KR20180040226A - 윈도우 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

윈도우 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20180040226A
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Abstract

본 발명은 윈도우 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 베이스 기판; 베이스 기판 일면의 비표시 영역 상에 배치되어, 표시 영역 및 비표시 영역을 구획하는 차광 패턴; 차광 패턴의 표면 및 베이스 기판 일면을 따라 형성된 제1 점접착층; 제1 점접착층 상에 적층된 편광층; 및 편광층 상에 적층된 터치 센서층을 포함하며, 제1 점접착층 대비 차광 패턴의 점탄성비는 75,000 이하이며, 제1 점접착층 대비 차광 패턴의 두께비는 0.6 이하로 형성됨으로써, 단차 기포가 제거되고 플렉시블 특성이 향상된 윈도우 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

윈도우 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{WINDOW SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 윈도우 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 복수의 기능층들을 포함하는 윈도우 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 화상 이미지를 포함하는 정보를 표시할 수 있는 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 상기 표시 장치는 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치, 유기 발광 표시(organic light emitting display: OLED) 장치, 플라즈마 표시(plasma display panel: PDP) 장치 및 전계 방출 표시(field emission display: FED) device) 장치 등을 포함한다.
상기 표시 장치에 있어서, 예를 들면 LCD 패널 및 OLED 패널과 같은 표시 패널 상부에 외부 환경으로부터 상기 표시 패널을 보호하기 위한 윈도우 기판이 배치될 수 있다. 상기 윈도우 기판은 글래스 재질의 베이스 기판을 포함할 수 있으며, 최근 플렉시블 디스플레이가 개발되면서, 상기 베이스 기판으로서 투명 플라스틱 재질이 활용되고 있다.
또한, 상기 베이스 기판 및 상기 표시 패널 사이에는 편광판, 터치 스크린 패널과 같은 표시 장치의 추가 부재들이 배치될 수 있다. 상기 편광판에 의해 예를 들면, 상기 표시 패널의 전극 패턴으로부터 반사된 외광이 차단될 수 있다. 또한, 상기 터치 스크린 패널에 의해 사용자의 명령을 화면을 통해 입력할 수 있다.
그러나, 상기 표시 패널 상에 상기 편광판, 터치 스크린 패널, 윈도우 기판 등의 복수의 층들 또는 구조물들이 적층됨에 따라, 플렉시블 특성 향상, 박형화와 같은 최근의 표시 장치에서의 요구 사항들이 충분히 구현되기에 한계가 존재한다. 또한, 상기 복수의 층들 또는 구조물들의 적층 공정 시 물리적, 기계적 또는 화학적 불량이 야기될 수 있으며, 공정 비용이 상승할 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2012-0076026호에는 편광층을 포함하는 터치스크린 패널을 포함하는 투명기판이 개시되어 있다.
한국공개특허 제2012-0076026호(2012.07.09)
본 발명의 일 과제는 기계적 신뢰성 및 플렉시블 특성이 향상된 윈도우 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 기계적 신뢰성 및 플렉시블 특성이 향상된 윈도우 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 기계적 신뢰성 및 플렉시블 특성이 향상된 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 일면의 비표시 영역 상에 배치되어, 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역을 구획하는 차광 패턴; 상기 차광 패턴의 표면 및 상기 베이스 기판 일면을 따라 형성된 제1 점접착층; 상기 제1 점접착층 상에 적층된 편광층; 및 상기 편광층 상에 적층된 터치 센서층을 포함하며, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 점탄성비는 75,000 이하이며, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 두께비는 0.6 이하인 윈도우 기판.
2. 위 1에 있어서, 상기 점탄성비는 3,000 내지 75,000인 윈도우 기판.
3. 위 1에 있어서, 상기 두께비는 0.1 내지 0.6인 윈도우 기판.
4. 위 1에 있어서, 상기 차광 패턴의 측벽은 상기 베이스 기판 일면에 대해 5도(o) 내지 30도의 경사각을 갖는 윈도우 기판.
5. 위 1에 있어서, 상기 편광층은 액정층을 포함하는 윈도우 기판.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 점접착층은 상기 표시 영역 상에서 상대적으로 두껍게 형성된 윈도우 기판.
7. 위 6에 있어서, 상기 두께비는 상기 표시 영역 상에서의 상기 제1 점접착층의 두께 대비 상기 차광 패턴의 두께로 정의되는 윈도우 기판.
