KR20180034056A - 표시 장치용 윈도우 및 표시 장치 - Google Patents

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KR20180034056A
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권명종
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서성진
정현웅
함철
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Abstract

고분자 기재, 상기 고분자 기재의 하부에 위치하고 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가지는 제1 버퍼층, 상기 고분자 기재와 상기 제1 버퍼층 사이에 위치하는 제1 투명점착층, 그리고 상기 고분자 기재의 상부에 위치하는 보호층을 포함하는 표시 장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

Description

표시 장치용 윈도우 및 표시 장치{WINDOW FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
표시 장치용 윈도우 및 표시 장치에 관한 것이다.
스마트폰이나 태블릿 PC 등 휴대용 전자 기기가 다양화됨에 따라 표시 장치는 박형 및 경량 뿐 아니라 구부리거나(bendable) 접을 수 있는(foldable) 유연성 또한 요구되고 있다.
현재, 휴대용 전자 기기에 장착된 표시 장치는 표시 모듈을 보호하기 위하여 단단한 유리를 사용하고 있다. 그러나, 유리는 유연성이 부족하여 플렉서블 표시 장치에 적용되기 어렵다. 이에 따라 유리를 대체할 수 있는 플라스틱 필름이 연구되고 있으나, 플라스틱 필름은 내충격성이 약하여 표시 모듈을 효과적으로 보호하기 어렵다.
이에 따라 유연성 및 내충격성을 동시에 만족할 수 있는 표시 장치용 윈도우가 필요하다.
일 구현예는 유연성을 가지면서 내충격성을 개선할 수 있는 표시 장치용 윈도우를 제공한다.
다른 구현예는 상기 표시 장치용 윈도우를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 고분자 기재, 상기 고분자 기재의 하부에 위치하고 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가지는 제1 버퍼층, 상기 고분자 기재와 상기 제1 버퍼층 사이에 위치하는 제1 투명점착층, 그리고 상기 고분자 기재의 상부에 위치하는 보호층을 포함하는 표시 장치용 윈도우를 제공한다.
상기 제1 버퍼층은 약 150㎛ 내지 250㎛ 두께를 가질 수 있다.
상기 표시장치용 윈도우를 반경 1mm로 접을 때의 상기 표시장치용 윈도우의 강성도(stiffness)는 약 10.0N 이하일 수 있다.
상기 제1 버퍼층은 약 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가지는 폴리우레탄, 폴리(메타)아크릴레이트, 실리콘 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제1 버퍼층은 전면에 걸쳐 일정한 두께를 가질 수 있다.
상기 고분자 기재는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 고분자 기재는 약 25㎛ 내지 100㎛ 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 투명점착층은 약 5㎛ 내지 200㎛의 두께 및 약 0.1MPa 이하의 모듈러스를 가질 수 있다.
상기 보호층은 (메타)아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 우레탄 (메타)아크릴레이트 수지, 무기 입자, 폴리실세스퀴옥산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 보호층은 약 1㎛ 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 표시 장치용 윈도우는 상기 고분자 기재와 상기 보호층 사이에 위치하는 제2 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 버퍼층은 약 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
상기 표시 장치용 윈도우는 상기 고분자 기재와 상기 제2 버퍼층 사이에 위치하는 제2 투명점착층을 더 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 표시 패널 및 상기 표시 장치용 윈도우를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 표시 패널은 벤더블 표시 패널 또는 폴더블 표시 패널일 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 표시 패널과 상기 표시 장치용 윈도우 사이에 위치하는 터치 패널을 더 포함할 수 있다.
상기 윈도우의 상부에서 Dupont Impact Tester를 사용하여 30g 추를 낙하시 상기 표시 패널에 명점이 발생하지 않는 최대 높이는 9cm 이상일 수 있다.
상기 윈도우의 상부에서 Dupont Impact Tester를 사용하여 30g 추를 낙하시 상기 표시 패널에 명점이 발생하지 않는 최대 높이는 9cm 내지 12cm일 수 있다.
