KR20130118483A - 표시 소자 보호용 충격 흡수 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 및 나일론에서 선택되는 고분자 소재의 제 1 필름층; 제 1 점착층을 통하여 상기 제 1 필름층의 일면에 형성되고, 상면과 저면 중 적어도 하나의 일면에 엠보싱이 형성되는 제 2 필름층으로서, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리올레핀계 및 폴리스티렌계에서 선택되는 고분자 엘라스토머의 제 2 필름층; 및 제 2 점착층을 통하여 상기 제 2 필름층의 저면에 형성되며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 나일론에서 선택되는 고분자 소재의 제 3 필름층을 포함하는 충격 흡수 필름을 제공한다. 본 발명에 따른 충격 흡수 필름은 LCD, OLED 등의 디스플레이 소자에 적용하여 외부의 충격이나 구동 과정에서 발생하는 열에 의하여 디스플레이 소자가 훼손, 변형되는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 충격 흡수 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 소자를 보호하기 위하여 적층 구조를 가지는 충격 흡수 필름에 관한 것이다.
새로운 표시 소자의 개발과 상업화에 따라, 종래의 표시 소자로 사용되었던 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)을 대신하여 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라스마디스플레이패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Device, OLED)와 같은 평판 표시 소자(Flat Display Device, FDP)가 각광을 받고 있다. 이러한 평판 표시 소자는 TV, 노트북을 비롯한 컴퓨터 모니터에 활용되는 것은 물론이고 휴대용 단말기 등의 화면을 표시하는데 널리 활용되고 있다.
이러한 평판 표시 소자를 구동하기 위해서는 방전용 가스층, 액정이나 발광 유기물 등의 발광 소재와 이들 소재를 이용하여 발광을 구현하기 위한 각종 배선이나 전극 등이 적절하게 배치, 형성되어 있는 디스플레이 패널과, 전기 회로 등의 패턴이 형성된 인쇄회로기판(Print Circuit Board, PCB)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, TFT-LCD와 같은 액정표시소자의 경우에는 액정 물질과 함께 게이트 배선, 반도체층, 절연막, 전극 등이 적절하게 적층된 디스플레이 패널을 통하여 구동되며, OLED의 경우에는 발광 유기물을 함유하는 발광층과, 그 상면과 저면에 전자 전달층(수송층), 정공 전달층(수송층)으로 구성되는 레이어와 함께 전극 등이 적절하게 적층된 디스플레이 패널을 통하여 구동된다.
그런데 LCD, OLED 등의 평판 표시 소자를 구성하는 디스플레이 패널은 적절한 적층, 식각 공정을 거쳐서 배치, 형성되고, 적절한 회로 패턴이 구비된 PCB와 전기적으로 연결됨으로써 표시 소자로서 기능한다. 특히 종래의 CRT에 비하여 박막 형태로 제조되는 이들 평판 표시 소자는 외부의 충격에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 디스플레이 패널과 PCB를 전기적으로 연결하여 제조되는 이들 표시 소자를 구성하는 각종 배선, 전극 및 회로 구성 요소들은 외부의 충격 등에 의하여 파손될 수 있기 때문에, 적절한 방법을 동원하여 디스플레이 패널이나 기판을 보호할 필요가 있다.
이러한 목적을 구현하기 위하여, 종래에는 디스플레이 패널과 PCB 기판 사이에 완충 작용을 하는 스펀지를 개재시키는 방법으로 외부의 충격으로부터 디스플레이 소자를 보호하는 방법을 채택하였다. 하지만 극히 미세하고 복잡한 구조를 가지는 디스플레이 패널의 전극, 배선 등을 외부의 충격으로부터 보호하는 데는 한계가 존재하였다. 특히 LCD와 달리 직접 빛을 방출하여 빛의 표현 범위가 더 크고 응답 속도가 훨씬 빨라서 차세대 표시 소자로서 기대되는 OLED의 디스플레이 패널경우에는 백라이트(Backlight) 유닛을 가지고 있지 않은 관계로 이러한 외부의 충격에 더욱 취약할 수밖에 없다.
또한 표시 소자의 특성 상, 구동 과정에서 발생하는 열로 인하여 스펀지의 구조가 훼손되어 충격 흡수 기능을 전혀 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 예를 들어 평판 표시 소자와 같은 디스플레이 소자가 외부의 충격이나 구동 과정에서 발생하는 열 등으로 인하여 훼손, 변형되는 것을 방지할 수 있는 충격 흡수 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부의 충격 등에 따른 디스플레이 소자의 불량이나 작동 에러를 또한 억제할 수 있는 충격 흡수 필름을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점을 후술하는 발명의 구성 및 첨부하는 도면을 통하여 보다 분명해질 것이다.