8. 위 6에 있어서, 상기 제1 점접착층은 평탄한 상면을 갖는, 윈도우 기판.
9. 위 1에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층 사이에 배치되는 제2 점접착층을 더 포함하는 윈도우 기판.
10. 위 9에 있어서, 상기 제2 점접착층은 평탄한 상면을 갖는 윈도우 기판.
11. 위 1에 있어서, 상기 베이스 기판은 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 셀룰로오스 트리 아세테이트 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 윈도우 기판.
12. 제1 기재층 및 제2 기재층 상에 각각 편광층 및 터치 센서층을 형성하는 단계; 상기 편광층 및 상기 터치 센서층이 서로 마주보도록 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층을 합지하여 제1 적층체를 형성하는 단계; 베이스 기판 상에 차광 패턴 및 제1 점접착층을 형성하여 제2 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 제1 점접착층 및 상기 편광층이 서로 마주보도록 상기 제1 적층체 및 상기 제2 적층체를 합지하는 단계를 포함하는 윈도우 기판의 제조 방법.
13. 위 12에 있어서, 상기 제1 적층체를 형성하는 단계 이후, 상기 제1 기재층을 제거하는 단계를 더 포함하는 윈도우 기판의 제조 방법.
14. 위 13에 있어서, 상기 제1 적층체를 형성하는 단계 이후, 또는 상기 제1 적층체 및 상기 제2 적층체를 합지하는 단계 이후, 상기 제2 기재층을 제거하는 단계를 더 포함하는 윈도우 기판의 제조 방법.
15. 위 12에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 베이스 기판 일면의 주변부에 형성되며, 상기 제1 점접착층은 상기 차광 패턴을 덮도록 상기 베이스 기판 일면 상에 형성되는 윈도우 기판의 제조 방법.
16. 위 15에 있어서, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 점탄성비는 3,000 내지 75,000 범위로 형성되며, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 두께비는 0.1 내지 0.6 범위로 형성되는 윈도우 기판의 제조 방법.
17. 위 1 내지 11 중 어느 한 항의 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치.
본 발명의 윈도우 기판은 소정의 점탄성비 및 두께비를 만족하도록 형성된 차광 패턴 및 점접착층을 포함함으로써, 상기 점접착층 형성 시 상기 차광 패턴에 의해 야기되는 단차부에 기인한 기포 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 점접착층의 부착특성, 기계적 신뢰성이 향상되어 플렉시블 특성 역시 향상될 수 있다.
본 발명의 윈도우 기판은 전사 공정 및 접합 공정을 통해 형성된 편광층 및 터치 센서층을 포함한다. 이에 따라, 공정 불량을 억제하면서 편광층 및 터치 센서층이 일체화된 윈도우 기판이 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 윈도우 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
본 발명은 베이스 기판; 상기 베이스 기판 일면의 비표시 영역 상에 배치되어 표시 영역 및 비표시 영역을 구획하는 차광 패턴; 상기 차광 패턴의 표면 및 상기 베이스 기판 일면을 따라 형성된 제1 점접착층; 상기 제1 점접착층 상에 적층된 편광층; 및 상기 편광층 상에 적층된 터치 센서층을 포함하며, 소정의 범위의 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 점탄성비 및 두께비를 가짐으로써 단차 기포가 억제되고, 고신뢰성의 플렉시블 특성을 갖는 윈도우 기판에 관한 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 제시하나, 이들 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 기판(100)은 베이스 기판(110), 차광 패턴(120), 제1 점접착층(130), 편광층(140), 제2 점접착층(150) 및 터치 센서 층(160)을 포함한다.
베이스 기판(110)은 예를 들면, LCD 장치, OLED 장치, 터치 스크린 패널(TSP) 등에 적용되어 외부 충격에 대한 내구성, 사용자가 시인할 수 있는 투명성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 베이스 기판(110)은 소정의 유연성을 갖는 플라스틱 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 베이스 기판(110)이 적용된 표시 장치는 플렉시블 표시 장치로 제공될 수 있다.
예를 들면, 베이스 기판(110)은 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(110)은 서로 대향하는 제1 면(110a) 및 제2 면(110b)을 포함한다. 제1 면(110a) 상에는 윈도우 기판(100)의 층 또는 구조물들이 적층될 수 있다. 제2 면(110b) 측으로 사용자에게 화상이 구현되며, 사용자의 명령(예를 들면, 터치를 통해)이 입력될 수 있다.
