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KR102538093B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102538093B1
KR102538093B1 KR1020160080937A KR20160080937A KR102538093B1 KR 102538093 B1 KR102538093 B1 KR 102538093B1 KR 1020160080937 A KR1020160080937 A KR 1020160080937A KR 20160080937 A KR20160080937 A KR 20160080937A KR 102538093 B1 KR102538093 B1 KR 102538093B1
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shock absorbing
window
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박영상
김아영
정철호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 기재는 표시 장치에 관한 것으로, 본 기재의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 위치하는 커버 윈도우를 포함하고, 상기 커버 윈도우는, 상기 표시 패널 상에 부착되며, 충격 흡수층을 포함하는 제1 윈도우 부재, 그리고 상기 제1 윈도우 부재 상에 부착되며, 광학 보상층, 상기 광학 보상층 상에 위치하는 필름층 및 상기 필름층 상에 위치하는 코팅부를 포함하는 제2 윈도우 부재를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 기재는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 화소를 구비하여 이미지를 표시하는 표시 패널과, 표시 패널의 표시면을 덮는 투명한 커버 윈도우(Cover Window)를 포함한다. 일반적으로, 커버 윈도우는 외부 충격과 사용 중 가해지는 스크래치 등으로부터 표시 패널을 보호하는 기능을 한다.
한편, 최근에는 접거나 펼 수 있는 폴더블(foldable) 표시 장치나 감을 수 있는 롤러블(rollable) 표시 장치와 같은 플렉서블(flexible) 표시 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
따라서, 이러한 표시 장치에 적용되는 커버 윈도우는 외부 충격에 강하면서도 접을 수 있는 유연성을 가질 필요가 있다.
실시예들은 외부 충격에 강하면서도 벤딩 특성이 우수한 커버 윈도우를 구비한 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 기재의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 위치하는 커버 윈도우를 포함하고, 상기 커버 윈도우는, 상기 표시 패널 상에 부착되며, 충격 흡수층을 포함하는 제1 윈도우 부재, 그리고 상기 제1 윈도우 부재 상에 부착되며, 광학 보상층, 상기 광학 보상층 상에 위치하는 필름층 및 상기 필름층 상에 위치하는 코팅부를 포함하는 제2 윈도우 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재의 사이에 개재되며, 상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재 중 적어도 하나의 테두리에 위치하는 제1 차광층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 차광층의 두께는 5㎛ 내지 40㎛ 범위일 수 있다.
상기 광학 보상층의 하부에 테두리에 위치하는 제2 차광층을 더 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수층은, 영률(Young's modulus)이 40GPa 내지 60GPa인 박막 유리로 이루어질 수 있다.
상기 충격 흡수층의 두께는 50㎛ 내지 100㎛ 범위일 수 있다.
한편, 상기 충격 흡수층은, 영률(Young's modulus)이 10MPa 내지 200MPa인 열가소성 수지로 이루어진 충격 흡수층 및 상기 충격 흡수층 상에 위치하며, 영률(Young's modulus)이 20MPa 내지 80MPa인 충격 흡수 코팅층을 포함할 수도 있다.
이때, 상기 충격 흡수층의 두께는 100㎛ 내지 400㎛범위일 수 있다.
상기 코팅부는, 경도가 3H 내지 6H 범위인 제1 기능성 코팅층 및 상기 제1 기능성 코팅층의 상에 위치하는 제2 기능성 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 제1 기능성 코팅층은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 아크릴계 수지와 나노 파티클의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 기능성 코팅층은 불소계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
상기 광학 보상층은 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다.
상기 필름층은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI, polyimide) 및 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 기재의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널 및 상기 표시 패널 상에 위치하는 커버 윈도우를 포함하고, 상기 커버 윈도우는, 상기 표시 패널 상에 부착되며, 광학 보상층, 상기 광학 보상층 상에 위치하는 필름층 및 상기 필름층 상에 위치하는 제3 기능성 코팅층을 포함하는 제2 윈도우 부재, 상기 제2 윈도우 부재 상에 부착되며, 충격 흡수층을 포함하는 제1 윈도우 부재를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재의 사이에 개재되며, 상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재 중 적어도 하나의 테두리에 위치하는 제1 차광층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 차광층의 두께는 5㎛ 내지 40㎛ 범위일 수 있다.