전술한 목적을 갖는 본 발명은 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 및 나일론으로 구성되는 군에서 선택되는 고분자 소재의 제 1 필름층; 제 1 점착층을 통하여 상기 제 1 필름층의 일면에 형성되고, 상면과 저면 중 적어도 하나의 일면에 엠보싱이 형성되는 제 2 필름층으로서, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리올레핀계 및 폴리스티렌계에서 선택되는 고분자 엘라스토머의 제 2 필름층; 제 2 점착층을 통하여 상기 제 2 필름층의 저면에 형성되며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 나일론으로 구성되는 군에서 선택되는 고분자 소재의 제 3 필름층을 포함하는 충격 흡수 필름을 제공한다.
이때, 상기 제 1 필름층 및 상기 제 3 필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 제조될 수 있으며, 상기 제 2 필름층은 열가소성 폴리우레탄 수지로 제조되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제 2 필름층에 형성되는 엠보싱은 그 단면 형상이 쐐기, 물결무늬 또는 절곡된 요철 형상 중에서 선택될 수 있으며, 특히 바람직하게는 상기 엠보싱은 상기 제 2 필름층의 상면과 저면에 모두 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층 구조의 필름은 완충성을 갖는 고분자 엘라스토머 소재의 필름층을 바람직하게는 중앙에 형성하고, 이 필름층의 적어도 일면에 엠보싱 처리를 수행함으로써, 외부의 충격을 흡수할 수 있도록 구성하였다. 따라서 이러한 적층 구조의 필름을 예를 들어 평판 표시 소자를 구성하는 디스플레이 패널과 기판 사이에 개재시킴으로써, 외부의 충격을 흡수할 수 있기 때문에, 디스플레이 소자가 충격으로 인하여 변형, 파손되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 바람직하게는 폴리우레탄 소재의 필름층의 상면과 하면으로 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같이 인장력, 내열성이 양호한 플라스틱 필름층을 적층시킴으로써, 디스플레이 소자의 구동에서 발생하는 열로 인하여 전체 필름층이 훼손되는 것을 방지하였다.
결국, 본 발명에 따른 적층 구조의 필름층을 디스플레이 패널과 PCB 사이에 형성하면 디스플레이 소자가 외부의 충격이나 열 등으로 인하여 훼손, 변형되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 충격 등에 따른 디스플레이 소자의 불량이나 작동 에러를 미연에 방지, 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
본 발명자는 전술한 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 노력한 끝에, 완충성 기능을 갖는 고분자 소재의 필름층을 형성하고, 바람직하게는 그 상면과 하면으로 내열성이 양호한 고분자 소재의 필름층을 적층 형성하는 '샌드위치(sandwich)' 형태의 필름 구조를 개발하여 본 발명을 완성하였다. 이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 명세서에서 '상부', '상면', '표면' 등의 용어는 본 발명에 따른 적층 구조의 필름층을 도시한 단면에서 위쪽을 나타낸 것이고, '하부', '저면', '이면' 등의 용어는 적층 구조의 필름층을 도시한 단면에서 아래쪽을 나타낸 것에 불과하며, 실제 필름층에 있어서는 상부와 하부가 바뀐 형태가 될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 또한, 본 명세서에서 '엠보싱(embossing)'이라는 용어는 예를 들어 열이나 압력에 의하여 적층 구조의 필름층의 상부(상면) 또는 하부(저면) 중 선택되는 어느 하나의 면이 평평하지 않고 연속적으로 오목/볼록한 단면 형태를 의미한다. 아울러, 플라스틱 소재의 필름층을 상호 부착하기 위해서 필름층 사이에 개재되는 부착 부재에 대해서 '접착층' 또는 '점착층'이라는 용어가 동시에 사용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 충격 흡수 필름의 적층 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(100)은 그 상면에서부터 제 1 필름층(110)과, 제 1 필름층(110)의 저면에서 제 1 점착층(120)을 통하여 접착되는 제 2 필름층(130)과, 제 2 필름층(130)의 저면에서 제 2 점착층(140)을 통하여 접착되는 제 3 필름층(150)이 적층된 구조를 갖는다.
