KR102618927B1 - 복원 특성 및 휘도가 향상된 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학 접착제에 나노 물질이 분산된 광학 접착층이 표시패널과 광 투과 부재 사이, 표시패널과 지지 부재 사이 및/또는 표시패널과 광변환 패널 사이에 위치하는 표시장치에 관한 것이다. 광학 접착층에 나노 물질을 포함하여 표시장치의 탄성률과 복원력이 향상된다. 이에 따라 광 투과 부재의 적어도 일부 영역의 두께를 얇게 하더라도 우수한 탄성력과 복원력을 유지할 수 있다. 또한, 광 투과 부재의 적어도 일부 영역의 두께를 달리하거나, 광 투과 부재에 다수의 패턴을 형성하여 표시장치의 시야각을 증진시킴으로써, 휘도가 향상된 표시장치를 구현할 수 있다.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성, 복원 특성 및 휘도가 향상된 표시장치에 관한 것이다.
디스플레이 기술이 발전하면서 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)나 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Device Display, OLED)와 같은 표시장치가 컴퓨터 모니터, TV, 핸드폰 및 스마트 기기의 디스플레이 등에 적용되고 있다. 이러한 표시장치는 크게 화상을 구현하는 표시패널을 포함하고 있다. 표시패널이 외부의 압력에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여, 강화 유리 또는 플라스틱 소재로 제조되는 커버 윈도우가 표시패널의 일면 또는 전면을 감싸고 있다.
커버 윈도우와 표시패널을 합착하기 위한 방법 중에서 직접 본딩(direct bonding)이 일반적으로 사용되고 있다. 직접 본딩 방식은 광학적 투명 수지(Optically Clear Resin, OCR) 또는 광학적 투명 접착제(Optically Clear Adhesive, OCA)를 이용하여 OCR 등을 경화시켜 커버 글라스와 표시패널을 합착한다.
하지만, 현재 표시패널과 커버 윈도우 사이에 개재되는 광학적 투명 접착층은 탄성력과 복원력에서 한계가 있다. 충분한 탄성력과 복원력을 가지기 위해서, 표시장치는 최소한의 두께를 가져야 하기 때문에, 커버 윈도우를 비롯한 전체 표시장치의 두께를 줄이는데 한계가 있다. 따라서, 이른바 폴더블 표시장치 등에 광학적 투명 접착층이 적용되는 경우, 박형 구조의 표시장치를 제조, 구현하는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은 탄성 및 복원력이 향상된 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시야각 및 휘도가 향상된 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 박형 구조의 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 표시패널; 표시패널의 일면 상에 위치하는 광 투과 부재; 및 표시패널과 광 투과 부재 사이에 위치하는 제 1 광학 접착층을 포함하고, 제 1 광학 접착층은 광학 접착제에 카본계 나노 물질, 유리 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 나노 물질이 분산되어 있는 표시장치를 제공한다.
일례로, 제 1 접착층에서 나노 물질은 0.5 내지 3 중량%의 비율로 분산될 수 있다.
표시장치는 표시패널의 타면 상에 위치하는 백 플레이트와, 표시패널과 백 플레이트 사이에 위치하는 제 2 광학 접착층을 더욱 포함할 수 있다.
제 2 광학 접착층은 광학 접착제에 카본계 나노 물질, 유리 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 나노 물질이 첨가, 분산될 수 있으며, 제 2 광학 접착층에서 나노 물질은 0.5 내지 3 중량%의 비율로 분산될 수 있다.
일례로, 카본계 나노 물질은 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT), 그래핀(graphene), 그래파이트(graphite), 탄소나노섬유(carbon nano fiber; CNF) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 표시장치는 폴더블 표시장치를 포함한다.
또한, 광 투과 부재는 커버 윈도우를 포함할 수 있다.
예시적인 실시형태에 따르면, 표시장치는 접힘 영역(folding region)과 비-접힘 영역(non-folding region)을 포함하고, 커버 윈도우는 접힘 영역의 두께가 비-접힘 영역의 두께보다 얇을 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에 따르면, 표시장치는 접힘 영역(folding region)과 비-접힘 영역(non-folding region)을 포함하고, 커버 윈도우는 접힘 영역에서 제 1 접착층을 향하여 돌출되는 다수의 패턴을 가질 수 있다.
일례로, 다수의 패턴은 사다리꼴 형상 단면을 가질 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 기판; 기판과 마주하는 광 투과 부재; 기판 및 광 투과 부재 사이에 위치하는 박막트랜지스터; 및 박막트랜지스터와 광 투과 부재 사이에 위치하는 제 1 광학 접착층을 포함하고, 상기 제 1 광학 접착층은 광학 접착제에 카본계 나노 물질, 유기 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 나노 물질이 분산되어 있는 표시장치를 제공한다.
일례로, 광 투과 부재는 상기 제 1 접착층을 향하여 돌출되는 다수의 패턴, 예를 들어, 사다리꼴 단면 형상의 패턴을 가질 수 있다.
본 발명은 표시패널과 광 투과 부재 사이에 위치하는 제 1 광학 접착층 및/또는 표시패널과 백 플레이트 사이에 위치하는 제 2 광학 접착층에 나노 물질이 분산되어 있는 표시장치를 제안한다.
나노 물질을 광학 접착층에 포함시켜, 표시장치의 탄성 및 복원력이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 광학 접착층을 적용하여 폴더블 표시장치를 비롯한 플렉서블 표시장치 등에 적용될 수 있다.
나노 물질을 포함한 광학 접착층 및 이를 포함하는 표시장치는 충분한 탄성력 및 복원력을 확보할 수 있다. 표시장치를 구성하는 광 투과 부재의 일부 영역, 예를 들어 접힘 영역의 두께를 비-접힘 영역의 두께보다 얇게 형성할 수 있어서, 박형 구조의 표시장치를 구현할 수 있다.
또한, 광 투과 부재의 적어도 일부 영역에서 광학 접착층을 향해 돌출하는 다수의 패턴을 형성하여, 보다 넓은 시야각을 확보하여 휘도가 향상된 표시장치를 제조, 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 표시패널의 일례로서 발광다이오드 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라, 광 투과 부재에 형성되는 다수의 돌출 패턴의 형태를 보다 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 표시장치로서 투명표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7c는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 카본계 나노 물질이 배합된 광학 접착층의 형태를 보여주는 SEM 사진이다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 카본계 나노 물질이 배합된 광학 접착층의 저장탄성률, 시간 경과에 따른 복원 특성 및 탄성 복원률을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 다라 카본계 나노 물질이 배합된 광학 접착층이 도포된 박막을 대상으로 접힘 테스트를 수행한 뒤, 각각의 박막에 대한 waviness 정도를 보여주는 사진이다.
도 12a 내지 도 12d는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 커버 윈도우에 적용될 수 있는 패턴 형태에 따른 전방위 시야각 배광 분포와 전방위 시야각 휘도를 모의 실험한 결과를 나타낸 것이다.
도 13a 내지 도 13e는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 사다리꼴 패턴에서 밑면과 측면 사이의 각도 변경에 따른 전방위 시야각 배광 분포를 모의 실험한 결과를 나타낸 것이다.
도 14 내지 도 16은 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 사다리꼴 패턴의 각도 변경에 따른 휘도, 사다리꼴 패턴의 높이 조절에 따른 휘도 및 사다리꼴 패턴의 밑변 길이 조절에 따른 휘도를 모의 실험한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 표시패널의 일례로서 발광다이오드 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라, 광 투과 부재에 형성되는 다수의 돌출 패턴의 형태를 보다 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 표시장치로서 투명표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7c는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 카본계 나노 물질이 배합된 광학 접착층의 형태를 보여주는 SEM 사진이다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 카본계 나노 물질이 배합된 광학 접착층의 저장탄성률, 시간 경과에 따른 복원 특성 및 탄성 복원률을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 다라 카본계 나노 물질이 배합된 광학 접착층이 도포된 박막을 대상으로 접힘 테스트를 수행한 뒤, 각각의 박막에 대한 waviness 정도를 보여주는 사진이다.
도 12a 내지 도 12d는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 커버 윈도우에 적용될 수 있는 패턴 형태에 따른 전방위 시야각 배광 분포와 전방위 시야각 휘도를 모의 실험한 결과를 나타낸 것이다.
도 13a 내지 도 13e는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 사다리꼴 패턴에서 밑면과 측면 사이의 각도 변경에 따른 전방위 시야각 배광 분포를 모의 실험한 결과를 나타낸 것이다.
도 14 내지 도 16은 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 사다리꼴 패턴의 각도 변경에 따른 휘도, 사다리꼴 패턴의 높이 조절에 따른 휘도 및 사다리꼴 패턴의 밑변 길이 조절에 따른 휘도를 모의 실험한 결과를 보여주는 그래프이다.
이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시장치(100)는 광 투과 부재인 커버 윈도우(cover window, 110)와, 제 1 광학 접착층(130)을 통하여 커버 윈도우(110)와 합착되는 표시패널(200)과, 제 2 광학 접착층(140)을 통하여 표시패널(200)과 합착되어, 커버 윈도우(110)의 반대쪽에 위치하는 백 플레이트(back plate, 120)를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위하여 표시패널(200)의 표시 면이 전방에 위치한다는 전제 하에, 표시패널(200)의 전방에 커버 윈도우(110)가 위치하고, 백 플레이트(120)는 표시패널(200)의 배면에 위치하는 경우를 중심으로 설명한다.
커버 윈도우(110)는 접힘 영역(Folding Region; FR)과 비-접힘 영역(Non-Folding Region; NFR)이 정의되어 있다. 따라서, 접힘 영역(FR)을 중심으로 접혀서 이른바 폴더블 표시장치를 구현할 수 있다. 커버 윈도우(400)는 후술하는 표시패널(200)에서 화상이 표시되는 측의 바깥에 위치하여, 표시패널(200)의 이미지를 그대로 투과하는 동시에, 외부 충격이나 응력으로부터 표시패널(200)을 보호한다. 커버 윈도우(110)는 강화 유리나 강화 플라스틱 등의 소재로부터 예를 들어 인 몰드 라미네이션(in mold lamination) 방법이나 공-압출 방식으로 사출 성형될 수 있다.
최근에는 터치를 구현하는 동시에 플렉서블(flexible)하고, 굽힘(bending), 신장(stretching)이 가능한 표시 장치가 요구되고 있다. 종래 강화 글라스를 주재로 사용하였던 커버 윈도우(110) 역시 플렉서블 소재인 플라스틱으로 제조될 수 있다. 글라스에 비하여 플라스틱 재질은 연질 특성을 가지고 있어서 자체적으로 휘어진다.
예를 들어, 커버 윈도우(110)는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 커버 윈도우(110)는 중앙의 기재와, 중앙 기재를 보강하기 위한 상부와 하부의 하드코팅층을 포함할 수 있다. 커버 윈도우(110)를 구성하는 기재는 강화 글라스로 제조될 수 있지만, 플렉서블 표시장치를 구현하고자 하는 경우에는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(110)를 구성하는 플라스틱 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리사이클로올레핀(polycyclo-olefins), 폴리카보네이트-폴리메틸메타크릴레이트(PC-PMMA), 폴리메틸메타크릴레이트-폴리카보네이트-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA-PC-PMMA) 등의 소재로 제조될 수 있으며, 이들 고분자 소재를 (공)압출하는 방법을 통하여 제조될 수 있다.