상기 충격 흡수층의 하부 테두리에 위치하는 제2 차광층을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 기능성 코팅층의 경도는 3H 내지 6H 범위일 수 있다.
상기 제3 기능성 코팅층은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 아크릴계 수지와 나노 파티클의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수층 상에 위치하는 제4 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 제4 기능성 코팅층은 불소계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수층은, 영률(Young's modulus)이 10MPa 내지 200MPa인 열가소성 수지로 이루어진 충격 흡수층 및 상기 충격 흡수층 상에 위치하고, 영률(Young's modulus)이 20MPa 내지 80MPa인 충격 흡수 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 광학 보상층은 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다.
상기 필름층은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI, polyimide) 및 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 윈도우 부재 및 제2 윈도우 부재를 포함함으로써 충격 특성 및 벤딩 특성을 향상된 커버 윈도우가 적용된 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 적용되는 일 실시예에 따른 커버 윈도우의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 커버 윈도우에 대한 벤딩 상태를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 1에 적용되는 다른 실시예에 따른 커버 윈도우의 단면을 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 커버 윈도우에 대한 벤딩 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 1에 따른 커버 윈도우의 단면을 나타낸 것이다.
도 8a 및 도 8b는 휨 강성(bending stiffness) 테스트를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은 본 기재의 일 실시예에 따른 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 적용되는 일 실시예에 따른 커버 윈도우의 단면을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 기재의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 표시 패널(100) 및 커버 윈도우(200)를 포함하고, 커버 윈도우(200)는 제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)를 포함한다.
표시 패널(100)은 표시 장치에 의해 표시될 화상을 실제로 발생시킨다. 화상을 표시하는 빛을 발생시키기 위한 구조 및 원리에 따라 본 실시예의 표시 패널(100)의 예로는 액정 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 유기 발광 표시 패널과 같은 다양한 종류가 존재할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 이 외에도 다양한 종류의 표시 패널(100)이 본 실시예에 적용될 수 있다.
표시 패널(100)은, 예를 들면, 기판(10), 기판(10) 상에 위치하는 표시 소자층(12), 표시 소자층(12) 상부에 위치하는 박막 봉지층(14) 및 기능성층(16)을 포함할 수 있다.
기판(10)은 투명한 기판으로 고분자 필름과 같은 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어질 수 있다.
표시 소자층(12)은 기판(10) 상에 형성되고, 박막 트랜지스터(TFT; thin film transistor)와 같은 능동 소자가 형성되어 있는 소자 영역과 발광층이 형성되어 있는 발광 영역을 포함한다. 소자 영역 및 발광 영역은 분리되어 위치할 수도 있고, 중첩하게 위치할 수도 있다.
필요에 따라, 표시 소자층(12) 상에는 표시 기판(10)과 표시 소자층(12)을 덮어 보호하는 박막 봉지층(14)과 박막 봉지층(14) 상에 형성되는 기능성층(16)이 추가로 위치할 수 있다.
박막 봉지층(14)은 외부로부터 산소 및 수분이 유입되는 것을 방지하여 표시 소자층(12)을 보호할 수 있다.
기능성층(16)은 위상 지연 필름으로 형성되거나 편광판으로 형성될 수 있다.
위상 지연 필름은 λ/4 위상 지연 필름일 수 있으며, 선편광을 원편광으로 바꾸거나, 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 수행한다.
편광판은 가요성 특성을 확보함과 동시에 두께를 저감하고, 영상의 시인성을 향상시킬 수 있다.
