KR102315526B1 - 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 글래스 기판과, 상기 글래스 기판의 배면에 형성된 탄성버퍼층을 포함하며, 상기 탄성버퍼층은, 전면 접착층과, 상기 전면 접착층 하부에 형성된 탄성필름과, 상기 탄성필름 하부에 형성된 배면 접착층을 포함하며, 상기 탄성필름은 표면 접촉각이 제어된 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 표면 접촉각이 조절된 탄성버퍼층을 포함하여 교체가 용이하며, 폴딩부에서 발생하는 미세 변형을 흡수하여 폴딩부에서의 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling)이 없도록 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
Description
본 발명은 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것으로서, 표면 접촉각이 조절된 탄성버퍼층을 포함하여, 교체가 용이하며 폴딩부에서 발생하는 미세 변형을 흡수하는 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것이다.
최근 전기, 전자 기술들이 급속도로 발전하고, 새로운 시대적 요구 및 다양한 소비자들의 요구에 맞춰 다양한 형태의 디스플레이 제품이 나오고 있으며, 그 중 화면을 접고 펼칠 수 있는 플렉시블 디스플레이에 대한 연구가 활발한 실정이다.
플렉시블 디스플레이의 경우, 기본적으로 접히는 것(Foldable)에서부터 출발하여 구부리고 말고(Rollable), 밀거나(Slidable) 늘리는(Stretchable) 형태로 연구가 진행되고 있으며, 디스플레이 패널뿐만 아니라 이를 보호하기 위한 커버 윈도우 또한 플렉시블하게 형성되어야 한다.
이러한 플렉시블한 커버 윈도우는 기본적으로 유연성이 좋아야 하며, 반복적인 폴딩에도 폴딩 부위에 자국이 발생하지 않아야 하고, 그에 따른 화질의 왜곡이 없어야 한다.
기존의 플렉시블 디스플레이의 커버 윈도우는 디스플레이 패널 표면에 PI나 PET 필름과 같은 고분자 필름을 사용하여 왔다.
그러나, 고분자 필름의 경우 기계적 강도가 약해 단순히 디스플레이 패널의 스크래치를 방지하는 역할을 할 뿐 내충격성에 취약하고, 낮은 투과율을 갖는 단점이 있으며, 비교적 고가로 알려져 있다.
또한, 이러한 고분자 필름의 경우 디스플레이의 폴딩 횟수가 많아질수록 폴딩 부위에 자국이 남게 되면서 접히게 되는 부분의 손상을 초래하게 된다. 예컨대 폴딩 한계 평가(통상 20만회) 시 고분자 필름의 눌림이나 찢김이 발생하고 있다.
최근에는 고분자 필름의 커버 윈도우에 대한 한계를 극복하고자 글래스 기반의 커버 윈도우에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
이러한 글래스 기반의 커버 윈도우의 경우 폴딩 특성을 만족하면서, 화면의 왜곡이 없고, 터치펜 등의 반복적인 접촉, 일정 압력에도 충분한 강도를 가져야 하는 기본 요구 물성이 요구되고 있다.
최근 다양한 폴딩 방식 예컨대, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이에 대한 소비자의 요구가 증대됨에 따라 이의 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 디스플레이(OLED) 패널을 보호하기 위하여 사용되는 커버 윈도우에 대한 연구에도 관심이 집중되고 있다.
기존의 커버 윈도우의 소재로, CPI나 PET와 같은 고분자 필름 또는 글래스의 경우, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 폴딩을 반복하게 되면 폴딩부에서의 연신률 차이에 따라 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling) 현상이 빈번하게 발생하게 된다.
이러한 현상은 커버 윈도우가 두껍거나 경도(Hardness)가 높을수록 더욱 심하게 발생하게 되어, 커버 윈도우의 소재 선택에 있어서 그 두께 및 경도에 제약을 받아왔다.
즉, 상대적으로 커버 윈도우의 두께가 얇으면 구부려질 때에 변형이 작기 때문에 상기 현상의 발생 빈도나 정도가 약하나, 커버 윈도우의 두께가 두꺼워질수록, 경도가 높아질수록 폴딩시 변형이 커지기 때문에 적용에 어려움이 있었다.
또한 이와 같이 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling) 문제는 커버 윈도우의 소재에 관계없이 폴딩 횟수가 많아질수록 발생할 확률이 더욱 높아진다.