유연성 및 내충격성을 동시에 만족하는 표시 장치용 윈도우를 제공함으로써 구부리거나(bendable) 접거나(foldable) 둘둘 말 수 있는(rollable) 표시 장치에 효과적으로 적용할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우를 보여주는 단면도이고,
도 2는 다른 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우를 보여주는 단면도이고,
도 3은 또 다른 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우를 보여주는 단면도이고,
도 4는 일 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이고,
도 5는 다른 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이고,
도 6 내지 도 10은 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우의 벤딩 또는 폴딩 형태를 보여주는 개략도이다.
이하, 구현예에 대하여 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실제 적용되는 구조는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 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.
이하에서 ‘조합’이란 둘 이상의 혼합 및 둘 이상의 적층 구조를 포함한다.
이하 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우에 대하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우(10)는 기재(11), 기재(11)의 상부에 위치하는 보호층(12), 기재(11)의 하부에 위치하는 제1 버퍼층(13), 그리고 기재(11)와 제1 버퍼층(13) 사이에 위치하고 이들 사이를 결합하는 제1 투명점착층(14)을 포함한다.
기재(11)는 고분자 기재일 수 있으며, 예컨대 투명 고분자 기재일 수 있다. 기재(11)는 예컨대 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기재(11)는 예컨대 약 85% 이상의 광 투과율 및 약 3.0 이하의 황색도(yellow index, YI)를 가질 수 있다.
기재(11)는 예컨대 약 25㎛ 내지 100㎛ 두께를 가질 수 있다.
보호층(12)은 기재(11)의 상부에 위치하여 기계적 물리적 손상으로부터 윈도우(10)를 보호할 수 있다. 보호층(12)은 예컨대 하드코팅층, 내스크래치층 또는 고경도층일 수 있다.
보호층(12)은 예컨대 고경도 특성을 가지는 유기물, 무기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 보호층(12)은 예컨대 (메타)아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 우레탄 (메타)아크릴레이트 수지 또는 이들의 조합과 같은 유기물; 실리카, 알루미나 또는 지르코니아와 같은 무기물; 폴리실세스퀴옥산과 같은 유무기물; 또는 상기 유기물에 상기 무기물 또는 유무기물이 혼합된 유무기 하이브리드 유기물; 이들의 조합을 포함할 수 있다. 보호층(12)은 예컨대 (메타)아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 우레탄 (메타)아크릴레이트 수지 또는 이들의 조합과 같은 유기물에 실리카, 알루미나 또는 지르코니아와 같은 무기물 및/또는 폴리실세스퀴옥산과 같은 유무기물이 혼합되어 있을 수 있다. 여기서 무기물 및/또는 유무기물은 예컨대 표면 개질된 형태일 수 있다.
보호층(12)은 예컨대 2H 이상의 연필경도를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 3H 이상, 예컨대 4H 이상의 연필경도를 가질 수 있다. 여기서 연필경도는 하중 1kg 하에서 ASTM D3363에 따라 측정된 것일 수 있다.
보호층(12)은 약 1㎛ 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다.
보호층(12)은 기재(11)의 단면, 즉 기재(11)의 상부에만 위치될 수 있으며 기재(11)의 하부에는 위치되지 않을 수 있다. 이에 따라 기재(11)의 양면에 보호층(12)을 가지는 윈도우와 비교하여 윈도우(10)의 유연성을 높일 수 있다.
제1 버퍼층(13)은 기재(11)의 하부에 위치하고 기재(11)를 중심으로 보호층(12)과 마주하고 있다. 제1 버퍼층(13)은 기재(11)의 하부에 위치하여 기재(11)의 하부 측으로 전달되는 충격(impact)을 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이 액정 표시 패널 또는 유기 발광 표시 패널과 같은 표시 패널의 상부에 윈도우(10)가 배치될 때, 윈도우(10) 측으로 가해지는 충격이 표시 패널 측으로 전달되는 것을 줄이거나 방지하여 표시 장치를 효과적으로 보호할 수 있다.
