KR20200086094A

KR20200086094A - 전면 디스플레이용 보호필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20200086094A
Application number: KR1020190002272A
Authority: KR
Inventors: 김광한
Original assignee: 창조산업 주식회사
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2020-07-16
Also published as: KR102211086B1

Abstract

본 발명은 기존 휴대폰의 전면 디스플레이를 보호하는 보호필름의 두께를 줄이면서도 보호 기능을 향상시키는 전면 디스플레이용 보호필름에 관한 것으로서, 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 필름을 기재필름으로 하고, 상기 TPU 기재필름의 일면으로 실리콘 점착층을 적층 형성하고, 상기 TPU 기재필름의 타면으로 슬립코팅층을 적층 형성하고, 상기 실리콘 점착층에 이형지를 적층 형성하고, 상기 슬립코팅층에 PET 필름을 적층 형성하여 이루어지는 전면 디스플레이용 보호필름이 개시된다.

Description

전면 디스플레이용 보호필름 및 그 제조방법{Protective film for front display and manufacturing method thereof}

본 발명은 전면 디스플레이용 보호필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 기존 휴대폰의 전면 디스플레이를 보호하는 보호필름의 두께를 줄이면서도 보호 기능을 향상시키는 전면 디스플레이용 보호필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 사용되는 스마트폰을 포함한 휴대폰, 태블릿 피씨 등의 휴대용 단말기는 전면에 배치된 디스플레이에 여러 기능을 내부로 탑재하여, 사용자가 디스플레이를 터치하여 단말기의 여러 기능을 작동하는 터치스크린 방식이 상용화되었다.

이러한 터치스크린 방식은 디스플레이의 표면 재질을 강화하여 외부 충격에 견디게 하지만 사용 중의 스크래치는 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 외부 충격과 스크래치로부터 디스플레이를 보호하기 위한 디스플레이 보호용 필름을 디스플레이 표면에 부착하여 디스플레이 표면 손상을 방지하게 된다.

기존의 디스플레이용 보호필름은 투명한 합성수지 재질의 기재필름에 점착층을 적층하여 휴대용 단말기의 디스플레이 표면에 부착하는 스티커 타입이 주류를 이루고 있으며, 목적에 따라서는 기재필름에 투명 또는 반투명의 컬러를 착색하여 장식미를 향상시킨 디스플레이용 보호필름이 제안된 바 있다.

상기 디스플레이용 보호필름은 PET 재질, PP 재질 등의 투명한 성질의 합성수지를 이용한 것으로서, 이들 합성수지로 된 보호필름은 점착제층을 포함하여 약 200 ~ 300㎛ 이상의 비교적 두꺼운 두께를 가지면서 기계적 강도가 좋고 터치시 터치감과 슬립성이 좋고 기판에 점착하기 쉬운 장점이 있으나, 반면 소재의 특성상 탄성과 충격흡수력이 약하여 외부 충격에 의한 기기 파손 위험을 완화시켜 주지 못 한다.

따라서, 이러한 외부 충격의 완충 작용을 하면서도 투명도가 높고 유연성 및 내충격성이 우수한 열가소성 폴리우레탄(TPU) 재질이 디스플레이 보호필름의 소재로 바람직하다. 이에 대한 종래 방안을 살펴보면, 대한민국 공개특허 제10-2010-0102788호, 발명의 명칭으로 '내스크래치성과 점착성을 갖는 디스플레이용 커버필름'이 제안된 바, 상기 제안은 투명한 합성수지층 및 상기 투명한 합성수지층 상에 TPU층이 차례로 적층되고, 상기 투명한 합성수지층과 TPU층은 투명한 접착층에 의해 접착되는 구성으로 이루어지는 내스크래치성과 점착성을 갖는 디스플레이용 커버필름을 개시하고 있다.

그런데, 상기 보호용 커버필름의 경우 소정 기간 사용한 후에는 제거 내지 교체를 하게 되며 디스플레이와 접촉하는 부분에는 탈착의 용이함을 위해 접착력이 약한 점착제를 이용하여 부착하게 되는데, 유연한 물성의 TPU필름의 경우 그 특성상 표면에 실리콘 점착제의 도포가 어렵다. 대표적인 점착제인 실리콘계 점착제를 필름에 도포하려면 180℃의 열을 가해야 하는데, TPU는 고온의 열이 가해질 때 변형이 생길 수 있어, 실리콘 점착제를 TPU 필름 표면에 직접 도포하기가 어려웠다. 따라서, 상기 제안은 PET필름이 실리콘 점착층의 바로 상층에 형성해야만 하는 구조, 즉 TPU 필름의 양쪽면에 PET 필름층과 각각의 접착제층이 형성되어야만 하는 구조이어서, 불필요한 구조의 형성에 따라 보호필름의 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라, 광학특성 및 터치감의 저하를 가져오는 것은 물론, 공정을 더 복잡하게 하는 등의 문제가 있다. 또한 TPU 필름에 안착성을 좋게 하기 위하여 주로 아크릴계 점착제를 사용하게 되는데, 아크릴계 점착제는 접착력이 너무 강하여 부착 후 제거가 어렵기 때문에 보호필름을 디스플레이 표면에 부착시 한번에 부착해야 하고, 부착 과정에서 기포가 발생하면 발생된 기포를 제거하기가 어려우며, 보호필름 제거 후 디스플레이 표면에 점착제가 잔류하는 등의 단점이 있다.

