KR102425001B1 - 가요성 윈도우, 이의 제작 방법 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이 - Google Patents

가요성 윈도우, 이의 제작 방법 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이 Download PDF

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Abstract

가요성 윈도우, 이의 제작 방법 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이가 개시된다. 가요성 윈도우는, 표시 패널부에 부착되는 가요성의 투명 기재 필름과, 투명 기재 필름의 표면에 부착되는 하드 코팅층을 포함한다. 여기서, 하드 코팅층은 표시 패널부로부터 분리된 상태에서 표시 패널부의 표면에 부착되는 제1 표면이 오목한 곡률을 갖을 수 있다.

Description

가요성 윈도우, 이의 제작 방법 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이{FLEXIBLE WINDOE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND FLEXIBLE DISPLAY THEREOF}
본 발명은 하드 코팅층이 손상되는 것을 방지하는 가요성 윈도우 및 이의 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등과 같이 고화질의 표시 모듈이 사용되고 있다.
최근에는 경량화 및 박형화가 가능하고, 휴대성을 향상시키는 가요성 표시 장치가 개발되고 있다. 가요성 표시장치는 유리 기판 대신 플라스틱과 같은 가요성이 있는 기판을 사용하여 구현할 수 있다.
이러한 가요성 표시장치에는, 화면이 표시되는 부분에 하드 코팅층이 부착된 윈도우가 설치된다.
그러나 가요성 표시장치가 접혀지는 방향 또는 그 역방향으로 펼쳐지는 작동을 반복하는 경우, 하드 코칭층에 크랙이 발생하여 깨지는 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 역방향의 형상의 변형이 발생되는 경우에도 하드 코팅층의 손상이 발생되는 것을 방지하는 가요성 윈도우 및 이의 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는, 표시 패널부에 부착되는 가요성의 투명 기재 필름과, 투명 기재 필름의 표면에 부착되는 하드 코팅층을 포함한다.
하드 코팅층은, 표시 패널부로부터 분리된 상태에서 표시 패널부의 표면에 부착되는 제1 표면이 오목한 곡률을 갖을 수 있다.
하드 코팅층은, 제1 표면에 대향하는 제2 표면이 제1 표면과 동일한 곡률로 형성될 수 있다.
하드 코팅층은, UV 경화형 하드코팅층 형성용 조성물을 포함할 수 있다.
하드 코팅층의 상부 표면에 부착되는 제1 보호필름과, 투명 기재 필름의 하부 표면에 부착되는 제2 보호필름을 포함할 수 있다.
제1 보호필름의 두께는 제2 보호필름의 두께 보다 크게 형성될 수 있다.
하드 코팅층은, 제1 보호필름 및 제2 보호필름의 부착 상태에서 편평면을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 플렉시블 디스플레는 가요성 윈도우를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는, 라운드 형상의 표면이 형성된 곡률 지그에 투명 기재 필름을 위치시키는 단계와, 투명 기재 필름의 상부에 미경화 상태의 하드 코팅액을 도포하는 단계와, 하드 코팅액을 UV 경화시키켜 하드 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
하드 코팅층의 상부에 제1 보호필름을 부착하는 단계와, 투명 기재 필름의 하부에 제2 보호필름을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 보호필름의 두께는 제2 보호필름의 두께보다 크게 형성될 수 있다.
곡률 지그는, 투명 기재 필름이 위치되는 표면의 곡률 반경이 20R일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가요성 윈도우에 부착되는 하드 코팅층이 역방향 곡률을 갖도록 형성되어, 가요성 윈도우의 역방향 변형이 발생하는 경우 하드 코팅층에 크랙 등의 손상이 발생되지 않아 내구성의 향상이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기재 필름에 하드 코팅액이 도포된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 도 2의 하드 코팅액이 도포된 투명 기재 필름을 곡률 지그에 안착시킨 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 도 2의 곡률 지그 상에서 하드 코팅액이 UV 경화된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 6은 도 4의 하드 코팅층과 투명 기재 필름의 표면에 제1 보호필름 및 제2 보호필름을 부착한 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우가 표시 패널부에 부착된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 표시 패널부가 회전된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우 제작 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우(100)는, 표시 패널부(11)에 부착되는 가요성의 투명 기재 필름(10)과, 투명 기재 필름(10)의 표면에 부착되는 하드 코팅층(20)과, 하드 코팅층(20)의 상부에 부착되는 제1 보호필름(30) 및 투명 기재 필름(10)의 하부에 부착되는 제2 보호필름(40)을 포함한다.
