KR20190014233A - 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
플렉시블 디스플레이 패널의 하부에 배치되어 이를 지지하는 플렉시블 디스플레이 장치용 기판이 개시된다. 플렉시블 디스플레이 장치용 기판은 하부 기재층, 하부 기재층 상부에 배치되고 디스플레이 패널을 지지하는 상부 기재층 및 하부 기재층과 상부 기재층 사이에 배치되어 이들을 접착시키는 매트릭스 코팅층과 매트릭스 코팅층 내부에 배치되고 실리콘산화물로 형성된 보강 섬유를 구비하는 복원층을 포함한다. 이러한 지지 기판은 높은 복원력을 가져 플렉시블 디스플레이 장치의 유연성과 내구성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 플렉시블 디스플레이 장치에 적용되는 기판, 이의 제조방법 및 이를 구비하는 플렉시블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 휴대성, 공간 활용성의 측면에서 플렉시블 디스플레이 장치에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 이러한 플렉시블 디스플레이 장치는 단순히 굽어지는 정도의 표시장치에서 말거나 접을 수 있는 표시장치로 발전하고 있다.
이러한 플렉시블 디스플레이 장치에서는 종래의 유리 기판 대신 연성 기판이 사용되어야 하므로, 디스플레이 장치의 내구성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 특히, 말거나 접을 수 있는 디스플레이 장치의 경우, 이를 지지하는 기판이 수많은 반복적인 변형에도 디스플레이 패널을 안정적으로 지지할 수 있어야 한다.
본 발명의 일 목적은 복원력 및 유연성이 향상된 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 지지 기판을 구비하는 플렉시블 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판은 플렉시블 디스플레이 패널의 하부에 배치되어 이를 지지하고, 하부 기재층; 상기 하부 기재층 상부에 배치되고, 상기 디스플레이 패널을 지지하는 상부 기재층; 및 상기 하부 기재층과 상기 상부 기재층 사이에 배치되어 이들을 접착시키는 매트릭스 코팅층 및 상기 매트릭스 코팅층 내부에 배치되고 실리콘산화물로 형성된 보강 섬유를 구비하는 복원층을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 보강 섬유는 1 내지 1000nm의 직경 및 100 μm 이상의 길이를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 매트릭스 코팅층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 중합체 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 중합체 화합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화학 구조를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타내고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내고, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내며, n은 6 이상 12 이하의 정수이다.
일 실시예로, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 2 관능성 이소시아네트 화합물과 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물의 중합체일 수 있다. 이 경우, 상기 2 관능성 이소시아네트 화합물은 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)사이클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트) 및 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물은 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시이소프로필아크릴레이트, 히드록시부틸아크릴레이트, 히드록시펜틸아크릴레이트, 히드록시헥실아크릴레이트, 히드록시부틸비닐에테르, 알킬렌옥사이드가 개환된 히드록시아크릴레이트 및 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 하기 화학식 4의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
상기 화학식 4에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타낼 수 있고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타낼 수 있다.
일 실시예로, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 하기 화학식 5 내지 7의 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
일 실시예로, 상기 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물은 반복단위가 1 내지 50인 에틸렌옥사이드가 개환된 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 또는 반복단위가 1 내지 50인 프로필렌옥사이드가 개환된 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물은 2-히드록시에틸아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필아크릴레이트를 포함하는 것 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이용 지지 기판의 제조방법은 폴리실록산 및 폴리실라잔 중 하나 이상을 함유하는 방사 조성물을 전기방사하여 제1 기재층의 제1면 상에 방사 섬유를 형성하는 단계; 상기 방사 섬유로부터 유기 성분을 제거하여 실리콘산화물로 이루어진 보강 섬유를 형성하는 단계; 상기 보강 섬유가 배치된 상기 제1 기재층의 제1면 상에 상기 보강 섬유가 함침되도록 코팅 조성물을 도포하는 단계; 상기 도포된 코팅 조성물 상에 제2 기재층을 적층시키는 단계; 및 상기 제1 및 제2 기재층 사이의 상기 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 코팅 조성물은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물, 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물, 광개시제 및 용제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 코팅 조성물은 전체 중량 기준으로 35 내지 80 중량%의 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 15 내지 60 중량%의 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 3 내지 20 중량%의 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 광개시제는 래디컬 광중합 개시제 또는 양이온 광중합 개시제를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코팅 조성물은 3 이상의 관능기를 갖는 제3 아크릴레이트 모노머 화합물을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제3 아크릴레이트 모노머 화합물은 전체 중량 대비 10 중량% 이하로 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치는 하부 기재층, 상기 하부 기재층 상부에 배치된 상부 기재층 및 상기 하부 기재층과 상기 상부 기재층 사이에 배치되어 이들을 접착시키는 매트릭스 코팅층과 상기 매트릭스 코팅층 내부에 배치되고 실리콘산화물로 형성된 보강 섬유를 구비하는 복원층을 포함하는 지지 기판; 및 상기 상부 기재층 상에 배치된 플렉시블 디스플레이 패널을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 매트릭스 코팅층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 중합체 화합물로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 중합체 화합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화학 구조를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타내고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내고, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내며, n은 6 이상 12 이하의 정수이다.