이와 같이 플렉시블 디스플레이의 다양한 폴딩 방식에 대비하여 폴딩 영역에서의 변형의 문제를 해소하고, 강도 특성 및 폴딩 특성을 만족하면서 화면의 왜곡이 없는 커버 윈도우에 대한 연구가 필요하며, 이를 위해 윈도우 기판과 디스플레이 패널 사이에 버퍼층을 배치하는 기술이 연구되고 있다.
또한 커버 윈도우의 파손이나 낡음으로 인해 이를 교체하고자 하는 경우, 디스플레이 패널과의 접착력이 조절되지 않아 교체가 용이하지 않은 단점이 있다.
본 발명은 표면 접촉각이 조절된 탄성버퍼층을 포함하여 교체가 용이하며, 폴딩부에서 발생하는 미세 변형을 흡수하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 윈도우 기판과, 상기 윈도우 기판의 배면에 형성된 탄성버퍼층을 포함하며, 상기 탄성버퍼층은, 전면 접착층과, 상기 전면 접착층 하부에 형성된 탄성필름과, 상기 탄성필름 하부에 형성된 배면 접착층을 포함하며, 상기 탄성필름은 표면 접촉각이 제어된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 탄성필름은, 전면보다 배면에서의 표면 접촉각이 더 높게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성필름은, 상기 탄성필름의 표면처리를 통해 상기 탄성필름의 전면에 형성된 제1표면처리부와, 상기 탄성필름의 표면처리를 통해 상기 탄성필름의 후면에 형성된 제2표면처리부로 형성되되, 상기 제1표면처리부에 대해 상기 제2표면처리부의 표면 접촉각이 더 높은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2표면처리부의 표면 접촉각은, 60~110°이고, 상기 제1표면처리부의 표면 접촉각은, 50°이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 표면처리는, 플라즈마 표면처리 또는 코로나 표면처리 공정에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성버퍼층은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 상기 탄성버퍼층이 다층 구조로 형성된 경우에는, 전면 접착층이 형성되고, 상기 전면 접착층 하부에 형성되며, 중간 접착층을 매개로 복수개의 탄성필름이 적층 구조로 형성되고, 상기 탄성필름 적층 구조 하부에 배면 접착층이 형성되며, 최하부의 상기 탄성필름의 전면보다 배면에서의 표면 접촉각이 더 높은 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성필름은, EPU(Elastic Poly Urethane) 필름, TPU(Thermoplastic Polyurethane) 필름 및 PO(PolyOlefin) 필름 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전면 접착층 및 배면 접착층은, OCA 또는 OCR을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성필름의 두께는, 25~150㎛인 것이 바람직하며, 상기 전면 접착층 및 배면 접착층의 두께는, 10~150㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 윈도우 기판은, 고분자 필름 또는 글래스인 것이 바람직하며, 상기 윈도우 기판의 두께는, 30~400㎛인 것이 바람직하며, CPI 필름 또는 PET 필름을 사용할 수 있다.
여기에서 상기 플렉시블 커버 윈도우는, CPI 필름 또는 PET 필름이 전면에 부착된 플렉시블 디스플레이 패널 상측, 또는 CPI 필름 또는 PET 필름이 전면에 부착되고, 그 상층에 AF 코팅층이 형성된 플렉시블 디스플레이 패널 상측에 적층되는 것이 바람직하며, 상기 윈도우 기판 전면에는 기능층이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플렉시블 커버 윈도우는, 상기 윈도우 기판 전면에 CPI 필름 또는 PET 필름이 형성되는 것이 바람직하며, 상기 CPI 필름 또는 PET 필름 전면에는 기능층이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 플렉시블 디스플레이 보호용 커버 윈도우에 관한 것으로서, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이 보호용 커버 윈도우를 제공하게 된다.
특히, 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 표면 접촉각이 제어된 탄성필름을 포함하는 탄성버퍼층을 제공함으로써 탄성필름 표면에서의 접착층의 젖음성을 제어하여, 접착층의 접착성 및 코팅특성 등의 특성을 개선하고 조절할 수 있어 디스플레이 패널에의 윈도우 기판을 안정적으로 접착하면서 이의 제거가 용이하도록 한다.
또한 본 발명은 탄성필름의 전면보다 배면에서의 표면 접촉각이 더 높게 형성되어, 전면 접착층과 탄성필름 간의 접착력이 배면 접착층과 탄성필름 간의 접착력보다 더 높게 구현되어, 커버 윈도우의 교체시 배면 접착층과 탄성필름 간의 분리가 깔끔하게 이루어져 커버 윈도우의 교체가 용이한 효과가 있다.