표시 패널(100) 상에는 커버 윈도우(200)가 위치한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 커버 윈도우(200)는 표시 패널(100) 상에 부착되는 제1 윈도우 부재(150) 및 제1 윈도우 부재(150) 상에 부착되는 제2 윈도우 부재(250)를 포함할 수 있다.
제1 윈도우 부재(150)는, 외부 충격으로부터 커버 윈도우(200)를 보호함과 동시에 우수한 벤딩 특성을 구현하는 역할을 하는 것으로, 충격 흡수층(300)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 충격 흡수층(300)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 단층으로 구성될 수 있다. 즉, 제1 윈도우 부재(150)는 충격 흡수층(300) 자체일 수 있다.
본 실시예에서 충격 흡수층(300)은 영률(Young's modulus)이 40GPa 내지 60GPa인 박막 유리로 이루어진 층이다. 영률 값이 상기 범위를 만족하는 박막 유리로 충격 흡수층(300)이 구성되는 경우, 외부 충격을 흡수할 수 있기 때문에 커버 윈도우(200)의 하부에 위치하는 표시 패널(100)을 외부 충격으로부터 매우 효과적으로 보호할 수 있다.
충격 흡수층(300)의 두께는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
이와 같이 충격 흡수층(300)이 단층 구조의 박막 유리로 이루어진 경우 커버 윈도우(200)의 전체적인 두께를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 제2 윈도우 부재(250)는, 긁힘, 찍힘 등의 스크래치에 대하여 커버 윈도우(200)를 보호하는 역할을 하는 것으로, 광학 보상층(330), 광학 보상층(330) 상에 위치하는 필름층(340) 및 필름층(340) 상에 위치하는 코팅부(350)를 포함할 수 있다.
광학 보상층(330)은 표시 장치(1000)의 시인성을 개선하기 위한 기능성층으로, 후술할 필름층(340)의 색을 보상하는 기능을 할 수 있다. 광학 보상층(330)은, 예를 들면, 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물 또는 실세스퀴옥산 및 필러를 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 코팅층일 수 있다.
광학 보상층(330) 상에는 필름층(340)이 위치한다. 필름층(340)으로는 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 필름층(340)은, 예를 들면, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI, polyimide), 또는 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 등으로 이루어질 수 있다.
필름층(340)의 두께는 20㎛ 내지 100㎛ 범위일 수 있다.
필름층(340) 상에는 코팅부(350)가 위치한다. 본 실시예에서 코팅부(350)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기능성 코팅층(350a) 및 제1 기능성 코팅층 상에 위치하는 제2 기능성 코팅층(350b)을 포함할 수 있다.
제1 기능성 코팅층(350a)은, 하드 코팅층으로, 필름층(340) 상에 코팅되어 커버 윈도우(200)의 경도를 높인다. 즉, 제1 기능성 코팅층(350a)의 경도는, 예를 들면, 3H 내지 6H 범위일 수 있다. 본 기재에서 경도는 연필 경도 측정기를 이용하여 1000g을 기준으로 측정한 값을 의미한다.
또한, 제1 기능성 코팅층(350a)은, 예를 들면, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 아크릴계 수지에 나노 파티클을 혼합하여 형성될 수 있다. 나노 파티클은 실리카로 형성될 수 있다.
제2 기능성 코팅층(350b)은, 지문 방지층으로, 제1 기능성 코팅층(350a) 상에 발유 또는 발수 코팅되어 형성되며 커버 윈도우의 표면에너지를 낮춘다. 따라서, 제2 기능성 코팅층은, 예를 들면, 불소계 또는 실리콘계로 형성될 수 있다.
한편, 제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250) 사이에는 제1 차광층(500)이 위치할 수 있다.
즉, 제1 차광층(500)은 제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)의 사이에 개재되며, 제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)가 마주보는 면 중 적어도 하나의 테두리에 위치할 수 있다.
제1 차광층(500)이 위치하는 제1 윈도우 부재(150) 및/또는 제2 윈도우 부재(250)의 테두리는 커버 윈도우(200)에서 외부 광이 차단되는 차광 영역이다.