일 실시예에 있어서, 상기 플렉시블 디스플레이 패널은 OLED 패널, LCD 패널 또는 E-paper를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 플렉시블 디스플레이 패널은 상기 상부 기재층 상에 배치되고 박막트랜지스터를 구비하는 패널 기판 및 상기 패널 기판의 상부에 배치되고 상기 박막트랜지스의 동작에 따라 발광하는 유기발광층을 포함할 수 있다.
본 발명의 플렉시블 디스플레이 장치용 기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치에 따르면, 상기 기판이 복원률이 높은 소재로 형성된 복원층을 포함하므로 상기 기판 전체의 복원력이 향상되고, 그 결과, 롤링, 폴딩 등과 같은 상기 플렉시블 디스플레이 장치의 반복적인 변형이나 강한 외부 충격에도 안정적으로 상기 디스플레이 패널을 지지할 수 있으므로, 상기 플렉시블 디스플레이 장치의 내구성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치용 기판을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2bs는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3은 보강 섬유를 형성하기 위한 전기방사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2bs는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3은 보강 섬유를 형성하기 위한 전기방사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치용 기판을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판(100)은 제1 기재층(110), 제2 기재층(120) 및 복원층(130)을 포함할 수 있다. 상기 지지 기판(100)은 OLED 패널과 같은 플렉시블 디스플레이 패널(도 2의 '1200' 참조)의 하부에 배치되어 이를 지지하고, 외부 충격으로부터 상기 플렉시블 디스플레이 패널을 보호하는 기능을 수행한다.
상기 제1 기재층(110)은 상기 지지 기판(100)의 유연성을 향상시키기 위해 고분자 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 기재층(110)은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트 등으로 형성될 수 있다.
상기 제2 기재층(120)은 상기 제1 기재층(110)과 대향하도록 배치될 수 있고, 상기 제1 기재층(110)과 동일하거나 이와 다른 고분자 소재로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 제2 기재층(120)은 상기 지지 기판(100)의 유연성을 향상시키기 위해 상기 제1 기재층(110)과 동일한 강도로 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 기재층(120)은 상기 제1 기재층(110)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예로, 상기 제2 기재층(120)은 상기 지지 기판(100)의 폴딩성을 더욱 향상시키기 위해 상기 제1 기재층(110) 보다 낮은 강도를 갖는 연성 재료로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 기재층(120)은, 예를 들면, 실리콘 수지, 우레탄 수지 등으로 형성될 수 있다.
상기 복원층(130)은 상기 제1 기재층(110)과 상기 제2 기재층(120) 사이에 배치되어, 상기 제1 기재층(110)과 상기 제2 기재층(120)을 접착시킬 수 있다. 상기 복원층(130)은 상기 지지 기판(100)의 내충격성을 향상시키기 위해 복원율이 높은 소재로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복원층(130)은 매트릭스 코팅층(131) 및 보강섬유(132)를 포함할 수 있다.
상기 매트릭스 코팅층(131)은 복원력이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 매트릭스 코팅층(131)은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 중합체 화합물로 형성될 수 있다. 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물 및 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물은 상기 매트릭스 코팅층(131)의 복원력을 향상시킬 수 있고, 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물은 상기 매트릭스 코팅층(131)을 형성하기 위한 조성물, 즉, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물을 포함하는 조성물의 점도를 낮춰 작업성 및 성형성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 중합체 화합물은 하기 화학식 1의 화학 구조, 하기 화학식 2의 화학 구조 및 하기 화학식 3의 화학 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 하기 화학식 1의 화학 구조는 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물로부터 유도될 수 있고, 하기 화학식 2의 화학 구조는 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물로부터 유도될 수 있으며, 하기 화학식 3의 화학 구조는 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물로부터 유도될 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1에 있어서, X는 탄소수가 약 12 내지 18인 지방족 탄화수소를 나타내고, Y는 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 나타내며, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타낼 수 있다. 한편, 상기 X로 나타난 지방족 탄화수소는 헤테로 원자를 포함할 수도 있고, 불포함할 수도 있다.
상기 화학식 2 및 화학식 3에 있어서, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타낼 수 있고, n은 6 이상 12 이하의 정수일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 2 관능성 이소시아네트 화합물과 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물을 중합시킴으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 2 관능성 이소시아네트 화합물과 상기 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물의 중합 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 이들은 임의의 중합반응, 블록 중합반응, 그래프트 중합반응 등을 통해 중합될 수 있다.
상기 2 관능성 이소시아네트 화합물은, 예를 들면, 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)사이클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트 등으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.
상기 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물은, 예를 들면, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시이소프로필아크릴레이트, 히드록시부틸아크릴레이트, 히드록시펜틸아크릴레이트, 히드록시헥실아크릴레이트, 히드록시부틸비닐에테르, 알킬렌옥사이드가 개환된 히드록시아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 하기 화학식 4의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
상기 화학식 4에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타낼 수 있고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타낼 수 있다.
예를 들면, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 하기 화학식 5 내지 7의 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
상기 화학식 5의 화합물은, 예를 들면, 이소포론디이소시아네이트와 카프로락톤아크릴레이트를 반응시켜 합성할 수 있고, 상기 화학식 6의 화합물은, 예를 들면, 이소포론디이소시아네이트와 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트를 반응시켜 합성할 수 있으며, 상기 화학식 7의 화합물은, 예를 들면, 이소포론디이소시아네이트와 폴리프로필렌글리콜아크릴레이트를 반응시켜 합성할 수 있다.
