KR20230172396A - 디스플레이 장치용 윈도우 커버 및 이의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치용 윈도우 커버 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20230172396A
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layer
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정성훈
권구찬
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Abstract

본 발명의 실시예에 따라, 디스플레이 장치용 윈도우 커버 및 이의 제조 방법이 제공된다. 상기 윈도우 커버는, 일 영역에 디스플레이 홀이 형성되는 차광층; AR(Anti-Reflection) 코팅층, AF(Anti-Fouling) 코팅층, AF(Anti-Finger) 코팅층 및 AG(Anti-Glare) 코팅층 중 적어도 하나의 기능성 코팅층을 포함하는 코팅층; 및 더블 인서트 몰딩(double insert molding)을 통해 상기 차광층 및 상기 코팅층 사이에 형성되어 상기 차광층 및 상기 코팅층을 연결하는 기재층을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치용 윈도우 커버 및 이의 제조 방법{WINDOW COVER FOR DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치용 윈도우 커버 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 휴대 전화, 태블릿 PC, 네비게이션과 같은 디스플레이 패널을 갖는 모바일 기기 및 Cluster, AVN, CID 등의 차량용 디스플레이가 발전함에 따라 디스플레이 패널을 보호할 수 있는 윈도우 커버에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반적으로, 기존의 윈도우 커버는 기계적 특성이 우수한 소재로서 유리 또는 강화 유리로 제조되었으나, 이러한 유리, 강화 유리는 무게가 상당하고, 외부 충격에 의하여 쉽게 파손되는 문제가 발생하였다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 유리를 대체할 수 있는 소재로서 플라스틱 소재로 이루어진 윈도우 커버가 개발되었다. 플라스틱 소재로 윈도우 커버를 제조하기 위하여 종래 이용되던 방법으로서, IML 공법, 즉, 빛을 차단하는 차광층에 플라스틱 수지층을 사출 성형하는 방법을 들 수 있다. 그런데, 이러한 종래의 방법은 디스플레이 패널과 차광층의 사이에 수지층의 두께만큼 단차가 형성되어, 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따라 단차가 시인되고 복굴절의 현상이 발생되는 단점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차광층 및 코팅층 사이에 레진을 압축하는 방법으로 기재층을 사출 성형하여, 시인성이 향상되고 복굴절의 현상이 최소화되는 디스플레이 장치용 윈도우 커버 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 디스플레이 장치용 윈도우 커버가 제공된다. 상기 윈도우 커버는, 일 영역에 디스플레이 홀이 형성되는 차광층; AR(Anti-Reflection) 코팅층, AF(Anti-Fouling) 코팅층, AF(Anti-Finger) 코팅층 및 AG(Anti-Glare) 코팅층 중 적어도 하나의 기능성 코팅층을 포함하는 코팅층; 및 더블 인서트 몰딩(double insert molding)을 통해 상기 차광층 및 상기 코팅층 사이에 형성되어 상기 차광층 및 상기 코팅층을 연결하는 기재층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재층은 투명한 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC)를 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 코팅층은 상기 기능성 코팅층 중 적어도 하나의 일 면에 적층되는 하드 코팅층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅층은 85 내지 98%의 전광선 투과율과 0.2 내지 2%의 반사율을 갖을 수 있다.
또한, 상기 코팅층은 적어도 일부가 굴곡되도록 형성되고, 상기 차광층의 양 측 단부에는 상기 코팅층을 향하도록 외측으로 수평 연장 형성되는 확장부가 형성될 수 있다.
