KR102557872B1 - 전자기기용 롤 형상 권취 가능 판재 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 권취 가능한 판재에 있어서, 유연한 재질의 기초 스킨층; 및 상기 기초 스킨층의 일면에 적층된 지지 구조층을 구비하는 코어층을 포함하며, 상기 코어층에는 상기 코어층을 관통하는 복수개의 슬릿들이 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되도록 형성되며, 상기 코어층은 상기 복수개의 슬릿들에 의해 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되는 복수개의 지지 구조부들을 구비하고, 상기 권취 가능한 판재의 하부에서 상부로 갈수록 상기 지지 구조부들의 폭이 넓어지는 권취 가능 판재가 제공된다.
Description
본 발명은 전자기기용 롤 형상 권취 가능 판재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 권취하여 감을 수 있는 디스플레이 장치 등을 배면에서 지지하는 지지 구조체로서 사용될 수 있는전자기기용 롤 형상 권취 가능 판재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 OLED와 같은 디스플레이 패널의 사용이 일반화되면서, 얇고 대면적의 디스플레이 장치의 개발이 널리 이루어지고 있다. OLED와 같이 얇은 디스플레이 패널은 충격에 약하기 때문에, 충격에 의한 파손 방지를 위하여 디스플레이 패널의 배면에 결합되어서 디스플레이 패널을 지지하는 지지 구조체가 사용된다. 이러한 지지 구조체의 선행기술로서 등록특허 제10-1832301호에는 코어층과 코어층의 양면에 위치하는 스킨층을 구비하는 구성이 기재되어 있다. 최근에는 활용성을 높이기 위하여 롤러에 감아서 보관하고 펼쳐서 사용할 수 있는 디스플레이 장치(롤러블 디스플레이 장치)에 대한 기술도 개발되고 있다. 하지만, 상기한 바와 같은 종래의 지지 구조체는 쉽게 휘어질 수 있는 구조가 아니기 때문에, 이러한 롤러블(rollable)디스플레이 장치에는 적용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 전자기기용 롤 형상 권취 가능 판재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 롤러블 디스플레이 장치의 지지 구조체로서 사용되기한 적합한 전자기기용 롤 형상 권취 가능 판재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권취 가능한 판재에 있어서, 유연한 재질의 기초 스킨층; 및 상기 기초 스킨층의 일면에 적층된 지지 구조층을 구비하는 코어층을 포함하며, 상기 코어층에는 상기 코어층을 관통하는 복수개의 슬릿들이 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되도록 형성되며, 상기 코어층은 상기 복수개의 슬릿들에 의해 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되는 복수개의 지지 구조부들을 구비하고, 상기 권취 가능한 판재의 하부에서 상부로 갈수록 상기 지지 구조부들의 폭이 넓어지는 권취 가능 판재가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 권취 가능한 판재에 있어서, 유연한 재질의 기초 스킨층; 및 상기 기초 스킨층의 일면에 적층된 지지 구조층을 구비하는 코어층을 포함하며, 상기 코어층에는 상기 코어층을 관통하는 복수개의 슬릿들이 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되도록 형성되며, 상기 코어층은 상기 복수개의 슬릿들에 의해 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되는 복수개의 지지 구조부들을 구비하고, 상기 권취 가능한 판재의 하부에서 상부로 갈수록 상기 지지 구조부들 사이의 간격이 넓어지는 권취 가능 판재가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 기초 스킨층 상에 적층되는 코어층에 복수개의 슬릿들이 평행하게 연장되도록 형성되므로 판재가 슬릿의 연장방향에 직각인 방향을 따라서 권취가 가능하며, 롤러블 디스플레이 장치를 위한 OLED와 같은 플렉서블 디스플레이의 지지 구조체로서 적합하게 사용될 수 있다.
또한, 코어층이 평행하게 배열되는 복수개의 보강섬유들을 포함하는 복합소재로 형성되며, 상기 슬릿이 보강섬유들의 배열방향과 평행하게 연장되도록 형성되므로, 권취방향에 직각인 방향으로는 강성을 유지하게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 권취 가능 판재의 각 층을 형성하는 재료가 수지재를 포함하는 복합소재로 형성되며, 각 층에 포함되는 수지재가 동일한 종류로 이루어지므로, 열융착을 통해 접합되어서 각 층의 결합력이 강하게 유지될 수 있다.