상기 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물은 반복단위가 약 1 내지 50인 에틸렌옥사이드가 개환된 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 반복단위가 약 1 내지 50인 프로필렌옥사이드가 개환된 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물은 반복단위가 약 6 내지 14인 에틸렌옥사이드가 개환된 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 또는 반복단위가 약 6 내지 14인 프로필렌옥사이드가 개환된 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물은 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 매트릭스 코팅층(131)은 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 상기 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 상기 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 상기 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 상기 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물과 함께 광개시제, 용제, 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 다관능 제3 아크릴레이트 모노머 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 래디컬 광중합 개시제, 양이온 광중합 개시제 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 래디컬 광중합 개시제로는 공지의 래디컬 광중합 개시제 화합물이 제한 없이 사용될 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 래디컬 광중합 개시제는 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2'-디메톡시-2-페닐아세토페논, 크산톤, 플루오렌, 플루오레논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논, 트리페닐아민, 카르바졸, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 미히라케톤, 벤조일프로필에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 티옥산톤, 디에틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 양이온 광중합 개시제로는 공지의 양이온 광중합 개시제 화합물이 제한 없이 사용될 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 양이온 광중합 개시제는 오니움염, 유기금속 염 등을 포함할 수 있다. 구체저으로, 상기 양이온 광중합 개시제는 다이아릴요오드니움 염, 트리아릴설포니움 염, 아릴디아조니움 염, 아릴 설포니움 헥사플로로안티모니움 염, 아릴 설포니움 헥사플로로포스페이트 염, 다이페닐요오도니움 헥사플로로안티모니움 염, 다이페닐요오도니움 헥사플로로포스페이트 염, 디토릴요오도니움 헥사플로로포스페이트 염, 9-(4-히드록시에톡시페닐)시안스레니움 헥사플로로포스페이트 염, 철-아렌 복합체 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 안티모니움 염은 환경 오염 문제가 있으므로 상기 양이온 광중합 개시제로는 헥사플로로포스페이트 염 계열의 화합물이 바람직하다.
상기 용제는 상기 조성물의 도포성을 향상시킬 수 있고, 알코올계 화합물, 케톤계 화합물, 헥산계 화합물, 벤젠계 화합물 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 알코올계 화합물은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 케톤계 화합물은 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 헥산계 화합물은 헥산, 헵탄, 옥탄 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 벤젠계 화합물은 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 조성물은 계면활성제, 황변 방지제, 레벨링제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이들 첨가제의 함량은 약 0.1 내지 10 중량부의 비율로 포함될 수 있지만, 본 발명의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 아크릴레이트 화합물 전체 중량을 기준으로 약 35 내지 80 중량%의 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 포함할 수 있다. 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물의 함량이 35 중량% 미만인 경우에는 상기 매트릭스 코팅층(131)의 복원율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물의 함량이 80 중량%를 초과하는 경우에는 상기 조성물의 점도가 지나치게 높아져 상기 조성물의 성형성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 아크릴레이트 화합물 전체 중량을 기준으로 약 15 내지 60 중량%의 상기 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물의 함량이 15 중량% 미만인 경우에는 상기 매트릭스 코팅층(131)의 복원율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물의 함량이 60 중량%를 초과하는 경우에는 상기 조성물의 경화 수축률이 증가하여 작업 공정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 아크릴레이트 화합물 전체 중량을 기준으로 약 3 내지 20 중량%의 상기 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 함량이 3 중량% 미만인 경우에는 상기 조성물의 점도가 지나치게 높아져 상기 조성물의 성형성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우에는 상기 매트릭스 코팅층(131)의 복원율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 상기 광개시제를 약 1 내지 3 중량%의 함량으로 포함할 수 있고, 상기 용제를 약 10 내지 20 중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
한편, 상기 조성물이 상기 다관능 제3 아크릴레이트 모노머 화합물을 더 포함하는 경우, 상기 조성물은 상기 제3 아크릴레이트 모노머 화합물을 약 10 중량% 미만으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물과 독립적으로 2 이하의 관능기를 갖는 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 조성물은 아크릴레이트 화합물 전체 중량을 기준으로 상기 2 이하의 관능기를 갖는 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 약 35 중량% 이하로 포함할 수 있다.