또한, 더블 인서트 몰딩(double insert molding)을 통해 상기 기재층은 상기 확장부의 단부를 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 차광층, 기재층 및 코팅층이 순차적으로 적층된 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은, 상기 코팅층을 형성하기 위하여 제 1 금형의 형상에 대응하여 제 1 필름을 성형하는 단계; 상기 차광층을 형성하기 위하여 제 2 금형의 형상에 대응하여 제 2 필름을 성형하는 단계; 상기 제 1 금형에 상기 제 1 필름을 삽입하고 상기 제 2 금형에 상기 제 2 필름을 삽입하는 단계; 및 상기 제 1 금형 및 상기 제 2 금형을 형합시키고, 상기 기재층을 형성하기 위하여 상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름의 사이에 레진을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 금형 및 상기 제 2 금형을 가압함으로써 상기 레진을 압축하는 단계; 및 상기 레진을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 성형된 상기 제 2 필름은, 적어도 일부가 굴곡되도록 형성되고, 양 측 단부에는 외측으로 수평 연장되는 확장부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 필름을 성형하는 단계에서, 스크린 인쇄(Screen Printing)를 통하여 상기 제 2 필름의 적어도 일부에 특정 문양을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름의 사이에 레진을 주입하는 단계에서, 상기 기재층은 상기 확장부의 단부를 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 차광층 및 코팅층 사이에 레진을 압축하는 방법으로 기재층을 사출 성형함으로써, 차광층이 디스플레이 패널과 가장 가깝게 배치되어 투명성, 시인성, 깊이감은 향상되면서도 복굴절의 현상이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기재층이 수지 소재로 이루어짐에 따라, 유리 또는 강화 유리의 재질보다 가볍고 성형이 용이하며 곡면 등의 3D 형상으로 윈도우 커버를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 차광층에 형성되는 확장부를 통해디스플레이 패널에서 발생하는 빛이 틈새로 흘러나오는 빛샘 현상의 발생을 방지하여 불량률을 최소화할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차광층을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코팅층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 제조 방법의 흐름도이다.
도 6는 도 4 및 도 5의 제조 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 사용 예시를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 사용 예시를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 장치를 구성하고 사용하는 방법을 상세히 설명한다. 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 이하에서 기재되는 편의상 상하좌우의 방향은 도면을 기준으로 한 것이며, 해당 방향으로 본 발명의 권리범위가 반드시 한정되는 것은 아니다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차광층을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코팅층을 설명하기 위한 도면이다.
여기서 '디스플레이 장치'는, 브라운관(CRT), 플라즈마 디스플레이(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(OLED 또는 IELD) 등의 발광형 디스플레이를 구비하는 장치로서, 휴대전화, 차량용 디스플레이, TV, 모니터, 노트북, 태블릿 등과 같이 다양한 정보를 시각적으로 표시하는 출력장치일 수 있다. 또한, '윈도우 커버'는 디스플레이 장치에 장착되어 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 보호할 수 있다.
도 1을 참조하면, 윈도우 커버(100)는, 차광층(110), 기재층(120) 및 코팅층(130)을 포함할 수 있다.
차광층(110)은, 상부에 기재층(120) 및 코팅층(130)이 적층되며, 기재층(120) 및/또는 코팅층(130)을 투과하는 외부광을 반사할 수 있다. 예를 들어, 차광층(110)의 적어도 일부에 빛을 차단하는 차광 물질을 포함할 수 있다. 실시예에서, 차광 물질은, 포토리쏘그래피(Photolithography), 롤러를 이용한 프린팅(Roll Printing) 공정, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 실링 인쇄 등의 인쇄 방식으로 차광층(110)의 일면에 형성될 수 있다. 또한, 실시예에서, 차광 물질은 차광층(110)을 형성하는 레진(또는, 수지)에 포함되어, 차광층(110)에 대한 사출 성형에 따라 차광층(110)에 포함될 수 있다. 다만, 차광 물질의 형성 방법은, 이에 한정하는 것은 아니며, 당업계에서 공지된 모든 방식을 이용할 수 있다.
실시예에서, 차광층(110)은 적어도 일부가 굴곡된 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 차광층(110)의 앙 측 단부가 하측으로 굴곡되도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 차광층(110)에는 특정 문양이 형성될 수 있다. 이때 문양은, 예를 들어, 로고(logo), 패턴(pattern), 문구(paragraph), 모양(shape) 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않고 다양한 형태의 문양을 포함할 수 있다. 이와 같은 문양은 차광층(110)에 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 실링 인쇄 등 다양한 인쇄 방법을 이용하여 차광층(110)에 형성될 수 있다. 다만, 문양의 형성 방법은 이에 한정되지 않으며, 열 프레스, 고주파 패턴 성형 등의 금형을 이용한 방법을 포함한 당업계에서 공지된 모든 방식의 문양 형성 방식을 이용할 수 있다.
