KR102080132B1 - 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우에 있어서, 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재, 및 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 보호 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법{COVER WINDOW FOR DISPLAY DEVICE, DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME, AND MATHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)나 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED)가 표시장치로서 적용된 다양한 모바일 전자 기기들이 사용되고 있다.
이러한 모바일 기기에 사용되는 통상의 표시 장치에서, 표시 패널의 전방에는 사용자가 표시부를 볼 수 있도록 투명하게 구성된 커버 윈도우가 구비되어 있다. 상기 커버 윈도우는 장치의 가장 외부에 형성된 구성이기 때문에, 기기 내부의 표시 패널 등을 보호할 수 있도록 외부 충격에 강해야 한다.
나아가, 스위치나 키보드를 입력장치로 사용하던 종래의 방식 대신, 최근에는 표시 화면과 일체로 이루어진 터치 패널을 사용하는 구조가 널리 보급되어, 종래의 모바일 기기에 비해 커버 윈도우의 표면이 손가락 등과 접촉하는 일이 많아지게 되어, 보다 강한 강도가 요구되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블 표시 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이러한 표시 장치에 적용되는 커버 윈도우는 접을 수 있는 유연성을 가진 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
그러나, 커버 윈도우의 강도와 유연성은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있으므로, 이를 모두 구현하기는 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우에 있어서, 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재, 및 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 보호 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임 부재는 무기 물질을 포함하고, 불투명한 물질로 이루어지며, 상기 보호 부재는 투명한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 프레임 부재의 열 팽창 계수는 상기 보호 부재의 열 팽창 계수보다 작을 수 있다.
상기 프레임 부재는 무기 금속, 합금, 세라믹 물질, 탄소 섬유, 및 유리 섬유 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재는 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 보호 부재는 상기 프레임 부재와 동일한 층에 표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 제1 보호 부재, 및 상기 제1 보호 부재 및 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 제2 보호 부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 보호 부재는 투명한 수지로 이루어지고, 상기 제2 보호 부재는 실세스키옥산(silsesquioxane)으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 상기 프레임 부재와 상기 보호 부재 사이에 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 상기 비표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 부분을 관통하도록 상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재에 형성되어 있는 개구부를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재의 적어도 일부가 구부러진 형태를 가질 수 있다.
표시 장치용 커버 윈도우의 두께는 100um 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 상기 프레임 부재의 가장자리로부터 돌출되고, 중앙부에 홀이 형성되어 있는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 상기 보호 부재의 가장자리로부터 돌출되고, 중앙부에 홀이 형성되어 있는 보조 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재는 복수의 지점에서 구부러지고, 상기 보조 고정 부재는 상기 구부러지는 지점마다 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 상기 프레임과 상기 보호 부재 사이에 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 차광 부재, 및 상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재가 구부러지는 부분에서 상기 차광 부재의 상부면 또는 하부면의 적어도 일부에 형성되어 있는 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재는 복수의 지점에서 구부러지고, 상기 홈은 상기 구부러지는 지점마다 형성될 수 있다.
상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재가 구부러지는 부분에서 상기 프레임 부재의 상부면의 적어도 일부에 형성되어 있는 홈, 및 상기 프레임 부재와 상기 보호 부재 사이에 상기 홈을 덮도록 형성되어 있는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 패널, 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 표시 패널 위에 불투명한 물질로 형성되어 있는 프레임 부재, 및 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 프레임 부재 위에 투명한 물질로 형성되어 있는 보호 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법에 있어서, 상기 비표시 영역에 대응하도록 프레임 부재를 형성하는 단계, 상기 프레임 부재 위에 투명한 수지를 도포하여 제1 보호 부재를 형성하는 단계, 및 제1 보호 부재 위에 실세스키옥산을 이용하여 제2 보호 부재를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 보호 부재 및 상기 제2 보호 부재를 형성하는 단계는 실온 이상의 온도 또는 상기 표시 장치의 사용 온도 범위 이상의 온도에서 이루어지고, 상기 제2 보호 부재를 형성한 후 상기 커버 윈도우를 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
높은 경도를 가지는 물질로 비표시 영역에 대응하여 프레임 부재를 형성하고, 그 위에 투명한 물질로 전체 영역에 보호 부재를 형성함으로써, 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 커버 윈도우를 구현할 수 있다.
