KR20150083742A - 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 장치에 있어서, 터치스크린용 투명 회로 기판을 포함하고, 투명 회로 기판은 투명 기판과, 투명 기판 상에 형성되는 PDLC 코팅층과, 상기 PDLC 코팅층 상에 제공되고, 상기 PDLC 코팅층으로 전류를 공급하는 전극층 및 상기 전극층 상에 제공되는 절연층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은, 디스플레이 장치의 제조방법에 있어서, 투명 기판 상에 PDLC 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 PDLC 코팅층 상으로 상기 PDLC 코팅층으로 전류를 공급하는 전극층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 이의 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME THEREOF}
본 발명의 다양한 실시 예는 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 화면을 출력하기 위한 표시 장치를 말한다. 최근의 디스플레이 장치는 기구적 키패드(key pad)를 사용하지 않고, 화면(screen)에 표시되는 부분의 접촉 등을 인식하여 입력을 구현하도록 터치 패널과 같은 입력 검출 수단을 액정 디스플레이와 같은 표시 수단에 통합한 터치스크린 장치가 디스플레이 장치로 사용되고 있다.
앞서 본 바와 같이, 디스플레이 장치는 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD)와 같은 디스플레이 유닛(display unit)과, 디스플레이 유닛 상에 배치된 터치 패널(touch panel)을 포함한다. 터치 패널의 종류로는 저항막 방식(resistive overlay), 정전용량 방식, 표면 초음파 방식(surface acoustic wave) 및 적외선 방식(infrared beam) 등이 있다.
이러한 방식의 디스플레이 장치의 터치 패널은, 터치 패널의 상단으로 투명 기판이 제공되어 투명 기판에 의해 보호받음과 동시에, 터치 패널을 투명 기판에 직접 제조하고 있다. 이에, 투명 기판을 통해 플레이 유닛의 화면이 표시되고, 투명 기판의 접촉을 통해 터치 패널이 접촉을 인식할 수 있게 된다.
이러한 디스플레이 장치는 화면 영역과 베젤 영역으로 나뉠 수 있다. 구체적으로 화면 영역은 접촉이나 근접을 인지할 수 있는 입력을 구현하는 영역이며, 베젤 영역은 터치 패널의 연결선들이나 회로부들이 제공되도록 터치 패널의 주변부의 베젤 영역으로 구분할 수 있다. 화면 영역은 디스플레이 장치가 활성화 된 상태에서 접촉을 감지하며, 화면이 표시될 수 있도록 광을 투과할 수 있는 투명 상태로 제공된다. 이에 디스플레이 장치가 비활성화된 상태에서 화면 영역은 블랙으로 유지된다. 베젤 영역 부분에는 흰색 또는 금색 등의 다양한 컬러가 제공되어, 터치 패널의 주변에 제공되는 회로 기판 및 터치 패널과 회로 기판을 전기적으로 연결하는 연결선들을 외부로 노출되는 것을 제한한다.
따라서, 투명 기판에 터치 패널을 제공하기 전에, 베젤 영역에 해당되는 투명 기판의 주변둘레로 다양한 컬러를 제공하도록 차단층을 제공한다. 차단층은 흑색 잉크 인쇄 등의 공정을 통해 형성되거나, 또는 폴리에틸렌(polyethylene: PE), 아크릴, 폴리우레탄(polyurethane: PU) 등의 수지를 함유하는 스크린 인쇄용 잉크를 사용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 화면 영역은 화면을 표시하기 위해 투명 기판 인 상태로 컬러를 적용하지 못하며, 배젤 영역에만 별도의 컬러를 제공하여 내부에 위치되는 구성물들이 외부로 노출되는 것을 방지한다. 즉, 베젤 영역에만 컬러를 구현할 수 있으며 화면 영역에는 컬러를 구현할 수 없다.
이에, 디스플레이 장치가 비 활성화 된 상태에서 화면 영역은 언제나 흑색으로 표시되고, 베젤 영역은 투명 기판의 주변에 인쇄된 컬러로 표시되므로, 디스플레이 장치의 디자인은 제한적일 수 밖에 없다.
또한, 베젤 영역과 화면 영역은, 디스플레이 장치가 활성화된 상태나 비 활성화된 상태에서 베젤 영역의 컬러 색에 의해 서로 구분되어 시각적으로 일체감이 떨어진다.
