KR20180024100A - 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20180024100A
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Abstract

본 개시는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 제1 필름, 상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 5 이하이다.

Description

표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치{COVER WINDOW FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 개시는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device)나 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode display device)가 표시 장치로서 적용된 다양한 모바일 전자 기기들이 사용되고 있다.
이러한 모바일 기기에 사용되는 통상의 표시 장치에서, 표시 패널의 전방에는 사용자가 표시부를 볼 수 있도록 투명하게 구성된 커버 윈도우가 구비되어 있다. 상기 커버 윈도우는 장치의 가장 외부에 형성된 구성이기 때문에, 기기 내부의 표시 패널 등을 보호할 수 있도록 외부 충격에 강해야 한다.
나아가, 스위치나 키보드를 입력장치로 사용하던 종래의 방식 대신, 최근에는 표시 화면과 일체로 이루어진 터치 패널을 사용하는 구조가 널리 보급되어, 종래의 모바일 기기에 비해 커버 윈도우의 표면이 손가락 등과 접촉하는 일이 많아지게 되어, 보다 강한 강도가 요구되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블 표시 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이러한 표시 장치에 적용되는 커버 윈도우는 접을 수 있는 유연성을 가진 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
그러나, 커버 윈도우의 강도와 유연성은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있으므로, 이를 동시에 구현하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
실시예들은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 제1 필름, 상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 5 이하이다.
상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 5 이하일 수 있다.
상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 1 이하일 수 있다.
상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 1 이하일 수 있다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 각각의 두께는 5㎛ 이상 60㎛ 이하이고, 상기 제1 필름의 두께와 상기 제2 필름의 두께의 합은 30㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 5㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 제1 필름, 상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함한다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 및 상기 커버 윈도우 위에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 커버 윈도우는 상기 표시 패널과 인접하는 제1 필름, 상기 코팅층과 인접하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 5 이하이다.
상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 5 이하일 수 있다.
상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 1 이하일 수 있다.
상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 1 이하일 수 있다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 각각의 두께는 5㎛ 이상 60㎛ 이하이고, 상기 제1 필름의 두께와 상기 제2 필름의 두께의 합은 30㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 5㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 및 상기 커버 윈도우 위에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 커버 윈도우는 상기 표시 패널과 인접하는 제1 필름, 상기 코팅층과 인접하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함한다.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 구부린 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 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.
또한, 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. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 구부린 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 표시 패널(100) 위에 위치하는 커버 윈도우(300), 표시 패널(100)과 커버 윈도우(300) 사이에 위치하는 접착층(200), 커버 윈도우(300) 위에 위치하는 코팅층(400)을 포함한다.
표시 패널(100)은 플렉서블(flexible)하거나, 스트렛쳐블(stretchable)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)할 수 있다. 표시 패널(100)은 구부러질 수 있다.
표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널로 이루어질 수 있다. 표시 패널(100)은 기판 및 기판 위에 위치하는 복수의 박막 트랜지스터 및 복수의 전극 등을 포함할 수 있다. 이때, 기판이 플렉서블하거나, 스트렛쳐블하거나, 폴더블하거나, 벤더블하거나, 롤러블함으로써, 표시 패널(100)이 플렉서블하거나, 스트렛쳐블하거나, 폴더블하거나, 벤더블하거나, 롤러블할 수 있다.
상기에서 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널로 이루어진 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에 따른 표시 패널(100)은 액정 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널 등으로 이루어질 수도 있다.
표시 패널(100) 위에는 광학층이 더 위치할 수 있다. 또한, 광학층이 표시 패널(100) 내에 내장될 수도 있다. 광학층은 위상 지연층, 편광층 등을 포함할 수 있다.
접착층(200)은 광학 투명 접착제(optical clear adhesive, OCA), 광학 투명 레진(optical clear resin, OCR), 감압 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA) 등을 포함할 수 있다. 접착층(200)은 표시 패널(100)과 커버 윈도우(300) 사이에 위치하여, 표시 패널(100)과 커버 윈도우(300)를 접착하는 역할을 한다.