차광 패턴(120)은 베이스 기판(100)의 제1 면(110a) 상에 배치되며, 베이스 기판(100)의 주변부에 형성될 수 있다. 예를 들면, 차광 패턴(120)에 의해 윈도우 기판(100) 및/또는 베이스 기판(110)의 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II)이 구분될 수 있다.
표시 영역(I)은 윈도우 기판(100) 및/또는 베이스 기판(110) 중 차광 패턴(120) 외부로 노출된 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(II)은 윈도우 기판(100) 및/또는 베이스 기판(110) 중 차광 패턴(120)과 중첩된 영역으로 정의될 수 있다.
차광 패턴(120)은 윈도우 기판(100) 또는 윈도우 기판(100)이 적용되는 표시 장치의 베젤(bezel) 또는 하우징(housing)의 적어도 일부로 제공될 수 있다. 예를 들면, 차광 패턴(120)에 의해 상기 표시 장치의 배선들이 가려져 사용자에게 시인되지 않을 수 있다. 차광 패턴(120)의 컬러 및/또는 재질은 특별히 제한되는 것은 아니며, 흑색, 백색, 금색 등과 같은 다양한 컬러를 갖는 수지 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 차광 패턴(120)은 컬러 구현을 위한 안료가 혼합된 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄, 실리콘(silicone) 등과 같은 수지 물질로 형성될 수 있다. 차광 패턴(120)은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
차광 패턴(120)의 재질 및 두께는 윈도우 기판(100) 또는 상기 표시 장치의 보호 및 플렉시블 특성을 고려하여 결정될 수 있다. 본 발명에 일 구현예에 있어서, 차광 패턴(120)의 저장 탄성률(storage modulus)은 약 2,000 내지 약 5,000 Mpa의 범위의 재질로 형성될 수 있다. 또한, 차광 패턴(120)의 두께는 약 6 내지 약 15 ㎛의 범위일 수 있다.
차광 패턴(120)은 베이스 기판(110)의 제1 면(110a)에 대해 소정의 각도로 경사진(tapered) 측벽을 포함할 수 있다. 예를 들면, 차광 패턴(120)의 표시 영역(I)과 인접한 측벽은 약 5 내지 약 30도(ㅇ)의 경사각을 가질 수 있다. 상기 경사각이 약 5도 미만인 경우, 실질적으로 충분한 두께의 차광 패턴(120)이 형성되지 않을 수 있다. 상기 경사각이 약 30도를 초과하는 경우 표시 영역(I)에서 제1 접착층(130)의 박리 현상이 초래될 수 있다.
제1 점접착층(130)은 차광 패턴(120) 및 베이스 기판(110) 상에 배치된다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 점접착층(130)은 차광 패턴(120)의 상면 및 상기 측벽, 베이스 기판(110)의 제1 면(110a)상에 직접 형성될 수 있다. 또한, 제1 점접착층(130)은 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II)에 걸쳐 연속적으로 연장될 수 있다. 제1 점접착층(130)은 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II)에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다.
제1 점접착층(130)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니나, 차광 패턴(120)과의 부착 특성 및 점탄성 확보를 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 제1 점접착층(130)은 아크릴레이트 계열의 감압성 점접착(pressure sensitive adhesive: PSA) 물질 또는 광학 투명 점접착(optically clear adhesive: OCR) 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 점접착층(130)의 저장 탄성률은 약 0.04 Mpa 내지 약 0.6 Mpa 범위를 가질 수 있다. 또한, 제1 점접착층(130)의 두께는 약 25 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 범위로 조절될 수 있다.
예를 들면, 상술한 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(130)의 저장 탄성률 및 두께의 범위에 따라 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(130)의 점탄성비 및 두께비가 정의될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1 점접착층(130) 대비 차광 패턴(120)의 점탄성비(예를 들면, 저장 탄성률의 비율)는 약 75,000 이하일 수 있다. 상기 점탄성비가 약 75,000을 초과하는 경우, 제1 점접착층(130) 및 차광 패턴(120) 사이에서의 저장 탄성률의 차이가 지나치게 커짐에 따라, 예를 들면 플렉시블 특성을 갖는 윈도우 기판(100) 또는 표시장치의 벤딩(bending) 또는 폴딩(folding) 시 박리, 들뜸 현상이 심화될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 점탄성비는 약 3,000 내지 약 75,000의 범위일 수 있다.