충격 흡수 필름(100)의 상면에 형성되는 제 1 필름층(110)과, 저면에 형성되는 제 3 필름층(150)은 특히 표시 소자의 작동 중에 발생하는 열로 인하여 충격 흡수 필름(100)이 수축 또는 팽창되는 것을 방지하는 동시에, 외부의 충격으로 인하여 충격 흡수 필름(100)이 변형되는 것을 방지하여 전체적으로 평활성을 유지하기 위한 것이다. 이를 위하여, 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150)은 내열성이 양호한 투명 또는 반투명 플라스틱 소재를 사용할 수 있다.
바람직하게는 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150)은 열에 의하여 신축되지 않는 플라스틱 소재, 즉 신율이 적고 인장강도가 양호한 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 나일론, 또는 이들의 조합과 같은 고분자 소재에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 제 1 필름층(110)의 소재로서 투명성 및 기계적 강도가 양호한 방향화(연신) 폴리프로필렌(oriented polypropylene, OPP)이나 캐스팅(무연신) 폴리프로필렌(casting polypropylene, CPP)을 사용할 수도 있지만, 기계적 강도와, 투명성, 질김성, 강성, 내열성 등이 양호한 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 특히 바람직할 수 있다.
이때, 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150)을 상이한 소재로 성형, 적층할 수 있으나, 바람직하게는 동일한 소재로 적층, 형성하는 것이 바람직하다. 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150)을 동일한 소재로 성형, 적층시킴으로써 충격 흡수 필름(100)이 상부와 하부 중 한 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있어서 충격 흡수 필름(100)의 평활성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150)은 각각 열에 의한 변형 방지라는 목적을 달성하기 위해서 최소 20 ㎛ 이상인 것이 바람직하고 필름이 지나치게 두꺼워지는 것을 방지하기 위해서 100 ㎛ 이하의 두께로 적층될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다.
한편, 점착층(120, 140)을 통하여 전술한 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150) 사이에 고분자 소재의 엘라스토머(elastomer)로 성형될 수 있는 제 2 필름층(130)이 적층된다. 제 2 필름층(130)은 기본적으로 탄성을 갖는 고분자 소재의 엘라스토머로서, 특히 바람직하게는 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer)이다. 열가소성 엘라스토머는 기본적으로 물리적 가교제(physical cross-linking agent) 역할을 수행하는, 유리전이온도가 상온(25℃) 이상으로서 상온 부근에서 소성 변형을 막는 결정이나 유리상 성분 등으로 구성되는 경질상 부분(hard-segment)과 유리전이온도가 상온 이하로서 탄성을 가진 연질상 부분(soft-segment)으로 구성된다. 이와 같이 구성되는 열가소성 엘라스토머는 열경화성인 고무에 비하여 품질 관리가 용이할 뿐만 아니라, 성형 조건에 따라 열가소성 플라스틱과 같이 성형이 가능하여 가공성이 양호하다.
본 실시예에 따라 충격 흡수 필름(100)의 중앙에 성형, 적층되는 제 2 필름층(130)의 소재인 열가소성 엘라스토머로서는 폴리우레탄을 경질상으로 하고 폴리카보네이트계 폴리올/에테르계 폴리에스테르/카프로락톤계 폴리에스테르/아디프계 폴리에스테르 등을 연질상으로 하는 열가소성 우레탄계 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane elastomer, TPU); 고융점/고결정성의 방향족 폴리에스테르(예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트)를 경질상으로 하고 유리전이온도가 낮은 비정형 지방족 폴리에테르(예를 들어 폴리테트라메틸렌에테르글리콜) 또는 지방족 폴리에스테르를 연질상으로 하는 열가소성 폴리에스테르계 엘라스토머(Thermoplastic Polyester elastomer, TPEE); 나일론 12를 경질상으로 하고 폴리에테르를 연질상으로 하는 폴리에테르 블록 아미드 엘라스토머 또는 폴리에테르에스테르 블록 아미드 엘라스토머와 같은 폴리아미드계 엘라스토머(Thermoplastic Amide elastomer, TPAE); 폴리에틸렌/폴리프로필렌 등을 경질상으로 하고, 에틸렌프로필렌고무(EPM, EPDM)을 연질 부분으로 하는 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic poly-olefin elastomer, TPO); 스티렌을 경질상으로 하고, 부타디엔, 이소프렌 등을 연질상으로 하는 SBS, SIS, SEBS, SEPS 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Styrene elastomer, TPS) 등을 예로 들 수 있다. 그 외에도 폴리프로필렌 단중합체(homo-polymer)/공중합체(co-polymer)인 경질 부문과, 스티렌계 또는 알파-올레핀 공중합체인 연질 엘라스토머의 블렌드(blend), 예를 들어 카르복실 변형된 NBR(니트릴부타디엔고무)-PVC(폴리염화비닐) 등의 블렌드, 천연고무-폴리프로필렌 블렌드 등을 고려해 볼 수 있다.