실시예에서, 차광층(110)의 적어도 일 영역에는 디스플레이 홀이 형성될 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 홀은 디스플레이 장치의 디스플레이 패널 크기에 대응하도록 관통 형성될 수 있다. 이와 같은 디스플레이 홀을 통하여 디스플레이 패널에서 출력되는 영상을 확인할 수 있다.
실시예에서, 차광층(110)의 적어도 일부는, 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethacrylate, PMMA), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스타이렌(Polystrene, PS), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU), 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer, ABS) 및 아크릴릭 스티렌 아크릴로니트릴(Acrylic-Styrene-Acrylonitrile, ASA) 중 적어도 하나 또는 2 이상의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트 및 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체 또는 폴리카보네이트 및 아크릴릭 스티렌 아크릴로니트릴로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 차광층(110)은, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 인쇄층(110-1) 및 필름층(110-2)을 포함할 수 있다. 인쇄층(110-1)은 차광 물질을 포함하여 빛의 투과를 방지할 수 있다. 인쇄층(110-1)은 앞서 상술한 다양한 인쇄 방식을 적용하여 필름층(110-2)의 일 면에 형성될 수 있다. 필름층(110-2)은 수지 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 필름층(110-2)은 폴리카보네이트 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 차광층(110)은 240 내지 260μm의 두께로 형성될 수 있다.
기재층(120)은, 차광층(110)의 상부에 배치되어 차광층(110)을 보호할 수 있다. 실시예에서, 기재층(120)은 투명한 폴리카보네이트, 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer, ABS), 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethacrylate, PMMA), 실리콘, 폴리우레탄, 폴리우레탄 아크릴레이트(Polyurethane Acrylate, PUA) 및 아크릴 중 적어도 하나 또는 2 이상의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트 또는 폴리우레탄 아크릴레이트로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 기재층(120)은 폴리카보네이트 등의 레진을 차광층(110)과 코팅층(130) 사이에 사출 압축 성형(Injection Compression Molding, ICM)함으로써 형성될 수 있다. 기재층(120)이 수지의 재질로 이루어짐에 따라, 기존에 일반적으로 윈도우 커버를 이루던 강화 유리의 재질보다 가볍고 성형이 용이하며 곡면 등의 3D 형상으로 윈도우 커버(100)를 구현할 수 있다.
코팅층(130)은, 윈도우 커버(100)의 가장 상부에 배치되어 디스플레이 패널에 대한 반사광, 오염, 빛 굴절, 외부 충격에 따른 스크래치 등을 방지할 수 있다. 이를 위해, 코팅층(130)은, 적어도 하나의 기능성 코팅층 및 하드 코팅층을 포함할 수 있다. 실시예에서, 기능성 코팅층은 AR(Anti-Reflection) 코팅층, AF(Anti-Fouling) 코팅층, AG(Anti-Glare) 코팅층 및 AF(Anti-Finger) 코팅층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 당업계에서 공지된 다양한 코팅 방식을 적용하여 1 이상의 코팅층이 형성될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)의 적어도 일부는, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 열가소성 폴리우레탄 및 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체 중 적어도 하나의 재질로 이루이질 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다. 폴리카보네이트는 열가소성 플라스틱의 하나로, 내열성, 투명성, 전기 절연성, 내충격성 등이 우수한 것으로 알려져 있고, 폴리메틸메타크릴레이트는 투명성, 내후성, 시인성이 우수한 것으로 알려져 있어, 폴리카보네이트 및/또는 폴리메틸메타크릴레이트로 코팅층(130)을 구성할 경우 윈도우 커버(100)의 내구성, 시인성이 향상될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)은, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 순차적으로 적층되는 적어도 하나의 필름층(130-1, 2), 하드 코팅층(130-3) 및 적어도 하나의 기능성 코팅층(130-4)을 포함할 수 있다.
