KR100489727B1

KR100489727B1 - 폴리머 코팅된 유리 박막 기판

Info

Publication number: KR100489727B1
Application number: KR10-2001-7009300A
Authority: KR
Inventors: 뷔르클레로란트; 도이치바인질케; 마우크라이너; 조센하이머칼-하인즈; 베버안드레아스
Original assignee: 쇼트 슈페찌알글라스 게엠베하
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2005-05-16
Anticipated expiration: 2020-04-17
Also published as: HK1040388B; CA2370121A1; EP1137607B1; US6815070B1; JP4122139B2; EP1048628A1; HK1040388A1; EP1137607A1; AU4748400A; MY146394A; KR20010105329A; CN1237022C; CN1367766A; WO2000066507A1; DE50002902D1; JP2002542971A; ATE245130T1; TWI231807B

Abstract

본 발명은 특히 전자 부품과 예컨대 디스플레이와 같은 전자 장치에 사용되는 유리-합성수지 혼합 필름에 관한 것이다. 본 발명의 필름은 10㎛와 500㎛ 사이의 두께를 갖는 유리 필름을 구비하며, 1㎛와 200㎛ 사이의 두께를 갖는 폴리머 층이 유리 필름의 적어도 한쪽 면에 직접 부가되며, 필름의 표면의 적어도 한 쪽은 100nm 이하의 기복과 30nm 이하의 거칠기 R_T를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리머 코팅된 유리 박막 기판 {polymer-coated thin glass film substrates}

본 발명은 유리/합성수지 혼합 필름(glass/plastic composite film)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 10㎛ 내지 500㎛ 정도의 두께를 갖는 유리 필름과 이 유리 필름의 적어도 어느 한쪽 면에 직접 부가되며 두께가 대략 1㎛ 내지 200㎛ 정도인 폴리머층(polymer layer)으로 만들어지는 디스플레이장치와 같은 전자 부품 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유리/합성수지 혼합 필름을 생산과 이의 사용하는 방법에도 관련된다.

평면 유리 기판들은 많은 응용분야, 예컨대 투명성, 우수한 화학적 및 열적 내구성, 그리고 정의된 화학적 및 물리적 성질이 중요한 그런 많은 응용품에 적합한 기판 물질이다. 이들 응용분야들이란 특히 디스플레이 장치, 박막(thin-film) 및 후막(thick-film) 센서, 태양전지, 마이크로 기계 부품과 리소그래픽(lithographic) 마스크 등과 같이, 박막과 후막 기술이 사용되는 응용분야들이다. 최근에는 새로운 제품 기능들과 응용 분야에 대한 요구가 증대하여, 그 정도가 유리 기판의 잘 알려진 좋은 성질과 부합하는 점점 더 얇고 초박형에 관한 요구는 물론이려니와 부분적으로는 탄력성과 같은 새로운 성질까지 가지는 기판을 요구하는 데 까지 이르렀다. 대표적인 응용분야는 센서 혹은 박막 전지(membrane elements)와 같은 전자적인 응용이다.

특히 예컨대 액정표시장치(LCD)와 같은 디스플레이 분야에서는, 보다 더 호소력 있는 디자인 쪽으로 점점 이동하려는 경향이 있고, 그러므로 새로운 기능들을 필요하게 된다. 이들은 특히 초박막이고, 특히 예컨대 휴대용 포켓 장치용 광 디스플레이, 이동전화기와 같이 둥그스름한 하우징 형상(rounded housing shapes)을 갖는 장치 또는 둥근 핀 형상 장치용의 유연한 디스플레이(flexible displays), 스마트카드용 또는 선반가격태그(shelf price tag)용 디스플레이, 유기질 혹은 비유기질 발광층에 기반을 둔 디스플레이, 또는 소위 발광 유기질 폴리머 디스플레이 (light emitting organic polymer displays: OLED) 등이다.

이러한 디스플레이들은 대개 다음과 같은 구조를 갖는다. 핵심부는 액정이나 폴리머를 수용하기 위한 셀(cell)이다. 이 셀에는 각각에 전극이 부가되는 전방 및 후방 플레이트가 제공된다. 대개의 액정 표시장치에 있어서, 상기 셀의 전방 및 후방 벽은 편광자에 의해 결합된다. 반사 디스플레이 장치에 있어서, 반사판이 상기 후방 편광자 뒤에 제공된다. 상기 발광 폴리머의 경우, 전극쌍들(counterelectrodes)은, 상기 디스플레이를 상기 후방 플레이트로 막기 전에, 상기 폴리머 상에 직접 기상증착(vapor-deposited)될 수 있다. 상기 디스플레이가 가능한 한 잘 동작하도록 하기 위해, 예컨대 액정들이 가능한 한 균일하게 정렬하도록 하고 모든 전극쌍들이 다른 전극쌍들에 대하여 가능한 한 동일한 간격을 갖도록 보장될 필요가 있다. 그렇지 않으면, 디스플레이 상에 왜곡이나 세기(intensity)의 국지적인 변동이 발생하기 때문이다. 이에 영향을 미치는 하나의 요소가 바로 개별 부품을 생산하는 데 사용되는 상기 기판들의 표면 품질이다.

상기 개별 부품들의 생산을 위한 바람직한 기판 재질은 유리와 합성수지(plastic)이다. 유리의 특별한 이점은 그것이 화학적으로나 광화학적으로 안정적이고, 광학적으로 등방성을 가지며, 온도와 기계적인 측면에서 안정성을 가지며, 나아가 단단한 표면을 갖는다는 점이다. 그러나 유리는 상대적으로 고밀도를 가지며 물러서 깨지기 쉽다. 생산 공정에서 유리의 파손은, 높은 불량률뿐만 아니라 유리 조각을 기계로부터 제거하기 위해 생산 공정이 중단될 필요가 있다는 사실 때문에, 생산자에게 손실을 초래한다.

합성수지재는 저밀도를 갖고 탄력적이며 내파괴성을 갖지만, 여러 가지 불리한 점도 아울러 갖고 있다. 최근 수년간 기판 재질은, 박 유리 기판의 대용으로서, 디스플레이 생산용 고품질 합성수지 필름에 기반을 두고 발전하여왔고 생산되어왔다. 이들 필름들은 모두, 요구되는 성질을 얻기 위해, 생산시 복잡한 특별 공정들을 필요로 한다. 이들 복잡한 생산 방법들 때문에 상기 기판들을 상당히 고가로 된다. 더구나, 상당한 개발 노력에도 불구하고, 상기 기판들의 물과 증기 침투도가 적정하게 감소될 수 없음을 알게 되었다. 이로 인해 상기 기판을 이용하여 생산된 LCD 장치의 품질과 수명은 매우 제한적인 결과를 초래한다. 소위 OLED에 있어서, 상기 기판을 통해 확산한 산소는 유기 반도체층과 기저 금속으로 구성되는 상기 전극들의 산화를 유발하고, 그 결과 상기 디스플레이장치의 수명을 단축시킨다. 상기 합성수지를 디스플레이의 보호층으로 사용할 때, 스크래치에 약한 성질로 인해 수명이 단축된다.