제1 점접착층(130) 대비 차광 패턴(120)의 두께비는 약 0.6 이하일 수 있다. 상기 두께비가 약 0.6을 초과하는 경우 제1 점접착층의 두께가 지나치게 증가하여 박형화에 불리하며, 플렉시블 특성이 열화될 수 있다. 또한, 제1 점접착층(130)의 박리, 들뜸 현상이 초래될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 두께비는 약 0.1 내지 약 0.6 범위일 수 있다.
상술한 점탄성비 및 두께비 내에서, 제1 점접착층(130) 부착 시, 제1 점접착층(130) 및 베이스 기판(110) 사이, 및/또는 제1 점접착층(130) 및 차광 패턴(120)의 상기 측벽 사이에서 기포 발생을 억제할 수 있다. 또한, 윈도우 기판(100) 또는 상기 표시 장치가 폴딩 또는 벤딩 될 때, 제1 점접착층(130) 또는 제1 점접착층(130) 상의 층들의 박리, 손상이 억제될 수 있다.
제1 점접착층(130) 상에는 편광층(140)이 배치된다. 예를 들면, 편광층(140)은 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II)에 걸쳐 연속적으로 연장될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 편광층(140)은 편광자(예를 들면, 폴리비닐알코올(PVA) 계열) 및 상기 편광자의 양면에 부착된 보호 필름(예를 들면, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름)을 포함하는 통상적인 편광판을 대체할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 편광층(140)은 액정 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 편광층(140)은 상기 액정 화합물을 포함하는 액정층을 포함하며, 상기 액정층에 배향성을 부여하기 위한 배향층을 더 포함할 수 있다.
편광층(140) 상에는 터치 센서층(160)이 배치된다. 터치 센서층(160)은 베이스 기판(110)의 제2 면(110b)을 통해 입력된 사용자의 터치 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 전극 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전극 패턴은 서로 교차하게 배열되는 제1 센싱 전극들 및 제2 센싱 전극들을 포함할 수 있다.
또한, 터치 센서층(160)은 상기 제1 및 제2 센싱 전극들을 서로 절연시키기 위한 절연층을 더 포함할 수 있다. 터치 센서층(160) 내에는 상기 제1 및 제2 센싱 전극들과 연결되는 주변 배선들이 더 형성되며, 상기 주변 배선들은 비표시 영역(II) 내에 배열되어, 차광 패턴(120)과 중첩될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서층(160) 및 편광층(140) 사이에는 제2 점접착층(150)이 형성될 수 있다. 제2 점접착층(150)은 제1 점접착층(130)과 실질적으로 동일하거나 유사한 PSA 계열 물질 또는 OCA 계열 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 윈도우 기판(100)의 물리적, 광학적 특성 향상을 위한 추가적인 층 구조물들이 더 포함될 수도 있다. 예를 들면, 베이스 기판(110)의 제2 면(110b) 상에는 윈도우 기판(100) 보호를 위한 하드 코팅층이 더 형성될 수 있다. 편광층(140) 상에는 위상차 필름, 굴절률 조절층 등이 더 형성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 윈도우 기판(200)은 도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 베이스 기판(110), 차광 패턴(120), 제1 점접착층(230), 편광층(240), 제2 점접착층(250) 및 터치 센서 층(260)을 포함한다.
차광 패턴(120)에 의해 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II)이 정의되며, 차광 패턴(120)의 측벽 및 표시 영역(I)에서의 베이스 기판(110)의 제1 면(110a)에 의해 표시 영역(I)이 노출되는 개구부(225)가 정의될 수 있다.
제1 점접착층(230)은 차광 패턴(120) 및 베이스 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 부착되며, 개구부(225)를 충분히 채울 수 있다. 제1 점접착층(230)은 실질적으로 평탄한 상면을 가지며, 예를 들면 레벨링 층으로 제공될 수 있다.
제1 점접착층(230)에 의해 레벨링된 적층면 또는 부착면이 제공됨에 따라, 편광층(240) 및 터치 센서층(260) 역시 평탄한 구조를 가질 수 있으며, 윈도우 기판(200) 제조 시, 편광층(240) 및 터치 센서층(260)의 굴곡에 의한 손상을 방지할 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 윈도우 기판(100)에서와 같이, 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(230)의 점탄성비 및 두께비의 범위가 조절될 수 있다. 상기 두께비에 있어서, 제1 점접착층(230)의 두께는 표시 영역(I) 상에서의 두께로 정의될 수 있다.