제1 버퍼층(13)은 약 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가질 수 있다. 상기 범위의 모듈러스를 가짐으로써 외부 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 10MPa 내지 20MPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
제1 버퍼층(13)은 상기 모듈러스를 만족하는 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 예컨대 상기 모듈러스를 만족하는 폴리우레탄, 폴리(메타)아크릴레이트, 실리콘 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 버퍼층(13)은 전면에 걸쳐 일정한 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 약 150㎛ 내지 250㎛ 두께를 가질 수 있다. 제1 버퍼층(13)이 전면에 걸쳐 일정한 두께를 가짐으로써 윈도우(10)의 폴딩, 벤딩 또는 롤링이 방향 및 위치에 상관없이 가능하다. 또한 제1 버퍼층(13)이 상기 범위의 두께를 가짐으로써 외부 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시키면서도 윈도우(10)의 폴딩, 벤딩 및/또는 롤링을 효과적으로 구현할 수 있다.
기재(11)와 제1 버퍼층(13)은 제1 투명점착층(14)에 의해 결합되어 있다. 제1 투명점착층(14)은 점착제 또는 접착제를 포함할 수 있으며, 예컨대 광학 투명 점착제(optical clear adhesive, OCA)를 포함할 수 있다.
제1 투명점착층(14)은 기재(11)와 제1 버퍼층(13)을 결합시키는 역할 외에 기재(11)의 하부 측으로 전달되는 충격을 보조적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다. 이에 따라 제1 투명점착층(14)은 제1 버퍼층(13)과 함께 기재(11)의 하부 측으로 전달되는 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다.
제1 투명점착층(14)은 예컨대 약 0.1MPa 이하의 모듈러스를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0.001MPa 내지 0.1MPa의 모듈러스를 가질 수 있으며, 예컨대 약 0.01MPa 내지 0.1MPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
제1 투명점착층(14)은 예컨대 약 5㎛ 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 5㎛ 내지 150㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 10㎛ 내지 120㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 약 15㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 약 20㎛ 내지 80㎛의 두께를 가질 수 있다.
윈도우(10)는 소정 크기의 곡률 반지름으로 구부리거나 접을 때 소정 범위 이하의 강성도(stiffness)를 가질 수 있고 이에 따라 윈도우(10)의 폴딩(folding) 및/또는 벤딩(bending)을 효과적으로 구현할 수 있다. 예컨대 윈도우(10)를 반경 1mm로 접을 때의 강성도는 약 10N 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 9N 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 8N 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 7N 이하일 수 있다.
윈도우(10)는 기재(11)의 양측에 보호층(12) 및 제1 버퍼층(13)을 포함함으로써 내스크래치성 및 고경도 특성을 가지면서도 외부 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시켜 표시 패널을 효과적으로 보호할 수 있고 유연성을 확보할 수 있다.
예컨대 윈도우(10)는 3H 이상의 연필 경도를 만족하면서 30g 추를 사용한 Dupont Impact Tester로 내충격성 시험시 약 6cm 이상을 만족할 수 있다. 여기서 Dupont Impact Tester는 윈도우(10)의 표면으로부터 소정 높이에서 소정 무게의 추를 떨어뜨려 충격을 주었을 때 윈도우(10) 또는 표시 패널이 손상 또는 변형이 일어나지 않는 최대 높이로부터 내충격성을 평가할 수 있다. 예컨대 윈도우(10)는 3H 이상의 연필 경도를 만족하면서 30g 추를 사용한 Dupont Impact Tester로 내충격성 시험시 약 8cm 이상을 만족할 수 있다. 예컨대 윈도우(10)는 3H 이상의 연필 경도를 만족하면서 30g 추를 사용한 Dupont Impact Tester로 내충격성 시험시 약 9cm 이상을 만족할 수 있다. 예컨대 윈도우(10)는 3H 이상의 연필 경도를 만족하면서 30g 추를 사용한 Dupont Impact Tester로 내충격성 시험시 약 9cm 내지 12cm를 만족할 수 있다. 예컨대 윈도우(10)는 3H 이상의 연필 경도를 만족하면서 30g 추를 사용한 Dupont Impact Tester로 내충격성 시험시 약 10cm 이상을 만족할 수 있다. 예컨대 윈도우(10)는 3H 이상의 연필 경도를 만족하면서 30g 추를 사용한 Dupont Impact Tester로 내충격성 시험시 약 10cm 내지 12cm를 만족할 수 있다.