커버 윈도우(300)는 표시 패널(100) 상에 위치하여 접착층(200)에 의해 표시 패널(100)에 접착될 수 있으며, 외부의 간섭으로부터 표시 패널(100)을 보호하는 역할을 한다. 커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치하는 접착층(320)을 포함한다.
제1 필름(310)은 표시 패널(100) 위에 위치하고 있으며, 표시 패널(100)과 인접하고 있다. 즉, 제2 필름(330)과 표시 패널(100) 사이의 거리보다 제1 필름(310)과 표시 패널(100) 사이의 거리가 더 가깝다.
제2 필름(330)은 제1 필름(310) 위에 위치하고 있으며, 코팅층(400)과 인접하고 있다. 즉, 제1 필름(310)과 코팅층(400) 사이의 거리보다 제2 필름(330)과 코팅층(400) 사이의 거리가 더 가깝다.
제1 필름(310)의 두께는 약 5㎛ 이상 약 60㎛ 이하이고, 제2 필름(330)의 두께는 약 5㎛ 이상 약 60㎛ 이하이다. 제1 필름(310)의 두께와 제2 필름(330)의 두께의 합은 약 30㎛ 이상 약 100㎛ 이하이다. 제1 필름(310)의 두께는 제2 필름(330)의 두께보다 두껍다.
제1 필름(310)과 제2 필름(330)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
접착층(320)은 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치하여 제1 필름(310)과 제2 필름(330)을 접착하는 역할을 한다. 접착층(320)은 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)보다 낮은 탄성계수를 가지는 탄성중합체로 이루어질 수 있다. 접착층(320)에 의해 표시 장치(1000)를 구부리거나 접을 때 발생하는 스트레스를 저감시켜 표시 장치(1000)의 폴딩 특성 향상시킬 수 있다. 또한, 접착층(320)이 탄성력을 가지므로 반발 및 복원 특성을 통해 경도를 향상시킬 수 있다.
접착층(320)은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane)등의 열, 압착 등의 공정으로 접착할 수 있는 필름 형태로 이루어질 수 있다. 또한 접착층(320)은 이에 한정되지 않으며, 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 등의 광학 투명 접착제(optical clear adhesive, OCA)나 광학 투명 레진(optical clear resin, OCR)으로 이루어질 수도 있다. 접착층(320)은 단일 물질로 이루어질 수도 있고, 2종 이상의 물질로 이루어질 수도 있다.
접착층(320)은 약 5㎛ 이상 약 50㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
코팅층(400)은 제2 필름(330)의 표면에 코팅되어 있으며, 기능적 코팅층(functional coating layer)으로서 형성되어 있다. 코팅층(400)은 하드 코팅(Hard coating), 지문 방지 코팅(Anti-Finger coating, AF), 무반사 코팅(Anti-Reflection coating, AR), 눈부심 방지 코팅(Anti-glare coating, AG) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하에서 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치를 구부린 상태에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 표시 패널(100)이 구부러지면, 커버 윈도우(300)도 표시 패널(100)이 구부러진 형상을 따라 함께 구부러진다.
커버 윈도우(300)가 단일 필름으로 이루어지는 경우 커버 윈도우(300)를 얇게 형성할 경우 경도가 낮아지고, 두껍게 형성할 경우 폴딩 특성이 악화되는 문제점이 있다. 본 실시예에서는 커버 윈도우(300)가 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)을 포함하고, 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에는 탄성중합체로 이루어진 접착층(320)이 위치함으로써, 경도를 향상시킴과 동시에 폴딩 특성도 함께 향상시킬 수 있다. 탄성중합체로 이루어진 접착층(320)이 커버 윈도우(300)가 구부러질 때 발생하는 스트레스를 저감시켜 폴딩 특성을 향상시킬 수 있고, 높은 하중이 가해질 경우 접착층(320)의 반발 및 복원 특성에 의해 경도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 제1 필름과 제2 필름의 두께가 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 표시 패널(100), 커버 윈도우(300), 코팅층(400)을 포함한다. 커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치하는 접착층(320)을 포함한다.