안전유리 산업과 마찬가지로, 유리가 갖는 좋은 성질과 합성수지의 좋은 성질을 결합하는 노력이 있다. DE-OS 36 15 277 A1에는, 유리의 파손을 막기 위해 유리판(glass panes)에 합성수지를 녹여 코팅하는 것이 개시된다. DE-OS 31 27 721 A1에는, 스크래치를 막기 위해 유리 필름이 코팅된 합성수지 판(plastic panes)이 개시되는데, 상기 코팅은 압력 및/또는 열 분기위에서, 바람직하게는 중간 삽입된 고열 용융 접착 필름(intermediated inserted hot-melt adhesive film)을 이용하여, 수행된다.

이와 비슷하게, 디스플레이 기술분야에서 유리와 합성수지의 성질들을 결합하는 몇 가지 예가 알려져 있다. 합성수지 보호층을 갖는 유리를 제공하기 위한 하나의 해결책이 한국 명세서 KR-A 98-3695에 개시되어 있다. 추측컨대, 유리는 에칭에 의해 원하는 두께로 되며, 합성수지 보호층은 상기 에칭에 의해 만들어지는 기공을 폐쇄하고 파손을 방지하는 보호수단으로 작용한다.

파손 방지 기능은 특히 이미 존재하는 미세크랙(microcracks)의 전파를 방지하는 것이다. 상기 명세서에는 그것이 열경화성 합성수지(thermosetting plastics) 그룹에서 선택되는 레진이라는 것을 제외하고는, 상기 폴리머의 선택에 관한 어떤 정보도 더 제공되지는 않는다. 또한 상기 보호층이 어떻게 부가되는지에 대해서도 어떤 개시도 없다. 만약 상기 특허출원 시점에서 디스플레이 장치의 생산에 사용하기 위해 흔히 사용되는 유리 두께를, 즉 그 당시에서는 주로 0.55mm~1.1mm 정도의 두께와 에칭된 유리 표면을 참작한다면, 거기서 생산되는 상기 유리/합성수지 혼합 물질들은 디스플레이 응용장치에 관한 오늘날의 요구사항들을 만족하지는 못한다.

편광자 필름의 생산과 관련하여, DE-OS 196 06 386 A1은 지향성을 갖고 광학적으로 활성인 합성수지의 색소 필름(dye film of plastic)을 기술하는데, 이는 가압(pressing), 용융(melting) 및 바람직하게는 접착(gluing)에 의해 유리 필름 위에 기계적인 안정성을 위해 부가된다. 상기 접착제는 상기 색소 필름의 부가적인 기계적 안정성을 제공한다. 상기 유리 필름 두께는 10㎛ 내지 200㎛ 정도의 값을 가지며, 상기 색소 필름의 두께는 5㎛ 내지 60㎛ 정도의 값을 갖는다.

상기 색소 필름을 부가하는 것은 문제가 없는 것은 아니다. 가압공정 동안에 유리 파손에 의해 불량품의 수가 상당히 많아진다. 용융 공정도 상기 색소 필름의 성질에 부정적으로 영향을 미칠 수 있는 복잡한 공정이다. 접착공정은 다음과 같은 불리함을 수반한다. 또한 막을 접착하는 공정은, 이는 유리막과 폴리머 필름의 경우인데, 적층(lamination)으로 알려져 있다. 적층은 일반적으로 롤러에 의해 압력이 부가되는 방식으로 이루어진다. 이는 유리 필름에 상당한 스트레스를 가하며 특히 박막인 경우에는 더욱 그러하며, 유리 필름에 대하여 예컨대 표면의 스크래치와 같은 파손 내지 손상을 초래한다.

박 유리의 생산, 필름의 생산, 접착제로 코팅하는 것 그리고 실질적인 적층 공정 등 적어도 4가지의 별도 공정이 필요한데, 이들 공정은 상당한 비용 부담을 낳는다. 더구나, 상기 접착과 적층 방법은 높은 수준의 요구사항을 만족시켜야 하는데, 그 이유는 상기 제품 특히 디스플레이 응용품은 공기나 먼지 입자를 포함하지 않아야 하기 때문이다. 상기 접착제를 선택함에 있어서 접착제는 주로 감소된 온도와 내용해성을 가진다는 것을 고려할 필요가 있다. 유리 라미네이트(laminates)의 균일한 두께는, 연성의(ductile) 접착제층의 두께 변동 때문에, 충분히 보장될 수 없다.

폴리머 필름의 사용은 그 자체로 문제가 있는데, 왜냐하면 폴리머 필름은 교차 결합(cross-linkage)의 정도가 높아서 온도 변동이 있는 동안 라미네이트에 상당한 정도의 압축과 신장 스트레스를 만들기 때문이다. 합성수지의 열팽창계수는 유리의 그것에 비해 한 등급 더 높다. 더구나 모든 폴리머 필름은 합성수지의 유리 전이 온도(glass transition temperature)에 가까운 온도 사이클 후에는 회복할 수 없는 수축을 보이며, 그 수축은 유리의 그것에 비해 한 등급 내지 두 등급 더 높을 수 있고 그 결과 라미네이트들이 영원히 비틀리는 상태를 초래한다. 이러한 효과는 종종 균일하지 않으며 지향성(oriented) 필름의 경우에는 비등방성이 될 수 있다.

더구나 폴리머 필름은 대개 20nm 이상 정도 되는 무시할 수 없는 광 지연(이중 굴절)을 갖는다. 액정의 이중 굴절을 활용하는 디스플레이에서는, 상기 필름의 광학적 비등방성은 허용될 수 없다. 필름의 측면 이중 굴절은 필름의 공정 방향에 대해 평행 및 수직 굴절 지수(refraction indices)의 차이로부터 얻어진다. 두께 d를 갖는 필름의 광 지연(optical retardation) γ는 상기 제품에서 상기 필름의 공정 방향에 대한 수평 및 수직 굴절 지수간의 차이와 필름 두께 상의 차이의 산물이다. 이중 굴절 액정을 활용하는 LCD 응용품에 대해서는, 20mm 이하의 광 지연을 갖는 기판들 혹은 기판 필름들만이 사용될 수 있다. 그러나, 상업적으로 활용가능한 대부분의 당김 필름(drawn films)은 이 값보다 몇 배 이상이다. 이 값 이하인 필름은 몇 개 있긴 하지만, 보다 복잡한 생산방법 때문에 고가가 된다.

매우 얇은 폴리머 필름과 관련하여, 이들은 적층 공정(lamination process)시에 취급상의 매우 어려움이 있으며 그 결과 수율이 나빠진다는 점이다. 상기 폴리머 필름은 뒤틀림 없이 적층하기가 쉽지 않아 부가적인 장력과 라미네이트의 뒤틀림을 낳는다. 두께가 25㎛ 미만인 폴리머 필름을 갖는 필름 라미네이트들은 대량으로 그리고 경제적으로 산업적으로 생산하기가 불가능하다.

합성수지 기판의 일예가 일본 명세서 JP-A 4-235527호에 개시되는데, 그에 따르면 유리 필름이 합성수지 기판의 표면 품질을 향상시키기 위해, 전극을 장착하기 위한 전기 도전층이 부가될 수 있도록, 상기 합성수지 기판 위에 부가되며 부가된다. 투명 에폭시 레진이 바람직한 합성수지 기판용 재료로서 이용된다. 상기 기판의 두께는, 응용분야에 따라서 그리고 특히 생산되어야 할 디스플레이의 기판 크기에 따라서 결정되는데, 대략 100㎛이상 10mm까지 될 수 있다. 유리 필름의 두께는 10㎛과 500㎛ 사이의 값을 가진다. 상기 유리 필름과 합성수지 기판이 함께 접착되거나 혹은 상기 레진을 상기 유리 위에 붓는다(poured). 접착공정은 위에서 언급된 문제점들을 일으킬 것이며, 최종 제품의 광학적 성질과 표면 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 나아가, 기판 두께가 100㎛ 이상이면 유리/합성수지 혼합 필름의 유연성이 제한된다는 불리함이 따른다.