일반적으로 커버 윈도우(110)는 표시장치(100)의 가장 외곽에 위치하므로, 손톱이나 터치-펜을 비롯한 외부의 스크래치를 방지하기 위하여 내마모성이 요구된다. 따라서 외부의 충격에 의하여 커버 윈도우(110)가 깨지는 것을 방지할 수 있도록 내-충격성을 향상시켜야 한다. 이를 위하여 플라스틱 기재(도시하지 않음)의 상부 및 하부에 각각 고경도 구현이 가능한 경질 타입의 제 1 및 제 2 하드코팅층(도시하지 않음)을 각각 형성한다.
커버 윈도우(110)를 구성하는 플라스틱 기재(도시하지 않음)의 한쪽 면에만 코팅하였을 때에는 플라스틱 기재에 휨이 발생하여 반대쪽 면에도 동일한 두께의 하드코팅층(도시하지 않음)을 코팅하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하드코팅층(도시하지 않음)은 우레탄 아크릴 수지, 메타아크릴수지, 실세스퀴옥산 화합물 등을 이용하여 제조될 수 있으며, 롤-코팅, 스핀-코팅, 딥-코팅, 플로우-코팅 및 스프레이-코팅 등의 방법을 이용하여 플라스틱 기재에 코팅될 수 있다.
이를 화합물을 플라스틱 기재에 코팅한 뒤에, UV 등으로 경화하여 하드코팅층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(110)의 전체 두께는 대략 0.5 ~ 1.0 ㎜, 하드코팅층(도시하지 않음)은 각각 5 ~ 40 ㎛의 두께로 형성될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 폴더블 표시장치일 수 있는 표시장치(100)에 적용되는 커버 윈도우(110)는 소프트 소재, 예를 들어 우레탄계 고분자로 제조되는 접힘 영역(FR)과, 접힘 영역(FR)에 인접하여 하드 소재, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)계 또는 폴리카보네이트(PC)계 고분자로 제조되는 비-접힘 영역(NFR)이 위치할 수 있다. 접힘 영역(FR)과 비-접힘 영역(NFR)에 위치하는 고분자 소재의 모듈러스(modulus) 특성이 상이하기 때문에, 접힘 영역(FR)을 중심으로 폴더블 특성을 구현할 수 있다.
폴더블 특성을 구현하기 위한 커버 윈도우(110)는 일반적으로 다-성분 사출성형(multi-component injection molding)의 하나인 이중사출성형을 이용하여 제조된다. 일례로, 폴리우레탄(PU), 폴리부틸아크릴레이트(PBA), 폴리스티렌(PS), 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체로 구성되는 연성(소프트) 고분자를 사출형 몰드 내에 충전, 보압하여 1차로 사출하고, PMMA, PC 및 이들의 공중합체와 같은 투명하면서도 강성(하드) 고분자를 사출된 소프트 고분자에 인접하게 충전, 보압하여, 접힘 영역(FR)과 비-접힘 영역(NFR)이 일체화된 커버 윈도우(130)를 제조할 수 있다.
선택적으로, 커버 윈도우(110)의 접힘 영역(FR)과 비-접힘 영역(NFR)을 동일한 공중합체로 구성하되, 접힘 영역(FR)은 연성 단량체(소프트 세그먼트)의 함량이 많고, 비-접힘 영역(NFR)은 강성 단량체(하드 세그먼트)의 함량이 많도록 조절하는 방법으로 커버 윈도우(110)를 제조할 수 있다. 일례로, 연성 단량체는 전술한 연성 고분자인 PU, PBA, PS, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체로 구성되는 고분자의 단위 성분이고, 강성 단량체는 전술한 강성 고분자인 PMMA, PC 및 이들의 공중합체로 구성되는 고분자의 단위 성분이다.
표시패널(200)과 커버 윈도우(110) 사이에 제 1 광학 접착층(130)이 개재되어, 표시패널(200)과 커버 윈도우(110)를 합착한다. 제 1 광학 접착층(130)은 광학적 투명 수지(Optically Clear Resin; OCR), 광학적 투명 접착제(Optically Clear Adhesive; OCA) 또는 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive; PSA)일 수 있는 바인더(132)와, 바인더(132)에 분산된 나노 물질(134)을 포함한다. 일례로, 나노 물질(134)은 카본계 나노 물질, 유리 섬유(glass fiber) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 이하에서는, 바인더(132)를 구성하는 OCR, OCA, PSA 등을 통칭하여, 광학 접착제라는 용어를 사용한다.
제 1 광학 접착층(130)을 형성하는 바인더(132)인 광학 접착제는 (메타)아크릴레이트계, 우레탄계, 고무계, 우레탄아크릴레이트계, 실록산계 및 이들의 조합으로 구성되는 수지를 포함한다. 본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한, 용어 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트와 (메트)아크릴레이트를 통칭한다. 광학 접착제는 105℃ 이상의 고온 환경 및 85℃ 이상의 온도 및 상대습도 85% 이상의 고온고습 환경에서 1000 시간을 기준으로 이상이 없어야 하며, 그 요구조건은 점차 증가할 것으로 예상된다.
제 1 광학 접착층(130)은 바인더(132)에 카본계 나노 물질, 유리 섬유(glass fiber) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 나노 물질(134)이 분산되어 있다. 일례로, 카본계 나노 물질은 탄성력이 우수한 탄소나노튜브(Carbon nanotube; CNT), 그래핀(graphene), 그래파이트(graphite), 탄소나노섬유(carbon nanofiber; CNF) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
카본계 나노 물질로 적용될 수 있는 그래핀은 단층(mono layer) 그래핀 또는 수층(few layer) 그래핀(일례로 2 내지 3층 그래핀)일 수 있다. 탄소나노튜브(CNT)는 단일벽탄소나노튜브(Single wall carbon nanotube; SWCNT), 이중벽탄소나노튜브(double wall carbon nanotube; DWCNT) 또는 다중벽탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube; MWCNT)일 수 있다.
제 1 광학 접착층(130)에 포함되는 광학 접착제인 바인더(132)를 형성하기 위한 전구체 중의 반응성 성분이 경화, 접착되면서 접착층을 형성하여, 표시패널(200)에 가해지는 응력(stress)을 줄인다. 또한 바인더(132)로 인하여 표시 장치(100)의 외부로부터 인가되는 충격을 흡수하여, 내-충격성을 향상시킬 수 있다.
그런데, 터치패널을 포함하는 폴더블 표시장치에서, 광학적 투명 접착층은 접힘 시 발생하는 인장 변형 및 압축 변형으로부터, 접힘이 해제되었을 때 원래의 길이로 신속하게 복원(탄성 회복)될 수 있도록 높은 탄성력 및 복원력이 요구된다. 하지만, 종래의 광학적 투명 접착층에 사용된 광학 접착제는 복원력이나 탄성력 등에 있어서 한계가 있다.
이에 따라 광학 접착제만으로 광학 접착층을 형성한 표시장치에서 접힌 상태에서 접히지 않은 상태로 변위되었을 때, 광학 접착층에 인가된 strain이 여전히 잔류하면서(복원되지 않는 잔류 변형이 있음), 탄성 복원이 불량해지는 문제가 발생한다. 이로 인하여, 표시장치의 표면에 주름(waviness)가 발생하면서 표시장치의 평탄도가 떨어지고, 이로 인하여 시야각 및 휘도가 불량해지는 문제가 발생한다.
하지만, 본 발명에 따르면, 바인더(132)에 카본계 나노 물질 및 유리 섬유 중에서 적어도 1종인 나노 물질(134)을 분산시킨 제 1 광학 접착층(130)을 형성한다. 제 1 광학 접착층(130)을 포함한 표시장치(100)의 탄성력과 복원력을 향상시킬 수 있고, 접힘 이후에도 표시장치(100)의 표면에 주름(waviness)을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 표시장치(100)의 평탄도가 개선되면서 높은 시야각 및 휘도를 유지할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 카본계 나노 물질 및 유리 섬유 중에서 적어도 1종인 나노 물질(134)은 제 1 광학 접착층(130) 중에 0.5 내지 3 중량%의 비율로 첨가, 분산될 수 있다.
제 1 광학 접착층(130) 중에 나노 물질(134)의 함량이 0.5 중량% 미만이면 제 1 광학 접착층(130)의 탄성력이나 복원력의 향상을 기대하기 어렵다. 제 1 광학 접착층(130) 중에 나노 물질(134)의 함량이 3 중량%을 초과하면, 제 1 광학 접착층(130)을 형성하기 위한 경화 과정에서 나노 물질(134)이 응집되어 나노 물질(134)이 바인더(132)에 균일하게 분산되지 못할 수 있다. 또한, 제 1 광학 접착층(130) 중에 나노 물질(134)의 함량이 3 중량%를 초과하면, 첨가된 나노 물질(134)로 인하여 지나친 광 산란이 야기되어, 표시장치(100)의 광-투과율이 저하되면서, 휘도가 나빠질 수 있다.
제 1 광학 접착층(130)은 바인더(132)로 경화될 수 있는 반응성 성분과, 중합개시제(initiator)와 나노 물질(134) 등을 포함하는 접착제 형성용 액상 조성물로부터 제조될 수 있다.
액상 조성물은 바인더(132)로 경화될 수 있는 반응성 성분, 중합개시제 및 나노 물질(134)을 분산시킬 수 있는 용매를 포함한다. 용매는 특별히 한정되는 것은 아니며, 알코올계, 에테르계, 에스테르계, 아세테이트계, 방향족 탄화수소계, 케톤계, 아미드계, 락톤계 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
나노 물질(134)를 포함하는 접착제 형성용 액상 조성물은 코팅 방식을 통해 커버 윈도우(110)의 일면에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 제 1 광학 접착층(130)을 형성하기 위한 접착제 형성용 조성물은 롤-코팅(roll coating), 스핀-코팅(spin coating), 딥-코팅(deep coating), 플로우-코팅(flow coating) 및 스프레이 코팅(spray coating) 방식을 이용하여 커버 윈도우(110)에 코팅될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 접착제 형성용 액상 조성물은 슬릿 코팅이나 플로우 코팅을 이용하여 대략 100 내지 200 ㎛의 두께로 코팅될 수 있다.