앞선 실시예에서는 제1 필름(310)의 두께가 제2 필름(330)의 두께보다 두껍게 이루어지고, 본 실시예에서는 제1 필름(310)의 두께가 제2 필름(330)의 두께가 동일하게 이루어진다. 이는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께가 실질적으로 동일한 경우를 의미하며, 오차 범위 내에서 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께가 약간 상이할 수도 있다. 제1 필름(310)과 제2 필름(330)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 제1 필름과 제2 필름의 두께가 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 표시 패널(100), 커버 윈도우(300), 코팅층(400)을 포함한다. 커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치하는 접착층(320)을 포함한다.
앞선 실시예에서는 제1 필름(310)의 두께가 제2 필름(330)의 두께보다 두껍게 이루어지고, 본 실시예에서는 제2 필름(330)의 두께가 제1 필름(310)의 두께보다 두껍게 이루어진다. 즉, 앞선 실시예에서는 표시 패널(100)과 인접하고 있는 제1 필름(310)의 두께가 상대적으로 두껍게 이루어지고, 본 실시예에서는 코팅층(400)과 인접하고 있는 제2 필름(330)의 두께가 상대적으로 두껍게 이루어진다. 제1 필름(310)과 제2 필름(330)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
앞선 여러 실시예에서 살펴보면 바와 같이 커버 윈도우(300)를 구성하는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께는 실질적으로 동일한 수도 있고, 상이할 수도 있다. 이때, 제1 필름(310)이 상대적으로 두껍게 이루어질 수도 있고, 제2 필름(330)이 상대적으로 두껍게 이루어질 수도 있다. 이하에서는 표 1을 참조하여 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비에 따른 폴딩 특성 및 경도에 대해 설명한다.
제1 필름과 제2 필름의 두께 비 폴딩 횟수(회) 연필 경도
실시예 A 1:5 300,000이상 H
B 2:3 300,000이상 H
C 1:1 300,000이상 2H
D 3:2 300,000이상 3H
E 5:1 220,000 3H
비교예 F 1:8 140,000 3B
G 10:1 25,000 5H
실시예 A는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 약 1:5인 경우로서, 폴딩 특성을 알아보기 위해 표시 장치를 구부리는 실험에서 약 300000회 이상에도 커버 윈도우에 손상이 발생하지 않았다. 약 300000회 이상인 경우 충분한 폴딩 특성을 가진다고 보아 그 이상 실험을 진행하지는 않았다. 또한, 실시예 A는 연필경도 H 정도의 경도를 가질 수 있다. 실시예 A에서 커버 윈도우만 경도를 측정할 경우는 연필 경도 9H 이상의 경도를 가지며, 표 1에서 나타낸 경도는 표시 장치 전체의 경도를 의미한다.
실시예 B는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 약 2:3인 경우 즉, 약 1:1.5인 경우로서, 실시예 A와 마찬가지로 폴딩 횟수는 약 300000회 이상이며, 연필 경도 H 정도의 경도를 가질 수 있다.
실시예 C는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 약 1:1인 경우 즉, 두 필름의 두께가 실질적으로 동일한 경우로서, 실시예 A와 마찬가지로 폴딩 횟수는 약 300000회 이상이다. 실시예 C는 2H 정도의 경도를 가질 수 있다. 즉, 실시예 C의 경우 실시예 A 및 실시예 B보다 높은 경도를 가질 수 있다.
실시예 D는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 약 3:2인 경우 즉, 약 1:0.67인 경우로서, 실시예 A와 마찬가지로 폴딩 횟수는 약 300000회 이상이며, 연필 경도 3H 정도의 경도를 가질 수 있다. 즉, 실시예 D의 경우 실시예 A, 실시예 B 및 실시예 C보다 높은 경도를 가질 수 있다.
실시예 E는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 약 5:1인 경우 즉, 약 1:0.2인 경우로서, 폴딩 횟수는 약 220000회까지 견딜 수 있으며, 실시예 D와 마찬가지로 연필 경도 3H 이상의 경도를 가질 수 있다.
비교예 F는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 1:8인 경우로서, 폴딩 횟수는 약 140000회 정도까지 견딜 수 있으며, 연필 경도 3B 정도의 경도를 가질 수 있다.
비교예 G는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 10:1인 경우 즉, 1:0.1인 경우로서, 폴딩 횟수는 약 25000회까지 견딜 수 있으며, 연필 경도 5H 정도의 경도를 가질 수 있다.
