KR20160014873A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20160014873A
KR20160014873A KR1020140096758A KR20140096758A KR20160014873A KR 20160014873 A KR20160014873 A KR 20160014873A KR 1020140096758 A KR1020140096758 A KR 1020140096758A KR 20140096758 A KR20140096758 A KR 20140096758A KR 20160014873 A KR20160014873 A KR 20160014873A
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spiro
layer
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KR1020140096758A
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정종호
서정은
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

디스플레이 패널 및 윈도우 필름을 포함한 디스플레이 장치가 개시된다.

Description

디스플레이 장치{Display}
디스플레이 패널 및 윈도우 필름을 포함한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치에 관한 관심이 높아짐에 따라 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 플렉서블 디스플레이 장치 구현을 위하여, 소자 기판, 윈도우 필름 등의 재료로서 글라스 계열의 강성(rigid) 재료가 아닌, 폴리머계 재료를 사용할 수 있다.
외광에 노출되거나, 장시간 사용하여도 디스플레이 장치 표면의 시인성이 저하되지 않으며, 수명이 향상된 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
디스플레이 패널;
상기 디스플레이 패널 상에 배치되고, 윈도우층을 포함한 윈도우 필름; 및
상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 필름 사이의 접착층;을 포함하고,
상기 윈도우 필름과 상기 접착층 중 적어도 하나가 광변색 염료(photochromic dye)를 포함한, 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 디스플레이 장치는 외부광으로부터의 자외선 또는 디스플레이 패널로부터 방출되는 자외선에 의한 윈도우 필름의 황색도 지수 변화가 최소화됨으로써, 디스플레이 장치 표면의 시인성 저하를 방지할 수 있다. 이로써, 소비자의 사용 불편 문제를 해결함과 동시에 시인성 저하 방지를 위해 공급되어야 하는 전력손실을 방지할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치의 윈도우 필름 및 접착층 중 적어도 하나 이상에 포함되어 있는 광변색 염료에 의한 추가 발광에 의하여, 디스플레이 장치의 수명이 향상될 수 있다.
도 1은 상기 디스플레이 장치의 일 구현예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 상기 디스플레이 장치의 다른 구현예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1의 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(110), 상기 디스플레이 패널 상의 윈도우 필름(210), 및 디스플레이 패널(110)과 윈도우 필름(210) 사이의 접착층(310)을 포함한다. 상기 윈도우 필름(210)은 단일층이며, 윈도우층(210a)으로 이루어져 있다.
상기 디스플레이 패널(110)은 예를 들면, LCD(liquid crystal display) 패널, LED(light emitting diode) 패널, OLED(organic light emitting diode) 패널, LCOS(liquid crystal on silicon), DLP(digital light processing) 디스플레이, E-Paper, 플렉서블 디스플레이 등 일 수 있다.
상기 디스플레이 패널(110)의 기판은 플렉서블 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 디스플레이 패널(110)의 기판은 폴리머를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 윈도우 필름(200)은 사용자 또는 외부 환경에 대하여 디스플레이 장치(10)가 노출되는 표면이 될 수 있다. 윈도우층(210a)은 디스플레이 패널(110)의 손상을 방지하는 역할을 한다. 상기 윈도우층(210a)은 플렉서블 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 윈도우층은 폴리머를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 윈도우층(210a)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethyelenennapthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스트리아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(celluloseacetatepropionate: CAP)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1의 디스플레이 장치(10) 중 디스플레이 패널(110)의 기판 및 윈도우 필름(210)의 윈도우층(210a)이 모두 플렉서블 재료로 이루어질 경우, 도 1의 디스플레이 장치(10)는 플렉서블 디스플레이 장치가 될 수 있다.
상기 접착층(310)은 상기 디스플레이 패널(110)과 윈도우 필름(210)을 접착시키는 역할을 한다.
상기 접착층(310)은 접착제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 접착층(310)은 열경화성 접착제 또는 광경화성 접착제를 포함할 수 있으며, 상기 접착제는 핫멜트 접착제(hotmelt adhesive), 플라스티졸 접착제(plastisol adhesive), 열봉입 접착제(heat-sealing adhesive), 고주파 민감 접착제(high frequency sensitive adhesive), 콘택트 시멘트(contact cement), 감압 접착제(pressure sensitive adhesive), 수성 에멀젼 접착제(aqueous emulsion adhesive), 다목적 접착제(multi-purpose adhesive) 및 용매 접착제(solvent adhesive)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 윈도우 필름(210) 및 상기 접착층(310) 중 적어도 하나에는 광변색 염료가 포함되어 있다.
