KR20180116042A - Multi-layered structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20180116042A
KR20180116042A KR1020170048732A KR20170048732A KR20180116042A KR 20180116042 A KR20180116042 A KR 20180116042A KR 1020170048732 A KR1020170048732 A KR 1020170048732A KR 20170048732 A KR20170048732 A KR 20170048732A KR 20180116042 A KR20180116042 A KR 20180116042A
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임종우
이경민
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웰머 주식회사
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    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
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    • C08J7/046Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
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    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins

Abstract

Various embodiments of the present invention relate to a multilayer structure and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention provides a multilayer structure with high hardness, and a method of manufacturing the same, by forming an inorganic load-bearing layer on a flexible substrate by using a room temperature spray in vacuum technique; and forming an organic or organic/inorganic hybrid coating layer on a surface of the inorganic load-bearing layer by using a solution process technique. Disclosed in the present invention is a method of manufacturing a multilayer structure, which comprises the steps of: receiving ceramic powder form a powder supply unit and transferring the ceramic powder by using a transfer gas; crashing and pulverizing the transferred ceramic powder onto a flexible substrate inside a processing chamber at a speed of 100-500 m/s, to form a load-bearing layer; and forming an organic or organic/inorganic hybrid coating layer on a surface of the load-bearing layer by using a solution process.

Description

다층막 구조체 및 그 제조 방법{Multi-layered structure and manufacturing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

본 발명의 다양한 실시예는 다층막 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to a multilayer film structure and a method of manufacturing the same.

현재 디스플레이 산업 및 백색 가전 분야, 자동차 등의 산업 분야에서는 경량화 및 비용 절감 등의 이유로 PI(Polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), 아크릴(arcyl) 등의 유기 소재를 이용하고 있거나, 개발 중에 있다. 그러나 유기 소재의 특성상 외부 자극에 의한 마모 및 스크래치에 대한 저항이 매우 취약하여 표면 보호를 위한 하드 코팅층의 형성이 필수적이다.In the display industry, white goods and automobile industries, organic materials such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate, Or is under development. However, due to the nature of organic materials, the resistance to abrasion and scratches due to external stimuli is very weak, so it is essential to form a hard coat layer for surface protection.

대표적으로, 하드 코팅층은 물리적 기상 증착 방법(Physical Vapor Deposition: PVD), 화학적 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition: CVD), 용액 공정 방법(즉, 용액-건조-경화 방법) 등의 하나의 공정으로 형성될 수 있다. 상술한 PVD 및 CVD는 고진공하에서 공정이 진행되고, 또한 고가의 원료 가스와 화학 가스가 이용되며, 특히 후막화가 어려워 외부 찍힘에 대한 저항이 매우 낮은 단점이 있다. 상술한 용액 공정은 화학 용매를 이용하여야 하는데, 이때 두께 제어가 어렵고 특성이 저조한 단점이 있으며 외부 찍힘에 대한 저항성 확보를 위해 후막화를 하게 되는데 이때 유연성에 매우 취약하다. 특히, 이러한 종래의 하드 코팅층의 제조 방법은 유기 기판의 표면 코팅에 있어 제약 사항이 많고,공정 온도가 높고, 부착력이 낮은 다양한 문제점들을 갖는다.Typically, the hard coating layer is formed by a single process such as physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and solution process (i.e., solution-dry-cure) . The above-mentioned PVD and CVD processes are carried out under high vacuum, and expensive raw material gas and chemical gas are used. The above-mentioned solution process must use a chemical solvent. At this time, it is difficult to control the thickness and the characteristics are poor. In order to secure resistance against the external impact, the thickening is very weak. In particular, such a conventional method of producing a hard coat layer has various problems in surface coating of an organic substrate, has a high process temperature, and has a low adhesion.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background of the present invention is only for improving the understanding of the background of the present invention, and thus may include information not constituting the prior art.

본 발명의 다양한 실시예는 유연 기판의 표면에 상온 진공 분사 기술을 이용하여 무기물 재질의 하중 지지층을 형성하고, 하중 지지층의 표면에 용액 공정 기술을 이용하여 유기 또는 유무기 하이브리드 재질의 코팅층을 비교적 얇게 형성함으로써, 표면 경도가 높은 다층막 구조체 및 그 제조 방법을 제공한다.In various embodiments of the present invention, a load supporting layer of an inorganic material is formed on the surface of a flexible substrate by a room temperature vacuum injection technique, and a coating layer of organic or inorganic hybrid material is formed on the surface of the load supporting layer Thereby providing a multilayer film structure having a high surface hardness and a manufacturing method thereof.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 제조 방법은 분말 공급부로부터 세라믹 분말을 공급받고, 이송 가스를 이용하여 상기 세라믹 분말을 이송하는 단계; 상기 이송된 세라믹 분말을 공정 챔버 내의 유연 기판에 100 내지 500 m/s의 속도로 충돌 및 파쇄시켜 하중 지지층을 형성하는 단계; 및, 상기 하중 지지층의 표면에 용액 공정을 이용하여 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing a multilayer structure according to various embodiments of the present invention includes the steps of: receiving a ceramic powder from a powder supply unit and transferring the ceramic powder using a transfer gas; Colliding and crushing the transferred ceramic powder to a flexible substrate in a process chamber at a speed of 100 to 500 m / s to form a load supporting layer; And forming an organic or inorganic hybrid coating layer on the surface of the load supporting layer using a solution process.

상기 세라믹 분말의 입경 범위는 100 nm 내지 3000 nm일 수 있다.The particle size range of the ceramic powder may be 100 nm to 3000 nm.

상기 세라믹 분말은 건식 또는 습식 볼 밀링 방법으로 분쇄되어 상기 분말 공급부에 제공될 수 있다.The ceramic powder may be pulverized by a dry or wet ball milling method and supplied to the powder feeder.

상기 세라믹 분말은 Al2O3, SiO2, Si3N4, AlN, TiN, B4C, ZrO2 , TiO2, Y2O3-Al2O3 계열 화합물, 이트륨 계열 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 혼합물일 수 있다.The ceramic powder may be selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, TiN, B 4 C, ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 -Al 2 O 3 Based compound, a yttrium-based compound, a yttrium-based compound, and a yttrium-based oxide.

상기 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층은 에폭시 또는 아크릴 계열의 열경화성 또는 광경화성 수지로 형성될 수 있다.The organic or organic hybrid coating layer may be formed of an epoxy or acrylic thermosetting or photo-curing resin.

상기 유연 기판은 PI, PET, PMMA, PC 또는 아크릴로 형성될 수 있다.The flexible substrate may be formed of PI, PET, PMMA, PC, or acrylic.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체는 유연 기판의 표면에 세라믹 분말로 형성된 하중 지지층; 및 상기 하중 지지층의 표면에 형성된 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층을 포함할 수 있다.The multilayer structure according to various embodiments of the present invention includes a load supporting layer formed of a ceramic powder on a surface of a flexible substrate; And an organic or inorganic hybrid coating layer formed on the surface of the load supporting layer.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체는 유연 기판의 표면에 상온 진공 분사 공정에 의해 세라믹 분말로 형성된 시드층; 상기 시드층 위에 용액 공정에 의해 물유리로 형성된 물유리층; 및 상기 물유리층의 표면에 상온 진공 분사 고정에 의해 세라믹 분말로 형성된 최상부 투명 코팅층을 포함할 수 있다.The multilayer structure according to various embodiments of the present invention includes a seed layer formed on the surface of a flexible substrate by ceramic powder by a vacuum injection process at room temperature; A water glass layer formed of a water glass by a solution process on the seed layer; And a top transparent coating layer formed on the surface of the water glass layer by ceramic powder by vacuum injection at room temperature.

