KR20180027845A - 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법 - Google Patents

모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명에 따른 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름은, 단층 구조의 투명성 합성 수지 필름이 진공열성형에 의해 적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 하방 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부에 의해 곡면형 디스플레이 패널에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성되도록 성형된 성형체의 오목면과 볼록면에 각각 하드 코팅층이 형성되며 오목면에 형성된 하드 코팅층에는 양면 점착 필름이 점착층으로 형성되도록 이루어진 구성을 가진다. 이와 같은 구성적 특징에 의하면, 스프링 백 현상을 유효하게 억제하여 최소화할 수 있게 됨에 따라 곡면형 보호필름의 성형 치수 정밀도와 곡률도를 효과적으로 향상시켜 곡면형 디스플레이 패널 표면에 대응하는 정합성을 높여 디스플레이 패널에 보다 안정적이고 견고하게 밀착된 상태로 부착될 수 있는 보호필름을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 필름 원단의 성형공정 이후 별도의 개별 공정을 통해 하드 코팅층을 형성하게 됨에 따라 크랙 방지 효과를 높여 곡면형 보호필름의 품질과 생산성 향상을 기대할 수 있다.

Description

모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법{Protective film for display pannel of portable electronic device with curved surface and manufacturing method thereof}
본 발명은 예를 들어 스마트폰이나 테블릿 PC 등과 같은 모바일기기의 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엣지부가 라운딩지게 볼록한 형태로 디자인된 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근의 모바일기기는 고성능화와 저가격화 및 에너지 절감화 등을 통해 출시 제품의 다양화와 차별화를 추구하는 추세에 있다.
예를 들면, 스마트폰이나 테블릿 PC 등과 같은 모바일기기는 멀티미디어 콘텐츠 이용에 따른 디스플레이 패널 크기가 확대됨으로써, 별도의 키패드 없이 디스플레이 패널 자체를 키패드로 활용하는 터치스크린 방식이 적극 채택되고 있다.
특히, 최근에 출시되고 있는 신제품의 경우 디스플레이 패널 두께가 더욱 얇아지고 화면도 점차 커지면서 엣지부가 라운딩지게 볼록한 형태의 곡면형으로 디자인된 모델이 주력 기종으로 부상하고 있다.
통상적으로, 스마트폰이나 테블릿 PC 등과 같은 모바일기기의 경우 디스플레이 패널의 표면에 얇고 투명한 보호필름을 덧씌운 상태로 부착하여 사용하게 된다. 이에 따라 사용과정에서 빈번한 터치스크린의 접촉으로 인해 디스플레이 패널의 표면에 발생하는 스크래치나 또는 외부로부터의 크고 작은 충격에 의해 발생하는 작은 흠집 등을 유효하게 방지할 수 있도록 되어 있다.
상기한 바와 같은 모바일기기의 디스플레이 패널 보호필름은 예컨대, 모바일기기가 장착되는 케이스 등과 같은 액세서리 제품군을 형성하는 것으로서, 근래에 들어 다양한 형태의 기능성 제품의 개발 및 출시가 활발하게 이루어짐에 따라 모바일기기의 시장과 함께 급성장하고 있다.
한편, 기존 모바일기기의 디스플레이 패널에 부착되는 보호필름은 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU) 등의 열가소성 수지와 같은 고분자 화합물로 이루어진 투명필름과, 그 투명필름의 한쪽 면에 도포된 접착제 및 그 접착제 도포면을 보호하기 위한 보호지를 포함하여 이루어지는 다층의 라미네이팅 구조를 가지는 것으로서, 예를 들면 대한민국 등록특허공보 제10-1221441호에는 표면 보호층과 메인 수지층 및 점착층이 적층되어 있는 라미네이팅 구조의 보호필름이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1329049호에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지에 점착층과 하드코팅층이 형성된 보호필름이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0092873호에는 합성수지 기재층의 양면에 각각 하드코팅층과 실리콘 점착층이 형성되고, 그 하드코팅층과 실리콘 점착층의 상면에 각각 이형층이 형성된 보호필름이 개시되어 있다.
상기한 바와 같은 종래 디스플레이 패널 화면 보호필름은 예열된 필름원단을 상부금형과 하부금형 사이에서 프레스 열압착 성형방식을 통해 디스플레이 패널의 표면 형상에 따른 평탄면이나 곡률면 형상에 대응하는 입체적 형상으로 성형된다.