상기 보강 섬유(132)는 상기 매트릭스 코팅층(131) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 보강 섬유(132)는 상기 매트릭스 코팅층(131)과 함께 상기 복원층(130)의 복원력 및 유연성을 향상시키기 위해 실리콘산화물(SiOx)로 형성될 수 있다. 그리고 상기 보강 섬유(132)의 직경이 1000nm를 초과하는 경우, 상기 보강 섬유(132)의 유연성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으므로, 상기 보강 섬유(132)는 약 1 내지 1000 nm의 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 보강 섬유(132)에 의한 복원력 향상을 증대시키기 위해, 상기 보강 섬유(132)는 약 100 μm 이상의 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 보강 섬유(132)는 약 100 내지 10000 μm의 길이를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복원층(130)은 상기 제1 기재층(110) 및 상기 제2 기재층(120) 중 하나 상에 폴리실록산 및 폴리실라잔 중 하나 이상을 함유하는 조성물을 전기방사한 후 광소결하여 상기 보강 섬유(132)를 형성하고, 이어서 상기 보강 섬유(132)가 형성된 상기 제1 기재층(110) 및 상기 제2 기재층(120) 중 하나 상에 상기 보강 섬유(132)가 함침되도록 상기 매트릭스 코팅층(131)을 형성하기 위한 경화형 조성물을 도포한 후 상기 제1 기재층(110) 및 상기 제2 기재층(120) 중 나머지 하나를 적층하고, 이어서 상기 경화형 조성물을 광 또는 열을 이용하여 경화시켜 상기 상기 매트릭스 코팅층(131)을 형성함으로써 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보강섬유(132)는 폴리실라잔 용액 또는 폴리실록산 용액 중 하나와 이와 다른 고분자 용액을 동축 이중 전기 방사 공정을 통해 상기 제1 기재층(110) 및 상기 제2 기재층(120) 중 하나 상에 섬유형태로 도포한 후 광 경화킴으로써 제조될 수 있다.
이 경우, 상기 보강 섬유(132)는 상기 폴리실라잔 또는 상기 폴리실록산으로 형성된 코어(core) 및 상기 고분자로 형성되어 상기 코어를 피복하는 쉘(shell)을 포함할 수 있다. 상기 쉘을 형성하는 고분자는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐풀루오라이드, 폴리아마이드 등으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 폴리실라잔 용액은 유기 용매에 용해된 폴리실라잔을 포함할 수 있고, 이러한 폴리실라잔 용액으로는 시판되고 있는 잉크 조성물 제품, 예를 들면, AZ일렉트로닉머티리얼즈㈜ 제조의 아쿠아미카 NN120-10, NN120-20, NAX120-10, NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL150A, NP110, NP140, SP140 등이 사용될 수 있다. 그리고 상기 폴리실록산 용액 역시 유기 용매에 용해된 폴리실록산을 포함할 수 있고, 이러한 폴리실록산 용액으로는 시판되고 있는 잉크 조성물 제품, 예를 들면, JSR주식회사 제조의 세라믹 코팅재 글래스카(HPC7003, HPC7004, HPC7516) 등이 사용될 수 있다.
상기 광 경화는 상기 폴리실라잔 용액 또는 폴리실록산 용액 중 하나와 이와 다른 고분자 용액을 동축 이중 전기 방사 공정을 통해 섬유형태로 도포한 후 약 400nm 이하의 파장을 갖는 자외선을 조사하여 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 광 경화는 약 200nm 이하의 파장을 갖는 진공 자외선을 조사하여 수행되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 자외선의 조사 에너지는 약 100 내지 5000 mJ/cm2일 수 있다. 상기 자외선 조사 에너지가 100 mJ/cm2 미만인 경우에는 경화 속도가 느려서 불완전 경화로 인한 보강 섬유의 단락이 야기되는 문제점이 발생될 수 있고, 상기 자외선 조사 에너지가 5000 mJ/cm2를 초과하는 경우에는 경화 수축률이 커져서 이를 지지하는 제1 기재층(110) 또는 제2 기재층(200)을 손상시키는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 광 경화 후, 상기 고분자 쉘을 제거할 수도 있고, 잔류시킬 수 도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이용 지지 기판(100)은 복원률이 높은 소재로 형성되고 내부에 보강 섬유가 함침된 복원층(130)을 포함하므로 상기 지지 기판(100) 전체의 복원력 및 유연성이 향상되고, 그 결과, 롤링, 폴딩 등과 같은 상기 플렉시블 디스플레이 장치의 반복적인 변형이나 강한 외부 충격에도 안정적으로 상기 디스플레이 패널을 지지할 수 있다.
한편, 상기 플렉시블 디스플레이 패널은 하기 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기재층(110)에 지지되도록 배치될 수도 있고, 상기 제2 기재층(130)에 지지되도록 배치될 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치(1000)는 지지 기판(1100) 및 디스플레이 패널(1200)을 포함한다.
상기 지지 기판(1100)은 제1 기재층(1110), 제2 기재층(1120) 및 복원층(1130)을 포함할 수 있다. 상기 지지 기판(1100)은 도 1을 참조하여 설명한 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판(100)과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 상기 지지 기판(1100) 상부에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 상기 지지 기판(1100) 중 상기 제2 기재층(1120) 상에 배치될 수 있다. 이와 다른 실시예로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 상기 지지 기판(1100) 중 상기 제1 기재층(1110) 상에 배치될 수 있다.