반응성 성분이 열경화 및/또는 광경화되어 네트워크 구조를 형성하면, 네트워크 구조의 바인더(132)에 나노 물질(134)이 분산된 제 1 광학 접착층(130)을 형성한다. 열경화는 핫-플레이트를 이용하여 진행할 수 있고, 대략 80 내지 150, 바람직하게는 100 내지 120℃의 온도에서 5 내지 20분 동안 진행될 수 있다. 한편, 광경화는 대략 1000 내지 5000, 바람직하게는 2500 내지 4000 mJ/㎠ 강도의 광을 조사(UV 램프 또는 LED 램프를 사용)하여 진행될 수 있으며, 수초간 수행될 수 있다. 하지만, 열경화 및 광경화 공정이 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 바인더(132)로서 (메타)아크릴레이트계 수지를 사용하는 경우, 접착제 형성용 액상 조성물은 반응성 성분으로서 적절한 광원의 조사에 의해 경화될 수 있는 광 반응성 성분 및/또는 열에 의하여 경화될 수 있는 열 반응성 성분을 가질 수 있다. (메타)아크릴레이트계 반응성 성분은 에틸렌성 이중 결합을 가지는 모노머 또는 올리고머를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, (메타)아크릴레이트계 반응성 성분은 아크릴 관능기가 2개 이하인 (메타)아크릴레이트계 반응성 성분을 사용할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 접착제 형성용 액상 조성물은 반응성 성분의 광중합 반응을 유도할 수 있는 광중합개시제를 포함할 수 있다.
예시적인 실시형태에 따라, 우레탄계 수지 또는 우레탄(메타)아크릴레이트계 수지를 바인더(132)로 사용하고자 하는 경우, 우레탄 결합을 형성하기 위하여 폴리올과 디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 우레탄 프리폴리머를 반응성 성분으로 사용할 수 있다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위한 폴리올은 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드에 글리세린을 반응시킨 폴리올이나, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 폴리에테르와 같은 폴리에테르폴리올; 및/또는 폴리카프로락톤폴리올, 이염기산인 아디프산에 글리콜이나 트리올의 탈수축합반응에 의하여 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등에서 1종 이상 선택될 수 있다.
선택적으로, 바인더(132)로 사용될 수 있는 고무계 수지는 폴리부타디엔(Polybutadiene, PB) 수지, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene, PIB) 수지, 폴리펜타디엔(Polypentadiene) 수지, 폴리이소프렌(Polysioprene) 수지, 폴리네오프렌(Polyneoprene) 수지, 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile-Butadiene Rubber, NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS) 수지, 아크릴레이트-부타디엔 고무(Acrylate-Butadiene Rubber, ABR), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene-Propylene Rubber), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene-Propylene-Diene Rubber), 이들의 조합 및 이들의 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 고무계 수지를 제조하기 위하여, 전술한 고무계 수지의 단위 유닛으로 구성되는 모노머 및/또는 올리고머가 반응성 성분으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 디엔(dien) 구조를 갖는 모노머 및/또는 올리고머가 사용된다.
다른 예시적인 실시형태에 따라, 바인더(132)로서 실록산계 수지를 사용하는 경우, 실란올기 및/또는 실록산기를 적어도 1개 가지는 실란올일 모노머/올리고머 또는 실록산 모노머/올리고머가 반응성 성분으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 실란올 모노머/올리고머는 에틸렌성 불포화 알콕시 실란이나, 에틸렌성 불포화 아실옥시 실란을 포함한다.
실록산 모노머/올리고머는 선형 실록산기를 가지거나, 사이클로 실록산계, 사면체 구조의 실록산계 및 실세스퀴옥산 구조의 실록산 모노머/올리고머를 포함한다. 예를 들어, 실세스퀴옥산 구조의 실록산 모노머/올리고머를 반응성 성분으로 사용하는 경우, 내열성이 우수한 사다리형이나 케이지형 구조를 가지는 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane; POSS)를 형성할 수 있는 실세스퀴옥산의 단위구조를 갖는 것이 바람직하다.
표시패널(200)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel Device; PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display Device; FED), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED), 양자점발광다이오드(Quantum Dot Light Emitting Diode; QLED) 중의 하나로 이루어질 수 있다. 일례로, 저-전압 구동이 가능하고, 다양한 컬러를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장치인 OLED나 QLED와 같은 발광다이오드 표시패널이 표시패널(200)로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 표시패널의 일례로서 발광다이오드 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 발광다이오드 표시패널(200)은 박막트랜지스터(Tr)와, 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 평탄화층(268)과, 평탄화층(268) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(260)를 포함한다. 박막트랜지스터(Tr)는, 반도체층(220)과, 게이트 전극(230)과, 소스 전극(240)과, 드레인 전극(242)을 포함한다.
기판(201)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 기판 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone; PES), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate; PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate; PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 박막트랜지스터(Tr)와, 발광다이오드(260)가 위치하는 기판(201)은 어레이 기판을 이룬다.
일례로, 기판(201)이 플라스틱 소재로 이루어진 경우, 기판(201)은 박막트랜지스터(Tr)과 같은 구성 요소를 형성할 때 적합하지 않다. 따라서, 플라스틱 소재의 기판(201)을 유리 기판과 같은 캐리어 기판에 부착한 상태에서 박막트랜지스터(Tr)와 같은 구성 요소의 형성 공정을 진행한다. 이후, 캐리어 기판과 플라스틱 소재의 기판(201)을 분리함으로써, 발광다이오드 표시패널(200)을 제조할 수 있다.
기판(201) 상에 버퍼층(210)이 형성될 수 있다. 버퍼층(210)은 규소 질화물(SixNy) 또는 규소 산화질화물(SixNyOz)과 같은 무기물로 이루어질 수 있다. 버퍼층(210) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(210)은 생략될 수 있다.
버퍼층(210) 상부에 반도체층(220)이 형성된다. 예를 들어, 반도체층(220)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 반도체층(220)이 산화물 반도체 물질로 이루어지는 경우, 반도체층(220) 하부에 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 차광패턴은 반도체층(220)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(220)이 빛에 의하여 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(220)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(220)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(220) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(224)이 기판(201) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(224)은 규소 산화물(SixOy), 규소 질화물(SixNy) 또는 규소 산화질화물(SixNyOz)과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(224) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(230)이 반도체층(330)의 중앙에 대응하여 형성된다. 도 2에서 게이트 절연막(224)은 기판(201) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(224)은 게이트 전극(230)과 동일한 모양으로 패터닝 될 수도 있다.
게이트 전극(230) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(232)이 기판(201) 전면에 형성된다. 층간 절연막(232)은 규소 산화물(SixOy), 규소 질화물(SixNy) 또는 규소 산화질화물(SixNyOz)과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(232)은 반도체층(220)의 양측 상면을 노출하는 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)을 갖는다. 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)은 게이트 전극(230)의 양측에서 게이트 전극(230)과 이격되어 위치한다. 도 2에서, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)은 게이트 절연막(224) 내에도 형성된 것으로 도시하였다. 이와 달리, 게이트 절연막(224)이 게이트 전극(230)과 동일한 모양으로 패터닝 될 경우, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)은 층간 절연막(232) 내에만 형성된다.
층간 절연막(232) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 소스 전극(240)과 드레인 전극(242)이 형성된다. 소스 전극(240)과 드레인 전극(242)은 게이트 전극(230)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)을 통해 반도체층(220)의 양측과 접촉한다.
반도체층(220), 게이트 전극(230), 소스 전극(240) 및 드레인 전극(242)은 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다. 도 2에 예시된 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(220)의 상부에 게이트 전극(230), 소스 전극(240) 및 드레인 전극(242)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다. 이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고, 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도 2에 도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다. 또한, 파워 배선이 데이터 배선 또는 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
한편, 발광다이오드 표시패널(200)는 발광다이오드(260)에서 생성된 빛을 흡수하는 컬러 필터(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(도시하지 않음)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 광을 흡수할 수 있다. 이 경우, 광을 흡수하는 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터 패턴이 각각의 화소영역 별로 분리되어 형성될 수 있으며, 이들 각각의 컬러 필터 패턴은 흡수하고자 하는 파장 대역의 빛을 방출하는 발광다이오드(260) 중의 발광층(264)과 각각 중첩되게 배치될 수 있다. 컬러 필터(도시하지 않음)를 채택함으로써, 발광다이오드 표시패널(200)은 풀-컬러를 구현할 수 있다. 예를 들어, 발광다이오드 표시패널(200)이 상부 발광 타입인 경우, 발광다이오드(250)의 제 2 전극(266) 상에 광을 흡수하는 컬러 필터(도시하지 않음)가 위치할 수 있다.
소스 전극(240)과 드레인 전극(242) 상부에는 평탄화층(250)이 기판(201) 전면에 형성된다. 평탄화층(250)은 상면이 평탄하며, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(242)을 노출하는 드레인 컨택홀(252)을 갖는다. 여기서, 드레인 컨택홀(252)은 제 2 반도체층 컨택홀(236) 바로 위에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제 2 반도체층 컨택홀(236)과 이격되어 형성될 수도 있다.
발광다이오드(260)는 평탄화층(250) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(242)에 연결되는 제 1 전극(262)과, 제 1 전극(262) 상에 순차 적층되는 발광층(264) 및 제 2 전극(266)을 포함한다.
1 전극(262)은 각 화소영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(262)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(262)은 인듐-주석-산화물(indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide; IZO), 인듐-주석-아연-산화물(indium-tin-zinc oxide; ITZO), 인듐-구리-산화물(indium-copper-oxide; ICO), 주석산화물(SnO2), 인듐산화물(In2O3), 카드뮴:산화아연(Cd:ZnO), 불소:산화주석(F:SnO2), 인듐:산화주석(In:SnO2), 갈륨:산화주석(Ga:SnO2) 및 알루미늄:산화아연(Al:ZnO; AZO)을 포함하는 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 1 전극(262)은 전술한 금속 산화물 이외에도, 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 금속 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 평탄화층(250) 상에는 제 1 전극(262)의 가장자리를 덮는 뱅크층(268)이 형성된다. 뱅크층(268)은 화소영역에 대응하여 제 1 전극(262)의 중앙을 노출한다.
제 1 전극(262) 상에는 발광층(264)이 형성된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 발광층(264)은 발광물질층(EML)의 단층 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 발광층(264)은 발광물질층 이외에도, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자차단층(EBL), 정공차단층(HBL), 전자수송층(ETL) 및/또는 전자주입층(EIL)과 같은 전하의 이동을 촉진하거나 제어하는 다수의 전하 제어층을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(264)은 하나의 발광 유닛으로 이루어질 수도 있고, 다수의 발광 유닛이 전하생성층(CGL)을 사이에 두고 다수 위치하는 탠덤(tandem) 구조를 이룰 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 발광물질층은 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 황색(Y) 및/또는 오렌지색(O) 중에서 어느 하나의 컬러를 방출할 수 있다. 선택적인 실시형태에서, 2개 이상의 발광층이 탠덤 구조를 이루어 백색(W) 발광을 구현할 수도 있다. 이때, 발광물질층은 유기 발광 소재로 이루어질 수도 있고, 양자점(quantum dots; QDs)이나 양자막대(quantum rods; QRs)과 같은 무기 발광 입자로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 유기 발광 소재인 경우, 발광물질층은 호스트와 도펀트로 이루어질 수 있다. 호스트와 도펀트는 형광 소재 또는 인광 소재가 사용될 수 있다. 일례로, 도펀트는 인광 도펀트 또는 지연형광 도펀트가 사용될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
발광층(264)이 형성된 기판(201) 상부로 제 2 전극(266)이 형성된다. 제 2 전극(266)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 음극일 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(266)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(262)과 제 2 전극(266)은 각각 5 내지 300 nm, 바람직하게는 10 내지 200 nm의 두께로 형성될 수 있다.