또한, 높은 온도에서 프레임 부재 위에 보호 부재를 형성한 후 냉각하는 과정에서 양 부재 간에 장력을 발생시킴으로써, 표면의 평탄성, 질감, 및 표면 경도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 제조하는 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 구부러지기 전과 후를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이다.
도 12 및 도 13은 도 11의 XII-XII선을 따라 나타낸 본 발명의 제5 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우가 구부러지는 부분을 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이다.
도 16은 도 15의 XVI-XVI선을 따라 나타낸 본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 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.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치(100)는 영상을 표시하는 표시 패널(10)과, 표시 패널(10) 및 각종 부품들을 수납하는 하우징(40)과, 표시 패널(10)의 전방에 배치되어 표시 패널(10)을 보호하는 커버 윈도우(20)를 포함한다.
표시 패널(10)은 유기 발광 표시 패널일 수 있다. 다른 한편으로, 표시 패널(10)은 유기 발광 표시 패널 이외에 다른 표시 패널, 일례로 액정 표시 패널일 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광 표시 패널을 예로서 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 패널(10)은 가요성 인쇄회로(30)을 통하여 인쇄회로기판(50)과 전기적으로 연결된다.
표시 패널(10)의 제1 기판(13) 위에는 영상 표현의 기본 단위인 화소가 매트릭스 형태로 배열되고 있으며, 제2 기판(14)이 실링 부재(도시하지 않음)를 통해 제1 기판(13)에 접합되어 화소들을 보호한다. 제1 기판(13)이 후면 기판이 되고, 제2 기판(14)이 전면 기판이 될 수 있다.
예를 들어, 능동 구동형 유기 발광 표시 패널에서 화소는 애노드 전극과 유기 발광층 및 캐소드 전극으로 구성되는 유기 발광 소자(도시하지 않음)와, 유기 발광 소자를 구동하는 구동 회로부(도시하지 않음)를 포함한다. 구동 회로부는 박막 트랜지스터일 수 있다. 박막 트랜지스터의 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 그리고 드레인 단자에는 유기 발광 소자의 애노드 전극과 캐소드 전극 중 어느 하나의 전극이 연결된다.
데이터 라인 및 게이트 라인은 가요성 인쇄회로(30)을 통해 인쇄회로기판(50)에 연결된다. 인쇄회로기판(50)을 통해 박막 트랜지스터의 소스 단자와 게이트 단자에 전기 신호가 입력되면, 박막 트랜지스터는 신호 입력에 따라 턴-온 또는 턴-오프되어 화소 구동에 필요한 전기 신호를 드레인 단자로 출력한다.
집적회로 칩(26)은 제1 기판(13) 위에 실장되어 표시 패널(10)을 제어한다. 집적회로 칩(26)은 데이터 구동 신호 및 게이트 구동 신호를 적절한 시기에 인가하기 위한 타이밍 신호들을 발생시킨다. 그리고 이 신호들을 각각 표시 패널(10)의 데이터 라인과 게이트 라인에 인가한다. 집적회로 칩(26) 주위에는 보호막(25)이 형성되어 집적회로 칩(26)을 보호한다.
인쇄회로기판(50)에는 구동 신호를 처리하기 위한 전자 소자들(도시하지 않음)이 실장된다. 인쇄회로기판(50)은 커넥터(51)와 연장부(52)를 포함하며, 연장부(52)는 커넥터(51)의 일단에 설치되어 외부 신호를 인쇄회로기판(50)으로 전송한다.
표시 패널(10)의 전방에는 표시 패널(10)을 보호하는 커버 윈도우(20)가 위치한다. 커버 윈도우(20)는 표시 패널(10)이 외부 충격에 의해 깨지지 않도록 이를 보호하는 역할을 한다. 그리고 커버 윈도우(20)는 소정의 접착층(도시하지 않음)에 의해 표시 패널(10)에 부착될 수 있다. 이와 달리, 표시 패널(10)과 커버 윈도우(20)가 공기층을 사이에 두고 이격되어 형성될 수도 있다.