플렉시블한 특성을 갖는다면, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 OLED 패널, LCD 패널, E-paper 등을 포함할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 OLED 패널인 것으로 설명한다. 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 상기 지지 기판(1100)의 제1 기재층(1110) 또는 제2 기재층(1120) 상에 배치되고 박막트랜지스터(TFT)를 구비하는 패널 기판(1210), 상기 패널 기판(1210)의 상부에 배치되고 상기 박막트랜지스터의 동작에 따라 발광하는 유기발광층(1220) 및 상기 유기발광층(1220) 상부에 배치되고 상기 유기발광층(1220)을 보호하는 보호층(1230)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 플렉시블 디스플레이 패널(1200)은 상기 유기발광층(1220)과 상기 보호층(1230) 사이에 배치되는 밀봉막, 광학 필름 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 플렉시블 디스플레이 장치용 기판 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치에 따르면, 상기 지지 기판이 복원력이 높은 소재로 형성되고 내부에 보강 섬유가 함침된 복원층을 포함하여 롤링, 폴딩 등과 같은 상기 플렉시블 디스플레이 장치의 반복적인 변형이나 강한 외부 충격에도 안정적으로 상기 디스플레이 패널을 지지할 수 있고, 그 결과, 상기 플렉시블 디스플레이 장치의 내구성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들 및 이들과 비교되는 비교예들에 대해 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
[우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물의 합성]
<합성예 1>
이소포론디이소시아네이트(시그마알드리치사) 100 중량부, 카프로락톤아크릴레이트(M100, 미원스페셜티케미칼사) 326 중량부, 반응촉매인 디부틸틴디라울레이트(시그마알드리치사) 0.4 중량부 및 중합금지제인 4-메톡시페놀(시그마알드리치사) 0.2 중량부를 혼합한 후 80에서 6시간 교반하여 화학식 4의 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 합성하였다.
<합성예 2>
이소포론디이소시아네이트(시그마알드리치사) 100 중량부, 중량평균분자량 375의 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트(시그마알드리치사) 326 중량부, 반응촉매인 디부틸틴디라울레이트(시그마알드리치사) 0.4 중량부 및 중합금지제인 4-메톡시페놀(시그마알드리치사) 0.2 중량부를 혼합한 후 80에서 6시간 교반하여 화학식 5의 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 합성하였다.
<합성예 3>
이소포론디이소시아네이트(시그마알드리치사) 100 중량부, 중량평균분자량 475의 폴리프로필렌글리콜아크릴레이트(시그마알드리치사) 450 중량부, 반응촉매인 디부틸틴디라울레이트(시그마알드리치사) 0.5 중량부 및 중합금지제인 4-메톡시페놀(시그마알드리치사) 0.3 중량부를 혼합한 후 80에서 6시간 교반하여 화학식 6의 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 합성하였다.
[조성물 제조]
| 조성 | 조성물1 (중량%) |
조성물2 (중량%) |
조성물3 (중량%) |
조성물4 (중량%) |
|
| 우레탄아크릴레이트 올리고머 | 화학식 4 | 28.7 | 41.8 | 44.3 | 66.4 |
| 2관능 아크릴레이트 모노머 | A400 | 49.6 | 23.8 | 25.4 | 12.7 |
| 단관능 아크릴레이트 모노머 | HEA | 3.7 | 16.4 | 12.3 | 2.9 |
| 광개시제 | Irgacure 819 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 용매 | PGME | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 |
| 전체 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 조성 | 조성물5 (중량%) |
조성물6 (중량%) |
조성물7 (중량%) |
조성물8 (중량%) |
조성물9 (중량%) |
|
| 우레탄아크릴레이트 올리고머 | 화학식 4 | 0 | 0 | 28.7 | 28.7 | 28.7 |
| 화학식 5 | 28.7 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 화학식 6 | 0 | 28.7 | 0 | 0 | 0 | |
| 2관능 아크릴레이트 모노머 | A400 | 49.6 | 49.6 | 0 | 0 | 0 |
| M284 | 0 | 0 | 49.6 | 0 | 0 | |
| M286 | 0 | 0 | 0 | 49.6 | 0 | |
| M2040 | 0 | 0 | 0 | 0 | 49.6 | |
| 단관능 아크릴레이트 모노머 | HEA | 3.7 | 3.7 | 3.7 | 3.7 | 3.7 |
| 광개시제 | Irgacure 819 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 용매 | PGME | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 |
| 전체 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 조성 | 조성물10 (중량%) |
조성물11 (중량%) |
조성물12 (중량%) |
조성물13 (중량%) |
|
| 우레탄아크릴레이트 올리고머 | 화학식 4 | 28.7 | 0 | 66.4 | 0 |
| UA160TM | 28.7 | 0 | 0 | 0 | |
| UA1100H | 0 | 66.4 | 0 | 66.4 | |
| 2관능 아크릴레이트 모노머 | A400 | 12.3 | 0 | 0 | 12.7 |
| M284 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| M286 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 다관능 아크릴레이트 모노머 | A9550 | 8.2 | 12.7 | 12.7 | 0 |
| 단관능 아크릴레이트 모노머 | HEA | 4.1 | 2.9 | 2.9 | 2.9 |
| 광개시제 | Irgacure 819 | 1.6 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 용매 | PGME | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 |
| 전체 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
상기 표 1 내지 표 3에 나타난 조성을 갖는 조성물 1 내지 13을 제조하였다.
