KR20190074160A - 표시장치 - Google Patents

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KR20190074160A
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 좁은 베젤을 갖는 표시장치에 관한 것으로, 영상을 표시하는 표시패널과, 표시패널 하부의 커버 유닛, 표시패널과 커버 유닛 사이의 제1 접착 부재, 그리고 제1 접착 부재와 표시패널 사이의 제2 접착 부재를 포함하며, 제1 접착 부재는 용융 갈륨-인듐 합금이나 갈륨-인듐-주석 합금 또는 갈륨-금 합금과 같이 전압 인가에 의해 유동성을 갖는 금속으로 이루어진다. 이에 따라, 접착 불량이 발생할 경우, 제1 접착 부재에 전압을 인가하여 접착력을 약화시킴으로써 표시패널을 커버 유닛으로부터 손상 없이 분리할 수 있다.

Description

표시장치{Display Device}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히, 좁은 베젤을 갖는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)나 전계발광 표시장치(electroluminescent display device: ELD) 등이 개발되어 널리 적용되고 있다.
이러한 평판표시장치는 스마트 폰(smartphone)과 같은 휴대용 기기나, 컴퓨터의 모니터, 또는 텔레비전 등에 널리 이용되는데, 각 평판표시장치의 표시패널은 다양한 케이스나 커버 등의 기구물을 통해 모듈화되고 제품화되어 공급된다.
이때, 평판표시장치의 표시패널은 영상을 표시하는 표시 영역과 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 가지며, 표시패널의 전면(front surface)에 위치하는 케이스나 커버는 비표시 영역을 덮는다. 여기서, 비표시 영역을 덮는 케이스나 커버의 부분은 제품의 베젤(bezel) 영역이 된다.
이러한 베젤 영역은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 제품의 크기를 증가시키며, 제품의 외관을 저하시킨다.
따라서, 최근에는 케이스 등의 기구물을 생략하거나 최소화함으로써, 두께 및 무게를 줄이고 베젤 영역을 감소시키며, 동일한 크기의 표시장치에서 표시영역의 크기를 최대로 하여, 기구물의 노출 없이 깔끔한 외관을 갖는 보더리스(borderless) 제품이 연구 및 개발되고 있다.
이를 위해 표시패널과 표시패널을 지지하는 기구물 사이에 접착 부재를 적용하는 구조가 제안되었으며, 접착 부재는 강한 접착력에 의해 표시패널을 기구물 상에 고정시킨다.
그런데, 접착 불량이 발생할 경우, 표시패널과 기구물을 분리해야 하며, 분리를 위해 별도의 장비 등이 필요하여 비용이 증가된다. 또한, 접착 부재의 강한 접착력으로 인해 표시패널과 기구물을 분리하기가 쉽지 않으며, 표시패널과 기구물을 분리하는 과정에서 표시패널 등에 손상이 가해지는 문제가 발생한다. 따라서, 접착 불량이 발생된 표시장치는 재활용되지 못하여 생산성을 저하시키고 비용을 증가시킨다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 표시장치의 접착 불량에 의한 생산성 저하 및 비용 증가 문제를 해결하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널과, 표시패널 하부의 커버 유닛, 표시패널과 커버 유닛 사이의 제1 접착 부재, 그리고 제1 접착 부재와 표시패널 사이의 제2 접착 부재를 포함하며, 제1 접착 부재는 용융 갈륨-인듐 합금(eutectic gallium-indium alloy: EGaIn)이나 갈륨-인듐-주석 합금(gallium-indium-tin alloy: Galinstan) 또는 갈륨-금 합금(gallium-gold alloy: Ga2Au)과 같이 전압 인가에 의해 유동성을 갖는 금속으로 이루어진다.
여기서, 커버 유닛은 제1 접착 부재에 대응하여 홈을 가지며, 제1 접착 부재는 홈 내에 위치한다.
또한, 본 발명의 표시장치는 제1 접착 부재와 연결되는 전압 인가부를 더 포함한다.
본 발명에서는 접착 부재를 이용하여 표시패널을 기구물에 고정함으로써, 표시장치의 무게 및 두께를 줄일 수 있다.