또한, 윈도우(10)는 제1 투명점착층(14) 및 제1 버퍼층(13)가 합지되어 있는 기재(11)의 일면에 보호층(12)이 형성됨으로써 보호층(12)의 지지를 강화할 수 있다. 따라서 기재(11)의 일면에만 보호층(12)이 구비된 구조에서 불가피하게 발생하는 말단의 말아올림(curl)을 개선할 수 있고 이에 따라 공정성 및 생산성을 개선할 수 있다.
또한, 윈도우(10)는 높은 유연성을 가질 수 있다.
도 6 내지 도 10은 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우의 벤딩, 폴딩 또는 롤링 형태를 보여주는 개략도이다.
도 6 내지 도 10을 참고하면, 일 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우(10)는 다양한 형태로 벤딩, 폴딩 또는 롤링될 수 있으며, 윈도우(10)의 어느 지점을 기준으로도 벤딩, 폴딩 또는 롤링될 수 있다.
표시 장치용 윈도우(10)는 예컨대 5mm 이하의 곡률반경(r)을 가지도록 구부리거나 접거나 말 수 있으며, 예컨대 3mm 이하의 곡률반경(r)을 가지도록 구부리거나 접거나 말 수 있으며, 예컨대 2mm 이하의 곡률반경(r)을 가지도록 구부리거나 접거나 말 수 있으며, 예컨대 1mm 이하의 곡률반경(r)을 가지도록 구부리거나 접거나 말 수 있다.
이와 같이 표시 장치용 윈도우(10)는 내충격성 및 유연성을 동시에 만족함으로써 구부리거나(bendable) 접거나(foldable) 둘둘 말 수 있는(rllable) 표시 장치에 효과적으로 적용할 수 있다.
도 2는 다른 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 본 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우(10)는 전술한 구현예와 마찬가지로 기재(11), 기재(11)의 상부에 위치하는 보호층(12), 기재(11)의 하부에 위치하는 제1 버퍼층(13), 그리고 기재(11)와 제1 버퍼층(13) 사이에 위치하고 이들 사이를 접합하는 제1 투명점착층(14)을 포함한다.
그러나 본 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우(10)는 전술한 구현예와 달리 기재(11)의 상부에 위치하는 제2 버퍼층(15)을 더 포함한다.
제2 버퍼층(15)은 기재(11) 및/또는 기재(11)의 하부 측으로 전달되는 충격을 흡수 및/또는 완화시켜 제1 버퍼층(13)과 함께 윈도우(10)의 내충격성을 더욱 높일 수 있다. 이에 따라 후술하는 바와 같이 액정 표시 패널 또는 유기 발광 표시 패널과 같은 표시 패널의 상부에 윈도우(10)가 배치될 때, 윈도우(10) 측으로 가해지는 충격이 표시 패널 측으로 전달되는 것을 줄이거나 방지하여 표시 장치를 효과적으로 보호할 수 있다.
제2 버퍼층(15)은 약 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가질 수 있다. 상기 범위의 모듈러스를 가짐으로써 외부 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 10MPa 내지 20MPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
제2 버퍼층(15)은 상기 모듈러스를 만족하는 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 예컨대 상기 모듈러스를 만족하는 폴리우레탄, 폴리(메타)아크릴레이트, 실리콘 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 버퍼층(15)은 전면에 걸쳐 일정한 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 약 10㎛ 내지 250㎛ 두께를 가질 수 있다. 제2 버퍼층(15)이 전면에 걸쳐 일정한 두께를 가짐으로써 윈도우(10)의 폴딩 또는 벤딩이 방향 및 위치에 상관없이 가능하다. 또한 제2 버퍼층(15)이 상기 범위의 두께를 가짐으로써 외부 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시키면서도 윈도우(10)의 폴딩 및/또는 벤딩을 효과적으로 구현할 수 있다.