그리고, 권취 가능 판재의 하부에서 상부로 갈수록 지지 구조부들의 폭이 넓어지거나,지지 구조부들 사이의 간격이 커져서, 권취 가는 판재를 전체적으로 롤 형태로 마는데 용이해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 가능 판재의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 권취 가능 판재의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 권취 가능 판재의 정면도로서, 도 2에 도시된 보호 스킨층이 제거된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 권취 가능 판재가 휘어진 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 권취 가능 판재가 권취되어서 감긴 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 권취 가능 판재를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 가능 판재의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 도 7에 도시된 권취 가능 판재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 권취 가능 판재의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 권취 가능 판재의 정면도로서, 도 2에 도시된 보호 스킨층이 제거된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 권취 가능 판재가 휘어진 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 권취 가능 판재가 권취되어서 감긴 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 권취 가능 판재를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 가능 판재의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 도 7에 도시된 권취 가능 판재의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 가능 판재가 사시도로서 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 권취 가능 판재가 A-A'선의 단면도로서 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 가능 판재(100)는 편평한 판상으로서, 기초 스킨층(110)과, 기초 스킨층(110) 위에 적층되는 코어층(150)과, 코어층(150)의 위에 적층되는 보호 스킨층(120)을 포함한다.
기초 스킨층(110)은 편평한 형태로서, 권취되어 감길 수 있는 모든 유연한 재질로 이루어진다. 본 실시예에서는 기초 스킨층(110)이 직조물이거나, 직조물과 직조물이 함침되는 수지 매트릭스를 포함하는 복합소재인 것으로 설명한다. 기초 스킨층(110)의 일면에 코어층(150)이 적층된다. 기초 스킨층(110)에 의해 코어층(150)의 배치 형태가 유지된다.
코어층(150)은 기초 스킨층(110)의 일면에 적층되어서 일체로 형성된다. 코어층(150)은 차례대로 적층된 복수개의 지지 구조층(130, 140)들을 구비한다. 본 실시예에서는 지지 구조층(130, 140)이 2개인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 하나이거나 셋 이상일 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 지지 구조층(130, 140) 각각은 장섬유로 이루어진 보강섬유와 보강섬유가 함침되는 수지 매트릭스를 포함하는 섬유강화플라스틱(FRP) 소재인 것으로 설명한다. 지지 구조층(130, 140)에 사용되는 섬유강화플라스틱의 보강섬유는 일방향(도 3에서 X축인 가로방향)으로 평행하게 연장되도록 배열되는데, 모든 섬유강화 복합소재층(130, 140)들의 보강섬유는 모두 같은 방향으로 평행하게 연장되도록 배열된다. 본 실시예에선 보강 섬유로는 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 보론 섬유, 석영 섬유, 알루미나 섬유 등을 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 매트릭스 수지로는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있는데, 열가소성 수지로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴르에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌설퍼(PPS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리아세탈(POM), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에메틸메타아크릴레이트(PMMA) 등의 폴리아크릴 수지, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 폴리페닐렌옥사이드(PPE), ABS 수지, 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(TPU), 폴리페닐렌설피드 등이 사용될 수 있으며, 열경화성 수지로는 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 비닐에스테르 수지, 멜라민 수지 등이 사용될 수 있다. 열가소성 수지의 경우 복합소재의 지지 스킨층(110)에 사용되는 매트릭스 수지와 동일한 수지가 사용되는 것이 바람직하며, 이 경우 기초 스킨층(110)과 코어층(150)이 쉽게 열융착될 수 있게 된다.
본 실시예에서 코어층(150)은 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 구조를 가진다. 상기 탄소섬유강화플라스틱에 사용되는 섬유는, 일방향 연속섬유(unidirectional continuous fiber), 직물형 섬유(woven fiber) 등이 모두 가능하다. 또한, 성형성을 높인 LFPS(long fiber prepreg sheet)를 사용하여 제조한 CFRP 보강판도 사용 가능하다.