상기 광변색 염료는 자외선광에 노출될 경우, 화합물의 결합 상태가 변화하게 되어 자외선광 노출 전의 흡수 스펙트럼과는 상이한 흡수 스펙트럼을 갖는 이성질체가 생성되면서, 색변환이 일어나게 되고, 자외선광이 차단되면 다시 본래의 색으로 변환되는 광변색성을 갖는다.
상기 윈도우 필름(210)은 플렉서블 특성을 갖기 위하여, 폴리머를 포함한 윈도우층(210a)로 이루어질 수 있다. 또한, 접착층(300)은 접착성 폴리머를 포함할 수 있다.
이러한 윈도우 필름(210)이 외광 또는 실내에서의 조명광에 노출될 경우, 윈도우층(210a)의 폴리머는 외광 또는 조명광에 포함된 자외선광에 의하여 황변될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(110)에서는 가시 광선광 외에 자외선광도 방출될 수 있는데, 디스플레이 패널(110)에서 방출된 자외선광이 접착층(310) 및 윈도우 필름(210)을 차례로 지나 디스플레이 장치(10) 외부로 취출되면서, 윈도우층(210a)의 폴리머를 황변시킬 수 있다.
이러한 황변 현상은 디스플레이 장치(10)의 화면 시인성을 저하시켜 소비자 불편을 초래하고, 시인성 저하 보완을 위한 추가 전력 소비를 발생시킬 수 있다.
그러나, 상기 디스플레이 장치(10)는 윈도우층(210a) 및 접착층(310) 중 적어도 하나에 광변색 염료가 포함되어 있는 바, 상기 광변색 염료에 의하여 외광 또는 조명광에 포함된 자외선광 및 디스플레이 패널(110)으로부터 방출되는 자외선광이 흡수됨으로써, 윈도우층(210a)의 폴리머에 실질적으로 자외선이 도달하지 않게 될 수 있다.
이로써, 윈도우 필름(210)의 황변 현상이 실질적으로 방지되어 고품위의 디스플레이 장치(10)의 구현이 가능하다.
또한, 상기 광변색 염료는 자외선에 대한 노광 후 색변환에 의한 소정 컬러의 광을 추가로 방출할 수 있고, 광변색 염료로부터 추가로 방출되는 소정 컬러의 광은 디스플레이 패널(110)로부터 방출되는 광의 파장 범위를 보정하는 역할을 하는 바, 이로써, 디스플레이 장치(10)의 수명이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 광변색 염료는 나프토피란, 벤조피란, 페난트로피란, 인데노나프토피란, 스피로(벤즈인돌린)나프토피란, 스피로(인돌린)벤조피란, 스피로(인돌린)나프토피란, 스피로(인돌린)퀴노피란, 스피로(인돌린)피란, 스피로(인돌린)나프톡사진, 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(벤즈인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(벤즈인돌린)나프톡사진, 스피로(인돌린)벤즈옥사진, 크로멘, 유기-금속 디티조네이트, 펄자이드(fulgide), 펄지미드(fulgimide) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 광변색 염료는 예를 들면, 디-샤인 포토크로믹(D-shine photochromic)(나노아이엔씨社)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 윈도우층(210a)은 폴리머 매트릭스를 갖고, 접착층(310)은 접착제 폴리머 매트릭스를 갖고, 상기 윈도우층(210a)의 폴리머 매트릭스 및/또는 상기 접착층(310)의 접착제 폴리머 매트릭스에 상기 광변색 염료가 분산되어 있을 수 있다.
도 2의 디스플레이 장치(20)는 디스플레이 패널(120), 상기 디스플레이 패널 상의 윈도우 필름(220), 및 디스플레이 패널(120)과 윈도우 필름(220) 사이의 접착층(320)을 포함한다. 상기 윈도우 필름(220)은 윈도우층(210a) 및 상기 윈도우층(220a) 상의 보호층(220b)을 포함한다.