본 발명의 다양한 실시예는 유연 기판의 표면에 상온 진공 분사 기술을 이용하여 무기물 재질의 하중 지지층을 형성하고, 하중 지지층의 표면에 용액 공정 기술을 이용하여 유기 또는 유무기 하이브리드 재질의 코팅층을 비교적 얇게 형성함으로써, 표면 경도가 높은 다층막 구조체 및 그 제조 방법을 제공한다.In various embodiments of the present invention, a load supporting layer of an inorganic material is formed on the surface of a flexible substrate by a room temperature vacuum injection technique, and a coating layer of organic or inorganic hybrid material is formed on the surface of the load supporting layer Thereby providing a multilayer film structure having a high surface hardness and a manufacturing method thereof.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 중 하중 지지층의 형성을 위한 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 중 하중 지지층의 형성 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 중 하중 지지층의 형성을 위한 분말의 입경 분포를 도시한 그래프이다.
도 4a는 유기 기판에 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층만 형성된 경우를 도시한 단면도이고, 도 4b는 유기 기판에 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 형성되어 하드 코팅을 구성하는 경우를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체를 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscope : SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 6a는 유연 기판 위에 하중 지지층만 형성되었을 경우의 광 흐림도(haze)를 촬영한 사진이고, 도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유연 기판 위에 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이이브리드 코팅층이 형성되었을 경우의 광 흐림도를 촬영한 사진이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체의 광투과도 및 광반사도를 도시한 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체의 연필 경도 테스트 및 러빙 테스트 결과를 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체의 벤딩 테스트 결과를 촬영한 사진이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체를 도시한 단면도이다.
1 is a schematic diagram illustrating an apparatus for forming a load bearing layer of a multi-layer film structure according to various embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a method of forming a load supporting layer among multi-layer film structures according to various embodiments of the present invention.
3 is a graph showing the particle size distribution of powders for forming the load supporting layer in the multilayer structure according to various embodiments of the present invention.
4A is a cross-sectional view illustrating a case where an organic or inorganic hybrid coating layer is formed on an organic substrate, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a case where a load supporting layer and an organic or inorganic hybrid coating layer are formed on an organic substrate to form a hard coating .
5 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the multilayer structure according to various embodiments of the present invention.
FIG. 6A is a photograph of optical haze when only a load supporting layer is formed on a flexible substrate, FIG. 6B is a photograph showing a load supporting layer and an organic or inorganic hybrid coating layer on the flexible substrate according to various embodiments of the present invention And a photographed image of the light blur when it is formed.
7A and 7B are graphs showing light transmittance and light reflectance of a multilayer film structure according to various embodiments of the present invention.
8A and 8B are photographs of pencil hardness test and rubbing test result of the multilayer film structure according to various embodiments of the present invention.
9 is a photograph of a result of bending test of the multilayer structure according to various embodiments of the present invention.
10 is a cross-sectional view illustrating a multilayer film structure according to various embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 다양한 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 다양한 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 다양한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 다양한 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.Various embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following various embodiments may be modified in various other forms, Is not limited to the following examples. Rather, these various embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. In the present specification, the term " connected "means not only the case where the A member and the B member are directly connected but also the case where the C member is interposed between the A member and the B member and the A member and the B member are indirectly connected do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 다양한 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing certain specific embodiments and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise, " and / or "comprising, " when used in this specification, are intended to be interchangeable with the said forms, numbers, steps, operations, elements, elements and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.It is to be understood that the terms related to space such as "beneath," "below," "lower," "above, But may be utilized for an easy understanding of other elements or features. Terms related to such a space are for easy understanding of the present invention depending on various process states or use conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature of the drawing is inverted, the element or feature described as "lower" or "below" will be "upper" or "above." Thus, "lower" is a concept encompassing "upper" or "lower ".

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 중 하중 지지층의 형성을 위한 장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 중 하중 지지층의 형성 방법을 도시한 순서도이다.FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus for forming a load supporting layer of a multi-layer film structure according to various embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart showing a method of forming a load supporting layer in the multilayer film structure according to various embodiments of the present invention to be.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하중 지지층 형성 장치(200)는 이송 가스 공급부(210), 세라믹 분말을 보관 및 공급하는 분말 공급부(220), 분말 공급부(220)로부터 세라믹 분말을 이송 가스를 이용하여 고속으로 이송하는 이송관(222), 이송관(222)으로부터의 세라믹 분말을 유연 기판(231)에 코팅/적층 또는 스프레잉하는 노즐(232), 노즐(232)로부터의 세라믹 분말이 유연 기판(231)의 표면에 충돌, 파쇄 및/또는 분쇄되도록 함으로써, 하중 지지층이 형성되도록 하는 공정 챔버(230)를 포함한다.1, an apparatus 200 for forming a load supporting layer according to an embodiment of the present invention includes a transfer gas supply unit 210, a powder supply unit 220 for storing and supplying ceramic powder, a ceramic supply unit 220 for supplying ceramic from the powder supply unit 220, A transfer tube 222 for transferring the powder at high speed using a transfer gas, a nozzle 232 for coating / laminating or spraying the ceramic powder from the transfer tube 222 on the flexible substrate 231, And a process chamber 230 for allowing a load bearing layer to be formed by causing the ceramic powder of the ceramic substrate to collide, crush and / or crush the surface of the flexible substrate 231.

도 1 및 도 2를 함께 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 하중 지지층 형성 방법을 설명한다.A method of forming a load supporting layer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

이송 가스 공급부(210)에 저장된 이송 가스는 산소, 헬륨, 질소, 아르곤, 이산화탄소, 수소 및 그 등가물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종의 혼합 가스일 수 있지만, 본 발명에서 이송 가스의 종류가 한정되지 않는다. 이송 가스는 이송 가스 공급부(210)로부터 파이프(211)를 통해 분말 공급부(220)로 직접 공급되며, 유량 조절기(250)에 의해 그 유량 및 압력이 조절될 수 있다.The transfer gas stored in the transfer gas supply unit 210 may be one or two kinds of mixed gases selected from the group consisting of oxygen, helium, nitrogen, argon, carbon dioxide, hydrogen, and equivalents thereof. In the present invention, Is not limited. The transfer gas is directly supplied from the transfer gas supply unit 210 to the powder supply unit 220 through the pipe 211 and the flow rate and pressure thereof can be controlled by the flow rate regulator 250.

분말 공급부(220)는 다량의 세라믹 분말을 보관 및 공급한다. 일례로, 한정하는 것은 아니지만, 세라믹 분말은 Al2O3, SiO2, Si3N4, AlN, TiN, B4C, ZrO2 , TiO2, Y2O3-Al2O3 계열 화합물, 이트륨 계열 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 혼합물일 수 있다.The powder supply part 220 stores and supplies a large amount of ceramic powder. By way of example, and not by way of limitation, the ceramic powder can be a ceramic powder such as Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, TiN, B 4 C, ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 -Al 2 O 3 Based compound, a yttrium-based compound, a yttrium-based compound, and a yttrium-based oxide.

이밖에도, 세라믹 분말은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 원적외선 방출 특성을 갖는 산화장석, 붕사, 붕산, 탄산칼륨, 초석, 수산화알루미나, 석회석, 탄산바륨, 리튬, 지르콘, 인산, 탄소, 탄산마그네슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 혼합물일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 하중 지지층이 터치 스크린 등에 사용되었을 경우 인체에 유익한 다량의 원적외선이 방출되도록 할 수도 있다.In addition, the ceramic powder may be, for example, but not limited to, feldspar having a far-infrared ray emission characteristic, such as feldspar, borax, boric acid, potassium carbonate, basic stone, alumina hydroxide, limestone, barium carbonate, lithium, zircon, ≪ / RTI > and mixtures thereof. Accordingly, when the load supporting layer according to the embodiment of the present invention is used for a touch screen or the like, a large amount of far infrared rays useful for the human body may be emitted.

여기서, 본 발명자들은 상술한 세라믹 분말의 입경 범위가 대략 100 nm 내지 3000 nm(정규 분포 특성을 가짐)인 것을 사용할 경우, 소정의 하중 지지층의 두께(예를 들면, 한정하는 것은 아니지만 대략 1 ㎛ 내지 100 ㎛)가 얻어짐을 확인하였다.Here, the present inventors have found that when the above-mentioned ceramic powder having a grain size range of approximately 100 nm to 3000 nm (having normal distribution characteristics) is used, the thickness of a predetermined load supporting layer (for example, 100 탆) was obtained.

실제로, 세라믹 분말의 입경 범위(예를 들면, 분말의 중심 입경)가 대략 100 nm보다 작을 경우, 세라믹 분말의 보관 및 공급이 어려울 뿐만 아니라, 세라믹 분말의 보관 및 공급 중 응집 현상으로 인해, 세라믹 분말의 분사, 충돌, 파쇄 및/또는 분쇄 시 100 nm 보다 작은 입자 들이 뭉쳐져 있는 형태인 압분체(壓粉體)가 형성되기 쉬울 뿐만 아니라 대면적의 하중 지지층 형성도 어려운 단점이 있다. In fact, when the particle size range of the ceramic powder (for example, the center particle diameter of the powder) is less than about 100 nm, it is difficult to store and supply the ceramic powder, and due to the coagulation phenomenon during storage and supply of the ceramic powder, There is a drawback in that it is easy to form a green compact in which particles smaller than 100 nm are aggregated at the time of jetting, collision, crushing, and / or pulverization, and formation of a large load supporting layer is also difficult.