최근 새로운 디자인의 표시 장치에 대한 시장의 요구가 확대되면서 커버 윈도우(200)에 대해서도 차광 영역에 다양한 색상을 구현하고자 하는 연구들이 다양하게 진행되고 있다.
본 기재에서는 제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)가 마주보는 면 사이에, 이들 중 적어도 하나의 테두리에 위치하는 제1 차광층(500)을 포함하기 때문에 원하는 색상에 따라 제1 차광층(500)의 두께를 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다. 즉, 이를 이용하여 다양한 색상을 구현할 수 있으므로 커버 윈도우(200)의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 제1 차광층(500)은 무색 또는 유색 잉크를 이용하여 형성될 수 있으며, 그 두께는 5㎛ 내지 40㎛ 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예에 따른 커버 윈도우(200)는 광학 보상층(330)의 하부 테두리에 위치하는 제2 차광층(400)을 포함할 수 있다.
제2 차광층(400)은 커버 윈도우(200)에 입사되는 외부 광을 차단하여 본 기재에 따른 커버 윈도우(200)가 적용되는 표시 패널의 베젤 영역에 위치하는 배선 등이 외부에서 시인되지 않도록 하는 역할을 한다. 따라서, 제2 차광층(400)은, 예를 들면, 무채색(예: 검정색) 잉크로 형성될 수 있다.
제2 차광층(400)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 10㎛ 이하일 수 있으며, 구체적으로는, 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 8㎛ 범위일 수 있다.
본 기재에서 제1 차광층(500)과 제2 차광층(400)은 서로 대응되게 위치할 수 있다.
제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)는 제2 윈도우 부재(250)의 하부에 위치하는 접착층(360)을 통해 부착될 수 있다. 이때, 접착층(360)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 차광층(400) 및 제2 차광층(400)이 형성된 광학 보상층(330)의 일면을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다.
도 3은 도 2의 커버 윈도우(200)가 벤딩된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 표시 장치(1000)에서, 커버 윈도우(200)는, 도 3과 같이 제1 윈도우 부재(150)가 내측에 위치하고, 제2 윈도우 부재(250)가 외곽에 드러나도록 벤딩하였을 때, 제1 윈도우 부재(150)의 곡률 반경(R1)이 제2 윈도우 부재(250)의 곡률 반경(R2) 보다 작게 되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
즉, 전술한 바와 같이, 커버 윈도우(200)에서 제1 윈도우 부재(150)는 표시 패널 상에 부착되고, 제2 윈도우 부재(250)는 제1 윈도우 부재(150) 상에 부착되는 구조이다.
도 4는 본 기재의 표시 장치에 적용되는 다른 실시예에 따른 커버 윈도우(201)의 단면을 나타낸 것이다. 본 실시예의 커버 윈도우(201)를 설명함에 있어 전술한 일 실시예에 따른 커버 윈도우(200)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참고하면, 제1 윈도우 부재(150)는, 충격 흡수층(321) 및 충격 흡수 코팅층(331)을 포함하는 구조일 수도 있다.
충격 흡수층(321)은 영률(Young's modulus)이 10MPa 내지 200MPa인 열가소성 수지로 이루어진 층이다.
또한, 충격 흡수층(321)의 항복 응력(Yield Stress)은 10MPa 내지 100MPa일 수 있고, 파단 연신율은 100% 내지 700%일 수 있다. 충격 흡수층(321)의 영률, 항복 응력 및/또는 파단 연신율이 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 외부 충격을 적절하게 분산시킬 수 있기 때문에 제1 윈도우 부재(150)의 충격 완화 기능이 보다 효과적으로 구현될 수 있다.
본 기재에서 영률(Young's modulus) 및 항복 응력(Yield Stress)은, 예를 들면, ASTM D638 또는 ASTM D3039 로 측정된 값을 의미한다. 또한, 파단 연신율은 인장 시험에서 파단에 이르기까지의 늘어나는 정도를 의미한다.