실시예 A, 실시예 B, 실시예 C, 실시예 D 및 실시예 E의 경우 비교예 F 및 비교예 G에 비해 폴딩 특성이 우수하고, 경도가 높은 것으로 나타났다. 본 실험에서 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비가 폴딩 특성 및 경도에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 제1 필름(310)의 두께에 대한 제2 필름(330)의 두께의 비가 약 0.2 이상 약 5 이하인 표시 장치의 폴딩 회수는 약 220000회 이상으로 비교예들에 비해 폴딩 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 제1 필름(310)의 두께에 대한 제2 필름(330)의 두께의 비가 약 0.2 이상 약 5 이하인 표시 장치는 연필 경도 H 이상의 높은 경도를 가지는 것을 알 수 있다. 비교예 F의 경우 실시예들에 비해 폴딩 특성 및 경도가 모두 낮고, 비교예 G의 경우 실시예들에 비해 폴딩 특성이 매우 낮은 것을 알 수 있다. 따라서, 폴딩 특성과 경도를 동시에 향상시키기 위해 제1 필름(310)의 두께에 대한 제2 필름(330)의 두께의 비는 약 0.2 이상 약 5 이하로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 범위 내에서도 특히 폴딩 특성을 좀 더 고려한다면 폴딩 횟수가 약 300000회 이상인 경우를 나타내는 실시예 A, 실시예 B, 실시예 C 및 실시예 D가 좀 더 바람직하다. 즉, 제1 필름(310)의 두께에 대한 제2 필름(330)의 두께의 비가 약 0.67 이상 약 5 이하로 이루어지는 경우 폴딩 특성이 좀 더 우수하다.
또한, 경도를 좀 더 고려한다면 연필 경도가 2H 이상인 경우를 나타내는 실시예 C, 실시예 D 및 실시예 E가 좀 더 바람직하다. 즉, 제1 필름(310)의 두께에 대한 제2 필름(330)의 두께의 비가 약 0.2 이상 약 1 이하로 이루어지는 경우 경도가 좀 더 우수하다.
또한, 폴딩 특성 및 경도를 동시에 좀 더 고려한다면 폴딩 횟수가 약 300000회 이상이고, 연결 경도가 2H 이상인 경우를 나타내는 실시예 C 및 실시예 D가 좀 더 바람직하다. 즉, 제1 필름(310)의 두께에 대한 제2 필름(330)의 두께의 비가 약 0.67 이상 약 1 이하인 경우 폴딩 특성 및 경도가 모두 우수하다.
상기에서 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 두께 비에 따른 표시 장치의 폴딩 특성 및 경도에 대해 설명하였다. 표시 장치의 폴딩 특성 및 경도는 제1 필름(310)과 제2 필름(330)의 물질 특성에 영향을 받을 수 있다. 이하에서는 표 2를 참조하여 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)에 포함되어 있는 물질의 항복응력(yield stress)과 탄성계수(modulus)의 비, 탄성력(resilience) 및 인성(toughness)에 따른 폴딩 특성 및 경도에 대해 설명한다.
어떤 물체에 응력을 가하여 변형시킬 때 응력이 작을 때는 응력에 비례하여 변형(탄성변형)이 되고 응력을 제거하면 원래의 상태로 되돌아간다. 그러나 응력이 어떤 한계를 넘었을 때 변형이 급격히 증대하는 경우가 생긴다. 이 현상을 항복이라 하고 그 한계응력을 그 물질의 항복응력이라 한다.
탄성계수는 탄성물질이 응력을 받았을 때 일어나는 변형률의 정도를 나타낸 것이다.
탄성력은 탄성 에너지로서 축적되는 최대 한계의 일량으로, 외력을 제거함과 동시에 없어지는 탄성 에너지를 말한다.
인성은 재료의 강인성의 정도로서, 질기고 세며, 충격 파괴를 일으키기 어려운지 어떤지의 정도를 나타낸 것이다.