또한, 세라믹 분말의 입경 범위(예를 들면, 분말의 중심 입경)가 대략 1000 nm보다 클 경우, 세라믹 분말의 분사, 충돌 파쇄 및/또는 분쇄 시 유연 기판을 깎아 내는 샌드블라스팅(sand blasting) 현상이 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 일부 형성된 하중 지지층도 내부의 세라믹 입자 입경이 상대적으로 크게 형성되어, 하중 지지층 구조가 불안정해지고 또한 하중 지지층 내부 또는 표면의 기공률이 커져서 하중 지지층 본연의 특성을 발휘하지 못할 수 있다.Further, when the particle size range of the ceramic powder (for example, the center particle size of the powder) is larger than about 1000 nm, a sandblasting phenomenon in which the flexible ceramic powder is shaved off, crushed and / The load supporting layer structure becomes unstable and the porosity of the inside or the surface of the load supporting layer becomes large so that the inherent characteristics of the load supporting layer may not be exhibited .

세라믹 분말의 입경 범위(예를 들면, 분말의 중심 입경)가 대략 100 nm 내지 3000 nm일 경우, 기공률(공극률)이 상대적으로 작고(또는, 치밀도가 상대적으로 크고), 표면 마이크로 크랙 현상이 없으며, 세라믹 분말의 제어가 용이한 하중 지지층을 얻을 수 있었다. 또한, 세라믹 분말의 입경 범위가 대략 100 nm 내지 3000 nm 일 경우, 하중 지지층의 적층 속도가 상대적으로 크고, (반)투명하며, 고경도, 저마찰 특성 구현이 용이한 하중 지지층을 얻을 수 있었다. The porosity (porosity) is relatively small (or the compactness is relatively large) when the ceramic powder has a particle size range (for example, the center particle size of the powder) of about 100 nm to 3000 nm, , A load supporting layer with easy control of the ceramic powder was obtained. In addition, when the ceramic powder had a particle diameter range of approximately 100 nm to 3000 nm, a load supporting layer having a relatively large lamination speed of the load supporting layer, (semi) transparent, easy to implement high hardness and low friction characteristics was obtained.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체 중 하중 지지층의 형성을 위한 분말의 입경 분포를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the particle size distribution of powders for forming the load supporting layer in the multilayer structure according to various embodiments of the present invention.

세라믹 분말의 입경(입도) 분석은 레이저 회절 기술을 이용하여 수행하는데, 이와 같이 세라믹 분말의 크기를 측정하는 장비의 일례로서 Beckman Coulter사의 LS 13 320과 같은 분석 장비가 있다. 구체적으로, 분말의 입경(입도) 분석 방법을 설명하면, 물과 같은 용매에 분말을 넣어 대략 10%의 농도를 갖는 현탁액으로 희석하여 슬러리(slurry)를 만든다. 그런 후, 이러한 슬러리를 초음파나 회전자를 이용하여 분말이 균일하게 분산되도록 한다. 그런 후, 이와 같이 분산된 슬러리 상태의 분말을 순환시키며 레이저 빔을 상기 분산된 슬러리 상태의 세라믹 분말에 입사시키고, 이때 세라믹 분말을 통과하여 산란되는 레이저 빔의 세기를 측정해서 세라믹 분말의 입경을 측정한다. 이러한 분석 장비에 의한 세라믹 분말의 분석 범위는 모델마다 약간 상이하기는 하나 대체로 대략 0.01 ㎛ 내지 2,000 ㎛이다.The particle size (grain size) analysis of the ceramic powder is performed using a laser diffraction technique. As an example of the apparatus for measuring the size of the ceramic powder, there is an analyzer such as Beckman Coulter's LS 13 320. Specifically, a method of analyzing particle size (particle size) of a powder is described. A powder is put in a solvent such as water and diluted with a suspension having a concentration of about 10% to prepare a slurry. Then, the slurry is uniformly dispersed in the powder using an ultrasonic wave or a rotor. Thereafter, the dispersed powder in the slurry state is circulated, the laser beam is incident on the ceramic powder in the dispersed slurry state, and the intensity of the laser beam scattered through the ceramic powder is measured to measure the particle size of the ceramic powder do. The analytical range of the ceramic powder by this analytical instrument is approximately 0.01 탆 to 2,000 탆, though it varies slightly from model to model.

도 3에 도시된 바와 같이, 세라믹 분말의 입경 범위는 대략 100 nm 내지 3000 nm일 수 있다. 실질적으로, 분말의 입경 범위가 상술한 범위를 벗어날 경우, 높은 표면 경도, 낮은 광반사도, 높은 내마모성, 높은 굴곡성을 갖는 하중 지지층을 얻기 어려운 문제가 있다. As shown in Fig. 3, the particle size range of the ceramic powder may be approximately 100 nm to 3000 nm. Practically, there is a problem that it is difficult to obtain a load supporting layer having high surface hardness, low light reflectivity, high abrasion resistance, and high flexibility when the particle diameter range of the powder is out of the above range.

일례로, 대략 100 nm보다 작은 입경 범위의 세라믹 분말만을 이용하여 하중 지지층을 형성할 경우, 세라믹 분말 자체의 입경 범위가 작음으로써, 전반적으로 하중 지지층의 표면 경도, 광반사도, 내마모성 및 굴곡성이 우수하나, 하중 지지층 형성 속도가 너무 느리고 세라믹 분말이 응집되어 분말의 제어가 어려운 문제가 있다.For example, when a load supporting layer is formed using only a ceramic powder having a particle diameter of less than about 100 nm, the ceramic powder itself has a small particle diameter, so that the surface hardness, light reflectivity, abrasion resistance and bending property of the load supporting layer are excellent , There is a problem that the rate of formation of the load supporting layer is too slow and the ceramic powder is aggregated and the powder is difficult to control.

다른 예로, 대략 1000 nm보다 큰 입경 범위의 세라믹 분말을 이용하여 하중 지지층을 형성할 경우, 세라믹 분말 자체의 입경 범위가 큼으로써, 전반적으로 하중 지지층의 적층 속도가 빠르나 하중 지지층의 기공률이 높고, 따라서 표면 마이크로 크랙 현상으로 하중 지지층 구조가 불안정해지는 문제가 있다.As another example, when a load supporting layer is formed by using a ceramic powder having a particle diameter larger than about 1000 nm, since the ceramic powder itself has a large particle diameter range, the lamination speed of the load supporting layer as a whole is high and the porosity of the load supporting layer is high. There is a problem that the structure of the load supporting layer becomes unstable due to surface micro cracks.

한편, 일반적으로 상온 나노 코팅 공정의 경우, 기판 소재에 대한 세라믹 분말의 고속 충돌에 의해 기판 표면에 손상 발생 가능성이 크다. 특히, 유기 기판의 경우에는 심할 경우 기판의 표면이 식각된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서, 세라믹 분말은 건식 또는 습식 볼 밀링 방법에 의해 분말에 응력을 부여하되, 분말이 파괴되지 않을 정도의 미세 균열을 유도함으로써, 코팅 특성이 향상되도록 하였다.On the other hand, in general, in case of a room temperature nano-coating process, there is a high possibility that the surface of the substrate is damaged by the high-speed collision of the ceramic powder with respect to the substrate material. Particularly, in the case of an organic substrate, the surface of the substrate is etched in severe cases. Therefore, in the embodiment of the present invention, the ceramic powder is stressed by the dry or wet ball milling method to induce microcracks to such an extent that the powder is not broken, thereby improving the coating property.