바람직하게는, 본 발명과 관련해서 특히 제 2 필름층(130)의 소재로서 사용될 수 있는 엘라스토머는 폴리우레탄계의 엘라스토머이고, 더욱 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 들 수 있다. 이러한 폴리우레탄 소재의 제 2 필름층(130)은 메틸렌디페닐이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 메틸렌디페닐이소시아네이트(MDI) 올리고머, 톨루엔디이소시아네이트(TDI) 올리고머 및 카보디이미드 변성 메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 디이소시아네이트와, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폴리올 혼합물을 반응시켜 제조할 수 있다. 제 2 필름층(130)은 충격 흡수라는 목적을 달성하기 위해서 최소 30 ㎛ 이상인 것이 바람직하고 필름이 지나치게 두꺼워지는 것을 방지하기 위해서 200 ㎛ 이하의 두께로 적층될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다.
아울러, 본 실시예에 따르면 전술한 고분자 소재의 엘라스토머를 사용하여 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150) 사이에 적층되는 제 2 필름층(130)의 일면, 예를 들어 상면으로 연속적으로 엠보싱(132)이 형성된다. 제 2 필름층(130)의 일면에 형성되는 엠보싱(132)으로 인하여, 고분자 소재의 엘라스토머 소재로 형성되는 제 2 필름층(130)은 외부의 충격에 대한 충격 흡수 표면적이 확대된다. 이 때문에 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(100)은 외부의 충격을 보다 효율적으로 완화할 수 있어서 완충 소재로서의 기능을 유효하게 발휘할 수 있다.
본 실시예에 따라 제 2 필름층(130)의 상면에 형성되는 엠보싱(132)은 그 단면이 쐐기 형상으로서 예를 들어 제 1 점착층(120)을 향하여 돌출되는 볼록부(136)와 볼록부(136) 사이에서 안쪽으로 요입되는 오목부(138)가 교대로 형성되는 형태일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 제 1 필름층(110)과 제 2 필름층(130) 사이에 제 1 점착층(120)이 개재되고, 제 2 필름층(130)과 제 3 필름층(150) 사이에 제 2 점착층(140)이 개재된다. 이들 점착층(120, 140)을 통하여 전술한 필름층이 순차적으로 적층됨으로써 충격 흡수 필름(100)을 형성하는 것이다. 제 1 점착층(120)과 제 2 점착층(140)을 형성하기 위한 소재로서 폴리올과 이소시아네이트의 반응에 의하여 생성되는 폴리우레탄 계열의 접착제는 물론, 에폭시 계열, 아크릴계 모노머, 아크릴계 올리고머, 아크릴계 고분자와 같은 아크릴 계열의 점착제, 아세테이트계 고분자, 고무계, 폴리비닐에테르계, 실리콘계, 스티렌계 고분자 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다. 예를 들면, 비닐아세테이트; 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, n-프로필메타아크릴레이트 등과 같은 메타아크릴레이트 또는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 성분을 갖는 알킬(메타)아크릴산에스테르와 중합성 불포화 카르복시산/수산기 함유 에틸렌성 불포화 모노머, 또는 알킬(메타)아크릴산에스테르와 공중합성 비닐계 모노머를 유기 용제 또는 물 매체 중에 공중합하여 얻어지는 아크릴계 점착제 및 술폰화된 폴리스티렌으로 구성되는 군에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 내열성 및 내후성 등의 관점에서 아크릴계 폴리머를 베이스로 하는 아크릴계 점착제이다. 이들 점착제 중에는 가교제를 배합할 수 있는데, 가교제로는 비스페놀 A, 에피클로로히드린형의 에폭시계 수지 등의 에폭시계 화합물; 헥사메틸렌디아민, 트리에틸디아민, 헥사메틸렌테트라민 등의 폴리아민 화합물; 알루미늄, 철, 동, 아연, 주석 등의 다가 금속이 아세틸아세톤이라든가 아세토초산에틸에 배위한 금속 킬레이트 화합물; N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드) 등의 아지리딘계 화합물; 폴리이소시아테이트 화합물 등을 들 수 있다. 이들 가교제는 베이스로 사용되는 점착제 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 10 중량부가 바람직하다.