또한, 베젤 영역을 감소시키고 보더리스 구조를 구현하여 디자인의 차별화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 접착 불량이 발생할 경우, 손상 없이 표시패널을 기구물로부터 쉽게 분리할 수 있으므로, 표시패널과 기구물을 재활용함으로써 생산성을 높이고 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 전압 인가부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 표시패널의 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5a와 도 5b는 각각 전압을 인가하기 전과 후의 유동성 금속의 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널 하부의 커버 유닛; 상기 표시패널과 상기 커버 유닛 사이의 제1 접착 부재; 그리고 상기 제1 접착 부재와 상기 표시패널 사이의 제2 접착 부재를 포함하며, 상기 제1 접착 부재는 전압 인가에 의해 유동성을 갖는 금속으로 이루어진다.
상기 금속은 용융 갈륨-인듐 합금(eutectic gallium-indium alloy: EGaIn)이나 갈륨-인듐-주석 합금(gallium-indium-tin alloy: Galinstan) 또는 갈륨-금 합금(gallium-gold alloy: Ga2Au)일 수 있다.
상기 제1 접착 부재는 철(Fe)이나 나트룸(Na) 또는 리튬(Li)의 첨가물을 더 포함할 수도 있다.
상기 제2 접착 부재의 폭은 상기 제1 접착 부재의 폭보다 좁거나 같을 수 있다.
이와 달리, 상기 제2 접착 부재의 폭은 상기 제1 접착 부재의 폭보다 넓으며, 상기 제2 접착 부재는 상기 커버 유닛과 접촉할 수 있다.
한편, 상기 커버 유닛은 상기 제1 접착 부재에 대응하여 홈을 가지며, 상기 제1 접착 부재는 상기 홈 내에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 표시장치는 상기 제1 접착 부재와 연결되는 전압 인가부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전압 인가부는 상기 커버 유닛을 관통하는 나사일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 전압 인가부를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는 도 1에서 II-II선에 대응하는 단면을 도시한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널(100) 배면(rear surface) 측에 위치하는 커버 유닛(110), 그리고 표시패널(100)과 커버 유닛(110) 사이의 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)를 포함한다.
표시패널(100)은 다수의 화소를 포함하며, 전면(front surface)을 통해 영상을 표시한다. 일례로, 표시패널(100)은 발광 다이오드를 포함하는 전계발광 표시패널이거나 액정 커패시터를 포함하는 액정 표시패널일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 표시패널(100)에 대해 도 4a와 도 4b를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 표시패널의 예를 나타내는 개략적인 단면도로, 한 화소영역을 도시한다.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 표시패널(100)은 전계발광 표시패널일 수 있다.
즉, 상기 표시패널(100)은 기판(150)과, 상기 기판(150)의 표시영역(AA) 상에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(190)을 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 상기 기판(150) 상에는 반도체층(154)이 형성된다. 상기 기판(150)과 상기 반도체층(154) 사이에는 버퍼층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있으며, 단일층 구조 또는 다중층 구조를 가질 수 있다.
상기 기판(150)은 유리나 열적 안정성이 비교적 높은 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 일례로, 플라스틱은 폴리이미드(polyimide)일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 상기 반도체층(154)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(154)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(154) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(154)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(154)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(154)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(154)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(154) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(156)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(156)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(156) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(160)이 반도체층(154)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 4a에서는, 게이트 절연막(156)이 기판(150) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(156)은 게이트 전극(160)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트 전극(160) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(162)이 형성된다. 층간 절연막(162)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(162)은 상기 반도체층(154)의 양측을 노출하는 제1 및 제2 콘택홀(164, 166)을 갖는다. 제1 및 제2 콘택홀(164, 166)은 게이트 전극(160)의 양측에 게이트 전극(160)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제1 및 제2 콘택홀(164, 166)은 게이트 절연막(156) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(156)이 게이트 전극(160)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제1 및 제2 콘택홀(164, 166)은 층간 절연막(162) 내에만 형성될 수도 있다.
상기 층간 절연막(162) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(170)과 드레인 전극(172)이 형성된다.
소스 전극(170)과 드레인 전극(172)은 상기 게이트 전극(160)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제1 및 제2 콘택홀(164, 166)을 통해 상기 반도체층(154)의 양측과 접촉한다.
