KR20140136401A - 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름의 제조방법이 개시된다. 필름 원단을 준비하는 단계;
상기 필름 원단을 금형에서 디스플레이 장치 표면의 평탄면 및 곡률면 형상에 대응하는 입체적 형상으로 성형하는 단계; 및
상기 성형된 필름 원단을 재단하여 입체 성형필름을 완성하는 단계를 포함하며,
상기 디스플레이 장치의 상기 곡률면에 대응하도록 형성되는 상기 금형의 곡률면의 곡률도는 상기 디스플레이 장치의 곡률면의 곡률도보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름의 제조방법이 제공된다.

Description

디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름 및 그 제조방법{Three dimensional forming film for surface protection of display device and its manufacturing method}

본 발명은 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지 필름 원단을 디스플레이 장치 표면의 평면 및 곡면 형상에 대응하도록 입체적으로 성형한 후, 이형지를 제거하여 디스플레이 장치 표면에 안정적으로 탈부착함으로써, 디스플레이 장치 표면에 곡률이 존재하는 부위에도 들뜸이나 기포의 발생 없이 깔끔하게 부착이 가능할 뿐만 아니라, 부피나 무게의 증가를 유발하지 않아 사용상 간편함을 제공함과 아울러, 제조 공정의 단축과 제조 비용도 절감시키면서 디자인을 다채롭게 제작할 수 있는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 급속한 정보화시대의 도래에 따라 스마트폰, 스마트패드를 포함한 각종의 휴대폰과 MP3 플레이어, PDA, 네비게이션 등 다양한 디스플레이 장치가 사용되고 있다. 그러나 이들은 대부분 고가의 전자제품들로서 사용자들은 스크래치나 외부의 충격으로부터 이들 디스플레이 장치를 보호하고 외관을 더 돋보이게 치장할 필요성을 느끼고 있다.

특히 디스플레이 장치의 전면에 배치되는 액정 표면에는 곡률이 존재하는 경우가 있어 종래의 보호필름은 곡률도가 존재하는 범위를 제외한 부분만 커버하도록 평면으로 제작되어 곡률도가 존재하는 부위는 스크래치나 외부의 충격에 노출이 불가피한 것이 일반적이다.

곡률도가 존재하는 디스플레이 장치의 액정 표면과 같은 부위에 평면으로 제작된 필름을 부착하게 되면 필름 표면의 일부가 들뜨고 사이에 이물이 끼게 되어 사용자에게 외관상 불쾌감을 유발할 수 있다. 따라서 액정에 손상이 가해지게 되면 액정을 새로 갈아 끼우거나 경우에 따라서는 디스플레이 장치를 전면 교체하여야 하므로, 그 수리비가 막대하게 된다.

또한 곡면 부위를 보호하기 위하여 최근에는 우레탄 재질의 보호필름을 부위별로 부착하기도 하는데 이들을 디스플레이 장치 표면에 부착할 경우에는 제품 표면에 대응하는 일정한 기준점이 없고 우레탄 특성상 늘어나는 성질 때문에 부착이 어렵다는 문제점을 가지고 있다.

더불어 고가의 전자제품들의 사용자들은 디스플레이 장치를 보호하고자 하는 욕구가 늘어나면서 액정 표면뿐만 아니라 측면 내지 배면 등의 전면을 보호하기 위하여 보호케이스와 같은 보호장치를 구매하여 사용하고 있다. 하지만 보호케이스의 장착 후 부피가 커지고 본래의 디스플레이 장치 본연의 디자인을 유지할 수 없으며 탈장착의 어려움이 따르기도 한다.

더욱이 제조업을 하는 업계의 입장에서는 빠르게 변하는 다양한 기종에 대응하는 케이스를 만들기 위하여 보호케이스용 금형에 대한 제작 시간과 비용에 대한 부담이 크게 발생한다.

따라서 기존의 보호필름 및 보호케이스 등을 대치하여 디스플레이 장치의 표면의 곡률도에 대응할 수 있는 입체적인 형상으로 필름을 성형할 수 있다면, 디스플레이 장치의 부착이 어려운 곡면 부위에도 필름의 부착이 용이하도록 개선될 수 있을 뿐만 아니라 제조공정을 줄일 수 있어 제작 시간과 비용이 절감될 수 있을 것이다.