표 1 내지 표 3에 있어서, ‘UA160TM’ 및 ‘UA1100H’는 2관능 우레탄아크릴레이트(신나카무라사) 및 6관능 우레탄아크릴레이트(신나카무라사)를 각각 나타내고, ‘A400’, ‘M284’, ‘M286’ 및 ‘M2040'은 에틸렌글리콜의 반복단위가 9인 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(신나카무라사), 에틸렌글리콜의 반복단위가 6인 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(미원스페셜티케미칼사), 에틸렌글리콜의 반복단위가 13인 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(미원스페셜티케미칼사) 및 프로필렌글리콜의 반복단위가 7인 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(미원스페셜티케미칼사)를 각각 나타내며, ‘A9550’은 다관능 디페타에리트리톨 폴리아크릴레이트(신나카무라사)를 나타낸다. 그리고, ‘ HEA'는 2-히드록시에틸아크릴레이트(NIPPON SHOKUBAI사)를 나타내고, ‘Irgacure 819’는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(바스프사)를 나타내며, ‘PGME’는 프로필렌글리콜모노메틸에테르(오씨아이사)를 나타낸다.
[실시예 1 내지 9의 코팅시트 및 비교예 1 내지 3의 코팅시트]
<코팅시트들의 제조>
표 1 내지 표 3에 기재된 조성물들 중 조성물 1 내지 10를 이용하여 실시예 1 내지 10의 코팅시트들을 각각 제조하였고, 조성물 11 내지 13을 이용하여 비교예 1 내지 3의 코팅시트들을 각각 제조하였다.
구체적으로, 상기 코팅시트들 각각은 두께가 1000 ㎛인 PMMA/PC 기재(샤인텍, AW20, Wavelock Advanced Technology 사)의 일면에 상기 조성물을 코팅한 후 80에서 2분간 건조하고, 이어서, 코팅면에 이형필름을 접합하고 라미네이션을 진행한 후 1000 mJ/㎠의 UV 조사량으로 경화시킴으로서 제조되었고, 모든 코팅시트들은 20㎛의 두께를 갖도록 제조되었다.
<복원율 평가>
코팅시트들에서 이형필름을 제거한 후 각 코팅시트의 코팅층에 대해 나노인덴터(NanoTest, 마이크로머티리얼즈사)를 이용하여 압입 깊이 차이로 코팅층의 복원율을 평가하였다. 구체적으로 나노인덴터의 압입 하중 시의 깊이와 압입 하중을 제거하고 복원된 후의 압입 깊이를 측정하여 하기의 수식 1을 이용하여 복원율을 계산하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 적용된 나노인덴터 팁의 형태는 베코비치(Berkovich) 타입이며, 최대 하중은 300mN, 압입 깊이는 7000nm로 설정하였다. 또한 압입 하중 시간은 15초, 압입하중 제거 시간은 15초로 설정하였다.
[수식 1]
| 분류 | 조성물 | 복원율(%) |
| 실시예 1 | 조성물 1 | 60.6 |
| 실시예 2 | 조성물 2 | 79.6 |
| 실시예 3 | 조성물 3 | 73.2 |
| 실시예 4 | 조성물 4 | 92.6 |
| 실시예 5 | 조성물 5 | 64.7 |
| 실시예 6 | 조성물 6 | 55.4 |
| 실시예 7 | 조성물 7 | 57.6 |
| 실시예 8 | 조성물 8 | 65.8 |
| 실시예 9 | 조성물 9 | 40.3 |
| 실시예 10 | 조성물 10 | 67.9 |
| 비교예 1 | 조성물 11 | 22.4 |
| 비교예 2 | 조성물 12 | 33.2 |
| 비교예 3 | 조성물 13 | 28.7 |
표 4를 참조하면, 실시예 1 내지 10의 코팅시트들은 비교예 1 내지 3의 코팅시트들에 비해 현저하게 향상된 복원율을 가짐을 확인할 수 있다. 특히, 조성물 4를 이용하여 제조된 실시예 4의 코팅시트와 조성물 12 및 13을 이용하여 제조된 비교예 2 및 3의 코팅시트들을 비교하면, 본 발명에 따른 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물이 아니라 6관능 아레탄아크릴레이트 올리고머 화합물을 적용하거나 본 발명에 따른 2관능 아크릴레이트 모노머 화합물이 아니라 다관능 디페타에리트리톨 폴리아크릴레이트를 적용하는 경우, 코팅시트의 복원율이 현저하게 감소됨을 확인할 수 있다.
[실시예 1 내지 12의 복합필름 및 비교예 1 내지 7의 복합필름]
<복합필름의 제조>
표 5 내지 표 7에 기재된 바에 따라 기재 1 및 기재 2를 코팅층으로 부착하여 실시예 1 내지 18의 복합필름들을 제조한 후 이들에 대해 내충격성 및 폴딩성을 평가하였다. 구체적으로, 프라이머가 처리된 기재 1의 일면에 조성물을 코팅한 후 80에서 2분간 건조하고, 건조된 코팅면에 프라이머가 처리된 기재 2를 접합하고 라미네이션을 진행한 후 1000 mJ/㎠의 UV 조사량으로 코팅 조성물을 경화시켜 복합필름을 제작하였다.