이와 같은 발광다이오드 패널(200)은 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(262)과 제 2 전극(266)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(262)로부터 주입된 정공과 제 2 전극(266)으로부터 주입된 전자가 발광층(264)으로 수송되어, 엑시톤(exciton; 여기자)을 형성한다. 불안정한 에너지 상태(excited state)의 엑시톤 에너지가 안정한 바닥 상태(ground state)로 전이되면서 빛이 발생하면서 가시광선 형태로 방출한다. 발광된 빛은 전극(262, 266)을 통과하여 외부로 방출되고, 발광다이오드 패널(200)은 임의의 화상을 구현할 수 있다.
제 2 전극(266) 상에는, 외부 수분이 발광다이오드(260)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 270)이 형성된다. 인캡슐레이션 필름(270)은 제 1 무기 절연층(272)과, 유기 절연층(274)과, 제 2 무기 절연층(276)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다시 도 1로 돌아가면, 커버 윈도우(110)는 나노 물질(134)이 바인더(132)에 분산되어 있는 제 1 광학 접착층(130)을 통해 표시패널(200)의 전면에 부착된다. 선택적으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시장치(100)는 표시패널(200)에 인접하여 터치패널(290)이 위치할 수 있다.
도 1에서 터치패널(290)은 표시패널(200) 상부에 위치하는 온-셀 타입(on-cell type)을 예시하였으나, 터치패널(290)은 표시패널(200) 내부에 위치하는 인-셀 타입(in-cell type)일 수 있다. 온-셀 타입의 터치패널(290)인 경우, 커버 윈도우(110)는 제 1 광학 접착층(130)을 통해 터치패널(290)과 합착되고, 터치패널(290)과 표시패널(200)은 별도의 광학 접착층(도시하지 않음)을 통해 서로 합착될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 터치패널(290)은 제 1 터치전극이 형성된 제 1 터치필름과, 제 2 터치전극이 형성된 제 2 터치필름이 서로 대향적으로 위치할 수 있다. 제 1 및 제 2 터치전극(도시하지 않음)이 터치센서(도시하지 않음)를 형성한다.
한편, 터치패널(290)과 합착된 표시패널(200)은 전방의 커버 윈도우(110) 이외에도, 후방의 백 플레이트(120)를 통해 모듈화될 수 있다. 즉, 화상이 구현되는 표시패널(200)의 전방으로는 표시패널(200)을 보호하는 커버 윈도우(110)과 제 1 광학 접착층(130)을 통해 부착되고, 표시패널(200)의 배면으로는 표시패널(200)을 지지하기 위한 백 플레이트(120)가 제 2 광학 접착층(140)을 통해 부착된다.
백 플레이트(120)는 표시패널(200)의 기판(201, 도 2 참조)이 매우 얇기 대문에, 표시패널(200)을 지지할 수 있도록 표시패널(200)의 배면에 부착된다. 일례로, 백 플레이트(120)는 스테인리스스틸과 같은 금속 소재나, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐알코올(PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 고분자 소재로 이루어질 수 있다.
제 2 광학 접착층(140)은 바인더(142)에 나노 물질(144)이 첨가, 분산된다. 제 1 광학 점착층(130)과 마찬가지로, 제 2 광학 접착층(140)은 (메타)아크릴레이트계, 우레탄계, 고무계, 우레탄아크릴레이트계, 실록산계 및 이들의 조합으로 구성되는 수지를 포함하는 광학 접착제인 바인더(142)를 포함한다. 나노 물질(144)은 카본계 나노 물질, 유리 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 카본계 나노 물질은 탄소나노튜브(CNT), 그래핀, 그래파이트, 탄소나노섬유(CNF) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 제 2 광학 접착층(140)은 제 1 광학 접착층(130)과 동일한 방식으로 제조될 수 있다.
이때, 나노 물질(144)은 제 2 광학 접착층(140) 중에 0.5 내지 3 중량%의 비율로 첨가, 분산될 수 있다. 나노 물질(144)의 함량이 전술한 범위를 충족하는 경우, 제 2 광학 접착층(140)의 탄성력 및 복원력이 향상되어, 폴더블 표시장치에 적용될 수 있다. 또한, 나노 물질(144)의 함량이 전술한 범위를 충족하면, 제 2 광학 접착층(140)의 광-투과율이 높은 수준을 유지하여, 표시장치(100)의 시야각 및 휘도가 저하되지 않을 수 있다.
광학 접착층(130, 140)에 나노 물질(134, 144)을 첨가하여, 표시장치(100)의 탄성력 및 복원력이 향상된다. 이에 따라, 표시장치의 전면 광 투과 부재인 커버 윈도우(110) 및/또는 배면 지지 부재인 백 플레이트(120)의 적어도 일부를 얇게 형성하더라도 충분한 탄성력과 복원력을 확보할 수 있다. 도 3은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 표시장치(300)는 전면에 위치하는 커버 광 투과 부재인 커버 윈도우(310)와, 배면에 위치하는 지지 부재인 백 플레이트(320)와, 커버 윈도우(310)와 백 플레이트(320) 사이에 위치하는 표시패널(400)을 포함한다. 선택적인 실시형태에서, 커버 윈도우(310)와 표시패널(400) 사이에 터치 패널(490)이 위치할 수 있다.
커버 윈도우(310), 표시패널(400) 및 백 플레이트(320)는 접착층을 통하여 모듈화될 수 있다. 일례로, 커버 윈도우(310)은 제 1 광학 접착층(330)을 통하여 표시패널(400)의 전면에 부착되고, 백 플레이트(320)는 제 2 광학 접착층(340)을 통하여 표시패널(400)의 전면에 부착될 수 있다. 온-셀 타입의 터치패널(490)이 형성되는 경우, 커버 윈도우(310)는 제 1 광학 접착층(330)을 통하여 터치패널(490)의 전면에 부착되고, 표시패널(400)과 터치패널(490)은 도시하지 않은 광학 접착층을 통해 합착될 수 있다.
표시패널(400)은 LCD, PDP, FED, OLED, QLED 중의 하나로 이루어질 수 있다. 일례로, 표시패널(400)은 도 2에 개략적으로 나타낸 것과 같은 OLED 또는 QLED와 같은 발광다이오드 표시패널일 수 있다.
커버 윈도우(310)는 유리 또는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 일례로, 커버 윈도우(310)는 플라스틱 소재로 이루어지는 기재(도시하지 않음), 기재의 상부와 하부에 각각 배치되는 하드코팅층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 접힘 영역(FR)과 비-접힘 영역(NFR)이 커버 윈도우(310)에 정의, 형성될 수 있다.
커버 윈도우(310)의 접힘 영역(FR)은 PU, PBA, PS, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체로 구성되는 연성 고분자로 제조될 수 있고, 비-접힘 영역(NFR)은 PMMA, PC 및 이들의 공중합체로 구성되는 강성 고분자로 제조될 수 있다. 선택적으로, 커버 윈도우(310)의 접힘 영역(FR)은 연성 고분자의 단위 성분인 연성 단량체(소프트 세그먼트)의 함량이 많은 고분자로 이루어지고, 비-접힘 영역(NFR)은 강성 고분자의 단위 성분인 강성 단량체(하드 세그먼트)의 함량이 많은 고분자로 이루어질 수도 있다.
표시패널(400)을 배면에서 지지하는 부재인 백 플레이트(320)는 스테인리스스틸과 같은 금속 소재나, PMMA, PC, PVA, ABS, PET와 같은 고분자 소재로 이루어질 수 있다.
제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 광학 접착층(330, 340)은 각각 광학 접착제인 바인더(332, 342)와 바인더(332, 342)에 첨가, 분산되는 나노 물질(334, 344)을 포함한다. 광학 접착제인 바인더(332, 342)는 (메타)아크릴레이트계, 우레탄계, 고무계, 우레탄아크릴레이트계, 실록산계 및 이들의 조합으로 구성되는 수지를 포함한다.
나노 물질(334, 344)은 카본계 나노 물질, 유리 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 카본계 나노 물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 그래핀은 단층 그래핀 또는 수층 그래핀일 수 있고, 탄소나노튜브는 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브 또는 다중벽탄소나노튜브일 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 접착층(330, 340)은 바인더(332, 342)로 경화되는 반응성 성분(예를 들어 반응성 작용기를 가지는 모노머/올리고머), 중합 개시제 및 나노 물질(334, 344)이 용매에 분산된 액상 접착제 형성용 조성물을 기재에 코팅하고, 광경화 및/또는 열경화하여 제조될 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 접착층(330, 340) 중에 나노 물질(334, 344)은 각각 0.5 내지 3 중량%의 비율로 첨가, 분산될 수 있다. 나노 물질(334, 344)의 함량이 전술한 범위를 충족할 때, 광학 접착층(330, 340) 및 이를 포함하는 표시장치(300)의 탄성력 및 복원력이 향상되고, 양호한 광-투과성을 확보할 수 있다.
제 1 및/또는 제 2 광학 접착층(330, 340)은 광학 접착제인 바인더(332, 342)에 나노 물질(334, 344)이 분산되어 있다. 제 1 및/또는 제 2 광학 접착층(330, 340) 및 이를 포함하는 표시장치(300)의 탄성력과 복원력이 향상된다. 이에 따라, 전면 광 투과 부재인 커버 윈도우(310) 및/또는 배면 지지 부재인 백 플레이트(320)의 일부 영역의 두께를 감소시킬 수 있다.
일례로, 도 3에서는 접힘 영역(FR)에 대응되는 커버 윈도우(310)의 두께(T1)가 비-접힘 영역(NFR)에 대응되는 커버 윈도우(310)의 두께(T2)에 비하여 얇게 형성되어도, 표시장치(100)는 충분한 탄성력과 복원력을 확보할 수 있다. 커버 윈도우(310)의 두께를 얇게 형성할수록 접힘 특성이 향상될 수 있고, 박형 구조의 표시장치(300)를 구현할 수 있다. 일례로, 접힘 영역(FR)에 대응되는 커버 윈도우(310)의 두께(T1)는 비-접힘 영역(NFR)에 대응되는 커버 윈도우(310)의 두께(T2)의 1/4 내지 3/4, 바람직하게는 1/3 내지 2/3일 수 있다.