도 3은 또 다른 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우(10)는 전술한 구현예와 마찬가지로 기재(11), 기재(11)의 상부에 위치하는 보호층(12), 기재(11)의 하부에 위치하는 제1 버퍼층(13), 기재(11)와 제1 버퍼층(13) 사이에 위치하고 이들 사이를 접합하는 제1 투명점착층(14), 그리고 기재(11)의 상부에 위치하는 제2 버퍼층(15)을 포함한다.
그러나 본 구현예에 따른 표시 장치용 윈도우(10)는 전술한 구현예와 달리 기재(11)와 제2 버퍼층(15) 사이에 제2 투명점착층(16)을 더 포함한다.
제2 투명점착층(16)은 기재(11)와 제2 버퍼층(15)을 결합시킬 수 있다. 제2 투명점착층(16)은 점착제 또는 접착제를 포함할 수 있으며, 예컨대 광학 투명 점착제(OCA)를 포함할 수 있다.
제2 투명점착층(16)은 기재(11)와 제2 버퍼층(16)을 결합시키는 역할 외에 기재(11) 및/또는 기재(11)의 하부 측으로 전달되는 충격을 보조적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다. 이에 따라 제2 투명점착층(16)은 제2 버퍼층(16)과 함께 기재(11) 및/또는 기재(11)의 하부 측으로 전달되는 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다.
제2 투명점착층(16)은 예컨대 약 0.1MPa 이하의 모듈러스를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0.001MPa 내지 0.1MPa의 모듈러스를 가질 수 있으며, 예컨대 약 0.01MPa 내지 0.1MPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
제2 투명점착층(16)은 예컨대 약 5㎛ 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 5㎛ 내지 150㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 10㎛ 내지 120㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 약 15㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
표시 장치용 윈도우(10)는 다양한 표시 장치에 적용될 수 있다.
표시 장치용 윈도우(10)는 표시 패널 위에 부착될 수 있다. 이 때 표시 패널과 표시 장치용 윈도우(10)는 직접 결합되거나 점착제 또는 접착제를 개재하여 결합될 수 있다.
도 4는 일 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참고하면, 일 구현예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(50), 윈도우(10) 및 제3 투명점착층(17)을 포함한다.
표시 패널(50)은 예컨대 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널일 수 있으며, 예컨대 벤더블 표시 패널, 폴더블 표시 패널 또는 롤러블 표시 패널일 수 있다.
윈도우(10)는 관찰자 측에 배치될 수 있으며, 그 구조는 전술한 바와 같다.
표시 패널(50)과 윈도우(10)는 제3 투명점착층(17)에 의해 결합되어 있다. 제3 투명점착층(17)은 점착제 또는 접착제를 포함할 수 있으며, 예컨대 광학 투명 점착제(OCA)를 포함할 수 있다.
제3 투명점착층(17)은 예컨대 약 0.1MPa 이하의 모듈러스를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0.001MPa 내지 0.1MPa의 모듈러스를 가질 수 있으며, 예컨대 약 0.01MPa 내지 0.1MPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
제3 투명점착층(17)은 예컨대 약 5㎛ 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 5㎛ 내지 150㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 10㎛ 내지 120㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 약 15㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
제3 투명점착층(17)은 표시 패널(50)과 윈도우(10)를 결합시키는 역할 외에 표시 패널(50) 측으로 전달되는 충격을 보조적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다. 이에 따라 제3 투명점착층(17)은 윈도우(10)의 제1 버퍼층(13) 및 제1 투명점착층(14)과 함께 표시 패널(50) 측으로 전달되는 충격을 효과적으로 흡수 및/또는 완화시킬 수 있다.
표시 패널(50)과 윈도우(10) 사이에는 추가적으로 다른 층이 개재될 수 있으며, 예컨대 단일층 또는 복수층의 고분자 층(도시하지 않음)과 선택적으로 투명점착층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
도 5는 다른 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참고하면, 본 구현예에 따른 표시 장치는 표시 패널(50), 윈도우(10), 제3 투명점착층(17), 그리고 표시 패널(50)과 윈도우(10) 사이에 위치하는 터치 패널(70)을 포함한다.
표시 패널(50)은 예컨대 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널일 수 있으며, 예컨대 벤더블 표시 패널, 폴더블 표시 패널 또는 롤러블 표시 패널일 수 있다.