현재까지 소개된 모든 최종 제품에 있어서, 어느 면이 더 가공되고 그것을 더 가공할 수 있는 방법은 최종 제품 그 자체로서 정해진다. JP-A 4-235527에서, 이 점을 치유하기 위한 시도가 처음으로 있었는데, 그 방법은 유리 필름을 합성수지 기판의 양쪽 면에 부가하는 것이다. 이를 위해 적어도 하나의 공정단계가 필요하며, 접착에 관해서는 적어도 두 개의 추가 공정단계와 부가 물질이 더 필요하다. 그러므로 양쪽 면이 더 가공되어야 하는 이러한 최종 제품을 생산하는 데 더 많은 비용이 든다.

어떤 물질이 EP 0 838 723에 의해 알려졌는데, 이는 유리 캐리어(glass carrier) 위의 한 층이 제공된 것이다. 이 물질은 1.2mm보다 더 얇고 5x10⁷Pa 이상의 인장응력(tensile stresses)에도 견딜 수 있는 유리 캐리어를 구비한다. 나아가, 세로방향의 에지들은 상기 캐리어 두께의 대략 0.5배의 반지름을 갖는 세로방향 반원에 배열된다.

EP 0 272 875 A는 광 메모리 카드와 이의 생산방법을 기술하는데, 상기 카드는 합성수지와 알루미늄으로 구성된다.

EP 0 759 565 A는 색채 필터 어레이 부품을 생산하는 방법을 기술한다. 이러한 목적으로 픽셀 셀의 색채 패턴이 수평 평면에서 고체인 얇은 캐리어에 부가된다. 그 후, 투명 캐리어가 상기 캐리어나 혹은 상기 픽셀 셀 위로 적층되고, 얇은 유리 평판 (127㎛)이 우선 스핀 코팅에 의해 폴리카보네이트로 코팅된다. 상기 픽셀 셀을 만든 다음에, 붕규산염(borosilicate) 판이 가압상태에서 픽셀 셀 위로 적층된다.

EP 0 669 205A에서는, 투명 유리/합성수지 물질 혼합 시트가 기술되어 있는데, 이는 적어도 하나의 투명 합성수지 시트, 적어도 하나의 유리 판, 그리고 접착력 강화 중간층으로 구성된다. 상기 유리판은 층 두께가 30㎛ 내지 1,000㎛ 정도인 유리 필름이다. 상기 합성수지 시트는 수 밀리미터의 두께를 가진다. 왜냐하면 상기 혼합 시트는 자동차에서 광, 스크래치 방지 창유리로 사용되기 때문이다.

GB 131 98 46은 유리-합성수지 혼합 필름을 개시하는데, 이는 두께가 4~200㎛ 정도인 유리 필름을 구비하며, 이 유리필름은 그의 양쪽 표면 중에 어느 하나 혹은 양쪽에 두께가 2~200㎛의 합성수지로 코팅된다. 그것은 접착제 내지 접합 강화제를 이용하여 생산된다. 다른 방안으로서, 상기 합성수지는 또한 액체 상태에서 직접 부가될 수 있다. 사용되는 합성수지의 재질은 폴리올레핀(polyolefins), PVC, PA, 폴리비닐리던스 염화물(polyvinylidence chloride), 셀루로오스(cellulose), 셀루로오스 아세테이트, 폴리스티롤 혹은 폴리머 혼합체 또는 상기 폴리머들의 코폴리머(copolymers)를 포함한다. 특히 바람직한 것은 폴리에스텔 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate)이다. GB 131 98 46에 명시된 유리/합성수지 혼합 필름의 바람직한 용도는 제도(drawings)용 필름 재질 혹은 가스 및 진공 불투과성 패키징 재질로 이용되는 것이다. 따라서 전자 부품 분야에서의 응용품에는 중요한, 광학적 성질이, GB 131 98 46에는 관련이 없으며 따라서 이 명세서에서 언급되어 있지 않다.

후에 발행된 출원 WO 99/21707과 WO 99/21708은 하나의 유리 기판과 투명 합성수지로 구성될 수 있는 적어도 하나의 캐리어로 구성되는 라미네이트를 기술하고 있다. 유리 층은 10㎛ 내지 450㎛의 두께를 가지며 합성수지 층은 500㎛의 두께를 갖는다.

상기 합성수지 층은 또한 접착제를 사용하지 않고 진공 적층에 의해 상기 유리 위에 부가될 수 있다. 연속 롤링이 이와 관련하여 제안된다. 그럼에도 불구하고 만약 접착을 사용한다면, 200℃까지는 열적으로 안정되어야 한다. 특히, 진공 적층에 있어서 중요한 점은 유리와 합성수지 양자는 낮은 표면 거칠기를 갖는다는 것이지만, 이는 더 이상 수량화되지 않는다. UV광으로 교차 연결될 수 있는 실리콘, 아크릴레이트(acrylates) 그리고 폴리머 등이 상기 접착층으로서 제안된다. 에폭시 실란과 같은 접합 강화제 역시, 기능 층이 상기 유리 위에 부가되어야 한다면, 상기 유리 위에 부가될 수 있다. 필요하다면, 라미네이트 전부가 졸-겔로 코팅될 수 있다. 상기 라미네이트가 특히 디스플레이용으로 사용되는 것이므로, 합성수지와 유리는 가능한 한 비슷한 반사 지수를 갖도록 선택되어야 한다.

WO 99/21708은 기능 층이 기판 위에 부가된 그런 반도체 장치를 생산하는 방법을 기술하는데, 상기 기판은 하나의 캐리어와 두께가 700㎛이하인 유리 층으로 구성된 라미네이트이다. 그것은 대략 WO 99/21707에 기술된 것과 같은 라미네이트이다.

나중에 발행된 GB 233 58 84에서, 광전자(optoelectronic) 혹은 전자 부품의 보호 부재로서 사용하기 위한 부품을 개시하는데, 그 부품은 적어도 하나의 전기적으로 활성인 유기 층을 구비하며, 두께가 200㎛인 유리 층과 두께가 1mm 이상이며 바람직하게는 200㎛ 정도인 합성수지 층을 구비한다. GB 233 58 84의 불리한 점은 상기 활성 유기 기증 층을 가공하는 것인데, 이는 복잡한 공정을 요하기 때문이다.

본 발명은 다음의 도면에 의해 설명된다.

도 1은 한 모서리에서 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 프로파일이다.