도 3을 참조하면, 윈도우 기판(300)은 베이스 기판(110), 차광 패턴(120), 제1 점접착층(130), 편광층(140), 제2 점접착층(350) 및 터치 센서 층(360)을 포함한다. 도 1을 참조로 설명한 윈도우 기판(100)에서와 같이, 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(130)의 점탄성비 및 두께비의 범위가 조절될 수 있다.
제2 점접착층(350)은 편광층(140)에 부착되어 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 제2 점접착층(350)은 표시 영역(I) 상에서 상대적으로 두껍게 형성되며, 레벨링층으로 제공될 수 있다.
제2 점접착층(350)에 의해 레벨링된 적층면 또는 부착면이 제공됨에 따라, 터치 센서층(360) 역시 평탄한 구조를 가질 수 있으며, 윈도우 기판(300) 제조 시, 터치 센서층(260)의 굴곡에 의한 손상을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 윈도우 기판(400)은 베이스 기판(110), 차광 패턴(120), 제1 점접착층(430), 편광층(440), 제2 점접착층(450) 및 터치 센서 층(460)을 포함한다. 도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(430)의 점탄성비 가 소정의 범위로 조절될 수 있다.
제1 점접착층(430)은 표시 영역(I) 상에서 비표시 영역(II) 상에서보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 점접착층(430)은 차광 패턴(120)의 상면 상에서 두께가 상대적으로 감소될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 점접착층(430)은 각각 표시 영역(I) 및 비표시 영역(II) 상에 형성된 제1 부분(430a) 및 제2 부분(430b)(예를 들면, 차광 패턴(120)의 상면 상에 형성된 부분)을 포함하며, 제1 부분(430a)의 두께가 제2 부분(430b)의 두께보다 클 수 있다. 상술한 바와 같이, 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(430)의 두께비는 소정의 범위 내로 조절되며, 상기 두께비에 있어서, 제1 점접착층(430)의 두께는 제1 부분(430a)의 두께로 정의될 수 있다.
편광층(440), 제2 점접착층(450) 및 터치 센서층(460)은 제1 점접착층(430)의 표면 프로파일을 따라 컨포멀하게 형성될 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조로 본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 기판의 제조 방법에 대해 보다 상세히 설명한다. 도 1을 참조로 설명한 재질에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 제1 기재층(145) 및 제2 기재층(170) 상에 각각 편광층(140) 및 터치 센서층(160)을 형성한다. 터치 센서층(160) 상에는 제2 점접착층(150)이 형성될 수 있다.
편광층(140)은 예를 들면 액정화합물을 포함하는 액정층을 도포하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 액정층을 형성하기 전에 배향층을 형성하고, 상기 액정층을 도포한 후 경화 공정을 수행할 수 있다. 상기 액정층 및 배향층은 슬릿 코팅, 나이프 코팅, 스핀 코팅, 캐스팅, 마이크로 그라비아 코팅, 그라비아 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 와이어 바 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄, 오프셋 인쇄, 잉크젯 코팅, 디스펜서 인쇄, 노즐 코팅, 모세관 코팅 등을 포함하는 코팅 공정 및/또는 인쇄 공정을 통해 형성될 수 있다.
터치 센서층(160)은 터치 센싱을 위한 복수의 전극 패턴들 및 상기 전극 패턴들의 절연을 위한 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 기재층(170) 상에 금속 또는 투명 도전성 산화물(예를 들면, ITO, IZO 등)을 포함하는 제1 도전층을 형성하고, 상기 제1 도전층을 패터닝하여 제1 센싱 전극들을 형성하고, 상기 제1 센싱 전극들을 적어도 부분적으로 덮는 절연층을 형성할 수 있다. 이후, 상기 절연층 상에 제2 도전층을 형성하고, 상기 제2 도전층을 패터닝하여 제2 센싱 전극들을 형성할 수 있다.
이후, 편광층(140) 및 제2 점접착층(150)이 서로 마주보도록 제1 기재층(145) 및 제2 기재층(170)을 합지할 수 있다. 이에 따라, 제2 점접착층(150)이 편광층(140)에 부착되어, 편광층(140) 및 터치 센서층(160)이 서로 조합된 제1 적층체(180)가 형성될 수 있다. 제1 적층체(180) 형성 후, 제1 기재층(145)은 편광층(140)으로부터 박리 또는 제거될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 기재층(170) 역시 제1 적층체(180) 형성 후 제거될 수 있다.