또한 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 탄성버퍼층을 제공하여 윈도우 기판과 디스플레이 패널 간의 연신량의 차이를 완화하여 폴딩부에서의 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling)이 없도록 하여 커버 윈도우의 수명을 향상시키고, 폴딩부에서의 화면의 왜곡을 최소화할 뿐만 아니라, 커버 윈도우가 파손되거나 낡은 경우 이의 교체가 용이하다.
또한 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 탄성버퍼층을 형성함으로써, 윈도우 기판의 소재나 두께, 경도의 제약을 최소화하여 플렉시블 디스플레이의 폴딩 방식이나 제품 사양에 따라 다양한 소재의 윈도우 기판을 사용할 수 있으므로, 소재 선택의 제약을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 글래스와 수지재와의 복합 재료로 구현되어 글래스의 질감은 최대한 유지하면서 수지재에 의한 유연성, 복원력, 탄성력 및 강도 특성은 보강되도록 한다.
도 1 및 도 2 - 기존의 플렉시블 커버 윈도우의 폴딩부에서의 들뜸 및 버클링 현상을 나타낸 모식도.
도 3 - 본 발명에 따른 표면 접촉각에 대한 설명을 위한 모식도.
도 4 - 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도.
도 5 - 도 4의 실시예를 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하는 예를 나타낸 모식도.
도 6 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도.
도 7 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도.
도 8 - 도 7의 실시예를 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하는 예를 나타낸 모식도.
도 9 - 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 교체 순서를 나타낸 모식도.
도 3 - 본 발명에 따른 표면 접촉각에 대한 설명을 위한 모식도.
도 4 - 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도.
도 5 - 도 4의 실시예를 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하는 예를 나타낸 모식도.
도 6 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도.
도 7 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도.
도 8 - 도 7의 실시예를 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하는 예를 나타낸 모식도.
도 9 - 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 교체 순서를 나타낸 모식도.
본 발명은 플렉시블 디스플레이 보호용 커버 윈도우에 관한 것으로서, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이 보호용 글래스 기반의 커버 윈도우에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 표면 접촉각이 제어된 탄성필름을 포함하는 탄성버퍼층을 제공함으로써 탄성필름 표면에서의 접착층의 젖음성을 제어하여, 접착층의 접착성 및 코팅특성 등의 특성을 개선하고 조절할 수 있어 디스플레이 패널에의 윈도우 기판을 안정적으로 접착하면서 이의 제거가 용이하도록 한다.
또한, 윈도우 기판의 배면에 탄성버퍼층을 형성함으로써, 윈도우 기판의 소재나 두께, 경도의 제약을 최소화할 수 있어, 플렉시블 디스플레이의 폴딩 방식이나 제품 사양에 따라 다양한 소재의 윈도우 기판을 사용할 수 있으며, 펜드랍과 같은 충격력을 흡수, 분산시켜 내충격성을 개선시키고, 강도 특성 및 폴딩 특성이 확보된 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 3은 본 발명에 따른 표면 접촉각에 대한 설명의 위한 모식도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도이고, 도 5는 도 4의 실시예를 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하는 예를 나타낸 모식도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 모식도이고, 도 8은 도 7의 실시예를 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하는 예를 나타낸 모식도이고, 도 9는 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 교체 순서를 나타낸 모식도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우는, 플렉시블 커버 윈도우에 있어서, 윈도우 기판(100)과, 상기 윈도우 기판(100)의 배면에 단일 구조 또는 다층 구조로 형성되어, 폴딩부에서 발생하는 변형을 흡수하는 탄성버퍼층(200)을 포함한다.
본 발명에서의 전면이라 함은 사용자가 터치할 수 있는 면을 의미하며, 터치펜 등이 접촉하는 면을 뜻하는 것으로, 도면 상 위쪽 방향의 면을 의미한다. 그리고 본 발명에서의 배면이라 함은 터치 반대면, 즉, 디스플레이 패널 쪽 방향의 면을 의미하며, 도면 상 아래쪽 방향의 면을 의미한다.
본 발명은 Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이 패널(10)의 보호용으로 사용되는 것으로서, 플렉시블 디스플레이 패널(10) 전면에 적층(부착)되게 된다.
이러한 플렉시블 디스플레이 패널(10)에서 접히거나 말리는 부분에 대응되는 커버 윈도우의 영역을 폴딩부라고 하며, 그렇지 않은 영역을 평면부라고 한다.
본 발명에서의 윈도우 기판(100)은 고분자 필름이나 글래스가 사용될 수 있다. 상기 윈도우 기판(100)의 두께는, 30~400㎛인 것이 바람직하다.