그런데, 기존 디스플레이 패널 화면 보호필름의 경우 기재층을 이루고 있는 고분자 화합물 시트가 열압착 성형후 복원력 때문에 소위, 스프링백 현상이 발생하여 치수 및 곡률도의 정밀도가 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.
특히, 터치스크린의 곡면이 크면 클수록 보호필름의 치수 및 곡률도의 오차가 크게 발생하게 되므로, 곡면형 디스플레이 패널의 둘레 부위에서 보호필름이 들뜨거나 곡면이 시작되는 부위에서 보호필름이 울게 되는 불량 제품의 발생 우려가 크다.
또한, 기존 모바일기기의 디스플레이 패널 보호필름의 경우 하드 코팅을 포함한 다층의 라미네이팅 구조로 이루어진 필름 원단을 열압착 성형하는 과정에서 하드 코팅층에 크랙(crack)이나 휨 현상이 발생하여 보호필름의 품질과 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경 하에서 도출된 것으로서, 상술한 배경 기술의 문제점은 본 출원인이 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나 본 발명의 도출 과정에서 습득한 내용으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공지된 내용이라 할 수는 없다.
대한민국 등록특허공보 제10-1602103호 대한민국 등록특허공보 제10-1329049호 대한민국 등록특허공보 제10-1221441호 대한민국 등록특허공보 제10-0982555호 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0000145호 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0092873호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 모바일기기의 디스플레이 패널 보호필름 및 그 제조방법이 지니고 있는 단점과 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스프링 백 현상의 발생을 최대한 억제할 수 있도록 개선된 공정을 통해 성형 치수와 곡률도의 정밀도를 높여 품질 및 생산성 향상을 효율적으로 도모할 수 있는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하드 코팅층의 크랙 및 휨 발생을 방지할 수 있도록 설계된 코팅 공정에 의해 품질 및 생산성 향상을 효율적으로 도모할 수 있는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 표면에 대응하는 정합성에 대한 정밀도를 향상시켜 보다 안정적이고 견고하게 밀착된 상태로 부착될 수 있는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 목적을 달성하기 위한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름은, 적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부에 의해 상기 곡면형 디스플레이 패널에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성되는 단층 구조의 투명성 합성 수지 필름과; 상기 합성 수지 필름의 오목면과 볼록면에 각각 적층되도록 형성되는 하드 코팅층; 및 상기 합성 수지 필름의 오목면에 형성된 하드 코팅층에 적층되도록 형성되는 점착층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법은, 단층 구조의 투명성 합성 수지 필름 원단을 준비하는 단계와, 상기 필름 원단을 가열하여 연화시켜 주기 위한 예열 단계와, 상기 예열 단계를 거친 필름 원단을 진공열성형에 의해 적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 하방 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부에 의해 상기 곡면형 디스플레이 패널에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성되는 성형체로 성형하는 성형 단계와, 상기 합성 수지 필름 성형체의 오목면과 볼록면에 각각 하드 코팅층을 형성하는 하드 코팅 단계 및 상기 합성 수지 필름 성형체의 오목면에 형성된 하드 코팅층에 점착층을 형성하는 점착층 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법에 있어서, 상기 합성 수지 필름은 10 내지 200m 범위의 두께를 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 및 폴리카보네이트(PC) 중에서 선택된 어느 하나의 합성 수지로 이루어진 것이 바람직하다.
그리고 상기 하드 코팅층은 유기코팅제와 무기코팅제 및 유기물과 무기물이 균일하게 혼성된 유무기 복합 코팅제 중에서 선택된 어느 하나가 코팅되는 것이 바람직하다.
또한 상기 점착층은 양면 점착 필름이 부착되어 이루어지며, 상기 양면 점착 필름은, 10 내지 100 범위의 두께를 가진 베이스 필름의 한쪽 면에 5 내지 70범위의 두께와 100 내지 1,500gf/25mm 범위의 점착력을 지니는 아크릴 점착층을 가지며, 반대쪽 면에는 5 내지 70 범위의 두께와 1 내지 100gf/25mm의 점착력을 지니는 실리콘 점착층으로 구성되어 부착되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 점착층에는 보호시트가 더 부착되는 구성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법에 있어서, 상기 성형 단계에서는, 상기 필름 원단이 대면하여 접하는 금형의 성형면에 가공된 단차부가 구비되며, 그 단차부에 의해 상기 필름 원단과 금형의 성형면 사이에 형성되는 공극 스페이스를 통해 공기 취출이 이루어지게 됨에 따라 상기 금형의 성형면에 대한 필름 원단의 흡착도를 높이도록 유도하여 성형이 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 따르면, 진공 성형시 상기 필름 원단이 금형의 성형면에 접촉하게 될 때 미세 공기층이 형성되어 필름 원단이 상측으로 볼록하게 부풀어 오르게 되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 되므로, 효율적인 성형 품질의 확보가 용이하다.