이에, 본 발명의 다양한 실시 예들을 통해 디스플레이 장치가 비활성화된 상태의 화면 영역에도 다양한 컬러를 제공할 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들을 통해 베젤 영역과 화면 영역을 동일한 컬러로 구현할 수 있도록 하는 디스플레이 장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 장치에 있어서, 터치스크린용 투명 회로 기판을 포함하고,
상기 투명 회로 기판은, 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 형성되는 PDLC 코팅층; 상기 PDLC 코팅층 상에 제공되고, 상기 PDLC 코팅층으로 전류를 공급하는 전극층; 및 상기 전극층 상에 제공되는 절연층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은, 디스플레이 장치의 제작방법에 있어서, 투명 기판 상에 PDLC 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 PDLC 코팅층 상으로 상기 PDLC 코팅층으로 전류를 공급하는 전극층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조방법은 베젤 영역뿐만 아니라 화면 영역으로도 컬러를 제공할 수 있다. 또한, PDLC 코팅층이 제공된 투명 기판으로 발광되는 광의 굴절에 따라 화면 영역과 베젤 영역에 동일한 컬러를 제공할 수도 있고, 서로 다른 컬러를 제공할 수도 있는 등의 디스플레이 장치의 화면에 다양한 컬러를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조방법은 화면 전체의 컬러를 동일하게 할 수 있어 디스플레이 장치의 심미감 및 고급스러움을 향상시킬 수 있으며, 광의 굴절을 달리하여 다양한 컬러를 구현할 수 있어, 디스플레이 장치의 디자인을 다양화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치의 투명회로 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 투명 기판에 PDLC 코팅층을 형성하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치(10)의 제조방법을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치(10)의 투명회로 기판(300)을 개략적으로 나타내는 적층도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제작방법을 간략하게 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 아울러, 후술되는 용어들은 구체적인 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 다른 용어로 대체될 수 있다. 따라서 이러한 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예들에 대한 설명에 따라 더욱 명확하게 정의될 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 '제1', '제2' 등의 서수를 사용한 것은 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것으로서, 그 순서는 임의로 정해질 수 있는 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 장치는 투명기판과 터치 패널 사이로, 투명 기판으로 PDLC 코팅층을 제공함으로써, PDLC 코팅층에 제공되는 전류에 따른 PDLC의 배열 및 이에 제공되는 베젤 영역으로만 제공되는 컬러를 화면을 표시하는 화면 영역에도 제공할 수 있도록 한다. 다시 말해, 투명 기판에서, 화면 영역은 활성화 상태에서는 화면을 표시할 수 있도록 투명창으로 구현될 수 있도록 하며, 비 활성화 상태에서는 베젤 영역과 동일한 컬러 또는 별도의 다양한 컬러를 구현할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 유닛(15)과, 터치스크린용 투명회로 기판(300) 및 투명회로 기판(300)과 디스플레이 유닛(15)을 결합하는 접착부재(16)를 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛(15)은 터치스크린용 투명회로 기판(300)으로 영상을 제공하는 구성이다. 디스플레이 유닛(15)은 다수의 픽섹들(pixels)을 구비하고, 상기 픽셀들을 통해 영상을 표시한다. 상기 디스플레이 유닛(15)으로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 제어부(미도시)의 제어에 따른 영상을 표시한다. 액정표시장치는 통상적인 액정층(liquid crystal layer)을 구비하고 영상을 표시하는 액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛(back light unit: BLU)을 포함한다. 상기 액정 표시 패널은 상기 액정층과, 액정 분자들의 배열 상태를 제어하기 위해 상기 액정층의 상하에 배치된 상부 및 하부 유리 기판(upper and lower glass substrates)을 포함한다. 상기 하부 유리 기판은 박막 트랜지스터들과 화소 전극들(piexel electrodes)을 포함하고, 상기 상부 유리 기판은 공통 전극(common electrode)을 포함한다. 상기 액정 표시 패널은 상기 액정층의 상하에 배치되며 각각 입력된 광을 선편광(linear polarization)시키는 상부 및 하부 편광판(upper and lower polarization plates)을 더 포함한다. 이때, 상기 상부 및 하부 편광판의 편광 방향들은 서로 직교한다.
상기 투명회로 기판(300)은 접착부재(16)를 이용하여 상기 디스플레이 유닛(15)에 부착(즉, 접착)된다. 즉, 상기 투명회로 기판(300)의 하단(즉, 하면)의 일부(즉, 상기 절연성 보호층(260))는 상기 접착부재(16)를 이용하여 상기 디스플레이 유닛(15)의 상단(즉, 상면) 전체에 부착된다. 상기 접착부재(16)는 가시광에 대해 투명한 절연 물질로 형성된다. 상기 접착부재(16)로는 가시광에 대하여 투명한 광학용 투명 접착 테이프(optical clear adhesive tape: OCA 테이프), 접착제(또는 점착제), 자외선 경화성 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 OCA 테이프는 양면 접착이 가능하고, 아크릴계, 실리콘 등의 재질로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치의 투명회로 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 투명 기판에 PDLC 코팅층을 형성하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면(후술하는 도 5도 함께 참조 가능함.), 투명회로 기판(300)은 기판부(100, SUB)와 터치부(200, TSP)를 포함할 수 있다.
기판부(100)는 투명 기판(110)과, PDLC 코팅층(120)과, 전극층(130) 및 절연층(140)(이하 ' 제1절연층(220) 이라함)을 포함할 수 있다. 투명 기판(110)은 가시광에 대해 투명한 절연 물질로 형성된다. 상기 절연 물질의 예로는 유리(glass), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC) 등을 들 수 있다. 상기 투명 기판(110)(110)의 일면은 터치부(200)가 위치되고, 타면은 외부에 노출된다.
투명 기판(110)은 관찰자에게 표시되는 유효 표시 영역을 포함하는 중앙의 화면 영역(Display Area, DA)과, 화면 영역(DA)의 주변 둘레로 회로부(미도시)나, 회로부와 터치부(200)를 연결하는 연결패턴(250)들이 제공되는 주변부를 외부에 노출되지 않도록 하는 베젤 영역(Bezel Area, BA)으로 나뉠 수 있다. 투명 기판(110)은 가시광에 대해 투명한 절연 물질로 형성되므로, 베젤 영역(BA)은 후술하는 투명 기판(110)의 일면에 제공되는 PDLC 코팅층(120)에 의해 컬러를 구현하여, 연결패턴(250)들이나 회로부가 외부로 보이는 것을 방지할 수 있다.
