KR20190031884A - 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법 - Google Patents

투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법 Download PDF

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Abstract

내스크래치성이 우수하고 기포의 배출이 용이하며 스프링백 현상을 극복하면서 곡면부의 형상에 안정적으로 부착되는 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법을 제시한다. 그 장치 및 방법은 디스플레이 장치의 곡면부에 부착되는 보호시트 및 디스플레이 장치의 곡면부에 투명자석 또는 투명자석과 투명 자성체의 조합을 이용한다.

Description

투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법{Protecting sheet attached display having curved shape using transparent magnet and method of attaching the sheet}
본 발명은 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명자석을 이용하여 곡면부를 가진 디스플레이 장치에 기포, 변형 등이 없이 원활하게 부착되는 복합 보호시트 및 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 액정표시소자(LCD), 유기발광다이오드(OLED), 전기영동(EPD)과 같은 디스플레이가 화면을 형성한다. 디스플레이는 핸드폰, 스마트폰, 태블릿 등의 모바일 기기 또는 ATM, 키오스크 등의 정보처리기에 다양하게 활용되고 있다. 디스플레이 장치는 다양한 기능을 수반하는 휴대기기를 채용하고 있다. 이러한 휴대기기는 예컨대 핸드폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 구성품을 말하는 것으로 윈도우, 회로기판, 터치스크린 등이 있다. 한편, 보호시트는 휴대기기에 부착되며, 터치스크린의 전면을 보호하는 효과가 있다.
최근 에지(edge)가 중심부보다 곡률이 크며 삼차원인 곡면 형상을 가지는 휴대기기가 적용되고 있다. 이와 같은 패널은 곡면 휴대기기라고 한다. 나아가, 곡면 휴대기기는 에지(edge)와 연결되어 곡면을 이루는 코너(corner)를 포함하기도 한다. 이와 같이, 곡면 휴대기기는 에지, 코너 또는 에지와 코너가 곡면 형상을 가지는 추세이다. 곡면 휴대기기를 보호하기 위한 보호시트는 곡면 투명시트에 비산방지필름을 합지해야 하는데, 상기 비산방지필름 등의 탄성복원력 및 변형에 의하여 상기 보호시트가 곡면 휴대기기에 안정적으로 부착되지 않는 문제점이 있다.
국내공개특허 제2014-0013155호는 평탄한 강화유리를 사용하고, 에지는 보호커버를 전면으로 부착하는 방식을 채택하고 있다. 상기 방식은 곡면 강화유리에는 채용할 수 없다. 또한, 다층의 보호커버를 에지의 전면에 부착해야 하므로, 제조공정이 복잡하다. 나아가, 외부로 노출된 보호커버에는 접착성 물질이 남아 있어, 그 부분 외부의 이물질이 묻어 미관을 해치게 된다. 덧붙여, 곡면을 이루는 에지의 크기가 커지면, 보호시트의 곡면부의 차지하는 부분이 확장되어, 에지와의 간극이 지나치게 증가된다. 이에 따라, 상기 특허에 의한 방식은 에지의 형상에 적절하게 대응하기 어렵다.
한편, 곡면 테두리부는 곡률의 변화가 심하고 비구면을 이루는 등 다양한 양상으로 변화되고 있다. 이를 대응하기 위하여, 강화유리, 폴리카보네이트, 폴리에스터와 같이 경도, 스티프니스(stiffness), 투명성, 가공성이 우수한 경질 재질을 성형하는 방법이 제시되고 있다. 그런데, 상기 재질에 의한 보호시트는 성형이 어렵고, 성형을 한다고 해도 원래의 상태로 복원하려고 하는 스프링백(spring back) 현상이 있다. 곡면 테두리부의 곡률 및 형상에 대응하기 어려워서, 곡면 테두리부의 일부만 커버하는 정도에 머물고 있다. 다른 방법으로는, 연질 재질, 예컨대 연질 TPU(Thermal Polyurethane)이 제시되었으나, 상기 연질 재질은 경도가 현저하게 낮고, 스크래치에 매우 취약하다. 또한, 연질 재질은 점착력을 높여야 하고, 기포를 제거하기가 쉽지 않다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내스크래치성이 우수하고 기포의 배출이 용이하며 스프링백 현상을 극복하면서 곡면부의 형상에 안정적으로 부착되는 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법은 디스플레이 장치의 곡면부에 부착되는 보호시트 및 디스플레이 장치의 곡면부에 투명자석 또는 투명자석과 투명 자성체의 조합을 이용한다.
