KR20160129209A - 표시 장치 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 기재는, 표시 패널, 표시 패널을 보호하기 위해 표시 패널 상에 배치되는 윈도우, 윈도우 상에 형성되는 활성 표면층 및 활성 표면층 상에 형성되며, 표면이 곡면인 하드 코팅층을 포함하는 표시 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 발명으로, 절단 공정에 의한 결함의 발생이 방지될 수 있다.

Description

표시 장치 및 이를 제조하는 방법{DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode device: OLED device), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display device) 등과 같은 다양한 표시 장치들은 터치 패널을 포함함으로써 터치 방식으로 입력 신호를 수신하여 보다 다양한 분야에 적용될 수 있다.
표시 패널 및 터치 패널이 적층되고 나면, 외부 환경으로부터 내부의 패널들을 보호하기 위해 윈도우가 표시 패널 및 터치 패널 상에 배치된다. 외부에 노출되는 윈도우의 표면에는 하드 코팅층이 더 형성되어 윈도우의 표면을 보호할 수 있다.
일반적으로 윈도우를 형성하기 위해서는 대면적을 가지는 윈도우 모기판 상에 하드 코팅층을 형성한 뒤, 원하는 크기대로 절단하여 사용한다. 이때, 윈도우 상에 형성된 하드 코팅층의 절단면에는 미세한 결함이 발생될 수 있다. 하드 코팅층의 절단면에 발생된 결함은 처음에는 매우 미세할 수 있으나, 점차 확산되어 표시 장치의 시인성을 저하시키거나, 공기 또는 수분과 같은 외부 오염 물질들이 표시 장치 내로 유입되는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 절단 공정에 의한 결함의 발생이 방지될 수 있는 표시 장치 및 이를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널, 표시 패널을 보호하기 위해 표시 패널 상에 배치되는 윈도우, 윈도우 상에 형성되는 활성 표면층 및 활성 표면층 상에 형성되며, 표면이 곡면인 하드 코팅층을 포함한다.
이때, 활성 표면층은 친수성을 가지며, 하드 코팅층은 윈도우의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
또는, 활성 표면층은 소수성을 가지며, 하드 코팅층은 윈도우의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
한편, 하드 코팅층의 표면은 윈도우의 단부 각각에서 0° 초과 90° 미만의 접촉각을 가질 수 있다.
하드 코팅층은 표시 장치의 중심에서 가장 높은 두께를 가지며, 표시 장치의 단부로 갈수록 하드 코팅층의 두께가 점차 얇아질 수 있으며, 이때, 하드 코팅층의 표면은 돔(dome) 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 윈도우 영역 및 윈도우 영역 주위에 형성되는 더미 영역을 포함하는 윈도우 모기판을 준비하는 단계, 윈도우 영역에 대응되는 영역이 개방된 제1 마스크를 윈도우 모기판 상에 배치하고, 윈도우 영역에 대응되는 윈도우 모기판의 표면을 처리하여 활성 표면층을 형성하는 단계, 제1 마스크를 제거하는 단계, 하드 코팅층 형성 물질을 활성 표면층 상에 도포하는 단계, 하드 코팅층 형성 물질을 경화시켜, 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층을 형성하는 단계 및 윈도우 모기판으로부터 더미 영역과 윈도우 영역을 절단하여 윈도우를 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 더미 영역에 대응되는 영역이 개방된 제2 마스크를 윈도우 모기판 상에 배치하고, 더미 영역에 대응되는 윈도우 모기판의 표면을 처리하여 비활성 표면층을 형성하는 단계 및 제2 마스크를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
활성 표면층은 친수성 및 소수성 중 어느 하나의 성질을 가지도록 표면 처리되고, 비활성 표면층은 친수성 및 소수성 중 다른 하나의 성질을 가지도록 표면 처리될 수 있다.