여기서, 건식 또는 습식 볼 밀링 방법은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 대략 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 세라믹 분말과 분쇄용 볼이 드럼에 충진된 상태에서, 드럼이 회전됨으로써, 분말과 볼의 낙하 충격으로 분말이 분쇄되도록 한다. 이때, 볼은 단조 볼, 크롬 볼, SUS 볼, 알루미나 볼, 지르코니아 볼 등이 이용될 수 있다. 이러한 건식 또는 습식 볼 밀링 방법에 의해, 대략 100 nm 내지 3000 nm의 입경 범위를 갖는 세라믹 분말이 얻어진다.Here, the dry or wet ball milling method includes, for example, but not limited to, a method in which a drum is rotated while a ceramic powder and a grinding ball of approximately 1 to 10 탆 are filled in a drum, The powder is crushed by impact. At this time, the balls may be forged balls, chrome balls, SUS balls, alumina balls, zirconia balls, or the like. By such a dry or wet ball milling method, a ceramic powder having a particle size range of approximately 100 nm to 3000 nm is obtained.

이러한 건식 또는 습식 볼 밀링 방법에 의해, 분말은 고속 이송에 유리한 대략 구형일 수 있으나, 이러한 형태로 본 발명이 한정되지 않으며, 분말은 다각 구조도 가능하다.By such a dry or wet ball milling method, the powder may be roughly spherical in favor of high-speed conveying, but the present invention is not limited to this form, and powder may have a multi-angle structure.

다시, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 하중 지지층 형성 방법을 계속 설명한다.The method of forming the load supporting layer according to the present invention will be further described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

공정 챔버(230)는 하중 지지층 형성 중에 진공 상태를 유지하며, 이를 위해 진공 유닛(240)이 더 연결될 수 있다. 구체적으로, 공정 챔버(230)의 압력은 대략 1 파스칼 내지 800 파스칼이고, 고속 이송관(222)에 의해 이송되는 세라믹 분말의 압력은 대략 500 파스칼 내지 2000 파스칼일 수 있다. 다만, 어떠한 경우에도, 공정 챔버(230)의 압력에 비해 고속 이송관(222)의 압력이 높아야 한다.The process chamber 230 maintains a vacuum during the formation of the load bearing layer, and a vacuum unit 240 may be further connected thereto. Specifically, the pressure of the process chamber 230 is approximately 1 pascal to 800 pascal, and the pressure of the ceramic powder conveyed by the rapid delivery pipe 222 may be approximately 500 pascals to 2000 pascals. However, in any case, the pressure of the high-speed transfer pipe 222 must be higher than the pressure of the process chamber 230.

더불어, 공정 챔버(230)의 내부 온도 범위는 대략 0 ℃ 내지 30 ℃이며(즉, 저온 또는 상온이며), 따라서 별도의 공정 챔버(230)의 내부 온도를 증가시키거나 감소시키기 위한 부재가 없어도 좋다. 즉, 이송 가스 및/또는 기재가 별도로 가열되지 않고, 0 ℃ 내지 30 ℃의 온도로 유지될 수 있다.In addition, the internal temperature range of the process chamber 230 is approximately 0 ° C to 30 ° C (ie, low or normal temperature), and thus there may be no member to increase or decrease the internal temperature of the separate process chamber 230 . That is, the transfer gas and / or the substrate may not be separately heated, but may be maintained at a temperature of 0 ° C to 30 ° C.

그러나, 경우에 따라 하중 지지층의 증착 효율 및 치밀도 향상을 위해, 이송 가스 및/또는 유연 기판가 가열될 수 있다. 즉, 별도의 도시되지 않은 히터에 의해 이송 가스 공급부(210) 내의 이송 가스가 가열되거나, 또는 별도의 도시되지 않은 히터에 의해 공정 챔버(230) 내의 유연 기판(231)이 가열될 수 있다. 이러한 이송 가스 또는/및 유연 기판의 가열에 의해 하중 지지층 형성 시 분말에 가해지는 스트레스가 감소함으로써, 기공률이 작고 치밀한 하중 지지층이 얻어진다. 여기서, 이송 가스 또는/및 유연 기판이 대략 1000 ℃의 온도보다 높을 경우, 세라믹 분말이 용융되면서 급격한 상전이를 일으키고, 또한 세라믹 분말과 유연 기판의 열팽창계수차에 따라 하중 지지층의 기공률이 높아지고 하중 지지층 내부 구조가 불안정해질 수 있다. 또한, 이송 가스 또는/및 유연 기판가 대략 300 ℃의 온도보다 작을 경우, 세라믹 분말에 가해지는 스트레스가 감소하지 않을 수 있다.However, in some cases, the transfer gas and / or the flexible substrate may be heated to improve the deposition efficiency and density of the load supporting layer. That is, the transfer gas in the transfer gas supply unit 210 may be heated by a heater (not shown), or the flexible substrate 231 in the process chamber 230 may be heated by a heater (not shown). By the heating of the transfer gas and / or the flexible substrate, the stress applied to the powder at the time of forming the load supporting layer is reduced, so that a dense load bearing layer having a small porosity is obtained. When the temperature of the transfer gas and / or the flexible substrate is higher than about 1000 캜, the ceramic powder is melted to cause a rapid phase transition, and the porosity of the load supporting layer increases according to the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic powder and the flexible substrate, The structure may become unstable. In addition, when the transferred gas and / or the flexible substrate is smaller than the temperature of about 300 캜, the stress applied to the ceramic powder may not decrease.

그러나, 본 발명에서 이러한 온도 범위를 한정하는 것은 아니며, 하중 지지층이 형성될 유연 기판의 특성에 따라 이송 가스, 유연 기판 및/또는 공정 챔버의 내부 온도 범위는 대략 0 ℃ 내지 1000 ℃ 사이에서 조정될 수 있다.However, this temperature range is not limiting in the present invention, and depending on the characteristics of the flexible substrate on which the load bearing layer is to be formed, the internal temperature range of the transfer gas, the flexible substrate and / or the process chamber can be adjusted between approximately 0 ° C and 1000 ° C have.

한편, 상술한 바와 같이, 공정 챔버(230)와 고속 이송관(222)(또는 이송 가스 공급부(210) 또는 분말 공급부(220)) 사이의 압력 차이는 대략 1.5배 내지 2000배 일 수 있다. 압력 차이가 대략 1.5배보다 작을 경우 세라믹 분말의 고속 이송이 어려울 수 있고, 압력 차이가 대략 2000배보다 클 경우 세라믹 분말에 의해 오히려 유연 기판의 표면이 과도하게 식각될 수 있다.Meanwhile, as described above, the pressure difference between the process chamber 230 and the high-speed transfer pipe 222 (or the transfer gas supply unit 210 or the powder supply unit 220) may be approximately 1.5 times to 2000 times. If the pressure difference is less than about 1.5 times, high-speed transfer of the ceramic powder may be difficult, and if the pressure difference is greater than about 2000 times, the surface of the flexible substrate may be excessively etched by the ceramic powder.

이러한 공정 챔버(230)와 이송관(222)의 압력 차이에 따라, 분말 공급부(220)로부터의 세라믹 분말은 이송관(222)을 통해 분사하는 동시에, 고속으로 공정 챔버(230)에 전달된다.The ceramic powder from the powder supply unit 220 is injected through the transfer pipe 222 and transferred to the process chamber 230 at a high speed according to the pressure difference between the process chamber 230 and the transfer pipe 222.

또한, 공정 챔버(230) 내에는 이송관(222)에 연결된 노즐(232)이 구비되어, 대략 100 m/s 내지 500 m/s의 속도로 세라믹 분말을 유연 기판(231)에 충돌시킨다. 즉, 노즐(232)을 통한 세라믹 분말은 이송 중 얻은 운동 에너지와 고속 충돌 시 발생하는 충돌 에너지에 의해 파쇄 및/또는 분쇄되면서 유연 기판(231)의 표면에 일정 두께의 하중 지지층을 형성하게 된다. In addition, a nozzle 232 connected to the transfer pipe 222 is provided in the process chamber 230 to collide the ceramic powder with the flexible substrate 231 at a speed of about 100 m / s to 500 m / s. That is, the ceramic powder through the nozzle 232 is fractured and / or crushed by the kinetic energy obtained during the transfer and the collision energy generated during high-speed collision, thereby forming a load supporting layer having a certain thickness on the surface of the flexible substrate 231.

