화면을 접어서 사용할 수 있는 모바일 기기나 노트북PC 등에 탑재되는 '폴더블(Foldable)' 디스플레이 시장이 향후 5년간 매년 100% 이상 고속 성장할 것이란 전망이 나왔다. 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 응용처별로 전세계 폴더블 디스플레이 패널 출하량은 2021년에 1500만개를 넘어선 이후 2022년 3000만개, 2025년엔 7700만개까지 연평균 132%씩 성장할 것으로 예상되고 있다.
[그림1] 폴더블(Foldable) 디스플레이 시장 매출 전망, 출처: 뉴스1
디스플레이의 경량화, 박형화 및 플렉서블화로 커버 윈도우로 유리 대신 광학 필름을 사용하는 것이 검토되고 있다. 광학 필름이 표시장치의 커버 윈도우로 사용되기 위해서는, 우수한 광학적 특성 및 기계적 특성이 필요하다.
따라서, 불용성, 내화학성, 내열성, 내방사선성 및 저온특성 등과 같은 기계적 특성이 우수하면서 광학 특성이 우수한 필름을 개발하는 것이 필요하고, 커버 윈도우와 같은 플렉서블 윈도우 부재로 활용시 굴곡 특성 및 내충격성 등이 우수하고, 폴딩 시 폴딩 흔적이 남지 않는 광학 필름의 개발이 요구되는 실정이다.
코오롱인더스트리(이하 코오롱)의 본 특허는 신규한 버퍼층을 포함함으로써 폴딩 흔적이 개선되거나 내충격성이 보강된 광학필름에 관한 것이다.
본 특허에 따른 광학 필름은 광투과성 기재; 및 버퍼층;을 포함하고, 하기 식 1로 산출되는 제1 폴딩 흔적 파라미터가 0.7 내지 7.0이다.
[식 1]
제1 폴딩 흔적 파라미터 = [{(버퍼층 두께 x 2.0 x 버퍼층 굴절률)/(광투과성 기재 두께 x 광투과성 기재 굴절률)} + 광학 필름 모듈러스] x Δn x 1.5
상기 식 1에서, Δn은 "상기 광투과성 기재의 굴절률 - 상기 버퍼층의 굴절률"이다.
본 특허에 따른 광학 필름은 광투과성 기재(110) 및 버퍼층(120)을 포함한다. 본 특허의 광학 필름은 광투과성 기재(110)의 하면에 버퍼층(120)이 형성되거나(그림2), 광투과성 기재(110)의 상면에 버퍼층(120)이 형성될 수도 있다. 또는, 광투과성 기재(110)의 상면 및 하면 모두에 버퍼층(120)이 배치될 수도 있다.
[그림2] 본 특허의 실시예에 따른 광학 필름의 단면도
[그림3] 본 특허의 다른 실시예에 따른 광학 필름의 단면도
광투과성 기재(110)는 빛이 투과될 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 예를 들어, 광투과성 기재(110)는 유리 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 특히, 고분자 수지는 굴곡 특성 및 내충격성 등이 우수하여, 플렉서블 표시장치의 커버 윈도우로 사용하기 적합하다. 버퍼층(120)은 우레탄 아크릴레이트 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게 우레탄 아크릴레이트 실록산 수지를 포함할 수 있다.
본 특허에서 표 1과 같이 광투과성 기재, 버퍼층, 하드코팅층 두께 및 배치 순서를 달리하여 광학 필름을 제조하였다.
[표 1] 광학 필름의 제조
제조된 광학필름의 물리적 특성을 분석한 결과, 실시예 1 내지 12의 광학 필름은 폴딩 흔적 파라미터가 모두 0.7 내지 7.0의 값을 가지는 필름으로서, 광택도 변화량(ΔRIQ)이 -20이상이고 폴딩 흔적이 발생하지 않았다.