선택적인 실시형태에서, 접힘 영역(FR)에 대응되는 백 플레이트(320)의 두께(T3)를 비-접힘 영역(NFR)에 대응되는 백 플레이트(320)의 두께(T4)보다 얇게 형성할 수 있다. 일례로, 접힘 영역(FR)에 대응되는 백 플레이트(320)의 두께(T3)는 비-접힘 영역(NFR)에 대응되는 백 플레이트(320)의 두께(T4)의 1/4 내지 3/4, 바람직하게는 1/3 내지 2/3일 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 백 플레이트(320)는 접힘에 유리한 다른 패턴을 가질 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 표시장치는 시야각 및 휘도를 더욱 향상시킬 수 있도록 전면 광 투과 부재인 커버 윈도우 및/또는 배면 지지 부재인 백 플레이트의 적어도 일부 영역에 패턴을 형성할 수 있다. 도 4는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 표시장치(500)는 전면에 위치하는 커버 광 투과 부재인 커버 윈도우(510)와, 배면에 위치하는 지지 부재인 백 플레이트(520)와, 커버 윈도우(510)와 백 플레이트(520) 사이에 위치하는 표시패널(600)을 포함한다. 선택적인 실시형태에서, 커버 윈도우(510)와 표시패널(600) 사이에 터치 패널(690)이 위치할 수 있다.
커버 윈도우(510), 표시패널(600) 및 백 플레이트(520)는 접착층을 통하여 모듈화될 수 있다. 일례로, 커버 윈도우(510)은 제 1 광학 접착층(530)을 통하여 표시패널(600)의 전면에 부착되고, 백 플레이트(520)는 제 2 광학 접착층(540)을 통하여 표시패널(600)의 전면에 부착될 수 있다. 온-셀 타입의 터치패널(690)이 형성되는 경우, 커버 윈도우(510)는 제 1 광학 접착층(530)을 통하여 터치패널(690)의 전면에 부착되고, 표시패널(600)과 터치패널(690)은 도시하지 않은 광학 접착층을 통해 합착될 수 있다.
표시패널(600)은 LCD, PDP, FED, OLED, QLED 중의 하나로 이루어질 수 있다. 일례로, 표시패널(600)은 도 2에 개략적으로 나타낸 것과 같은 OLED 또는 QLED와 같은 발광다이오드 표시패널일 수 있다.
커버 윈도우(510)는 유리 또는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 일례로, 커버 윈도우(510)는 플라스틱 소재로 이루어지는 기재(도시하지 않음), 기재의 상부와 하부에 각각 배치되는 하드코팅층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 접힘 영역(FR)과 비-접힘 영역(NFR)이 커버 윈도우(510)에 정의, 형성될 수 있다.
커버 윈도우(510)의 접힘 영역(FR)은 PU, PBA, PS, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 및 이들의 공중합체로 구성되는 연성 고분자로 제조될 수 있고, 비-접힘 영역(NFR)은 PMMA, PC 및 이들의 공중합체로 구성되는 강성 고분자로 제조될 수 있다. 선택적으로, 커버 윈도우(510)의 접힘 영역(FR)은 연성 고분자의 단위 성분인 연성 단량체(소프트 세그먼트)의 함량이 많은 고분자로 이루어지고, 비-접힘 영역(NFR)은 강성 고분자의 단위 성분인 강성 단량체(하드 세그먼트)의 함량이 많은 고분자로 이루어질 수도 있다.
표시패널(600)을 배면에서 지지하는 부재인 백 플레이트(520)는 스테인리스스틸과 같은 금속 소재나, PMMA, PC, PVA, ABS, PET와 같은 고분자 소재로 이루어질 수 있다.
제 1 및 제 2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 광학 접착층(530, 540)은 각각 광학 접착제인 바인더(532, 542)와 바인더(532, 542)에 첨가, 분산되는 나노 물질(534, 544)을 포함한다. 광학 접착제인 바인더(532, 542)는 (메타)아크릴레이트계, 우레탄계, 고무계, 우레탄아크릴레이트계, 실록산계 및 이들의 조합으로 구성되는 수지를 포함한다.
나노 물질(534, 544)은 카본계 나노 물질, 유리 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 카본계 나노 물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 그래핀은 단층 그래핀 또는 수층 그래핀일 수 있고, 탄소나노튜브는 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브 또는 다중벽탄소나노튜브일 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 접착층(530, 540)은 바인더(532, 542)로 경화되는 반응성 성분(예를 들어 반응성 작용기를 가지는 모노머/올리고머), 중합 개시제 및 나노 물질(534, 544)이 용매에 분산된 액상 접착제 형성용 조성물을 기재에 코팅하고, 광경화 및/또는 열경화하여 제조될 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 접착층(530, 540) 중에 나노 물질(534, 544)은 각각 0.5 내지 3 중량%의 비율로 첨가, 분산될 수 있다. 나노 물질(534, 544)의 함량이 전술한 범위를 충족할 때, 광학 접착층(330, 340) 및 이를 포함하는 표시장치(500)의 탄성력 및 복원력이 향상되고, 양호한 광-투과성을 확보할 수 있다.
제 1 및/또는 제 2 광학 접착층(530, 340)은 광학 접착제인 바인더(532, 542)에 나노 물질(534, 544)이 분산되어 있다. 제 1 및/또는 제 2 광학 접착층(530, 540) 및 이를 포함하는 표시장치(500)의 탄성력과 복원력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 커버 윈도우(510) 및/또는 백 플레이트(530)의 적어도 일부 영역에 패턴 구조를 형성하여, 다른 영역에 비하여 얇게 형성하더라도 충분한 탄성력과 복원력을 확보할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 표시장치(500)의 전면 광 투과 부재인 커버 윈도우(510) 및/또는 배면 지지 부재인 백 플레이트(520)의 적어도 일부 영역에 다수의 패턴 구조가 형성될 수 있다. 도 4에서는 접힘 영역(FR)에 대응되는 커버 윈도우(510)의 배면에 제 1 광학 접착층(530)을 향해 돌출되는 다수의 패턴(512)이 형성된다.
접힘 영역(FR)에 대응되는 커버 윈도우(510)의 배면에 다수의 돌출되는 패턴(512)을 형성하여, 표시패널(600)에서 방출되는 광의 시야각을 증가시키고, 이에 따라 표시장치(500)의 휘도를 개선할 수 있다. 커버 윈도우(510)의 접힘 영역(FR)에 형성되는 패턴(512)은 제 1 광학 접착층(530)을 향하여 돌출되는 형태라면 특별히 한정되지는 않는다.
예시적인 실시형태에 따르면, 커버 윈도우(510)의 접힘 영역(FR)에 형성되는 패턴(512)은 단면 형상이 사각형 형상일 수 있다. 접힘 영역(FR)에 대응되는 커버 윈도우(510)의 배면에 형성되는 패턴(512)은 그 측면 형상이 제 1 광학 접착층(530)을 향하여 점진적으로 증가하는 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있는데, 이에 대해서 도 5를 참조하면서 설명한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라, 광 투과 부재인 커버 윈도우(510)의 배면에 형성되는 다수의 돌출 패턴의 형태 중에서 사다리꼴 단면 형상을 가지는 패턴의 형상을 보다 상세하게 나타낸 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 커버 윈도우(510)의 배면에 다수 형성되는 다수의 돌출 패턴(512)은 사다리꼴 형상 단면을 갖는다. 즉, 돌출 패턴(512)은 커버 윈도우(510)의 오목한 배면과 일치하는 윗변(W1)의 길이에 비하여, 밑변(W2)의 길이가 길다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 돌출 패턴(512)이 직사각형 단면 형상인 경우(W1 = W2)와 비교해서, 사다리꼴 단면 형상인 경우(W2 > W1), 표시패널(600)로부터 방출된 광의 시야각이 대칭적으로 형성되면서 휘도가 개선될 수 있고, 집광 효과가 증가할 수 있다. 일례로, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 밑변(W2)과 측면(S) 사이의 각도(즉, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 윗변(W1)과 패턴 사이의 오목한 계면 사이의 각도)는 대략 50도 내지 65도, 바람직하게는 55도 내지 60도의 각도를 형성할 수 있다. 이 각도에서 대칭적인 전방위 시야각이 확보되면서 우수한 발광 휘도를 얻을 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 높이(H)와 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 밑변(W2)의 길이는 대략 1:1.6 내지 1:2.5, 바람직하게는 1:1.6 내지 1:2의 범위를 가질 수 있다. 일례로, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 높이는 대략 50 내지 80 ㎛일 수 있고, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 밑변(W2)의 길이는 대략 130 내지 160 ㎛, 바람직하게는 140 내지 160 ㎛, 더욱 바람직하게는 140 내지 150 ㎛일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 사다리꼴 형상 단면 패턴의 높이와 밑변의 길이를 전술한 범위로 조절하여 우수한 전방 시야각과 발광 휘도를 달성할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시형태에서, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512) 사이의 거리(즉, 피치, P)와, 사다리꼴 형상 단면 패턴(512)의 밑변(W2)의 길이는 1:2 내지 2:1, 바람직하게는 3:4 내지 4:3일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
선택적으로, 표시패널(600)을 배면에서 지지하는 백 플레이트(520)의 접힘 영역(FR)의 상면은 제 2 광학 접착층(540)을 향해 돌출되는 다수의 패턴(522)을 가질 수 있다. 일례로, 백 플레이트(520)의 접힘 영역(FR)에 형성되는 다수의 패턴(522)은 커버 윈도우(510)의 접힘 영역(FR)에 형성되는 다수의 패턴(522)과 대응되는 역-마름모꼴 단면 형상을 가질 수 있다.
백 플레이트(520)의 상면에 형성되는 역-마름모꼴 단면 형상 패턴(522)의 윗변과 측면 사이의 각도는 대략 50도 내지 65도, 바람직하게는 55도 내지 60도의 각도를 형성할 수 있다. 또한, 역-사다리꼴 형상 단면 패턴(522)의 높이와 윗변의 길이는 대략 1:1.6 내지 1:2.5, 바람직하게는 1:1.6 내지 1:2의 범위를 가질 수 있고, 역-사다리꼴 형상 단면 패턴(522) 사이의 거리와, 역-사다리꼴 형상 단면 패턴(522)의 윗변의 길이는 1:2 내지 2:1, 바람직하게는 3:4 내지 4:3일 수 있다.
다른 선택적인 실시형태에서, 접힘 영역(FR)에 대응되는 백 플레이트(520)의 상면에 다수 형성되는 패턴을 반드시 역-사다리꼴 단면 이외에 다른 형상을 가질 수 있다. 일례로, 백 플레이트(520) 상면에 형성되는 돌출 패턴(522)은 프리즘 형상 단면, 반원 렌즈 형상 단면, 직사각형 형상 단면, 사다리꼴 형상 단면 등을 포함하여, 접힘(folding)에 유리한 임의의 패턴 형상을 가질 수 있다.
한편, 전술한 실시형태에서는 이른바 폴더블 표시장치를 중심으로 설명하였다. 이와 달리, 본 발명은 다른 형태의 표시장치에도 적용될 수 있다. 도 6은 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 표시장치로서 투명표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 표시장치(700)는 화소영역(PA)이 정의된 표시패널(800)과, 표시패널(800)의 배면에 부착되는 광변환 패널(900)을 포함한다. 표시패널(800)은 어레이 패널(804)과 컬러필터 패널(806)을 합착하는 제 1 접착층(730)을 포함하고, 표시패널(800)과 광변환 패널(900) 사이에 제 2 광학 접착층(740)이 개재될 수 있다. 일례로, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 표시장치(700)의 화소영역(Pixel Area; PA)은 박막트랜지스터(Tr) 및 발광 소자 등이 위치하는 표시영역(Display Area; DA)과 투명 영역(Transparent Area; TA)으로 구분될 수 있다.