본 발명의 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법에 의하면, 디스플레이 장치의 곡면부에 투명자석 또는 투명자석과 투명 자성체의 조합을 활용하여 부착함으로써, 내스크래치성이 우수하고 기포의 배출이 용이하며 스프링백 현상을 극복하면서 곡면부의 형상에 안정적으로 부착된다.
도 1은 본 발명에 의한 보호시트를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 보호시트가 부착되는 곡면 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 보호시트가 곡면 디스플레이 장치에 부착되는 과정을 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 보호시트를 보여주는 평면도이다. 도 2는 도 1의 보호시트가 부착되는 곡면 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다. 이때, 도 1의 일부는 부분 확대하여 단면도로 나타내었다.
도 1에 의하면, 보호시트는 중심부 및 테두리부로 이루어진다. 이에 대응하는 곡면 디스플레이 장치는 화면부의 일부가 곡면을 이루는 곡면부를 가진다. 곡면 디스플레이 장치는 곡면부의 곡률이 크며 삼차원인 곡면 터치스크린 패널에 적용된다. 곡면 디스플레이 장치는 예컨대 핸드폰, 스마트폰, 테블리 PC 등이 있다. 화면부는 도시된 바와 같이 평탄한 면을 가질 수 있으나, 경우에 따라 소정의 곡률을 가진 곡면일 수도 있다.
곡면부는 화면부에 비해 곡면이 휜 정도가 큰 영역이다. 곡면부는 곡면 디스플레이 장치의 일측 또는 양측에 형성된다. 곡면부는 모두 동일한 곡률을 가질 수 있고, 부분적으로 서로 다른 곡률을 가질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 곡면 디스플레이 장치는 곡면부가 연결되며 곡면을 이루는 코너(corner)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 곡면부는 상기 코너의 조합된 것도 포함한다. 곡면 디스플레이 장치의 화면부 및 곡면부에는 지문방지층에 코팅되어 있다. 상기 지문방지층은 통상적으로 접촉각이 110도 이상이다.
곡면 디스플레이 장치는 화면영역 및 베젤영역으로 구분된다. 상기 베젤영역에는 투명하거나, 또는 각종 기능을 발현시키는 인쇄층을 포함할 수 있다. 상기 인쇄층은 투명, 반투명 또는 칼라 등 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 코팅을 적용할 수 있다. 상기 인쇄층은 실크인쇄 또는 UV를 이용한 잉크젯 프린팅 또는 열경화를 이용한 잉크젯 프린팅 또는 전사를 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 인쇄층의 위치는 본 발명의 디스플레이 장치의 형상, 기능 등에 따라 달라질 수 있다. 이렇게 되면, 상기 인쇄층에 구애받지 않고, 곡면 터치스크린 패널에 의한 화면의 크기 등을 보다 유연하게 조절할 수 있다.
기능층은 투명시트 상에 지문방지, 반사방지, 청색광(blue light) 차단, 전자파 차단, 프라이버시(privacy), 항균성 등의 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 불소계 코팅액이 습식 코팅되거나, 진공증착으로 건식 코팅하여 지문방지 기능을 부여하는 지문방지코팅층이 형성될 수 있다. 기능층은 지문방지 또는 지문방지와 항균처리된 유리 또는 고경도와 함께 지문방지 또는 지문방지와 항균처리된 플라스틱 기판일 수 있다. 이와 같이, 상기 코팅은 투명시트가 다양한 기능을 발현하도록 할 수 있다.