윈도우(10)는 관찰자 측에 배치될 수 있으며, 그 구조는 전술한 바와 같다.
터치 패널(70)은 윈도우(10)와 표시 패널(50)에 각각 인접하게 배치되어 윈도우(10)를 통해 사람의 손 또는 물체가 터치되면 터치 위치 및 위치 변화를 인식하고 터치 신호를 출력할 수 있다. 구동 모듈(도시하지 않음)은 출력된 터치 신호로부터 터치 지점의 위치를 확인하고 확인된 터치 지점의 위치에 표시된 아이콘을 확인하며 확인된 아이콘에 대응하는 기능을 수행하도록 제어할 수 있고 기능의 수행 결과는 표시 패널(50)에 표시될 수 있다.
터치 패널(70)과 윈도우(10) 사이에는 다른 층이 개재될 수 있으며, 예컨대 단일층 또는 복수층의 고분자 층(도시하지 않음)과 선택적으로 투명점착층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
표시 장치는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있으며, 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC, 카메라, 터치스크린 기기 등에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 범위를 제한하는 것은 아니다.
윈도우의 제조
제조예 1
50㎛ 두께의 무색 폴리이미드(colorless polyimide, CPI) 필름(TS-50-P, Kolon)과 150㎛ 두께의 열가소성 폴리우레탄 필름(thermopolyurethane film, TPU)(모듈러스: 약 15MPa)을 50㎛ 두께의 투명점착시트(OCA)(8147, 3M사)(모듈러스: 0.1MPa 이하)를 개재하여 롤-투-롤 방식으로 합지한다. 이어서 무색 폴리이미드 필름의 다른 일면에 보호층용 조성물(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane(MPTMS)으로 개질된 실리카 15wt%, 무기바인더(NCH2020, 미원스페셜티케미칼사) 및 우레탄아크릴레이트 유기바인더(MU9800, 미원스페셜케미칼사)가 혼합된 유무기하이브리드 조성물)을 닥터 블레이드 코팅하고 건조한 후 33mW/㎠의 광량으로 30초간 광경화하여 10㎛ 두께의 보호층(HC)을 형성하여 윈도우를 제조한다.
윈도우는 하부로부터 TPU(150㎛)/OCA(50㎛)/CPI(50㎛)/HC(10㎛)의 순서로 적층된다.
제조예 2
50㎛ 두께의 투명점착시트 대신 25㎛ 두께의 투명점착시트를 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 윈도우를 제조한다.
윈도우는 하부로부터 TPU(150㎛)/OCA(25㎛)/CPI(50㎛)/HC(10㎛)의 순서로 적층된다.
비교제조예 1
50㎛ 두께의 무색 폴리이미드 필름 위에 보호층용 조성물을 닥터 블레이드 코팅하고 건조한 후 33mW/㎠의 광량으로 30초간 광경화하여 10㎛ 두께의 보호층을 형성하여 윈도우를 제조한다.
윈도우는 하부로부터 CPI(50㎛)/HC(10㎛)의 순서로 적층된다.
비교제조예 2
투명점착시트를 사용하지 않은 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 윈도우를 제조한다.
윈도우는 하부로부터 TPU(150㎛)/CPI(50㎛)/HC(10㎛)의 순서로 적층된다.
비교제조예 3
열가소성 폴리우레탄 필름 대신 50㎛ 두께의 폴리아크릴 필름(PA)(ISR-ACF-JPS-T, Iwatani사)(모듈러스: 0.7MPa)을 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 윈도우를 제조한다.
윈도우는 하부로부터 PA(50㎛)/OCA(50㎛)/CPI(50㎛)/HC(10㎛)의 순서로 적층된다.