| 구조 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
| 복합 필름 |
기재 1 (두께) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
| 코팅층 (두께) |
조성물1 (25㎛) |
조성물2 (25㎛) |
조성물3 (25㎛) |
조성물4 (25㎛) |
조성물5 (25㎛) |
조성물6 (25㎛) |
|
| 기재 2 (두께) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
|
| 내충격성(mm) | 600 | 650 | 600 | 650 | 600 | 550 | |
| 폴딩성 | O | O | O | O | O | O | |
| 구조 | 실시예7 | 실시예8 | 실시예9 | 실시예10 | 실시예11 | 실시예12 | |
| 복합 필름 |
기재 1 (두께) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (40㎛) |
PET 필름 (50㎛) |
Si 필름 (50㎛) |
| 코팅층 (두께) |
조성물7 (25㎛) |
조성물8 (25㎛) |
조성물9 (25㎛) |
조성물1 (20㎛) |
조성물1 (5㎛) |
조성물1 (25㎛) |
|
| 기재 2 (두께) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (40㎛) |
PET 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
|
| 내충격성(mm) | 600 | 550 | 600 | 550 | 750 | 400 | |
| 폴딩성 | O | O | O | O | O | O | |
| 구조 | 실시예13 | 실시예14 | 실시예15 | 실시예16 | 실시예17 | 실시예18 | |
| 복합 필름 |
기재 1 (두께) |
Si 필름 (50㎛) |
Si 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
| 코팅층 (두께) |
조성물11 실라잔계 보강성유 함침 (25㎛) |
조성물11 실록산계 보강성유 함침 (25㎛) |
조성물12 실라잔계 보강성유 함침 (25㎛) |
조성물12 실록산계 보강성유 함침 (20㎛) |
조성물13 실라잔계 보강성유 함침 (5㎛) |
조성물13 실록산계 보강성유 함침 (25㎛) |
|
| 기재 2 (두께) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
|
| 내충격성(mm) | 600 | 650 | 600 | 600 | 500 | 550 | |
| 폴딩성 | O | O | O | O | O | O | |
표 8에 기재된 바에 따라 비교예 1 내지 6의 복합필름들을 제조한 후 이들에 대해 내충격성 및 폴딩성을 평가하였다. 비교예 1 내지 6의 복합필름들은 프라이머가 처리된 기재 1의 일면에 조성물을 코팅한 후 80에서 2분간 건조하고, 건조된 코팅면에 프라이머가 처리된 기재 2를 접합하고 라미네이션을 진행한 후 1000 mJ/㎠의 UV 조사량으로 코팅 조성물을 경화시켜 제조되었다.
| 구조 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | |
| 복합 필름 |
기재 1 (두께) |
Si 필름 (100㎛) |
Si 필름 (50㎛) |
Si 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
| 코팅층 (두께) |
조성물 11 (25㎛) |
조성물 12 (25㎛) |
조성물 13 (25㎛) |
조성물 11 (25㎛) |
조성물 12 (25㎛) |
조성물 13 (25㎛) |
|
| 기재 2 (두께) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
PC 필름 (50㎛) |
|
| 내충격성 (mm) |
200 | 200 | 250 | 300 | 350 | 350 | |
| 폴딩성 | X | X | X | X | X | X | |
표 5 내지 표 8에 있어서, 상기 내충격성은 복합필름 표면에 22g의 쇠구슬을 낙하시킬 때 복합필름의 외관 변형을 발생시키지 않는 최대 높이를 측정하여 평가하였다. 그리고, 상기 폴딩성은 복합필름을 가로 2cm, 세로 15cm 크기로 절취한 후 U-shape Folding Test기(DLDMLH-FS, 유아사시스템사)를 이용하여 복합필름을 20만회 폴딩한 결과로서, 복합필름의 표면에 크랙 및 폴딩 흔적이 없는 경우에는 ‘O’로 나타내었고, 크랙 및 폴딩 흔적이 있는 경우에는 ‘X’로 나타내었다. 상기 폴딩성 테스트에서 폴딩 곡률반경은 2.5mm 이며, 폴딩속도는 분당 1회전(60Hz)으로 설정하였다.
표 5 내지 표 8을 참조하면, 비교예 1 내지 6의 복합 필름에 비해, 실시예 1 내지 18의 복합필름이 현저하게 향상된 내충격성을 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 1 내지 6의 복합필름은 상기와 같은 폴딩성 테스트에서 크랙이나 폴딩 흔적이 발생하였음에 반해, 실시예 1 내지 18의 복합필름에서는 동일한 테스트에서 어떠한 크랙이나 폴딩 흔적이 발생하지 않았다다.