도 2는 다음 예들에 의해 상기 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하기 위한 생산라인을 도시한다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1: 유리 필름

2: 유리 필름 표면

3: 유리 모서리

4: 폴리머 필름

5: 모서리 확장

10: 유리 당김 장치

11: 유리 탱크

12: 배출부(debiteuse)

13: 냉각 라인

14: 롤러

15: 유리 필름

16: 버퍼 경로

20: 컨베이어 롤러

21: 롤러

22: 표면 처리 장치

23: 템퍼링(tempering) 유닛

24: 코팅 모듈

25: 폴리머

26: 시트 다이(sheet die)

27: 전달 롤러

28: 제1 건조 경로

29: 추출

30: UV 방사 경로

31: 제2 건조 경로

32: 중간층 풀기 장치(intermediate layer uncoiling device)

33: 감기 유닛(winding unit)

본 발명은, 특히 디스플레이 생산을 위해 모든 부품 예컨대 액정 셀, OLED들의 발광 층 또는 전극 층의 수용을 위한 셀의 생산의 기부로서 가능한 한 광범위하게 이용될 수 있는 그러한 필름을 제공함을 목적으로 한다. 그것은 필름 품질에 관한 현재와 장래의 요구수준을 만족해야 하며 유리와 합성수지 양자의 유리한 성질을 가져야 한다. 생산방법은 가능한 한 최소의 공정 단계로 국한되어야 하며 가능한 한 복잡하지 않아야 한다.

상기 목적은 다음과 같은 유리/합성수지 혼합 필름에 의해 달성된다. 즉 이 유리/합성수지 혼합 필름은, 일반적인 유리/합성수지 혼합 필름 위에 폴리머 층이 적어도 한 쪽 면에 직접 부가되어 적층의 불리함을 피하고, 그것의 표면상의 한 쪽 면이 100nm 이하의 기복(waviness) 및/또는 30nm 이하의 거칠기(roughness) R_T를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 긁힘(streak)은 100nm 이하이면 특히 바람직하다. 20nm를 넘지 않는 광 지연(optical retardation)을 갖도록 제공될 때, 전자 부품과 장치 분야에 사용하면 특히 이점이 있다. 인가되는 폴리머 층의 두께가 1㎛ 내지 100㎛ 사이일 때, 특히 유연한 혼합체(flexible composite)가 얻어진다.

나아가, 이러한 목적은 다음과 같은 두 가지 방법에 의해 달성된다.

첫 번째 방법은, 하향-당김(down-draw) 공정에 의해 2m/min 내지 12m/min의 당김 속도로 두께가 10㎛ 내지 500㎛인 유리 필름을 생산하는 단계, 상기 유리 필름 표면을 전처리하는 단계, 1㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 폴리머 층을 액체 상태로 직접 부가하는 단계, 폴리머 코팅된 유리 필름을 절단하는 단계를 구비한다.

두 번째 방법은, 위와 동일한 단계들을 구비하되, 특히 상기 유리 필름은, 그것이 생산된 후와 그 표면의 전처리와 상기 합성수지의 부가 전에, 절단된다는 점에 특징이 있다.

알려진 적층 방법들에 비해, 위 방법들을 이용하면 유리 필름 위에 매우 얇고 균일한 폴리머 필름을 생산하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 상기 유리/합성수지 필름은, 디스플레이를 생산하는 경우에 그것의 양호한 표면품질 때문에 편광 필름과 전극용 캐리어 플레이트로 더 가공하는 것과 최외 보호 시트로서 사용하는 것 등에 적합하다. 상기 합성수지 층 때문에 상기 필름은 내파괴성을 가지며 동시에 더 가볍다. 그리고 유리 필름 층 때문에, 내긁힘성이 있으며, 단단하고 기계적으로 안정되고 화학적으로 비활성이다. 상기 유리가 더 가공되어야 할지 또는 합성수지가 더 가공되어야 할지에 따라서, 합성수지가 파괴 보호부로서 이용되거나 또는 유리가 긁힘 보호부로서 이용된다. 낮은 이중 굴절성의 결과로서, 본 발명에 따른 유리/합성수지 혼합 필름은 특히 광전자 부품이나 장치 등에 사용하는 데 적합하다. 상기 혼합 필름의 우수한 표면품질은 액정 셀과 발광 층에 기반을 두는 발광 디스플레이의 생산에 특히 중요한 의미를 갖는다. 왜냐하면, 거친 표면은 디스플레이시 결함 자국을 낳을 수 있는데, 그 이유는 거친 표면이 부가된 오리엔테이션 층 내에서 액정들의 불균일한 정렬을 쉽게 야기할 수 있기 때문이다. 기복(waviness)은 활성 층(예컨대 액정)에서 층 두께의 변동을 야기하고, 그 때문에 불균일한 디스플레이를 초래한다.

거칠기 R_T는, 표면 거칠기로 알려져 있는데, DIN 4762 Part 1-08.60에 따라 정해지며, 참조 경로 안의 프로파일 정상과 프로파일 바닥 사이의 최대 간격에 해당된다. 모든 간격들의 산술적 평균에 해당하며 R_T의 일 단편에 불과한 거칠기 R_A와는 혼동되지 말아야 한다. 상기 거칠기는 이상적인 평면 표면으로부터의 편차의 단파 부분(short-wave portion)을 기술한다. 기복(DIN/ISO 11562에 따라서 0.8 내지 8.0 mm의 컷오프와 2CRPC 50 필터로 측정됨)은 이상적인 평면 표면에 대한 편차의 평균 파장 부분을 기술한다. 기복은 측정된 거리 20mm 에 걸쳐서 정해진다. 상기 긁힘(streak)은 상기 기복과 동일한 장치 변수를 가지고 특정되며 분석용 측정 길이는 2mm이다.

특히 바람직한 실시예에서, 유리/합성수지 혼합 필름의 양 면은 100nm 이하의 기복을 갖고 30nm 이하의 거칠기 R_T를 갖는 우수한 표면 품질을 갖는다. 그 결과, 상기 유리/합성수지 혼합 필름은 보다 범용적으로 사용될 수 있는데, 그 이유는 혼합 필름의 각 면에 동일하게 더 가공될 수 있고 또한, 양 면에 추가 가공할 수 있는 가능성을 열어놓고 있기 때문이다.

가능한 가장 가볍고 가장 얇으며, 그리고 무엇보다도 최상의 표면 품질을 갖는 유리/합성수지 혼합 필름을 얻기 위해, 상기 혼합 필름은 상기 폴리머와 상기 유리 필름으로만 구성되고 어떤 접착 층을 구비하지는 않는 것이 필수적이다.

특히 광전자 응용분야에 있어서는, 상기 혼합 필름을 통과한 광 신호들의 어떤 왜곡을 억제하기 위해, 광 지연이 20nm 이하인 것이 유리하고, 바람직하게는 15nm 이하인 것이 유리하다.

상기 디스플레이의 무게와 두께를 감소하기 위한 관점에서, 상기 유리 필름 층들은 바람직하게는 10㎛ 내지 400㎛의 두께를, 보다 바람직하게는 10㎛ 내지 200㎛의 두께를, 특히 바람직하게는 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 가지며, 상기 폴리머 층은 바람직하게는 2㎛ 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 2㎛ 내지 50㎛의 두께를 가지며, 광 지연은 15nm을 초과하지 않도록 한다.

유리 필름에서 유리 파손의 대부분이 모서리에서 시작하는 미세 크랙에 의해 야기되므로, 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 적어도 한 쪽 모서리는 합성수지로 완전히 덮여지는 것이 유리하다. 이는 새로운 크랙의 발생뿐만 아니라 이미 발생된 크랙이 전파되는 것을 방지한다.

점상 스트레스(punctual stresses) 부하에 덜 민감한 유리/합성수지 혼합 필름을 만들기 위해, 상기 합성수지층용 폴리머들을 선택함에 있어서 그것의 탄성계수가 5,000N/㎟ 이하, 바람직하게는 2,600N/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 1,500N/㎟ 이하가 되도록 하는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 발생하는 인장 부하는 상기 폴리머 층에 의해 보다 넓은 표면 영역으로 분산되고 그 결과 실질적으로 감소된다.