충격 흡수층(321)의 두께는 100㎛ 내지 400㎛일 수 있고, 바람직하게는 100㎛ 내지 200㎛일 수 있다. 충격 흡수층(321)의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 커버 윈도우(201)의 두께를 증가시키지 않으면서도 우수한 내 충격 특성을 구현할 수 있다.
충격 흡수층(321)은, 예를 들면, 열 가소성 폴리 우레탄계 수지로 이루어질 수 있다.
충격 흡수층(321) 상에는 충격 흡수 코팅층(331)이 위치할 수 있다. 본 기재에서 충격 흡수 코팅층(331)은 자기 치유 능력을 갖는 층으로 표면 손상 시에도 추가적인 코팅이나 수리 과정이 필요 없으며 제품의 외관 특성 및 성능 유지에 기여할 수 있는 층을 의미한다.
보다 구체적으로, 충격 흡수 코팅층(331)은 높은 탄성 또는 탄성 회복력을 가질 수 있는 분자 구조를 포함하기 때문에 스크래치 또는 외부 손상에 대하여 외력을 분사시켜 우수한 자기 수복 효과를 나타내므로 높은 자기 치유 능력을 가질 수 있다.
이러한 높은 탄성 또는 탄성 회복력을 가질 수 있는 분자 구조로는, 예를 들면, 가교 결합에 의해 형성된 그물 망상 구조 등이 있다.
충격 흡수 코팅층(331)의 영률(Young's modulus)은 20MPa 내지 50MPa일 수 있다. 또한, 충격 흡수 코팅층(331)의 항복 응력(Yield Stress)은 5MPa 내지 20MPa일 수 있고, 파단 연신율은 100% 내지 450%일 수 있다.
충격 흡수 코팅층(331)의 영률, 항복 응력 및/또는 파단 연신율이 상기 범위를 만족하는 경우 외부 충격을 분산시키는 제1 윈도우 부재(150)의 기능이 보다 효과적으로 구현될 수 있다.
충격 흡수 코팅층(331)의 두께는 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 충격 흡수 코팅층(331)의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 커버 윈도우(201)의 두께를 증가시키지 않으면서도 우수한 내 충격 특성을 구현할 수 있다.
도 5는 본 기재의 표시 장치에 적용되는 다른 실시예에 따른 커버 윈도우(202)의 단면을 나타낸 것이다. 본 실시예의 커버 윈도우(202)를 설명함에 있어 전술한 실시예에 따른 커버 윈도우(201)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 커버 윈도우(202)는, 제2 윈도우 부재(250) 상에 제1 윈도우 부재(150)가 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 1의 표시 장치(1000)에서 표시 패널(100) 상에 위치하는 커버 윈도우(200)로, 도 5에 도시한 커버 윈도우(202)를 적용하는 경우, 제2 윈도우 부재(250)는 표시 패널(100) 상에 부착되고, 제1 윈도우 부재(150)는 제2 윈도우 부재(250) 상에 부착되는 구조이다.
제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)는, 커버 윈도우(202)를 벤딩한 상태에서, 제2 윈도우 부재(250)의 곡률 반경이 제1 윈도우 부재(150)의 곡률 반경 보다 작게 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 커버 윈도우(202)에서 제1 윈도우 부재(150)는 충격 흡수층(300)의 하부 테두리에 위치하는 제2 차광층(400)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 차광층(400)은 전술한 것과 동일한 기능 및 특징을 가진다.
본 실시예에서 제1 윈도우 부재(150) 및 제2 윈도우 부재(250)는 제1 윈도우 부재(150)의 하부에 위치하는 접착층(360)을 통해 부착될 수 있다. 이때, 접착층(360)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 차광층(400)과 제2 차광층(400)이 형성된 충격 흡수층(300)을 일면을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제2 윈도우 부재(250)의 필름층(340) 상에는 제3 기능성 코팅층(351)이 위치할 수 있다. 이는 하드 코팅층으로, 전술한 제1 기능성 코팅층(350a)과 동일한 기능 및 특징을 가지는 바, 제3 기능성 코팅층(351)의 구체적인 특징은 제1 기능성 코팅층(350a)과 동일하다.