친수성을 가지도록 표면을 처리하는 단계는, 공기, 질소(N2), 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO) 및 과산화수소(H2O2)를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 기체를 사용하여 윈도우 모기판의 표면을 플라즈마 처리하는 단계이거나, 또는, 친수성기를 포함하는 작용기를 가진 액상 물질을 이용하여 윈도우 모기판의 표면을 코팅하는 단계일 수 있다.
소수성을 가지도록 표면을 처리하는 단계는, CH4, CF4, SF6, NF3, C3F6 및 HFC-134a 를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 기체를 사용하여 윈도우 모기판의 표면을 플라즈마 처리하는 단계이거나, 또는, 소수성기를 포함하는 작용기를 가진 액상 물질을 이용하여 윈도우 모기판의 표면을 코팅하는 단계일 수 있다.
이때, 활성 표면층의 표면은 친수성을 가지고, 하드 코팅층 형성 물질은 윈도우 모기판의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
또는, 활성 표면층의 표면은 소수성을 가지고, 하드 코팅층 형성 물질은 윈도우 모기판의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 표시 장치의 제조 방법은, 윈도우를 표시 패널 상에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층이 형성되고, 하드 코팅층과 윈도우의 경계를 따라 윈도우 모기판을 절단함으로써 하드 코팅층에는 절단면이 형성되지 않을 수 있는 표시 장치 및 이를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. 따라서, 하드 코팅층의 절단면에 발생되는 미세한 결함들을 방지할 수 있으며, 따라서 제품의 불량 발생을 감소시켜 생산 수율을 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 절개선을 따라 윈도우와 하드 코팅층을 절개한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 절개선을 따라 윈도우와 하드 코팅층을 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅층을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 가상으로 구획되는 윈도우 영역 및 더미 영역을 포함하는 윈도우 모기판을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 VI-VI 절개선을 따라 절개된 윈도우 모기판으로, 상기 윈도우 모기판에 제1 마스크가 배치되어 활성 표면층을 형성하는 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 윈도우 모기판에 제2 마스크가 배치되어 비활성 표면층을 형성하는 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 윈도우 모기판에 형성된 활성 표면층에 하드 코팅층 형성 물질을 도포한 뒤 경화시켜, 하드 코팅층을 형성하는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 하드 코팅층이 형성된 윈도우 모기판을 절단하여 윈도우를 형성하는 모습을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 윈도우(100) 및 하드 코팅층(200)만을 Ⅱ-Ⅱ 절개선을 따라 절개한 단면도이고, 도 3은 도 1의 윈도우(100) 및 하드 코팅층(200)만을 Ⅲ-Ⅲ 절개선을 따라 절개한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 코팅층(200)을 확대한 도면이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300), 윈도우(100), 활성 표면층(110) 및 하드 코팅층(200)을 포함한다.
본 실시예에 따른 표시 패널(300)은, 표시 장치에 의해 표시될 화상을 실제로 발생시킨다. 화상을 표시하는 빛을 발생시키기 위한 구조 및 원리에 따라 본 실시예의 표시 패널(300)의 예로는 액정 표시 패널(300), 플라즈마 표시 패널(300), 유기 발광 표시 패널(300)과 같은 다양한 종류가 존재할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 이 외에도 다양한 종류의 표시 패널(300)이 본 실시예에 적용될 수 있을 것이다. 또한 플렉서블 표시 장치에 사용되기 위한 표시 패널(300)은 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 표시 장치는 터치 패널(400), 위상차 필름(500) 및 편광자(600)를 더 포함할 수 있다.
터치 패널(400)은 기판 또는 필름과 같은 베이스 기재 상에 터치 센서가 형성되는 것으로, 외부의 터치 압력을 감지할 수 있어 터치 방식으로 입력되는 신호를 전기적 신호로 변환하여 전달하는 신호 입력용 패널이다. 즉, 사용자의 접촉 위치를 인지하여 사용자의 명령을 입력하는 입력 장치이다.