커버 윈도우(20)는 표시 패널(10)의 표시 영역(11)에 대응되는 부분에 표시 영역(11)이 외부에서 시인될 수 있도록 투명하게 형성된 투명부(211), 및 표시 패널(10)의 비표시 영역(12)에 대응되는 영역에 비표시 영역(12)이 외부로부터 시인되는 것을 방지하기 위해 불투명하게 형성된 불투명부(212)를 포함한다. 불투명부(212)는 표시 패널(10)의 비표시부(12)에 형성된 배선이나 부품 등이 외부에서 보이지 않도록 가리는 역할을 한다. 불투명부(212)에는 제품의 로고나 장식용 문양 등이 포함될 수도 있다.
이하에서 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 더욱 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우(20)는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재(21), 및 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)에 대응하도록 프레임 부재(21) 위에 형성되어 있는 보호 부재(25)를 포함한다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸는 형태를 가지고 있다.
프레임 부재(21)는 무기 물질을 포함하고, 불투명한 물질로 이루어질 수 있다. 보호 부재(25)는 투명한 물질로 이루어진다. 프레임 부재(21)는 비표시 영역(NA)에만 형성되므로, 비표시 영역(NA)은 불투명하고 표시 영역(DA)은 투명할 수 있다.
프레임 부재(21)는 보호 부재(25)보다 열 팽창 계수가 더 작은 물질로 이루어진다. 프레임 부재(21)의 열 팽창 계수가 보호 부재(25)의 열 팽창 계수보다 작으므로 프레임 부재(21)와 보호 부재(25) 사이에 장력이 발생하고, 커버 윈도우(20)의 상부면을 평탄하게 형성할 수 있다.
프레임 부재(21)는 무기 금속, 합금, 세라믹 물질, 탄소 섬유, 및 유리 섬유 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다. 금속은 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti)등이 이용될 수 있고, 이들의 합금이나, 마그네슘 합금 등이 사용 가능하고, 형상 고정형 윈도우나 플렉서블형 윈도우에도 사용할 수 있다. 예를 들면, 철과 니켈의 합금인 인바(invar)나 철, 니켈, 및 코발트의 합금인 슈퍼 인바(super invar) 등이 있다. 한편, 탄소섬유 강화수지나 글라스섬유 강화수지, 세라믹 등은 형상 고정형 윈도우에 적합하다. 프레임 부재(21)는 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
프레임 부재(21)와 보호 부재(25)의 열팽창 계수의 차이에 의한 장력이 너무 크면 휘어지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는 프레임 부재(21)에 고영율이나 높은 구부림 탄성의 재료를 사용할 수 있고, 리브 보강 등을 이용할 수도 있다.
하기 표 1은 각종 재료의 특성을 나타내고 있다.
재료명 비중 Young율
(GPa)
Young율/비중 구부림탄성율
(GPa)
CTE
(ppm/℃)
글라스 2.5 65-90 26-36 70-90 8
티타늄(Ti) 4.51 106 23 8.4
알루미늄합금(A2017) 2.70 69 26 23
Mg합금(AZ91) 1.80 44 24 35 27
MG합금(CF강화AZ91) 2.03 539 265 90 3
CF강화수지A 1.53 117 77 98 1.7/5.8
CF강화수지B 1.53 225 147 260 0/9.0
Ceramic(Si-Al-Mg계) 2.52 67 26 9
SUS304 7.90 199 25 17.3
PMMA 1.19 3.14 3 3 80
이러한 표로부터 알 수 있듯이, 글라스와 동등 이상의 구부림 탄성율을 보유하는 재료는 다수 있으며, 또한 글라스보다도 가벼운 재료를 선택할 수가 있다. 특히 CF(탄소섬유)강화재료는 매우 양호한 특성을 갖고 있다.
보호 부재(25)도 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 보호 부재(25)는 프레임 부재(21)와 동일한 층에 표시 영역(DA)에 대응하도록 형성되어 있는 제1 보호 부재(251), 및 제1 보호 부재(251) 및 프레임 부재(21) 위에 형성되어 있는 제2 보호 부재(252)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 보호 부재(251)는 투명한 수지로 이루어지고, 제2 보호 부재(252)는 실세스키옥산(silsesquioxane)으로 이루어질 수 있다.