(선행문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2010-0102788호

본 발명은 기존의 디스플레이용 보호필름의 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스플레이에 가해지는 외부충격으로부터 디스플레이를 보호하면서도 보호필름의 두께를 줄이고, 부착 후 제거 또는 교체가 쉽고, 부착시 기포 발생이 적으며 발생 기포의 제거가 수월하고, 제거 후에도 잔류 점착제가 발생하지 않는 전면 디스플레이용 보호필름 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기의 목적은, 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 필름을 기재필름으로 하고, 상기 TPU 기재필름의 일면으로 실리콘 점착층을 적층 형성하고, 상기 TPU 기재필름의 타면으로 슬립코팅층을 적층 형성하고, 상기 실리콘 점착층에 이형지를 적층 형성하고, 상기 슬립코팅층에 PET 필름을 적층 형성하여 이루어지는 전면 디스플레이용 보호필름에 의해 달성된다.

바람직하게는, 상기 실리콘 점착층은 10 ~ 30㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 슬립코팅층은 0.1 ~ 1.0㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 PET 필름은 38 ~ 100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기의 목적은, 와인더에 체결하여 권취한 기재필름 권취롤로부터 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 기재필름을 전방으로 이송하는 TPU 기재필름 투입단계와; 투입된 상기 TPU 기재필름의 표면으로 실리콘 점착제의 도포 후 안착력을 높이기 위해 코로나 처리기에서 코로나 표면 처리를 하는 코로나 처리단계와; 도포유닛을 통해 상기 TPU 기재필름의 일면에는 실리콘 점착층이 도포되고 타면에는 슬립코팅층이 도포되는 TPU 기재필름 도포단계와; 경화챔버에 투입되어 상기 실리콘 점착층 및 슬립코팅층이 경화되도록 하는 경화단계와; 합지기에 권취되어 상기 슬립코팅층 상으로 불소코팅층이 형성된 PET 필름을 적층하고 상기 실리콘 점착층 상으로 이형지를 적층하여 각각 합지하는 합지단계와; 합지단계가 완료되어 보호필름 권취롤로 권취하는 권취단계;를 포함하여 이루어지는 전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법에 의해 달성된다.

바람직하게는, 상기 TPU 기재필름 도포단계의 상기 실리콘 점착층은 10 ~ 30㎛의 두께로 형성되고 상기 슬립코팅층은 0.1 ~ 1.0㎛의 두께로 형성되고, 상기 합지단계의 상기 PET 필름은 38 ~ 100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법에 의해 제조되는 전면 디스플레이용 보호필름은 전면 디스플레이에 가해지는 외부충격으로부터 디스플레이를 보호하면서도 보호필름의 두께를 줄이고, 부착 후 제거 또는 교체가 쉽고, 부착시 기포 발생이 적으며 발생 기포의 제거가 수월하고, 제거 후에도 잔류 점착제가 발생하지 않는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름의 적층구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름을 제조하는 단계를 수행하는 개략적인 장치 구성도.

이하, 바람직한 실시예로 도시한 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능이나 형태 등을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 형태를 가질 수 있는 바, 그 실시예를 본문에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술사상 및 권리범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나 단순화하여 표현하고 있으나, 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기재필름인 TPU 기재필름(10)을 중심으로 상기 TPU 기재필름(10)의 일면으로 실리콘 점착층(20)이 적층 형성되고, 상기 TPU 기재필름(10)의 타면으로 슬립코팅층(30)이 적층 형성되며, 상기 실리콘 점착층(20) 상에 이형지(40)가 적층 형성되고, 상기 슬립코팅층(30) 상에 PET 필름(50)이 적층 형성되어, 디스플레이의 외면을 외부 충격이나 스크래치로부터 보호한다.

상기 TPU 기재필름(10)은 그 형성 두께로 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 것이 특징적인 구성으로서, 150 ~ 300㎛ 이상의 두께를 가지는 종래의 디스플레이 보호필름의 TPU 필름 두께보다 30% 이상 얇아지게 된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 TPU 기재필름(10)의 형성 두께인 90 ~ 135㎛의 두께 범위는 나름의 명확한 임계적 의미를 갖는바, 상기 TPU 기재필름(10)이 90㎛ 미만의 형성 두께를 가지면 그 두께가 얇아 디스플레이의 보호기능이 미흡하고, 135㎛를 초과하는 형성 두께를 가지면 디스플레이 보호필름 전체의 두께가 두꺼워지게 된다.