상기 반도체층(154)과, 상기 게이트 전극(160), 상기 소스 전극(170), 그리고 상기 드레인 전극(172)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
여기서, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(154)의 상부에 상기 게이트 전극(160), 상기 소스 전극(170) 및 상기 드레인 전극(172)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 연결되며, 박막트랜지스터(Tr)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
또한, 파워 배선이 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(172)을 노출하는 드레인 콘택홀(176)을 갖는 보호층(174)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(174) 상에는 상기 드레인 콘택홀(176)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(172)에 연결되는 제1 전극(180)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제1 전극(180)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(180)은 인듐-틴-옥사이드 (indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드 (indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 표시패널(100)이 상부 발광 방식(top-emission type) 전계발광 표시패널인 경우, 상기 제1 전극(180) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금이나 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(180)은 ITO/APC/ITO나 ITO/Ag/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 보호층(174) 상에는 상기 제1 전극(180)의 가장자리를 덮는 뱅크층(186)이 형성된다. 상기 뱅크층(186)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제1 전극(180)의 중앙을 노출한다.
상기 제1 전극(180) 상에는 발광층(182)이 형성된다. 상기 발광층(182)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 이와 달리, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 발광층(182)은 상기 제1 전극(180) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층 구조를 가질 수 있다.
여기서, 상기 발광물질층의 발광물질은 유기발광물질이나 양자 점(quantum dot)과 같은 무기발광물질일 수 있다.
상기 발광층(182)이 형성된 상기 기판(150) 상부로 제2 전극(184)이 형성된다. 상기 제2 전극(184)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(184)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(180), 상기 발광층(182) 및 상기 제2 전극(184)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
상기 제2 전극(184) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 190)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(190)은 제1 무기 절연층(192)과, 유기 절연층(194)과 제2 무기 절연층(196)의 적층 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 인캡슐레이션 필름(190) 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(도시하지 않음)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시패널(100)은 액정 표시패널일 수 있다.
즉, 표시패널(100)은, 서로 마주하는 제1 및 제2 기판(210, 250)과, 상기 제1 및 제2 기판(210, 250) 사이에 개재되며 액정분자(262)를 포함하는 액정층(260)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 기판(210, 250)은 유리나 열적 안정성이 비교적 높은 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 일례로, 플라스틱은 폴리이미드일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
상기 제1 기판(210) 상에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 즉, 상기 제1 기판(210) 상에는 게이트 전극(222)이 형성되고, 상기 게이트 전극(222)을 덮으며 게이트 절연막(224)이 형성된다. 또한, 상기 제1 기판(210) 상에는 상기 게이트 전극(222)과 연결되는 게이트 배선(도시하지 않음)이 형성된다.
도시하지 않았지만, 제1 기판(210)과 게이트 전극(222) 사이에는 버퍼층이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있으며, 단일층 구조 또는 다중층 구조를 가질 수 있다.
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. 이와 달리, 상기 반도체층(226)은 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 이때, 반도체층(226)은 진성 비정질 실리콘의 액티브층과 불순물 비정질 실리콘의 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(도시하지 않음)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 제2 기판(250) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr)와 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비화소영역을 가리는 블랙매트릭스(254)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(256)이 형성된다. 상기 블랙매트릭스(254)는 생략될 수 있다.
도시하지 않았지만, 제2 기판(250)과 블랙매트릭스(254) 사이에는 버퍼층이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있으며, 단일층 구조 또는 다중층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 기판(210, 250)은 액정층(260)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 사이에서 발생되는 전기장에 의해 상기 액정층(260)의 액정분자(262)가 구동된다. 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 및 상기 액정층(260)은 액정 커패시터를 이루며, 상기 액정 커패시터는 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
도시하지 않았으나, 상기 액정층(260)과 접하여 상기 제1 및 제2 기판(210, 250) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 기판(210, 250)의 외면에는 특정 방향의 선편광만을 투과시키는 제1 및 제2 편광판(도시하지 않음)이 각각 부착될 수 있으며, 제1 편광판의 광투과축은 제2 편광판의 광투과축과 수직으로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 공통 전극(242)은 상기 제1 기판(210) 상부에 상기 화소 전극(240)과 교대로 배열되는데, 이와 달리, 상기 공통 전극은 상기 제2 기판(250) 전면에 형성되고, 상기 화소 전극(240)은 상기 화소영역에 판 형태로 형성될 수도 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시패널(100)의 배면 측, 즉, 표시패널(100)의 하부에는 커버 유닛(110)이 위치하고, 표시패널(100)과 커버 유닛(110) 사이에는 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)가 위치하여 표시패널(100)과 커버 유닛(110)은 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)를 통해 서로 고정된다. 이러한 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)는 실질적으로 사각 테 형상을 가질 수 있다.