프레임 부재(21)와 보호 부재(25) 사이에는 차광 부재(23)가 더 형성될 수 있다. 차광 부재(23)는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 형성될 수 있다. 프레임 부재(21)가 불투명한 물질로 이루어지므로, 차광 부재(23)가 생략되어도 무방하다. 차광 부재(23)는 프레임 부재(21)와 동일한 패턴으로 형성될 수도 있고, 상이한 패턴으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 차광 부재(23)는 글씨 또는 그림 등과 같은 로고를 나타내는 패턴으로 이루어질 수 있으며, 다양한 색상으로 이루어질 수 있다.
프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)에는 비표시 영역(NA)의 적어도 일부에 대응하는 부분을 관통하도록 개구부(27)가 형성되어 있다. 개구부(27)는 사각 형상으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 아니하고 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 개수도 다양하게 변경이 가능하다. 예를 들면, 표시 패널(도 1의 10)에는 적어도 하나의 버튼이 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 커버 윈도우(20)에 개구부(27)가 형성될 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우(20)를 제조하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 제조하는 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 비표시 영역(NA)에 대응하도록 프레임 부재(21)를 형성한다. 또한, 비표시 영역(NA)의 적어도 일부에 대응하는 프레임 부재(21)의 부분에 개구부(27)를 형성한다.
프레임 부재(21)는 무기 금속, 합금, 세라믹 물질, 탄소 섬유, 및 유리 섬유 등을 이용하여 형성할 수 있다.
이어, 프레임 부재(21) 위에 흑색 또는 다양한 색의 수지 물질을 이용하여 차광 부재(23)를 더 형성할 수 있다. 차광 부재(23)는 프레임 부재(21)와 동일한 패턴을 가지도록 형성하거나 글씨 또는 그림 등과 같은 로고를 나타내는 패턴을 가지도록 형성할 수 있다. 프레임 부재(21)가 불투명한 물질로 이루어져 있어 비표시 영역(NA)의 빛샘을 막을 수 있으므로, 차광 부재(23)는 생략해도 무방하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차광 부재(23) 위에 투명한 수지를 도포하여 제1 보호 부재(251)를 형성한다. 제1 보호 부재(251)는 프레임 부재(21)와 동일한 층에 표시 영역(DA)에 대응하도록 형성할 수 있다. 나아가 차광 부재(23)의 상부 면을 덮도록 형성할 수 있다.
이어, 제1 보호 부재(251) 위에 실세스키옥산을 이용하여 제2 보호 부재(252)를 형성한다. 제2 보호 부재(252)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)에 대응하도록 형성할 수 있다.
제1 보호 부재(251) 및 제2 보호 부재(252)는 실온 이상의 온도 또는 상기 표시 장치의 사용 온도 범위 이상의 온도에서 이루어진다.
본 실시예에서는 제1 보호 부재(251) 및 제2 보호 부재(252)가 적층되어 보호 부재(25)를 구성한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 보호 부재(25)가 단일층으로 이루어질 수도 있고, 3개 이상의 다중층으로 이루어질 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 가공기를 이용하여 개구부(27)의 내부에 형성되어 있는 제1 보호 부재(251) 및 제2 보호 부재(252)를 절단하여 제거한다. 이때, 제1 보호 부재(251) 및 제2 보호 부재(252)가 프레임 부재(21)의 외곽에까지 형성될 경우 비표시 영역(NA)을 기준으로 절단하여 함께 제거할 수 있다.
이어, 도시는 생략하였으나, 보호 부재(25)의 표면에 하드 코팅(hard coating) 처리 또는 반사 반지(AR) 처리, 방오(AF) 처리 등을 할 수 있다.
이어, 커버 윈도우(20)를 실온으로 냉각한다. 프레임 부재(21)와 보호 부재(25)의 열 팽창 계수의 차이에 의해 이들 사이에 장력이 발생하게 된다. 예를 들면, 프레임 부재(21)를 슈퍼 인바로 형성하고, 보호 부재(25)를 열 팽창 계수 100ppm/℃의 물질을 125℃의 온도에서 형성한 후 실온으로 냉각할 수 있다. 이때, 프레임 부재(21)와 보호 부재(25) 사이에는 장력이 발생하여 보호 부재(25)를 평탄하게 형성할 수 있다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우는 제1 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우와 동일한 부분이 상당하므로, 이에 대한 설명은 생략하고 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다. 제1 실시예와 가장 큰 차이점은 커버 윈도우가 평편한 형상이 아닌 구부러진 형상으로 이루어진다는 점이며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우(20)는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재(21), 및 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)에 대응하도록 프레임 부재(21) 위에 형성되어 있는 보호 부재(25)를 포함한다.