본 실시예의 터치 패널(400)은 표시 장치의 전면에 구비되어, 손이나 물체가 접촉하는 위치를 파악하여 입력 신호를 판단한다. 터치 패널(400)의 구현 방식으로는 저항막 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등이 있으며, 일반적으로는 저항막 방식과 정전 용량 방식이 주로 사용되고 있다.
위상차 필름(500)은 위상차 필름(500)을 통과하는 빛을 λ/4만큼 위상 지연시키는 필름으로, 위상차 필름(500)을 통과하는 선편광된 빛을 원편광된 빛으로 변환시킬 수 있으며, 반대로 원편광된 빛은 선편광된 빛으로 변환시킬 수 있다.
편광자(600)는 편광축을 가지며, 표시 패널(300)을 거쳐 외부로 출사되는 빛의 광축을 변환시킨다. 보다 구체적으로 설명하자면, 편광자(600)를 통과하는 빛을 편광축 방향으로 선편광시킬 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 터치 패널(400)은 플렉서블 표시 장치의 박형화를 위하여, 편광자(600)를 포함하여 편광자(600) 일체형 터치 패널(400)로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 편광자(600)와 터치 패널(400)이 별도의 구성으로 존재할 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 따른 윈도우(100)는 표시 패널(300)을 보호하기 위해 표시 패널(300) 상에 배치되며, 외부 환경으로부터 표시 장치의 내부를 차단하여 보호한다. 본 실시예의 윈도우(100)는 표시 패널(300)로부터 발생되는 빛이 투과되어 외부로 전달될 수 있도록 투명한 광학적 성질을 지녀야 하기 때문에, 투명한 재질의 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
활성 표면층(110)은 본 실시예에 따른 윈도우(100)의 표면을 플라즈마 또는 코팅 등과 같은 방식으로 표면 처리하여 형성되는 층으로, 윈도우(100) 상에 형성되는 하드 코팅층(200)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
하드 코팅층(200)은 윈도우(100) 상에 하드 코팅층(200) 형성 물질이 도포된 후 경화되어 형성되는 것으로, 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)은 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 경화된 이후에도 곡면의 표면을 가진다.
곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)은 윈도우(100)와의 표면 에너지(surface energy) 차이에 따른 친수성 및 소수성의 성질과 관련이 있다.
본 실시예에 따른 "친수성"이란 윈도우(100)의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 물질의 성질로 정의될 수 있으며, "소수성"이란 윈도우(100)의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 물질의 성질로 정의될 수 있다.
본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)이 친수성인 경우에는, 하드 코팅층(200)이 형성되는 윈도우(100)의 표면이 친수성을 가지도록 표면 처리하여 친수성의 활성 표면층(110)을 형성할 수 있다. 반대로, 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)이 소수성인 경우에는, 하드 코팅층(200)이 형성되는 윈도우(100)의 표면이 소수성을 가지도록 표면 처리하여 소수성의 활성 표면층(110)을 형성할 수 있다. 구체적인 표면 처리 방법에 대해서는 이후 표시 장치의 제조 방법에 관한 설명에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예의 일 예로, 친수성을 가지는 활성 표면층(110)이 형성되는 경우에는, 하드 코팅층(200) 역시 친수성을 가지기 위해서 윈도우(100)가 가지는 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
본 실시예와 같이, 윈도우(100)의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질의 하드 코팅층(200)이 형성되는 경우에는 하드 코팅층(200)이 친수성을 가지기 때문에, 친수성을 가지도록 형성된 활성 표면층(110)에 의해 하드 코팅층(200) 형성 물질이 윈도우(100) 상에 도포되어 활성 표면층(110)과 하드 코팅층(200) 사이의 인력과, 하드 코팅층(200)과 대기 사이의 인력 차이에 의해 곡면의 표면을 가지게 된다. 따라서, 하드 코팅층(200) 형성 물질이 도포된 형상 그대로 경화되면서 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시예의 다른 예로, 소수성을 가지는 활성 표면층(110)이 형성되는 경우에는, 하드 코팅층(200) 역시 소수성을 가지기 위해서 윈도우(100)가 가지는 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
본 실시예 역시 전술한 것과 마찬가지로, 윈도우(100)의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질의 하드 코팅층(200)이 형성되는 경우에는, 소수성인 하드 코팅층(200)이 형성되는 것이기 때문에, 소수성을 가지도록 형성된 활성 표면층(110)에 의해 하드 코팅층(200) 형성 물질이 윈도우(100) 상에 도포되어 표면 장력에 의해 곡면의 표면을 가지게 된다. 따라서, 하드 코팅층(200) 형성 물질이 도포된 형상 그대로 경화되면서 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)을 형성할 수 있다.