필름층(130-1, 2)은, 예를 들어, 폴리카보네이트로 구성되는 제 1 필름층(130-1)과 폴리메틸메타크릴레이트로 구성되는 제 2 필름층(130-2)을 포함할 수 있다. 이러한 필름층(130-1, 2)의 재질을 통해, 앞서 상술한 바와 같이, 내구성 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 이때, 제 1 필름층(130-1)은 230 내지 240μm의 두께를 가지며, 제 2 필름층(130-2)은 10 내지 20μm의 두께를 가질 수 있다. 하드 코팅층(130-3)은, 필름층(130-1, 2)의 상부에 적층되어 형성되며, 예를 들어, 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물, 실록산계 화합물, 및/또는 우레탄계 화합물을 포함하여 구성될 수 있다. 기능성 코팅층(130-4)은 하드 코팅층(130-3)의 상부에 적층되어 형성될 수 있다. 기능성 코팅층(130-4)은 AR(Anti-Reflection) 코팅제, AF(Anti-Fouling) 코팅제, AG(Anti-Glare) 코팅제 및 AF(Anti-Finger) 코팅제 중 적어도 하나를 하드 코팅층(130-3)의 상면에 도포 및 경화함으로써 형성될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)은 적어도 일부가 굴곡된 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 코팅층(130)은 차광층(110)과 동일하게 앙 측 단부가 하측으로 굴곡되도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)은 240 내지 260μm의 두께로 형성될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)은 85 내지 98%의 전광선 투과율(T.T) 및/또는 0.2 내지 2%의 반사율을 가질 수 있다. 상기와 같은 광학특성을 가짐으로써 형광등, 태양광 하에서 윈도우 커버(100)를 사용할 때에도 외부광의 표면 반사율을 감소시키고, 글레어(Glare)나 반짝임 등의 빛공해 현상을 억제하며 디스플레이 패널에 대하여 충분한 시인성을 확보할 수 있다. 다만, 코팅층(130)의 광학특성은 상기 범위에 한정하지 않으며, 본 발명의 주된 효과를 해치지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)은 F 내지 5H의 연필 경도를 가질 수 있다. 여기서 '연필 경도'는 코팅층(130)의 표면 경도를 의미할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기와 같은 경도를 가짐으로써, 외부의 충격에 의한 파손, 크랙 현상이 최소화되고 내충격성, 내마모성 등이 향상될 수 있다. 다만, 코팅층(130)의 경도는 상기 범위에 한정하지 않으며, 본 발명의 주된 효과를 해치지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
실시예에서, 코팅층(130)은 90˚ 내지 120˚의 물과의 접촉각을 가질 수 있다. 여기서 '접촉각'은 소정의 용액이 배치된 일면과 용액이 접하는 점에서, 상기 소정의 용액의 표면의 접선과 상기 일면이 이루는 각을 의미할 수 있다. 상기와 같은 물과의 접촉각을 가짐으로써, 코팅층(130)의 표면이 내수성, 발수성 등을 가질 수 있다. 다만, 코팅층(130)의 물과의 접촉각은 상기 범위에 한정하지 않으며, 본 발명의 주된 효과를 해치지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
한편, 도 1에 따른 윈도우 커버(100)의 구성은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 4 및 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 제조 방법의 흐름도이고, 도 6는 도 4 및 도 5의 제조 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따르면, 기 설계된 윈도우 커버의 형상에 대응하여 적어도 하나의 금형을 준비하고, 적어도 하나의 필름(F1, F2) 및 적어도 하나의 레진(R)을 적어도 하나의 금형에 삽입하여 차광층, 기재층 및 코팅층이 순차적으로 적층된 윈도우 커버를 제조할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 커버는 휴대전화, 차량용 디스플레이, TV, 모니터, 노트북, 태블릿 등의 디스플레이 장치에 장착되어 디스플레이 패널을 보호할 수 있을 정도의 크기, 형상으로 기 설계될 수 있다.
제조 방법(400)은 S410 단계 내지 S250 단계를 포함할 수 있으며, 제조 방법(400)은 제 1 금형(M1) 및 제 2 금형(M2)에 의해 수행될 있다.