다음으로, 제1 윈도우 부재(150)의 충격 흡수층(300) 상에는 제4 기능성 코팅층(352)이 위치할 수 있다. 이는, 지문 방지층으로, 전술한 제2 기능성 코팅층(350b)와 동일한 기능 및 특징을 가지는 바, 제4 기능성 코팅층(352)의 구체적인 특징은 제2 기능성 코팅층(350b)과 동일하다.
도 6은 도 5의 커버 윈도우(202)가 벤딩된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 커버 윈도우(202)를 도 1의 표시 장치(1000)에 적용할 경우, 커버 윈도우(202)는, 도 6과 같이 제2 윈도우 부재(250)가 내측에 위치하고, 제1 윈도우 부재(150)가 외곽에 드러나도록 벤딩하였을 때, 제2 윈도우 부재(250)의 곡률 반경(R3)이 제1 윈도우 부재(150)의 곡률 반경(R4) 보다 작게 되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
즉, 전술한 바와 같이, 커버 윈도우(202)에서 제1 윈도우 부재(150)는 표시 패널 상에 부착되고, 제2 윈도우 부재(250)는 제1 윈도우 부재(150) 상에 부착되는 구조이다.
이하 실시예를 통하여 본 개시를 구체적으로 살펴보기로 한다.
실시예 1
두께 50㎛의 박막 유리를 제1 윈도우 부재로 사용하였다.
다음으로, 폴리이미드 필름의 일 면에는 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물을 코팅하여 광학 보상층을 형성하였다. 그 후, 폴리이미드 필름의 타 면에는 실리콘계 수지 조성물을 코팅하여 하드 코팅층을 형성하고, 하드 코팅층 상에 실리콘계 조성물을 이용하여 지문 방지층을 형성하는 방법으로 제2 윈도우 부재를 제조하였다.
제1 윈도우 부재의 일 면과 제2 윈도우 부재의 광학 보상층이 형성된 면이 마주보되 벤딩시 제1 윈도우 부재의 곡률 반경이 제2 윈도우 부재 보다 작게 되도록 제1 및 제2 윈도우 부재를 배치하였다. 그 후, 제1 접착제를 매개로 제1 윈도우 부재 및 제2 윈도우 부재를 부착하여 커버 윈도우를 제조하였다.
실시예 1에 따라 제조된 커버 윈도우는 제1 차광층 및 제2 차광층을 포함하지 않는 것을 제외하고는 도 2와 동일한 구조이다.
실시예 2
열가소성 폴리 우레탄계 필름의 일 면에 폴리우레탄계 조성물을 코팅하여 자기 치유층을 형성하여 제1 윈도우 부재로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 커버 윈도우를 제조하였다.
실시예 2에 따라 제조된 커버 윈도우는 제1 차광층 및 제2 차광층을 포함하지 않는 것을 제외하고는 도 4와 동일한 구조이다.
실시예 3
열가소성 폴리 우레탄계 필름의 일 면에 폴리우레탄계 조성물을 코팅하여 자기 치유층을 형성하고, 상기 자기 치유층 상에 실리콘계 조성물을 이용하여 지문 방지층을 형성하여 제1 윈도우 부재로 사용하였다.
다음으로, 폴리이미드 필름의 일 면에는 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물을 코팅하여 광학 보상층을 형성하고, 타 면에는 실리콘계 수지 조성물을 코팅하여 하드 코팅층을 형성하는 방법으로 제2 윈도우 부재를 제조하였다.
제1 윈도우 부재에서 자기 치유층 및 지문 방지층이 형성된 면의 타면과 제2 윈도우 부재의 하드 코팅층이 형성된 면이 마주보되 벤딩시 제2 윈도우 부재의 곡률 반경이 제1 윈도우 부재 보다 작게 되도록 제1 및 제2 윈도우 부재를 배치하였다. 그 후, 제2 접착제를 매개로 제1 윈도우 부재 및 제2 윈도우 부재를 부착하여 커버 윈도우를 제조하였다.