매우 얇은 합성수지 층의 탄성계수는 힘의 침투 깊이를 측정함으로써 결정될 수 있다. 이를 위해, 대개는 다이아몬드로 된 피라미드 같은 정의된 기하형상의 시료 조각이 성장 부하 하에서 상기 표면 쪽으로 가압되고 그 후, 다시 가압상태를 해제한다. 상기 탄성계수는 부하 해제 직선 (상기 부하에 종속되는 침투 깊이)의 기울기이다. 상기 측정은 소위 피코 인덴터(pico indentor)를 가지고 수행되는데, 이를 이용하면 10 내지 10nm 사이의 아주 얕은 각인 두께가 얻어질 수 있다. 이것이 필요한데 그 이유는 침투 깊이가 층 두께의 대략 10%를 초과할 때, 기판이 상기 측정에 영향을 미치기 시작하기 때문이다.

상기 합성수지 층용 폴리머를 고를 때, 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 투과도(transmission)가 비코팅된 유리 필름의 90% 이상이 되고 상기 폴리머 코팅에 의해 야기된 흐림도(cloudiness)가 상기 비코팅된 유리 필름과 비교할 때 1% 이하만큼 증가하는 요건을 만족하는 폴리머를 선택하는 것이 특히 유리하다는 것이 확인되었다.

상기 유리/합성수지 혼합 필름의 추가 공정에 대한 보다 많은 선택가능성을 가지도록 하고 상기 유리/합성수지 혼합 필름을 기본으로 하여 생산된 제품의 긴 서비스 수명을 보장하기 위해, 상기 유리/합성수지 혼합 필름은 130℃까지는 연속 내온성(continuous temperature-resistant) (몇 시간 동안) 이고, 140℃까지, 바람직하게는 180℃까지, 특히 바람직하게는 200℃까지는 단시간 내온성 (수 분 정도) 이다.

LCD와 OLED 디스플레이의 생산을 위해서는, 유리/합성수지 혼합 필름은 거칠기 R_T가 10nm 이하, 특히 바람직하게는 3nm 이하, 기복은 80nm 이하이면 특히 유리하다는 것이 입증되었다.

최적의 유리/합성수지 혼합 필름을 얻기 위한 바람직한 재료로서, 실리콘 폴리머, 졸-겔 폴리머(Ormocereⓡ, Nanocomposite와 같은), 폴리카보네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 시클로 올레핀 코폴리머 또는 폴리아릴레이트가 상기 합성수지 층의 바람직한 재료이고, 붕규산염 유리, 알루미노실리케이트 유리, 알루미노붕규산염 유리, 바람직하게는 무알칼리 붕규산염이 상기 유리 층의 바람직한 재료이다.

유리/합성수지 혼합 필름을 생산하기 위해, 상기 유리 필름을 그 자체로서 우선 생산할 필요가 있다. 요구되는 표면 품질을 갖는 유리 필름을 생산하기 위해, 당김 속도를 2m/min 내지 12m/min 사이로 하는 하향-당김 공정(down-draw process)을 이용하여야 한다. 상기 유리 필름의 표면 품질은 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 합성수지 쪽의 해당 표면 품질을 얻기 위한 선행 요건이다. 상기 유리 필름의 생산 후 그것은 곧바로 더 처리될 수도 있지만, 상기 유리 필름 표면의 전처리와 상기 폴리머 층의 부가 단계들이 공간적으로 상기 유리 필름 생산과 분리되어 있다면, 절단공정을 먼저 할 수도 있는 바 이는 생산량이 중소규모인 경우에 바람직하다.

상기 폴리머 층의 양호한 고착을 보장하기 위해, 상기 유리 필름 표면의 전처리가 수행된다.

폴리머를 상기 유리 필름 표면에 접착제를 사용하지 않고 즉, 액체 상태에서 직접 부가한 결과, 상기 폴리머 층의 표면은 상기 유리 필름의 표면을 반영하여 현저히 우수한 표면 품질을 갖게 된다. 상기 유리 필름의 생산, 전처리 및 코팅이 연속 공정으로 계획되면, 상기 폴리머-코팅된 유리 필름은 지금 절단된다.

상기 고체 유리 필름 상에 액상으로 부가한 결과, 상기 폴리머 필름에는 왜곡 오리엔테이션이 나타나지 않게 되고, 따라서 상기 폴리머 필름과 상기 혼합 필름의 광 지연은 결과적으로 20nm 이하이다.

상기 유리 필름이 상기 코팅에 앞서 절단되면, 그리고, 극히 얇은 폴리머 층들을 얻기를 원한다면, 상기 코팅은 바람직하게는 스피닝(spinning)이나 스프레이 스피닝에 의해 이루어진다. 연속 공정에 적합한 코팅방법들로서 붓기(pouring), 롤링(rolling) 및 스프레잉(spraying) 등이 있다. 디핑(dipping)은 상기 폴리머 층을 상기 유리 필름의 양쪽 표면에 부가하는 데 적합한 방법이다.

파손에 대한 저항력을 증대시키기 위해, 상기 필름의 적어도 한 쪽 모서리는 코팅되어야 한다. 상기 연속 공정에서 당김 방향에 평행한 상기 모서리들이 코팅되며, 절단된 필름 조각위에 4개의 모서리 전부 코팅될 수 있다.

생산하고자 하는 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 성질과 관련하여, 10㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 200㎛, 특히 바람직하게는 10㎛ 내지 100㎛의 유리 필름을 사용하고, 1㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 10㎛ 내지 85㎛의 폴리머 층들을 부가하는 것이 유리하다.

상기 유리 필름 상의 상기 폴리머 층의 결합력을 증대시키기 위해, 오존 포함 분위기에서 상기 유리 필름 표면을 UV 방사하거나 코로나 처리 혹은 프레이밍(flaming) 처리에 의해 표면 처리를 하면 최상의 결과가 얻어진다.

상기 폴리머 층의 경화를 지원하기 위해, 상기 필름은 자외선 광으로 방사되고 그리고/또는 열 영향 하에 건조되어야 한다.

사용된 폴리머가 실리콘 폴리머, 졸-겔 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 시클로 올레핀 코폴리머, 폴리아릴레이트 중 어느 하나이면, 특히 양호한 성질들을 갖는 유리/합성수지 혼합 필름들이 얻어질 수 있다. 나아가, 이 방법에서 무엇보다도 붕규산염 유리, 바람직하게는 무알칼리 붕규산염 유리를 사용하는 것이 상기 유리 필름의 생산에 특히 유리하다.

본 발명에 따른 유리/합성수지 혼합 필름을 액정 혹은 발광 층들에 기초한 전자 부품과 광전자 장치들의 생산과 연결하는 것이 또한 보호되어야 하는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 보다 상세히 설명된다.

도 1은 어느 한 모서리에서의 상기 유리/함성수지 혼합 필름의 프로파일을 도시한다. 유리 필름(1) 위에 폴리머 필름(4)이 유리 필름 표면(2) 위로 직접 부가된다. 상기 폴리머 필름(4)은 상기 유리 모서리(3)를 지나서 연장되며 그러므로 상기 유리 모서리(3)를 완전히 덮는 모서리 확장(5)을 형성한다. 이러한 방법에 있어서, 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 모서리는 강한 충격으로부터 보호되며 상기 모서리에 있을 수 있는 미세 크랙의 전파는 차단된다.