비교제조예 4
50㎛ 두께의 무색 폴리이미드 필름 위에 보호층용 조성물(유무기 하이브리드 우레탄 아크릴레이트)을 닥터 블레이드 코팅하고 건조한 후 33mW/㎠의 광량으로 30초간 광경화하여 10㎛ 두께의 보호층(HC)을 형성한다. 이어서 보호층이 코팅된 무색 폴리이미드 필름과 150㎛ 두께의 열가소성 폴리우레탄 필름(모듈러스: 약 15MPa)을 25㎛ 두께의 투명점착시트(OCA)(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa 이하)를 개재하여 롤-투-롤 방식으로 합지한다. 이어서 열가소성 폴리우레탄의 상부에 보호층용 조성물(유무기 하이브리드 우레탄 아크릴레이트)을 닥터 블레이드 코팅하고 건조한 후 33mW/㎠의 광량으로 30초간 광경화하여 30㎛ 두께의 보호층(HC)을 형성하여 윈도우를 제조한다.
윈도우는 하부로부터 CPI(50㎛)/HC(10㎛)/OCA(25㎛)/TPU(150㎛)/HC(30㎛)의 순서로 적층된다.
표시 장치의 제조
실시예 1
표시 패널(삼성전자, S6 갤럭시 패널)과 실시예 1에 따른 윈도우를 투명점착시트(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa이하)로 합지하여 샘플을 준비한다.
실시예 2
표시 패널(삼성전자, S6 갤럭시 패널)과 실시예 2에 따른 윈도우를 투명점착시트(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa 이하)로 합지하여 샘플을 준비한다.
비교예 1
표시 패널(삼성전자, S6 갤럭시 패널)과 비교예 1에 따른 윈도우를 투명점착시트(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa 이하)로 합지하여 샘플을 준비한다.
비교예 2
표시 패널(삼성전자, S6 갤럭시 패널)과 비교예 2에 따른 윈도우를 투명점착시트(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa 이하)로 합지하여 샘플을 준비한다.
비교예 3
표시 패널(삼성전자, S6 갤럭시 패널)과 비교예 3에 따른 윈도우를 투명점착시트(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa 이하)로 합지하여 샘플을 준비한다.
비교예 4
표시 패널(삼성전자, S6 갤럭시 패널)과 비교예 4에 따른 윈도우를 투명점착시트(8147, 3M)(모듈러스: 0.1MPa 이하)로 합지하여 샘플을 준비한다.
평가
평가 1
실시예 1, 2와 비교예 1 내지 4에 따른 샘플의 표면경도, 내충격성 및 강성도를 측정한다.
표면경도는 연필경도 측정기 (야스다 세이키사제 전동연필 긁기 경도시험기 No. 553-M1)와 미쯔비씨 연필을 이용하여 ASTM D3363 규격으로 연필 스크래치 경도를 측정한다. 구체적으로, 윈도우의 상면에 수직하중 1kg 하에 속도 60mm/min로 연필을 10mm 5회 왕복시켰을 때 흠집이 없는 최고 연필 경도값으로 평가한다.
내충격성은 Dupont Impact Tester를 사용하여 윈도우의 표면으로부터 소정 높이에서 30g 추를 떨어뜨려 충격을 주었을 때 표시 패널에 명점이 발생하지 않는 최대 높이로부터 평가한다. 명점은 표시 패널이 손상되어 발생하는 것으로, 명점이 발생하지 않는 높이가 높을수록 내충격성이 강한 것을 의미한다.
강성도는 윈도우 필름을 원하는 굴곡반경으로 접었을 때 가해지는 힘으로 굴곡하중으로 측정한다.
윈도우의 말단의 들뜸 또는 컬의 발생유무는 육안으로 확인한다.
그 결과는 표 1과 같다.
표면경도 명점 발생 높이 강성도(N) Curl 발생유무
실시예 1 4H 12㎝ 7.1 X
실시예 2 4H 10㎝ 7.0 X
비교예 1 4H 1㎝ 6.3 O (≥20mm)
비교예 2 4H 5㎝ 6.8 X
비교예 3 4H 6㎝ 6.6 X
비교예 4 4H 4㎝ 9.5 X
표 1을 참고하면, 실시예 1, 2에 따른 샘플은 비교예 1 내지 4에 따른 샘플과 비교하여 내충격성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
평가 2
실시예 1 및 2에 따른 샘플의 유연성을 평가한다.
유연성은 동적(dynamic) 및 정적(static) 굴곡 테스트로 수행한다.