실시예 3에 따라 제조된 커버 윈도우는 제1 차광층 및 제2 차광층을 포함하지 않는 것을 제외하고는 도 5와 동일한 구조이다.
비교예 1
도 7과 같은 구조의 커버 윈도우를 제조하였다. 구체적으로, 폴리이미드 필름(34)의 일 면에는 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물을 코팅하여 광학 보상층(33)을 형성하였다. 그 후, 폴리이미드 필름(34)의 타 면에는 실리콘계 수지 조성물을 코팅하여 하드 코팅층(35a)을 형성하고, 하드 코팅층 상에 실리콘계 조성물을 이용하여 지문 방지층(35b)을 형성하는 방법으로 커버 윈도우를 제조하였다.
실험예 1: 휨 강성(Bending Stiffness) 측정
하부 지그(20) 위에 40mm 간격을 두고 상부 지그(10)를 위치시키고, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 커버 윈도우를 도 8a와 같은 형태로 상부 지그(10) 및 하부 지그(20)에 각각 고정하였다.
다음으로, 상부 지그(10) 및 하부 지그(20)의 간격이 도 8b와 같이 6mm가 되도록 진행할 때 필요한 힘(N)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 휨 강성(Nㆍcm)
실시예 1 16
실시예 2 6
실시예 3 10
비교예 1 30
표 1을 참조하면, 제1 윈도우 부재 및 제2 윈도우 부재를 포함하는 실시예 1 내지 3에 따른 커버 윈도우의 경우, 하나의 윈도우 부재만 포함하는 비교예 1에 따른 커버 윈도우와 비교할 때 휨 강성이 현저하게 우수한 것을 알 수 있다.
특히, 열가소성 폴리 우레탄계 필름의 일 면에 자기 치유층을 형성하여 충격흡수층을 구성하고, 벤딩시 제1 윈도우 부재의 곡률 반경이 제2 윈도우 부재 보다 작게 되도록 제1 및 제2 윈도우 부재를 배치하여 제조한 실시예 2에 따른 커버 윈도우의 경우 휨 강성이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 4 내지 6 및 비교예 2
강판 위에 유기발광 소자를 포함하는 표시 패널을 위치시키고, 상기 표시 패널 상에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 커버 윈도우를 부착시키는 방법으로 실시예 4 내지 6 및 비교예 2에 따른 표시 장치를 각각 제조하였다.
실험예 2: 펜- 드랍 (pen-drop) 테스트
실시예 4 내지 6 및 비교예 2에 따른 표시 장치에 무게 5.8g인 pen(BIC®)을 낙하시켰다. 표시 장치에서 명점(bright spot)이 나타나는 시작하는 최소 높이(cm)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 수치가 높을수록 내 충격성이 우수한 것을 의미한다.
실험예 3: 볼- 드랍 (ball-drop) 테스트
실시예 4 내지 6 및 비교예 2에 따른 표시 장치에 무게 5.5g인 볼(ball)을 낙하시켰다. 표시 장치에서 명점(bright spot)이 나타나는 시작하는 최소 높이(cm)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 수치가 높을수록 내 충격성이 우수한 것을 의미한다.