여기서, 제2 접착부재(130)는 제1 접착 부재(120)와 표시패널(100) 사이에 위치한다. 이에 따라, 제1 접착 부재(120)는 커버 유닛(110)과 접촉하고, 제2 접착 부재(130)는 표시패널(100)과 접촉한다. 이때, 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)는 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있으며, 제1 접착 부재(120)의 폭이 제2 접착 부재(130)의 폭보다 클 수 있다.
이와 달리, 제1 접착 부재(120)의 폭은 제2 접착 부재(130)의 폭보다 작을 수도 있다. 이때, 제2 접착 부재(130)는 제1 접착 부재(120)이 상면과 측면을 덮으며, 커버 유닛(110)과도 접촉할 수 있다.
이러한 제1 접착 부재(120)는 유동성 금속, 즉, 액체 금속(liquid metal)으로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게, 제1 접착 부재(120)는, 전압이 인가되었을 때 표면의 전자 이동이 발생하여 표면의 전자 수가 낮아지고, 이때 표면장력이 1/250 이하로 떨어지게 되어 유동성을 지니는 금속으로 이루어질 수 있다. 따라서, 일정 전압을 인가하게 되면 제1 접착 부재(120)는 유동성을 가지게 되며, 전압을 조절함으로써 유동성 방향 및 형상을 제어할 수 있다.
이러한 유동성 금속으로는 용융 갈륨-인듐 합금(eutectic gallium-indium alloy: EGaIn)이나 갈륨-인듐-주석 합금(gallium-indium-tin alloy: Galinstan) 또는 갈륨-금 합금(gallium-gold alloy: Ga2Au) 등이 이용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
한편, 제2 접착 부재(130)는 탄성 접착제나 폼 패드(foam pad) 또는 양면 테이프일 수 있다.
보다 상세하게, 제2 접착 부재(130)는 상대적으로 낮은 탄성(low modulus)과 높은 접착력(high adhesion)을 갖는 탄성 접착제일 수 있다. 탄성 접착제는 아크릴계 물질이나, 우레탄계 물질, 실리콘계 물질, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
반면, 제2 접착 부재(130)는 베이스 기재와 베이스 기재 양면의 점착층을 포함하는 폼 패드와 양면 테이프일 수 있다. 폼 패드의 베이스 기재는 탄성을 갖는 재질로 이루어지는데, 일례로, 폼 패드의 베이스 기재는 폴리에틸렌(polyethylene)이나, 폴리아크릴(polyacryl), 또는 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어질 수 있다.
이와 달리, 양면 테이프의 베이스 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate: PET)로 이루어질 수 있으며, 양면 테이프의 점착층은 아크릴계 또는 실리콘계 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 커버 유닛(110)은 표시패널(100)을 지지 및 보호한다. 이러한 커버 유닛(110)은 표시패널(100)의 배면에 대응하는 평판 형태의 수평부를 포함할 수 있다. 또한, 커버 유닛(110)은 표시패널(100)의 측면을 둘러싸고 수평부와 연결되는 수직부를 더 포함할 수도 있다. 이와 달리, 커버 유닛(110)은 접착 부재(130)에 대응하는 사각 테 형상을 가질 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
표시패널(100)이 전계발광 표시패널일 경우, 커버 유닛(110)은 백 커버(back cover)일 수 있다. 또는, 표시패널(100)이 액정 표시패널일 경우, 커버 유닛(110)은 버텀 커버(bottom cover)일 수 있으며, 이때, 표시패널(100)과 버텀 커버 사이에는 광원으로 백라이트 유닛(도시하지 않음)이 더 위치할 수 있다.