투명시트는 투명한 재질이면 제한 없이 이용할 수 있다. 예를 들어, 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 구체적으로, 유리 기판은 강화유리일 수 있으며, 플라스틱 기판은 열가소성수지로 이루어지며, 바람직하게는 PET(PolyEthylene Terephthalate), PEN(PolyEthylene Naphthalate), PES(PolyEther Sulfone), PI(PolyImide), PAR(PolyARylate), PC(PolyCarbonate), PMMA(PolyMethyl MethAcrylate), PU(PolyUrethane), TAC(Tri-Acrtyl-Cellulose) 또는 COC(CycloOlefin Copolymer) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 투명시트는 강화 유리와 플라스틱 기판이 다층으로 형성된 적층구조일 수 있다.
선택적으로, 투명시트는 두께가 대략 10㎛~150㎛인 슬림(slim) 강화유리를 채용할 수 있다. 상기 슬림 강화유리는 파편을 동반하지 않는 크랙이 일어나는 파손 메커니즘을 가진다. 비산하는 파편이 없고 날카로운 에지가 발생하지 않으므로, 사용자에게 자상과 상처를 입히거나, 인체 내부로 흡입되는 파편이 없다.
투명접착층은 예를 들어, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 우레탄계 수지인 열경화 수지 또는 자외선 경화형 수지에 가교제가 혼합된 점착제 또는 그들의 혼합물 또는 그들의 공중합체 중에 선택된 어느 하나일 수 있으며, 상기 점착제는 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 그들의 복합수지 중의 어느 하나일 수 있다.
비산방지필름은 열가소성 수지의 필름 형태가 바람직하고, 예를 들어, PET(PolyEthyleneTerephthalate), PEN(PolyEthyleneNaphthalate), PES(PolyetherSulfone), PI(PolyImide), PAR(PolyARylate), PC(PolyCarbonate), PMMA(PolyMethylMethAcrylate), PU(PolyUrethane), TPU(Thermal PU(PolyUrethane), PE(PolyEthylene), PP(PolyPropylene), TAC(Tri-Acrtyl-Cellulose) 또는 COC(CycloOlefin Copolymer) 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
투명 점착층은 예컨대, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 그들의 복합수지 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
투명 점착층에는 도면에 제시된 것처럼, 섬 모양, 띠 모양, 분말로 분산된 형태로 배치된 투명자석을 포함한다. 본 발명의 투명자석의 형상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
상기 투명자석의 하나의 예는 산화물이나 반도체 재료에 자성을 띠는 Fe, Ni, Co, 등 3d-오비탈 원소를 도핑한 것이다. 본 발명의 투명자석은 octahedral site를 가지는 산화물 내에 도핑원소를 도핑 하였을 때, 도핑원소의 쌍을 이루지 않은 d-orbital과 산소의 2p-orbital 전자스핀 때문에 magnetic moment가 발생한다. 이러한 투명자석을 제공하기 위하여 본 발명은 바람직하게 산화물로써 In, Y, Lu, Ga, 및 Al 로 이루어진 그룹에서 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는 것을 사용하고, 도핑원소로써 Ag, Au, 및 Cu 로 이루어진 그룹에서 선택되는 1 이상의 원소를 사용할 수 있다.
도핑원소로써 특히 Ag 및 Au 는, 종래의 산화물이나 반도체 재료에 도핑되어 자성을 띠는 Fe, Ni, Co, 등 3d-오비탈 원소가 순물질의 높은 Cohesive energy, formation energy로 인해 자기들끼리 뭉치게 되던 것에 비해, cohesive energy가 높지 않으므로 산화물 내에서 고루 잘 퍼져있게 되며, 결함에 의한 자성의 세기와 농도보다 훨씬 커서 점결함을 방지할 수 있다.
또한 상기 도핑원소는 복수의 산화수를 가지는 것인데, 예로써 도핑원소 Ag의 산화수는 산화물 내에서 대부분 1 이 되려고 하지만 간혹 2 나 3이 되기도 한다. 특히 산화물 In2O3, Ga2O3, Al2O3, Lu2O3, Y2O3내에서는 Ag가 산화수 1 또는 2를 갖는다. 이러한 산화수에 따라 Ag의 쌍을 이루지 않은 d-orbital, 구체적으로 4d 오비탈 전자의 개수가 정해지고, 쌍을 이루지 않은 4d 오비탈 전자의 개수가 Ag에 생성되는 자기모멘트 크기를 결정한다.