표시패널(800)은 박막트랜지스터(Tr) 및 발광다이오드(860)가 배치되는 제 1 기판(801)을 포함하는 어레이 패널(804)과, 컬러필터(880)가 부착되는 광 투과 부재인 제 2 기판(인캡 기판, 802)을 포함하는 컬러필터 패널(806)을 포함할 수 있다. 어레이 패널(804)과 컬러필터 패널(806)을 합착하기 위하여 이들 패널 사이에 제 1 광학 접착층(730)이 개재되고, 표시패널(800)과 광변환 패널(900)을 합착하기 위하여 이들 패널 사이에 제 2 광학 접착층(740)이 개재될 수 있다. 표시패널(800)은 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 구분되는데, 이하에서는 상부 발광방식을 중심으로 설명한다.
표시패널(800)은 서로 마주하는 제 1 기판(801) 및 제 광 투과 부재인 2 기판(인캡 기판, 802)을 포함한다. 제 1 및 제 2 기판(801, 802)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 기판 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone; PES), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate; PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate; PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 박막트랜지스터(Tr)와, 발광다이오드(860)가 위치하는 제 1 기판(801)은 어레이 패널을 형성한다.
도시하지는 않았으나, 제 1 기판(801) 상에 버퍼층이 형성될 수 있다. 화소영역(PA)의 제 1 기판(801) 상부에 반도체층(820)이 형성된다. 예를 들어, 반도체층(820)은 저온 다결정 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; LTPS) 또는 비정질 실리콘(a-Si)과 같은 재질은 물론이고 IGZO(indium gallium zinc oxide) 계열의 산화물 반도체, 화합물 반도체, 카본 나노 튜브(carbon nano tube), 그래핀 및 유기물 반도체와 같은 재질을 사용할 수 있다.
일례로, 반도체층(820)이 다결정 실리콘으로 이루어지는 경우, 반도체층(820)의 양 가장자리에 불순물이 도핑될 수 있다. 반도체층(820)은 후술하는 소스 전극(842) 및 드레인 전극(844) 사이에 전자가 이동하는 채널을 형성하기 위한 중앙부의 액티브 영역(822a)과, 액티브 영역(822a)의 양 측면으로 소스 전극(842) 및 드레인 전극(844)가 각각 접촉하는 소스 영역(822b) 및 드레인 영역(822c)으로 구분될 수 있다.
반도체층(820) 상부에 규소 산화물(SixOy), 규소 질화물(SixNy) 또는 규소 산화질화물(SixNyOz)과 같은 무기 절연물질로 이루어지는 게이트 절연막(824)이 형성된다. 게이트 절연막(824)이 제 1 기판(810) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(824)은 게이트 전극(830)과 동일한 모양으로 패터닝 될 수 있다.
게이트 절연막(824) 상부에 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(830)이 반도체층(830)의 중앙에 대응되게 형성된다. 게이트 전극(830) 상부에는 규소 산화물(SixOy), 규소 질화물(SixNy) 또는 규소 산화질화물(SixNyOz)과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 이루어지는 층간 절연막(832)이 제 1 기판(801) 전면에 형성된다.
게이트 절연막(824)과 층간 절연막(832)은 반도체층(820)의 액티브 영역(822a)의 양 측면에 위치한 소스 및 드레인 영역(822a, 822b)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 컨택홀(834, 836)을 갖는다. 이와 달리, 게이트 절연막(824)이 게이트 전극(830)과 동일한 모양으로 패터닝 될 경우, 제 1, 2 반도체층 컨택홀(834, 836)은 층간 절연막(832) 내에만 형성된다.
층간 절연막(832) 상부에 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 소스 전극(840) 및 드레인 전극(842)이 형성된다. 소스 전극(840)과 드레인 전극(842)은 게이트 전극(830)을 중심으로 이격되어 위치하며, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(834, 836)을 통해 각각 반도체층(820)의 소스 및 드레인 영역(822b, 822c)와 접촉한다.
도 6에서 박막트랜지스터(Tr)는 이른바 코플라나 구조를 가지는 것으로 예시하였다. 이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 역 스태거드 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역(PA)을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더욱 형성되며, 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
소스 전극(840)과 드레인 전극(842) 상부에는 평탄화층(850)이 제 1 기판(801) 전면에 형성된다. 평탄화층(850)은 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(842)을 노출하는 드레인 컨택홀(852)을 갖는다. 드레인 컨택홀(852)은 제 2 반도체층 컨택홀(836) 바로 위에 형성될 수도 있고, 제 2 반도체층 컨택홀(836)과 이격되어 형성될 수도 있다. 평탄화층(250)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 이루어져 평탄한 상면을 갖는다.
발광다이오드(860)는 평탄화층(250) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(842)에 연결되는 제 1 전극(862)과, 제 1 전극(862) 상에 순차 적층되는 발광층(864) 및 제 2 전극(866)을 포함한다.
1 전극(262)은 각 화소영역(PA) 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(862)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(262)은 ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO2, In2O3, Cd:ZnO, F:SnO2, In:SnO2, Ga:SnO2 및 AZO를 포함하는 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 1 전극(862)은 전술한 금속 산화물 이외에도, 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 금속 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 평탄화층(858) 상에는 제 1 전극(862)의 가장자리를 덮는 뱅크층(868)이 형성된다. 뱅크층(868)은 화소영역(PA)에 대응하여 제 1 전극(862)의 중앙을 노출한다.
제 1 전극(862) 상에는 발광층(864)이 형성된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 발광층(864)은 발광물질층(EML)의 단층 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 발광층(864)은 발광물질층 이외에도, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자차단층(EBL), 정공차단층(HBL), 전자수송층(ETL) 및/또는 전자주입층(EIL)과 같은 전하의 이동을 촉진하거나 제어하는 다수의 전하 제어층을 포함할 수 있다. 이때, 발광층(864)은 하나의 발광 유닛으로 이루어질 수도 있고, 다수의 발광 유닛이 전하생성층(CGL)을 사이에 두고 다수 위치하는 탠덤(tandem) 구조를 이룰 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 발광물질층은 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 황색(Y) 및/또는 오렌지색(O) 중에서 어느 하나의 컬러를 방출할 수 있다. 선택적인 실시형태에서, 2개 이상의 발광층이 탠덤 구조를 이루어 백색(W) 발광을 구현할 수도 있다. 이때, 발광물질층은 유기 발광 소재로 이루어질 수도 있고, 양자점(quantum dots; QDs)이나 양자막대(quantum rods; QRs)과 같은 무기 발광 입자로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 유기 발광 소재인 경우, 발광물질층은 호스트와 도펀트로 이루어질 수 있다. 호스트와 도펀트는 형광 소재 또는 인광 소재가 사용될 수 있다. 일례로, 도펀트는 인광 도펀트 또는 지연형광 도펀트가 사용될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
발광층(864)이 형성된 제 1 기판(801) 상부로 제 2 전극(866)이 형성된다. 제 2 전극(866)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 음극일 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(866)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(862)과 제 2 전극(866)은 각각 5 내지 300 nm, 바람직하게는 10 내지 200 nm의 두께로 형성될 수 있다.
제 2 전극(866) 상에는, 외부 수분이 발광다이오드(860)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 870)이 형성된다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 인캡슐레이션 필름(870)은 제 1 무기 절연층, 유기 절연층, 제 2 무기 절연층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
컬러필터 패널(806)은 제 2 기판(802) 배면의 화소영역(PA)에 부착되는 컬러필터(CF, 880)를 포함할 수 있다. 컬러 필터(880)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 광을 흡수할 수 있다. 이 경우, 광을 흡수하는 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터 패턴이 각각의 화소영역 별로 분리되어 형성될 수 있으며, 이들 각각의 컬러 필터 패턴은 흡수하고자 하는 파장 대역의 빛을 방출하는 발광다이오드(860) 중의 발광층(864)과 각각 중첩되게 배치될 수 있다. 컬러 필터(880)를 채택함으로써, 표시패널(800)은 풀-컬러를 구현할 수 있다.
일례로, 도 6에서는 표시패널로서 발광다이오드 표시패널을 예시하였으나, 표시패널은 발광다이오드 표시패널에 한정되는 것은 아니다. 표시패널로서 LCD 표시패널, PDP 표시패널, FED 표시패널이 또한 가능하다. 제 1 기판(801) 상에 박막트랜지스터(Tr)와 발광다이오드(850)가 배치된 어레이 패널(804)과, 제 2 기판(802) 상에 컬러필터(880)가 부착된 컬러필터 패널(806)은 제 1 광학 접착층(730)을 통해 합착된다.
한편, 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 표시장치(700)는 제 2 광학 접착층(740)을 통해 표시패널(800)에 부착되는 광변환 패널(900)을 포함하여, 이른바 투명표시장치를 구현할 수 있다.
제 1 및 내지 제 3 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 광학 접착층(730, 740)은 각각 광학 접착제인 바인더(732, 742)와 바인더(732, 742)에 첨가, 분산되는 나노 물질(734, 744)을 포함한다. 광학 접착제인 바인더(732, 742)는 (메타)아크릴레이트계, 우레탄계, 고무계, 우레탄아크릴레이트계, 실록산계 및 이들의 조합으로 구성되는 수지를 포함한다.
나노 물질(734, 744)은 카본계 나노 물질, 유리 섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 카본계 나노 물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 그래파이트, 탄소나노섬유 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 그래핀은 단층 그래핀 또는 수층 그래핀일 수 있고, 탄소나노튜브는 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브 또는 다중벽탄소나노튜브일 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 접착층(730, 740)은 바인더(732, 742)로 경화되는 반응성 성분(예를 들어 반응성 작용기를 가지는 모노머/올리고머), 중합 개시제 및 나노 물질(734, 744)이 용매에 분산된 액상 접착제 형성용 조성물을 기재에 코팅하고, 광경화 및/또는 열경화하여 제조될 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 접착층(730, 740) 중에 나노 물질(734, 744)은 각각 0.5 내지 3 중량%의 비율로 첨가, 분산될 수 있다. 나노 물질(734, 744)의 함량이 전술한 범위를 충족할 때, 광학 접착층(730, 740) 및 이를 포함하는 표시장치(700)의 탄성력 및 복원력이 향상되고, 양호한 광-투과성을 확보할 수 있다. 특히, 본 실시형태에 따르면, 표시장치(730)의 전면에 걸쳐 탄성력과 복원력이 향상된 광학 접착층(730, 740)을 개재하여, 벤더블(bendable), 롤러블(rollable) 표시장치와 같은 플렉서블 표시장치에 적용될 수 있다.