커버 윈도우(20)의 좌측 및 우측 가장자리는 비표시 영역(NA)에서 아래 방향으로 휘어져 있다. 프레임 부재(21)의 양측 가장자리가 휘어져 있고, 프레임 부재(21)의 휘어진 형상에 따라 차광 부재(23) 및 보호 부재(25)도 양측 가장자리가 휘어지도록 형성되어 있다.
이러한 입체 구조로 커버 윈도우(20)를 형성하기 위해서는 프레임 부재(21)의 형상을 미리 양측 가장자리가 휘어지도록 형성한 후 보호 부재(25)를 가열 프레스에서 성형 적층할 수 있다. 또는, 프레임 부재(21)를 평편하게 형성한 후 보호 부재(25)를 형성할 때 동시에 가열 프레스 성형을 진행할 수도 있다.
구부림 강도의 보강 등을 위해 프레임 부재(21)에 미리 리브 형성 등의 가공을 할 수도 있고, 나아가 가열 프레스 성형 윈도우를 사용하여 인몰드(In-Mold) 성형을 하는 것도 가능하다.
비표시 영역(NA)의 적어도 일부에 대응하여 커버 윈도우(20)에는 개구부(29)가 더 형성될 수 있다. 개구부(29)가 형성되는 부분에 대응하여 표시 패널(도 1의 10)에는 지시부(indicator)가 더 형성될 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우(20)에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우는 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우와 동일한 부분이 상당하므로, 이에 대한 설명은 생략하고 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에서 표시 패널의 지시부에 대응하여 개구부(29)가 형성되어 있고, 그 위에 차광 부재(23)는 개구부(29)를 덮도록 형성되어 있다.
이때, 차광 부재(23)는 개구부(29)의 위의 일부 영역의 내부에 공간(231)이 형성되어 있다. 즉, 차광 부재(23)는 개구부(29) 위의 일부 영역에 대응하여 두께가 다른 부분보다 얇게 형성된 부분을 포함한다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우(20)에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 구부러지기 전과 후를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우는 구부리거나 접을 수 있는 재질로 이루어진다.
도 10에 도시된 바와 같이, 두께t의 커버 윈도우(20)를 반경R1에서 구부렸을 때, 내측에는 압축, 외측에는 당기는 응력이 가해진다. 그러나, 고무와 같은 탄성체라면 압축 응력에 대하여 탄성 변형으로 추종하지만, Young율이 높은 재료의 경우, 압축 응력에 의한 변화보다는 당기는 응력에 의한 변화가 더 크다.
당김에 의해 늘어난 길이 ΔL은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
ΔL=L2-L1=π(R2-R1)
휘어짐에 따라 압축 변화가 없다고 가정하면, ΔL은 πt가 되므로, 신장율은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
(ΔL/L2)=t/R2
따라서, 신장율을 줄이기 위해서는 커버 윈도우(20)의 두께 t를 작게 하고, 구부림 반경 R2을 크게 할 필요가 있다.
표 2에서는 필름의 두께와 굴곡 반경의 관계를 나타내었다. 예를 들면, 굴곡 반경 2.5mm의 경우는, 필름의 두께 25㎛에서 신장율1.0%인 것으로 나타났다.
필름 두께 R2=2.5mm R2=5mm R2=10mm
ΔL 증가율 ΔL 증가율 ΔL 증가율
25㎛ 78.5㎛ 1.0% 78.5㎛ 0.5% 78.5㎛ 0.25%
50㎛ 157㎛ 2.0% 157㎛ 1.0% 157㎛ 0.5%
100㎛ 314㎛ 4.0% 314㎛ 2.0% 314㎛ 1.0%
상기 수학식1 내지 2와 표 2에서 살펴본 바와 같이 플렉서블 표시 장치에 적용하기 위해서는 커버 윈도우(20)의 두께를 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 커버 윈도우(20)의 두께를 100㎛이하로 형성할 수 있다.