도 2의 디스플레이 장치(20) 중 디스플레이 패널(120), 윈도우층(220a) 및 접착층(320)에 대한 설명은 도 1의 디스플레이 장치(10) 중 디스플레이 패널(110), 윈도우층(210a) 및 접착층(310)에 대한 설명을 참조한다.
도 2의 디스플레이 장치(20) 중 보호층(220b)은 윈도우층(220a) 표면 경도를 향상시키고, 윈도우층(220a) 및 디스플레이 패널(120)을 충격 또는 스크래치로부터 보호하는 역할을 한다. 보호층(220b)의 제조 방법은 특히 제한되지 않으며, 예를 들면, 보호층 재료(220b)가 용해된 유기 용제를 윈도우층(220a) 위에 바코터 등의 공지의 수단으로 도포하고 경화시키는 방법 등으로 용이하게 제조할 수 있다.
예를 들어, 보호층(220b)은 플렉서블 재료로 이루어질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 보호층(220b)은 폴리머, 예를 들어, 다관능기를 갖는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 유무기 하이브리드 및 폴리디메틸실록산을 기반으로 하는 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2의 디스플레이 장치(20) 중 보호층(220b), 윈도우층(220a) 및 접착층(320) 중 적어도 하나에 광변색 염료가 포함된다.
상기 광변색 염료에 대한 설명은 도 1 중 광변색 염료에 대한 설명을 참조한다.
상기 디스플레이 장치(20)는 보호층(220b), 윈도우층(220a) 및 접착층(320) 중 적어도 하나에 광변색 염료가 포함되어 있는 바, 상기 광변색 염료에 의하여 외광 또는 조명광에 포함된 자외선광 및 디스플레이 패널(120)으로부터 방출되는 자외선광이 흡수됨으로써, 윈도우층(220a)의 폴리머에 실질적으로 자외선이 도달하지 않게 될 수 있다.
이로써, 윈도우 필름(220)의 황변 현상이 실질적으로 방지되어 고품위의 디스플레이 장치(20)의 구현이 가능하다.
또한, 상기 광변색 염료는 자외선에 대한 노광 후 색변환에 의한 소정 컬러의 광을 추가로 방출할 수 있고, 광변색 염료로부터 추가로 방출되는 소정 컬러의 광은 디스플레이 패널(120)로부터 방출되는 광의 파장 범위를 보정하는 역할을 하는 바, 이로써, 디스플레이 장치(20)의 수명이 향상될 수 있다.
상기 디스플레이 장치(10, 20)의 황색도 지수 변화(ΔI)는 3 이하일 수 있다. 황색도 지수 변화는 하기 식 1로 표시된다:
<식 1>
ΔI = YI1-YI0
상기 식 1 중
YI0는 C 또는 D65의 표준 광원 하에서 색차 휘도계를 이용하여 측정한 초기 황색도 지수이고,
YI1은 20±2℃의 온도, 55±10%의 상대 습도, 230J/cm2의 UV 광원 하에서 72 시간 동안 방치한 후, C 또는 D65의 표준 광원 하에서 색차 휘도계를 이용하여 측정한 황색도 지수이다.
이하, 도 1 및 2를 참조하여, 상기 디스플레이 장치를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10, 20)의 디스플레이 패널(110, 120)과 윈도우 패널(210, 220) 사이에는 편광판, 터치 패널 및 보정 필름 중 적어도 하나가 추가로 개재될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1
PSA계 접착제 10 중량부, 광변색 염료(디-샤인 포토크로믹, 나노아이엔씨社) 4 중량부, 탄소 나노 튜브 2 중량부를 25 ml 바이알에 투입하였다. 상기 혼합물을 초음파 분산기를 사용하여 탄소 나노 튜브에 분산시키고, 모든 광변색 염료가 용해될 때까지 마그네틱 교반하였다. 상기 혼합물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판 위에 100 ㎛ 두께로 도포하여 접착층을 형성하였다. 이어서, 100 ㎛ 두께의 폴리아크릴레이트 필름을 그 위에 적층함으로써 윈도우층을 형성하여 도 1에 기재된 바와 같은 디스플레이 장치를 제조하였다.