도 2는 상기 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하기 위한 가능한 생산 라인을 도시한다. 유리 당김 장치(10)에 있어서, 유리 필름(15)은 이른바 변형 하향-당김 방법으로 생산되며, 그 방법은 고열-형성(hot-forming) 단계에서 상기 유리 필름(15)을 유리 탱크(11)와 배출부(debiteuse)(12)로부터 수직하게 당기는 것이고 그 과정에서 만약 필요하다면 냉각 경로(13)에서 개질(reformed)된다. 코팅 경로를 직접 결합함에 의해, 후속하는 코팅에 앞서서 상기 유리 표면에 최소한의 오염과 변화가 생기며, 이는 상기 폴리머 층의 결합 능력에 특히 유리하다. 최소한의 처리, 운송 및 중간 저장 단계들로 처리되는 결과, 표면 손상이나 입자 오염 또한 최소화된다. 공정 속도와 공차에 대한 어떤 조정을 보상하기 위해, 만약 가능하다면 루프 형태의 버퍼 경로(16)가 유리 당김 장치(10) 다음에 제공되고, 따라서 유리 당김 공정과 코팅 공정 간의 분리가 얻어진다. 상기 유리 필름(15)이 거의 자유롭게 매달리게 되는 결과로서, 유리 필름이 찢어질 수도 있는 허용될 수 없는 뒤틀림과 유리 표면의 오염이 방지된다.

계속해서, 상기 유리 필름(15)은 컨베이어 롤러(20)에 수평적으로 안내되고, 인장 스트레스가 견인 롤러(21)를 통해 조절되어, 균일한 컨베잉 속도와 견인력을 보장하고 상기 유리 필름(15)의 찢어짐을 방지한다. 코팅되어야 할 표면은 오존 분위기에서 UV 방사에 의해 표면 처리 유닛(22)에서 처리된다. 상기 폴리머의 부가에 앞서 요구되는 유리 온도를 설정하기 위해, 템퍼링 유닛(23)이 코팅 모듈(24) 앞에 배치되어 유리 리본을 정확하게 정의된 균일한 온도로 예열한다. 상기 코팅의 부가는 코팅 모듈(24)에 의해 이루어진다. 폴리머(25)는 시트 다이(sheet die)(26)를 통과하여 전달 롤러(27) 위로 흐르고 최소 압력 (1㎏/㎠ 이하)을 적용하여 전달 롤러에 의해 상기 유리 필름 위로 감긴다. 첫 번째 건조 라인(28)에서, 솔벤트가 증발된다. 증발된 솔벤트는, 환경적인 충격과 소모량을 줄이기 위해, 컨디셔닝 또는 세척 후에 상기 공정으로 되돌려진다. 상기 유리 필름(15)의 증가된 온도는, 체적 내에 포위되어 있는 솔벤트의 증발을 방지하는 상기 표면상에 어떤 건조 표피를 형성함이 없이, 솔벤트의 신속한 증발을 낳는다. 상기 폴리머 층의 경화와 건조는 UV 방사 경로(30)와 제2 건조 경로(31)에서 일어난다. 상기 경로의 말단에는 중간매개층 풀기 유닛(intermediate layer uncoiling unit)(32)을 갖는 와인딩 유닛(33) 있어 그로부터 중간매개층이 유리/합성수지 혼합 필름 층들 사이에서 감겨진다. 그 후 상기 유리/합성수지 혼합 필름 롤은 절단 장비로 운반된다.

실시예 1

롤러 코팅에 의한 유리/폴리실리콘 혼합체 100㎛/40㎛의 생산

두께 100㎛인 유리 타입 D263 (사내 발행 숏-데삭(Schott-DESAG))의 붕규산염 유리로 만들어진 유리 필름이 사용되며, 이는 1분당 5.5m의 유리 리본을 당기는 속도로, 하향 당김(down-draw) 유리 당김 공정에 의해 생산된다. 상기 유리 기판의 표면은 60nm의 기복과 45nm의 긁힘(streak), 9nm의 거칠기 R_T를 가진다. 상기 유리 리본의 표면은 코로나 처리에 의해 활성화된다. 다중미터(multimeter) 금속 전극은 500mm의 폭을 가지며, 전극과 유리 표면 간의 거리는 2mm 이다. 주파수는 30Khz 내지 50Khz이고 (자동 주파수 제어), 출력은 150W 이다. 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane)을 기반으로 하는 2-성분 실리콘 폴리머 필름(제품 명은 바커-케미 주식회사(Wacker-Chemie GmbH)의 에라토실(Elastosil), 두 실리콘 성분의 혼합비는 9:1임)은 롤러 코팅 방법으로 부가되고, 40㎛의 두께를 갖는다. 롤러 지름은 238mm이고 롤러 길이는 550mm이며, 0.5㎏/㎠의 평균 인가 압력을 갖는다. 후속 템퍼링 공정에서 실리콘-코팅된 유리 리본은 150℃에서 10분 동안 경화시키고 그 후 절단된다. 상기 실리콘 층의 탄성 계수는 1100N/㎠이고 상기 표면은 50nm의 기복과, 41nm의 긁힘, 그리고 20nm의 거칠기를 갖는다. 롤러 코팅의 결과, 롤링 방향에 대해 평행하게 배치한 측면 모서리들은 실리콘 폴리머로 코팅된다. 광지연은 15nm이다.

실시예 2

스피닝 공정에 의한 유리/폴리실리콘 혼합체 50㎛/2㎛의 생산

필름 두께 50㎛, 기복(waviness) 80nm, 긁힘 52nm, 거칠기 R_T 4nm를 갖는 무알칼리 붕규산염 유리 AF 45 (메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAG))가 이용된다. 이는 1 분당 10m의 당김 속도로 하향-당김 공정으로 생산된다. 필름 사이즈는 300x200㎟ 이다. 유리 기판은 세척공정에 의해 세척되고 그런 다음 5분 동안, 오존의 형성을 위해 184.9nm로, 상기 표면상에 산소-중심의 래디칼(oxygen-centered radicals)을 형성하기 위해 253.7nm로, UV 오존 처리(아말감 저압 방사기, 500W)를 하여 활성화된다. 스피닝 공정(2,400 1/min의 속도)에 의해, 상기 유리 필름은 바커-케미 주식회사의 단일-성분 실리콘 에라스토머(제품명 에라토실(Elatosil))(폴리머와 헥산이 1 : 21의 비로 헥산에서 용해됨)로 코팅되며, 그 후 120℃에서 15분 동안 강제-공기 오븐(forced-air oven) 안에서 건조 처리된다. 상기 층의 두께는 2㎛이다. 스핀 코팅의 결과 네 측면의 전체 모서리들은 실리콘 폴리머로 코팅된다. 상기 실리콘 층의 탄성계수는 500N/㎟이고 상기 표면은 67nm의 기복과 43nm의 긁힘, 9nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 광지연은 5nm이다.