상기 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal, 고분자 분산형 액정) 코팅층은 PDLC를 잉크젯 또는 슬릿코터 등을 이용하여 투명 기판(110)의 타일면에 도포하여 형성된다. 또한, 상기 PDLC 코팅층(120)은 PDLC가 투명 기판(110)에 도포된(spread) 상태에서 PDLC를 경화시켜 형성된다.
PDLC 코팅층(120)은 투명 기판(110)의 화면 영역(DA) 및 베젤 영역(BA) 전체에 도포되어, 투명 기판(110)의 타일면이 외부로 노출되는 경우, PDLC 코팅층(120)에 의해 다양한 컬러를 구현할 수 있다. 즉, PDLC 코팅층(120)에 의해 베젤 영역(BA)뿐만 아니라 화면 영역(DA)에도 컬러를 제공할 수 있다. 더불어 투명 기판(110)에 도포된PDLC에 따라 베젤 영역(BA)과 화면 영역(DA)의 색상을 각각 구현할 수 있다. 즉, 베젤 영역(BA)과 화면 영역(DA)의 색상을 동일한 컬러로 구현되도록 제공될 수 있으며, 베젤 영역(BA)과 화면 영역(DA)의 색상을 별도의 컬러로 구현되도록 제공될 수도 있다.
상기 투명 기판(110)에 도포된 PDLC 코팅층(120)은 디스플레이 장치(10)의 비활성화 상태에서 투명 기판(110) 전체로 컬러를 구현할 수 있게 된다. 또한, 디스플레이 장치(10)가 활성화된 상태에서, 디스플레이 유닛(15)의 영상이 투명 기판(110)을 통해 사용자에게 시각적으로 확인될 수 있도록 상기 PDLC 코팅층(120)의 PDLC 고분자들의 배열은 가변된다. 여기서 ' 디스플레이 장치(10)의 비활성화 상태' 가 되면, 메인 전원은 인가된 상태이며, 디스플레이 장치(10)의 터치부(200)나 디스플레이 유닛(15)이 오프(OFF)되어 구동되지 않는 상태이며, 이에 따라 상기 PDLC 코팅층(120)은 베젤 영역(BA)과 화면 영역(DA)으로 설정된 컬러를 구현되는 상태를 일컫는다. 또한, ' 디스플레이 장치(10)의 활성화 상태' 가 되면, 메인 전원은 인가된 상태이며, 디스플레이 장치(10)의 터치부(200)나 디스플레이 유닛(15)이 온(ON)되어 구동되는 상태 는 상태이며, 이에 따라 상기 PDLC 코팅층(120)에 전원이 인가되어 베젤 영역(BA)은 설정된 컬러가 구현되나, 화면 영역(DA)은 투명하게 가변되는 상태를 일컫는다. 상기 PDLC 코팅층(120)에는 상기 PDLC 코팅층(120)으로 전류를 제공하도록 전극층(130)이 제공된다. 또한, 전극층(130)이 후술하는 터치부(200) 등과 통전되거나 간섭이 발생되는 것을 방지하도록 절연층(140)이 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 전극층(130)은 PDLC 코팅층(120)의 상부에 제공되는 것을 예를 들어 설명한다. 또한, 본원 발명의 절연층(140)은 전극층(130) 및 상기 PDLC 코팅층(120) 상에 제공되는 것을 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 PDLC 코팅층(120)의 상부로 전극층(130)이 제공되고, 전극층(130) 및 상기 PDLC 코팅층(120)의 상부로 상기 절연층(140)이 형성되도록 구비될 수 있는 것이다. 그러나, 상기의 전극층(130)이나 절연층(140) 및 상기 PDLC 코팅층(120)의 적층 구조는 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전극층(130)은 상기 PDLC 코팅층(120)의 상부 또는 하부 또는 측면 등에 위치될 수 있고, 절연층(140)은 전극층(130)의 위치에 따라 터치부(200) 등과의 간섭이나 통전을 방지할 수 있도록 위치될 수 있는 것이다. 따라서, 상기의 전극층(130), 절연층(140) 및 PDLC 코팅층(120)의 적층 구조나 실장 위치 등은 얼마든지 변형이나 변경이 가능할 것이다. 여기서, 화면 영역(DA)의 경우,디스플레이 장치(10)의 비활성 상태에서는 PDLC의 고분자들이 불규칙한 배열로 인해 컬러를 구현하나, 활성 상태에서는 화면의 영상을 표시할 수 있도록 투명 상태로 구현되어야 한다. 따라서, 전극층(130)은 투명 기판(110)의 전체 면에 형성된 PDLC 코팅층(120) 중 화면 영역(DA)의 PDLC 코팅층(120)으로 전류를 제공하도록 구비될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기의 PDLC 코팅층(120)을 형성하는 PDLC 고분자는 전류가 흐름에 따라 배열을 재정렬하여 빛을 산란시킴으로써 PDLC 코팅층(120)이 형성된 투명 기판(110)을 투명 상태로 구현할 수 있다. 이에, 앞서 살펴본 바와 같이 디스플레이 장치의 활성화 상태 및 비활성화 상태에 맞춰 화면 영역과 베젤 영역의 PDLC 코팅층의 PDLC 고분자의 가변 상태를 달리할 수 있다. 화면 영역(DA)에 해당되는 PDLC 코팅층(120)이 제공된 투명 기판(110)의 영역은 디스플레이 장치(10)가 활성화 된 상태에서 화면 영역(DA)으로는 영상을 표시할 수 있도록 투명 창이 될 수 있다. 또한 베젤 영역(BA)에 해당되는 PDLC 코팅층(120)이 제공된 투명 기판(110)은 연결패턴(250)이나 회로부 등을 외부로 노출되는 것을 방지하도록 차단 창이 될 수 있다. 따라서, PDLC 코팅층(120) 중 화면 영역(DA)에 해당되는 부분은 PDLC 고분자 배열을 정렬시켜 빛의 산란을 통해 투명 창이 될 수 있도록 전류를 제공하며, 베젤 영역(BA)으로는 기존의 PDLC 고분자 배열을 불규칙한 상태로 유지할 수 있도록 전류가 제공되는 것을 제한할 수 있다.