이러한 커버 유닛(110)은 상대적으로 높은 강성(stiffness)을 갖는 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 일례로, 커버 유닛(110)은 철(Fe)을 주성분으로 하는 전기아연도금강판(electrolytic galvanized iron: EGI)으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 커버 유닛(110)은 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.
또는, 커버 유닛(110)은 백 커버와 표시패널(100) 사이 또는 버텀 커버와 표시패널(100) 사이의 미들 프레임일 수도 있으며, 이 경우 커버 유닛(110)은 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
또한, 커버 유닛(110)의 일측에는 제1 전압 인가부(142)가 형성되고, 제1 전압 인가부(144)와 이격되어 적어도 하나의 제2 전압 인가부(144)가 배치된다.
제1 전압 인가부(142)는 커버 유닛(110)의 상면 및 측면에 형성되며, 제1 전압 인가부(142)는 제1 접착 부재(120)와 직접 접촉한다. 이러한 제1 전압 인가부(142)는 구리(Cu)로 이루어진 금속 박막일 수 있다. 이와 달리, 제1 전압 인가부(142)는 은 페이스트(Ag paste)로 이루어질 수도 있다.
한편, 제2 전압 인가부(144)는 제1 접착 부재(120)와 일정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 이때, 제2 전압 인가부(144)와 제1 접착 부재(120)의 이격 간격은 1cm 이하인 것이 바람직하다. 이와 달리, 제2 전압 인가부(144)는 제1 접착 부재(120)와 접촉할 수도 있다.
이러한 제2 전압 인가부(144)는 이동 가능하며, 커버 유닛(110)의 측면을 따라 이동될 수 있다. 일례로, 제2 전압 인가부(144)는 일면에 바 형상(bar type) 전극(144a)이 형성된 이동 지그(moving jig)일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이와 달리, 제2 전압 인가부(144)는 제1 전압 인가부(142)와 마찬가지로 커버 유닛(110)의 일측에 형성될 수도 있다.
커버 유닛(110)이 도전성 물질로 이루어질 경우, 제1 및 제2 전압 인가부(142, 144)는 생략될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치에서는, 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)를 이용하여 표시패널(100)을 커버 유닛(110)에 고정함으로써, 표시장치의 무게 및 두께를 줄일 수 있으며, 베젤 영역을 감소시킬 수 있다.
또한, 커버 유닛(110)과 접촉하는 제1 접착 부재(120)를 유동성 금속으로 형성한다. 이에 따라, 접착 불량이 발생할 경우, 제1 전압 인가부(142)를 통해 (+) 전압을 인가하고, 제2 전압 인가부(144)부를 통해 (-) 전압을 인가함으로써, 제1 접착부재(120)의 상변이를 일으켜 커버 유닛(110)과의 탈착을 유도한다. 따라서, 표시패널(100)과 커버 유닛(110)을 쉽게 분리할 수 있다.
도 5a와 도 5b는 각각 전압을 인가하기 전과 후의 유동성 금속의 상태를 도시한 도면이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 전압을 인가하기 전 유동성 금속은 고체 상태를 가지나, 도 5b에 도시한 바와 같이, 전압을 인가하였을 때, 유동성 금속은 액체 상태가 되어 (+)전압에서 (-)전압으로 이동한다.
이러한 유동성 금속으로 이루어진 제1 접착 부재(120)는 첨가물을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 첨가물은 철(Fe)이나 나트륨(Na) 또는 리듐(Li) 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
첨가물의 함량에 따라 특정 온도에서 제1 접착 부재(120)의 액체 상태 또는 고체 상태를 결정할 수 있다. 여기서, 첨가물의 함량은 제1 접착 부재(120) 총 함량의 약 5wt% 내지 약 20wt%인 것이 바람직하다. 첨가물의 함량이 5wt%보다 작으면 섭씨 약 70도의 온도 조건에서 신뢰성 문제가 발생할 수 있고, 첨가물의 함량이 20wt%보다 크면 전압을 인가하더라도 접착력이 비교적 높아 분리과정에서 표시패널(100)의 파손이 발생할 수 있다.