한편, 제 2 광학 접착층(740)을 통하여 표시패널(800)의 배면에 부착되는 광변환 패널(900)은 제 1 및 제 2 필름(901, 902)이 서로 이격되어 있으며, 이들 필름의 가장자리부를 실패턴(도시하지 않음)을 통해 봉지, 합착된다. 실패턴(도시하지 않음)으로 둘러싸인 영역에 음(-) 전하로 하전되어 단일 극성을 가지는 흑색 입자(922)들이 분산된 전자잉크층(920)이 형성된다.
일례로, 전자잉크층(920)은 음(-) 전하로 하전되어 단일 극성을 가지는 흑색 입자(922)가 용매에 분산된 형태인 잉크 형태로 이루어지거나, 음(-) 전하로 하전되어 단일 극성을 가지는 흑색 입자(922)가 공기나 불활성 기체 내에 분산된 형태인 건식 방식의 토너 형태로 이루어질 수 있다.
일례로, 흑색 입자(922)는 아세틸렌 블랙(acetylene black)과 같은 카본 블랙(carbon black), 티탄 블랙(titanium oxide black), 철흑(iron black, Fe3O4) 등의 무기 안료나, 아닐린 블랙(aniline black), 페릴렌 블랙(perylene black) 등의 유기 안료 또는 이들의 조합과 같은 입자일 수 있다. 화상이 구현되는 반대측으로 방출하여 손실되는 빛을 흑색 입자(922)가 흡수하여, 표시장치(700)의 휘도를 저하시키지 않으면서 고-휘도의 화상을 구현할 수 있다. 일례로, 흑색 입자(922)는 220 내지 280 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
한편, 광변환 패널(900)은 제 1 및 제 2 필름(901, 902) 각각의 내측 면에 하부 전극(906) 및 상부 전극(908)이 형성된다. 이때, 하부 전극(906)은 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있으며, 상부 전극(908)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상부 전극(908)은 ITO, ZO, ITZO, ICO, SnO2, In2O3, Cd:ZnO, F:SnO2, In:SnO2, Ga:SnO2 및 AZO와 같은 금속 산화물이나, 기타 투명 도전성 고분자 소재로 이루어질 수 있다. 하부 전극(906)과 상부 전극(908)은 각각 100 내지 1000 nm의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 광변환 패널(900)은 높은 차광 효율과 낮은 저항을 가질 수 있다.
하부 전극(906)이 산화되는 것을 최소하고, 흑색 입자(922)가 하부 전극(906)에 부착되어 구동 신뢰성에 영향을 미치지 않도록, 하부 전극(906) 상에 절연막(910)이 형성될 수 있다. 절연막(910)은 규소 산화물(SixOy), 규소 질화물(SixNy) 또는 규소 산화질화물(SixNyOz)과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 이루어질 수 있다.
광변환 패널(900)의 전자잉크층(920)에 포함된 흑색 입자(922)가 하부 전극(906) 및 상부 전극(908)에 인가되는 전원에 따라 이동이 조절된다. 흑색 입자(922)의 이동에 따라, 광변환 패널(900)은 빛을 반사시키거나 투과시키는 광 셔터의 역할을 하게 된다.
즉, 표시패널(800) 스위치 오프(off) 상태일 때에는 광변환 패널(900)은 투과 모드로 기능하여 표시장치(700)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 작동한다. 반면, 표시장치(700)가 표시패널(800)을 통해 화상을 구현할 때에는 광변환 패널(900)이 반사모드로 동작하여, 화상이 구현되는 반대측으로 나가 소멸되는 빛을 반사시키게 된다. 광변환 패널(900)에 의해 반사된 빛은 화상이 구현되는 측으로 반사됨에 따라, 화상의 휘도가 향상되게 된다. 이에 따라, 표시장치(700)는 고-휘도의 화상을 구현할 수 있다.
즉, 표시패널(800)의 스위치가 온(on) 상태이면, 광변환 패널(900)의 상부 전극(908)이 (+), 하부 전극(906)은 (-)로 대전되고, 음(-) 전하를 띠는 흑색 입자(922)는 상부 전극(908) 방향으로 집중된다. 따라서, 표시패널(800)이 화상을 구현할 때, 발광다이오드(860)의 발광층(864)에서 제 2 전극(866)을 향해 광이 방출된다. 화상이 구현되는 광의 투과 방향과 반대측 방향으로 투과된 빛은 상부 전극(908)의 표면에 집중 분포하는 흑색 입자(922)에서 반사된다. 이에 따라, 화상이 구현되는 빛의 투과 방향(즉, 광 투과 부재인 제 2 기판 방향)으로 반사되어, 화상이 구현되는 빛의 투과 방향으로 출사된다. 이에 따라, 화상은 고-휘도를 구현할 수 있다.
반면, 표시패널(800)의 스위치가 오프(off) 상태이면, 광변환 패널(900)의 상부전극(908)이 (-), 하부전극(906)이 (+)로 대전된다. 음(-) 전하를 띠는 흑색 입자(922)는 하부전극(906) 방향으로 이동하여, 하부전극(906) 상에 흑색 입자(922)가 집중적으로 분포한다. 하부전극(906)이 형성되지 않은 영역을 통해 발광다이오드(860)에서 생성된 빛이 투과하여, 표시패널(800)은 모두 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지를 투과할 수 있다.
지금까지의 설명에서는 본 발명의 표시장치(700) 전체에 대하여 흑색 입자(922)의 움직임을 제어하는 패시브(passive) 타입을 일례로 설명하였다. 이와 달리, 표시장치(700)는 각각의 화소영역(PA)이 표시영역(Display Area; DA)과 투명영역(TA)으로 나뉘고, 흑색 입자(922)를 각각의 투명영역(TA) 별로 제어하는 액티브(active) 타입으로 구성될 수도 있다. 액티브 타입의 표시장치는 광변환 패널(900)이 각 화소영역(PA)의 표시영역(DA)과 투명영역(TA)을 분리하여 나눌 수 있도록 격벽이 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 제 5 실시형태에 따르면, 광 투과 부재인 제 2 기판(802)의 적어도 일부 영역, 예를 들어 투명영역(TA)의 배면에 제 1 광학 접착층(730)을 향해 돌출되는 다수의 패턴(810)이 형성될 수 있다. 일례로, 투명영역(TA)에 대응되는 제 2 기판(802)의 배면에 형성되는 돌출 패턴(810)은 사다리꼴 단면 형상을 가질 수 있으며, 그 단면 형상은 도 5에 도시한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
예를 들어, 광 투과 부재인 제 2 기판(802)의 배면에 형성되는 사다리꼴 형상 단면 패턴(810)의 밑변(W2, 도 5 참조)과 측면(S, 도 5 참조) 사이의 각도는 대략 50도 내지 65도, 바람직하게는 55도 내지 60도의 각도를 형성할 수 있다. 또한, 사다리꼴 형상 단면 패턴(810)의 높이(H, 도 5 참조)와 사다리꼴 형상 단면 패턴(810)의 밑변(W2, 도 5 참조)의 길이는 대략 1:1.6 내지 1:2.5, 바람직하게는 1:1.6 내지 1:2의 범위를 가질 수 있다. 또 다른 예시적인 실시형태에서, 사다리꼴 형상 단면 패턴(810) 사이의 거리(P, 도 5 참조)와, 사다리꼴 형상 단면 패턴(810)의 밑변(W2, 도 5 참조)의 길이는 1:2 내지 2:1, 바람직하게는 3:4 내지 4:3일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
이하, 예시적인 실시형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.
실시예 1: 탄소나노튜브를 도입한 다층 박막 제조
폴리이미드(PI) 베이스 박막 상에 다중벽 탄소나노튜브(multi-well carbon nanotube) 0.5 중량%가 첨가된 우레탄아크릴레이트계 광학적 투명 접착제(OCA)를 도포하였다. 광학 접착층이 도포된 폴리이미드(PI) 베이스 박막과, 폴리이미드(PI)로 이루어진 윈도우 필름을 합착하여, 다층 구조의 박막을 제작하였다.
실시예 2 내지 3: 탄소나노튜브를 도입한 다층 박막 제조
우레탄아크릴레이트계 OCA에 다중벽 탄소나노튜브를 1 중량% 첨가(실시예 2), 2 중량% 첨가(실시예 3)한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 다층 구조의 박막을 각각 제조하였다.
비교예 1 내지 2: 다층 박막 제조
우레탄아크릴레이트계 OCA에 다중벽 탄소나노튜브를 첨가하지 않거나(비교예 1), 우레탄아크릴레이트계 OCA에 다중벽 탄소나노튜브를 5 중량% 첨가(비교예 2)한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 다층 구조의 박막을 각각 제조하였다.
실험예 1: 접착층 및 다층 박막의 물성 평가
(1) 광학 접착층의 물성 평가
실시예 1 내지 3과, 비교예 1과 2에서 각각 베이스 필름 상에 도포된 OCA의 저장 탄성률, 시간 경과에 따른 복원(recovery) 정도, 탄성 복원률 및 가시광선 대역(파장: 400~780 nm)에서의 광-투과율을 측정하였다. 탄성 복원률(Recovery Ration)은 하기 식을 이용하여 측정하였다. 본 실험예에 따른 측정 결과를 도 7a 내지 도 10과, 하기 표 1 및 표 2에 나타낸다.
탄성 복원률 = (1 - 시간 경과 별 strain/Creep strain 최대값) X 100
| 샘플 | 저장 탄성률(104 pa) | 탄성 복원률(600 sec) | 광-투과율(%) |
| 실시예 1 | 3.9 | 89.7 | 90 |
| 실시예 2 | 4.7 | 90.5 | 89 |
| 실시예 3 | 5.2 | 91.2 | 85 |
| 비교예 1 | 2.6 | 75.6 | 92 |
| 비교예 2 | 6.4 | 92.5 | 80 |
| 경과 시간(s) | 60 | 180 | 600 |
| 실시예 1 | 73.4 | 84.1 | 89.7 |
| 실시예 2 | 82.5 | 87.2 | 90.5 |
| 실시예 3 | 85.8 | 88.8 | 91.2 |
| 비교예 1 | 52.4 | 64 | 75.6 |
표 1 및 표 2와, 도 7a 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, OCA 접착제에 CNT를 0.5 내지 2 중량% 첨가한 경우에는 탄성률, 탄성 복원률 등 탄성 특성이 향상되었으며, 광-투과율도 적절한 수준을 유지하였다. 반면, CNT를 첨가하지 않은 비교예 1의 경우에는 탄성률, 탄성 복원률 등이 좋지 않았으며, CNT를 5 중량% 첨가한 비교예 2의 경우에는 광-투과율이 저하되는 것을 확인하였다.