다음으로, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이고, 도 12 및 도 13은 도 11의 XII-XII선을 따라 나타낸 본 발명의 제5 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제5 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우는 구부리거나 접을 수 있는 재질로 이루어진다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우(20)는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재(21), 및 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)에 대응하도록 프레임 부재(21) 위에 형성되어 있는 보호 부재(25)를 포함한다.
프레임 부재(21)의 가장자리에는 고정 부재(215)가 더 형성되어 있다. 고정 부재(215)는 프레임 부재(21)의 가장자리로부터 돌출되어 형성되고, 중앙부에는 홀(217)이 형성되어 있다.
고정 부재(215)에 형성되어 있는 홀(217)을 이용하여 프레임 부재(21)를 표시 패널(10) 또는 하우징(40) 등에 고정할 수 있다.
또한, 도시는 생략하였으나, 보호 부재(25)에도 고정 부재(215)와 유사한 형상을 가지는 보조 고정 부재가 형성될 수 있으며, 고정 부재(215) 및 보조 고정 부재를 이용하여 커버 윈도우(20)를 표시 패널(10) 또는 하우징(40) 등에 고정할 수도 있다.
또한, 프레임 부재(21)와 보호 부재(25) 사이에는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 차광 부재(23)가 더 형성되어 있다.
차광 부재(23)에는 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 부분에서 차광 부재(23)의 상부 면에 홈(235)이 형성될 수 있다. 차광 부재(23)와 보호 부재(25) 사이에 홈을 형성함으로써, 커버 윈도우(20)가 더 잘 구부러질 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이 차광 부재(23)에는 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 부분에서 차광 부재(23)의 하부 면에 홈(237)이 형성될 수도 있다.
다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우가 구부러지는 부분을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제6 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우는 구부리거나 접을 수 있는 재질로 이루어진다.
도 14에 도시된 바와 같이, 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 부분에서 프레임 부재(21)의 상부 면의 적어도 일부에 홈(219)이 형성되어 있다. 프레임 부재(21)에 홈(219)을 형성함으로써, 커버 윈도우(20)가 더 잘 구부러질 수 있도록 할 수 있다.
프레임 부재(21)와 보호 부재(25) 사이에는 홈(219)을 덮도록 차광 부재(23)가 형성되어 있다.
다음으로, 도 15 및 도 16을 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 평면도이고, 도 16은 도 15의 XVI-XVI선을 따라 나타낸 본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우는 구부리거나 접을 수 있는 재질로 이루어진다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우(20)는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재(21), 및 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)에 대응하도록 프레임 부재(21) 위에 형성되어 있는 보호 부재(25)를 포함한다.
프레임 부재(21)의 가장자리에는 고정 부재(215)가 더 형성되어 있다. 고정 부재(215)는 프레임 부재(21)의 가장자리로부터 돌출되어 형성되고, 중앙부에는 홀(217)이 형성되어 있다. 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)는 복수의 지점에서 구부러지도록 형성될 수 있고, 고정 부재(215)는 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 지점마다 형성되어 있다.
또한, 프레임 부재(21)와 보호 부재(25) 사이에는 비표시 영역(NA)에 대응하도록 차광 부재(23)가 더 형성되어 있다.