S410 단계에서, 제 1 금형(M1)의 형상에 대응하여 제 1 필름(F1)을 성형할 수 있다. 이때 제 1 필름(F1)은, 최종적으로 도 1에서 상술한 윈도우 커버(100)의 코팅층(130)으로 성형될 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)에 대한 성형은 금형을 이용한 고압 성형 방식에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상, 하부의 금형에 제 1 필름(F1)을 안착시키고 열을 가하며 가압하는 방법으로 제 1 필름(F1)을 성형할 수 있다. 이때, 상, 하부 금형 중 적어도 하나는 제 1 금형(M1)에 대응할 수 있다. 또한, 상부 금형과 하부 금형은 320 내지 340˚C의 온도로 가열될 수 있다. 다만, 제 1 필름(F1)의 성형 방법은 이에 한정하는 것은 아니다.
부가적으로, 성형된 제 1 필름(F1)의 양 측에 형성되며 윈도우 커버의 제조에 불필요한 영역을 제거하는 단계(컷팅 단계)를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)은 적어도 일부가 굴곡된 형상으로 성형될 수 있다. 예를 들어, 제 1 필름(F1)은 앙 측 단부가 하측으로 굴곡되도록 성형될 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)의 적어도 일부는, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 열가소성 폴리우레탄 및 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체 중 적어도 하나의 재질로 이루이질 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)은, 순차적으로 적층되는 적어도 하나의 필름층, 하드 코팅층 및 적어도 하나의 기능성 코팅층을 포함할 수 있다. 제 1 필름(F1)은, 예를 들어, 폴리카보네이트로 구성되는 제 1 필름층과 폴리메틸메타크릴레이트로 구성되는 제 2 필름층을 포함할 수 있다. 이러한 필름층의 재질을 통해, 내구성 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 하드 코팅층은, 필름층의 상부에 적층되어 형성되며, 예를 들어, 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물, 실록산계 화합물, 및/또는 우레탄계 화합물을 포함하여 구성될 수 있다. 기능성 코팅층은 하드 코팅층의 상부에 적층되어 형성될 수 있다. 기능성 코팅층은 AR(Anti-Reflection) 코팅제, AF(Anti-Fouling) 코팅제, AG(Anti-Glare) 코팅제 및 AF(Anti-Finger) 코팅제 중 적어도 하나를 하드 코팅층의 상면에 도포 및 경화함으로써 형성될 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)은, 240 내지 260μm의 두께로 가질 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)은, 85 내지 98%의 전광선 투과율(T.T) 및/또는 0.2 내지 2%의 반사율을 가질 수 있다. 이와 같은 제 1 필름(F1)으로 코팅층(130)이 제조될 경우, 결과적으로 형광등, 태양광 하에서 윈도우 커버(100)를 사용할 때에도 외부광의 표면 반사율을 감소시키고, 글레어(Glare)나 반짝임 등의 빛공해 현상을 억제하고 디스플레이 패널에 대하여 충분한 시인성을 확보할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 주된 효과를 해치지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)은, F 내지 5H의 연필 경도를 가질 수 있다. 이와 같은 제 1 필름(F1)으로 코팅층(130)이 제조될 경우, 결과적으로 외부의 충격에 의한 파손, 크랙 현상이 최소화되고 내충격성, 내마모성 등이 향상될 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 주된 효과를 해치지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
실시예에서, 제 1 필름(F1)은, 90˚ 내지 120˚의 물과의 접촉각을 가질 수 있다. 이와 같은 제 1 필름(F1)으로 제조된 코팅층(130)의 표면은 내수성, 발수성 등을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 주된 효과를 해치지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.
S420 단계에서, 제 2 금형(M2)의 형상에 대응하여 제 2 필름(F2)을 성형할 수 있다. 이때 제 2 필름(F2)은, 최종적으로 도 1에서 상술한 윈도우 커버(100)의 차광층(110)으로 성형될 수 있다.
실시예에서, 제 2 필름(F2)에 대한 성형은 금형을 이용한 고압 성형 방식에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상, 하부의 금형에 제 2 필름(F2)을 안착시키고 열을 가하며 가압하는 방법으로 제 2 필름(F2)을 성형할 수 있다. 이때, 상, 하부 금형 중 적어도 하나는 제 2 금형(M2)에 대응할 수 있다. 또한, 상부 금형은 260 내지 340˚C의 온도로 가열될 수 있으며, 하부 금형은 290 내지 310˚C의 온도로 가열될 수 있다. 다만, 제 2 필름(F2)의 성형 방법은 이에 한정하는 것은 아니다.