이와 관련된 기술로는 한국특허등록 제10-0982555호가 있다.

본 발명은 합성수지 필름 원단을 디스플레이 장치 표면의 평면 및 곡면 형상에 대응하도록 입체적으로 성형한 후, 이형지를 제거하여 디스플레이 장치 표면에 안정적으로 탈부착함으로써, 디스플레이 장치 표면에 곡률이 존재하는 부위에도 들뜸이나 기포의 발생 없이 깔끔하게 부착이 가능할 뿐만 아니라, 부피나 무게의 증가를 유발하지 않아 사용상 간편함을 제공함과 아울러, 제조 공정의 단축과 제조 비용도 절감시키면서 디자인을 다채롭게 제작할 수 있는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름으로서, 상기 입체 성형필름은 디스플레이 장치 표면의 평탄면 및 곡률면 형상에 대응하여 부착되도록 다층 구조로 형성되는 필름 원단을 입체적 형상으로 성형하여 형성되며, 둘레면을 따라 곡률지게 형성되어 상기 디스플레이 장치의 곡률면에 부착되는 곡률부와; 상기 곡률부에 평탄하게 연장 형성되어 상기 디스플레이 장치의 평탄면에 부착되는 평탄부를 포함하며, 상기 필름 원단은, 합성수지 기재층; 상기 합성수지 기재층의 상면에 형성되는 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상면에 형성되는 제1 이형층; 상기 합성수지 기재층 이면에 형성되는 실리콘 점착제층; 및 상기 실리콘 점착제층을 덮는 제2 이형층을 포함하며, 상기 필름 원단이 성형되어 형성되는 상기 곡률부와 상기 평탄부는 상기 제2 이형층이 제거되고 상기 실리콘 점착제층에 의하여 상기 디스플레이 장치의 표면에 안정적으로 부착 또는 탈착되며, 상기 제1 이형층은 그 일측면에 실리콘 점착면이 형성되며, 상기 곡률부와 상기 평탄부가 상기 디스플레이 장치의 표면에 부착될 때, 제거되며, 상기 제2 이형층은 불소 코팅된 PET 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름을 제공한다.

상기 입체 성형필름은 디스플레이 장치의 형상과 기능버튼에 해당하는 부위가 노출되도록 다수의 통공이나 절개부가 절단 형성될 수 있다.

상기 합성수지 기재층과 상기 제1 이형층 사이에는 인쇄층이 더 형성될 수 있다.

상기 실리콘 점착제층은 일종 또는 수종의 실리콘계 PSA(Pressure sensitive adhesive)와 선택된 종의 가교제(crosslinker), 선택된 종의 밀착제(anchorage) 및 백금 촉매제(catalyst)를 톨루엔, MEK(Methyl ethyl ketone) 및 자일렌(Xylene) 중 하나 이상의 용매에 희석하여 형성하며, 15gf/25mm~120gf/25mm의 점착력을 가질 수 있다.