실시예 3

스피닝 공정에 의한 D263 유리/폴리카보네이트 혼합체 145㎛/3㎛

유리 타입 D 263(메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAC))의 유리 필름이 두께 145㎛를 갖는 유리 기판으로 이용된다. 그것은 4.2 m/min의 당김 속도로 하향-당김 공정에 의해 생산되며, 기복은 28nm이고, 긁힘은 12nm이며, 거칠기 R_T는 8nm를 갖는다. 유리 기판은 세척공정에 의해 세정되고 그 후, 오존의 형성을 위해 184.9nm로, 그리고 산소-중심 래디칼의 형성을 위해서는 253.7nm로, UV 오존 처리(아말감 저압 방사기, 1000W)에 의해 5분 동안 상기 표면 위에서 활성화된다.

스피닝 공정 (1,400 1/min의 회전)을 이용하여 상기 유리 필름은 폴리카보네이트 필름 (폴리카보네이트/메틸렌 염화물 용액, 비 1:19)으로 코팅되고, 그 후 강제-공기 오븐 안에서 20분 동안 80℃의 온도에서 건조된다. 층 두께는 3㎛ 이다. 스피닝 코팅의 결과, 네 측면의 모든 모서리들은 폴리카보네이트 필름으로 코팅된다. 상기 폴리카보네이트 층의 탄성계수는 1,350N/㎟ 이고, 그 표면은 30nm의 기복과 16nm의 긁힘, 9nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 광지연은 9nm이다.

실시예 4

사출(extruding)에 의한 AF 45 유리/폴리에테르 술폰 (PES) 200㎛/85㎛

200㎛의 필름 두께를 갖는 무알칼리 붕규산염 AF 45(메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAC))의 유리 필름이 이용된다. 유리기판의 표면은 55nm의 기복과 36nm의 긁힘(streak), 7nm의 거칠기를 갖는다. 유리 리본의 당김 속도는 2.8m/min 이다.

유리 리본의 표면은 코로나 처리에 의해 활성화된다. 막대 전극은 500mm의 폭을 가지며, 유리 표면과 전극 간의 간격은 4.5mm이다. 주파수는 30Khz-50Khz (자동 주파수 제어)이고 출력은 250W 이다. 2.8m/min의 당김속도로 380℃에서 사출법으로 부가되는 PES 필름은, 85㎛의 두께를 갖는다. 유리-PES 혼합체는 5분의 냉각기(cooling period) 후에 절단된다. 상기 PES 층의 탄성계수는 3,200 N/㎟ 이고, 표면은 68nm의 기복과 49nm의 긁힘, 15nm의 거칠기 R_T를 갖는다.

사출 코팅의 결과, 당김 방향에 평행인 측면 모서리들은 상기 PES 폴리머로 코팅된다. 광지연은 18nm이다.

실시예 5

스프레이 코팅에 의한 AF 45 유리/폴리아크릴레이트 혼합체 50㎛/10㎛

50㎛의 필름 두께, 80nm의 기복, 56nm의 긁힘과 4nm의 거칠기 R_T를 갖는 무알칼리 붕규산염 AF 45(메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAC))의 유리 필름이 이용된다. 분당 10m의 당김속도로 하향 당김 방법으로 생산된다. 필름 사이즈는 300x200㎟이다. 유리 기판은 세척공정에 의해 세정된 다음, 5분 동안, 오존의 형성을 위해 184.9nm로, 산소-중심 래디칼을 형성하기 위해 253.7nm로, UV 오존 처리(아말감 저압 방사기, 500W)를 하여 상기 표면상에서 활성화된다. 두께가 10㎛인 폴리아크릴레이트 층이 아크릴레이트 에어로솔(acrylate aerosol)을 이용해서 스프레이법으로 생산되며, 네 측면의 모든 모서리가 상기 폴리머로 덮인다. 고압력 저체적법(high pressure low volume: HPLV)이 스프레이법으로서 이용된다. 40℃까지 미리 가열된 N,N-디메틸오름아미드(N,N-dimethyl ormamide)내의 10% 폴리아크릴레이트 용액이 0.6mm의 지름을 갖는 스프레이 노즐을 통해, 0.55바(bar)의 분사 압력으로, 4바(bar)의 노즐 피딩 압력으로, 분사된다. 상기 아크릴레이트 층의 탄성계수는 5,000N/㎟ 이고, 상기 표면은 75nm의 기복과 48nm의 긁힘, 10nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 광지연은 8nm이다.

실시예 6

추출에 의한 D 263 유리/시클로-올레핀 코폴리머 (COC) 145㎛/15㎛

유리 타입 D 263 (메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAG))의 유리필름이 유리 기판으로 사용되며, 그 유리 기판은 두께가 145㎛이고, 하향 당김 공정으로 생산되며, 28nm의 기복, 16nm의 긁힘, 8nm의 거칠기 R_T를 갖는다.

유리의 리본의 표면은 코로나 처리에 의해 활성화된다. 연속해서 배치된 3개의 다중미터 금속 전극이 이용되는 데, 그 폭은 각각 500mm이고 유리 표면으로부터의 간격은 7mm이다. 주파수는 30-50kHz이고 (자동 주파수 조절), 각 금속 전극당 출력은 120W이다. 유리 필름의 당김 속도는 4.2m/min이다. 15㎛의 두께를 갖는 COC 필름은 4.2m/min의 속도로 270℃의 온도에서 사출법에 의해 부가되며, 상기 당김 방향에 평행하는 유리 모서리들은 폴리머로 덮인다. 7분의 냉각기를 경과한 다음에, 코팅된 유리 리본은 절단된다. 상기 표면은 26nm의 기복과, 14nm의 긁힘, 15nm의 거칠기 R_T를 가지며, 탄성계수는 2,800N/㎟ 이다. 광지연은 10nm 이다.

실시예 7

디핑법에 의한 D263 유리/폴리아릴레이트 혼합체 145㎛/3.5㎛

유리 타입 D 263 (메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAG))의 유리필름이 유리 기판으로 사용되며, 그 유리 기판은 두께가 145㎛이고, 하향 당김 공정으로 생산되며, 28nm의 기복을 갖고 16nm의 긁힘과 8nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 유리 기판 크기는 200x200㎟ 이다. 상기 유리 기판은 세척공정에 의해 세정되며 그 후, 5분 동안, 오존의 형성을 위해 184.9nm로, 산소-중심 래디칼을 형성하기 위해 253.7nm로, UV 오존 처리(아말감 저압 방사기, 1,000W)를 하여 상기 표면위에서 활성화된다. 폴리아릴레이트는 130℃의 오븐에서 사전에 건조되고 나트륨-건조된 톨루올(toluol)이 용매로서 사용된다. 35㎛의 두께를 갖는 폴리아릴레이트 필름이 질소 분위기에서 디핑 공정으로 (폴리아릴레이트/톨루올 비 1:18, 공정 온도 80℃) 부가되며, 160℃에서 10분 동안 후속 템퍼링 공정으로 건조된다. 네 측면의 모든 모서리는 3.5㎛의 두께를 갖는 폴리아릴레이트 필름으로 코팅된다. 탄성계수는 2,400N/㎟이고 표면은 19nm의 기복과 11nm의 긁힘, 10nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 광지연은 8nm 이다.

