KR20220121069A - 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법 - Google Patents

폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법 Download PDF

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KR20220121069A
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김현철
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정세영
손진호
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법에 관한 것으로서, 하프-커팅 공정을 개선하여 이형 필름 박리 시 폴더블 백플레이트가 떨어지지 않는 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법을 제공한다.

Description

폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법 {MANUFACTURING METHOD OF FOLDABLE BACKPLATE FILM}
본 출원은 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이 관련 기술의 발달과 함께, 접거나, 롤(Roll) 형상으로 말거나, 고무줄처럼 늘리는 등, 사용 단계에서 변형 가능한 디스플레이 장치들이 연구 및 개발되고 있다.
변형 가능한 디스플레이 장치는 미리 설정된 형태로 변형될 수 있을 뿐 아니라, 사용자의 요구에 상응하여 또는 디스플레이 장치가 사용되는 상황의 필요에 맞추어 다양한 형태로 변형될 수 있다. 따라서, 디스플레이의 변형된 형태를 인식하고, 인식한 형태에 대응하여 디스플레이 장치를 제어할 필요가 있다.
한편, 변형 가능한 디스플레이 장치는 변형에 따라 디스플레이 장치의 각 구성이 손상될 문제가 있기 때문에, 이러한 디스플레이 장치의 각 구성들은 폴딩(Folding) 신뢰성 및 안정성을 만족해야 한다.
특히 최근에는 디스플레이의 박막화를 위하여 플렉서블(Flexible) 기판이 주로 사용되고 있으며, 플렉서블 기판이 사용된 표시 패널은 너무 얇기 때문에, 표시패널을 지지할 수 있는 폴더블 백플레이트 필름을 플렉서블 기판 하부에 부착하여 사용하고 있다.
도 1은 기존 폴더블 백플레이트 필름을 나타낸 수직 단면도이다.
도 2는 기존 폴더블 백플레이트 필름의 평면도이다.
도 3은 기존 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법을 예시적으로 설명하는 도면이다.
기존 폴더블 백플레이트 필름은 이형 필름(1)/점착층(2)/폴더블 백플레이트(3)/보호 필름(4)의 구조를 가지며, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 공정은 패널의 화면부에 부착되는 본체부(S1)와 DI 본딩을 하는 하단부에 부착되는 패드부(S3)로 구성되도록 재단 라인(S2)을 따라 폴더블 백플레이트 필름을 2-피스 셀 사이즈로 재단하는 재단 과정을 수행한다.
도 1을 참조하면, 기존 재단 과정은 폴더블 백플레이트(3)에서 이형 필름(1) 방향으로 하프-커팅을 수행한 후, 보호 필름(4)을 부착하는 방식으로 진행되었다. 이와 같이 종래 하프-커팅으로 제조된 폴더블 백플레이트 필름은 이형 필름에 홈(H1)이 형성된다.
그러나, 이러한 재단 과정을 거쳐 제조된 폴더블 백플레이트 필름은 이형 필름 박리 공정 시, 폴더블 백플레이트의 본체부 또는 패드부가 딸려오는 문제가 있었다.
본 출원은 하프-커팅 공정을 개선하여 이형 필름 박리 공정 시 백플레이트가 딸려오는 문제를 방지할 수 있는 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
본 출원의 일 실시양태는 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면에 구비된 점착층을 포함하는 폴더블 백플레이트를 준비하는 단계; 상기 점착층의 상기 기재 필름과 접하는 면의 반대면에 제1 이형 필름을 부착하는 단계; 상기 기재 필름의 상기 점착층이 접하는 면의 반대면에 보호 필름을 부착하는 단계; 상기 폴더블 백플레이트를 본체부와 패드부로 구획하는 재단 라인을 따라 상기 제1 이형 필름에서 보호 필름 방향으로 하프-커팅하는 단계; 상기 하프-커팅된 제1 이형 필름을 박리하는 단계; 및 제1 이형 필름 박리된 위치에 비-커팅된 제2 이형 필름을 부착하여 폴더블 백플레이트 필름을 제조하는 단계를 포함하는, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법이 제공된다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법은 하프-커팅 시 이형 필름에서 보호 필름 방향으로 커팅하고, 이후에 이형 필름을 이형 갈이하는 방법으로 폴더블 백플레이트 필름을 제조함으로써, 이형 필름 박리 시 백플레이트가 딸려오는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 기존 폴더블 백플레이트 필름을 나타낸 수직 단면도이다.