또한 본 발명은 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름의 제조방법으로서, 다층 구조의 필름 원단을 준비하는 단계; 상기 필름 원단을 상부금형과 하부금형 사이에서 디스플레이 장치 표면의 평탄면 및 곡률면 형상에 대응하는 입체적 형상으로 성형하는 단계; 및 상기 성형된 필름 원단을 재단하여 상기 입체 성형필름을 완성하는 단계를 포함하며, 상기 입체 성형필름은, 둘레면을 따라 곡률지게 형성되어 상기 디스플레이 장치의 곡률면에 부착되는 곡률부와; 상기 곡률부에 평탄하게 연장 형성되어 상기 디스플레이 장치의 평탄면에 부착되는 평탄부로 구성되며, 상기 필름 원단은, 합성수지 기재층; 상기 합성수지 기재층의 상면에 형성되는 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상면에 형성되는 제1 이형층; 상기 합성수지 기재층 이면에 형성되는 실리콘 점착제층; 및 상기 실리콘 점착제층을 덮는 제2 이형층을 포함하며, 상기 필름 원단이 성형되어 형성되는 상기 곡률부와 상기 평탄부는 상기 제2 이형층이 제거되고 상기 실리콘 점착제층에 의하여 상기 디스플레이 장치의 표면에 안정적으로 부착 또는 탈착되며, 상기 제1 이형층은 그 일측면에 실리콘 점착면이 형성되며, 상기 곡률부와 상기 평탄부가 상기 디스플레이 장치의 표면에 부착될 때, 제거되며, 상기 제2 이형층은 불소 코팅된 PET 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 합성수지 필름 원단을 디스플레이 장치 표면의 평면 및 곡면 형상에 대응하도록 입체적으로 성형한 후, 이형지를 제거하여 디스플레이 장치 표면에 안정적으로 탈부착함으로써, 디스플레이 장치 표면에 곡률이 존재하는 부위에도 들뜸이나 기포의 발생 없이 깔끔하게 부착이 가능할 뿐만 아니라, 부피나 무게의 증가를 유발하지 않아 사용상 간편함을 제공함과 아울러, 제조 공정의 단축과 제조 비용도 절감시키면서 디자인을 다채롭게 제작할 수 있는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 입체 성형필이 디스플레이 장치(200)에 배치되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 입체 성형필름을 제조하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 5는 입체 성형필름의 단면 적층구조를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 의해 인쇄층이 합성수지기재층 상면에 형성된 상태의 입체 성형필름을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 입체 성형필름(100)이 디스플레이 장치(200)에 배치되는 상태를 도시한 도면이다. 입체 성형필름(100)은 주로 디스플레이 장치(200)의 표면을 감싸도록 배치되되, 도시된 바와 같이 디스플레이 장치의 전면과 배면을 각각 보호할 수 있도록 전면 보호용(도 1 참조)과 배면 보호용(도 2 참조)이 별도로 형성될 수 있다.

입체 성형필름(100)에는 디스플레이 장치의 형상과 기능버튼 등에 해당하는 부위가 노출될 수 있도록 다수의 통공 또는 절개부들(110)이 배치된다. 입체 성형필름(100)은 주로 둘레면에 배치되며 곡률지게 형성되어 디스플레이 장치의 곡률면에 부착되는 곡률부(101)와 곡률부(101)에 대하여 평탄하게 연장 형성되어 디스플레이 장치의 평탄면을 커버하도록 형성되는 평탄부(102)로 구성된다.

따라서 디스플레이 장치의 표면에 곡률도가 존재하여도 본 발명의 일실시예에 따른 입체 성형필름을 이용하여 부착하면, 외부의 스크래치로부터 디스플레이 장치의 표면을 효과적으로 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 보호필름의 부착위치를 정확하게 설정하여 부착하기도 용이해진다. 나아가 본 발명의 일실시예에 따른 입체 성형필름(100)은 디스플레이 장치의 배면에도 제공될 수 있음으로써, 상대적으로 부피가 큰 보호케이스를 디스플레이 장치에 장착하지 않더라도 디스플레이 장치의 표면 보호가 가능해짐으로써, 디스플레이 장치의 부피나 무게의 증가를 유발하지 않아 사용이 간편해진다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 입체 성형필름(100)을 제조하는 공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입체 성형할 필름 원단을 준비한다(도 4의 S01 공정). 필름 원단의 적층구조는 도 5에 도시된다. 여기서 필름 원단이 얇은 박막 필름의 적층구조임을 감안할 때, 도 5는 이러한 적층구조를 다소 과장되게 확대 도시한 것이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 필름 원단은 합성수지 기재층(30), 합성수지 기재층(30)의 상면에 형성되는 하드코팅층(40), 하드코팅층(40)을 덮는 제1 이형층(60), 합성수지 기재층(30) 저면에 형성되는 실리콘 점착제층(20) 및 실리콘 점착제층을 덮는 제2 이형층(10)을 포함한다.

도 5의 (b)는 하드코팅층(40) 위로 인쇄층(50)이 추가 형성된다는 점에서 도 5의 (a)와 차별된다. 여기서 인쇄층(50)은 실크 인쇄 또는 UV 인쇄를 이용하거나, 실크 인쇄 후 UV 인쇄를 추가적으로 적용함으로써 형성되며, 하드코팅층(40)의 전면 또는 일부 구간에 형성될 수 있다.

도 5의 (a), (b)에 도시된 필름 원단의 합성수지 기재층(30)은 PET 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 합성수지 기재층(30) 상면에는 하드코팅층(40)이 추가로 형성되어 높은 표면경도, 내스크래치성 또는 방오성을 갖도록 하며 손가락이나 손톱, 펜 등과 같은 외부의 자극에 의하여 보호필름의 표면에 스크래치나 찍힘 등이 발생하여 손상되는 문제를 보완할 수 있다. 하드코팅층(40)은 공지의 하드코팅액을 도포함으로써 형성되며, 공지의 하드코팅액은 원하는 기능 발현을 위해 공지의 첨가제들이 추가 혼합될 수 있음은 물론이다.