표시 패널부(11)는 플렉시블 디스플레이(200)에 포함되는 것으로, 본 실시예에서 유기 발광층을 포함하는 것을 예시적으로 설명한다. 이러한 표시 패널부(11)는 유기 발광층을 포함하는 것으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 액정 표시 소자, 플라즈마 표시 소자 등을 포함하는 것도 가능하다. 이러한 표시 패널부(11)의 표면에는 투명 기재 필름(10) 및 하드 코팅층(20)을 포함하는 가요성 윈도우(100)가 설치된다.
투명 기재 필름(10)은 표시 패널부(11)에서 이미지가 표시되는 부분에 부착되는 것으로서, 이미지가 투과 가능한 투명한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
투명 기재 필름(10)은 투명 플라스틱 재질로 반드시 한정되는 것은 아니고, 이미지가 투과되면서 형상 변형이 용이한 가요성의 다양한 재질로 형성될 수 있다. 이러한 투명 기재 필름(10)의 상부에는 하드 코팅층(20)이 형성된다.
하드 코팅층(20)은 표시 패널부(11)의 보호를 위한 것으로서, 하드 코팅액(21)을 투명 기재 필름(10)의 표면에 도포한 상태에서 UV 경화 과정을 통해 투명 기재 필름(10)의 표면에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기재 필름에 하드 코팅액이 도포된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하드 코팅액(21)은 UV 경화형 하드코팅층 형성용 조성물을 포함하는 것으로서, UV 경화 과정을 통해 하드 코팅층(20)으로 형성될 수 있다. 이러한 하드 코팅층(20)의 형성 과정은 이하에서 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2의 하드 코팅액이 도포된 투명 기재 필름을 곡률 지그에 안착시킨 상태를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 도 2의 곡률 지그 상에서 하드 코팅액이 UV 경화된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 투명 기재 필름(10)의 상부 표면에 하드 코팅액(21)을 도포한다.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 곡률 지그(13)의 상부 표면에 하드 코팅액(21)이 도포된 투명 기재 필름(10)을 위치시킨다. 여기서, 곡률 지그(13)는 투명 기재 필름(10)이 위치되는 표면이 라운드 형상을 이루도록 설치된다.
이와 같이, 하드 코팅액(21)이 도포된 투명 기재 필름(10)을 곡률 지그(13)의 상부에 위치시키는 것은, 하드 코팅액(21)을 UV 경화시켜 하드 코팅층(20)으로 형성하는 과정에서 하드 코팅층(20)이 일정한 곡률을 갖도록 하기 위한 것이다. 즉, 하드 코팅층(20)은, 표시 패널부(11)에 부착되는 제1 표면이 오목한 곡률로 형성되며, 제1 표면에 대향하는 제2 표면도 제1 표면의 곡률과 동일한 곡률로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 곡률 지그(13)의 라운드 형상의 표면 곡률 R은 20으로 설정되는 것을 예시적으로 설명한다. 곡률 지그(13)의 표면 곡률(R)이 20으로 설정되는 것은, 가요성 윈도우(100)의 하드 코팅층(20)의 굴곡된 곡률이 20으로 형성되도록 하기 위한 것이다. 따라서, 플렉서블 디스플레이(200)의 작동에 따른 형상 변형 과정에서, 표시 패널부(11)를 펼치는 역방향 폴딩 과정에서 하드 코팅층(20)에 크랙 등의 손상이 발생되지 않도록 하기 위한 것이다. 이에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
이어서, 가요성 윈도우(100)는, 곡률 지그(13)의 상부에 위치된 상태에서 하드 코팅액(21)이 UV 경화 방법에 의해 경화되어 하드 코팅층(20)으로 형성된다.
다음, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가요성 윈도우(100)는 곡률 지그(13)에서 이탈된 상태에서 라운드 형상의 역방향 곡률(R) 20으로 갖는 상태로 형성될 수 있다. 본 실시에서 가요성 윈도우(100)는 곡률(R) 20의 라운드 형상으로 형성되는 것을 예시적으로 설명하지만, 이는 가요성 윈도우(100)의 하드 코팅층(20)의 변형시 손상되지 않는 실험적인 값을 말하는 것으로, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 표시 패널부(11)의 변경에 대응하여 적절하게 변경 적용될 수 있다.