상기 고분자 필름의 경우 투명한 소재이면 무방하며, 40㎛ 이상의 두꺼운 고분자 필름이나 하드(Hard)한 플라스틱 필름도 적용이 가능하다. 예컨대 CPI 필름 또는 PET 필름도 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우로 적용할 수 있다.
기존에는 다양한 폴딩 방식(Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식)의 디스플레이의 커버 윈도우로 채택되기 위해서는 폴딩 특성과 경도 특성을 동시에 만족하여야 하므로, 두께가 두껍거나 하드한 재료의 경우 그 적용에 한계가 있었다. 즉, 상술한 바와 같이 폴딩 영역에서의 들뜸이나 버클링 현상이 발생하거나 폴딩 특성 및 강도 특성이 저하되었다.
본 발명에서는 윈도우 기판(100)의 배면에 탄성버퍼층(200)을 형성함으로써, 윈도우 기판의 소재나 두께, 경도의 제약을 최소화하여 플렉시블 디스플레이의 폴딩 방식이나 제품 사양에 따라 다양한 소재의 윈도우 기판을 사용할 수 있으므로, 소재 선택의 제약을 최소화할 수 있다.
본 발명에서는 상기 윈도우 기판의 일실시예로 글래스 기판을 사용하였으며, 이하에서는 이를 중심으로 설명하고자 한다.
본 발명의 일실시예로, 글래스 기판(100)은 상기 평면부 및 폴딩부 전영역이 균일한 두께로 형성되거나, 상기 폴딩부는 상기 평면부에 비해 두께가 얇게 슬리밍(Slimming)되어 형성될 수 있다. 이 경우 대체적으로 글래스 기판(100)에서의 평면부의 두께는 30~400㎛이고, 상기 폴딩부의 두께는 10~100㎛ 정도로, 매우 얇은 박판의 글래스를 가공하여 폴딩부를 형성하는 것이다. 본 발명의 일실시예에서의 글래스 기판(100)은 화학 강화 처리하여 강도를 보강한다.
본 발명은 폴딩 특성 및 강도 특성이 유지되도록 하여, 디스플레이 패널(10)의 전면에 형성되어 디스플레이 패널(10)을 보호하는 용도로 사용되게 되며, CPI(Clear Polyimide) 필름 커버 위에 배치되어 CPI 필름 보호용으로도 사용할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 글래스 기판(100)과, 상기 글래스 기판(100)의 배면에 단일 구조 또는 다층 구조로 형성되어, 폴딩부에서 발생하는 변형을 흡수하는 탄성버퍼층(200)을 포함하여 형성된다.
특히, 글래스 기판(100)의 배면에 탄성버퍼층(200)을 형성하여, 글래스 기판(100)과 디스플레이 패널(10) 간의 연신량 차이에 따른 미세 변형으로 인한 폴딩부에서의 들뜸(delamination) 또는 버클링(Buckling)이 없도록 하여 커버 윈도우의 수명을 향상시키고, 폴딩부에서의 화면의 왜곡을 최소화한 것이다.
또한, 글래스 기판(100) 배면에 탄성버퍼층(200)을 형성함으로써 펜드랍과 같은 충격력을 흡수, 분산시켜 내충격성을 개선시키고, 강도 특성 및 폴딩 특성이 확보된 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
기존의 강도 특성과 폴딩 특성을 개선하기 위해 글래스 기판(100) 등에 특별한 형태의 패턴이나 폴딩부(F)를 형성하기 위해 마스킹 공정이나 에칭 공정과 같은 번거로운 작업을 수행할 필요없이, 상기 탄성버퍼층(200)을 이루는 재료 및 두께, 물성 등을 조절하여 충격력을 분산, 흡수시키는 것으로 공정의 간단화를 도모하게 된다.
일반적으로, 커버 윈도우 상에 펜드랍과 같은 충격이 가해지는 경우, 수평으로 전달되는 충격력보다 수직으로 전달되는 충격력이 더 강하게 되는데, 본 발명에 따른 탄성버퍼층(200)이 글래스 기판(100)의 배면에 형성되어, 수직 충격력을 효율적으로 분산시키거나 흡수하게 되고, 상기 글래스 기판(100)을 잡아주는 역할을 하게 되어 펜드랍 특성을 개선시키게 된다.