제1 기재층(145) 및 제2 기재층(170)의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니며, 박리성이 우수한 플라스틱 기판을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 베이스 기판(110), 차광 패턴(120) 및 제1 점접착층(130)을 포함하는 제2 적층체(105)를 형성한다.
예를 들면, 베이스 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 윈도우 기판의 표시 영역 및 비표시 영역을 구분하는 차광 패턴(120)을 형성한다. 차광 패턴(120)은 상기 비표시 영역 내에 선택적으로 형성된 양각 패턴 형상으로, 공지된 증착 공정, 코팅 공정, 인쇄 공정을 단독으로 또는 2 이상을 조합 수행하여 형성될 수 있다. 차광 패턴(120)의 측벽의 제1 면(110a)에 대한 경사각은 약 5도 내지 약 30도의 범위로 조절될 수 있다.
제1 점접착층(130)은 차광 패턴(120)의 표면들 및 베이스 기판(110)의 제1 면(110a)을 따라 컨포멀하게 형성될 수 있다. 제1 점접착층(130)은 상술한 코팅 공정 및/또는 인쇄 공정을 통해 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 점접착층(130) 대비 차광 패턴(120)의 점탄성비는 약 75,000 이하일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 점탄성비는 약 3,000 내지 약 75,000의 범위로 조절될 수 있다. 제1 점접착층(130) 대비 차광 패턴(120)의 두께비는 약 0.6 이하일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 두께비는 약 0.1 내지 약 0.6 범위로 조절될 수 있다.
상술한 점탄성비 및 두께비 내에서, 또한 상기 경사각과의 조합에 의해, 제1 점접착층(130) 부착 시, 제1 점접착층(130) 및 베이스 기판(110) 사이에서 기포 발생이 억제되어 표시 영역에서의 광학적 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 제1 점접착층(130)은 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 실질적으로 평탄한 노출면을 갖도록 형성될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 제1 적층체(180) 및 제2 적층체(105)를 서로 결합하여 윈도우 기판(100)을 제조할 수 있다. 예를 들면, 제1 점접착층(130) 및 편광층(140)이 서로 대향하도록 제1 적층체(180) 및 제2 적층체(105)를 합지하여 윈도우 기판(100)이 제조될 수 있다. 이후, 제2 기재층(170)은 터치 센서층(160)으로부터 박리 또는 제거될 수 있다.
상술한 제조 방법에 따르면, 편광층(140)을 차광 패턴(120)에 의해 야기되는 단차부 상에 직접 형성하지 않고, 제1 기재층(145) 상에 형성 후 제1 점접착층(130) 측으로 부착된다. 따라서, 상기 단차부에 의한 배향 불량 발생을 억제할 수 있다. 또한, 터치 센서층(160)은 제2 기재층(170) 상에 형성된 후, 편광층(140) 상으로 전사될 수 있다. 따라서, 편광층(140) 상에 직접 터치 센서층(160)을 형성하거나, 터치 센서층(160) 상에 직접 편광층(140)을 형성할 경우 야기되는 편광층(140) 또는 터치 센서층(160)의 손상 또는 불량을 방지할 수 있다.
추가적으로, 전사 공정을 통해 편광층(140) 및 터치 센서층(160)을 포함하는 제1 적층체(180) 형성 후, 제1 적층체(180)를 제1 점접착층(130) 및 베이스 기판(110)을 포함하는 제2 적층체(105) 측으로 접합하므로 각 층을 개별적으로 코팅하는 제조 공정 대비 공정 용이성이 향상되어 공정 비용이 감축될 수 있다.
또한, 제2 기재층(170)은 윈도우 기판 형성 후 제거되며 터치 센서층(160) 지지를 위한 별도의 기재가 생략되므로 박형화를 구현할 수 있다.
본 발명은 추가적으로, 상술한 윈도우 기판들을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다. 상기 윈도우 기판은 OLED 장치, LCD 장치 등에 포함된 표시 패널과 결합될 수 있다. 상기 표시 패널은 기판 상에 배열된 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소 회로 및 상기 화소 회로와 전기적으로 연결되는 화소부 또는 발광부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 윈도우 기판의 터치 센서층이 상기 표시 패널 상에 부착될 수 있으며, 상기 터치 센서층 및 상기 표시 패널 사이에는 추가적인 점접착층 및/또는 레벨링층이 더 포함될 수 있다. 상기 표시 패널의 기판이 폴리이미드와 같은 수지 또는 플라스틱을 포함하는 경우, 상기 윈도우 기판과 결합되어 전체적으로 플렉시블 표시 장치가 구현될 수 있다. 상기 윈도우 기판은 FED 장치, PDP 장치 등과 같은 다양한 화상 표시 장치에도 적용될 수 있다.