이와 같이, 하드 코팅층(20)은 곡률 지그(13)에 의해 역방향 라운드 형상을 갖도록 형성되어, 표시 패널부(11)의 변형 과정에서 깨지는 등의 손상이 발생되지 않는다,
즉, 하드 코팅층(20)은 세라믹 유사 성질을 갖는 것으로서 취성에 약한 재질이다. 따라서, 종래 하드 코팅층은 표시 패널부(11)를 펼치는 역방향 폴딩 작동 과정에서 깨지는 현상이 발생된다. 그러나 본 실시예의 하드 코팅층(20)은 역방향 곡률(R) 20을 갖도록 형성되는 바, 플렉서블 디스플레이(200)의 역방향 폴딩이 발생되어 표시 패널부(11)의 외측으로 형상 변형되는 경우, 역방향 곡률이 형상 변형을 보상하는 것이 가능하다. 따라서 하드 코팅층(20)은 플렉서블 디스플레이(200)의 역방향 폴딩 과정에서 손상이 발생되지 않아, 플렉서블 디스플레이의 수명 연장이 가능하도록 할 수 있다.
한편, 가요성 윈도우(100)의 양측에는 제1 보호필름(30)과 제2 보호필름(40)이 각각 부착될 수 있다.
도 6은 도 4의 하드 코팅층과 투명 기재 필름의 표면에 제1 보호필름 및 제2 보호필름을 부착한 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 보호필름(30)은, 하드 코팅층(20)의 상부 표면에 부착될 수 있다. 이러한 제1 보호필름(30)은, 하드 코팅층(20)의 표면의 모두를 덮도록 부착되는 것으로서, 표시 패널부(11)의 이미지가 투과 가능한 투명 재질로 형성될 수 있다.
제2 보호필름(40)은, 투명 기재 필름(10)의 하부에 부착되는 것으로서, 제1 보호필름(30)의 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 하드 코팅층(20)이 부착된 투명 기재 필름(10)은, 제1 보호필름(30)과 제2 보호필름(40)에 의해 외부 충격 및 표면 손상에 대해 보호될 수 있다.
제1 보호필름(30)은 제2 보호필름(40)의 두께 보다 큰 두께로 형성되어 하드 코팅층(20)에 부착될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 보호필름(30)의 두께가 제2 보호필름(40)의 두께 보다 2배 이상 크게 형성되는 것을 예시적으로 설명한다.
이와 같이, 제1 보호필름(30)이 제2 보호필름(40)의 두께 보다 크게 형성되는 것은, 가요성 윈도우(100)가 표시 패널부(11)에 부착되지 않은 상태에서 글곡이 없는 편평한 상태로 형성되도록 하기 위한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 가요성 윈도우(100)는, 표시 패널부(11)에 부착되지 않은 상태에서 굴곡되지 않은 편평한 상태로 형성될 수 있다. 이와 같이, 가요성 윈도우(100)가 표시 패널부(11)에 부착되지 않은 상태에서 편평하게 형성되는 것은, 제1 보호필름(30)에 의해 하드 코팅층(20)의 역방향 곡률을 보상하여 이루어질 수 있다. 즉, 제1 보호필름(30)의 두께가 제2 보호필름(40)의 두께보다 크게 형성되는 바, 제1 보호필름(30)은 하드 코팅층(20)에 인장력을 부여할 수 있다. 따라서, 하드 코팅층(20)은 제1 보호필름(30)의 인장력에 의해 굴곡된 역방향 곡률이 보상되어 표시 패널부(11)에 부착되지 않은 상태에서 편편하게 형성되는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 가요성 윈도우(100)는, 표시 패널부(11)에 부착되지 않은 상태에서 제1 보호필름(30)과 제2 보호필름(40)에 의해 편평하게 형성된다. 이때, 가요성 윈도우(100)의 하드 코팅층(20)은 역방향 곡률(R) 20을 갖도록 형성되는 바, 가요성 윈도우(100)의 역방향 굴곡으로 변형되는 과정에서 곡률 보상이 가능하여 충격에 의해 깨지는 것이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우가 플렉서블 디스플레이의 표시 패널부에 부착된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 표시 패널부가 회전된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 플렉서블 디스플레이(200)의 표시 패널은, 역방향으로 회전되는 경우, 하드 코팅층(20)의 곡률 보상 작용에 의해 하드 코팅층(20)에 크랙 등이 발생되지 않은 상태로 안정적인 회전 작동이 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 윈도우 제작 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 1 내지 도 8과 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다. 이하에서 도면을 참조하여 가요성 윈도우 제작 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 곡률 지그(13)에 투명 기재 필름(10)을 위치시킨다(S10). (S10) 단계의 곡률 지그(13)는 표면이 라운드 형상을 갖는 것으로, 곡률(R) 20을 갖도록 형성될 수 있다. 곡률 지그(13)는 하부가 작업 공간의 바닥면에 지지되는 것으로, 투명 기재 필름(10)이 부착되는 표면이 라운드 형상을 이룰 수 있다.