본 발명은 바람직한 실시 예로써 Ag(silver), Au(gold), 또는 Cu(copper) 원자를, 구조 내에 octahedral site를 갖는 In2O3, Ga2O3, Al2O3, Lu2O3, 또는 Y2O3 안에 도핑하여, 도핑원소의 쌍을 이루지 않은 d-orbital과 산소의 2p-orbital 전자스핀 때문에 magnetic moment가 발생하는 투명자석을 제공한다. 상기 산화물 및 도핑원소는 그 자체로는 전혀 자성을 띠지 않는 도핑원소 및 산화물 모재이지만 도핑이 되었을 때 서로 자석이 된다.
한편, 본 발명의 투명자석은 앞에서 제시한 사례에 한정되지 않고, 본 발명의 범주 내에서 다른 형태의 투명자석을 적용할 수 있다.
곡면 디스플레이 장치의 곡면부에는 보호시트에서 제시한 것과 같은 투명자석이 배치된다. 곡면의 투명자석은 섬 모양, 띠 모양, 분말로 분산된 형태로 배치된다. 본 발명의 투명자석의 형상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
곡면 디스플레이 장치의 곡면부의 투명자석은 곡면에 코팅하거나 접합시켜 구현할 수 있다. 또한, 곡면부의 투명자석은 캐리어 필름에 섬 모양, 띠 모양, 분말로 분산된 형태의 투명자석을 형성하여, 캐리어 필름을 부착할 수 있다.
한편, 보호시트의 테두리부 또는 곡면 디스플레이 장치의 곡면부 중의 어느 하나는 투명자석 대신에 투명한 자성체로 대체할 수 있다. 투명한 자성체는 자석에 부착되는 성질을 가진 물질이다. 투명한 자성체는 예를 들어, 밴드갭(band gap(Eg)}이 3eV이상으로 크고, 가시영역으로부터 자외광, 특히 초자외광 파장의 빛도 투과하는 성질을 가지고, 엑시톤(exciton)의 결합에너지가 큰 알카리ㆍ칼코게나이드(chalcogenide) 화합물일 수 있다.
한편, 본 발명의 투명 자성체는 앞에서 제시한 사례에 한정되지 않고, 본 발명의 범주 내에서 다른 형태의 투명 자성체를 적용할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 보호시트의 테두리부 및 곡면 디스플레이 장치의 곡면부는 각각 투명자석/투명자석, 투명자석/투명 자성체 또는 투명 자성체/투명자석 중의 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 보호시트가 곡면 디스플레이 장치에 부착되는 과정을 보여주는 도면이다. 여기서는 부착되는 과정의 하나의 사례를 제시한 것이므로, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형하여 부착할 수 있다.
도 3에 의하면, 투명자석 또는 투명 자성체를 포함하는 점착층을 가진 보호시트의 단부를 투명자석 또는 투명 자성체를 포함하는 곡면부를 가진 곡면 디스플레이 장치에 정렬시킨다. 그후, 보호시트의 중심부를 곡면 디스플레이 장치의 화면부에 먼저 밀착시킨다. 이어서, 기포를 제거해가면서 부착면을 곡면 디스플레이 장치의 곡면부로 확장시킨다. 보호시트의 테두리부가 곡면 디스플레이 장치의 곡면부에 도달하면, 투명자석 또는 투명 자성체 또는 그 들의 조합 사이의 자기력이 점착층의 점착력에 부가된다. 즉, 보호시트의 테두리부는 점착층의 점착력에 자기력이 부가되어 곡면부에 부착된다. 투명자석 또는 투명 자성체 또는 그들의 조합에 의해 야기되는 자기력은 곡면 디스플레이 장치의 동작에 영향을 주지 않고 스프링백 현상을 방지하는 정도로 정해진다.
본 발명의 실시예에 의하면, 보호시트의 테두리부는 점착층의 점착력에 자기력이 부가되어 곡면부에 부착함으로써, 스프링백 현상을 확실하게 차단할 수 있다. 왜냐하면, 종래의 점착력만으로는 스프링백 현상을 극복할 수 없었으나, 자기력이 부가됨으로써 스프링백 현상이 차단된다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (1)

  1. 디스플레이 장치의 곡면부에 부착되는 보호시트 및 디스플레이 장치의 곡면부에 투명자석 또는 투명자석과 투명 자성체의 조합을 이용한 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법.
KR1020170120131A 2017-09-19 2017-09-19 투명자석을 이용한 곡면 디스플레이 장치의 보호시트 및 그 부착방법 KR20190031884A (ko)

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