그리고, 상기 하드 코팅 단계에서는, 상기 수지 필름 성형체를 코팅액에 침적하여 1차적으로 딥 코팅(Dip Coating)한 다음 열풍 건조하고, 그 수지 필름 성형체를 반전(反轉)시켜 코팅액에 침적하여 2차적으로 딥 코팅(Dip Coating)한 다음, 열풍 건조한 이후에 자외선(UV) 경화시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 따르면, 수지 필름 성형체의 전면에 대한 코팅 두께 편차를 최소화할 수 있다.
본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 기재층을 이루는 단층 구조의 투명성 합성 수지 필름 원단을 우선적으로 가열 연화하여 진공 성형함에 따라 기존의 프레스 열압착 성형방식에서 발생하는 스프링 백 현상을 유효하게 억제하여 최소화할 수 있다. 이에 따라 곡면형 보호필름의 성형 치수 정밀도와 곡률도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
둘째, 성형 치수 정밀도와 곡률도의 향상에 의해 곡면형 디스플레이 패널 표면에 대응하는 정합성을 높여 디스플레이 패널에 보다 안정적이고 견고하게 밀착된 상태로 부착될 수 있는 보호필름을 제공할 수 있다.
셋째, 기재층을 이루는 필름 원단의 성형공정 이후 별도의 개별 공정을 통해 하드 코팅층을 형성하게 됨에 따라 기존의 프레스 열압착 성형방식에서 발생하는 하드 코팅층의 크랙을 유효하게 방지할 수 있다. 이에 따라 이에 따라 곡면형 보호필름의 품질 및 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름을 개략적으로 나타내 보인 예시도.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절제하여 도시해 보인 개략적 단면도.
도 3은 도 1 및 도 2의 원형 A부분을 발췌하여 라미네이팅 구조를 확대 도시해 보인 개략적 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시해 보인 제조 공정도.
도 5는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법의 주요 공정을 개략적으로 나타내 보인 모식도.
도 6은 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법에 사용되는 금형 및 그 금형을 이용하여 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름을 성형하는 상태를 나타내 보인 개략적 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법의 하드 코팅 과정을 개략적으로 나타내 보인 공정도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다.
이하의 설명 내용과 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 청구범위에 기재된 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 및 그 제조방법을 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 있어서의 모바일기기는 스마트폰이나 테블릿 PC 등의 특정한 휴대용 전자기기에 국한되는 것은 아니며, 예를 들어 개인 휴대용 단말기(PDA)나 이동통신단말기, MP3 플레이어, 게임기, 네이게이션 등과 같은 멀티미디어용 디스플레이 패널이 구비된 통상적인 휴대용 전자기기를 통칭하는 의미로 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름을 개략적으로 나타내 보인 예시도이다. 그리고 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 절제하여 도시해 보인 개략적 단면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2의 원형 A부분을 발췌하여 라미네이팅 구조를 확대 도시해 보인 개략적 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름(100)은, 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널(미도시)에 부착되어 화면을 보호하기 위한 것으로서, 단층 구조의 투명성 합성 수지 필름(110)의 양면에 각각 하드 코팅층(111)(112)이 적층되도록 형성되고, 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널과 대면하여 부착되는 일면에 구비되는 하드 코팅층(111)에 점착층(120)이 형성된 구성을 가진다.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름(100)은, 상기 합성 수지 필름(110)과 하드 코팅층(111)(112) 및 점착층(120)은 후술하는 제조공정에 있어서 각각 별도의 단계로 이루어지는 개별 공정을 통해 적층된 구조로 형성되어지는 점에 구성적 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 합성 수지 필름(110)은 예열 공정을 통해 가열 연화된 상태에서 진공성형에 의해 적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 하방 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부(101)를 가지도록 성형된다. 이에 따라 상기 합성 수지 필름(110)은 곡면형 디스플레이 패널(미도시)에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성된 입체적인 구조의 성형체를 이루게 된다.