다음, (S10) 단계의 투명 기재 필름(10)의 상부에 하드 코팅액(21)을 도포한다(S20). 하드 코팅액(21)은 UV 경화형 하드코팅층 형성용 조성물을 포함하는 것으로서, UV 경화 과정을 통해 하드 코팅층(20)으로 형성될 수 있다.
이어서, (S20) 단계의 하드 코팅액(21)을 UV 경화시키켜 하드 코팅층(20)을 형성한다(S30). (S30) 단계에서 하드 코팅액(21)은 UV 조사 방법에 의해 곡률 지그(13)의 굴곡된 부분에 대응하는 곡률를 갖도록 경화되어, 하드 코팅층(20)으로 형성될 수 있다.
이와 같이, (S30) 단계에서 형성된 하드 코팅층(20)은 곡률 지그(13)의 곡률(R)이 20으로 형성되는 바, 역방향 곡률(R) 20을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 하드 코팅층(20)은 가요성 윈도우(100)의 설치된 상태의 변형 과정에서 역방향 변형이 발생되어도, 역방향 곡률(R)에 의해 변형 상태의 보상이 가능하여 깨지는 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
다음, 하드 코팅층(20)의 상부에 제1 보호필름(30)을 부착하고(S40), 투명 기재 필름(10)의 하부에 제2 보호필름을 부착한다(S50). 여기서, 제1 보호필름(30)의 두께는 제2 보호필름(40)의 두께 보다 큰 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 보호필름(30)은 하드 코팅층(20)의 역방향 곡률의 반대 방향으로 인장력을 부여할 수 있다. 이에 따라, 가요성 윈도우(100)는 표시 패널부(11)에 부착되지 않은 상태에서 편평하게 형성되는 것이 가능하여, 표시 패널부(11)에 부착되는 과정에서 용이하게 부착되도록 할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.
10...투명 기재 필름 11...표시 패널부
13...곡률 지그 20...하드 코팅층
21...하드 코팅액 30...제1 보호필름
40...제2 보호필름

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 라운드 형상의 표면이 형성된 곡률 지그에 투명 기재 필름을 위치시키는 단계;
    상기 투명 기재 필름의 상부에 미경화 상태의 하드 코팅액을 도포하는 단계;
    상기 하드 코팅액을 UV 경화시키켜 하드 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 하드 코팅층 상부에 제1 두께를 갖고, 상기 하드 코팅층에 인장력을 부여하는 제1 보호 필름을 부착하고, 상기 투명 기재 필름에는 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 제2 보호 필름을 부착하여 평평한 상태의 가요성 윈도우를 형성하는 단계를 포함하는 가요성 윈도우 제작 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 곡률 지그는, 상기 투명 기재 필름이 위치되는 표면의 곡률 반경이 20R인 가요성 윈도우 제작 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름을 부착하기 이전에, 상기 투명 기재 필름 및 상기 하드 코팅층은 볼록한 곡률을 갖는 가요성 윈도우 제작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 투명 기재 필름 및 상기 하드 코팅층은 상기 곡률 지그와 동일한 곡률을 갖는 가요성 윈도우 제작 방법.
  14. 표시 패널을 준비하는 단계;
    투명 기재 필름 및 하드 코팅층을 포함하는 가요성 윈도우를 준비하는 단계; 및
    상기 가요성 윈도우를 상기 표시 패널에 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 가요성 윈도우를 준비하는 단계는,
    라운드 형상의 표면이 형성된 곡률 지그에 투명 기재 필름을 위치시키는 단계;
    상기 투명 기재 필름의 상부에 미경화 상태의 하드 코팅액을 도포하는 단계;
    상기 하드 코팅액을 UV 경화시켜 하드 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 하드 코팅층 상부에 제1 두께를 갖고, 상기 하드 코팅층에 인장력을 부여하는 제1 보호 필름을 부착하고, 상기 투명 기재 필름에는 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 제2 보호 필름을 부착하여 평평한 상태의 가요성 윈도우를 형성하는 단계를 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 가요성 윈도우는, 상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름이 부착되기 이전의 상기 하드 코팅층의 오목한 부분이 상기 표시 패널과 마주하도록 부착되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
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