도 2와 도 3을 참조하면, 코어층(150)에는 평행하게 배치되는 복수개의 슬릿(160)들이 형성된다. 도면에서 복수개의 슬릿(160)들은 세로방향(도 3에서 Y축 방향)을 따라서 차례대로 이격되어서 배치되며, 복수개의 슬릿(160)들 각각은 X축인 가로방향을 따라서 연장된다. 슬릿(160)은 모든 지지 구조층(130, 140)에 걸쳐서 형성되며, 슬릿(160)의 바닥에 기초 스킨층(110)이 드러나도록 슬릿(160)의 깊이가 형성되는 것이 바람직하다. 복수개의 슬릿(160)들은 세로방향을 따라서 등간격으로 배치되며, 복수개의 슬릿(160)들에 의해 코어층(150)은 분리된 복수개의 지지 구조부(151)들이 형성된다. 복수개의 지지 구조부(151)들은 세로방향을 따라서 등간격으로 이격되어서 서로 평행하게 배치되며, 가로방향을 따라서 직선으로 막대 형태로 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 코어층(150)을 형성하는 보강섬유(152)들은 지지 구조부(151)의 길이방향과 평행하도록 가로방향을 따라서 배열된다. 그에 따라, 권취 가능 판재(100)가 좌우 폭방향에 대해 휘어지는 것이 방지된다. 본 실시예에서는 슬릿(160)이 직사각형의 단면 형태를 갖는 것으로 설명한다.
보호 스킨층(120)은 복수개의 지지 구조부(151)들에 적층되어서 복수개의 지지 구조부(151)의 표면을 보호한다. 보호 스킨층(120)으로는 기초 스킨층(110)과 동일한 소재가 사용될 수 있다.
도 4에는 권취 가능 판재(100)가 휘어진 상태가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 권취 가능 판재(100)는 이격되어 배치되는 복수개의 지지 구조부(151)들에 의해 쉽게 휘어질 수 있으며, 결국 도 5에 도시된 바와 같이 권취되어서 감길 수 있다. 권취 가능 판재(100)는 권취 가능 디스플레이 장치의 보강 구조체로서 사용될 수 있다. 권취 가능 판재(100)의 일면에 OLED 등의 플렉서블 디스플레이가 설치됨으로써, 권취 가능 디스플레이 장치가 제조될 수 있다. 본 실시예에서는 권취 가능 판재(100)가 도 5에 도시된 바와 같이 일방향으로 권취되어서 감기는 구조인 것으로 설명하지만, 이와는 달리, 슬릿(160)들 사이의 간격 및 폭을 조절함으로써, 지그재그 형태로 접히는 구조일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 1 내지 도 5에서는 지지 구조부(151)들의 폭이 동일하게 형성되어 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 그리고, 권취 가능 판재(100)의 하부에서 상부로 갈수록 지지 구조부(151)들의 폭이 넓어질 수도 있다. 권취 가능 판재(100)를 롤 형태로 말 경우, 안쪽에 위치하는 지지 구조부(151)들과 바깥쪽에 위치하는 지지 구조부(151)들은 서로 상이한 곡률을 가지게 된다. 이러한 곡률의 차이로 인하여, 권치 가능 판재(100)가 원형의 롤 형태를 감기기가 어렵게 된다. 하지만, 지지 구조부(151)들의 폭을 점차 크게 함으로써 특정 방향으로 롤 형태로 용이하게 감길 수 있다.
또한, 지지 구조부(151)의 폭을 동일하게 할 경우에도, 지지 구조부(151)들 사이의 간격을 권취 가능 판재(100)의 하부에서 상부로 갈수록 크게 하여, 이러한 문제점을 해결할 수도 있다. 따라서, 권취 가능 판재(100)가 특정 방향으로 롤 형태로 용이하게 감길 수 있다.