부가적으로, 성형된 제 2 필름(F2)의 양 측에 형성되며 윈도우 커버의 제조에 불필요한 영역을 제거하는 단계(컷팅 단계)를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 제 2 필름(F2)은 적어도 일부가 굴곡된 형상으로 성형될 수 있다. 예를 들어, 제 2 필름(F2)은 앙 측 단부가 하측으로 굴곡되도록 성형될 수 있다.
실시예에서, 제 2 필름(F2)의 적어도 일부는, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 열가소성 폴리우레탄, 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체 및 아크릴릭 스티렌 아크릴로니트릴 중 적어도 하나 또는 2 이상의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트 및 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체 또는 폴리카보네이트 및 아크릴릭 스티렌 아크릴로니트릴로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
S430 단계에서, 제 1 금형(M1)에 성형된 제 1 필름(F1)을 삽입하고, 제 2 금형(M2)에 성형된 제 2 필름(F2)을 삽입할 수 있다(도 6의 (a) 참조). 이때, 제 1 금형(M1) 및/또는 제 2 금형(M2)의 적어도 일부에는 추후에 레진을 주입하기 위한 주입구(I)가 구비될 수 있다.
예를 들어, 제 2 금형(M2)에 주입구(I)가 구비될 경우, 제 1 필름(F1)은 제 1 금형(M1)의 측벽까지 삽입되도록 연장 형성되고, 제 2 필름(F2)은 연장 형성된 제 1 필름(F1)보다 짧은 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 레진이 원활하게 주입되고 제 1 필름(F1), 제 2 필름(F2)의 밀림, 접힘 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 레진의 역류를 방지할 수 있다.
S440 단계에서, 성형된 제 1 필름(F1)과 제 2 필름(F2)이 각각 안착된 제 1 금형(M1) 및 제 2 금형(M2)을 마주보도록 배치한 다음 제 1 금형(M1) 및 제 2 금형(M2)을 형합시킬 수 있다. 이때, 제 1 금형(M1) 및 제 2 금형(M2)은 밀착 상태를 유지하도록 가압될 수 있다(도 6의 (b) 참조).
실시예에서, 가압된 제 1 금형(M1)과 제 2 금형(M2)의 사이에는 기 설계된 윈도우 커버의 형상에 대응하는 성형부; 및 주입구(I)를 통하여 주입된 레진(R)을 성형부로 유입시키는 유입로가 구비될 수 있다. 이때 유입로의 적어도 일 영역은, 소정의 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 레진(R)의 주입 시에 레진(R)의 흐름성을 원활하게 하고, 제 1 필름(F1) 및/또는 제 2 필름(F2)의 밀림, 접힘 등의 현상을 방지할 수 있다.
S450 단계에서, 제 1 필름(F1) 및 제 2 필름(F2)의 사이에 레진(R)을 주입할 수 있다(도 6의 (c) 참조). 이때 레진(R)은 주입구(I)를 통하여 주입될 수 있으며, 최종적으로 도 1에서 상술한 윈도우 커버(100)의 기재층(120)으로 성형될 수 있다.
실시예에서, 레진(R)은, 투명한 폴리카보네이트, 투명한 폴리카보네이트, 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 실리콘, 폴리우레탄, 폴리우레탄 아크릴레이트 및 아크릴 중 적어도 하나 또는 2 이상의 조합으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리카보네이트 또는 폴리우레탄 아크릴레이트로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다. 이와 같이 레진(R)에 의하여 제조된 기재층(120)이 수지의 재질로 이루어짐에 따라, 기존에 일반적으로 윈도우 커버를 이루던 강화 유리의 재질보다 가볍고 성형이 용이하며 곡면 등의 3D 형상으로 윈도우 커버(100)를 구현할 수 있다.
실시예에 따라, 제조 방법(400)은 S510 단계 및 S520 단계를 더 포함할 수 있다. S510 단계에서, 제 1 금형(M1) 및 제 2 금형(M2)을 가압하고(도 6의 (d) 참조), S520 단계에서, 레진(R)을 경화(즉, 냉각)시킬 수 있다(사출 압축 성형). 이를 통해 주입된 레진(R)을 압축할 수 있으며, 이와 같은 방법으로 레진(R)을 성형할 경우, 사출 시 발생하는 복굴절을 최소화할 수 있다.