(2) 다층 박막의 물성 평가
실시예 1 내지 3과 비교예 1에서 각각 제조된 다층 박막에 대한 접힘 테스트(folding test)를 수행하고, 박막의 waviness를 측정하였다. 각각의 다층 박막에 대하여 접힘 반경(folding radius) 1.0 R에서 접히고, 60℃에서 24시간 방치한 뒤에 복원 특성 및 waviness를 측정하였다. 측정 결과를 도 11에 나타낸다. CNT를 접착층에 첨가한 다층 박막의 접힘 후의 복원 특성이 향상되었다. 특히, 비교예 1의 다층 박막은 접힘 테스트 이후 표면 waviness가 0.155 mm로 잔류 strain이 존재하여 탄성 복원이 좋지 않았다. 반면, 실시예 3의 다층 박막은 접힘 테스트 이후 표면 waviness가 0.051 mm에 불과하여, CNT의 첨가에 의하여 박막의 탄성 복원 특성이 크게 향상된 것을 확인하였다.
실험예 2: 패턴 형상에 따른 시야각 평가
폴더블 표시장치에서 빛이 최종적으로 투과하는 커버 윈도우의 접힘 영역에서의 패턴 형상에 따른 전방위 시야각을 모의 평가하였다. 패턴 형상에 따른 전방위 시야각 배광 분포와, 전방위 시야각 휘도 그래프를 도 12a 내지 도 12d에 각각 나타낸다. 도트 프리즘(Dot Prism) 패턴은 비대칭 시야각이 형성되었으며, 도트 렌티(Dot Lenti) 패턴은 집광 효과가 미미한 것으로 평가되었다. 직사각형 단면 패턴은 집광 효과가 미비하였으나, 비대칭 시야각을 가지는 것으로 평가되었다. 한편, 표시패널을 향해 돌출되는 사다리꼴 단면 패턴은 집광 효과가 우수하였고, 대칭 시야각을 가져서 상대적으로 우수한 것으로 평가되었다.
실험예 3: 사다리꼴 패턴의 시야각 및 휘도 평가
실험예 2의 결과에 기초하여 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도, 높이, 밑변의 길이 조절에 따른 전방위 시야각 배광 분포와 휘도를 모의 평가하였다.
(1) 사다리꼴 단면의 각도 변경
도 13a 내지 도 13e는 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도(즉, 사다리꼴 형상 단면 패턴의 위쪽 단축과 패턴 사이의 오목한 계면 사이의 각도) 조절에 따른 전방위 시야각 배광 분포를 모의 측정한 결과이고, 도 14는 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도 변경에 따른 수평 시야각, 수직 시야각 및 휘도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 사다리꼴 단면 형상 패턴의 밑변의 길이와, 패턴 사이의 거리(pitch)는 동일한 것으로 고정하였다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도는 50도 내지 60도를 형성할 때 전방위 시야각이 상대적으로 우수하였고, 특히 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도가 55도 내지 60도를 형성할 때, 전방위 시야각과 휘도가 상대적으로 우수하였다.
(2) 높이 변경
사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도를 59도로 고정하고, 사다리꼴 형상 단면의 높이 변경에 따른 전방위 시야각 및 휘도를 모의 평가하였다. 측정 결과를 도 15에 나타낸다. 사다리꼴 형상 단면 패턴의 높이 조절에 따른 시야각은 큰 차이를 보이지 않았으나, 사다리꼴 형상 단면 패턴의 높이가 50 내지 80 ㎛인 경우에 상대적으로 휘도가 우수한 것을 확인하였다.
(3) 사다리꼴 패턴의 밑변 길이 변경
사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변과 측면 사이의 각도를 59도로 고정하고, 사다리꼴 형상 단면의 높이를 80 ㎛로 고정하고, 사다리꼴 패턴 형상 밑변의 길이 변경에 따른 전방위 시야각 및 휘도를 모의 평가하였다. 측정 결과를 도 16에 나타낸다. 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변 길이 조절에 따른 시야각은 큰 차이를 보이지 않았으나, 사다리꼴 형상 단면 패턴의 밑변 길이가 130 내지 160 ㎛, 특히 140 내지 160㎛인 경우에 상대적으로 휘도가 우수한 것을 확인하였다. 이러한 결과에 비추어 볼 때, 사다리꼴 단면 패턴을 형상할 때, 사다리꼴 단면 패턴의 높이와 사다리꼴 단면 패턴의 밑변의 길이의 비율은 1:1.6 내지 1:2.5의 범위로 조절하여, 시야각은 물론이고 휘도를 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은, 첨부하는 청구범위에서 분명하다.
100, 300, 500, 700: 표시장치
110, 310, 510, 702: 광 투과 부재(커버 윈도우, 인캡 기판)
120, 320, 520: 백 플레이트
130, 330, 530: 제 1 광학 접착층
132, 142, 332, 342, 532, 542: 광학적 투명 접착제/수지
134, 144, 334, 344, 534, 544: 나노 물질
140, 340, 540: 제 2 광학 접착층
200, 400, 500, 800: 표시패널
280, 480, 580: 터치 패널
900: 광변환 패널
110, 310, 510, 702: 광 투과 부재(커버 윈도우, 인캡 기판)
120, 320, 520: 백 플레이트
130, 330, 530: 제 1 광학 접착층
132, 142, 332, 342, 532, 542: 광학적 투명 접착제/수지
134, 144, 334, 344, 534, 544: 나노 물질
140, 340, 540: 제 2 광학 접착층
200, 400, 500, 800: 표시패널
280, 480, 580: 터치 패널
900: 광변환 패널
Claims (27)
- 표시패널;
상기 표시패널의 일면 상에 위치하는 광 투과 부재; 및
상기 표시패널과 상기 광 투과 부재 사이에 위치하는 제 1 광학 접착층을 포함하고,
상기 제 1 광학 접착층은 광학 접착제에 유리 섬유로 이루어지는 나노 물질이 분산되어 있으며,
접힘 영역(folding region)과 비-접힘 영역(non-folding region)을 포함하고,
상기 광 투과 부재는 상기 접힘 영역에서 상기 제 1 접착층을 향하여 돌출되는 다수의 패턴을 가지는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 광학 접착층에서 상기 나노 물질은 0.5 내지 3 중량%의 비율로 분산되어 있는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 표시장치는 상기 표시패널의 타면 상에 위치하는 백 플레이트와, 상기 표시패널과 상기 백 플레이트 사이에 위치하는 제 2 광학 접착층을 더욱 포함하는 표시장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 제 2 광학 접착층은 광학 접착제에 유리 섬유로 이루어지는 나노 물질이 분산되어 있는 표시장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 제 2 광학 접착층에서 상기 나노 물질은 0.5 내지 3 중량%의 비율로 분산되어 있는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 광학 접착제는 (메타)아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 고무계 수지, 우레탄아크릴레이트계 수지, 실록산계 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 표시장치는 폴더블 표시장치를 포함하는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 광 투과 부재는 커버 윈도우를 포함하는 표시장치.
- 제 8항에 있어서,
상기 커버 윈도우는 상기 접힘 영역의 두께가 상기 비-접힘 영역의 두께보다 얇은 표시장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 다수의 패턴은 각각 사다리꼴 형상 단면을 가지는 표시장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 사다리꼴 형상 단면의 밑변과 측면은 50도 내지 65도를 이루는 표시장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 사다리꼴 형상 단면의 높이와, 상기 사다리꼴 형상 단면의 밑변 길이의 비율은 1:1.6 내지 1:2.5인 표시장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 다수의 패턴 사이의 거리(pitch)와 상기 사다리꼴 형상 단면의 밑변 길이의 비율은 1:2 내지 2:1인 표시장치.
- 기판;
상기 기판과 마주하는 광 투과 부재;
상기 기판 및 상기 광 투과 부재 사이에 위치하는 박막트랜지스터; 및
상기 박막트랜지스터와 상기 광 투과 부재 사이에 위치하는 제 1 광학 접착층을 포함하고,
상기 제 1 광학 접착층은 광학 접착제에 유리 섬유로 이루어지는 나노 물질이 분산되어 있으며,
접힘 영역(folding region)과 비-접힘 영역(non-folding region)을 포함하고,
상기 광 투과 부재는 상기 접힘 영역에서 상기 제 1 광학 접착층을 향하여 돌출되는 다수의 패턴을 가지는 표시장치.
- 제 15항에 있어서,
상기 제 1 광학 접착층에서 상기 나노 물질은 0.5 내지 3 중량%의 비율로 분산되어 있는 표시장치.
- 제 15항에 있어서,
상기 표시장치는 상기 기판의 배면에 위치하는 광변환 패널과, 상기 기판과 상기 광변환 패널 사이에 위치하는 제 2 광학 접착층을 더욱 포함하는 표시장치.
- 제 17항에 있어서,
상기 제 2 광학 접착층은 광학 접착제에 유리 섬유로 이루어지는 나노 물질이 분산되어 있는 표시장치.
- 제 18항에 있어서,
상기 제 2 광학 접착층에서 상기 나노 물질은 0.5 내지 3 중량%의 비율로 분산되어 있는 표시장치.
- 제 15항에 있어서,
상기 제 1 광학 접착제는 (메타)아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 고무계 수지, 우레탄아크릴레이트계 수지, 실록산계 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 표시장치.
- 제 15항에 있어서,
상기 표시장치는 투명표시장치를 포함하는 표시장치.
- 삭제
- 제 15항에 있어서,
상기 다수의 패턴은 사다리꼴 형상 단면을 가지는 표시장치.
- 제 23항에 있어서,
상기 사다리꼴 형상 단면의 밑변과 측면은 50도 내지 65도를 이루는 표시장치.
- 제 23항에 있어서,
상기 사다리꼴 형상 단면의 높이와, 상기 사다리꼴 형상 단면의 밑변의 길이 비율은 1:1.6 내지 1:2.5인 표시장치.
- 제 23항에 있어서,
상기 다수의 패턴 사이의 거리(pitch)와 상기 사다리꼴 형상 단면의 밑변 길이의 비율은 1:2 내지 2:1인 표시장치. - 제 3항에 있어서,
상기 백 플레이트는 상기 제 2 광학 접착층을 향해 돌출되는 다수의 패턴을 가지는 표시장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180159940A KR102618927B1 (ko) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 복원 특성 및 휘도가 향상된 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180159940A KR102618927B1 (ko) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 복원 특성 및 휘도가 향상된 표시장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200072126A KR20200072126A (ko) | 2020-06-22 |
| KR102618927B1 true KR102618927B1 (ko) | 2023-12-27 |
Family
ID=71142144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180159940A KR102618927B1 (ko) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 복원 특성 및 휘도가 향상된 표시장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102618927B1 (ko) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101146253B1 (ko) * | 2010-02-18 | 2012-05-15 | 서울대학교산학협력단 | 탄소나노튜브를 포함하는 아크릴계 점착제 및 그 제조방법 |
| KR102416142B1 (ko) * | 2015-08-31 | 2022-07-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백커버 및 이를 이용한 투명표시장치 |
| KR102556395B1 (ko) * | 2016-11-03 | 2023-07-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
| KR102027569B1 (ko) * | 2016-11-10 | 2019-10-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 점착필름, 이를 위한 점착제 조성물, 이를 포함하는 터치 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 표시장치 |
-
2018
- 2018-12-12 KR KR1020180159940A patent/KR102618927B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200072126A (ko) | 2020-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |