KR20180053136A - 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 내부에 차광패턴이 형성되어 단차 없는 커버 윈도우와 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 커버 윈도우는 단차를 갖지 않기 때문에 표시장치와의 접착력이 향상된다.
본 발명의 커버 윈도우는 단차를 갖지 않기 때문에 표시장치와의 접착력이 향상된다.
Description
본 발명은 표시장치 관한 것으로, 특히 광차단패턴에 의한 단차가 없는 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력의 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device)나 발광다이오드 표시장치(light emitting diode display device) 등이 개발되어 널리 적용되고 있다.
이러한 평판표시장치 중, 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적 이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의하여 영상을 표시한다.
이러한 액정표시장치는 마주보는 두 기판(substrate) 사이에 액정층을 형성하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널의 하부에 백라이트 유닛(backlight unit)이 위치한다. 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 백라이트 유닛으로부터의 빛에 대한 투과율 차이로 영상이 구현된다.
한편, 발광다이오드 표시장치는 발광다이오드를 포함하는 발광다이오드패널을 필수 구성요소로 하며, 양극과 음극으로부터의 정공과 전자가 발광층에서 결합하면서 발광시켜 영상을 표시한다.
이와 같은 표시장치에서는, 표시패널(액정패널 또는 발광다이오드패널)의 보호를 위해 표시면에 커버 윈도우(window)가 부착된다.
도 1은 종래 표시장치의 개략적인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 표시장치(1)는, 표시패널(10)과, 상기 표시패널(10)의 배면과 측면을 덮는 프레임(20)과, 상기 표시패널(10)의 전면(前面), 즉 표시면 측에 위치하는 커버 윈도우(30)와, 상기 커버 윈도우(30)와 상기 표시패널(10)을 부착시키는 접착층(40)을 포함한다.
상기 커버 윈도우(30)에는 표시장치(1)의 가장자리에서의 빛샘을 방지하기 위한 차광패턴(light shielding pattern, 32)이 위치한다.
상기 커버 윈도우(30)는 상기 접착층(40)을 통해 상기 표시패널(10)에 견고히 부착되어야 한다. 그런데, 종래 표시장치(1)에서는 커버 윈도우(30)와 접착층(40) 간의 접착력(부착력)이 저하되고 고온/고습 조건에서 차광패턴(32)와 접착층(40) 간의 접착력이 더욱 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은, 커버 윈도우에 형성되는 차광패턴에 의한 접착력 저하의 문제를 해결하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 베이스와, 상기 베이스 내부 가장자리에 위치하는 차광패턴을 포함하며, 평탄한 상부면과 하부면을 갖는 커버 윈도우를 제공한다.
상기 커버 윈도우는 서로 연결된 수평부와 수직부를 포함할 수 있고, 상기 수평부는 상기 베이스보다 작은 두께를 갖고, 상기 수직부는 상기 베이스와 동일한 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 수평부는 상기 베이스의 상기 상부면의 일부를 이루고, 상기 수직부는 상기 베이스의 상기 하부면 일부와 측면을 이룰 수 있고, 상기 수직부의 폭은 상기 수평부의 두께보다 클 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 특징을 갖는 커버 윈도우를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명에서는, 커버 윈도우에 대한 선택적 광(UV) 조사에 의해 커버 윈도우 내부에 차광패턴이 형성된다.
즉, 차광패턴에 의해 단차가 발생하는 종래 커버 윈도우와 달리, 본 발명에서 차광패턴을 포함하는 커버 윈도우는 평탄한 상부면 및 하부면을 갖는다. 따라서, 차광패턴에 의한 단차에 의해 표시패널과의 부착력(접착력)이 저하되는 문제가 방지된다.
또한, 본 발명에서는, 커버 윈도우의 전면과 측면 각각에 대한 UV 조사 공정에 의해 수평부와 수직부로 구성되는 차광패턴이 형성되므로, UV 과량 조사에 의한 커버 윈도우와 접착층의 손상 없이 표시장치의 빛샘 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 종래 표시장치의 개략적인 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 평면도와 단면도이다.
도 3은 액정패널의 개략적인 단면도이다.
도 4는 발광다이오드패널의 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치용 커버 윈도우의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치에서 발생되는 빛샘 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치용 커버 윈도우의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 평면도와 단면도이다.
도 3은 액정패널의 개략적인 단면도이다.
도 4는 발광다이오드패널의 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치용 커버 윈도우의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치에서 발생되는 빛샘 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치용 커버 윈도우의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
다시 도 1을 참조하면, 종래 표시장치(1)의 커버 윈도우(30)에는 빛샘을 방지하기 위한 차광패턴(32)이 형성되는데, 차광패턴(32)에 의해 커버 윈도우(30)에 단차가 발생한다.
즉, 차광패턴(32)이 커버 윈도우(30)의 하부면에 형성되어 단차를 발생시키고 이에 의해 커버 윈도우(30)와 접착층(40) 간의 접착력이 저하된다. 또한, 고온/고습 조건에서는 차광패턴(32)과 접착층(40) 사이에 기포가 발생하여 커버 윈도우(30)와 접착층(40) 간의 접착력이 더욱 저하된다.
본 발명은, 베이스와, 상기 베이스 내부 가장자리에 위치하는 차광패턴을 포함하며, 평탄한 상부면과 하부면을 갖는 커버 윈도우를 제공한다.
본 발명의 커버 윈도우에 있어서, 상기 차광 패턴은 수평부와 상기 수평부에 연결되는 수직부를 갖는다.
본 발명의 커버 윈도우에 있어서, 상기 수평부는 상기 베이스보다 작은 두께를 갖고, 상기 수직부는 상기 베이스와 동일한 두께를 갖는다.
본 발명의 커버 윈도우에 있어서, 상기 베이스의 일면과 상기 수평부 사이에는 광변색 물질이 포함되어 있다.
본 발명의 커버 윈도우에 있어서, 상기 수평부는 상기 베이스의 상기 상부면의 일부를 이루고, 상기 수직부는 상기 베이스의 상기 하부면 일부와 측면을 이룬다.
본 발명의 커버 윈도우에 있어서, 상기 수직부의 폭은 상기 수평부의 두께보다 크다.
본 발명의 커버 윈도우에 있어서, 상기 베이스의 표면 방향을 따라, 상기 수평부는 상기 수직부보다 큰 길이를 갖는다.
다른 관점에서, 본 발명은, 표시패널과, 상기 표시패널의 일면 상에 위치하는 전술한 커버 윈도우와, 상기 표시패널과 상기 커버 윈도우 사이에 위치하는 접착층을 포함하는 표시장치를 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 평면도와 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(101)과, 상기 표시패널(101)의 전면(前面), 즉 표시면 측에 위치하며 그 내부에 차광패턴(172)을 갖는 커버 윈도우(170)와, 상기 커버 윈도우(170)와 상기 표시패널(101)을 부착시키는 접착층(180)을 포함한다.
또한, 표시장치(100)는 상기 표시패널(101)의 배면과 측면을 덮는 프레임(190)을 더 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 프레임(190)은 상기 표시패널(101)의 측면만을 덮을 수 있다. 또한, 상기 프레임(190) 없이, 상기 커버 윈도우(170)가 상기 표시패널(101)과 부착될 수도 있다.
예를 들어, 상기 표시패널(101)은 액정패널 또는 발광다이오드패널일 수 있다.
액정패널의 개략적인 단면도인 도 3을 참조하면, 표시패널(101)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 250)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 사이에 개재되며 액정분자(262)를 포함하는 액정층(260)을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 각각은 유리 기판 또는 플렉서블한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 제 1 기판(210) 상에는 제 1 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 제 1 버퍼층(220) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 제 1 버퍼층(220)은 생략될 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(220) 상에는 게이트 전극(222)이 형성되고, 상기 게이트 전극(222)을 덮으며 게이트 절연막(224)이 형성된다. 또한, 상기 버퍼층(220) 상에는 상기 게이트 전극(222)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(224) 상에는 반도체층(226)이 상기 게이트 전극(222)에 대응하여 형성된다. 상기 반도체층(226)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 반도체층(226)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(226) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(230)과 드레인 전극(232)이 형성된다. 또한, 상기 소스 전극(230)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다.
상기 게이트 전극(222), 상기 반도체층(226), 상기 소스 전극(230) 및 상기 드레인 전극(232)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(Tr) 상에는, 상기 드레인 전극(232)을 노출하는 드레인 콘택홀(236)을 갖는 보호층(234)이 형성된다.
상기 보호층(234) 상에는, 상기 드레인 콘택홀(236)을 통해 상기 드레인 전극(232)에 연결되는 화소 전극(240)과, 상기 화소 전극(240)과 교대로 배열되는 공통 전극(242)이 형성된다.
상기 제 2 기판(250) 상에는 제 2 버퍼층(252)이 형성되며, 상기 제 2 버퍼층(252) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr), 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(254)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(256)이 형성된다. 상기 제 2 버퍼층(252)과 상기 블랙매트릭스(254)는 생략될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250)은 액정층(260)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 사이에서 발생되는 전계에 의해 상기 액정층(260)의 액정분자가 구동된다. 한편, 상기 공통 전극(242) 상기 제 2 기판(250)에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 상기 액정층(260)과 접하여 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 편광판이 부착될 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(210)의 하부에는 백라이트 유닛이 배치되어 상기 표시패널(101)로 빛을 공급한다.
예를 들어, 상기 백라이트 유닛은 상기 표시패널(101) 하부에 위치하는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 광원과, 상기 도광판의 배면에 위치하는 반사판과, 상기 도광판과 상기 표시패널(101) 사이에 위치하는 광학시트를 포함할 수 있다.
한편, 발광다이오드패널의 개략적인 단면도인 도 4를 참조하면, 표시패널(101)은 기판(310)과, 상기 기판(310) 상에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 기판(310) 상부에 위치하며 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(D)를 포함한다.
상기 기판(310)은 유리 기판 또는 플렉서블한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 기판(310) 상에는 버퍼층(320)이 형성되고, 상기 버퍼층(320) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(320)은 생략될 수 있다.
상기 버퍼층(320) 상에는 반도체층(322)이 형성된다. 상기 반도체층(322)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(322)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(322) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(322)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(322)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(322)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(322)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(322) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(324)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(324)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(324) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(330)이 반도체층(322)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 4에서는, 게이트 절연막(324)이 기판(310) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(324)은 게이트 전극(330)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트 전극(330) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(332)이 형성된다. 층간 절연막(332)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(332)은 상기 반도체층(322)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)은 게이트 전극(330)의 양측에 게이트 전극(330)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)은 게이트 절연막(324) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(324)이 게이트 전극(330)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)은 층간 절연막(332) 내에만 형성될 수도 있다.
상기 층간 절연막(332) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(340)과 드레인 전극(342)이 형성된다.
소스 전극(340)과 드레인 전극(342)은 상기 게이트 전극(330)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)을 통해 상기 반도체층(322)의 양측과 접촉한다.
상기 반도체층(322)과, 상기 게이트전극(330), 상기 소스 전극(340), 상기 드레인전극(342)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(320)의 상부에 상기 게이트 전극(330), 상기 소스 전극(342) 및 상기 드레인 전극(344)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 상기 데이터 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(342)을 노출하는 드레인 콘택홀(352)을 갖는 보호층(350)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(350) 상에는 상기 드레인 콘택홀(352)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(342)에 연결되는 제 1 전극(360)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(360)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(360)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(360)의 상부 또는 하부에는 반사전극 또는 반사층이 형성되어 광 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 전극(360)은 ITO/APC/ITO의 삼중층 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 보호층(350) 상에는 상기 제 1 전극(360)의 가장자리를 덮는 뱅크층(366)이 형성된다. 상기 뱅크층(366)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(360)의 중앙을 노출한다.
상기 제 1 전극(360) 상에는 발광층(362)이 형성된다. 상기 발광층(362)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 발광층(362)은 상기 제 1 전극(360) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 발광물질층은 양자점과 같은 무기발광물질, 또는 유기발광물질을 포함할 수 있다.