그러나, 비교예 1 내지 6의 광학 필름 중 비교예 5 및 6은 폴딩 자체가 불가할 정도로 딱딱했으며, 나머지 비교예 1 내지 4는 폴딩 흔적 파라미터가 0.7 미만이거나, 7.0 초과하는 값을 가지는 필름으로서, 광택도 변화량(Δ RIQ)이 -20 미만이고 폴딩 흔적이 발생하는 것을 확인하였다(표 2, 표 3)
[표 2] 광학필름의 굴절율, 모듈러스, 폴딩 흔적 파라미터, 광택도 변화량 분석
[표 3] 광학필름의 황색도, 광투과도, 헤이즈, 반사율, 인장강도, 연신율, 절곡 시험 후 폴딩 흔적 분석
코오롱의 광학 필름은 버퍼층을 포함함으로써, 폴딩 시에도 폴딩 흔적이 발생하지 않거나, 폴딩 흔적이 빠르게 복원된다. 또한 폴딩 흔적이 시인되지 않아, 폴더플 디스플레이에 적용시 품질을 개선하는데 유용할 것으로 판단된다.
코오롱은 고분자 수지인 폴리이미드를 이용하여 투명 폴리이미드(PI) 광학필름을 개발하였으며, 다양한 플렉시블 필름 기술을 개발하고 있다. 또한, 현재 투명한 폴리이미드 필름을 상용화하여 세계 최초로 출시된 폴더블 노트북 디스플레이 커버에 사용되었다. 코오롱은 폴더블 노트북 적용을 기반으로 향후 다양한 분야의 중대형 폴더블 디스플레이 시장을 선점할 것으로 기대된다.
[그림4] 코오롱인더의 CPI필름이 적용된 레노버 X1폴드 노트북. 출처 매일경제
특허법인 ECM
변리사 최자영
jychoi@ecmpatent.com
02-568-2675
참조
'폴더블' 디스플레이 시장, 연평균 113% '급성장' 전망, 뉴스1 2020년 4월 15일
출원번호
10-2021-0039683
출원일자
2021년03월26일
우선권주장(우선권주장일)
10-2020-0037091 (2020년03월26일)
출원인
코오롱인더스트리 주식회사
공개번호(일자)
10-2021-0120906 (2021년10월07일)
발명의 명칭
폴딩 후 복원력이 우수한 광학 필름 및 이를 포함하는 표시장치
화면을 접어서 사용할 수 있는 모바일 기기나 노트북PC 등에 탑재되는 '폴더블(Foldable)' 디스플레이 시장이 향후 5년간 매년 100% 이상 고속 성장할 것이란 전망이 나왔다. 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 응용처별로 전세계 폴더블 디스플레이 패널 출하량은 2021년에 1500만개를 넘어선 이후 2022년 3000만개, 2025년엔 7700만개까지 연평균 132%씩 성장할 것으로 예상되고 있다.
[그림1] 폴더블(Foldable) 디스플레이 시장 매출 전망, 출처: 뉴스1
디스플레이의 경량화, 박형화 및 플렉서블화로 커버 윈도우로 유리 대신 광학 필름을 사용하는 것이 검토되고 있다. 광학 필름이 표시장치의 커버 윈도우로 사용되기 위해서는, 우수한 광학적 특성 및 기계적 특성이 필요하다.
따라서, 불용성, 내화학성, 내열성, 내방사선성 및 저온특성 등과 같은 기계적 특성이 우수하면서 광학 특성이 우수한 필름을 개발하는 것이 필요하고, 커버 윈도우와 같은 플렉서블 윈도우 부재로 활용시 굴곡 특성 및 내충격성 등이 우수하고, 폴딩 시 폴딩 흔적이 남지 않는 광학 필름의 개발이 요구되는 실정이다.
코오롱인더스트리(이하 코오롱)의 본 특허는 신규한 버퍼층을 포함함으로써 폴딩 흔적이 개선되거나 내충격성이 보강된 광학필름에 관한 것이다.
본 특허에 따른 광학 필름은 광투과성 기재; 및 버퍼층;을 포함하고, 하기 식 1로 산출되는 제1 폴딩 흔적 파라미터가 0.7 내지 7.0이다.