제 1 점착층(120) 및 제 2 점착층(140)의 두께는 재질의 점착 특성에 따라 조절할 수 있으나, 최소한의 점착력을 유지하기 위해서 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 전체 필름(100)이 지나치게 두꺼워지는 것을 방지하기 위하여 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이들 점착층(120, 140)은 각각 제 1 필름층(110)과 제 2 필름층(130) 사이와, 제 2 필름층(130)과 제 3 필름층(150) 사이에 개재, 적층될 수 있다 .
바람직하게는, 제 1 필름층(110)과 제 3 필름층(150)을 동일한 소재로 적층, 형성한다. 즉, 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(100)의 경우, 제 2 필름층(130)이 중앙에 적층, 형성되고 그 상면과 저면에 부착되는 점착층(120, 140)을 통하여 동일한 소재의 필름층(110, 150)이 적층되는 형태를 가지도록 구성할 수 있다. 또한, 도 1에서는 고분자 엘라스토머 소재의 제 2 필름층(130)의 상면에 엠보싱(132)을 형성하였으나, 제 2 점착층(140) 쪽인 제 2 필름층(130)의 저면에 엠보싱을 형성하는 것 역시 가능하다.
계속해서 본 발명의 다른 실시예에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 충격 흡수 필름(200)의 적층 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 전술한 실시예와 마찬가지로 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(200)은 PP, PET 등의 고분자 수지로 제조되는 제 1 필름층(210), 제 1 점착층(220)을 통하여 제 1 필름층(210)의 저면에 적층, 형성되는 고분자 엘라스토머 소재의 제 2 필름층(230), 제 2 점착층(240)을 통하여 제 2 필름층(230)의 저면에 적층, 형성되는 PP, PET 등의 고분자 수지로 제조되는 제 3 필름층(250)을 갖는다.
그런데 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(200)의 경우, 고분자 엘라스토머 소재의 제 2 필름층(230)의 상면에 제 1 엠보싱(232)을 형성하고 있음은 물론이고, 그 저면에도 제 1 엠보싱(232)에 대응되는 형태로 단면이 쐐기 형상인 제 2 엠보싱(234)을 형성하고 있다. 제 2 필름층(230) 상면의 제 1 엠보싱(232)이 제 1 점착층(220)을 향하여 돌출된 제 1 볼록부(236a)와 이 제 1 볼록부(236a) 사이에서 요입된 부분인 제 1 오목부(238a)가 교대로 형성되는 것과 마찬가지로, 제 2 필름층(230) 저면의 제 2 엠보싱(234) 역시 제 2 점착층(240)을 향해 돌출하는 제 2 볼록부(236b)와 이 제 2 볼록부(236b) 사이에서 안쪽으로 요입되는 부분인 제 2 오목부(238b)가 교대로 형성되어 있다.
전술한 실시예와 비교해서 제 2 필름층(230)은 외부의 충격에 대하여 충격을 흡수할 수 있는 표면적이 증가하였기 때문에, 더욱 효율적으로 완충 작용을 발휘할 수 있다. 이때, 예를 들어 제 1 엠보싱(232)의 제 1 볼록부(236a) 및 제 2 오목부(238a)는 각각 제 2 엠보싱(234)의 제 2 볼록부(236b) 및 제 2 오목부(238b)와 대향적으로 형성되거나, 또는 제 1 엠보싱(232)의 제 1 볼록부(236a) 및 제 2 오목부(238a)는 각각 제 2 엠보싱(234)의 제 2 오목부(238b) 및 제 2 볼록부(236b)와 대향적으로 형성될 수 있을 것이다.
특히 본 실시예에 따르면 탄성 소재인 제 2 필름층(230)을 중앙에 형성하고, 바람직하게는 내열성과 내충격성이 양호한 동일한 소재로 성형되는 제 1 필름층(210)과 제 2 필름층(250)이 각각 충격 흡수 필름(200)의 상면과 저면을 구성하고 있을 뿐만 아니라, 제 2 필름층(230)의 상면과 저면에 서로 대응되는 엠보싱(232, 234)을 형성하고 있다. 이처럼 제 2 필름층(230)을 중심으로 그 구조가 대칭되는 완전한 '샌드위치'적층 구조를 가지고 있기 때문에, 외부의 충격에 대해서 상면이나 저면 중 어느 일면으로 충격력이 쏠리는 것을 방지할 수 있다.