일 예로, 윈도우(100)를 형성하는 물질이 폴리 이미드(polyimide, PI)인 경우, 폴리 이미드의 표면 에너지가 20(mJ/m2)이므로, 친수성의 하드 코팅층(200)을 형성하기 위해서는 표면 에너지가 20(mJ/m2)을 초과하는 재질을 이용하여 형성할 수 있다. 반대로 소수성의 하드 코팅층(200)을 형성하기 위해서는 표면 에너지가 20(mJ/m2) 미만인 재질을 이용하여 형성할 수 있을 것이다.
다른 예로, 윈도우(100)를 형성하는 물질이 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)인 경우, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트의 표면 에너지가 38(mJ/m2)이므로, 친수성의 하드 코팅층(200)을 형성하기 위해서는 표면 에너지가 38(mJ/m2)을 초과하는 재질을 이용하여 형성할 수 있다. 반대로 소수성의 하드 코팅층(200)을 형성하기 위해서는 표면 에너지가 38(mJ/m2) 미만인 재질을 이용하여 형성할 수 있을 것이다.
하드 코팅층(200)을 형성하는 물질의 표면 에너지는 하드 코팅층(200) 형성 물질에 혼합되는 계면활성제의 종류 및 양, 하드 코팅층(200) 형성 물질에 첨가되는 고분자의 작용기(functional group)와 같은 물성을 고려하여 결정될 수 있다.
도 2 내지 도 4에는 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)이 형성된 윈도우(100)의 단면도가 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)은 경화된 이후에도 곡면의 표면을 유지한다.
이때, 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)의 표면은 윈도우(100)의 단부 각각에서 0° 초과 90° 미만의 접촉각을 가질 수 있다. 도 2에는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 절개선을 따라 윈도우(100)와 하드 코팅층(200)을 절개한 단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 윈도우(100) 및 하드 코팅층(200)만을 Ⅲ-Ⅲ 절개선을 따라 절개한 단면도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 직사각형 형상의 단면을 가지는 윈도우(100)를 긴 방향과 나란하게 절개한 양 단부 각각에서 측정한 제1 접촉각(θ1)은 0° 초과 90° 미만의 크기를 가진다. 마찬가지로 도 3에 도시된 것과 같이, 직사각형 형상의 단면을 가지는 윈도우(100)를 짧은 방향과 나란하게 절개한 양 단부에서 각각 측정한 제2 접촉각(θ2) 역시 0° 초과 90° 미만의 크기를 가진다.
접촉각이 0°인 경우에는 하드 코팅층 형성 물질에 의해 표면이 완전히 젖은 상태로, 이와 같은 경우에는 윈도우(100)에 수직한 방향으로 윈도우(100)를 절단 시 하드 코팅층(200)에 절단면이 형성될 수 있다. 따라서, 하드 코팅층(200)의 절단면에 발생 가능한 미세한 결함을 방지할 수 없다.
접촉각이 90°인 경우에는 하드 코팅층 형성 물질이 윈도우(100) 표면 상에 완전한 반구형으로 도포되는 경우에 해당되며, 이러한 경우에는 표면의 젖음성이 낮아 코팅이 원활하게 진행되기 어렵다.