즉, 상기 성형체의 오목면은 곡면형 디스플레이 패널과 대면하는 부착면을 이루게 되는 동시에 볼록면은 터치스크린 조작시 사용자의 손가락이나 터치 펜이 닿는 접촉면을 이루게 된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 합성 수지 필름(110)은 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 및 폴리카보네이트(PC) 등의 고분자 화합물로 이루어진 투명한 수지 필름체로서, 10 내지 200 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기 하드 코팅층(111)(112)은 상기 합성 수지 필름(110)의 표면에 경도가 높은 피막을 형성시켜 스크래치의 발생에 의한 표면 손상을 방지하기 위한 역할과 기능을 수행하기 위한 것으로서, 예를 들면 우레탄 아크릴레이트계의 유기코팅제와 나노실리카를 함유한 유무기 하이브리드 코팅제가 유효하게 채용될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 하드 코팅층(111)(112)은 졸-겔법을 이용하여 나노실리카에 유기 실란 커플링제를 반응시켜 얻어진 유무기 하이브리드 코팅제를 통상의 스프레이 코팅이나 딥 코팅 및 플로우 코팅 공정의 적용을 통하여 1 내지 100 범위의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 하드 코팅층(111)(112)의 두께 범위는 내마모성과 투명성 및 유연성과 가공성에 대한 물성을 최적화하는 동시에 경화 과정에서 발생하는 휨 현상을 방지하기 위한 것이다.
즉, 상기한 바와 같은 유무기 하이브리드 코팅제는 졸-겔법을 이용하여 무기계 전구체에 유기물을 첨가하여 반응시킴으로써, 무기물과 유기물의 중간 특성을 가지는 복합체로 형성되어 무기물이 지니는 내마모성과 투명성에 대한 장점을 보유하는 동시에 유기물이 지니는 유연성과 가공성에 대한 장점을 극대화할 수 있다.
상기 점착층(120)은 상기 합성 수지 필름(110)의 오목면에 형성된 하드 코팅층(111)에 양면 점착 필름이 부착되어 형성되는 것으로서, 이 점착층(120)의 완충작용에 의해 곡면형 디스플레이 패널의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 점착층(120)은 10 내지 100 범위의 두께를 가진 베이스 필름의 한쪽 면에 5 내지 70 범위의 두께와 100 내지 1,500gf/25mm 범위의 점착력을 지니는 아크릴 점착층을 가지며, 반대쪽 면에는 5 내지 70 범위의 두께와 1 내지 100gf/25mm의 점착력을 지니는 실리콘 점착층으로 구성되는 것이 유효하게 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 점착층(120)에는 보호시트(미도시)가 더 부착된 구성을 가질 수도 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름의 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시해 보인 제조 공정도이고, 도 5는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법의 주요 공정을 개략적으로 나타내 보인 모식도이다.
도 4 및 도 5를 참조면, 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름의 제조방법은, 필름 원단을 준비하고(S-10단계), 그 필름 원단을 가열하여 예열한 다음(S-20 단계), 진공열성형에 의해 곡면형 보호필름 성형체(110M)를 성형하고(S-30 단계), 그 보호필름 성형체(110M)의 양면에 각각 하드 코팅층(111)(112)을 형성한 다음(S-40 단계), 곡면형 디스플레이 패널과 대면하는 부착면을 이루게 되는 내측면에 형성된 하드 코팅층(111)의 위에 점착층(120)을 형성하는 단계(S-50) 및 성형 제품의 가공단계(S-60)를 포함하여 이루어진다.
상술한 바와 같은 단계별 공정 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름의 제조방법에 있어서, 상기 필름 원단 준비 단계(S-10)에서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 및 폴리카보네이트(PC) 등의 고분자 화합물로 이루어진 투명한 시트 형태의 수지 필름(110)으로서, 적절한 광투과율과 굴절률 및 내충격성 등의 물성적 특성을 고려하여 10 내지 200 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기 필름 원단 예열 단계(S-20)에서는, 도 5 (a)에 예시한 바와 같이 필름 원단으로 준비된 합성 수지 필름(110)을 진공열성형 시스템의 금형(31)이 설치되는 테이블(32)의 상부에 구비된 프레임(33)과 클램프(34)를 이용하여 팽팽하게 당겨지도록 스트레칭시킨 상태로 세팅한다.