도 2는 기존 폴더블 백플레이트 필름의 평면도이다.
도 3은 기존 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 5은 도 4에 도시된 제조 방법으로 제조된 폴더블 백플레이트 필름을 나타낸 도면이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 5은 도 4에 도시된 제조 방법으로 제조된 폴더블 백플레이트 필름을 나타낸 도면이다.
본 출원의 일 실시양태는 기재 필름(100) 및 상기 기재 필름(100)의 일면에 구비된 점착층(200)을 포함하는 폴더블 백플레이트를 준비하는 단계; 상기 점착층(200)의 상기 기재 필름(100)과 접하는 면의 반대면에 제1 이형 필름(300)을 부착하는 단계; 상기 기재 필름(100)의 상기 점착층(200)이 접하는 면의 반대면에 보호 필름(400)을 부착하는 단계; 상기 폴더블 백플레이트를 본체부와 패턴부로 구획하는 재단 라인을 따라 상기 제1 이형 필름(300)에서 보호 필름(400) 방향으로 하프-커팅하는 단계; 상기 하프-커팅된 제1 이형 필름(300)을 박리하는 단계; 및 제1 이형 필름(300) 박리된 위치에 비-커팅된 제2 이형 필름(500)을 부착하여 폴더블 백플레이트 필름을 제조하는 단계를 포함하는, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법이 제공된다.
기존 제조 방법은 백플레이트에서 이형 필름 방향으로 하프-커팅한 후, 보호 필름을 부착하는 공정을 수행하는 반면, 본 발명에 따른 제조 방법은 이형 필름에서 보호 필름 방향으로 하프 커팅을 수행하고, 이 후 커팅된 제1 이형 필름(100)을 비-커팅된 이형 필름(제2 이형필름)으로 이형 갈이함으로써, 제품 적용을 위한 이형 필름 박리 시 백플레이트가 딸려오는 문제가 방지될 수 있다. 이러한 제조 방법 상 차이로 인해, 기존 제조 방법에 따라 제조된 폴더블 백플레이트 필름은 하프-커팅에 의해 이형 필름(1) 상에 홈(H1)이 형성되는 반면, 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 폴더블 백플레이트 필름은 하프-커팅에 의해 보호 필름(400) 상에 홈(H2)이 형성되는 차이가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 제조 방법에 따른 폴더블 백플레이트 필름은 제조 과정에서 아래와 같은 구조적 특징이 나타난다.
하나의 예시에서, 하프-커팅된 상태에서, 제1 이형 필름(300), 기재 필름(100) 및 점착층(200)은 재단 라인을 따라 관통된 관통 영역을 포함하고, 상기 보호 필름(400)은 재단 라인을 따라 홈(H2)이 형성될 수 있다.
또한, 재단 과정을 거친 폴더블 백플레이트 필름은 제2 이형 필름(500), 점착층(200), 기재 필름(100) 및 보호 필름(400)이 순차로 적층된 구조를 갖고, 상기 제2 이형 필름은 관통 영역 및 홈이 형성되지 않으며, 상기 점착층 및 기재 필름은 재단 라인을 따라 관통 영역을 포함하고, 상기 보호 필름은 재단 라인을 따라 홈을 포함할 수 있다.
또한, 본 출원은 이하에서 설명하는 바와 같이, 각 구성들의 재료 선택 및 물성 조절을 통해 우수한 신뢰성 및 안정성을 갖는 폴더블 백플레이트 필름을 제공할 수 있다.
상기 기재 필름의 20℃에서의 저장 탄성률은 1 GPa 내지 5GPa일 수 있고, 예를 들어, 1.5 GPa 내지 4GPa 또는 2 GPa 내지 4GPa일 수 있다. 본 출원에 따른 기재 필름은 상기 저장 탄성율의 범위를 만족함에 따라 추후 폴더블 디스플레이의 백플레이트에 적용되는 경우, 수 회 folding을 반복하여도 신뢰성이 유지되며, folding시 발생하는 스트레스(stress) 값을 최소화하고, 표시 패널을 지지할 수 있을 정도의 경도를 만족할 수 있는 특징을 갖게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 20℃에서의 파단 신장율(elongation at break)이 20% 이상 200% 이하인 폴더블 백플레이트를 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 20℃에서의 파단 신장율(elongation at break)이 20% 이상 200% 이하, 바람직하게는 40% 이상 180% 이하, 더욱 바람직하게는 70% 이상 150% 이하일 수 있다.