따라서 본 실시예의 하드 코팅층(200)은 윈도우(100)의 표면에서의 젖음성은 유지한 채로, 절단면의 형성을 방지할 수 있도록 0° 초과 90° 미만의 접촉각을 가질 수 있다.
다만, 도 2 및 도 3에는 윈도우(100)가 직사각형 형상의 단면을 가지는 경우에 대해 도시되어 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 윈도우(100)의 단면의 형상과는 무관하게 윈도우(100)와 하드 코팅층(200)이 접촉하는 단부에서 측정하는 접촉각의 크기가 0° 초과 90° 미만이라면 본 발명의 실시 범위에 포함될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)은 표시 장치의 중심에서 가장 높은 두께를 가지며, 표시 장치의 단부로 갈수록 점차 두께가 얇아질 수 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 본 실시예의 표시 장치의 중심에서는 윈도우(100) 표면과 하드 코팅층(200) 표면 사이의 높이 차가 가장 크며, 표시 장치의 단부로 갈수록 윈도우(100) 표면과 하드 코팅층(200) 표면 사이의 높이 차가 점차 감소하여 표시 장치의 단부에 이르러서는 0에 가까운 높이 차를 가질 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200)은 단면의 형상과는 무관하게 돔 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예와 같이, 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)이 윈도우(100) 상에 형성되는 경우에는 윈도우(100)의 단부를 절단하는 경우, 절단 공정에서 윈도우(100) 또는 하드 코팅층(200)의 절단면에 발생될 수 있는 미세한 결함을 방지할 수 있다. 따라서, 제품의 불량 발생을 감소시켜 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 윈도우 모기판(M)을 준비하는 단계, 활성 표면층(110)을 형성하는 단계, 제1 마스크(10) 제거 단계, 하드 코팅층(200) 형성 물질 도포 단계; 하드 코팅층(200) 형성 단계 및 윈도우(100)를 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 가상으로 구획되는 윈도우 영역(W) 및 더미 영역(D)을 포함하는 윈도우 모기판(M)을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 윈도우 모기판(M)을 준비하는 단계는 윈도우 영역(W) 및 윈도우 영역(W)의 주위에 형성되는 더미 영역(D)을 포함하는 윈도우 모기판(M)을 준비하는 단계이다.
이후 수행되는 절단 공정에 의해 윈도우 모기판(M)으로부터 더미 영역(D)이 제거되어, 각각의 윈도우(100)가 형성된다. 이때, 윈도우(100) 또는 윈도우(100) 상에 형성되는 하드 코팅층(200)의 절단면에는 절단 공정에 의해 미세한 결함이 발생될 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 이와 같은 결함의 발생을 방지하기 위하여 활성 표면층(110)을 형성하는 단계를 포함한다.
도 6은 도 5의 VI-VI 절개선을 따라 절개된 윈도우 모기판으로, 상기 윈도우 모기판에 제1 마스크가 배치되어 활성 표면층을 형성하는 모습을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 활성 표면층(110)을 형성하는 단계는, 이후 수행되는 하드 코팅층(200) 형성 단계에서 윈도우 영역(W)에 대응되는 영역에만 하드 코팅층(200)이 형성될 수 있도록 윈도우 영역(W)에 대응되는 윈도우 모기판(M)의 표면에 활성 표면층(110)을 형성하는 단계이다.
본 실시예에 따르면, 활성 표면층(110)을 형성하는 단계에서는 윈도우 영역(W)에 대응되는 영역이 개방된 제1 마스크(10)를 윈도우 모기판(M) 상에 배치하고, 제1 마스크(10)에 의해 개방된 윈도우 모기판(M) 상의 표면을 처리함으로써 활성 표면층(110)을 형성할 수 있다.
활성 표면층(110)이 형성되고 나면 제1 마스크(10)를 제거하는 단계가 수행된다.
도 7은 윈도우 모기판에 제2 마스크가 배치되어 비활성 표면층을 형성하는 모습을 도시한 도면이다. 본 실시예에 따르면, 제2 마스크(20)를 이용해 비활성 표면층(120)을 형성하는 단계 및 제2 마스크(20)를 제거하는 단계가 더 포함될 수 있다.