동적 굴곡테스트는 두 개의 스테인레스 판 사이에 실시예 1 및 2에 따른 샘플을 곡률 반경(r) 1mm가 되도록 접었다/폈다 하는 동작을 20만회 반복 진행한 후 폴딩 부분의 외관 검사를 실시한다.
정적 굴곡 테스트는 동일 장비에서 곡률 반경(r) 1mm 조건에서 샘플을 고정하고 상온에서 240시간 동안 방치한 후 펼쳐서 접힌 부분의 크랙 및 주름 발생 여부로부터 평가한다.
그 결과는 표 2와 같다.
실시예 1 실시예2
Dynamic folding 20만회 @ 1R 외관 품질 양호 외관 품질 양호
Static folding 240hr @ 1R 외관 품질 양호 외관 품질 양호
표 2를 참고하면, 실시예 1 및 2에 따른 샘플은 접힌 후에도 외관 변형이 없어 폴더블 및/또는 벤더블 표시 장치에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상을 통해 실시예에 대하여 설명하였지만, 실제 구현되는 구조는 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 권리범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 표시 장치용 윈도우
11: 기재
12: 보호층
13: 제1 버퍼층
14: 제1 투명점착층
15: 제2 버퍼층
16: 제2 투명점착층
50: 표시 패널
70: 터치 패널
100: 표시 장치

Claims (20)

  1. 고분자 기재,
    상기 고분자 기재의 하부에 위치하고 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가지는 제1 버퍼층,
    상기 고분자 기재와 상기 제1 버퍼층 사이에 위치하는 제1 투명점착층, 그리고
    상기 고분자 기재의 상부에 위치하는 보호층
    을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 버퍼층은 150㎛ 내지 250㎛ 두께를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  3. 제1항에서,
    상기 표시장치용 윈도우를 반경 1mm로 접을 때의 상기 표시 장치용 윈도우의 강성도(stiffness)는 10.0N 이하인 표시 장치용 윈도우.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 버퍼층은 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가지는 폴리우레탄, 폴리(메타)아크릴레이트, 실리콘 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 버퍼층은 10MPa 내지 20MPa의 모듈러스를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 버퍼층은 전면에 걸쳐 일정한 두께를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  7. 제1항에서,
    상기 고분자 기재는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  8. 제7항에서,
    상기 고분자 기재는 25㎛ 내지 100㎛ 두께를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 투명점착층은 5㎛ 내지 200㎛의 두께 및 0.1MPa 이하의 모듈러스를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  10. 제1항에서,
    상기 보호층은 (메타)아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 우레탄 (메타)아크릴레이트 수지, 무기 입자, 폴리실세스퀴옥산 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  11. 제1항에서,
    상기 보호층은 1㎛ 내지 50㎛의 두께를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  12. 제1항에서,
    상기 고분자 기재와 상기 보호층 사이에 위치하는 제2 버퍼층을 더 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  13. 제12항에서,
    상기 제2 버퍼층은 7MPa 내지 30MPa의 모듈러스를 가지는 표시 장치용 윈도우.
  14. 제12항에서,
    상기 고분자 기재와 상기 제2 버퍼층 사이에 위치하는 제2 투명점착층을 더 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  15. 표시 패널, 그리고
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 표시 장치용 윈도우
    를 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널인 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 표시 패널은 벤더블 표시 패널, 폴더블 표시 패널 또는 롤러블 표시 패널인 표시 장치.
  18. 제15항에서,
    상기 표시 패널과 상기 표시 장치용 윈도우 사이에 위치하는 터치 패널을 더 포함하는 표시 장치.

  19. 제15항에서,
    상기 윈도우의 상부에서 Dupont Impact Tester를 사용하여 30g 추를 낙하시 상기 표시 패널에 명점이 발생하지 않는 최대 높이는 9cm 이상인 표시 장치.
  20. 제15항에서,
    상기 윈도우의 상부에서 Dupont Impact Tester를 사용하여 30g 추를 낙하시 상기 표시 패널에 명점이 발생하지 않는 최대 높이는 9cm 내지 12cm인 표시 장치.


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