따라서, 전극층(130)은 화면 영역(DA)에 대응되는 위치의 상기 PDLC 코팅층(120) 상으로 제공되고, 베젤 영역(BA)에 대응되는 위치에는 제공되지 않을 수 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 기판부(100)의 적층 상태를 살펴보면, 화면 영역(DA)에 해당되는 부분은 투명 기판(110), PDLC 코팅층(120), 전극층(130) 및 절연층(140)이 순서대로 형성되며, 베젤 영역(BA)에 해당되는 부분은 투명 기판(110), PDLC 코팅층(120) 및 절연층(140)이 순서대로 형성된다.(도 300 및 도 600 함께 참조 가능).
전극층(130)을 형성하는 방법은 여러가지 제안될 수 있으나, 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, PDLC 코팅층(120) 상으로 투명전도체를 증착한 후, 상기 투명전도체를 제거하여 회로패턴을 형성하되, 베젤 영역(BA)에 증착된 투명 전도체도 모두 제거될 수 있다. 예를 들어 상기 PDLC 코팅층(120) 상으로 투명전도체를 증착한 상태에서 베젤 영역(BA) 및 회로패턴 이외의 부분은 에칭 등을 이용하여 상기 PDLC 코팅층(120) 상에서 제거될 수 있다.
상술하였듯이, 투명 기판(110)에 PDLC 코팅층(120)이 제공된 상태에서, PDLC 코팅층(120)으로 전류가 인가되지 않으며, 투명 기판(110) 전체 면에 제공된 PDLC 코팅층(120)에 의해 화면 영역(DA)과 베젤 영역(BA)은 동일 또는 서로 다른 컬러들이 구현될 수 있다. 또한, 전극층(130)에 전원이 제공되어 PDLC 코팅층(120)으로 전류가 인가되는 경우, 베젤 영역(BA)의 PDLC 고분자들은 그 배열을 유지하며, 화면 영역(DA)의 PDLC 고분자들은 정렬된다. 이에 베젤(BA)의 PDLC 코팅층은 빛을 산란시킬 수 있게 되고, 화면 영역(DA)의 PDLC 코팅층(120)이 형성된 투명 기판(110)은 투명 창 상태가 된다. 따라서, 디스플레이 유닛(15)에서 발생되는 영상은 투명해진 PDLC 코팅층(120) 및 투명 기판(110)을 통해 사용자가 확인할 수 있도록 표시될 수 있다. 즉, 전극층(130)은 컬러를 유지해야 하는 부분인 베젤 영역(BA)을 제외한 화면 영역(DA)에 해당되는 부분에 전류를 제공함으로써, 베젤 영역(BA)은 PDLC 코팅층(120)의 고분자들은 기존의 배열을 유지하여 컬러를 나타내게 되고, 화면 영역(DA)은 고분자의 배열이 바뀌면서 빛을 산란시켜 투명하게 바뀌면서 디스플레이 유닛(15)의 영상이 표시될 수 있는 것이다.
본 발명의 하나의 실시 예에서는 전극층(130)이 상기의 PDLC 코팅층(120) 상으로 증착되고, 전극층(130)을 증착한 후, 그 위로 절연층(140)이 도포되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 전극층(130) 및 절연층(140)을 형성하는 것은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 PDLC 코팅층(120)으로 전류를 제공하기 위해 전극층(130)이 형성된 별도의 필름부재(150, 후술하는 도 7 참조)를 상기 PDLC 코팅층(120) 위로 형성시켜 결합(예를 들어 라미네이션 공정에 따른 결합.)시킬 수도 있다. 따라서, 상기 PDLC 코팅층(120)에 전류를 제공하기 위해 제공되는 전극층(130) 및 절연층(140)의 적층방법이나 제조방법 등은 얼마든지 다양한 변형이나 변경이 가능 할 것이다.