좀더 구체적으로 설명하면, 상술한 범위의 입경 범위를 가지며 정규 분포 특성을 갖는 세라믹 분말을 대략 100 m/s 내지 500 m/s의 속도로 유연 기판에 충돌시켜 파쇄 및 분쇄시키면, 소정 두께의 하중 지지층이 얻어진다. 즉, 이송 가스에 의해 세라믹 분말이 유연 기판에 충돌하게 되는데, 이러한 충돌 시 세라믹 분말이 유연 기판의 표면을 세정하게 되고, 또한 극미세 조각들로 분쇄되며 운동 에너지의 일부가 열 에너지 등으로 방출된다. 이때, 분쇄된 극미세 조각들의 일부가 유연 기판에 박히어 앵커링 효과(anchoring effect)를 나타내게 된다. 더욱이, 일부 조각들은 분쇄 후 형성된 새로운 파면(신생면)에 의한 강력한 결합을 이루게 된다. 이와 같은 방식으로 새로운 분말이 파면에 계속 충돌하여 새로운 극미세 조각들을 반복적으로 형성하고, 충돌 시 방출된 에너지는 조각들의 소성 변형과 물질 이동을 촉진하여 치밀한 하중 지지층을 형성하게 된다. 따라서, 이상의 분말 충돌과 분쇄, 극미세 조각들의 결합과 소성 변형 및 물질 이동에 의하여 치밀한 하중 지지층이 기존과 같이 별도의 가열이나 열처리 공정이 필요없이 형성될 수 있다.More specifically, when a ceramic powder having a particle diameter in the above-described range and having a normal distribution characteristic is crushed and crushed by a flexible substrate at a speed of about 100 m / s to 500 m / s, . That is, the ceramic powder collides with the flexible substrate due to the transfer gas. In this collision, the ceramic powder cleans the surface of the flexible substrate, is crushed into very fine pieces, and a part of the kinetic energy is released as heat energy or the like . At this time, a part of the ground microfine chips are stuck to the flexible substrate and exhibit an anchoring effect. Furthermore, some of the pieces have strong bonds due to the new wavefront (new surface) formed after grinding. In this way, the new powder repeatedly collides with the wave front to form new microscopic pieces repeatedly, and the energy released during the collision promotes plastic deformation and mass transfer of the pieces to form a dense load supporting layer. Therefore, the compact load supporting layer can be formed without the need of separate heating or heat treatment process by the above-mentioned powder collision and crushing, bonding of very fine pieces, plastic deformation and mass transfer.

한편, 유연 기판은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, PI, PET, PMMA, PC 또는 아크릴로 형성될 수 있다. 이밖에도 유연 기판은 통상의 수지, 플라스틱 등을 포함할 수 있으며, 본 발명에서 그 재료를 한정하지 않는다. 예를 들면, 유연 기판은 터치 패널에 주로 사용되는 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비니리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리우레탄 및 에폭시 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수도 있다.On the other hand, the flexible substrate may be formed of, for example, PI, PET, PMMA, PC, or acrylic, though it is not limited thereto. In addition, the flexible substrate may include ordinary resins, plastics, and the like, and the material thereof is not limited in the present invention. For example, the flexible substrate may be made of at least one selected from the group consisting of diacetylcellulose, triacetylcellulose, acetylcellulose butyrate, isobutylester cellulose, ethylene-vinyl acetate copolymer, propionylcellulose, butyrylcellulose, acetylpropionylcellulose , Polyesters, polystyrenes, polyamides, polyetherimides, polyacrylics, polyimides, polyether sulfone, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl But may be any one selected from the group consisting of acetal, polyether ketone, polyether ether ketone, polyether sulfone, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyurethane and epoxy film.

한편, 상술한 바와 같은 무기물 재질(세라믹)의 하중 지지층이 상온 진공 분사 기술에 의해 형성된 이후, 헤이즈 감소와 표면 슬립성 향상을 위해, 하중 지지층 위에 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 더 형성된다. 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 용액 공정으로 형성될 수 있는데, 대표적으로 바코팅(bar coating), 스프레이 코팅(spray coating), 플로우 코팅(flow coating) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 목적 또는 적용 제품의 형태에 따라, 잉크젯(inkjet), 정전 스프레이(electro spray) 또는 그라비어(gravure) 등의 공정을 통해 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 형성될 수 있다.On the other hand, an organic or inorganic hybrid coating layer is further formed on the load supporting layer to reduce the haze and improve the surface slip property after the load supporting layer of the inorganic material (ceramic) as described above is formed by the room temperature vacuum injection technique. The organic or inorganic hybrid coating layer can be formed by, for example, but not limited to, a solution process, and is typically formed by bar coating, spray coating, flow coating, . In addition, an organic or inorganic hybrid coating layer may be formed through a process such as inkjet, electro spray or gravure depending on the purpose or the form of the applied product.

또한, 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 에폭시 또는 아크릴 계열의 열경화성 또는 광경화성 수지로 형성될 수 있다. 예를 들면, 하중 지지층 위에 에폭시 또는 아크릴 계열의 열경화성 수지가 상술한 방법으로 코팅된 후, 대략 80℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 열경화가 수행되어, 소정 두께의 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 형성될 수 있다. 또한, 하중 지지층 위에 에폭시 또는 아크릴 계열의 광경화성 수지가 상술한 방법으로 코팅된 후, 자외선에 의해 1초 내지 60초동안 광경화되어, 소정 두께의 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 형성될 수 있다. Further, the organic or organic hybrid coating layer may be formed of, for example, an epoxy or acrylic thermosetting or photo-curing resin, though it is not limited thereto. For example, an epoxy or acrylic thermosetting resin is coated on the load supporting layer by the above-described method, and then thermosetting is performed in a temperature range of about 80 to 150 DEG C to form an organic or inorganic hybrid coating layer of a predetermined thickness . An epoxy or acryl-based photo-curable resin is coated on the load supporting layer by the above-described method, and then photo-cured by ultraviolet light for 1 second to 60 seconds to form an organic or inorganic hybrid coating layer having a predetermined thickness.

더불어, 슬립 특성이 더욱 향상되도록, 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층에는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, Al2O3, SiO2, Si3N4, AlN, TiN, B4C, ZrO2 , TiO2, Y2O3-Al2O3 계열 화합물, 이트륨 계열 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 분말이 더 첨가될 수도 있다. 물론, 이러한 분말 역시 입경은 대략 100 nm 내지 3000 nm일 수 있다. 더불어, 이러한 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층 역시, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 대략 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께로 형성될 수 있다.In addition, the organic or inorganic hybrid coating layer may contain, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, TiN, B 4 C, ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 -Al 2 O 3 Based compound, yttrium-based compound, zirconium-based compound, yttrium-based compound, and a yttrium-based oxide may be further added. Of course, these powders may also have a particle size of approximately 100 nm to 3000 nm. In addition, such an organic or inorganic hybrid coating layer may also be formed to a thickness of, for example, but not limited to, approximately 1 μm to 10 μm.

도 4a는 유기 기판에 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층만 형성된 경우를 도시한 단면도이고, 도 4b는 유기 기판에 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 형성되어 하드 코팅을 구성하는 경우를 도시한 단면도이다.FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a case where only an organic or inorganic hybrid coating layer is formed on an organic substrate, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a case where a hard coating is formed by forming a load supporting layer and an organic or inorganic hybrid coating layer on an organic substrate .

도 4a에 도시된 바와 같이, 유기 기판(231')에 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층(132')만 형성된 경우, 연필심(234)으로 그 표면을 긁게 되면, 하부의 유기 기판(234')까지 변형되고, 이에 따라 유기 기판(234')이 파괴될 수 있다.As shown in FIG. 4A, when the organic or inorganic hybrid coating layer 132 'is formed on the organic substrate 231', if the surface thereof is scratched by the pencil lead 234, the organic substrate 234 ' So that the organic substrate 234 'can be destroyed.

그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 유기 기판(231)에 세라믹 재질의 하중 지지층(232)이 형성되고, 하중 지지층(232)의 표면에 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층(233)이 형성된 경우, 연필심(234)으로 그 표면을 긁게 되면, 하중 지지층(232)으로 인하여 유기 기판(231)의 변형이 최소화되고, 이에 따라 유기 기판(231)의 파괴가 방지될 수 있다. 도면중 도면 부호 HC는 하중 지지층(232) 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층(233)을 포함하는 하드 코팅층을 의미한다.4B, when a load supporting layer 232 made of a ceramic material is formed on the organic substrate 231 and an organic or inorganic hybrid coating layer 233 is formed on the surface of the load supporting layer 232, The deformation of the organic substrate 231 is minimized due to the load supporting layer 232, and thus the destruction of the organic substrate 231 can be prevented. In the drawing, reference numeral HC denotes a hard coating layer including a load supporting layer 232 and an organic or inorganic hybrid coating layer 233. [

여기서, 연필 경도 시험은 대략 45°로 기울어진 연필에 대략 750 또는 1000g의 하중을 부여하고 하중 지지층 위에 형성된 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층의 표면을 그었을 때, 스크래치의 발생 여부를 관찰하여 수행된다.Here, the pencil hardness test is performed by observing whether or not scratches occur when a pencil tilted at approximately 45 ° is applied with a load of approximately 750 or 1000 g and the surface of the organic or inorganic hybrid coating layer formed on the load supporting layer is grasped.