항복응력과 탄성계수의 비 탄성력(Nmm) 인성(Nmm) 폴딩 횟수(회) 연필 경도
실시예 H 1:56 84 602 240,000이상 H
I 1:54 108 1197 200,000 F
비교예 J 1:51 43 1238 130,000 4B
K 1:172 12 17 18,000 6B
L 1:43 176 7710 150,000 6B이하
실시예 H는 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)이 항복응력과 탄성계수의 비가 약 1:56이고, 탄성력이 약 84Nmm이며, 인성이 약 602Nmm인 물질로 이루어진 경우로서, 폴딩 횟수는 약 240000회 이상이며, 연필 경도 H 정도의 경도를 가질 수 있다.
실시예 I는 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)이 항복응력과 탄성계수의 비가 약 1:54이고, 탄성력이 약 108Nmm이며, 인성이 약 1197Nmm인 물질로 이루어진 경우로서, 폴딩 횟수는 약 200000회 정도이며, 연필 경도 F 정도의 경도를 가질 수 있다.
비교예 J는 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)이 항복응력과 탄성계수의 비가 약 1:51이고, 탄성력이 약 43Nmm이며, 인성이 약 1238Nmm인 물질로 이루어진 경우로서, 폴딩 횟수는 약 130000회 정도이며, 연필 경도 4B 정도의 경도를 가질 수 있다. 비교예 J의 경우 실시예 H 및 실시예 I와 항복응력과 탄성계수의 비는 유사하고, 탄성력 및 인성에 있어서 차이가 있으며, 이때 실시예 H 및 실시예 I에 비해 폴딩 특성 및 경도가 저하되는 것을 확인할 수 있다.
비교예 K는 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)이 항복응력과 탄성계수의 비가 약 1:172이고, 탄성력이 약 12Nmm이며, 인성이 약 17Nmm인 물질로 이루어진 경우로서, 폴딩 횟수는 약 18000회 정도이며, 연필 경도 6B 정도의 경도를 가질 수 있다. 비교예 K의 경우 실시예 H 및 실시예 I와 항복응력에 대한 탄성계수의 비는 커지고, 탄성력 및 인성은 낮아졌으며, 이때 실시예 H 및 실시예 I에 비해 폴딩 특성 및 경도가 저하되는 것을 확인할 수 있다.
비교예 L은 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)이 항복응력과 탄성계수의 비가 약 1:43이고, 탄성력이 약 176Nmm이며, 인성이 약 7710Nmm인 물질로 이루어진 경우로서, 폴딩 횟수는 약 150000회 정도이며, 연필 경도 6B 이하의 경도를 가질 수 있다. 비교예 L의 경우 실시예 H 및 실시예 I와 항복응력과 탄성계수의 비는 유사하고, 탄성력 및 인성에 있어서 차이가 있으며, 이때 실시예 H 및 실시예 I에 비해 폴딩 특성 및 경도가 저하되는 것을 확인할 수 있다.
이처럼, 항복응력과 탄성계수의 비, 탄성력, 인성은 표시 장치의 폴딩 특성 및 경도에 복합적으로 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 즉, 항복응력과 탄성계수의 비, 탄성력 및 인성 중 어느 하나가 적정 범위 내에 있지 않을 경우 폴딩 특성 및 경도가 저하된다. 이러한 점을 고려하여 항복응력과 탄성계수의 비, 탄성력, 인성의 적정 수치 범위를 찾아내면 다음과 같다.
제1 필름(310)과 제2 필름(330) 중 적어도 하나가 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 약 30 이상 약 70 이하이고, 탄성력은 약 50Nmm 이상 약 150Nmm 이하이며, 인성은 약 200Nmm 이상 약 1500Nmm 이하인 물질을 포함할 때 폴딩 특성 및 경도가 향상될 수 있다. 즉, 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 중 어느 하나가 상기 수치 범위를 만족하는 물질로 이루어질 수도 있고, 제1 필름(310)과 제2 필름(330)이 모두 상기 수치 범위를 만족하는 물질로 이루어질 수도 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 커버 윈도우가 5개의 필름을 포함한다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 표시 패널(100), 커버 윈도우(300), 코팅층(400)을 포함한다.
커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350), 제4 필름(370), 제5 필름(390)을 포함한다. 앞선 실시예에서는 커버 윈도우(300)가 두 개의 필름을 포함하고 있고, 본 실시예에서는 다섯 개의 필름을 포함하고 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 커버 윈도우(300)가 세 개 또는 네 개의 필름으로 이루어질 수도 있고, 여섯 개 이상의 필름을 포함할 수도 있다.