나아가 합성수지 기재층(30) 저면에 형성되는 실리콘 점착제층(20)은 일종 또는 수종의 실리콘계 PSA(Pressure sensitive adhesive)와 선택된 종의 가교제(crosslinker), 선택된 종의 밀착제(anchorage) 및 백금 촉매제(catalyst)를 톨루엔, MEK, Xylene 등의 용매에 희석하여 형성함이 바람직하다. 각 성분의 혼합 비율을 적절히 조절함으로써, 형성되는 실리콘 점착제층(30)의 점착력을 조절하여 본 발명의 일실시예에 따른 입체 성형필름이 디스플레이 장치에 안정적으로 탈부착될 수 있도록 함이 바람직하다.

바람직하게는 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 점착제층(20)은 15gf/25mm~120gf/25mm의 점착력을 갖도록 형성된다. 점착력이 15gf/25mm 이하인 경우에는 디스플레이 장치에 형성되어 있는 AFP(Anti-Finger printing) 코팅층의 반발력으로 디스플레이 장치에 대한 점착이 용이하지 않으며, 점착력이 120gf/25mm 이상인 경우에는 점착 후 탈착이 용이하기 않기 때문이다. 실리콘 점착제층(20)은 제2 이형층(10)에 의하여 덮여지며, 제2 이형층(10)은 PET 재질인 것이 바람직하다. 바람직하게는 제2 이형층은 불소 코팅된다. 이는 실리콘 점착제층(20)이 고 점착력을 갖도록 형성될 때, PET 재질의 제2 이형층(10)이 실리콘 점착제층(20)에 붙어서 분리되지 않는 현상을 방지하기 위한 것이다.

하드코팅층(40) 위에는 제1 이형층(60)이 제공된다. 나아가 도 5의 (b)에 ㄷ도시된 바와 같이 제1 이형층(60)과의 사이에 인쇄층(50)이 추가 제공될 수 있다. 하드코팅층(40) 위에 인쇄층(50)이 추가 형성되는 경우에는 본 발명에 따라 완성된 입체 성형필름(100)이 문양이나 색상 인쇄층을 포함하게 됨으로써, 다양한 디자인의 입체 성형필름(100)을 제공하는 것이 가능해진다.

제1 이형층(60)은 일측면에 실리콘 점착면이 형성되어진 것으로, 그 점착력은 실리콘 점착제층(20)의 점착력보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제1 이형층(60)은 입체 성형필름(100)이 디스플레이 장치에 부착, 사용되기 전 지문방지 효과를 갖도록 하여 최외각에서 입체 성형필름(100)의 표면을 보호하기 위해 사용되고 부착, 사용시에 제거되는 것이기 때문이다. 따라서 그 일면에 점착력이 다소 낮은 실리콘 점착면을 형성하여, 완성된 입체 성형필름(100)으로부터 분리, 제거가 용이하게 함이 바람직하다.

도 5와 같은 적층구조를 갖는 필름 원단은 도 4에 도시된 입체 성형용 금형을 제작하여 입체 성형하게 된다. 상술한 바와 같이 형성된 필름 원단은 도 4에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치의 표면 형상에 대응하는 입체 성형용 상부금형(6)과 하부금형(7)을 제작하여 입체적으로 성형된다.

입체 성형은 열을 가하여 준비된 필름 원단을 예열하고 예열된 필름 원단을 상부금형과 하부금형 사이에서 재단이 가능하도록 제작된 금형에 의하여 성형하면서 동시에 재단하는 공정으로 진행될 수 있다. 선택적으로 입체 성형 후 불필요한 부분을 재단하는 공정을 별도로 부가하는 것도 가능하다. 이에 따라 부착될 디스플레이 장치의 형상과 기능버튼 등에 해당하는 부위가 노출될 수 있도록 다수의 통공들 또는 절개부들이 절단 형성된다(도 4의 S02 공정).