연필 경도는 6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H-7H-8H-9H의 값을 가지며, 9H에 가까울수록 표면 경도가 강함을 의미한다. 또한, 이러한 연필 경도는 나노 인덴터의 값(GPa)로 환산될 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 연필 경도 8H(0.46 GPa)로 관찰되었다.The pencil hardness has a value of 6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-FH-2H-3H-4H-5H-6H-7H-8H-9H, . In addition, this pencil hardness can be converted to the value (GPa) of the nanoindenter, and in the embodiment of the present invention, pencil hardness is observed at 8H (0.46 GPa).

내마모성 테스트(steel wool rubbing test)는 대략 15 x 15 mm 크기의 스틸울(steel wool(#0000))에 750 또는 1000g의 하중을 부여하고, 하중 지지층 위에 형성된 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층의 표면에서 50회 이상 왕복 운동하였을 때 스크래치 발생 여부를 관찰하여 수행된다. 본 발명의 실시예에서 스크래치는 관찰되지 않았다.The steel wool rubbing test was carried out by applying a load of 750 or 1000 g to a steel wool (# 0000) approximately 15 x 15 mm in size and applying a load of 50 or 1000 g on the surface of the organic or inorganic hybrid coating layer formed on the load- And it is performed by observing whether or not scratches occur when reciprocating motion is performed. No scratches were observed in the examples of the present invention.

광학 특성(UV-visible test)은 일정 파장(예를 들면, 가시광선)의 빛을 입사하여 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층으로 이루어진 하드 코팅층을 통하여 투사되는 빛의 양을 비율로 표시한다.The optical characteristic (UV-visible test) indicates the amount of light projected through a hard coating layer composed of a load supporting layer and an organic or inorganic hybrid coating layer by irradiating light having a certain wavelength (for example, visible light).

한편, 굴곡성 테스트는 굴곡 반경이 대략 1 내지 5 mm의 봉에 필름(즉, 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층으로 이루어진 하드 코팅층)을 감았다 폈다 반복 벤딩 시험 후(반복 횟수 1000회 이상, 더 나아가서는 10000회), 육안 및 현미경으로 하드 코팅층의 크랙 발생 유무를 확인하여 수행된다. 본 발명의 실시예에서 하드 코팅층의 크랙은 관찰되지 않았다.On the other hand, the flexural test was carried out by winding a film (i.e., a hard coat layer comprising a load supporting layer and an organic or inorganic hybrid coating layer) on a rod having a bending radius of approximately 1 to 5 mm. After the repeated bending test 10000 times), and the presence or absence of cracks in the hard coat layer is confirmed by visual observation and microscopic observation. In the examples of the present invention, cracks in the hard coat layer were not observed.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체를 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope : SEM)으로 촬영한 사진이다.5 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the multilayer structure according to various embodiments of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 PI 재질의 유연 기판 위에 상대적으로 얇은 알루미나 재질의 하중 지지층을 형성하고, 그 위에 하중 지지층의 두께보다 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 오버 코트층즉, 유기 또는 유무기 하이브리 코팅층을 형성하였다. 여기서, 하중 지지층은 대략 1 ㎛보다 작은 두께를 갖도록 형성하였고, 또한 유기 또는 유무기 하이브리드층은 대략 3 내지 5 ㎛의 두께를 갖도록 형성하였다.As shown in FIG. 5, in the embodiment of the present invention, a relatively thin alumina load supporting layer is formed on a flexible substrate of a PI material, and an overcoat layer having a relatively thicker thickness than the thickness of the load supporting layer is formed thereon. Or organic hybrid coating layer. Here, the load supporting layer was formed to have a thickness of less than about 1 mu m, and the organic or organic hybrid layer was formed to have a thickness of about 3 to 5 mu m.

도 6a는 유연 기판 위에 하중 지지층만 형성되었을 경우의 광 흐림도(haze)를 촬영한 사진이고, 도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유연 기판 위에 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이이브리드 코팅층이 형성되었을 경우의 광 흐림도를 촬영한 사진이다.FIG. 6A is a photograph of optical haze when only a load supporting layer is formed on a flexible substrate, FIG. 6B is a photograph showing a load supporting layer and an organic or inorganic hybrid coating layer on the flexible substrate according to various embodiments of the present invention And a photographed image of the light blur when it is formed.

도 6a에 도시된 바와 같이, PI 재질의 유연 기판 위에 알루미나 재질의 하중 지지층만을 형성하였을 경우 광 흐림도는 대략 19.3%로 관찰되었으나, 도 6b에 도시된 바와 같이, PI 재질의 유연 기판 위에 알루미나 재질의 하중 지지층 및 오버 코트층을 형성하였을 경우 광 흐림도는 대략 1.0%로 관찰됨으로써, 유연 기판 위에 하중 지지층 뿐만 아니라 오버 코트층이 형성될 경우 광 흐림도가 개선됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 6A, when only a load supporting layer made of alumina is formed on a flexible substrate made of a PI material, the degree of optical fogging is about 19.3%. However, as shown in FIG. 6B, The optical haze is observed to be about 1.0%. Thus, when the overcoat layer as well as the load supporting layer is formed on the flexible substrate, the optical haze is improved.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체의 광투과도 및 광반사도를 도시한 그래프이다.7A and 7B are graphs showing light transmittance and light reflectance of a multilayer film structure according to various embodiments of the present invention.

도 7a에 도시된 바와 같이, 대략 400 내지 800 nm의 파장 범위에서 PI 재질의 유연 기판에 알루미나 재질의 하중 지지층만을 형성하였을 경우 광 투과율은 대략 87 내지 89%로 관찰되었으나, PI 재질의 유연 기판 위에 알루미나 재질의 하중 지지층 및 오버 코트층을 형성하였을 경우 광 투과율은 대략 91 내지 92%로 관찰됨으로써, 유연 기판 위에 하중 지지층 뿐만 아니라 오버 코트층이 형성될 경우 광 투과율이 개선됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 7A, when only a load supporting layer of alumina was formed on a flexible substrate of a PI material in a wavelength range of approximately 400 to 800 nm, the light transmittance was approximately 87 to 89%. However, When a load supporting layer and an overcoat layer made of alumina are formed, the light transmittance is observed to be about 91 to 92%, so that light transmittance is improved when an overcoat layer as well as a load supporting layer is formed on a flexible substrate.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 대략 400 내지 800 nm의 파장 범위에서 PI 재질의 유연 기판에 알루미나 재질의 하중 지지층만을 형성하였을 경우 광 반사율은 대략 14 내지 15%로 관찰되었으나, PI 재질의 유연 기판 위에 알루미나 재질의 하중 지지층 및 오버 코트층을 형성하였을 경우 광 반사율은 대략 9 내지 12%로 관찰됨으로써, 유연 기판 위에 하중 지지층 뿐만 아니라 오버 코트층이 형성될 경우 광 반사율이 개선됨을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7B, when only a load supporting layer of alumina is formed on a flexible substrate of a PI material in a wavelength range of about 400 to 800 nm, the light reflectance is about 14 to 15% When the load supporting layer and the overcoat layer made of alumina are formed on the substrate, the light reflectance is observed to be about 9 to 12%, so that the light reflectance is improved when the overcoat layer as well as the load supporting layer is formed on the flexible substrate.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체의 연필 경도 테스트 및 러빙 테스트 결과를 촬영한 사진이다.8A and 8B are photographs of pencil hardness test and rubbing test result of the multilayer film structure according to various embodiments of the present invention.