터치부(200)는 기판부(100)로의 접촉이나 근접을 감지할 수 있도록 상술한 기판부(100)의 일면으로 Tx, Rx 패턴의 도전성 패턴들이 제공될 수 있다. 구체적으로 터치부(200)는 도전성 브릿지층(210)과, 제1절연층(220) 및 센서패턴(230)을 포함할 수 있다.
센서패턴(230)은 제1방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 연장된 제1도전성 패턴(미도시)과, 제2방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 연장된 제2도전성 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 상기의 제1도전성 패턴들과 상기 제2도전성 패턴들은 상기 기판부(100) 위의 다수의 지점들에서 교차하게 된다. 상기 도전성 브릿지층(210)은 제2도전성 패턴들이 이러한 교차 지점에서 단절되지 않고 전기적으로 연결되도록 하며, 제1절연층(220)은 제1도전성 패턴들과 제2도전성 패턴들이 이렇나 교차 지점들에서 서로 절연되도록 한다.
도전성 브릿지층(210)은 인듐 주성 산화물(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)의 투명 전도부재(이하,' 제 1 투명 전도부재' 라함.)를 기판부(100), 구체적으로 절연층(140) 상에 도포하고, 부분적으로 식각하여 센서패턴(230)을 구성하는 제1도전성 패턴들과 제2도전성 패턴들이 교차하는 지점들에 위치되는 도전성 스트립들로 기 설정된 패턴을 갖도록 형성한다.
도전성 브릿지층(210) 상에는 제1절연층(220)이 형성되며, 제1절연층(220)은 다수의 절연성 스트립들로 이루질 수 있다. 상기의 복수개의 절연성 스트립들은 상기 도전성 스트립들 위에 일대일로 형성되어 서로 대응되는 도전성 스트립과 절연성 스트립은 서로 교차한다(예를 들어, 십자 형태).
도전성 브릿지층(210)이 커버된 제1절연층(220) 상에는 상기의 센서패턴(230)이 구현된다. 구체적으로, 기판부(100)의 노출된 면 및 제1절연층(220) 상으로 인듐 주성 산화물(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)의 투명 전도부재(이하,' 제 2 투명 전도부재' 라함.)를 형성한다. 제2투명 전도부재를 부분적으로 식각하여 제1도전성 패턴들과 제2도전성 패턴의 기설정 패턴을 형성한다.
상기 센서패턴(230)이 형성된 기판부(100) 상으로 제2절연층( 이하,' 절연부재' 240 라함.)이 형성된다. 절연부재(240)는 센서패턴(230) 상에 형성되되, 센서패턴(230)의 단부는 노출될 수 있게 구비된다. 센서패턴(230)의 단부는 노출됨으로써, 베젤 영역(BA)에 위치되는 연결패턴(250)의 형성 시, 센서패턴(230)이 연결패턴(250)과 전기적으로 연결될 수 있게 되는 것이다.
상기 센서패턴(230)의 주변 둘레로 연결패턴(250)이 구비된다. 연결패턴(250)은 상기 센서패턴(230)의 주변둘레, 즉 베젤 영역(BA) 상에 위치되고, 센서패턴(230)들의 단부와 겹치도록 형성된다. 연결패턴(250)의 제조방법은, 센서패턴(230)의 단부가 노출된 상태의 절연부재(240) 위로 전도부재를 형성한 후, 연결패턴(250)을 가지도록 식각하여 형성될 수 있다. 그러나, 연결패턴(250)의 형성방법 등이나 구조 등은 이에 한정되는 것은 아니며, 센서패턴(230)과 연결되어 센서패턴(230)을 회로부와 연결할 수 있도록 연결패턴(250)이 형성되는 방법이나 구성이라면, 그 제조방법이나 형태 등은 얼마든지 변형이나 변경될 수 있다.
연결패턴(250)은 센서패턴(230)에 전류를 인가하기 위한 접속 단자들과 접속 단자들과 제1, 2도전성 패턴들을 연결하는 연결 라인들로 구성될 수 있다. 연결패턴(250)은 베젤 영역(BA)에 제공되어, 시각적으로 노출되지 않으며, PDLD 코팅층의 컬러로 인해 커버되는 부분이므로, 센서패턴(230)이나 도전성 브릿지층(210)과 같은 재질로 형성되거나, 다른 재질(예를 들어, 은과 같은 불투명한 도전성 재질)로 형성될 수 있다. 상기의 구조를 가지는 터치스크린용 투명회로 기판(300)의 노출된 상면으로 절연성 보호층(260)을 형성한다.
상기와 같이 구성된 투명회로 기판(300)은 디스플레이 유닛(15)에 접착부재(16)를 통해 접착됨으로써, 하나의 디스플레이 장치(10)를 구성하게 된다(도 2 참조).
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기의 구조를 가지게 됨으로써, 별도의 베젤 영역 상으로 인쇄층이 필요하지 않게되며, 화면 영역에도 컬러를 구현할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 상기의 구성을 가질 수 있도록 디스플레이 장치(10)의 제조 방법을 살펴본다. 본 발명의 실시 예들의 설명에 있어서 구성의 설명이나, 기능, 구조 등은 상술한 하나의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(10)에서 언급되어 있어, 상기의 내용을 준용하며, 이하에서는 필요 범위 내에서 간략하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치(10)의 제조방법을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치(10)의 투명회로 기판(300)을 개략적으로 나타내는 적층도이다. 도 6 및 도 7을 참조하여, 디스플레이 장치(10)의 제조 방법은 터치스크린용 투명회로 기판(300)을 형성하는 단계와, 투명회로 기판(300)과 디스플레이 유닛(15)을 결합하는 단계를 포함한다. 투명회로 기판(300)의 제조방법은, 기판부(100)를 형성하는 단계(S11~S14)와, 기판부(100)에 터치부(200)를 형성하는 단계(S15~S20)를 포함할 수 있다.