한편, 상기 수지 필름(110)은 원단 준비 단계(S-10)에서 상기 금형(31)의 외곽 사이즈 보다 일정 치수만큼 크게 형성되도록 재단되는 것이 필요하다. 그 이유는 진공열성형을 위해 상기 수지 필름(110)을 파지하여 상하방향으로 가동되는 프레임(33) 및 클램프(34)와 금형(31)의 사이에 필요한 공간을 확보하기 위한 것이다.
이어서, 도 5 (b)에 나타내 보인 바와 같이 가동 히터(H)를 이용하여 상기 프레임(33) 및 클램프(34)에 의해 스트레칭된 수지 필름(110)의 연화점을 형성하는 100~200 온도 범위에서 1~120초 동안 가열한다.
다음 공정으로, 상기 성형 단계(S-30)에서는, 예열에 의해 연화된 수지 필름(110)이 늘어난 상태에서 도 5 (c)에 예시해 보인 바와 같이 상기 프레임(33) 및 클램프(34)의 하강에 의해 금형(31)의 표면에 접촉된 상태로 세팅된다. 반대로 프레임(33) 및 클램프(34)는 고정되어 있고 금형(31)의 상승에 의해 금형(31)의 표면에 접촉된 상태로 세팅 될수 있다. 이때, 금형(31)의 하부에서 감압 동작을 통해 수지 필름(110)과 금형(31)의 사이에 충전된 공기가 빠져나가면서 진공상태가 이루어지게 되며, 이에 따라 도 5 (d)에 도시해 보인 바와 같이 수지 필름(110)이 금형(31)의 표면에 밀착되어 성형이 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 성형 단계(S-30)에서는 상기 수지 필름(110)의 적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 하방 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부(101)를 가지도록 성형된다. 이에 따라 상기 수지 필름(110)은 곡면형 디스플레이 패널(미도시)에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성된 입체적인 구조의 필름 성형체(110M)를 이루게 된다.
한편, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 금형(31)은 도 6의 (a)에 예시해 보인 바와 같이 필름 원단(110)이 대면하여 접하는 성형면(31a)의 일측단 또는 양측단에 단차부(31b)가 가공되어 마련된 구성을 가지는 것이 바람직하다.
상기 단차부(31b)는 도 6의 (b)에 예시해 보인 바와 같이 진공 성형시 필름 원단(110)과 금형(31)의 성형면(31a) 사이에 공극 스페이스(s)를 형성하도록 기능하게 되는 것으로서, 그 공극 스페이스(s)를 통해 공기 취출이 용이하게 이루어지게 됨에 따라 금형(31)의 성형면(31a)에 대한 필름 원단(110)의 흡착도를 효과적으로 높일 수 있도록 유도할 수 있다.
요컨대, 통상적인 진공 성형시 필름 원단(110)이 금형(31)의 성형면(31a)에 접촉하게 될 때, 미세 공기층이 형성되면서 필름 원단(110)이 상측으로 볼록하게 부풀어 오르게 되는 현상이 발생하게 되는데, 본 발명에 따른 제조방법에서는 금형(31)의 성형면(31a)에 단차부(31b)를 구비함으로써, 필름 원단(110)이 상측으로 볼록하게 부풀어 오르게 되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이에 따라 보다 정밀한 성형 품질의 확보가 용이하다.
본 발명에 따르면, 상기 금형(31)의 단차부(31b)는 효과적인 공기 취출을 위하여 필름 원단(110)의 두께 치수에 대해 2 내지 5배의 치수 높이를 가지도록 가공되는 것이 바람직하다.
다음 단계로, 상기 수지 필름(110)의 성형이 완료되면, 도 5 (e)에 도시해 보인 바와 같이 진공상태를 해제하여 금형(31)을 냉각시킨 다음, 상기 프레임(33) 및 클램프(34)의 승강에 의해 필름 성형체(110M)를 언로딩시켜 도 5 (f)에 나타내 보인 바와 같이 금형(31)으로부터 수지 필름 성형체(110M)를 분리해 낸다.
한편, 도 5에 예시된 본 발명의 실시예에서는 상기 금형(31)이 볼록형(male type)을 이용하는 드레이프 성형방법을 예시하였으나, 본 발명의 다른 실시예로서 오목형(female type) 금형을 이용하여 예열된 수지 필름을 진공 흡착 성형하는 스트레이트 성형방법이 적용될 수도 있다.