도 8a의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, PI 재질의 유연 기판에서는 연필 경도 테스트 시 스크래치가 관찰되었으나, 도 8a의 우측 도면에 도시된 바와 같이, PI 재질의 유연 기판에 알루미나 재질의 하중 지지층 및 오버 코트층을 형성하였을 경우 연필 경도 테스트에서 스크래치가 관찰되지 않음으로써, 유연 기판 위에 하중 지지층 및 오버 코트층이 형성될 경우 내스크래치성이 향상됨을 알 수 있다.As shown in the left drawing of Fig. 8A, scratches were observed in the pencil hardness test in the PI substrate. However, as shown in the right drawing of Fig. 8A, the load supporting layer of alumina Scratches were not observed in the pencil hardness test when the coat layer was formed, and the scratch resistance was improved when the load supporting layer and the overcoat layer were formed on the flexible substrate.

또한, 도 8b의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, PI 재질의 유연 기판에서는 러빙 테스트 시 스크래치가 관찰되었으나, 도 8b의 우측 도면에 도시된 바와 같이, PI 재질의 유연 기판에 알루미나 재질의 하중 지지층 및 오버 코트층을 형성하였을 경우 러빙 테스트에서 스크래치가 관찰되지 않음으로써, 유연 기판 위에 하중 지지층 및 오버 코트층이 형성될 경우 내스크래치성이 향상됨을 알 수 있다.As shown in the left drawing of FIG. 8B, scratches were observed in the rubbing test on the flexible substrate of the PI material. However, as shown in the right drawing of FIG. 8B, the load supporting layer of alumina When the overcoat layer was formed, no scratch was observed in the rubbing test, and it was found that the scratch resistance was improved when the load supporting layer and the overcoat layer were formed on the flexible substrate.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체의 벤딩 테스트 결과를 촬영한 사진이다.9 is a photograph of a result of bending test of the multilayer structure according to various embodiments of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다층막 구조체는 PI 재질의 유연 기판에 형성된 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층을 포함함으로써, 상당히 자유롭게 벤딩됨을 관찰할 수 있었다. 더욱이, 이러한 벤딩에도 불구하고, 하중 지지층 및/또는 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층의 파손 현상이 관찰되지 않았다.As shown in FIG. 9, the multilayer structure according to an embodiment of the present invention includes a load supporting layer formed on a flexible substrate made of a PI material, and an organic or inorganic hybrid coating layer. Moreover, despite this bending, no breakage phenomenon of the load bearing layer and / or the organic or inorganic hybrid coating layer was observed.

이와 같이 하여, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있다.Thus, the present invention has the following features.

(1) 고밀도의 세라믹층을 이용한 하중 지지층 삽입(1) Insertion of a load supporting layer using a high-density ceramic layer

유기 기판 소재 표면에 유기 소재를 이용한 하드 코팅의 경우, 외부 자극(하중)에 의해 기판 소재까지 함께 변형이 발생하여 흠집 발생에 취약하다. 따라서 외부 하중에 대한 저항성 부여를 위해, 본 발명의 실시예에서는 고밀도의 세라믹층을 형성하여 하중 지지층을 삽입하고, 이에 따라 표면 경도가 향상되었다.In the case of hard coating using an organic material on the surface of an organic substrate material, the substrate material is deformed due to an external stimulus (load) and is vulnerable to scratches. Therefore, in order to impart resistance to an external load, in the embodiment of the present invention, a high-density ceramic layer is formed to insert a load supporting layer, thereby improving surface hardness.

(2) 굴절율 매칭을 통한 광흐림(haze)도 감소(2) Reduction of light haze through refractive index matching

상온 나노 코팅은 분말들의 충격과 증착이 동시에 일어나는 공정으로 코팅층 표면의 거칠기(roughness) 문제로 표면 헤이즈가 감소한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시에에서는 하중 지지층(세라믹 코팅층)과 광 굴절율 매칭이 가능한 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층을 아주 얇게 코팅하여 헤이즈가 감소되었다.At room temperature, nano-coating is a process in which impacts and deposition of powders occur at the same time, and surface haze is reduced due to the roughness of the surface of the coating layer. In order to solve this problem, in the practice of the present invention, haze is reduced by coating a load supporting layer (ceramic coating layer) with an organic or inorganic hybrid coating layer capable of light refractive index matching very thinly.

(3) 굴절율 매칭 및 다층화를 통한 표면 광반사도 감소(AR;Anti-Refractivity)기능 부여)(3) Reduced surface reflectance (AR) through refractive index matching and multilayering)

본 발명의 실시예에서, 상기 (1)과 (2)의 기능을 포함하고, 또한 추가적인 굴절률 매칭을 위해 다층화함으로써 광 반사도를 최소화할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the light reflectance can be minimized by including the functions (1) and (2) and by multilayering for additional refractive index matching.

(4) 표면 슬립성 부여를 통하여 내마모성 향상(4) Improved abrasion resistance through surface slip property

외부 자극은 소재 표면의 특성에 의해 좌우된다. 따라서 최상부 코팅층의 표면에 슬립성을 부여하여, 외부 자극에 대한 회피성을 향상시킴으로써 내마모성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 슬립성을 부여하기 위해, 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층에 기능성 첨가물이 혼합될 수 있다. 기능성 첨가물은, 상술한 바와 같이, Al2O3, SiO2, Si3N4, AlN, TiN, B4C, ZrO2 , TiO2, Y2O3-Al2O3 계열 화합물, 이트륨 계열 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 분말일 수 있다.The external stimulus depends on the characteristics of the material surface. Therefore, slipperiness is imparted to the surface of the uppermost coating layer, and wear resistance is improved by improving the avoidance of external stimuli. Here, in order to impart the slip property, the functional additive may be mixed in the organic or inorganic hybrid coating layer. The functional additives may be selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, TiN, B 4 C, ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 -Al 2 O 3 Based compound, a yttrium-based compound, a zirconium-based compound, a yttrium-based compound, and a yttrium-based oxide.

(5) 하중 지지층 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층 두께 제어를 통한 굴곡성 확보(5) Flexibility by controlling thickness of load-bearing layer and organic or inorganic hybrid coating layer

기존 유기 하드 코팅 기술은 내스크래치 및 표면 경도를 위해 막의 두께가 두꺼워 굴곡성을 확보하기가 어려웠으나, 본 발명의 실시예에 따른 고밀도 세라믹 하중 지지층 삽입 및 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층의 두께 제어를 통한 하드 코팅층은 두께 감소를 유도하여 굴곡성을 확보할 수 있었다.The conventional organic hard coating technology has difficulty in ensuring flexibility due to thickness of the film for scratch and surface hardness, but it is difficult to insert the high density ceramic load supporting layer according to the embodiment of the present invention and the hardness through controlling the thickness of the organic or inorganic hybrid coating layer. The coating layer was able to secure the flexibility by inducing thickness reduction.

(6) 적용 분말 소재 전처리 방법(6) Applied powder material Pretreatment method

일반적인 상온 나노 코팅(aerosol deposition) 공정의 경우, 기판 소재에 대한 세라믹 분말의 고속 충돌에 의해 기판 표면에 손상 발생 가능성 있다. 유기 기판의 경우에는 심한 경우 기판 표면에 식각이 발생된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 건식 밀링 방법으로 세라믹 분말 입자에 응력을 부여함으로써 입자에 파괴되지 않을 정도의 미세 균열을 유도하고 코팅성을 향상시킨다.In the case of a general room temperature nano-coating process (aerosol deposition), there is a possibility of damage to the substrate surface due to high-speed collision of the ceramic powder with respect to the substrate material. In the case of an organic substrate, an etching is generated on the surface of the substrate in severe cases. Therefore, in the embodiment of the present invention, stress is applied to the ceramic powder particles by the dry milling method to induce microcracks to the extent that they are not broken down to the particles, and the coating property is improved.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다층막 구조체를 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating a multilayer film structure according to various embodiments of the present invention.

상술한 다층막 구조체는 유기 성분을 일부 또는 다량 함유라고 있는 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층이 최상부를 통해 노출됨으로써, 표면 스크래치 저항성이 다소 저하 될 수도 있다. The above-mentioned multi-layer film structure may be slightly exposed to the surface scratch resistance due to exposure of the organic or inorganic hybrid coating layer containing a part or a large amount of organic components through the top.

따라서 최상부에 하중 지지층과 같은 세라믹층을 형성하는 구조/방법으로 표면 스크래치 저항성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the surface scratch resistance can be improved by a structure / method of forming a ceramic layer such as a load supporting layer at the top.