이러한 탄성버퍼층(200)은 디스플레이의 폴딩 방식이나 제품 사양에 따라 단일 구조 또는 다층 구조로 형성되어 윈도우 기판과 디스플레이 패널 사이에 형성된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예로 상기 탄성버퍼층(200)이 단일 구조로 형성된 경우에는, 전면 접착층(210)과, 상기 전면 접착층(210) 하부에 형성된 탄성필름(220)과, 상기 탄성필름(220) 하부에 형성된 배면 접착층(230)으로 이루어지고, 본 발명에 따른 탄성필름(220)은 표면 접촉각이 제어된 것을 특징으로 한다.
상기 전면 접착층(210)은 글래스 기판(100)과 탄성필름(220)을 고정하고, 배면 접착층(230)은 디스플레이 패널(10)과 탄성필름(220)을 고정하며, 탄성필름(220)은 플렉시블 커버 윈도우와 디스플레이 패널(10) 간의 연신량의 차이를 완화시키는 역할을 하게 된다.
여기에서 상기 탄성필름(220)은, 상기 탄성필름(220)의 표면처리를 통해 상기 탄성필름(220)의 전면에 형성된 제1표면처리부(223)와, 상기 탄성필름(220)의 표면처리를 통해 상기 탄성필름(220)의 후면에 형성된 제2표면처리부(224)로 형성되고, 상기 제1표면처리부(223)에 대해 상기 제2표면처리부(224)의 표면 접촉각이 더 높게 형성된다.
도 3은 표면 접촉각(θ)을 설명하기 위한 것으로, 표면 접촉각(θ)은 고체(탄성필름(220)) 표면 위에서의 액체 방울이 표면과 이루는 각을 말한다. 일반적으로 표면 접촉각(θ)이 90°보다 큰 경우 소수성 표면을 갖고, 표면 접촉각(θ)이 90° 미만인 경우 친수성 표면을 갖는다.
본 발명에 따르면 탄성필름(220)의 표면 처리를 통해 표면 접촉각이 제어된 제1표면처리부(223) 및 제2표면처리부(224)를 형성하여, 표면에서의 접착층의 젖음성을 조절하여, 접착층의 접착성 및 코팅특성 등의 특성을 개선하고 조절할 수 있도록 하는 것이다.
이에 의해 탄성필름(220) 전면에 형성된 전면 접착층(210)과, 탄성필름(220) 배면에 형성된 배면 접착층(230) 간의 접착력이 다르게 되며, 상기 탄성필름(220)의 제1표면처리부(223)보다 제2표면처리부(224)에서의 표면 접촉각이 더 높게 형성되므로, 전면 접착층(210)과 탄성필름(220) 간의 접착력이 배면 접착층(230)과 탄성필름(220) 간의 접착력보다 더 높게 형성되어, 커버 윈도우의 교체시 배면 접착층(230)과 탄성필름(220) 간의 분리가 용이하게 이루어지도록 한다.
즉, 탄성필름(220)의 전면과 배면의 표면 접촉각을 다르게 형성하여 탄성필름(220)과 접착층 간의 접착력을 조절하여 커버 윈도우가 손상된 경우 분리가 깔끔하게 이루어지도록 하여 커버 윈도우의 교체가 용이하도록 한다.
이러한 탄성필름(220) 양면에 접착층을 형성하여 글래스 기판(100) 배면에 합지시키고, 이를 디스플레이 패널(10) 전면에 부착하여, 글래스 기판(100)과 디스플레이 패널(10) 간의 연신량 차이를 완화시킴으로써 폴딩부에서의 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling) 현상 또한 방지하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탄성필름은 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선시키고, 커버 윈도우의 교체시 탄성필름(220)과 배면 접착층(230) 간의 계면에서 층간 분리가 용이하게 이루어져 윈도우 기판(100)의 분리가 용이하도록 한다. 그 후 디스플레이 패널에 남은 배면 접착층(230)을 용매 등으로 제거하여 손상된 커버 윈도우를 깨끗하게 제거하게 된다.
본 발명에 따른 탄성필름(220)의 표면 접촉각 제어는, 상기 탄성필름(220)의 플라즈마 표면처리 또는 코로나 표면처리 공정에 의해 구현되며, 상기 탄성필름(220)의 표면처리를 통해 표면 접촉각이 조절된 제1표면처리부(223) 및 제2표면처리부(224)를 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따라 상기 제2표면처리부(224)의 표면 접촉각은, 60~110°인 것을 바람직하고, 상기 제1표면처리부(223)의 표면 접촉각은, 50°이하인 것을 특징으로 바람직하며, 상기 제1표면처리부(223) 및 제2표면처리부(224)의 표면 접촉각의 차이는 15°이상 차이나는 것이 바람직하다.