상기 발광층(362)이 형성된 상기 플라스틱 기판(310) 상부로 제 2 전극(364)이 형성된다. 상기 제 2 전극(364)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(364)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(360), 상기 발광층(362) 및 상기 제 2 전극(364)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 상기 제 2 전극(364) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film)이 형성될 수 있다. 상기 인캡슐레이션 필름은 제 1 무기 절연층과, 유기 절연층과 제 2 무기 절연층의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 커버 윈도우(170)는 그 내부에 차광패턴(172)이 구비되어 상기 표시패널(101)의 표시면 측에 대응하는 하부면과 이와 반대면인 상부면 모두가 평탄하다.
상기 커버 윈도우(170)는 강화유리 또는 고경도의 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 윈도우(170)는 실리콘 에폭시 수지 또는 비스페놀A(bis-phenol A) 에폭시 수지와 같은 플라스틱으로 이루어질 수 있고, 경화제가 포함될 수 있다.
상기 차광패턴(172)은 상기 커버 윈도우(170)의 가장자리에 위치하며 상기 표시패널(101) 가장자리에서의 빛샘을 방지한다. 상기 차광패턴(172)은 상기 커버 윈도우(170)와 동일한 두께를 가져 표시장치(100)의 표시면 측 가장자리뿐 아니라 상기 표시장치(100)의 측면 가장자리에서의 빛샘을 방지한다.
상기 차광패턴(172)은 상기 커버 윈도우(170)에 대한 광(UV) 조사에 의해 형성된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치용 커버 윈도우의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 그 가장자리에 광변색 물질(174, photochromic material)이 포함되어 있는 베이스(170a)를 준비한 후, 도 5b에 도시된 바와 같이 마스크(미도시)를 베이스(170a) 중앙 상부에 배치한 상태에서 베이스(170a)의 가장자리에 UV를 조사한다. 이에 따라, 상기 광변색 물질(174)이 변색되어 차광패턴(172)이 그 내부에 형성된 커버 윈도우(170)을 형성할 수 있다.
상기 광변색 물질(174)은 UV 조사에 의해 비가역(irreversible)적으로 변색된다. 예를 들어, 상기 광변색 물질(174)로는 PMS1797U (Red, QCR solution company), PMS2995U (Blue, QCR solution company), PMS1495U (Yellow, QCR solution company)이 이용될 수 있다. 상기 광변색 물질(174)은 상기 베이스(170a) 물질에 대하여 약 1~10wt%로 첨가될 수 있다.
본 발명에서는, 베이스(170a)의 내부에 위치하는 광변색 물질(174)의 색상 변화에 의해 차광패턴(172)이 형성되기 때문에, 차광패턴(172)에 의한 커버 윈도우(170)의 단차 문제를 발생하지 않는다.
다시 도 2b를 참조하면, 차광패턴(172)을 포함하는 커버 윈도우(170)는 접착층(180)을 통해 표시패널(101)에 부착된다.
상기 접착층(180)은 필름(또는 시트(sheet)) 형태로 상기 커버 윈도우(170)에 부착된다. 접착층(180)이 커버 윈도우(170)에 부착된 상태에서, 상기 접착층(180)이 상기 표시패널(101)에 부착됨으로써 상기 커버 윈도우(170)가 상기 표시패널(101)의 표시면에 부착된 표시장치(100)가 제공된다. 상기 접착층(180)은 아크릴레이트 화합물로 이루어지는 광학 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)일 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치(100)에서는, 차광패턴(172)이 내부에 구비되어 커버 윈도우(170)는 평탄한 표면을 갖는다. 따라서, 커버 윈도우(170)와 표시패널(101)의 접착력이 향상되어 표시장치(100)의 내구성이 향상된다.
그런데, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치(100)의 가장자리에서 빛샘이 발생하여 표시 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치에서 발생되는 빛샘 문제를 설명하기 위한 도면인 도 6을 참조하면, 광변색 물질(174)을 포함하는 커버 윈도우(170)의 가장자리에 UV가 조사되어 차광패턴(172)이 형성되는데, 커버 윈도우(170) 상부 측의 광변색 물질(174)에 의해 UV가 차단되어 커버 윈도우(170) 하부 측의 광변색 물질(174)에 조사되는 UV 양이 감소한다.