예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 최상부에 상온 진공 분사 공정(또는 AD 공정)으로 투명 세라믹 코팅층(대략 1.0 내지 2㎛의 두께)을 형성하기 위해서는 상온 진공 분사 공정으로 투명 세라믹 코팅층이 형성되는 하부 코팅층이 유기 또는 유무기 하이브리드 소재보다 견고하면서도 유연성 확보가 가능한 코팅층이 필요한데, 이는 무기층으로 형성함이 유리하다. For example, as shown in FIG. 10, in order to form a transparent ceramic coating layer (having a thickness of about 1.0 to 2 μm) by a room-temperature vacuum injection process (or an AD process) at the top, a transparent ceramic coating layer is formed A coating layer is required which is stronger than the organic or inorganic hybrid material and can ensure flexibility, which is advantageously formed of an inorganic layer.

이러한 무기층은 결정성(결정질 또는 다결정질)의 무기층보다는 비결정성(비정질)의 중간 코팅층이 유연성 확보에 보다 유리하다. This inorganic layer is more advantageous in securing flexibility than an amorphous (amorphous) intermediate coating layer rather than a crystalline (crystalline or polycrystalline) inorganic layer.

여기에 사용 가능한 코팅 소재로는 비정질의 용액 코팅 소재, 예를 들어 물유리(sodium-, lithium-, potassium-silicate)(대략 0.5 내지 5㎛의 두께)를 이용함이 가장 유리하다. As the coating material usable herein, it is most advantageous to use an amorphous solution coating material, for example sodium-, lithium-, potassium-silicate (approximately 0.5 to 5 탆 thick).

그러나 이러한 물유리는 수계(water base)의 용액으로 일반적으로 플라스틱 표면에 대한 젖음성이 매우 불량하여 코팅이 원활하지 않다. However, such water glass is a solution of a water base, and generally has poor wettability to a plastic surface, so that the coating is not smooth.

따라서 본 발명 다른 실시예에서 제공하고 있는 하부 지지층을 상온 진공 분사 공정으로 하부 지지층의 세라믹 코팅층을 초박막화하여 시드층(seed layer)화 하여(대략 0.1 내지 1.0㎛의 두께) 수계 용액의 코팅성을 향상함과 동시에 상온 진공 분사 코팅층과 플라스틱 기판(예를 들면, PET, PI 등의 유기 기판) 사이에 앙카층을 형성함으로써 코팅 부착성 또한 확보 가능하다.Therefore, the lower support layer provided in another embodiment of the present invention is formed into a seed layer (thickness of approximately 0.1 to 1.0 탆) by ultra-thinning the ceramic coating layer of the lower support layer by a room temperature vacuum spraying process, And at the same time, an anchor layer is formed between the room temperature vacuum spray coating layer and a plastic substrate (for example, an organic substrate such as PET or PI).

결론적으로, 상온 진공 분사 공정 또는 AD 공정으로 형성되는 시드층은 수계 용액 형태의 코팅이 이루어지는 물유리층의 젖음성을 확보하는 역할과, 플라스틱 필름과 같은 유연 기판과의 계면에 앙카층을 형성하여 부착력을 확보하는 역할을 한다. 또한, 물유리층은 최상부의 세라믹층에 대한 코팅성을 확보하는 역할과 하부 지지층으로서의 역할을 수행한다. 또한, 상온 진공 분사 공정 또는 AD 공정으로 형성되는 최상부의 투명 세라믹 코팅층은 외부 스크래치 저항성을 향상시키는 역할을 한다.As a result, the seed layer formed by the normal-temperature vacuum spraying process or the AD process has a role of securing the wettability of the water glass layer in the form of an aqueous solution coating and forming an anchor layer at the interface with the flexible substrate such as a plastic film, . Further, the water glass layer plays a role of securing the coating property to the uppermost ceramic layer and also serves as a lower support layer. Further, the uppermost transparent ceramic coating layer formed by the room temperature vacuum spraying process or the AD process serves to improve the external scratch resistance.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 다층막 구조체 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 다양한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 다양한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described various embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention as set forth in the following claims It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

231; 유기 기판 232; 하중 지지층
233; 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층
231; An organic substrate 232; Load bearing layer
233; Organic or inorganic hybrid coating layer

Claims (11)

분말 공급부로부터 세라믹 분말을 공급받고, 이송 가스를 이용하여 상기 세라믹 분말을 이송하는 단계;
상기 이송된 세라믹 분말을 공정 챔버 내의 유연 기판에 100 내지 500 m/s의 속도로 충돌 및 파쇄시켜 하중 지지층을 형성하는 단계; 및,
상기 하중 지지층의 표면에 용액 공정을 이용하여 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 다층막 구조체 제조 방법.
Receiving ceramic powder from a powder supply part and transferring the ceramic powder using a transfer gas;
Colliding and crushing the transferred ceramic powder to a flexible substrate in a process chamber at a speed of 100 to 500 m / s to form a load supporting layer; And
And forming an organic or inorganic hybrid coating layer on the surface of the load supporting layer using a solution process.
제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 분말의 입경 범위는 100 nm 내지 3000 nm인 것을 특징으로 하는 다층막 구조체 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic powder has a particle diameter ranging from 100 nm to 3000 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 분말은 건식 또는 습식 볼 밀링 방법으로 분쇄되어 상기 분말 공급부에 제공됨을 특징으로 하는 다층막 구조체 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic powder is pulverized by a dry or wet ball milling method and is supplied to the powder supply part.
제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 분말은 Al2O3, SiO2, Si3N4, AlN, TiN, B4C, ZrO2 , TiO2, Y2O3-Al2O3 계열 화합물, 이트륨 계열 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다층막 구조체 제조 방법.
The method according to claim 1,
The ceramic powder may be selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, TiN, B 4 C, ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 -Al 2 O 3 Based compound, yttrium-based compound, yttrium-based compound, yttrium-based compound, and yttrium-based oxide.
제 1 항에 있어서,
상기 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층은 에폭시 또는 아크릴 계열의 열경화성 또는 광경화성 수지로 형성됨을 특징으로 하는 다층막 구조체 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the organic or inorganic hybrid coating layer is formed of an epoxy or acryl based thermosetting or photocurable resin.
제 1 항에 있어서,
상기 유연 기판은 PI, PET, PMMA, PC 또는 아크릴로 형성됨을 특징으로 하는 다층막 구조체 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the flexible substrate is formed of PI, PET, PMMA, PC, or acrylic.
유연 기판의 표면에 세라믹 분말로 형성된 하중 지지층; 및
상기 하중 지지층의 표면에 형성된 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층을 포함함을 특징으로 하는 다층막 구조체.
A load supporting layer formed of a ceramic powder on the surface of the flexible substrate; And
And an organic or inorganic hybrid coating layer formed on the surface of the load supporting layer.
제 7 항에 있어서,
상기 세라믹 분말은 Al2O3, SiO2, Si3N4, AlN, TiN, B4C, ZrO2 , TiO2, Y2O3-Al2O3 계열 화합물, 이트륨 계열 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다층막 구조체.
8. The method of claim 7,
The ceramic powder may be selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, TiN, B 4 C, ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 -Al 2 O 3 Based compound, yttrium-based compound, yttrium-based compound, yttrium-based compound, and yttrium-based oxide.
제 7 항에 있어서,
상기 유기 또는 유무기 하이브리드 코팅층은 에폭시 또는 아크릴 계열의 열경화성 또는 광경화성 수지로 형성됨을 특징으로 하는 다층막 구조체.
8. The method of claim 7,
Wherein the organic or inorganic hybrid coating layer is formed of an epoxy or acrylic thermosetting or photocurable resin.
제 7 항에 있어서,
상기 유연 기판은 PI, PET, PMMA, PC 또는 아크릴로 형성됨을 특징으로 하는 다층막 구조체.
8. The method of claim 7,
Wherein the flexible substrate is formed of PI, PET, PMMA, PC, or acrylic.
유연 기판의 표면에 상온 진공 분사 공정에 의해 세라믹 분말로 형성된 시드층;
상기 시드층 위에 용액 공정에 의해 물유리로 형성된 물유리층; 및
상기 물유리층의 표면에 상온 진공 분사 고정에 의해 세라믹 분말로 형성된 최상부 투명 코팅층을 포함함을 특징으로 하는 다층막 구조체.
A seed layer formed on the surface of the flexible substrate by a ceramic powder by a vacuum injection step at room temperature;
A water glass layer formed of a water glass by a solution process on the seed layer; And
And a top transparent coating layer formed on the surface of the water glass layer by ceramic powder by vacuum injection at room temperature.
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