이러한 표면 접촉각의 제어는 접착층의 접착성 및 코팅특성은 향상시키면서, 표면에서의 표면 접촉각의 차이를 두어 제2표면처리부(124)에서 배면 접착층(230)의 분리가 용이하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 탄성필름(220)은, 탄성이 있으면서 투명한 필름 형태의 소재이면 어떠한 것을 사용해도 무방하며, 본 발명의 일실시예로는 EPU(Elastic Poly Urethane) 필름, TPU(Thermoplastic Polyurethane) 필름 및 PO(PolyOlefin) 필름 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 탄성필름(220)의 두께는 25~150㎛가 바람직하며, 50~100㎛가 더욱 바람직하다. 이보다 더 얇은 경우에는 연신량의 버퍼 기능 및 충격력 흡수 기능이 미흡하며, 이보다 두꺼운 경우에는 커버 윈도우의 두께가 두꺼워지며, 폴딩 특성이 저하될 수 있다.
다음 표는 탄성필름(220)의 탄성물성의 한 예를 나타낸 것으로, 박판의 글래스 기판(100)과 디스플레이 패널(10) 간의 연신량의 차이를 완화시킬 수 있는 물성 데이타이다.
본 발명에서의 상기 전면 접착층 및 배면 접착층은, OCA(Optical Clear Adhesion) 또는 OCR(Optical Clear Resin)을 사용할 수 있으며, 이는 글래스의 굴절율(1.5)과 거의 동일한 투명 수지로, 예컨대 아크릴, 에폭시, 실리콘, 우레탄, 우레탄합성물, 우레탄아크릴 합성물, 하이브리드졸겔, 실록산계 등을 사용할 수 있다.
상기 전면 접착층 및 배면 접착층의 두께는, 10~150㎛인 것이 바람직하며, 상기 전면 접착층(210)의 두께는 25~75㎛, 상기 배면 접착층(230)의 두께는 10~50㎛인 것이 더욱 바람직하다.
상기 두께보다 얇은 경우에는 접착을 위한 고정 효과가 떨어지게 되며, 이보다 두꺼운 경우에는 폴딩특성 및 투명도를 저하시키거나 접착력의 향상은 없이 재료를 낭비하게 된다.
이러한 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우는 도 5에 도시한 바와 같이 기존의 CPI 필름 또는 PET 필름(20)이 전면에 부착된 플렉시블 디스플레이 패널(10) 상측에 적층(Lami)되거나, 또는 CPI 필름 또는 PET 필름(20)이 전면에 부착되고, 그 상층에 AF 코팅층이 형성된 플렉시블 디스플레이 패널(10) 상측에 적층(Lami)될 수 있다.
이 경우 상기 글래스 기판(100) 전면에는 기능층이 형성될 수 있다. 상기 기능층은 글래스 기판(100)의 비산 방지 기능과, 표면 내스크레치성(3H) 등을 보강할 수 있으며, 그 두께는 2~20㎛ 정도가 적당하다.
상기 기능층은 글래스의 굴절율(1.5)과 거의 동일한 OCR(Optical Clear Resin)과 같은 투명 수지를 사용하며, 예컨대 아크릴, 에폭시, 실리콘, 우레탄, 우레탄합성물, 우레탄아크릴 합성물, 하이브리드졸겔, 실록산계 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 기능층은 필요에 따라 AF(Anti Finger) 또는 AR(Anti Reflective) 기능이 부여되도록 할 수 있으며, 이러한 기능을 갖는 수지를 합성하여 구현하거나, 상기 기능성 코팅층에 다양한 패턴 예컨대 moth eye와 같은 패턴을 형성하여 구현할 수도 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 탄성버퍼층(200)이 다층 구조로 형성된 경우에는, 전면 접착층(210)이 형성되고, 상기 전면 접착층(210) 하부에 형성되며, 중간 접착층(240)을 매개로 복수개의 탄성필름(221),(222)이 적층 구조로 형성되고, 상기 탄성필름 적층 구조 하부에 배면 접착층(230)이 형성된 것으로, 최하부의 상기 탄성필름(222)의 전면보다 배면에서의 표면 접촉각이 더 높은 것을 특징으로 한다.
필요에 따라 중간에 형성된 탄성필름(221)의 경우 표면 접촉각을 제어하여 접착층과의 접착성 및 코팅특성을 조절할 수 있다.