구분 펜-드랍(cm) 볼-드랍(cm)
실시예 4 10 10
실시예 5 9 10
실시예 6 5 10
비교예 2 1 1
표 2를 참조하면, 펜-드랍 및 볼-드랍 테스트 결과, 실시예 1 내지 3에 따른 커버 윈도우를 적용한 실시예 4 내지 실시예 6의 표시 장치의 경우, 비교예 1에 따른 커버 윈도우를 적용한 비교예 2의 표시 장치에 비해 내 충격성이 5배 내지 10배 이상 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
200, 201, 202: 커버 윈도우
150: 제1 윈도우 부재
250: 제2 윈도우 부재
300, 321: 충격 흡수층
322: 충격 흡수 코팅층
500: 제1 차광층
400: 제2 차광층
350: 코팅부
350a: 제1 기능성 코팅층
350b: 제2 기능성 코팅층
351: 제3 기능성 코팅층
352: 제4 기능성 코팅층

Claims (24)

  1. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 상에 위치하는 커버 윈도우
    를 포함하고,
    상기 커버 윈도우는,
    상기 표시 패널 상에 부착되며, 충격 흡수층을 포함하는 제1 윈도우 부재;
    상기 제1 윈도우 부재 상에 부착되며, 광학 보상층, 상기 광학 보상층 상에 위치하는 필름층 및 상기 필름층 상에 위치하는 코팅부를 포함하는 제2 윈도우 부재; 그리고,
    상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재의 사이에 개재되며, 상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재 중 적어도 하나의 테두리에 위치하는 제1 차광층을 포함하고,
    상기 필름층은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI, polyimide) 및 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 충격 흡수층은 상기 필름층과 다른 재료로 이루어지는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차광층의 두께는 5㎛ 내지 40㎛ 범위인 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학 보상층의 하부에 테두리에 위치하는 제2 차광층을 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충격 흡수층은,
    영률(Young's modulus)이 40GPa 내지 60GPa인 박막 유리로 이루어진 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충격 흡수층의 두께는 50㎛ 내지 100㎛ 범위인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충격 흡수층은,
    영률(Young's modulus)이 10MPa 내지 200MPa인 열가소성 수지로 이루어진 충격 흡수층, 및
    상기 충격 흡수층 상에 위치하며, 영률(Young's modulus)이 20MPa 내지 80MPa인 충격 흡수 코팅층
    을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충격 흡수층의 두께는 100㎛ 내지 400㎛범위인 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    경도가 3H 내지 6H 범위인 제1 기능성 코팅층; 및
    상기 제1 기능성 코팅층의 상에 위치하는 제2 기능성 코팅층
    을 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기능성 코팅층은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 아크릴계 수지와 나노 파티클의 혼합물을 포함하는 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 기능성 코팅층은 불소계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함하는 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학 보상층은 실세스퀴옥산을 포함하는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 상에 위치하는 커버 윈도우
    를 포함하고,
    상기 커버 윈도우는,
    상기 표시 패널 상에 부착되며, 광학 보상층, 상기 광학 보상층 상에 위치하는 필름층 및 상기 필름층 상에 위치하는 제3 기능성 코팅층을 포함하는 제2 윈도우 부재;
    상기 제2 윈도우 부재 상에 부착되며, 충격 흡수층을 포함하는 제1 윈도우 부재; 그리고
    상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재의 사이에 개재되며, 상기 제1 윈도우 부재 및 상기 제2 윈도우 부재 중 적어도 하나의 테두리에 위치하는 제1 차광층을 포함하고,
    상기 필름층은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI, polyimide) 및 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 충격 흡수층은 상기 필름층과 다른 재료로 이루어지는 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차광층의 두께는 5㎛ 내지 40㎛ 범위인 표시 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 충격 흡수층의 하부 테두리에 위치하는 제2 차광층을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제3 기능성 코팅층의 경도는 3H 내지 6H 범위인 표시 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제3 기능성 코팅층은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 아크릴계 수지와 나노 파티클의 혼합물을 포함하는 표시 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 충격 흡수층 상에 위치하는 제4 기능성 코팅층을 더 포함하는 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제4 기능성 코팅층은 불소계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함하는 표시 장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 충격 흡수층은,
    영률(Young's modulus)이 10MPa 내지 200MPa인 열가소성 수지로 이루어진 충격 흡수층, 및
    상기 충격 흡수층 상에 위치하고, 영률(Young's modulus)이 20MPa 내지 80MPa인 충격 흡수 코팅층을 포함하는 표시 장치.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 광학 보상층은 실세스퀴옥산을 포함하는 표시 장치.
  24. 삭제
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