이하, 구체적인 실험예들을 통해, 본 발명의 윈도우 기판의 특성에 대해 보다 상세히 설명한다. 하기의 실험예에 포함된 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실험예 1: 점탄성비에 따른 단차기포 발생 평가
폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 포함하는 베이스 기판의 주변부 상에 스크린 인쇄 공정을 통해 10 ㎛ 두께의 차광패턴을 형성하였다. 상기 베이스 기판 상에 상기 차광 패턴에 의해 형성된 단차를 덮도록 25 ㎛ 두께의 OCA 물질을 코팅하여 점접착층을 형성하였다. 하기의 표 1에 기재된 바와 같이 차광 패턴 및 점접착층의 저장 탄성률을 변형시키면서 실시예 및 비교예의 샘플들을 제조하였으며, 상기 점접착층 코팅 시 단차 기포의 발생 여부를 관찰하였다. 차광패턴 및 점접착층의 저장 탄성률은 각각 동적 기계적 분석기(dynamic mechanical analyzer: DMA) 및 레오미터를 활용하여 측정하였다.
구분 차광 패턴
저장 탄성률(A)
(Mpa)		 점접착층
저장 탄성률(B)
(Mpa)		 점탄성비
(A/B)		 단차기포
발생여부
실시예 1 2,000 0.04 50,000 X
실시예 2 3,000 0.04 75,000 X
실시예 3 2,000 0.6 3,333 X
실시예 4 3,000 0.6 5,000 X
실시예 5 4,000 0.6 6,667 X
비교예 1 8,000 0.1 80,000 ○
비교예 2 4,000 0.04 100,000 ○
비교예 3 5,000 0.04 125,000 ○
비교예 4 6,000 0.04 150,000 ○
상기 표 1을 참조하면, 점탄성비가 75,000이하인 실시예들에서는 점접착층 부착 시, 혹은 부착 이후 차광패턴의 단차에 기인한 기포 발생이 관찰되지 않았다. 그러나, 점탄성비가 75,000을 초과하는(구체적으로 80,000 이상인) 비교예들에서는 단차 기포가 초래되어 점접착층과 베이스 기판 사이, 또는 점접착층과 차광 패턴 사이에서 들뜸 현상이 관찰되었다.
실험예 2: 두께비에 따른 단차기포 발생 평가
실험예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 베이스 기판 상에 차광 패턴 및 점접착층을 형성하였다. 차광 패턴 및 점접착층의 저장 탄성률은 각각 3,000 Mpa 및 0.04 Mpa로 고정하고, 하기의 표 2에 기재된 바와 같이, 상기 차광 패턴 및 점접착층의 두께를 변화시키면서 실시예 및 비교예의 샘플들을 제조하였으며, 상기 점접착층 코팅 시 단차 기포의 발생 여부를 관찰하였다.
구분 차광 패턴 두께(C)
(㎛)		 점접착층 두께(D)
(㎛)		 두께비
(C/D)		 단차기포
발생여부
실시예 6 6 25 0.24 X
실시예 7 6 50 0.12 X
실시예 8 8 25 0.32 X
실시예 9 8 50 0.16 X
실시예 10 12 25 0.48 X
실시예 11 12 50 0.24 X
실시예 12 15 25 0.6 X
실시예 13 15 50 0.3 X
비교예 5 15 20 0.75 ○
비교예 6 21 25 0.8 ○
비교예 7 25 25 1 ○
상기 표 2를 참조하면, 두께비가 0.6 이하인 실시예들에서는 점접착층 부착 시, 혹은 부착 이후 차광패턴의 단차에 기인한 기포 발생이 관찰되지 않았다. 그러나, 두께비가 0.6을 초과하는 비교예들에서는 단차 기포가 초래되어 점접착층과 베이스 기판 사이, 또는 점접착층과 차광 패턴 사이에서 들뜸 현상이 관찰되었다.