이때, 필름 원단의 입체 성형은 진공 성형기법을 이용하여 형성되는 것도 가능하다. 즉 필름 원단을 일정 온도 하에서 진공으로 유지되는 금형에 물림 결합한 후 공압을 이용하여 디스플레이 장치의 형상에 대응하도록 형성되어 있는 금형 내측면을 향해 필름 원단을 흡입시켜 필름 원단을 입체 성형하도록 형성할 수 있다.

이때, 금형의 곡률면, 다시 말해, 디스플레이 장치의 곡률면에 대응하도록 형성되는 금형의 곡률면의 곡률도는 실질적으로 디스플레이 장치의 곡률면의 곡률도보다 다소 높게 형성되도록 함이 바람직하다. 이는 완성되는 입체 성형필름(100)은 재료의 특성상 탄성 스프링 백(spring back) 현상이 발생되므로, 이를 감안하여 금형의 곡률면의 곡률도는 실제 디스플레이 장치의 곡률면의 곡률도보다 다소 높게 형성하여야 완성된 입체 성형필름(100)의 탄성 스프링 백 현상을 상쇄하고 입체 성형필름(100)이 디스플레이 장치의 곡률면에 안정적으로 부착될 수 있게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치의 곡률면에 대응하는 금형의 곡률면의 곡률도는 실제 디스플레이 장치의 곡률면의 곡률도보다 0.5도~15도 큰 것이 바람직하다.

이에 따라 완성된 입체 성형필름(100)의 곡률부(101)는 도시된 바와 같이 디스플레이 장치의 측면에 형성되는 곡률면에도 안정적으로 부착될 수 있도록 디스플레이 장치의 곡률면에 대응하는 곡률도를 갖도록 형성되어지며, 입체 성형필름(100)에서 제2 이형층을 제거하면, 제2 이형층의 저면에 다소 높은 점착력으로 균일하게 형성되는 실리콘 점착제층(20)에 의하여 입체 성형필름(100)이 디스플레이 장치에 안정적으로 부착될 수 있으며, 탈착 또한 용이해진다.

이와 같이 완성된 입체 성형필름(100)에서 제2 이형층을 제거하여 실리콘 점착제층(20)을 매개로 디스플레이 장치에 입체 성형필름(100)이 안착된 상태에서, 제1 이형층(60)을 제거하면, 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 입체 성형필름(100)이 깔끔하게 디스플레이 장치에 안착되며, 디스플레이 장치의 곡률면에도 입체 성형필름의 곡률부(101)가 안정적으로 부착됨으로써, 들뜸이나 기포의 발생이 방지되어 디스플레이 장치의 표면 보호 및 외관미 상승에 기여할 수 있게 된다.

도 6은 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 인쇄층(50)이 하드코팅층(40) 상면에 형성된 상태의 필름 원단을 이용하여 형성된 입체 성형필름(100)을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 디스플레이 장치 표면의 곡률도에 대응하는 형상으로 입체 성형필름(100)을 형성하여 부착하면 디스플레이 장치 전면을 감싸도록 배치되어 표면 보호기능을 가지면서, 색상이나 문양도 형성될 수 있게 된다. 인쇄층(40)이 형성됨으로써 입체 성형필름(100)을 장식용 및 광고 홍보용으로도 효과적으로 이용할 수 있음은 물론이다. 이때, 제조사의 마크나 홍보용 문구와 캐릭터 등의 도안이 다양한 색상의 패턴이나 문양과 함께 인쇄된다면 광고 홍보 효과를 증대할 수 있을 것이다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 입체 성형필름 110 : 통공
200 : 디스플레이 장치
10 : 제2 이형층 20 : 실리콘 점착제층
30 : 합성수지 기재층 40 : 하드코팅층
50 : 인쇄층 60 : 제1 이형층
101 : 곡률부 102 : 평탄부

Claims (1)

1. 필름 원단을 준비하는 단계;
   상기 필름 원단을 금형에서 디스플레이 장치 표면의 평탄면 및 곡률면 형상에 대응하는 입체적 형상으로 성형하는 단계; 및
   상기 성형된 필름 원단을 재단하여 입체 성형필름을 완성하는 단계를 포함하며,
   상기 디스플레이 장치의 상기 곡률면에 대응하도록 형성되는 상기 금형의 곡률면의 곡률도는 상기 디스플레이 장치의 곡률면의 곡률도보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 표면 보호용 입체 성형필름의 제조방법.

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