상기 하드 코팅층 형성 단계(S-40)에서는, 상기 성형 단계(S-30)에서 성형 완료된 보호필름 성형체(110M)의 양면 즉, 상기한 오목면과 볼록면에 각각 하드 코팅층(111)(112)을 형성한다.
상기 하드 코팅층(111)(112)은 상기 합성 수지 필름(110)의 표면에 경도가 높은 피막을 형성시켜 스크래치의 발생에 의한 표면 손상을 방지하기 위한 역할과 기능을 수행하기 위한 것으로서, 예를 들면 우레탄 아크릴레이트계의 유기코팅제와 나노실리카를 함유한 유무기 하이브리드 코팅제가 유효하게 채용될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 하드 코팅층(111)(112)은 졸-겔법을 이용하여 나노실리카에 유기 실란 커플링제를 반응시켜 얻어진 유무기 하이브리드 코팅제를 통상의 스프레이 코팅이나 딥 코팅 및 플로우 코팅 공정의 적용을 통하여 1 내지 100 범위의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 하드 코팅층(111)(112)의 두께 범위는 내마모성과 투명성 및 유연성과 가공성에 대한 물성을 최적화하는 동시에 경화 과정에서 발생하는 휨 현상을 방지하기 위한 것이다.
즉, 상기한 바와 같은 유무기 하이브리드 코팅제는 졸-겔법을 이용하여 무기계 전구체에 유기물을 첨가하여 반응시킴으로써, 무기물과 유기물의 중간 특성을 가지는 복합체로 형성되어 무기물이 지니는 내마모성과 투명성에 대한 장점을 보유하는 동시에 유기물이 지니는 유연성과 가공성에 대한 장점을 극대화할 수 있다.
한편, 도 7은 상기 하드 코팅층 형성 과정을 개략적으로 나타내 보인 공정도로서, 이를 참조하면 상기 하드 코팅층 형성 단계(S-40)에서는, 상기 수지 필름 성형체(110M)를 코팅액에 침적하여 1차적으로 딥 코팅(Dip Coating)하고(S-41 단계), 이어서 1차 하드 코팅층이 형성된 수지 필름 성형체(110M)를 100~200 온도 범위에서 1~2시간 동안 열풍 건조시킨(S-42 단계) 다음, 열풍 건조된 수지 필름 성형체(110M)를 반전(反轉; reverse)시켜 코팅액에 침적하여 2차적으로 딥 코팅(Dip Coating)하여(S-43 단계), 열풍 건조한(S-44 단계) 이후에 자외선(UV) 경화시키는 단계(S-45 단계)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 하드 코팅층 형성 단계에 따르면, 수지 필름 성형체의 전면(全面)에 대한 코팅 두께 편차를 효과적으로 최소화할 수 있게 되므로, 코팅막의 표면경도 편차를 용이하게 효율적으로 해소할 수 있다.
상기 점착층 형성 단계(S-50)에서는, 상기 수지 필름 성형체(110M)의 오목면에 형성된 하드 코팅층(111)에 양면 점착 필름을 부착하여 점착층(120)을 형성한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 점착층(120)은 10 내지 100 범위의 두께를 가진 베이스 필름의 한쪽 면에 5 내지 70 범위의 두께와 100 내지 1,500gf/25mm 범위의 점착력을 지니는 아크릴 점착층을 가지며, 반대쪽 면에는 5 내지 70 범위의 두께와 1 내지 100gf/25mm의 점착력을 지니는 실리콘 점착층으로 구성되는 것이 유효하게 적용될 수 있다.