상기 폴리이미드 기재의 파단 신장율은 기재 필름의 초기 길이를 L1, 이를 연신에 의해 파단이 발생하는 길이를 L2라고 하는 경우 (L2-L1)/L1*100(%)를 의미한다.
상기 저장 탄성율 및 파단 신장율의 측정은 KS M ISO527의 방법으로 측정하기 위하여 Zwick 사의 UTM을 사용하였다. 측정하고자 하는 필름을 가로 5mm, 세로 60mm 이상으로 자른 후 그립 간의 간격은 40mm로 설정하여 20mm/min의 속도로 샘플 필름을 당기면서 측정되는 값으로 각각 측정할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 200℃에서의 열 수축률이 0.1% 이하인 폴더블 백플레이트 필름을 제공한다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 200℃에서의 열 수축률이 0.03% 이상일 수 있다.
상기 열수축률은 상기 기재 필름에 열을 가하는 경우, 최대 수축력을 가지는 방향으로 수축하는 정도를 의미하는 것으로, 기재 필름의 초기 길이를 M1, 200℃에서 2시간 가열한 후의 수축방향으로 수축된 길이를 M2라고 하는 경우 (M1-M2)/M1*100의 값을 의미한다.
상기 기재 필름가 상기 범위의 열수축력을 가짐에 따라, 백플레이트 코팅 공정에서 열을 가하여도 수축력이 낮아, 변형이 일어나지 않는 특징을 갖게 된다.
하나의 예시에서, 상기 기재 필름을 폴리이미드 기재 필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름은 전술한 저장 탄성율, 파단 신장율, 열 수축률 중 적어도 하나 이상을 만족하는 폴리이미드 기재 필름일 수 있다.
본 출원에 따른 폴더블 백플레이트 필름의 경우, 상기 조건을 만족하는 폴리이미드 기재 필름을 사용함에 따라, 폴더블 디스플레이를 접고 펼치는 동작이 반복되는 경우에도 백플레이트에 소성 변형(plastic deformation)이 발생하지 않아 내구성이 우수하며, folding시 발생한 strain을 defolding시 영구 변형 없이 복원할 수 있는 특징을 갖게 된다.
또한, 상기 기재 필름의 두께는 상기 기재 필름의 두께는 20 um 이상 120um 이하일 수 있고, 예를 들어, 30 um 이상 100um 이하, 또는 40 um 이상 80um 이하일 수 있다. 상기 기재 필름이 상기 두께 범위를 가짐으로써, 추후 폴더블 디스플레이의 백플레이트로 사용되는 경우 지지체로서의 역할이 우수하며, 롤 코팅 시 핸들링의 문제가 발생하지 않고, 곡률반경의 편차가 적합하여 폴딩(folding)시 스트레스(stress) 값이 최소화될 수 있는 특징을 갖게 된다.
제1 이형 필름의 상기 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 12gf/inch 이하일 수 있고, 예를 들어, 11gf/inch 이하, 또는 10 gf/inch 이하일 수 있다. 상기 제1 이형필름의 상기 점착층으로부터의 박리력은 180° 각도 및 2400mm/분의 박리속도로 텍스처 아날라이저 (Texture analyzer (Stable Micro Systems 사)를 이용하여 측정하였고, 본 발명에 의해 제조된 폴더블 백플레이트 필름을 23℃에서 각각 측정한 값이다.
상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름은 실리콘계일 수 있다.
상기 제1 및 제2 이형 필름은 두께가 매우 얇은 제1 및 제2 점착층을 보호하기 위한 층으로서, 제1 및 제2 점착층의 일면에 부착하는 투명층을 말하는 것이며, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용할 수 있다. 예를들면, 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)와 같은 아세테이트계, 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 시클로 올레핀계, 폴리우레탄계, 실리콘계 및 아크릴계 수지 필름 등을 사용할 수 있으나, 시판되는 실리콘계 이형필름이라면 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름은 표시 패널 하부 부착시 정전기에 의한 표시 패널의 손상을 방지하기 위하여 대전 방치 처리를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 점착층은 아크릴계 점착층, 고무계 점착층 및 실리콘계 점착층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 사용할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 점착층은 아크릴계 점착층을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 이형 필름 및 상기 제2 이형필름의 표면 저항은 500V 이하의 조건에서 1010Ω/sq 이하일 수 있고, 3 x 109Ω/sq 이하, 또는 1 x 109Ω/sq 이하일 수 있다. 상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름의 표면저항은 시험편 PET 배면 위에 동심원 전극을 이용하여 측정할 수 있으며, MCT-HT800(미츠비시 社)의 인가전압 500V, 인가 시간 10초 간 25℃, 55RH%로 측정할 수 있다.