이상의 사항을 종합하면, 본 발명에 따라 상부 기재와 하부 기재 사이에 복원층을 형성하는 경우, 기판 전체의 복원력이 향상되어 외부 충격에 대한 내충격성이 향상될 뿐만 아니라 폴딩성도 향상됨을 알 수 있다. 또한, 전기방사공정을 활용하여 적용된 보강섬유는 복합필름 구조에서 폴딩성 및 내충격성이 상대적으로 취약한 조성물 11 내지 조성물 13을 갖는 복원층 내부에 함침될 경우, 폴딩성과 내충격성을 현저하게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 지지 기판
110: 하부 기재층
120: 상부 기재층 130: 복원층
131: 매트릭스 코팅층 132: 보강 섬유
120: 상부 기재층 130: 복원층
131: 매트릭스 코팅층 132: 보강 섬유
Claims (21)
- 플렉시블 디스플레이 패널의 하부에 배치되어 이를 지지하는 플렉시블 디스플레이 장치용 기판에 있어서,
하부 기재층;
상기 하부 기재층 상부에 배치되고, 상기 디스플레이 패널을 지지하는 상부 기재층; 및
상기 하부 기재층과 상기 상부 기재층 사이에 배치되어 이들을 접착시키는 매트릭스 코팅층 및 상기 매트릭스 코팅층 내부에 배치되고 실리콘산화물로 형성된 보강 섬유를 구비하는 복원층을 포함하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 제1항에 있어서,
상기 보강 섬유는 1 내지 1000nm의 직경 및 100 μm 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 제1항에 있어서,
상기 매트릭스 코팅층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 중합체 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 제3항에 있어서,
상기 중합체 화합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화학 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판:
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타내고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내고, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내며, n은 6 이상 12 이하의 정수이다. - 제4항에 있어서,
상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 2 관능성 이소시아네트 화합물과 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물의 중합체인 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 제5항에 있어서,
상기 2 관능성 이소시아네트 화합물은 4,4'-디시클로헥실디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)사이클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트) 및 트리메탄프로판올 어덕트 톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 분자 내에 1개 이상의 히드록시기를 갖는 아크릴레이트 화합물은 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시이소프로필아크릴레이트, 히드록시부틸아크릴레이트, 히드록시펜틸아크릴레이트, 히드록시헥실아크릴레이트, 히드록시부틸비닐에테르, 알킬렌옥사이드가 개환된 히드록시아크릴레이트 및 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 제1항에 있어서,
상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 하기 화학식 4의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 기판:
[화학식 4]
상기 화학식 4에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타내고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타낸다. - 제7항에 있어서,
상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물은 하기 화학식 5 내지 7의 화합물 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 기판:
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
- 제4항에 있어서,
상기 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물은 반복단위가 1 내지 50인 에틸렌옥사이드가 개환된 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 또는 반복단위가 1 내지 50인 프로필렌옥사이드가 개환된 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 제4항에 있어서,
상기 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물은 2-히드록시에틸아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필아크릴레이트를 포함하는 것 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판. - 폴리실록산 및 폴리실라잔 중 하나 이상을 함유하는 방사 조성물을 전기방사하여 제1 기재층의 제1면 상에 방사 섬유를 형성하는 단계;
상기 방사 섬유로부터 유기 성분을 제거하여 실리콘산화물로 이루어진 보강 섬유를 형성하는 단계;
상기 보강 섬유가 배치된 상기 제1 기재층의 제1면 상에 상기 보강 섬유가 함침되도록 코팅 조성물을 도포하는 단계;
상기 도포된 코팅 조성물 상에 제2 기재층을 적층시키는 단계; 및
상기 제1 및 제2 기재층 사이의 상기 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는, 플렉시블 디스플레이용 지지 기판의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 코팅 조성물은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물, 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물, 광개시제 및 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 코팅 조성물은 아크릴레이트 화합물 전체 중량을 기준으로 35 내지 80 중량%의 상기 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 15 내지 60 중량%의 상기 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 3 내지 20 중량%의 상기 제2 아크릴레이트 모노머 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 광개시제는 래디컬 광중합 개시제 또는 양이온 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 코팅 조성물은 3 이상의 관능기를 갖는 제3 아크릴레이트 모노머 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판의 제조방법. - 제15항에 있어서,
상기 제3 아크릴레이트 모노머 화합물은 전체 중량 대비 10 중량% 이하로 포함된 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치용 지지 기판의 제조방법. - 하부 기재층, 상기 하부 기재층 상부에 배치된 상부 기재층 및 상기 하부 기재층과 상기 상부 기재층 사이에 배치되어 이들을 접착시키는 매트릭스 코팅층과 상기 매트릭스 코팅층 내부에 배치되고 실리콘산화물로 형성된 보강 섬유를 구비하는 복원층을 포함하는 지지 기판; 및
상기 상부 기재층 상에 배치된 플렉시블 디스플레이 패널을 포함하는, 플렉시블 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 매트릭스 코팅층은 우레탄아크릴레이트 올리고머 화합물, 2관능 제1 아크릴레이트 모노머 화합물 및 단관능 제2 아크릴레이트 모노머 화합물의 중합체 화합물로 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 중합체 화합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화학 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치:
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 3에 있어서, X 및 Y는 탄소수가 12 내지 18인 지방족 탄화수소 및 탄소수가 약 6 내지 13인 지방족 탄화수소를 각각 나타내고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내고, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기를 나타내며, n은 6 이상 12 이하의 정수이다. - 제17항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널은 OLED 패널, LCD 패널 또는 E-paper를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널은 상기 상부 기재층 상에 배치되고 박막트랜지스터를 구비하는 패널 기판 및 상기 패널 기판의 상부에 배치되고 상기 박막트랜지스의 동작에 따라 발광하는 유기발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉시블 디스플레이 장치.
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| KR (1) | KR20190014233A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021002495A1 (ko) * | 2019-07-02 | 2021-01-07 | 엘지전자 주식회사 | 접착 테이프 및 이동 단말기 |
| KR102231355B1 (ko) * | 2019-09-19 | 2021-03-23 | 부경대학교 산학협력단 | 고분자 나노복합재, 및 이의 제조방법 |
| WO2023101176A1 (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 삼성전자주식회사 | 보호필름 구조체 및 이를 포함하는 전자 장치 |
-
2017
- 2017-07-31 KR KR1020170096630A patent/KR20190014233A/ko unknown
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