[식 1]
제1 폴딩 흔적 파라미터 = [{(버퍼층 두께 x 2.0 x 버퍼층 굴절률)/(광투과성 기재 두께 x 광투과성 기재 굴절률)} + 광학 필름 모듈러스] x Δn x 1.5
상기 식 1에서, Δn은 "상기 광투과성 기재의 굴절률 - 상기 버퍼층의 굴절률"이다.
본 특허에 따른 광학 필름은 광투과성 기재(110) 및 버퍼층(120)을 포함한다. 본 특허의 광학 필름은 광투과성 기재(110)의 하면에 버퍼층(120)이 형성되거나(그림2), 광투과성 기재(110)의 상면에 버퍼층(120)이 형성될 수도 있다. 또는, 광투과성 기재(110)의 상면 및 하면 모두에 버퍼층(120)이 배치될 수도 있다.
[그림2] 본 특허의 실시예에 따른 광학 필름의 단면도
[그림3] 본 특허의 다른 실시예에 따른 광학 필름의 단면도
광투과성 기재(110)는 빛이 투과될 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 예를 들어, 광투과성 기재(110)는 유리 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 특히, 고분자 수지는 굴곡 특성 및 내충격성 등이 우수하여, 플렉서블 표시장치의 커버 윈도우로 사용하기 적합하다. 버퍼층(120)은 우레탄 아크릴레이트 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게 우레탄 아크릴레이트 실록산 수지를 포함할 수 있다.
본 특허에서 표 1과 같이 광투과성 기재, 버퍼층, 하드코팅층 두께 및 배치 순서를 달리하여 광학 필름을 제조하였다.
[표 1] 광학 필름의 제조
제조된 광학필름의 물리적 특성을 분석한 결과, 실시예 1 내지 12의 광학 필름은 폴딩 흔적 파라미터가 모두 0.7 내지 7.0의 값을 가지는 필름으로서, 광택도 변화량(ΔRIQ)이 -20이상이고 폴딩 흔적이 발생하지 않았다.
그러나, 비교예 1 내지 6의 광학 필름 중 비교예 5 및 6은 폴딩 자체가 불가할 정도로 딱딱했으며, 나머지 비교예 1 내지 4는 폴딩 흔적 파라미터가 0.7 미만이거나, 7.0 초과하는 값을 가지는 필름으로서, 광택도 변화량(Δ RIQ)이 -20 미만이고 폴딩 흔적이 발생하는 것을 확인하였다(표 2, 표 3)
[표 2] 광학필름의 굴절율, 모듈러스, 폴딩 흔적 파라미터, 광택도 변화량 분석
[표 3] 광학필름의 황색도, 광투과도, 헤이즈, 반사율, 인장강도, 연신율, 절곡 시험 후 폴딩 흔적 분석
코오롱의 광학 필름은 버퍼층을 포함함으로써, 폴딩 시에도 폴딩 흔적이 발생하지 않거나, 폴딩 흔적이 빠르게 복원된다. 또한 폴딩 흔적이 시인되지 않아, 폴더플 디스플레이에 적용시 품질을 개선하는데 유용할 것으로 판단된다.
코오롱은 고분자 수지인 폴리이미드를 이용하여 투명 폴리이미드(PI) 광학필름을 개발하였으며, 다양한 플렉시블 필름 기술을 개발하고 있다. 또한, 현재 투명한 폴리이미드 필름을 상용화하여 세계 최초로 출시된 폴더블 노트북 디스플레이 커버에 사용되었다. 코오롱은 폴더블 노트북 적용을 기반으로 향후 다양한 분야의 중대형 폴더블 디스플레이 시장을 선점할 것으로 기대된다.
[그림4] 코오롱인더의 CPI필름이 적용된 레노버 X1폴드 노트북. 출처 매일경제
특허법인 ECM
변리사 최자영
jychoi@ecmpatent.com
02-568-2675
참조
'폴더블' 디스플레이 시장, 연평균 113% '급성장' 전망, 뉴스1 2020년 4월 15일