일반적으로, 기존에 윈도우 커버 시 이용되던 IML 공법, 즉, 차광층에 기재층을 사출 성형하는 방법은, 디스플레이 패널과 차광층의 사이에 기재층의 두께만큼 단차가 형성되어, 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따라 단차가 시인되고 복굴절의 현상이 발생되는 단점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는, 레진(R)을 압축하는 방법으로 사출 성형하여 차광층(110)과 코팅층(130)의 사이에 기재층(120)을 형성함으로써, 차광층(110)이 디스플레이 패널과 가장 가깝게 배치되어 시인성, 투명성, 깊이감 등을 향상시킴과 동시에 복굴절의 현상은 최소화될 수 있다.
부가적으로, 제 1 금형(M1)과 제 2 금형(M2) 사이의 유입로에서 형성되는 제 1 필름(F1), 레진(R) 및 제 2 필름(F2)이 적층된 영역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 6에 따른 윈도우 커버의 제조 방법은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 사용 예시를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 7의 (a)는 싱글 인서트 방식의 종래의 윈도우 커버를 도시하며, 도 7의 (b)는 더블 인서트 방식의 본 발명에 따른 윈도우 커버를 도시한다.
종래의 윈도우 커버는 단일 기재에 기능성, 디자인 요소를 부가하는 싱글 인서트 방식을 이용하는데, 이러한 방식은 디스플레이 패널과 차광층의 사이에 수지층의 두께만큼 단차가 형성되어, 디스플레이 패널을 바라보는 방향에 따라 단차가 시인됨으로써, 디스플레이에 그림자가 발생하는 등의 한계를 가진다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 커버는 기능성을 가진 코팅층(AG or AR or AG, 경도, 투과율 등)과 차광층(차광 기능, 디자인, 조립구조 등)의 사이에 기재층을 사출 형성하는 더블 인서트 공법을 적용함으로써, 기능성과 내구성을 확보함과 동시에 윈도우 커버와 디스플레이 패널간에 발생할 수 있는 단차를 최소화하여 시청 품질이 향상된 제품의 제공이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버를 설명하기 위한 도면이다.
여기서는, 윈도우 커버(800)와 도 1의 윈도우 커버(100)와의 차이점을 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다.
윈도우 커버(800)에서 차광층(810)은, 확장부(811)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 확장부(811)는 차광층(810)의 양 측 단부에 외측을 향해 소정의 길이만큼 수평 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광층(810)의 양 측으로 굴곡 영역이 형성되고, 이러한 굴곡 영역의 단부로부터 외측을 향해 소정의 길이만큼 수평 연장되어 형성될 수 있다.
윈도우 커버(800)는 이러한 확장부(811)를 통해 복굴절 영향을 최소화하고, 빛샘 현상을 방지함으로써, 디스플레이 패널의 시인성을 증대시키며, 윈도우 커버(800) 장착 시의 외관상의 완성도를 높일 수 있다.
즉, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 사출 성형에서 기재층(120)을 형성하는 레진의 주입을 위해 제 2 필름(F2)은 제 1 필름(F1)의 형상에 대응되되, 제 1 필름(F1) 보다 짧은 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 윈도우 커버(100)에서는 투명한 코팅층(130)과 차광층(110) 사이이 이격 영역이 발생하게 되며, 특히, 컷팅 공정에서 불량이 발생한 경우, 이러한 이격 영역이 커짐으로 인하여, 디스플레이 패널에서 발생하는 빛이 틈새로 흘러나와 빛샘 현상이 발생할 소지가 있고, 이는 불량률을 높이는 원인이 됩니다. 윈도우 커버(800)는 차광층(810)의 확장부(811)를 통해 이러한 문제점의 발생을 최소화시킬 수 있습니다.
실시예에서, 차광층(810) 및 확장부(811)는 도 4를 참조하여 상술한 S420 단계를 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상, 하부의 금형에 제 2 필름(F2)을 안착시키고 열을 가하며 가압하는 방법으로 차광층(810)을 1차적으로 성형하고, 컷팅을 통해, 차광층(810)의 양 단부에서 외측으로 수평 방향으로 연장된 부분을 적절한 길이로 제거함으로써, 확장부(811)를 최종 형성할 수 있다.