따라서, 커버 윈도우(170) 하부 측에서 광차단 특성이 저하되어 표시장치(도 2b의 100) 가장자리를 통해 빛(L) 누설, 즉 빛샘 문제가 발생한다.
또한, 매우 많은 양의 UV를 장시간 조사함으로써 커버 윈도우(170) 하부측의 광차단 특성을 증가시킬 수 있으나, 이 경우 커버 윈도우(170)와 접착층(도 2b의 180)의 특성이 저하될 수 있다.
예를 들어, UV 과량 조사에 의해 커버 윈도우(170)가 부서지기 쉬운(brittle) 상태가 되고 접착층(180)의 접착력이 저하될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치(400)는 표시패널(401)과, 상기 표시패널(401)의 전면(前面), 즉 표시면 측에 위치하며 그 내부에 차광패턴(472)을 갖는 커버 윈도우(470)와, 상기 커버 윈도우(470)와 상기 표시패널(401)을 부착시키는 접착층(480)을 포함한다.
또한, 표시장치(400)는 상기 표시패널(401)의 배면과 측면을 덮는 프레임(490)을 더 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 프레임(490)은 상기 표시패널(401)의 측면만을 덮을 수 있다. 또한, 상기 프레임(490) 없이, 상기 커버 윈도우(470)가 상기 표시패널(401)과 부착될 수도 있다.
예를 들어, 상기 표시패널(401)은 액정패널 또는 발광다이오드패널일 수 있다.
상기 표시패널(401)이 액정패널인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 250)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 사이에 개재되며 액정분자(262)를 포함하는 액정층(260)과, 화소 전극(240) 및 공통 전극(242)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 표시패널(401)이 발광다이오드 패널인 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(310) 상에 위치하는 발광다이오드(D)와 상기 발광다이오드(D)에 연결되며 상기 기판(310)과 상기 발광다이오드(D) 사이에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)를 포함할 수 있다.
상기 커버 윈도우(470)는 그 내부에 차광패턴(472)이 구비되어 상기 표시패널(401)의 표시면 측에 대응하는 하부면과 이와 반대면인 상부면 모두가 평탄하다.
상기 커버 윈도우(470)는 강화유리 또는 고경도의 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 윈도우(470)는 실리콘 에폭시 수지 또는 비스페놀A(bis-phenol A) 에폭시 수지와 같은 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 차광패턴(472)은 수평부(474)와 상기 수평부(474)의 일단에 연결된 수직부(476)를 포함한다. 상기 수평부(474)는 상기 커버 윈도우(470)의 상부측에 위치하고, 상기 수직부(476)는 상기 커버 윈도우(470)의 측면 가장자리에 위치한다. 커버 윈도우(470)의 표시면 방향을 따라, 상기 수평부(474)는 제 1 길이를 갖고, 상기 수직부(476)는 상기 제 1 길이보다 작은 제 2 길이(수직부의 폭(w)에 대응)를 갖는다. 즉, 상기 차광패턴(472)은 "ㄱ"자 형상(또는 역(reverse)-L 형상)을 갖는다.
상기 차광패턴(472)의 상기 수평부(474)에 의해 표시장치(400) 전면 가장자리에서의 빛샘이 차단되고, 상기 차광패턴(474)의 상기 수직부(476)에 의해 표시장치(400) 측면 가장자리에서의 빛샘이 차단된다.
상기 차광패턴(472)은 상기 커버 윈도우(470)에 대한 광(UV) 조사에 의해 형성된다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치용 커버 윈도우의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 그 가장자리에 광변색 물질(478, photochromic material)이 포함되어 있는 베이스(470a)를 준비한다.
상기 광변색 물질(478)은 UV 조사에 의해 비가역(irreversible)적으로 변색된다. 예를 들어, 상기 광변색 물질(478)로는 PMS1797U (Red, QCR solution company), PMS2995U (Blue, QCR solution company), PMS1495U (Yellow, QCR solution company)이 이용될 수 있다. 상기 광변색 물질(174)은 상기 베이스(470a) 물질에 대하여 약 1~10wt%로 첨가될 수 있다.