상기 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 기재필름(10)의 일면으로는 실리콘 점착층(20)이 적층되어 형성된다.

상기 실리콘 점착층(20)의 우수한 부착을 위해 상기 TPU 기재필름(10)의 일면으로는 코로나 표면처리되어 있다. 상기 코로나 표면처리는 상기 TPU 기재필름(10)의 표면상에는 가소제가 도포되어 있는 관계로 안착력이 저하될 우려가 많으므로 가소제를 태워 실리콘 점착층(20)의 접착력을 행상시키기 위한 것으로서 약 1 ~ 30 볼트의 코로나임계전압을 가하여 상기 TPU 기재필름(10)의 표면을 거칠게 표면을 처리하게 되는 것이다.

상기 실리콘 점착층(20)은 그 형성 두께로 10 ~ 30㎛의 두께로 도포되어 적층 형성된다. 상기 실리콘 점착층(20)이 10㎛ 미만의 두께를 가지면 점착기능이 미흡하여 후술하는 이형지(40)와의 점착이 불비하여 이형지(40)가 상기 실리콘 점착층(20)으로부터 탈리되거나 또는 이형지(40)를 제거하고 상기 실리콘 점착층(20)을 디스플레이에 부착하여 보호필름(100)을 사용하는 과정에서 전면 디스플레이용 보호필름(100)이 디스플레이로부터 떨어져 탈리될 우려가 있으며, 30㎛를 초과하는 두께를 가지면 디스플레이용 보호필름(100) 전체의 두께가 두꺼워지게 된다.

또한 상기 실리콘 점착층(20)은, 기존의 디스플레이 보호필름에 적층되는 실리콘 점착층이 180gf/mm의 점착력을 가지는 것에 비해 이보다 더 강력한 190 ~ 210gf/mm의 점착력을 가지게 되어, 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름(100)이 디스플레이에 더욱 견고하게 점착되어 부착될 수 있게 된다.

상기 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 기재필름(10)의 타면으로는 슬립코팅층(30)이 적층되어 형성된다. 상기 슬립코팅층(30)은 그 기본적인 물성으로 투명성이 우수하면서 내마찰성 및 향상된 표면 슬립성을 갖추어야 하며 또 내구성 및 내후성이 우수하면서 매끄러운 표면을 제공하는 구성으로서, 그 형성 두께는 0.1 ~ 1.0㎛의 두께로 도포되어 적층 형성된다. 상기 슬립코팅층(30)은 0.1㎛ 미만의 두께를 가지면 PET 필름(50)의 탈리 후에 벗겨질 우려가 있으면서 표면 터치시 슬립성이 떨어지게 되고, 1.0㎛를 초과하는 두께를 가지면 디스플레이의 터치감이 투박해진다.

상기 실리콘 점착층(20) 상으로 이형지(40)가 적층되어 형성된다. 상기 이형지(40)는 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름(100)을 디스플레이에 부착할 때 탈리되는 구성으로서, 상기 이형지(40)를 상기 실리콘 점착층(20)으로부터 탈리가 수월하게 이루어질 수 있도록 불소가 코팅된 불소코팅층(41)이 형성되어 있다. 상기 이형지(40)에 형성되는 상기 불소코팅층(41)은 보호필름에 적용되는 공지된 구성이며 상기 이형지(40)는 통상적인 두께인 50㎛의 두께를 가진 이형지(40)이다.

상기 슬립코팅층(30) 상으로 PET 필름(50)이 적층되어 형성된다. 상기 PET 필름(50)은 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름(100)을 보호하는 구성으로서, 그 형성 두께는 38 ~ 100㎛의 두께를 갖는다. 상기 PET 필름(50)은 보호필름(100)을 디스플레이 전면에 부착한 후에 탈리하여 벗겨내는 구성이므로 그 형성 두께는 사용전 보호필름(100)을 보호하는 기능을 수행할 수 있는 두께이면 충분하다.