비활성 표면층(120)을 형성하는 단계는, 본 실시예에 따라 가상적으로 구획되는 윈도우 영역(W)과 더미 영역(D) 상의 물성의 차이를 더 크게 만들어, 이후 수행되는 하드 코팅층(200) 형성 단계가 보다 원활히 수행될 수 있도록 한다.
도 7에 도시된 것과 같이, 비활성 표면을 형성하는 단계에서는 더미 영역(D)에 대응되는 영역이 개방된 제2 마스크(20)를 윈도우 모기판(M) 상에 배치하고, 제2 마스크(20)에 의해 개방된 윈도우 모기판(M) 상의 표면을 처리함으로써 비활성 표면층(120)을 형성할 수 있다.
도 7에는 본 실시예의 일 예로, 활성 표면층(110)이 형성되고 난 후, 제2 마스크(20)를 배치하고 비활성 표면층(120)을 형성하는 단계가 진행되는 도면이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 비활성 표면층(120)이 먼저 형성되고 난 후에 활성 표면층(110)이 형성될 수도 있다.
비활성 표면층(120)이 형성되고 나면 제2 마스크(20)를 제거하는 단계가 수행된다.
본 실시예에 따라 활성 표면층(110)과 비활성 표면층(120)을 형성하기 위한 윈도우 모기판(M) 상의 표면 처리 방법은 윈도우(100)의 표면 에너지와 하드 코팅층(200)의 표면 에너지를 고려하여, 친수성의 표면으로 형성할지 또는 소수성의 표면으로 형성할지 여부에 따라 결정된다.
본 실시예에 따르면, 활성 표면층(110)은 친수성과 소수성 중 어느 하나의 성질을 가지도록 표면 처리될 수 있으며, 비활성 표면층(120)은 친수성 과 소수성 중 활성 표면층(110)과는 다른 하나의 성질을 가지도록 표면 처리될 수 있다.
일 예로, 활성 표면층(110)이 친수성을 가지도록 표면 처리되는 경우에는 비활성 표면층(120)은 소수성을 가지도록 표면 처리될 수 있다. 다른 예로, 활성 표면층(110)이 소수성을 가지도록 표면 처리되는 경우에는 비활성 표면층(120)은 친수성을 가지도록 표면 처리될 수 있다.
본 실시예에 따라 친수성 또는 소수성을 가지도록 윈도우 모기판(M) 상의 표면을 처리하기 위해서는 플라즈마 공정 또는 코팅 방법이 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 친수성 또는 소수성을 가지도록 표면을 처리하는 방법이라면 본 발명의 실시 범위에 포함될 수 있다.
친수성의 표면을 형성하고자 활성 표면층(110) 또는 비활성 표면층(120)의 표면 처리를 하는 방법의 일 예를 들면, 공기, 질소(N2), 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO) 및 과산화수소(H2O2)를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 기체를 사용하여 윈도우 모기판(M)의 표면을 플라즈마 처리를 할 수 있다.
또는, 친수성의 표면을 형성하고자 활성 표면층(110) 또는 비활성 표면층(120)의 표면 처리를 하는 방법의 다른 예를 들면, 친수성기를 포함하는 작용기를 가진 액상 물질을 이용하여 윈도우 모기판(M)의 표면을 코팅하는 방법이 사용될 수 있다.
한편, 소수성의 표면을 형성하고자 활성 표면층(110) 또는 비활성 표면층(120)의 표면 처리를 하는 방법의 일 예를 들면, CH4, CF4, SF6, NF3, C3F6 및 HFC-134a 를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 기체를 사용하여 윈도우 모기판(M)의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다.
또는, 소수성의 표면을 형성하고자 활성 표면층(110) 또는 비활성 표면층(120)의 표면 처리를 하는 방법의 다른 예를 들면, 소수성기를 포함하는 작용기를 가진 액상 물질을 이용하여 윈도우 모기판(M)의 표면을 코팅하는 방법이 사용될 수 있다.