이처럼, 전술한 실시예와 비교하여 충격 흡수 필름(200) 상면의 제 1 필름층(210)이나 저면의 제 3 필름층(250)으로 균일하게 충격력이 분산되기 때문에, 과도한 충격의 쏠림으로 인하여 제 1 필름층(210)이나 제 3 필름층(250)의 평활성이 훼손되지 않는다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(200)을 표시 소자에 부착하는 경우, 외부의 충격에 대한 내충격성을 향상시킬 수 있다.
전술한 실시예에서는 예를 들어 단면이 쐐기 형태인 엠보싱을 갖는 제 2 필름층이 적층, 형성되는 충격 흡수 필름에 대해서 기술하였으나, 다른 형태의 엠보싱을 형성할 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 흡수 필름(300)의 적층 구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, PP, PET 등의 고분자 수지의 제 1 필름층(310), 제 1 점착층(320)을 통하여 제 1 필름층(310)의 저면에 적층되는 고분자 엘라스토머 소재의 제 2 필름층(330), 제 2 점착층(340)을 통하여 제 2 필름층(330)의 저면으로 부착되는 PP, PET 등의 고분자 수지의 제 3 필름층(350)을 포함한다. 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(300)의 경우, 제 2 필름층(330)의 상면과 저면으로 엠보싱(332, 334)을 형성하고 있는데, 이들 엠보싱(332, 334)은 단면이 연속되는 물결 형상으로서, 점착층(320, 340) 쪽으로 돌출되는 볼록부(336a, 336b)와 볼록부(336a, 336b) 사이에서 제 2 필름층(330) 쪽으로 요입되는 오목부(338a, 338b)가 교대로 형성되어 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 흡수 필름(400)의 적층 구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, PP, PET 등의 고분자 수지의 제 1 필름층(410), 제 1 점착층(420)을 통하여 제 1 필름층(410)의 저면에 적층되는 고분자 엘라스토머 소재의 제 2 필름층(430), 제 2 점착층(440)을 통하여 제 2 필름층(430)의 저면으로 부착되는 PP, PET 등의 고분자 수지의 제 3 필름층(450)을 포함한다. 본 실시예에 따른 충격 흡수 필름(400)의 경우, 제 2 필름층(430)의 상면과 저면으로 엠보싱(432, 434)을 형성하고 있는데, 이들 엠보싱(432, 434)은 단면이 연속되는 절곡된 요철 형상으로서, 점착층(420, 440) 쪽으로 돌출되는 볼록부(436a, 436b)와 볼록부(436a, 436b) 사이에서 제 2 필름층(430) 쪽으로 요입되는 오목부(438a, 438b)가 교대로 형성되어 있다.
도 1 내지 도 4에 각각 도시된 충격 흡수 필름의 엠보싱(132, 232, 234, 332, 334, 432, 434) 형상은 예시적인 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다른 형상을 용이하게 생각해 낼 수 있을 것이다. 하지만, 외부 충격에 대하여 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)의 충격 흡수 면적을 증가시키기 위한 것이라면 전술한 실시예와 다른 형상의 엠보싱 구조 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것이라는 점은 쉽게 알 수 있을 것이다.
아울러, 도 1 내지 도 4에서 도면으로 표시하지는 않았으나 예를 들어 제 3 필름층(150, 250, 350, 450)의 저면으로 표시 소자에 대한 부착력을 향상시킬 수 있도록 예를 들어 아크릴계의 점착제를 도포할 수 있으며, 제품으로서의 활용을 위하여 점착제의 저면으로 이형지가 부착될 수 있다. 실제 표시 소자 등에 본 발명에 따른 충격 흡수 필름(100, 200, 300, 400)을 부착하고자 하는 경우에는 이형지를 점착제층에서 제거하는 형태로 사용될 수 있음은 물론이다.
계속해서, 본 발명에 따른 충격 흡수 필름(100, 200, 300, 400)의 제조 공정에 대해서 살펴본다. 우선 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등과 같이 신율 및 기계적 강도가 우수한 수지를 사용하여 제 1 필름층(110, 210, 310, 320)을 성형한다. 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)은 대략 20 ~ 100 ㎛의 두께로 성형, 가공될 수 있다. 제 1 필름층(110, 210, 310, 410) 별도로 상면과 저면 중 적어도 일면에 다양한 엠보싱 무늬를 가공한 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)을 준비한다.