기재층(820)은 확장부(811)의 단부를 외측에서 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 도 4를 참조하여 상술한 S450 단계에서, 기재층(820)을 형성하기 위하여 금형에 주입된 레진이 경화되어 제 1 필름(F1) 및 제 2 필름(F2)과 일체화되는 과정에서, 제 2 필름(F2)의 단부를 외측에서 감싸게 됨으로써, 윈도우 커버(800)는 기재층(820)이 확장부(811)의 단부를 감싸도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 윈도우 커버(800)의 테두리에서 일어나는 박리 현상을 최소화 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 사용 예시를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 9의 (a)는 차광층에 확장부가 형성되지 않은 윈도우 커버를 도시하며, 도 9의 (b)는 차광층(810)에 확장부(811)를 형성된 도 8의 윈도우 커버(800)를 도시한다.
도시되는 바와 같이, 차광층(810)에 확장부(811)를 형성한 윈도우 커버(800)에서는 코팅층(830)과 기재층(820)의 가장자리 부분을 확장부(811)가 커버하게 되며, 이를 통해, 디스플레이 패널에서 발생하는 빛이 틈새로 흘러나오는 빛샘 현상이 발생하는 방지함으로써, 불량률을 최소화할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 800: 윈도우 커버 110, 810: 차광층
120, 820: 기재층 130, 830: 코팅층
811: 확장부

Claims (10)

  1. 디스플레이 장치용 윈도우 커버로서,
    일 영역에 디스플레이 홀이 형성되는 차광층;
    AR(Anti-Reflection) 코팅층, AF(Anti-Fouling) 코팅층, AF(Anti-Finger) 코팅층 및 AG(Anti-Glare) 코팅층 중 적어도 하나의 기능성 코팅층을 포함하는 코팅층; 및
    더블 인서트 몰딩(double insert molding)을 통해 상기 차광층 및 상기 코팅층 사이에 형성되어 상기 차광층 및 상기 코팅층을 연결하는 기재층을 포함하는, 윈도우 커버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층은 투명한 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC)를 재질로 형성되는, 윈도우 커버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 기능성 코팅층 중 적어도 하나의 일 면에 적층되는 하드 코팅층을 더 포함하는, 윈도우 커버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은 85 내지 98%의 전광선 투과율과 0.2 내지 2%의 반사율을 갖는, 윈도우 커버.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은 적어도 일부가 굴곡되도록 형성되고,
    상기 차광층의 양 측 단부에는 상기 코팅층을 향하도록 외측으로 수평 연장 형성되는 확장부가 형성되는, 윈도우 커버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    더블 인서트 몰딩(double insert molding)을 통해 상기 기재층은 상기 확장부의 단부를 감싸도록 형성되는, 윈도우 커버.
  7. 차광층, 기재층 및 코팅층이 순차적으로 적층된 디스플레이 장치용 윈도우 커버의 제조 방법으로서,
    상기 코팅층을 형성하기 위하여 제 1 금형의 형상에 대응하여 제 1 필름을 성형하는 단계;
    상기 차광층을 형성하기 위하여 제 2 금형의 형상에 대응하여 제 2 필름을 성형하는 단계;
    상기 제 1 금형에 상기 제 1 필름을 삽입하고 상기 제 2 금형에 상기 제 2 필름을 삽입하는 단계; 및
    상기 제 1 금형 및 상기 제 2 금형을 형합시키고, 상기 기재층을 형성하기 위하여 상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름의 사이에 레진을 주입하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 금형 및 상기 제 2 금형을 가압함으로써 상기 레진을 압축하는 단계; 및
    상기 레진을 경화시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    성형된 상기 제 2 필름은, 적어도 일부가 굴곡되도록 형성되고, 양 측 단부에는 외측으로 수평 연장되는 확장부가 형성되는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름의 사이에 레진을 주입하는 단계에서, 상기 기재층은 상기 확장부의 단부를 감싸도록 형성되는, 방법.
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