실시예 8

스피닝 공정에 의한 D263 유리/실리콘 레진 혼합체 100㎛/4.5㎛

유리 타입 D 263 (메이커 범례: 숏-데삭(Schott-DESAG))의 유리필름이 유리 기판으로 사용되며, 그 유리 기판은 두께가 100㎛이고, 하향 당김 공정으로 생산되며, 33nm의 기복을 갖고 15nm의 긁힘과 6nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 유리 기판 크기는 100x100㎟ 이다. 상기 유리 기판은 세척공정에 의해 세정되며 그 후, 5분 동안, 오존의 형성을 위해 184.9nm로, 산소-중심 래디칼을 형성하기 위해 253.7nm로, UV 오존 처리(아말감 저압 방사기, 1,000W)를 하여 상기 표면위에서 활성화된다. 상기 유리 필름은 스피닝 법(회전 5000 1/mim)에 의해 메틸페닐(methylphenyl) 실리콘 레진(제품명은 바커 케미 주식회사의 Silresⓡ, 실리콘 레진/크실렌(xylene) 용액 비 1:3) 으로 코팅된 다음, 계속해서 강제 공기 오븐에서 220℃로 15분 동안 건조된다. 상기 층의 두께는 3.5㎛이다. 스핀 코팅의 결과, 네 측면의 모든 모서리가 실리콘 레진으로 코팅된다. 표면은 35nm의 기복과 17nm의 긁힘, 9nm의 거칠기 R_T를 갖는다. 광지연은 14nm 이다.

Claims

유리/합성수지 혼합 필름으로서, 상기 혼합 필름은 반대방향의 양 표면(opposed side surfaces)을 갖고 두께가 10㎛에서 500㎛ 사이인 유리 필름과, 상기 유리 필름의 상기 양면 중 적어도 어느 한 쪽 표면에 부가되는 폴리머 층을 구비하며, 상기 폴리머 층은 1㎛에서 200㎛ 사이의 두께를 가지며 상기 양면 중 적어도 어느 한 쪽 표면에 직접 부가되며, 특히 상기 혼합 필름의 적어도 어느 한 쪽 표면은 100nm 이하의 기복(waviness)과 30nm 이하의 거칠기 R_T를 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 광지연은 20nm를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름은 긁힘(streak) 100nm 이하인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 혼합 필름의 양 쪽 표면은 기복이 100nm 이하이고 거칠기 R_T가 30nm 이하인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름의 두께는 10㎛내지 400㎛ 인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리머 층의 두께는 2㎛ 내지 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름은 또한 그의 적어도 한 쪽 모서리 위에 상기 폴리머 층이 제공되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리머층은 5,000N/㎟ 이하의 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 투과도(transmission)는 코팅되지 않은 유리 필름의 90% 이상이고, 상기 폴리머 코팅에 의해 야기되는 흐림도(cloudiness)는 1% 이하로 증가하는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 표면의 거칠기 R_T는 20nm 이하이고, 상기 표면의 기복은 80nm 이하이고, 상기 광 지연은 15nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 계속적인 사용 시 상기 필름은 130℃까지 내온성(temperature-resistant)을 갖고, 단기간 가열의 경우에는 상기 필름은 140℃까지 내온성을 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리머 층은 실리콘 폴리머, 졸-겔 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 시클로-올레핀 코폴리머, 폴리아릴레이트(polyarylate) 또는 실리콘 레진으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름은 알루미노규산염(aluminosilicate) 유리, 알루미노붕규산염(aluminoborosilicate) 유리, 붕규산염(borosilicate) 유리, 바람직하게는 무알칼리(alkali-free) 붕규산염 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에서 주장된 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법으로서,

하향-당김(down-draw) 공정을 이용하여 2m/min 내지 12m/min의 당김 속도로 두께가 10㎛ 내지 500㎛인 유리 필름을 생산하는 단계;

상기 유리 필름 표면을 전처리하는 단계;

1㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 폴리머 층을 액체 상태로 직접 부가하는 단계; 및

폴리머 코팅된 유리 필름을 절단하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 1항에서 주장된 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법으로서,

하향-당김(down-draw) 공정을 이용하여 2m/min 내지 12m/min의 당김 속도로 두께가 10㎛ 내지 500㎛인 유리 필름을 생산하는 단계;

상기 유리 필름을 절단하는 단계;

상기 유리 필름 표면을 전처리 하는 단계; 및

1㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 폴리머 층을 액체 상태로 직접 부가하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 15항에 있어서, 상기 폴리머 층은 스피닝 혹은 스프레이 스피닝에 의해 부가되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 폴리머 층은 붓기(pouring on), 롤링, 스프레잉 또는 디핑(dipping)에 의해 부가되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 측면에 부가하여, 적어도 하나의 모서리가 코팅되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 10㎛ 내지 400㎛의 두께를 갖는 상기 유리 필름이 유리 당김 장치에서 상기 하향-당김 법으로 생산되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 코팅으로 두께가 2㎛내지 100㎛인 폴리머 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 표면 처리는 상기 코팅 전에 오존 함유 분위기에서 자외선(UV) 방사 또는 코로나 처리 혹은 플레이밍(flaming) 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 코팅 후, 상기 폴리머 코팅이 UV 방사에 의해 경화되는 것 및/또는 열 영향 하에 건조되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 폴리머는 실리콘 폴리머, 졸-겔 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 시클로 올레핀 코폴리머, 폴리아릴레이트 또는 실리콘 레진으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 유리 필름의 생산을 위해, 알루미노규산염 유리, 알루미노붕규산염 유리, 붕규산염 유리, 바람직하게는 무알칼리 붕규산염 유리로 된 유리 필름이 사용되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
특히 액정이나 발광 층을 기반으로 하여, 전자 부품과 광전자 부품들을 생산하기 위한, 제 1항에서 주장된 상기 유리/합성수지 혼합 필름의 이용방법.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름은 긁힘(streak) 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름은 긁힘(streak) 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름의 두께는 10㎛ 내지 200㎛ 인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 필름의 두께는 10㎛ 내지 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리머 층의 두께는 2㎛ 내지 50㎛ 인 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리머층은 2,600N/㎟ 이하의 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 폴리머층은 1,500N/㎟ 이하의 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 표면의 거칠기 R_T는 20nm 이하이고, 상기 표면의 기복은 50nm 이하이고, 상기 광 지연은 15nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 표면의 거칠기 R_T는 20nm 이하이고, 상기 표면의 기복은 30nm 이하이고, 상기 광 지연은 15nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 표면의 거칠기 R_T는 10nm 이하이고, 상기 표면의 기복은 80nm 이하이고, 상기 광 지연은 15nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 표면의 거칠기 R_T는 10nm 이하이고, 상기 표면의 기복은 50nm 이하이고, 상기 광 지연은 15nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 표면의 거칠기 R_T는 10nm 이하이고, 상기 표면의 기복은 30nm 이하이고, 상기 광 지연은 15nm를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 계속적인 사용 시 상기 필름은 130℃까지 내온성(temperature-resistant)을 갖고, 단기간 가열의 경우에는 상기 필름은 180℃까지 내온성을 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 계속적인 사용 시 상기 필름은 130℃까지 내온성(temperature-resistant)을 갖고, 단기간 가열의 경우에는 상기 필름은 200℃까지 내온성을 갖는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 1항에 있어서, 상기 유리 혼합 필름은 전자부품 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름.
제 14항에 있어서, 10㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는 상기 유리 필름이 유리 당김 장치에서 상기 하향-당김 법으로 생산되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖는 상기 유리 필름이 유리 당김 장치에서 상기 하향-당김 법으로 생산되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 코팅으로 두께가 2㎛ 내지 50㎛인 폴리머 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유리/합성수지 혼합 필름을 생산하는 방법.