상기 실시예에서는 슬릿(160)이 직사각형의 단면 형태를 갖는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 도 6에는 다른 형태의 슬릿이 형성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 권취 가능 판재의 구조가 단면도로서 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 권취 가능 판재(200)는 기초 스킨층(110)과, 기초 스킨층(110) 위에 적층되며 두 개의 지지 구조층(230, 240)을 구비하는 코어층(250)과, 코어층(250)의 위에 적층되는 보호 스킨층(120)을 포함한다. 코어층(250)에는 복수개의 슬릿(260)들이 형성되는데, 슬릿(260)들은 대체로 삼각형의 단면 형태로 이루어져서, 기초 스킨층(110)으로부터 멀어질수록 폭이 넓어지는 형태를 갖는다.
상기 실시예들에서는 권취 가능 판재(100, 200)가 보호 스킨층(120)을 포함하는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 보호 스킨층(120)을 포함하지 않을 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 7에는 위에서 설명된 권취 가능 판재(100)의 제조방법에 대한 일 실시예가 순서도로서 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 권취 가능 판재의 제조방법은 코어층 접합 단계(S10)와, 보호 스킨층 접합 단계(S20)와, 슬릿 형성 단계(S20)를 포함한다.
도 7과 도 8을 참조하면, 코어 형성층 접합 단계(S10)에서는 기초 스킨층(110)의 일면에 코어 형성층(150a)이 접합된다. 기초 스킨층(110)은 도 2에 도시된 기초 스킨층(110)이며, 코어 형성층(150a)은 추가 가공을 통해 도 2에 도시된 코어층(150)을 형성하게 되는 층이다. 코어 형성층(150a)이 복수개의 지지 구조 형성층(130a, 140a)(도 2에 도시된 지지 구조층(130, 140)에 대응)들을 구비하는 경우에는, 미리 접합된 상태의 복수개의 지지 구조 형성층(130a, 140a)들을 구비하는 코어 형성층(150a)이 기초 스킨층(110)에 접합되거나, 기초 스킨층(110)에 복수개의 지지 구조 형성층(130a, 140a)들이 차례대로 적층되어서 접합될 수 있다. 기초 스킨층(110)이 직조물과 직조물이 함침되는 수지 매트릭스를 포함하는 복합소재이고, 코어 형성층(150)이 보강섬유와 수지 매트릭스를 포함하는 섬유강화플라스틱 복합소재인 경우에, 기초 스킨층(110)의 수지 매트릭스와 코어 형성층(150)의 수지 매트릭스가 동일한 수지인 것이 바람직하며, 이 때 열융착에 의해 기초 스킨층(110)과 코어 형성층(150) 사이의 결합력이 강하게 유지될 수 있다.
보호 스킨층 접합 단계(S20)에서는 코어 형성층(150a) 위에 보호 스킨 형성층(120a)이 접합된다. 보호 스킨 형성층(120a)이 기초 스킨층(110)과 같이 직조물과 직조물이 함침되는 수지 매트릭스를 포함하는 복합소재이고, 코어 형성층(150a)이 보강섬유와 수지 매트릭스를 포함하는 섬유강화플라스틱 복합소재인 경우에, 보호 스킨 형성층(120a)의 수지 매트릭스와 코어 형성층(150a)의 수지 매트릭스가 동일한 수지인 것이 바람직하며, 이 때 열융착에 의해 보호 스킨 형성층(120a)과 코어 형성층(150a) 사이의 결합력이 강하게 유지될 수 있다. 이 경우, 코어 형성층 접합 단계(S10)와 보호 스킨 형성층 접합 단계(S20)가 동시에 수행될 수 있다. 즉, 기초 스킨층(110)의 위에 코어 형성층(150a)과 보호 스킨 형성층(120a)이 차례대로 적층된 상태에서 열융착이 수행됨으로써, 기초 스킨층(110), 코어 형성층(150a) 및 보호 스킨 형성층(120a)이 함께 접합될 수 있다.
권취 가능 판재(도 1의 100)가 보호 스킨층을 구비하지 않는 경우에는 보호 스킨 접합 단계(S20)가 생략된다.