마지막 공정으로 상기 성형 제품 가공 단계(S-60)에서는, 상기 수지 필름 성형체(110M)와 하드 코팅층(111)(112) 및 점착 필름(120)이 적층된 구조로 형성되어 이루어진 보호 필름(100)을 예를 들면 레이저 컷팅이나 CNC 가공 등에 의해 가장자리와 홀의 트리밍, 버(burr) 제거 등의 가공을 함으로써, 최종적으로 도 1 내지 도 3에 의해 설명된 바와 같은 본 발명에 의한 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름(100)이 완성된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 비록 도면에 의해 예시해 보이지는 않았으나, 상기 보호필름(100)의 점착층(120)에는 보호시트(미도시)가 더 부착된 구성을 가질 수도 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
100 : 보호 필름
101 : 곡률부
110 : 합성 수지 필름(110)
111, 112 : 하드 코팅층
120 : 점착층

Claims (12)

  1. 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널에 부착되어 화면을 보호하기 위한 것으로,
    적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 하방 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부(101)에 의해 상기 곡면형 디스플레이 패널에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성되는 단층 구조의 투명성 합성 수지 필름(110)과;
    상기 합성 수지 필름(110)의 오목면과 볼록면에 각각 적층되도록 형성되는 하드 코팅층(111)(112); 및
    상기 합성 수지 필름(110)의 오목면에 형성된 하드 코팅층(111)에 적층되도록 형성되는 점착층(120);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성 수지 필름(110)은 10 내지 200㎛ 범위의 두께를 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 및 폴리카보네이트(PC) 등의 고분자 화합물로 이루어진 투명한 시트 형태의 수지 필름 중에서 선택된 어느 하나의 합성 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층(111)(112)은 유기코팅제와 무기코팅제 및 유기물과 무기물이 균일하게 혼성된 유무기 복합 코팅제 중에서 선택된 어느 하나가 코팅되는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착층(120)은 양면 점착 필름이 부착되어 이루어지며,
    상기 양면 점착 필름은, 10 내지 100㎛ 범위의 두께를 가진 베이스 필름의 한쪽 면에 5 내지 70㎛ 범위의 두께와 100 내지 1,500gf/25mm 범위의 점착력을 지니는 아크릴 점착층을 가지며, 반대쪽 면에는 5 내지 70㎛ 범위의 두께와 1 내지 100gf/25mm의 점착력을 지니는 실리콘 점착층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착층(120)에 부착되는 보호시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름.
  6. 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널에 부착되어 화면을 보호하기 위한 보호필름을 제조하기 위한 것으로,
    단층 구조의 투명성 합성 수지 필름 원단을 준비하는 단계;
    상기 필름 원단을 가열하여 연화시켜 주기 위한 예열 단계;
    상기 예열 단계를 거친 필름 원단을 진공열성형에 의해 적어도 1쌍의 마주보는 테두리변이 어느 일면 측으로 하방 절곡 성형되어 라운딩진 곡률부에 의해 상기 곡면형 디스플레이 패널에 대응하는 오목면과 볼록면이 형성되는 성형체로 성형하는 성형 단계;
    상기 수지 필름 성형체의 오목면과 볼록면에 각각 하드 코팅층을 형성하는 하드 코팅 단계;
    상기 수지 필름 성형체의 오목면에 형성된 하드 코팅층에 점착층을 형성하는 점착층 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 합성 수지 필름(110)은 10 내지 200㎛ 범위의 두께를 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 및 폴리카보네이트(PC) 등의 고분자 화합물로 이루어진 투명한 시트 형태의 수지 필름 중에서 선택된 어느 하나의 합성 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 유기코팅제와 무기코팅제 및 유기물과 무기물이 균일하게 혼성된 유무기 복합 코팅제 중에서 선택된 어느 하나가 코팅되는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 점착층은 양면 점착 필름이 부착되어 이루어지며,
    상기 양면 점착 필름은, 10 내지 100㎛ 범위의 두께를 가진 베이스 필름의 한쪽 면에 5 내지 70㎛ 범위의 두께와 100 내지 1,500gf/25mm 범위의 점착력을 지니는 아크릴 점착층을 가지며, 반대쪽 면에는 5 내지 70㎛ 범위의 두께와 1 내지 100gf/25mm의 점착력을 지니는 실리콘 점착층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착층에 부착되는 보호시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
  11. 제 6 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 단계에서는,
    상기 필름 원단(110)이 대면하여 접하는 금형(31)의 성형면(31a)에 가공된 단차부(31b)가 구비되며, 그 단차부(31b)에 의해 상기 필름 원단과 금형(31)의 성형면(31a) 사이에 형성되는 공극 스페이스(s)를 통해 공기 취출이 이루어지게 됨에 따라 상기 금형(31)의 성형면(31a)에 대한 필름 원단의 흡착도를 높이도록 유도하여 성형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
  12. 제 6 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 하드 코팅 단계에서는,
    상기 수지 필름 성형체를 코팅액에 침적하여 1차적으로 딥 코팅(Dip Coating)한 다음 열풍 건조하고, 그 수지 필름 성형체를 반전(反轉)시켜 코팅액에 침적하여 2차적으로 딥 코팅(Dip Coating)한 다음, 열풍 건조한 이후에 자외선(UV) 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일기기의 곡면형 디스플레이 패널 화면 보호필름 제조방법.
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