차광 부재(23)에는 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 부분에서 차광 부재(23)의 상부 면에 홈(235)이 형성될 수 있다. 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)는 복수의 지점에서 구부러지도록 형성될 수 있고, 홈(235)은 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 지점마다 형성되어 있다. 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 지점마다 차광 부재(23)와 보호 부재(25) 사이에 홈(235)을 형성함으로써, 커버 윈도우(20)가 더 잘 구부러질 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도시는 생략하였으나, 차광 부재(23)에는 프레임 부재(21) 및 보호 부재(25)가 구부러지는 부분에서 차광 부재(23)의 하부 면에 홈(235)이 형성될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
11: 표시부 12: 비표시부
13: 제1 기판 14: 제2 기판
21: 프레임 부재 23: 차광 부재
25: 보호막 27, 29: 개구부
40: 하우징 50: 인쇄회로기판
52: 연장부 100: 표시 장치
211: 투명부 212: 불투명부
215: 고정 부재 217: 홀
219, 235, 237: 홈 251: 제1 보호 부재
252: 제2 보호 부재

Claims (20)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우에 있어서,
    상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재, 및
    상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 보호 부재를 포함하고,
    상기 보호 부재는,
    상기 프레임 부재와 동일한 층에 상기 표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 제1 보호 부재, 및
    상기 제1 보호 부재 및 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 제2 보호 부재를 포함하며,
    상기 제1 보호 부재는 상기 프레임 부재의 상면 및 내측면을 덮는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 무기 물질을 포함하고, 불투명한 물질로 이루어지며,
    상기 보호 부재는 투명한 물질로 이루어지는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 프레임 부재의 열 팽창 계수는 상기 보호 부재의 열 팽창 계수보다 작은,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 무기 금속, 합금, 세라믹 물질, 탄소 섬유, 및 유리 섬유 중 적어도 어느 하나로 이루어지는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 단일층 또는 다중층으로 이루어지고,
    상기 보호 부재는 다중층으로 이루어지는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는 투명한 수지로 이루어지고,
    상기 제2 보호 부재는 실세스키옥산(silsesquioxane)으로 이루어지는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임 부재와 상기 보호 부재 사이에 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 차광 부재를 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 비표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 부분을 관통하도록 상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재에 형성되어 있는 개구부를 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재의 적어도 일부가 구부러진 형태를 가지는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  11. 제10 항에 있어서,
    표시 장치용 커버 윈도우의 두께는 100um 이하인,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 프레임 부재의 가장자리로부터 돌출되고, 중앙부에 홀이 형성되어 있는 고정 부재를 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 가장자리로부터 돌출되고, 중앙부에 홀이 형성되어 있는 보조 고정 부재를 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재는 복수의 지점에서 구부러지고,
    상기 고정 부재는 상기 구부러지는 지점마다 형성되어 있는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 보호 부재 사이에 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 차광 부재, 및
    상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재가 구부러지는 부분에서 상기 차광 부재의 상부면 또는 하부면의 적어도 일부에 형성되어 있는 홈을 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  16. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우에 있어서,
    상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 프레임 부재,
    상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 보호 부재,
    상기 프레임과 상기 보호 부재 사이에 상기 비표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 차광 부재, 및
    상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재가 구부러지는 부분에서 상기 차광 부재의 상부면 또는 하부면의 적어도 일부에 형성되어 있는 홈을 포함하고,
    상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재는 복수의 지점에서 구부러지고,
    상기 홈은 상기 구부러지는 지점마다 형성되어 있는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 프레임 부재 및 상기 보호 부재가 구부러지는 부분에서 상기 프레임 부재의 상부면의 적어도 일부에 형성되어 있는 홈, 및
    상기 프레임 부재와 상기 보호 부재 사이에 상기 홈을 덮도록 형성되어 있는 차광 부재를 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우.
  18. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 패널,
    상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 표시 패널 위에 불투명한 물질로 형성되어 있는 프레임 부재, 및
    상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하도록 상기 프레임 부재 위에 투명한 물질로 형성되어 있는 보호 부재를 포함하고,
    상기 보호 부재는,
    상기 프레임 부재와 동일한 층에 상기 표시 영역에 대응하도록 형성되어 있는 제1 보호 부재, 및
    상기 제1 보호 부재 및 상기 프레임 부재 위에 형성되어 있는 제2 보호 부재를 포함하며,
    상기 제1 보호 부재는 상기 프레임 부재의 상면 및 내측면을 덮는,
    표시 장치.
  19. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법에 있어서,
    상기 비표시 영역에 대응하도록 프레임 부재를 형성하는 단계,
    상기 프레임 부재 위에 투명한 수지를 도포하여 제1 보호 부재를 형성하는 단계, 및
    제1 보호 부재 위에 실세스키옥산을 이용하여 제2 보호 부재를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 보호 부재는 상기 프레임 부재의 상면 및 내측면을 덮도록 형성하는,
    표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재 및 상기 제2 보호 부재를 형성하는 단계는 실온 이상의 온도 또는 상기 표시 장치의 사용 온도 범위 이상의 온도에서 이루어지고,
    상기 제2 보호 부재를 형성한 후 상기 커버 윈도우를 냉각하는 단계를 더 포함하는,
    표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법.
KR1020130029894A 2013-03-20 2013-03-20 표시 장치용 커버 윈도우, 이를 포함하는 표시 장치, 및 표시 장치용 커버 윈도우의 제조 방법 KR102080132B1 (ko)

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