이러한 탄성버퍼층(200)이 다층 구조로 형성된 경우, 상기 복수개의 탄성필름은 동일한 재료, 동일한 경도, 동일한 두께로 형성될 수도 있으며, 디스플레이의 폴딩 방식이나 제품 사양에 따라 글래스 기판에 가까울수록 연신률(탄성률)이 낮게 형성되거나(인폴딩(in-folding)인 경우), 글래스 기판에 가까울수록 연신률(탄성률)이 높게 형성될 수 있다(아웃폴딩(out-folfing)인 경우).
이에 의해 디스플레이의 다양한 폴딩 방식에 따라 동종 또는 이종의 탄성필름으로 이루어진 적층 구조를 구현하여, 폴딩부에서의 연신률 차이를 완화하여 폴딩부에서의 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling)과 같은 결함을 최소화하도록 하면서, 탄성필름 배면에서의 접촉각을 전면보다 더 높여 윈도우 기판의 분리가 용이하도록 한다.
또한, 본 발명은 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 글래스 기판(100) 전면에 CPI 필름 또는 PET 필름(20)이 형성될 수 있으며, 상기 CPI 필름 또는 PET 필름(20)의 전면에는 기능층(300)이 형성될 수 있다.
이 경우 도 8에 도시한 바와 같이, 기존의 플렉시블 디스플레이 패널(10) 전면에 형성되는 보호용 CPI 필름 또는 PET 필름(20)을 생략하여 상기 글래스 기판(100) 전면에 CPI 필름 또는 PET 필름(20)을 형성하고, 그 후 필요에 따라 상기 기능층을 형성할 수 있다.
즉, 플렉시블 디스플레이 패널(10) 상에 바로 본 발명에 따른 커버 윈도우를 적층(Lami)하고, 그 상부에 CPI 필름 또는 PET 필름(20)을 형성하고, 그 후 필요에 따라 상기 기능층(300)을 형성하는 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예로, 도 8의 실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 교체 순서를 나타낸 모식도를 나타낸 것이다.
탄성필름(220)으로 EPU를 사용하였으며, 대기압 플라즈마 표면처리(가스 분위기 Ar 및 O2, RF 파워 560W, 속도 15mm/sec)를 통해 상기 탄성필름(220)의 전면에 표면 접촉각이 대략 45°인 제1표면처리부(223)와, 상기 탄성필름(220)의 배면에 표면 접촉각이 대략 70°인 제2표면처리부(224)를 형성하였다.
표면 접촉각이 조절된 탄성필름(220)의 전면 및 배면에 접착층으로 OCA를 사용하고, 전면 접착층(210) 상부에 글래스 기판(100)을 형성하고, 그 상부에 CPI 필름(20), 그리고 그 상부에 기능층(300)이 형성된 커버 윈도우를 디스플레이 패널(10)에 접착하였다.
도 9에 도시한 바와 같이, 디스플레이 패널(10) 상측에 접착된 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우가 손상되어 교체하고자 하는 경우, 이를 벗겨내면 상대적으로 표면 접촉각이 높은 제2표면처리부(224)와 배면 접착층(230) 간의 계면 즉, 탄성필름(220)과 배면 접착층(230)이 분리되게 된다.
그 후 알코올 등 용제를 사용(IPA를 적신 Wiper를 이용)하여 배면 접착층(230)을 제거하면 디스플레이 패널(10)로부터 커버 윈도우를 말끔하게 제거할 수 있게 된다.
즉, 탄성필름(220)의 전면과 배면에서의 표면 접촉각을 달리 형성하여 탄성필름(220)과 접착층 간의 접착력을 조절하여 커버 윈도우가 손상된 경우 분리가 깔끔하게 이루어지도록 하여 커버 윈도우의 교체가 용이하게 한다.
이와 같이 본 발명은 플렉시블 디스플레이 보호용 커버 윈도우에 관한 것으로서, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이 보호용 커버 윈도우를 제공하게 된다.
특히, 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 표면 접촉각이 제어된 탄성필름을 포함하는 탄성버퍼층을 제공함으로써 탄성필름 표면에서의 접착층의 젖음성을 제어하여, 접착층의 접착성 및 코팅특성 등의 특성을 개선하고 조절할 수 있어 디스플레이 패널에의 윈도우 기판을 안정적으로 접착하면서 이의 제거가 용이하도록 한다.
또한 본 발명은 탄성필름의 전면보다 배면에서의 표면 접촉각이 더 높게 형성되어, 전면 접착층과 탄성필름 간의 접착력이 배면 접착층과 탄성필름 간의 접착력보다 더 높게 구현되어, 커버 윈도우의 교체시 배면 접착층과 탄성필름 간의 분리가 깔끔하게 이루어져 커버 윈도우의 교체가 용이한 효과가 있다.