슬릿 형성 단계(S30)에서는 기초 스킨층(110)에 접합된 코어 형성층(150a)과 보호 스킨 형성층(120a)에 복수개의 슬릿(도 2의 160)들이 형성된다. 복수개의 슬릿(도 2의 160)들은 코어 형성층(150a)과 보호 스킨 형성층(120a)에서 도 8에 도시된 바와 같이 'A'로 표시된 구간들에 커팅과 같은 방식에 의해 제거됨으로써 형성된다. 제거 형태에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 슬릿은 직사각형 형태의 단면 형상을 갖거나, 도 6에 도시된 바와 같은 삼각형 형태의 단면 형상을 갖게 된다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 권취 가능 판재 110 : 기초 스킨층
120 : 보호 스킨층 120a : 보호 스킨 형성층
150 : 코어층 150a : 코어 형성층
130, 140 : 지지 구조층 151 : 지지 구조부
152 : 보강섬유 160 : 슬릿
120 : 보호 스킨층 120a : 보호 스킨 형성층
150 : 코어층 150a : 코어 형성층
130, 140 : 지지 구조층 151 : 지지 구조부
152 : 보강섬유 160 : 슬릿
Claims (11)
- 권취 가능한 판재의 제조방법에 있어서,
유연한 재질의 기초 스킨층 위에 코어 형성층이 접합되는 코어 형성층 접합 단계; 및
상기 기초 스킨층 위에 접합되는 상기 코어 형성층을 관통하는 복수개의 슬릿들을 커팅하여 형성하는 슬릿 형성 단계를 포함하며,
상기 복수개의 슬릿들은 상기 기초 스킨층의 가로방향을 따라서 연장되고 세로방향을 따라서 상기 기초 스킨층의 전체 구간에 걸쳐서 차례대로 이격되어서 배치되며,
상기 슬릿 형성 단계에 의하여, 상기 코어 형성층은 상기 가로방향을 따라서 평행하게 연장되는 장섬유로 이루어지는 보강섬유들과 수지 매트릭스를 구비하는 복합소재인 지지 구조부들이 상기 기초 스킨층 위에 복수개 적층된 구조로 형성되며,
상기 복수개의 지지 구조부들 각각의 상기 보강섬유들이 상기 가로방향으로 평행하게 연장되도록 배열되는,
권취 가능한 판재의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 슬릿 형성 단계에서, 상기 지지 구조부들의 폭은 동일하게 하고 상기 지지 구조부들 사이의 간격이 상기 기초 스킨층의 하부에서 상부로 갈수록 크게 하기 위하여, 상기 슬릿들의 폭을 상기 기초 스킨층의 하부에서 상부로 갈수록 상기 코어 형성층을 큰 폭으로 커팅하여 형성하는,
권취 가능한 판재의 제조방법. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 코어 형성층 접합 단계와 상기 슬릿 형성 단계 사이에,
상기 코어 형성층 위에 유연한 재질의 보호 스킨층을 접합하는 보호 스킨 형성층 접합 단계를 더 포함하고,
상기 슬릿 형성 단계에서, 상기 코어 형성층과 상기 보호 스킨층을 모두 관통하도록 상기 슬릿들이 형성되는 권취 가능한 판재의 제조방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 보호 스킨층은 직조물과 수지 매트릭스를 포함하는 권취 가능한 판재의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 기초 스킨층은 수지 매트릭스를 포함하는 복합소재이며,
상기 기초 스킨층의 수지 매트릭스와 상기 코어 형성층의 수지 매트릭스는 동일한 수지재로 이루어지는 권취 가능한 판재의 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 기초 스킨층은 수지 매트릭스를 포함하는 복합소재이며,
상기 기초 스킨층의 수지 매트릭스, 상기 코어 형성층의 수지 매트릭스 및 상기 보호 스킨층의 수지 매트릭스는 동일한 수지재로 이루어지는 권취 가능한 판재의 제조방법. - 삭제
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| KR1020190150406A KR102557872B1 (ko) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 전자기기용 롤 형상 권취 가능 판재 및 이의 제조방법 |
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