다음, 도 8b에 도시된 바와 같이, 마스크(미도시)를 베이스(470a) 전면 중앙 상부에 배치한 상태에서 베이스(470a)의 가장자리에 UV를 조사한다. (제 1 UV 조사 공정) 이에 따라 상기 베이스(470a) 상부측의 상기 광변색 물질(478)이 변색되어 상기 수평부(474)가 형성된다.
다음, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(470a)의 측면에 UV를 조사한다. (제 2 UV 조사 공정) 이에 따라 상기 베이스(470a) 가장자리의 상기 광변색 물질(478)이 변색되어 상기 수직부(476)가 형성되어, 본 발명의 커버 윈도우(470)이 제조된다.
이와 같이 제조된 커버 윈도우(470)에서, 상기 수평부(474)는 상부면의 일부를 이루고, 상기 수직부(476)는 상기 커버 윈도우(470)의 하부면 일부와 측면을 이루게 된다. 한편, 상기 커버 윈도우(470)의 하부면과 상기 수평부(474) 사이에는 광변색 물질(478)이 남게 된다.
광변색 물질(PMS1797U, 3wt%)가 가장자리에 첨가된 실리콘 에폭시로 이루어지는 커버윈도우에 대하여 실시예2와 같은 형상의 차광패턴(A type)을 형성한 경우와 실시예1과 같은 형상의 차광패턴(B type)을 형성한 경우의 투과율, OD(optical density) 값 및 빛샘 발생 여부를 측정하여 아래 표1에 기재하였다.
[표1]
표1에서 보여지는 바와 같이, B type의 차광패턴을 포함하는 커버 윈도우는 A type의 차광패턴을 포함하는 커버 윈도우의 OD 값과 실질적으로 동일하거나 그보다 큰 OD 값을 갖는다. 그러나, 커버윈도우의 두께가 증가하면 빛샘이 발생한다.
즉, 전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커버윈도우의 하측에서는 광변색 물질의 광변색이 원활히 일어나지 않기 때문에, 표시장치의 측면 가장자리를 통한 빛샘 문제가 발생한다. 그러나, 본 발명의 제 2 실시예에 다른 커버 윈도우에서는 이와 같은 빛샘 문제가 방지된다.
도 8b 및 도 8c에서는, 상기 수평부(474)를 형성하는 제 1 UV 조사 공정 후에, 상기 수직부(476)를 형성하는 제 2 UV 조사 공정이 진행된다. 이와 달리, 상기 수직부(476)를 형성하는 UV 조사 공정 후에 상기 수평부(474)를 형성하는 UV 조사 공정이 진행될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 UV 조사 공정은 동시에 진행될 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 UV 조사 공정에서 조사되는 UV의 총량은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 차광패턴(172)을 형성하기 위해 조사되는 UV의 양보다 작다. 따라서, UV 과량 조사에 의한 커버 윈도우(470)와 접착층(480)의 손상을 최소화할 수 있다.
상기 제 2 UV 조사 공정의 UV의 세기 또는 UV 조사 시간은 상기 제 1 UV 조사 공정에서의 UV의 세기 또는 UV 조사 시간보다 크며, 이에 따라 상기 수직부(476)의 폭(w)은 상기 수평부(474)의 두께(t)보다 클 수 있다. 상기 수평부(474)는 상기 커버 윈도우(470)보다 작은 두께를 갖고, 상기 수직부(476)는 상기 커버 윈도우(470)와 동일한 두께를 갖는다.