기판부(100)를 형성하는 단계(S11~S14)는, 투명 기판(110)에 상기 PDLC 코팅층(120)을 형성하는 단계(S11, S12)와, 전극층(130)을 증착하는 단계(S13) 및 절연층(140)을 형성하는 단계(S14)를 포함할 수 있다.
상기 투명 기판(110) 에 상기 PDLC 코팅층(120)을 형성하는 단계(S11, S12)는, 투명 기판(110) 위에 상기 PDLC를 도포하는 단계(S11)와, 투명 기판(110)에 도포된 PDLC를 경화(Curing)하는 단계(S12)를 포함할 수 있다. PDLC는 잉크젯 또는 슬릿코더 등을 이용하여 액상으로 투명 기판(110)의 전체면에 도포된다. 상기 투명 기판(110)에 도포된 액상의 PDLC(121a)를 자외선을 이용하여 경화함으로써, 투명 기판(110) 위에 경화된 PDLC(121b)의 PDLC 코팅층(120)이 형성될 수 있다.
상기 투명 기판(110) 상에 PDLC 코팅층(120)이 형성된 후, 전극층(130)과 절연층(140)을 형성하는 단계(S13, S14)를 거친다. 투명 기판(110)으로 도포된 상기 PDLC 코팅층(120) 중 화면 영역(DA)의 PDLC 코팅층(120)으로 전류를 제공하여 PDLC의 고분자들의 배열을 가변시키기 위한 전극층(130) 및 전극층(130) 상으로 절연체를 형성할 수 있다.
상기 전극층(130)은 PDLC 코팅층(120)이 형성된 투명 기판(110)으로 투명전도체를 증착하고 식각하는 단계를 거쳐서 형성될 수 있다.
즉, 상기 PDLC 코팅층(120)이 형성된 투명 기판(100)에 투명전도체를 증착한다. 상기 PDLC 코팅층(120)의 전체면에 증착된 투명전도체는 화면 영역(DA)을 제외한 베젤 영역(BA)은 제거하고 화면 영역(DA)의 상기 PDLC 코팅층(120)으로 전류를 제공하도록 식각할 수 있다. 이에, 상기 PDLC 코팅층(120)의 베젤 영역(BA)에 해당되는 부분은 상기 PDLC 코팅층(120)이 외부로 노출되고, 화면 영역(DA)에 해당되는 부분은 전극층(130)이 증착된다. 따라서, 추후 전극층(130)의 전원 구동 전에는 화면 영역(DA)이나 베젤 영역(BA)에 해당되는 상기 PDLC 코팅층(120)은 모두 동일한 컬러나 도포된 PDLC에 따라 각각의 컬러를 구현하고 있다가, 전극층(130)으로 전원이 구동되면, 화면 영역(DA)에 위치된 PDLC 코팅층(120)의 고분자들은 배열이 정렬되면서 디스플레이 유닛(15)의 영상이 표시될 수 있도록 투명 창으로 전환될 수 있다. 상기와 같이 형성된 투명 기판(110) 상으로 절연층(140)을 형성한다(S14). 절연층(140)은 추후 도포되는 터치부(200)의 센서패턴(230)과 전극층(130)이 통전되는 것을 제한하기 위함이다. 따라서, 절연층(140)은 상술한 전극층(130)을 형성한 후, 노출된 상기 PDLC 코팅층(120) 및 전극층(130)을 커버하게 된다(도 200 및 도 300 참조).
상기와 같이 형성된 기판부(100) 위에는 터치부(200)가 형성된다(S15~S20). 터치부(200)를 형성하는 단계는 도전성 브릿지층(210)을 형성하는 단계(S15), 제1절연층(220)을 형성하는 단계(S16), 센서패턴(230)을 형성하는 단계(S17), 제2절연층(이하 ' 절연부재(240)' 라함.)을 형성하는 단계(S18), 연결패턴(250)을 형성하는 단계(S19) 및 절연성 보호층(260)을 형성하는 단계(S20)를 거칠 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 상술한 S11에서 S14단계에 의해 구비된 기판부(100) 상에 서로 교차하는 센서패턴(230)을 형성하기 위해 먼저 도전성 브릿지층(210)을 형성할 수 있다(S15).