실시예 2
PSA계 접착제 10 중량부, 탄소 나노 튜브 2 중량부를 25 ml 바이알에 투입하였다. 상기 혼합물을 초음파 분산기를 사용하여 탄소 나노 튜브에 분산시키고, 마그네틱 교반하였다. 상기 혼합물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판 위에 100 ㎛ 두께로 도포하여 접착층을 형성하였다. 이어서, 광변색 염료(디-샤인 포토크로믹, 나노아이엔씨社) 1 중량부 및 폴리이미드 10 중량부를 에테르 용매 중에서 혼합하고 볼밀로 분쇄하고, 이를 100 ㎛ 두께로 상기 접착층 위에 100 ㎛ 두께로 도포함으로써 윈도우층을 형성하여 도 1과 같은 디스플레이 장치를 제조하였다.
실시예 3
PSA계 접착제 10 중량부, 탄소 나노 튜브 2 중량부를 25 ml 바이알에 투입하였다. 상기 혼합물을 초음파 분산기를 사용하여 탄소 나노 튜브에 분산시키고, 마그네틱 교반하였다. 상기 혼합물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판 위에 100 ㎛ 두께로 도포하여 접착층을 형성하였다. 이어서, 상기 접착층 위에 100 ㎛ 두께의 폴리아크릴레이트 필름을 적층하여, 윈도우층을 형성하였다. 이어서, 광변색 염료(디-샤인 포토크로믹, 나노아이엔씨社) 1 중량부 및 폴리에테르 아크릴레이트 10 중량부를 에테르 용매 중에서 혼합하고 볼밀로 분쇄하고, 이를 상기 윈도우층 위에 100 ㎛ 두께로 도포함으로써 보호층을 형성하여 도 2와 같은 디스플레이 장치를 제조하였다.
10, 20: 디스플레이 장치
110, 120: 디스플레이 패널
210, 220: 윈도우 필름
210a, 220a: 윈도우층
220b: 보호층
310, 320: 접착층

Claims (10)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 상에 배치되고, 윈도우층을 포함한 윈도우 필름; 및
    상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 필름 사이의 접착층;을 포함하고,
    상기 윈도우 필름과 상기 접착층 중 적어도 하나가 광변색 염료(photochromic dye)를 포함한, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광변색 염료는 나프토피란, 벤조피란, 페난트로피란, 인데노나프토피란, 스피로(벤즈인돌린)나프토피란, 스피로(인돌린)벤조피란, 스피로(인돌린)나프토피란, 스피로(인돌린)퀴노피란, 스피로(인돌린)피란, 스피로(인돌린)나프톡사진, 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(벤즈인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(벤즈인돌린)나프톡사진, 스피로(인돌린)벤즈옥사진, 크로멘, 유기-금속 디티조네이트, 펄자이드(fulgide), 펄지미드(fulgimide) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우층은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethyelenennapthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스트리아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(celluloseacetatepropionate: CAP)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함한, 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 핫멜트 접착제(hotmelt adhesive), 플라스티졸 접착제(plastisol adhesive), 열봉입 접착제(heat-sealing adhesive), 고주파 민감 접착제(high frequency sensitive adhesive), 감압 접착제(pressure sensitive adhesive), 수성 에멀젼 접착제(aqueous emulsion adhesive), 다목적 접착제(multi-purpose adhesive) 및 용매 접착제(solvent adhesive)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함한, 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광변색 염료가 상기 윈도우층에 포함되어 있는, 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 필름은 상기 윈도우층 상의 보호층을 더 포함하고, 상기 광변색 염료는 상기 보호층에 포함되어 있는 디스플레이 장치.
  7. 제7항에 있어서,
    상기 보호층은 다관능기를 갖는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 유무기 하이브리드 및 폴리디메틸실록산을 기반으로 하는 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함한, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광변색 염료가 상기 접착층에 포함되어 있는, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 윈도우 패널 사이에 편광판, 터치 패널 및 보정 필름 중 적어도 하나가 더 포함되어 있는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    하기 식 1로 표시되는 황색도 지수 변화(ΔI)가 3 이하인, 디스플레이 장치:
    <식 1>
    ΔI = YI1-YI0
    상기 식 1 중
    YI0는 C 또는 D65의 표준 광원 하에서 색차 휘도계를 이용하여 측정한 초기 황색도 지수이고,
    YI1은 20±2℃의 온도, 55±10%의 상대 습도, 230J/cm2의 UV 광원 하에서 72 시간 동안 방치한 후, C 또는 D65의 표준 광원 하에서 색차 휘도계를 이용하여 측정한 황색도 지수이다.
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