상기 제 1 UV 조사 공정은 상기 커버 윈도우(470)의 전면에 대하여 진행되기 때문에, 상기 제 1 UV 조사 공정에서의 UV 조사량이 크면 상기 접착층(480)에 손상이 발생할 수 있으나, 상기 제 2 UV 조사 공정에서는 상기 접착층(480)에 UV 조사되지 않는다. 따라서, 상기 제 2 UV 조사 공정의 UV 조사량을 상기 제 1 UV 조사 공정의 UV 조사량보다 크게 하여, 상기 접착층(480)에 대한 손상 없이 차광패턴(472)의 광 차단 특성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 UV 조사 공정에서는 365nm 파장과 1.35mW/cm2의 제 1 세기를 갖는 UV가 제 1 시간 동안 조사되고, 상기 제 2 UV 조사 공정에서는 동일한 파장 및 동일한 세기의 UV가 상기 제 1 시간보다 큰 제 2 시간 동안 조사될 수 있다. 이와 달리, 상기 제 2 UV 조사 공정에서 상기 제 1 세기보다 큰 제 2 세기를 갖는 UV가 상기 제 1 시간 동안 조사될 수도 있다.
본 발명에서는, 베이스(470a)의 내부에 위치하는 광변색 물질(478)의 색상 변화에 의해 차광패턴(472)이 형성되기 때문에, 차광패턴(472)에 의한 커버 윈도우(470)의 단차 문제를 발생하지 않는다. 따라서, 커버 윈도우(470)의 단차에 의한 접착력 저하 문제가 발행하지 않는다.
다시 도 7을 참조하면, 차광패턴(472)을 포함하는 커버 윈도우(470)는 접착층(480)을 통해 표시패널(101)에 부착된다.
상기 접착층(480)은 필름(또는 시트(sheet)) 형태로 상기 커버 윈도우(470)에 부착된다. 접착층(480)이 커버 윈도우(470)에 부착된 상태에서, 상기 접착층(480)이 상기 표시패널(401)에 부착됨으로써 상기 커버 윈도우(470)가 상기 표시패널(401)의 표시면에 부착된 표시장치(400)가 제공된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치(400)에서는, 차광패턴(472)이 내부에 구비되어 커버 윈도우(470)는 평탄한 표면을 갖는다. 따라서, 커버 윈도우(470)와 표시패널(401)의 접착력이 향상되어 표시장치(400)의 내구성이 향상된다.
또한, 상기 커버 윈도우(470)의 전면과 측면 각각에 대한 UV 조사 공정에 의해 수평부(474)와 수직부(476)로 구성되는 차광패턴(472)이 형성되므로, UV 과량 조사에 의한 커버 윈도우(470)와 접착층(480)의 손상 없이 표시장치(400)의 빛샘 문제를 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 400: 표시장치
101, 401: 표시패널
170, 470: 커버 윈도우 172, 472: 차광패턴
174, 478: 광변색물질 180, 480: 접착층
190, 490: 프레임 474: 수평부
476: 수직부
170, 470: 커버 윈도우 172, 472: 차광패턴
174, 478: 광변색물질 180, 480: 접착층
190, 490: 프레임 474: 수평부
476: 수직부
Claims (8)
- 베이스와;
상기 베이스 내부 가장자리에 위치하는 차광패턴을 포함하며, 평탄한 상부면과 하부면을 갖는 커버 윈도우.
- 제 1 항에 있어서,
상기 차광 패턴은 수평부와 상기 수평부에 연결되는 수직부를 갖는 커버 윈도우.
- 제 2 항에 있어서,
상기 수평부는 상기 베이스보다 작은 두께를 갖고, 상기 수직부는 상기 베이스와 동일한 두께를 갖는 커버 윈도우.
- 제 2 항에 있어서,
상기 베이스의 일면과 상기 수평부 사이에는 광변색 물질이 포함되어 있는 커버 윈도우.
- 제 2 항에 있어서,
상기 수평부는 상기 베이스의 상기 상부면의 일부를 이루고, 상기 수직부는 상기 베이스의 상기 하부면 일부와 측면을 이루는 커버 윈도우.
- 제 2 항에 있어서,
상기 수직부의 폭은 상기 수평부의 두께보다 큰 커버 윈도우.
- 제 2 항에 있어서,
상기 베이스의 표면 방향을 따라, 상기 수평부는 상기 수직부보다 큰 길이를 갖는 커버 윈도우.
- 표시패널과;
상기 표시패널의 일면 상에 위치하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 커버 윈도우와;
상기 표시패널과 상기 커버 윈도우 사이에 위치하는 접착층
을 포함하는 표시장치.
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