도전성 브릿지층(210)을 형성하는 단계는, 제1투명 전도부재 증착 및 식각 단계를 포함할 수 있다. 먼저 기판부(100)의 절연층(140) 위로 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))등을 포함할 수 있는 제1투명 전도부재를 증착하고, 증착된 제1투명 전도부재를 식각하여 도전성 스트립들로 기 설정된 패턴을 형성한다. 이에, 기판부(100)의 절연층(140) 상에는 도전성 브릿지층(210)이 형성된다. 도전성 스트립들은 센서패턴(230)들이 서로 교차되게 형성되는 교차점에 형성되어 센서패턴(230) 중 하나를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기의 도전성 브릿지층 위로 제1절연층을 형성한다(S16). 제1절연층(220)은 도전성 브릿지층(210)이 형성된 기판부(100) 위에 형성된다. 제1절연층(220)은 다수의 절연성 스트립들로 형성하거나, 또는 전체면에 도포된 후 시각 등을 통해 절연성 스트립들로 형성한다. 절연성 스트립들은 상기의 도전성 스트립들 위에 일대일로 형성되도록 구비된다. 절연성 스트립은 서로 대응되는 도전성 스트립 위에 일대일로 형성되되, 서로 대응되는 도전성 스트립과 십자 형태 등으로 서로 교차하도록 형성될 수 있다.
상기 도전성 브릿지층(210)이 형성된 기판부(100) 상으로 센서패턴(230)을 형성한다(S17). 센서패턴(230)을 형성하는 단계(S17)는, 제2투명 전도부재 증착 및 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 도전성 브릿지층(210)이 커버된 제1절연층(220) 위로 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))등을 포함할 수 있는 제2투명 전도부재를 증착한다. 증착된 제2투명 전도부재는 부분적으로 식각하여 제1도전성 패턴들과 제2도전성 패턴의 기설정 패턴을 형성한다.
상기 센서패턴(230)이 형성된 기판부(100) 상으로 절연부재(240)를 제공한다(S18). 구체적으로 도시되진 않았으나, 절연부재(240)을 형성하는 단계(S18)는 절연체의 형성 및 식각을 포함할 수 있다. 절연부재(240)는 센서패턴(230)들을 커버하되, 센서패턴(230)의 단부는 노출되도록 구비된다. 따라서, 절연체를 센서패턴(230)이 제공된 기판부(100) 상에 모두 도포 한 후, 센서패턴(230)의 주변둘레만 시각하여, 센서패턴(230)의 단부가 노출되도록 절연부재(240)를 형성할 수도 있는 것이다. 그러나, 절연부재(240)를 형성하는 단계(S18)는 이에 한정되는 것은 아니며, 센서패턴(230)의 단부가 노출되도록 절연체를 제공하여 절연부재(240)를 형성하는 것도 가능할 것이다.
상술한 절연부재(240)까지 형성된 기판부(100) 상으로 연결패턴(250)을 형성한다(S19). 구체적으로 도시되진 않았으나, 연결패턴(250)을 형성하는 단계(S19)는 전도부재를 증착하는 단계와, 이를 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 기판부(100) 상으로 전도부재를 증착한 후, 연결패턴(250)의 위치를 제외한 나머지 전도부재를 식각하여 연결패턴(250)을 형성할 수 있는 것이다.
상기의 연결패턴(250)이 형성된 기판부(100) 위에 절연성 보호층(260)을 형성한다(S20). 이에, 투명회로 기판(300)의 공정이 완료되며, 완료된 투명회로 기판(300)과 디스플레이 유닛(15)을 접착부재(16)에 의해 결합함으로써, 디스플레이 장치(10)의 제작이 완성될 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제작방법을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상술한 실시 예의 설명에서 기판부(100)는 유사한 구조 및 구성을 가지며, 터치부(200)의 구조나 제작방법을 달리하는 것이 차이점이 있다. 이에, 상술한 설명에서 동일한 구성이나 구조 등은 앞선 설명을 준용할 수 있다.
즉, 본 실시 예의 디스플레이 장치(10)도, 앞서 설명한 PDLC 코팅층(120)이 형성된 투명 기판(110) 위로 터치부(200)가 제공된다. 다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 터치부(200)는 Tx 패턴과 Rx 패턴이 각각 형성되는 도전 필름들이 형성되어 형성될 수 있다.
구체적으로 PDLC 코팅층(120)이 형성된 투명 기판(110) 위로 전극층(130) 및 절연층(140)이 제공된다. 이는 앞서 설명한 예와 같은 방법으로 제공될 수도 있으며, 또한, 본 실시 예에서와 같이 별도로 전극층(130)이 형성된 도전 필름으로 제공될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에서 기판부(100)는 투명 기판(110) 상으로 PDLC 코팅층(120)이 적층되고, 전극층(130) 및 절연층(140)이 형성된 도전 필름(150)이 상기 PDLC 코팅층(120) 상에 제공되는 것이다(S21~S23).
이에, 투명 기판(110) 상으로는 투명 기판(110), 상기 PDLC 코팅층(120), 도전필름(150)이 순서대로 적층된다. 다만, 도전필름(150)의 경우, 앞선 실시 예와 마찬가지로, 베젤 영역(BA)으로는 전류의 제공을 제한하며, 화면 영역(DA)의 상기 PDLC 코팅층(120)으로 전류를 제공하도록 형성될 수 있다.