이와 같이 PET 필름, 슬립코팅층, TPU 기재필름, 실리콘 점착층 및 이형지가 적층되어 형성되는 본 발명의 실시예에 따른 전면 디스플레이용 보호필름(100)을 제조하는 제조방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 와인더에 체결하여 권취한 기재필름 권취롤(1)로부터 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 기재필름을 전방으로 이송하는 TPU 기재필름 투입단계와; 투입된 상기 TPU 기재필름의 표면으로 실리콘 점착제의 도포 후 안착력을 높이기 위해 코로나 처리기(2)에서 코로나 표면 처리를 하는 코로나 처리단계와; 도포유닛(3)을 통해 상기 TPU 기재필름의 일면에는 실리콘 점착층이 도포되고 타면에는 슬립코팅층이 도포되는 TPU 기재필름 도포단계와; 경화챔버(4)에 투입되어 상기 실리콘 점착제층 및 슬립코팅층이 경화되도록 하는 경화단계와; 합지기(5)에 권취되어 상기 슬립코팅층 상으로 불소코팅층이 형성된 PET 필름을 적층하고 상기 실리콘 점착층 상으로 이형지를 적층하여 각각 합지하는 합지단계와; 합지단계가 완료되어 보호필름 권취롤(6)로 권취하는 권취단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 TPU 기재필름 도포단계의 상기 실리콘 점착층은 10 ~ 30㎛의 두께로 형성되고 상기 슬립코팅층은 0.1 ~ 1.0㎛의 두께로 형성되고, 상기 합지단계의 상기 PET 필름은 38 ~ 100㎛의 두께로 형성된다.

상기 코로나 처리단계는 상기 TPU 기재필름의 표면으로 실리콘 점착제의 도포 후 안착력을 높이도록 가소제를 태워 표면을 처리하여 안착력을 향상시키게 된다.

또한, 상기 TPU 기재필름 투입단계에 투입되는 상기 TPU 기재필름은 필름 자체의 주름이 생기거나 필름이 휘어지는 컬이 발생하지 않는 소정의 텐션값을 갖도록 기재필름 권취롤(1)에 권취되게 하며, 상기 권취단계에서 보호필름이 보호필름 권취롤(6)로 권취될 때에도 상기 주름이나 컬이 발생하지 않는 소정의 텐션값을 가지게 된다.

이상에서 기재된 실시예 설명은 본 발명의 기술요지의 이해를 돕기 위한 예시이며, 본 발명의 범위가 이러한 예시에 의해 제한되는 것으로 이해되어서는 아니된다.

본 발명에 따른 전면 디스플레이용 보호필름은, 디스플레이용 보호필름의 제조 산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

100 : 전면 디스플레이용 보호필름
10 : TPU 20 : 실리콘 점착층
30 : 슬립코팅층 40 : 이형지
41 : 불소코팅층 50 : PET 필름
1 : 기재필름 권취롤 2 : 코로나 처리기
3 : 도포유닛 4 : 경화챔버
5 : 합지기 6 : 보호필름 권취롤

Claims

전면 디스플레이용 보호필름에 있어서,
상기 전면 디스플레이용 보호필름(100)은,
기재필름인 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 기재필름(10)과,
상기 TPU 기재필름(10)의 일면으로 실리콘 점착층(20)을 적층 형성하고,
상기 TPU 기재필름(10)의 타면으로 슬립코팅층(30)을 적층 형성하고,
상기 실리콘 점착층(20)에 이형지(40)를 적층 형성하고,
상기 슬립코팅층(30)에 PET 필름(50)을 적층 형성하여 이루어지고,
상기 실리콘 점착층(20)은 10 ~ 30㎛의 두께로 형성되고,
상기 슬립코팅층(30)은 0.1 ~ 1.0㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전면 디스플레이용 보호필름.
제1항에 있어서,
상기 PET 필름(50)은 38 ~ 100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전면 디스플레이용 보호필름.
전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법에 있어서,
상기 전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법은,
와인더에 체결하여 권취한 기재필름 권취롤(1)로부터 90 ~ 135㎛의 두께를 갖는 TPU 기재필름을 전방으로 이송하는 TPU 기재필름 투입단계와;
투입된 상기 TPU 기재필름의 표면으로 실리콘 점착제의 도포 후 안착력을 높이기 위해 코로나 처리기(2)에서 코로나 표면 처리를 하는 코로나 처리단계와;
도포유닛(3)을 통해 상기 TPU 기재필름의 일면에는 실리콘 점착층이 도포되고 타면에는 슬립코팅층이 도포되는 TPU 기재필름 도포단계와;
경화챔버(4)에 투입되어 상기 실리콘 점착층 및 슬립코팅층이 경화되도록 하는 경화단계와;
합지기(5)에 권취되어 상기 슬립코팅층 상으로 불소코팅층이 형성된 PET 필름을 적층하고 상기 실리콘 점착층 상으로 이형지를 적층하여 각각 합지하는 합지단계와;
합지단계가 완료되어 보호필름 권취롤(6)로 권취하는 권취단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 TPU 기재필름 도포단계의 상기 실리콘 점착층은 10 ~ 30㎛의 두께로 형성되고 상기 슬립코팅층은 0.1 ~ 1.0㎛의 두께로 형성되고, 상기 합지단계의 상기 PET 필름은 38 ~ 100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전면 디스플레이용 보호필름의 제조방법.