상기 제1 이형필름 및 상기 제2 이형필름은 대전 방치 처리로 인하여 상기 범위의 표면저항 값을 가지며, 추후 제1 이형필름 박리 후, 표시 패널의 하부에 부착 시 정전기에 의한 표시 패널의 손상을 방지할 수 있는 특징을 갖게 된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름은 표시 패널 하부 부착 시 정전기에 의한 표시 패널의 손상을 방지하기 위하여 대전 방치 처리를 추가로 포함할 수 있다.
상기 보호 필름은 라미네이션과 같은 공정으로 부착될 수 있고, 보호 필름의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 통상의 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 보호 필름은 PET/PSA로 구성된 EPDC, LCFP 등의 제품을 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 보호 필름은 재단 라인을 따라 홈이 형성될 수 있다. 본 출원에 따른 제조 방법은 제1 이형 필름에서 보호 필름 방향으로 하프-커팅함에 따라, 보호 필름에 홈이 형성되는 반면, 기존 재단 공정은 백플레이트에서 이형 필름 방향으로 하프-커팅하기 때문에, 이형 필름에 홈이 형성되는 점에서 상이하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예
도 4에 도시된 제조 방법에 따라, 폴더블 백플레이트 필름을 제조하였다.
비교예
도 3에 도시된 제조 방법에 따라 폴더블 백플레이트 필름을 제조 하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폴더블 백플레이트 필름의 역박리 개선 평가 실험을 수행하였다.
먼저, SUS판에 양면 테이프를 붙이고, 상기 양면 테이프 위에 이형 필름이 상면이 되도록 부착하였다. 그리고, 우측 하단 모서리에 테이프를 붙여서 박리하였다.
이형 필름만 박리되면 우수, 이형 필름과 폴더블 백플레이트가 같이 박리되면 불량으로 평가하였고, 총 60회 수행하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
우수 불량 불량율
실시예 43 17 28%
비교예 60 0 0%
100: 기재 필름
200: 점착층
300: 제1 이형 필름
400: 제2 이형 필름
500: 보호 필름

Claims (11)

  1. 기재 필름 및 상기 기재 필름의 일면에 구비된 점착층을 포함하는 폴더블 백플레이트를 준비하는 단계;
    상기 제1 점착층의 상기 기재 필름과 접하는 면의 반대면에 제1 이형 필름을 부착하는 단계;
    상기 기재 필름의 상기 점착층이 접하는 면의 반대면에 보호 필름을 부착하는 단계;
    상기 폴더블 백플레이트를 본체부와 패드부로 구획하는 재단 라인을 따라 상기 제1 이형 필름에서 보호 필름 방향으로 하프-커팅하는 단계;
    상기 하프-커팅된 제1 이형 필름을 박리하는 단계; 및
    제1 이형 필름 박리된 위치에 비-커팅된 제2 이형 필름을 부착하여 폴더블 백플레이트 필름을 제조하는 단계를 포함하는, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 하프-커팅된 상태에서,
    제1 이형 필름, 기재 필름 및 점착층은 재단 라인을 따라 관통된 관통 영역을 포함하고,
    상기 보호 필름은 재단 라인을 따라 홈이 형성된, 폴더블 백플레이트의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴더블 백플레이트 필름은 제2 이형 필름, 점착층, 기재 필름 및 보호 필름이 순차로 적층된 구조를 갖고,
    상기 제2 이형 필름은 관통 영역 및 홈이 형성되지 않으며,
    상기 점착층 및 기재 필름은 재단 라인을 따라 관통 영역을 포함하고, 상기 보호 필름은 재단 라인을 따라 홈을 포함하는, 폴더블 백플레이트의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름의 20℃에서의 파단 신장율(elongation at break)이 20% 이상 200% 이하인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름의 200℃에서의 열 수축률이 0.1% 이하인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리이미드 기재 필름인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름의 두께는 20 um 이상 120um 이하인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 제1 이형 필름의 상기 점착층으로부터의 박리력은 23℃에서 12gf/inch 이하인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름은 실리콘계인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 이형 필름 및 상기 제2 이형필름의 표면 저항은 500V 이하의 조건에서 1010Ω/sq 이하인, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 보호 필름은 재단 라인을 따라 홈이 형성된, 폴더블 백플레이트 필름의 제조 방법.
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