이어서 제 1 필름층(110, 210, 310, 210)의 배면으로 폴리우레탄 또는 에폭시계 등의 고분자 소재의 제 2 점착층(120, 220, 320, 420)을 대략 5 ~ 30 ㎛의 두께로 도포하고, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄일 수 있는 고분자 엘라스토머 소재로서 엠보싱 성형이 완료된 대략 30 ~ 200 ㎛, 바람직하게는 80 ~ 200 ㎛ 두께의 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)을 부착한다. 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)에 적절한 엠보싱 무늬를 형성하기 위하여 성형된 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)을 엠보-롤(embo-roll)에 통과시키는 엠보싱 처리가 수행될 수 있다.
이와 관련해서, 제 1 필름층과 제 2 필름층 사이에 제 1 점착층을 형성하기 위한 하나의 방법으로 각각의 필름을 제작한 후 합지하는 방법과 필름층에 직접 형성하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 합지의 일예로서, 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)과 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)을 각각 반대되는 롤러에 권취한 상태에서, 예를 들어 제 1 롤러로부터 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)을 풀어서 폴리우레탄 계열의 제 1 점착제 용기로 이동하여 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)의 저면으로 점착제를 도포하여 제 1 점착층(120, 220, 320, 420)을 형성하고, 제 2 롤러로부터 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)이 풀어지면서 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)의 저면으로 부착되는 방법이 사용될 수 있다. 또한 필름층의 일면에 직접 제 1 점착층을 형성하기 위한 방법으로서, 스크린 인쇄법, 스프레이 코팅법 또는 닥터 블레이드를 이용하는 통상적인 코팅법을 사용하여 제 1 점착층(110, 210, 310, 410)을 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)의 배면이나 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)의 표면에 직접 형성할 수 있다.
반대로 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)의 상면으로 점착제를 도포한 뒤, 제 1 필름층(110, 210, 310, 410)의 저면과 합쳐지는 방법이 또한 사용될 수 있다. 이때, 점착제는 대략 20 g/㎡의 양으로 도포될 수 있으며, 그 두께는 바람직하게는 대략 5 ~ 30 ㎛가 될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
이어서, 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)의 배면으로 대략 5 ~ 30 ㎛ 두께의 제 2 점착층(140, 240, 340, 440)을 도포하고, 미리 준비한 PP, PET 등의 수지로 성형된 대략 20 ~ 100 ㎛ 두께의 제 3 필름층(150, 250, 350, 450)을 제 2 점착층(140, 240, 340, 440)을 통하여 제 2 필름층(130, 240, 340, 440)의 저면으로 부착하여, 충격 흡수 필름의 적층 및 성형을 완료한다.
제 1 필름층과 제 2 필름층을 부착할 때 롤러를 사용한 것과 유사하게, 제 1 롤러에 의하여 권취되어 있는 제 1 필름층-제 1 점착층-제 2 필름층의 중간 적층 필름의 저면으로 폴리우레탄 계열일 수 있는 제 2 점착제를 대략 5 ~ 30 ㎛의 두께로 도포한 뒤, 제 3 필름층을 중간 적층 필름의 저면과 부착할 수 있다. 또는 스크린 인쇄법, 스프레이 코팅법 또는 닥터 블레이드를 이용하는 통상적인 코팅법을 사용하여 제 2 점착층(140, 240, 340, 440)을 제 2 필름층(130, 230, 330, 430)의 배면이나 제 3 필름층(150, 250, 350, 450)의 표면에 직접 형성할 수 있다.
아울러, 필요에 따라서는 제 3 필름층(150, 250, 350, 450)의 저면으로 아크릴계의 점착제를 사용하여 점착제층을 형성하고, 점착제층의 저면으로 이형지를 부착하는 공정이 수행될 수 있음은 물론이다. 점착제층의 형성 및 이형지의 부착은 본 기술분야에서는 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기에서는 제 1 필름층-제 2 점착층-제 2 필름층-제 2 점착층-제 3 필름층의 순서로 적층되는 필름의 제조 공정을 예시하였으나, 반대로 제 3 필름층(150, 250, 350, 450)-제 2 점착층(140, 240, 340, 440)-제 2 필름층(130, 230, 330, 430)-제 2 점착층(120, 220, 320, 420)-제 1 필름층(110, 210, 310, 410)의 순서로 적층될 수 있음은 물론이다.