또한 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 탄성버퍼층을 제공하여 윈도우 기판과 디스플레이 패널 간의 연신량의 차이를 완화하여 폴딩부에서의 들뜸(Delamination) 또는 버클링(Buckling)이 없도록 하여 커버 윈도우의 수명을 향상시키고, 폴딩부에서의 화면의 왜곡을 최소화할 뿐만 아니라, 커버 윈도우가 파손되거나 낡은 경우 이의 교체가 용이하다.
또한 본 발명은 윈도우 기판의 배면에 탄성버퍼층을 형성함으로써, 윈도우 기판의 소재나 두께, 경도의 제약을 최소화하여 플렉시블 디스플레이의 폴딩 방식이나 제품 사양에 따라 다양한 소재의 윈도우 기판을 사용할 수 있으므로, 소재 선택의 제약을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 글래스와 수지재와의 복합 재료로 구현되어 글래스의 질감은 최대한 유지하면서 수지재에 의한 유연성, 복원력, 탄성력 및 강도 특성은 보강되도록 한다.
10 : 디스플레이 패널 20 : CPI 필름 또는 PET 필름
100 : 윈도우 기판, 글래스 기판 200 : 탄성버퍼층
210 : 전면 접착층 220 : 탄성필름
223 : 제1표면처리부 224 : 제2표면처리부
230 : 배면 접착층 300 : 기능층
100 : 윈도우 기판, 글래스 기판 200 : 탄성버퍼층
210 : 전면 접착층 220 : 탄성필름
223 : 제1표면처리부 224 : 제2표면처리부
230 : 배면 접착층 300 : 기능층
Claims (18)
- 글래스 기판과, 상기 글래스 기판의 배면에 형성된 탄성버퍼층을 포함하며,
상기 탄성버퍼층은,
전면 접착층;
상기 전면 접착층 하부에 형성된 탄성필름;
상기 탄성필름 하부에 형성된 배면 접착층;을 포함하며,
상기 탄성필름은,
상기 탄성필름의 표면처리를 통해 상기 탄성필름의 전면에 형성된 제1표면처리부;
상기 탄성필름의 표면처리를 통해 상기 탄성필름의 배면에 형성된 제2표면처리부;로 형성되되, 상기 제1표면처리부에 대해 상기 제2표면처리부의 표면 접촉각이 더 높게 형성되어,
상기 전면 접착층과 상기 탄성필름 간의 접착력이 상기 배면 접착층과 상기 탄성필름 간의 접착력보다 더 높게 형성되어, 커버 윈도우의 교체시 상기 배면 접착층과 탄성필름 간의 분리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 제2표면처리부의 표면 접촉각은,
60~110°인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 제1표면처리부의 표면 접촉각은,
50°이하인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 표면처리는,
플라즈마 표면처리 또는 코로나 표면처리 공정에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 탄성버퍼층은 다층 구조로 형성될 수 있으며,
상기 탄성버퍼층이 다층 구조로 형성된 경우에는,
전면 접착층이 형성되고,
상기 전면 접착층 하부에 형성되며, 중간 접착층을 매개로 복수개의 탄성필름이 적층 구조로 형성되고,
상기 탄성필름 적층 구조 하부에 배면 접착층이 형성되며,
최하부의 상기 탄성필름의 전면보다 배면에서의 표면 접촉각이 더 높은 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 탄성필름은,
EPU(Elastic Poly Urethane) 필름, TPU(Thermoplastic Polyurethane) 필름 및 PO(PolyOlefin) 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우 - 제 1항에 있어서, 상기 접착층은,
OCA(Optical Clear Adhesion) 또는 OCR(Optical Clear Resin)을 사용하는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 탄성필름의 두께는,
25~150㎛인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 전면 접착층 및 배면 접착층의 두께는,
10~150㎛인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 글래스 기판의 두께는,
30~400㎛인 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는,
CPI 필름 또는 PET 필름이 전면에 부착된 플렉시블 디스플레이 패널 상측,
또는 CPI 필름 또는 PET 필름이 전면에 부착되고, 그 상층에 AF 코팅층이 형성된 플렉시블 디스플레이 패널 상측에 적층되는 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 15항에 있어서, 상기 글래스 기판 전면에는 기능층이 형성된 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우.
- 제 1항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는,
상기 글래스 기판 전면에 CPI 필름 또는 PET 필름이 형성된 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우. - 제 17항에 있어서, 상기 CPI 필름 또는 PET 필름 전면에는 기능층이 형성된 것을 특징으로 하는 교체가 용이한 플렉시블 커버 윈도우.
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