제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 접착층(320)이 위치하고, 제2 필름(330)과 제3 필름(350) 사이에도 접착층(340)이 위치하며, 제3 필름(350)과 제4 필름(370) 사이에도 접착층(360)이 위치하고, 제4 필름(370)과 제5 필름(390) 사이에도 접착층(380)이 위치한다. 접착층(320, 340, 360, 380)은 탄성중합체로 이루어질 수 있다.
커버 윈도우(300) 내에서 제1 필름(310)의 탄성계수가 가장 높을 수 있고, 제2 필름(330)의 탄성계수가 제1 필름(310)의 탄성계수보다 낮을 수 있으며, 제3 필름(350)의 탄성계수가 제2 필름(330)의 탄성계수보다 낮을 수 있고, 제4 필름(370)의 탄성계수가 제3 필름(350)의 탄성계수보다 낮을 수 있으며, 제5 필름(390)의 탄성계수가 제4 필름(370)의 탄성계수보다 낮을 수 있다. 즉, 표시 패널(100)로부터 멀어질수록 커버 윈도우(300)의 탄성계수가 점차적으로 낮아질 수 있다.
또한, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 커버 윈도우(300) 내에서 제1 필름(310)의 탄성계수가 가장 낮을 수 있고, 제2 필름(330)의 탄성계수가 제1 필름(310)의 탄성계수보다 높을 수 있으며, 제3 필름(350)의 탄성계수가 제2 필름(330)의 탄성계수보다 높을 수 있고, 제4 필름(370)의 탄성계수가 제3 필름(350)의 탄성계수보다 높을 수 있으며, 제5 필름(390)의 탄성계수가 제4 필름(370)의 탄성계수보다 높을 수 있다. 즉, 표시 패널(100)로부터 멀어질수록 커버 윈도우(300)의 탄성계수가 점차적으로 높아질 수 있다.
또한, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350), 제4 필름(370) 및 제5 필름(390)의 탄성계수는 다양하게 변경이 가능하다.
제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350), 제4 필름(370) 및 제5 필름(390) 각각의 두께는 약 5㎛ 이상 약 60㎛ 이하이고, 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350), 제4 필름(370) 및 제5 필름(390)은 동일한 두께로 이루어질 수도 있고, 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350), 제4 필름(370) 및 제5 필름(390)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350), 제4 필름(370) 및 제5 필름(390)은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 패널
300: 커버 윈도우
310: 제1 필름
320: 접착층
330: 제2 필름
400: 코팅층

Claims (24)

  1. 제1 필름,
    상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 5 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 5 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 1 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 1 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 각각의 두께는 5㎛ 이상 60㎛ 이하이고,
    상기 제1 필름의 두께와 상기 제2 필름의 두께의 합은 30㎛ 이상 100㎛ 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  10. 제1 필름,
    상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  13. 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 및
    상기 커버 윈도우 위에 위치하는 코팅층을 포함하고,
    상기 커버 윈도우는
    상기 표시 패널과 인접하는 제1 필름,
    상기 코팅층과 인접하는 제2 필름, 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 5 이하인 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 5 이하인 표시 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.2 이상 1 이하인 표시 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 필름의 두께에 대한 상기 제2 필름의 두께의 비는 0.67 이상 1 이하인 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 각각의 두께는 5㎛ 이상 60㎛ 이하이고,
    상기 제1 필름의 두께와 상기 제2 필름의 두께의 합은 30㎛ 이상 100㎛ 이하인 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 표시 장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
  21. 제13 항에 있어서,
    상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
  22. 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 및
    상기 커버 윈도우 위에 위치하는 코팅층을 포함하고,
    상기 커버 윈도우는
    상기 표시 패널과 인접하는 제1 필름,
    상기 코팅층과 인접하는 제2 필름, 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름 중 적어도 하나는 항복응력에 대한 탄성계수의 비가 30 이상 70 이하이고, 탄성력은 50Nmm 이상 150Nmm 이하이고, 인성은 200Nmm 이상 1500Nmm 이하인 물질을 포함하는 표시 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 접착층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
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