이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 충격 흡수 필름의 제조
38 ㎛ 두께로 성형된 폴리에틸렌테레프탈레이트(SKC)의 제 1 필름층의 배면에 드라이 라미네이팅 합지기(오리엔탈 기계)를 사용하여 폴리우레탄 계열의 점착제(대광산업사)를 20 g/㎡의 양으로 도포하여 15 ㎛ 두께의 제 1 점착층을 형성하고, 제 1 필름층의 저면으로 엠보-롤을 통하여 양면에 엠보싱 성형이 완료된 150 ㎛ 두께의 열가소성 폴리우레탄 소재(동진산업)의 제 2 필름층을 부착하였다. 드라이 라미네이팅 합지기를 사용하여 제 1 필름층-제 2 필름층이 부착된 중간 적층 필름의 배면으로 15 ㎛ 두께의 폴리우레탄 계열의 점착제(대광산업사)를 도포, 형성한 뒤, 그 저면으로 38 ㎛ 두께로 성형된 폴리에틸렌테레프탈레이트(SKC) 제 3 필름층을 부착하여 충격 흡수 필름을 제조하였다.
실험예 : 충격 테스트
위에서 제조된 충격 흡수 필름에 대한 내-충격 테스트를 진행하였다. 위에서 제조된 충격 흡수 필름을 강화유리(3T)에 부착한 뒤 낙구 충격 시험을 수행하였다. 제조된 시료를 고무판 바닥에 놓고, 가운데 지점에 1.04 ㎏의 강구로 낙하시 파손 유무를 수행하였다. 비교를 위해서 충격 흡수 필름이 부착되지 않은 강화유리(3T) 만으로 구성된 시료에 대해서도 낙구 충격 시험을 수행하였으며, 낙하 높이를 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m로 구분하여 진행하였다. 시험 결과가 하기 표 1에 표시되어 있다. 본 발명에 따라 제조된 필름을 부착한 경우에 내-충격 효과가 양호하다는 점을 알 수 있다.
| 시험 항목 (낙구 충격 시험) |
강화유리(3T) + 필름 | 강화유리(3T) |
| 낙하 높이 0.5 m | 이상 없음 | 깨짐 |
| 낙하 높이 1.0 m | 이상 없음 | 깨짐 |
| 낙하 높이 1.5 m | 이상 없음 | 깨짐 |
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 기술하였으나, 이는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 분야의 당업자라면 본 발명에 대한 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 그러나 그와 같은 변형과 변경은 본 발명의 기본 정신을 훼손하지 않는 한 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 보다 분명해질 것이다.
100, 200, 300, 400 : 적층 필름 110, 210, 310, 410 : 제 1 필름층
120, 220, 320, 420 : 제 1 점착층 130, 230, 330, 430 : 제 2 필름층
132, 232, 332, 332 : 제 1 엠보싱 234, 334, 434 : 제 2 엠보싱
140, 240, 340, 440 : 제 2 점착층 150, 250, 350, 450 : 제 3 필름층
120, 220, 320, 420 : 제 1 점착층 130, 230, 330, 430 : 제 2 필름층
132, 232, 332, 332 : 제 1 엠보싱 234, 334, 434 : 제 2 엠보싱
140, 240, 340, 440 : 제 2 점착층 150, 250, 350, 450 : 제 3 필름층
Claims (5)
- 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 및 나일론으로 구성되는 군에서 선택되는 고분자 소재의 제 1 필름층;
제 1 점착층을 통하여 상기 제 1 필름층의 일면에 형성되고, 상면과 저면 중 적어도 하나의 일면에 엠보싱이 형성되는 제 2 필름층으로서, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리올레핀계 및 폴리스티렌계에서 선택되는 고분자 엘라스토머의 제 2 필름층; 및
제 2 점착층을 통하여 상기 제 2 필름층의 저면에 형성되며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 나일론으로 구성되는 군에서 선택되는 고분자 소재의 제 3 필름층을 포함하는 충격 흡수 필름.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 필름층 및 상기 제 3 필름층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 필름.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 2 필름층은 열가소성 폴리우레탄 수지로 제조되는 충격 흡수 필름.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 2 필름층에 형성되는 엠보싱은 그 단면 형상이 쐐기, 물결무늬 또는 절곡된 요철 형상 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 필름.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 엠보싱은 상기 제 2 필름층의 상면과 저면에 모두 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 필름.
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