도 8은 윈도우 모기판에 형성된 활성 표면층에 하드 코팅층 형성 물질을 도포한 뒤 경화시켜, 하드 코팅층을 형성하는 모습을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 윈도우 모기판(M) 상에 활성 표면층(110) 또는 비활성 표면층(120)까지 형성되고 나면, 하드 코팅층(200)을 형성하기 위한 하드 코팅층(200) 형성 물질을 활성 표면층(110) 상에 도포하는 단계가 수행될 수 있다.
하드 코팅층(200) 형성 물질은 전술한 것과 같이, 윈도우 모기판(M)과의 표면 에너지 차이에 의해 결정될 수 있다.
활성 표면층(110)의 표면이 친수성을 가지는 경우에는, 하드 코팅층(200) 형성 물질은 윈도우 모기판(M)의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다. 반대로, 비활성 표면층(120)의 표면이 소수성을 가지는 경우에는, 하드 코팅층(200) 형성 물질은 윈도우 모기판(M)의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
하드 코팅층(200) 형성 물질이 도포되고 나면, 이를 경화시켜 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)을 형성하는 단계가 수행된다. 본 실시예에 따른 하드 코팅층(200) 형성 물질은 곡면의 표면을 유지한 채로 경화되어 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)을 형성한다.
곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)은, 전술한 것과 같이, 윈도우(100)의 단부 각각에서 0° 초과 90° 미만의 접촉각을 가질 수 있으며, 표시 장치의 중심에서 가장 높은 두께를 가지며, 표시 장치의 단부로 갈수록 점차 두께가 얇아져 돔 형상으로 형성될 수 있다.
하드 코팅층(200)이 경화된 이후에는, 윈도우 모기판(M)을 절단하여 윈도우(100)를 형성하는 단계가 수행될 수 있다. 도 9는 하드 코팅층이 형성된 윈도우 모기판을 절단하여 윈도우를 형성하는 모습을 도시한 도면으로, 도 9에 따르면, 윈도우 모기판(M)으로부터 더미 영역(D)과 윈도우 영역(W)의 경계를 따라 절단하여 윈도우(100)가 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 하드 코팅층(200)의 표면이 곡면으로 형성되며, 특히, 전술한 것과 같이 본 실시예의 하드 코팅층(200)은 윈도우(100)의 단부 각각에서 0° 초과 90° 미만의 접촉각을 가지거나, 돔 형상으로 형성되기 때문에, 윈도우(100)의 표면에만 절단면이 형성되며, 하드 코팅층(200)에는 절단면이 형성되지 않을 수 있다. 따라서 윈도우 모기판(M)의 절단에 의해 형성되는 하드 코팅층(200)의 절단면에 발생 가능한 미세한 결함을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 윈도우(100)를 표시 패널(300) 상에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 표시 패널(300)이 부착된 윈도우 모기판(M) 상에 표면 처리를 하고 이를 절단하여 표시 장치를 완성하거나, 윈도우 모기판(M)에 표시 패널(300)을 부착한 후 윈도우 모기판(M)의 표면을 표면 처리한 뒤 이를 절단하는 것과 같이, 표시 패널(300)의 부착 및 윈도우 모기판(M)의 절단 사이의 순서와는 무관하게 본 발명의 실시 범위에 포함될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 실시예가 가능하며, 표시 패널(300)의 부착 및 윈도우 모기판(M)의 절단 공정이 포함된 표시 장치의 제조 방법이라면, 본 발명의 실시 범위에 포함될 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하였다. 본 실시예들에 따르면, 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층(200)이 형성되고, 하드 코팅층(200)과 윈도우(100)의 경계를 따라 윈도우 모기판(M)을 절단함으로써 하드 코팅층(200)에는 절단면이 형성되지 않을 수 있다. 그러므로, 하드 코팅층(200)의 절단면에 발생되는 미세한 결함들을 방지할 수 있으며, 따라서 제품의 불량 발생을 감소시켜 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 제1 마스크 20: 제2 마스크
100: 윈도우 110: 활성 표면층
120: 비활성 표면층 200: 하드 코팅층
300: 표시 패널 400: 터치 패널
500: 위상차 필름 600: 편광자
1000: 표시 장치 M: 윈도우 모기판
W: 윈도우 영역 D: 더미 영역
θ1: 제1 접촉각 θ2: 제2 접촉각

Claims (15)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되어 상기 표시 패널을 보호하는 윈도우;
    상기 윈도우 상에 형성되는 활성 표면층; 및