상기의 도전필름(150)이 형성된 투명 기판(110) 상으로 센서패턴(230)을 형성하도록 제1도전필름(262) 및 제2도전필름(264)이 순서대로 형성되고, 도전필름(150), 제1도전필름(262) 및 제2도전필름(264) 사이로 가시광에 대하여 투명한 광학용 투명 접착 테이프(261, 263, optical clear adhesive tape: OCA 테이프)를 이용하여 결합시킬 수 있다. 또한 제1, 제2도전필름(262, 264)으로 각 센서패턴(230)의 단부가 회로부가 연결되도록 연결패턴(250)을 제공할 수 있으며, 별도로 연결패턴(250)이 형성된 도전 필름을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(10)에서도, 디스플레이 장치(10)가 비 활성화된 상태에서 화면 영역(DA)과 베젤 영역(BA)은 상기 PDLC 코팅층(120)에 의해 동일한 컬러 또는 서로 별도의 컬러로 구현될 수 있다(도 2 및 도 3 참조). 또한, 디스플레이 장치(10)가 활성화 된 상태에서, 베젤 영역(BA)은 상기 PDLC 코팅층(120)에 의해 구현된 컬러를 유지하고, 화면 영역(DA)은 기판부(100)의 상기 PDLC 코팅층(120)으로 전류가 제공됨으로써, 빛을 산란시켜 기판부(100)을 투명 창이 될 수 있다. 이에, 투명 창이 된 기판부(100)를 통해 디스플레이 유닛(15)에서 발생되는 영상이 화면 영역(DA)을 통해 표시될 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10: 디스플레이 장치 15: 디스플레이 유닛
16: 접착부재 100: 기판부
110: 투명 기판 120: PDLC 코팅층
121: PDLC 130: 전극층
200: 터치부 210: 도전성 브릿지층
220: 제1절연층 230: 센서패턴
240: 절연부재 250: 연결패턴
260: 절연성 보호층 300: 투명회로 기판
DA: 화면 영역 BA: 베젤 영역

Claims (17)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    터치스크린용 투명 회로 기판을 포함하고, 상기 투명 회로 기판은,
    투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 형성되는 PDLC 코팅층;
    상기 PDLC 코팅층 상에 제공되고, 상기 PDLC 코팅층으로 전류를 공급하는 전극층; 및
    상기 전극층 상에 제공되는 절연층을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PDLC 코팅층은 PDLC를 상기 투명기판에 도포하여 형성되는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PDLC 코팅층은 상기 투명 기판에 도포된 PDLC를 경화시켜 형성하는 디스플레이 장치.

  4. 제2 항에 있어서, 상기 투명 회로 기판은,
    터치 패널이 제공되는 화면 영역과,
    상기 화면 영역의 주변둘레로 제공되는 베젤 영역을 포함하며,
    상기 PDLC 코팅층은 상기 화면 영역과 상기 베젤 영역의 색상을 각각 구현하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전극층은 상기 화면 영역에 대응되게 제공되는 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전극층은,
    상기 PDLC 코팅층 상으로 투명전도체를 증착한 후, 상기 투명전도체를 제거하여 상기 터치 영역으로 회로패턴을 형성하는 디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 투명 회로 기판 상으로 터치부가 제공되고,
    상기 터치부는,
    상기 절연층 상으로 형성되는 도전성 브릿지층;
    상기 투명 기판 및 상기 도전성 브릿지층 상으로 형성된 제1절연층; 및
    상기 제1절연층을 사이에 두고 교차하는 제1 및 제2 도전성 패턴을 구비한 센서 패턴을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 투명 회로 기판 상으로 터치부가 제공되고,
    상기 터치부는,
    상기 절연층 상으로 적어도 하나 이상의 도전성 필름층들이 제공되는 디스플레이 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 전극층은 상기 PDLC 코팅층의 상부에 증착되고, 상기 절연층은 상기 PDLC 코팅층 및 상기 전극층의 상부로 코팅되는 디스플레이 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 전극층 및 상기 절연층은 필름부에 제공되고,
    상기 필름부가 상기 PDLC 코팅층 상에 형성되는 디스플레이 장치.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 전극층에 전류가 제공되면, 상기 PDLC 코팅층의 고분자 배열이 가변되어 빛의 산란에 의한 투명한 상태를 유지하는 디스플레이 장치.
  12. 디스플레이 장치의 제조방법에 있어서,
    투명 기판 상에 PDLC 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 PDLC 코팅층 상으로 상기 PDLC 코팅층으로 전류를 공급하는 전극층을 제공하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 PDLC 코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 투명 기판 상에 PDLC를 도포하는 단계와,
    상기 투명 기판에 도포된 상기 PDLC를 경화하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 PDLC를 도포하는 단계는,
    상기 PDLC를 상기 투명기판에 도포하여 형성되는 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 전극층을 제공하는 단계는,
    상기 PDLC 코팅층 상으로 투명전도체를 증착하는 단계와,
    상기 투명전도체를 식각하여 회로패턴을 형성하는 단계와,
    상기 PDLC 코팅층 및 상기 회로패턴 상으로 절연층을 코팅하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 전극층을 제공하는 단계는
    전극층이 형성된 필름부를 상기 PDLC 층의 상부에 결합하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 도전층 상으로 상기 도전성 브릿지층을 형성하는 단계와,
    상기 투명 기판과 상기 도전성 브릿지층 위에 절연층을 형성하는 단계와,
    서로 교차하는 제1 및 제2도전성 패턴을 구비한 센서패턴을 상기 투명 기판 및 절연층 위에 형성하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
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