을 만족하고,
상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 -30℃에서의 저장탄성률은 G2이고,
상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 60℃에서의 저장탄성률은 G3이며,
상기 G2 및 G3은 하기 식 2 및 식 3을 만족하며,
상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상이고,
상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면을 폴리이미드(PI, Polyimide)에 대하여 접합 후의 23℃에서 2시간 방치 후의 점착력이 500gf/inch 이상인 폴더블 백플레이트:
[식 1]
1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa
[식 2]
1 x 10⁴Pa≤ G2 ≤ 1 x 10⁶ Pa
[식 3]
1 x 10⁴Pa ≤ G3 ≤ 1 x 10⁶ Pa
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 각각의 면의 23℃에서 2시간 방치 후의 초기 점착력(gf/inch)은 A1이고, 60℃/습도 90%에서의 20일 방치 후의 후기 점착력(gf/inch)은 A2이며,
상기 A1 및 A2는 하기 식 4를 만족하는 것인 폴더블 백플레이트:
[식 4]
A1 x 0.8 ≤ A2
청구항 1에 있어서,
상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 파단 신장율(elongation at break)이 20% 이상 200% 이하인 폴더블 백플레이트.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리이미드 기재의 200℃에서의 열 수축률이 0.1% 이하인 폴더블 백플레이트.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리이미드 기재의 두께는 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것인 폴더블 백플레이트.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 점착층 및 제2 점착층의 각각의 두께는 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것인 폴더블 백플레이트.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 구비된 제1 이형필름; 및
상기 제2 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 구비된 제2 이형필름을 더 포함하는 폴더블 백플레이트로,
상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하이고,
상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력보다 낮은 것인 폴더블 백플레이트.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 15gf/inch 이하인 폴더블 백플레이트.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름의 각각의 두께는 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것인 폴더블 백플레이트.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름은 실리콘계인 것인 폴더블 백플레이트.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름의 표면저항은 500V 이하의 조건에서 10¹⁰Ω/sq 이하인 것인 폴더블 백플레이트.
폴리이미드(PI, Polyimide) 기재를 준비하는 단계;
상기 폴리이미드 기재의 일면에 제1 점착층을 코팅하는 단계;
상기 제1 점착층의 상기 폴리이미드 기재와 접하는 면의 반대면에 제1 이형필름을 라미네이션(lamination)하는 단계;
제2 이형 필름을 준비하는 단계;
상기 제2 이형 필름의 일면에 제2 점착층을 코팅하는 단계; 및
상기 제2 점착층의 상기 제2 이형 필름이 접하는 면의 반대면을 상기 폴리이미드 기재의 상기 제1 점착층이 형성된 면의 반대면에 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하는 폴더블 백플레이트의 제조방법으로,
상기 폴리이미드 기재의 20℃에서의 저장탄성률(G1)이 하기 식 1을 만족하고,
상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 -30℃에서의 저장탄성률은 G2이고,
상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층의 60℃에서의 저장탄성률은 G3이며,
상기 G2 및 G3은 하기 식 2 및 식 3을 만족하며,
상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 20gf/inch 이하이고,
상기 제1 이형필름의 상기 제1 점착층으로부터의 박리력이 상기 제2 이형필름의 상기 제2 점착층으로부터의 박리력 보다 낮은 것인 폴더블 백플레이트의 제조방법:
[식 1]
1 GPa≤ G1 ≤ 5 GPa
[식 2]
1 x 10⁴Pa≤ G2 ≤ 1 x 10⁶ Pa
[식 3]
1 x 10⁴Pa ≤ G3 ≤ 1 x 10⁶ Pa
청구항 13에 있어서,
상기 제1 점착층 및 상기 제2 점착층을 코팅하는 단계는 직코팅인 것인 폴더블 백플레이트의 제조방법.
청구항 1 및 3 내지 7 중 어느 한 항에 따른 폴더블 백플레이트를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치.