    상기 활성 표면층 상에 형성되며, 표면이 곡면인 하드 코팅층을 포함하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성 표면층은 친수성을 가지며,
    상기 하드 코팅층은 상기 윈도우의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성되는, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 활성 표면층은 소수성을 가지며,
    상기 하드 코팅층은 상기 윈도우의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성되는, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하드 코팅층은 상기 표시 장치의 중심에서 가장 높은 두께를 가지며, 상기 표시 장치의 단부로 갈수록 상기 하드 코팅층의 두께가 점차 얇아지는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 표면은 돔(dome) 형상인, 표시 장치.
  6. 윈도우 영역 및 상기 윈도우 영역 주위에 형성되는 더미 영역을 포함하는 윈도우 모기판을 준비하는 단계;
    상기 윈도우 영역에 대응되는 영역이 개방된 제1 마스크를 상기 윈도우 모기판 상에 배치하고, 상기 윈도우 영역에 대응되는 상기 윈도우 모기판의 표면을 처리하여 활성 표면층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마스크를 제거하는 단계;
    하드 코팅층 형성 물질을 상기 활성 표면층 상에 도포하는 단계;
    상기 하드 코팅층 형성 물질을 경화시켜, 곡면의 표면을 가지는 하드 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 윈도우 모기판으로부터 상기 더미 영역과 상기 윈도우 영역을 절단하여 윈도우를 형성하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 더미 영역에 대응되는 영역이 개방된 제2 마스크를 상기 윈도우 모기판 상에 배치하고, 상기 더미 영역에 대응되는 상기 윈도우 모기판의 표면을 처리하여 비활성 표면층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 활성 표면층은 친수성 및 소수성 중 어느 하나의 성질을 가지도록 표면 처리되고,
    상기 비활성 표면층은 친수성 및 소수성 중 다른 하나의 성질을 가지도록 표면 처리되는, 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 친수성을 가지도록 표면을 처리하는 단계는,
    공기, 질소(N2), 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO) 및 과산화수소(H2O2)를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 기체를 사용하여 상기 윈도우 모기판의 표면을 플라즈마 처리하는 단계인, 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 친수성을 가지도록 표면을 처리하는 단계는,
    친수성기를 포함하는 작용기를 가진 액상 물질을 이용하여 상기 윈도우 모기판의 표면을 코팅하는 단계인, 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 소수성을 가지도록 표면을 처리하는 단계는,
    CH4, CF4, SF6, NF3, C3F6 및 HFC-134a 를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 기체를 사용하여 상기 윈도우 모기판의 표면을 플라즈마 처리하는 단계인, 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 소수성을 가지도록 표면을 처리하는 단계는,
    소수성기를 포함하는 작용기를 가진 액상 물질을 이용하여 상기 윈도우 모기판의 표면을 코팅하는 단계인, 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 활성 표면층의 표면은 친수성을 가지고, 상기 하드 코팅층 형성 물질은 상기 윈도우 모기판의 표면 에너지보다 높은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성되는, 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 활성 표면층의 표면은 소수성을 가지고, 상기 하드 코팅층 형성 물질은 상기 윈도우 모기판의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가지는 재질로 형성되는, 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 윈도우를 표시 패널 상에 결합시키는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
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