실험예 3: 차광 패턴 경사각에 따른 단차기포 발생 평가
실험예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 베이스 기판 상에 차광 패턴 및 점접착층을 형성하였다. 구체적으로, 차광 패턴 및 점접착층의 두께는 각각 10 ㎛ 및 25 ㎛로 고정하고, 차광 패턴 및 점접착층의 저장 탄성률은 각각 각각 3,000 Mpa 및 0.04 Mpa로 조절하였다. 하기의 표 3에 기재된 바와 같이, 차광 패턴의 측벽의 경사각을 증가시키면서 실시예 및 비교예의 샘플들을 제조하였으며, 상기 점접착층 코팅 시 단차 기포의 발생 여부를 관찰하였다.
구분 차광패턴 측벽 경사각(o) 단차 기포 발생 여부
실시예 14 5 X
실시예 15 15 X
실시예 16 25 X
실시예 17 30 X
비교예 8 35 ○
비교예 9 45 ○
상기 표 3을 참조하면, 경사각이 5도 내지 30도의 범위로 형성된 실시예들에서는 점접착층 부착 시, 혹은 부착 이후 차광패턴의 단차에 기인한 기포 발생이 관찰되지 않았다. 그러나, 경사각이 30도를 초과하는 비교예들에서는 단차 기포가 초래되어 점접착층과 베이스 기판 사이, 또는 점접착층과 차광 패턴 사이에서 들뜸 현상이 관찰되었다.
110: 베이스 기판 120: 차광 패턴
130, 230, 430: 제1 점접착층 140, 240, 440: 편광층
150, 250, 352, 450: 제2 점접착층
160, 260, 360, 460: 터치 센서층

Claims (17)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 일면의 비표시 영역 상에 배치되어, 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역을 구획하는 차광 패턴;
    상기 차광 패턴의 표면 및 상기 베이스 기판 일면을 따라 형성된 제1 점접착층;
    상기 제1 점접착층 상에 적층된 편광층; 및
    상기 편광층 상에 적층된 터치 센서층을 포함하며, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 점탄성비는 75,000 이하이며, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 두께비는 0.6 이하인 윈도우 기판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 점탄성비는 3,000 내지 75,000인 윈도우 기판.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 두께비는 0.1 내지 0.6인 윈도우 기판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 차광 패턴의 측벽은 상기 베이스 기판 일면에 대해 5 내지 30도(o)의 경사각을 갖는 윈도우 기판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 편광층은 액정층을 포함하는 윈도우 기판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 점접착층은 상기 표시 영역 상에서 상대적으로 두껍게 형성된 윈도우 기판.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 두께비는 상기 표시 영역 상에서의 상기 제1 점접착층의 두께 대비 상기 차광 패턴의 두께로 정의되는 윈도우 기판.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 점접착층은 평탄한 상면을 갖는, 윈도우 기판.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층 사이에 배치되는 제2 점접착층을 더 포함하는 윈도우 기판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제2 점접착층은 평탄한 상면을 갖는 윈도우 기판.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스 기판은 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 셀룰로오스 트리 아세테이트 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 윈도우 기판.
  12. 제1 기재층 및 제2 기재층 상에 각각 편광층 및 터치 센서층을 형성하는 단계;
    상기 편광층 및 상기 터치 센서층이 서로 마주보도록 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층을 합지하여 제1 적층체를 형성하는 단계;
    베이스 기판 상에 차광 패턴 및 제1 점접착층을 형성하여 제2 적층체를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 점접착층 및 상기 편광층이 서로 마주보도록 상기 제1 적층체 및 상기 제2 적층체를 합지하는 단계를 포함하는 윈도우 기판의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 적층체를 형성하는 단계 이후, 상기 제1 기재층을 제거하는 단계를 더 포함하는 윈도우 기판의 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 적층체를 형성하는 단계 이후, 또는 상기 제1 적층체 및 상기 제2 적층체를 합지하는 단계 이후, 상기 제2 기재층을 제거하는 단계를 더 포함하는 윈도우 기판의 제조 방법.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 베이스 기판 일면의 주변부에 형성되며, 상기 제1 점접착층은 상기 차광 패턴을 덮도록 상기 베이스 기판 일면 상에 형성되는 윈도우 기판의 제조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 점탄성비는 3,000 내지 75,000 범위로 형성되며, 상기 제1 점접착층 대비 상기 차광 패턴의 두께비는 0.1 내지 0.6 범위로 형성되는 윈도우 기판의 제조 방법.
  17. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치.
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