GaIn:Fe로 이루어진 제1 접착 부재(120)를 구성하여 제2 접착 부재(130)와의 접착력 및 박리력을 평가한다. 여기서, 갈륨(Ga)의 함량은 70.5wt%이고, 인듐(In)의 함량은 19.5wt%이며, 철(Fe)의 함량은 10wt%이다.
섭씨 약 25도의 상온에서 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)의 접착력은 평균 약 27.3 kgf/cm2로, 제2 접착 부재(130)만을 사용하여 표시패널(100)과 커버 유닛(110)을 부착한 비교예의 접착력(약 32.7 kgf/cm2)에 비해 다소 하락하나, 20 kgf/cm2 이상이므로 접착 불량이 발생하지는 않는다. 또한, 섭씨 약 80도의 고온에서 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)의 접착력은 평균 약 14.7 kgf/cm2로 비교예의 접착력(약 18.3 kgf/cm2)에 비해 다소 하락하나, 10 kgf/cm2 이상으로 비교예에 비해 접착력이 크게 저하되지 않는다.
한편, 전압을 인가하기 전 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)의 접착력은 평균 약 27.3 kgf/cm2이고 경도는 쇼어(Shore) D 64이다. 반면, 5V의 전압을 인가하였을 때, 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)의 접착력은 평균 약 7.7 kgf/cm2이고 경도는 Shore A 30이며, 7V의 전압을 인가하였을 때, 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)의 접착력은 평균 약 4.7 kgf/cm2이고 경도는 Shore OO 40이며, 10V의 전압을 인가하였을 때, 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)의 접착력은 평균 약 1.3 kgf/cm2이고 경도는 Shore OO 20이다.
이와 같이, 전압을 인가할수록 제1 접착 부재(120)가 소프트(soft)해지고 접착력이 낮아지며, 7V 이상의 전압을 인가하였을 때, 접착력이 5 kgf/cm2이하로 외력에 의한 박리가 가능함을 알 수 있다.
앞선 실시예에서는 제1 접착 부재(120)가 커버 유닛(110)의 네 변에 대응하여 형성되어 있으나, 제1 접착 부재(120)는 적어도 커버 유닛(110)의 인접한 두 변에 대응하여 형성될 수 있다. 이때, 제1 접착 부재(120)가 형성되지 않은 커버 유닛(110)의 변에 대응하는 제2 접착 부재(130)는 커버 유닛(110)과 접촉한다.
또한, 앞선 실시예에서는 제1 접착 부재(120)가 직선 형태로 형성되어 있으나, 제1 접착 부재(120)는 다수의 변곡점을 갖는 곡선 형태일 수도 있다. 이때, 제2 접착 부재(130)는 직선의 사각 틀 형태로, 제1 접착 부재(120)의 일부와 중첩하고, 제1 접착 부재(120)와 중첩하지 않는 제2 접착 부재(130)는 커버 유닛(110)과 접촉한다. 따라서, 제1 및 제2 접착 부재(130)에 의한 커버 유닛(110)과 표시패널(100) 간의 접착력을 높일 수 있다.
이와 달리, 제1 접착 부재(120)는 다수의 패턴으로 분리되어 있을 수도 있다. 이때, 제1 접착 부재(120)에 전압을 인가하기 위해, 커버 유닛(110)은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 도 7은 도 6에서 VII-VII선에 대응하는 단면을 도시한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 커버 유닛을 제외하고 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 부분에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 커버 유닛(110)이 제1 접착 부재(120)에 대응하여 홈(112)을 가지며, 제1 접착 부재(120)는 홈(112) 내에 위치한다. 홈(112)의 단면은 다양한 모양을 가질 수 있으며, 일례로 홈(112)의 단면은 사각형 모양일 수 있다.
여기서, 제1 접착 부재(120)의 폭은 제2 접착 부재(130)의 폭보다 좁으며, 제2 접착 부재(130)는 커버 유닛(110)과도 접촉한다. 또한, 제1 접착 부재(120)의 두께는 홈(112)의 깊이보다 크거나 같을 수 있다.
이러한 홈(112)은 커버 유닛(110) 상에 유동성 금속으로 이루어지는 제1 접착 부재(120)가 용이하게 형성되도록 한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치는 커버 유닛 및 전압 인가부를 제외하고 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 부분에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치의 커버 유닛(310)은 표시패널(100)에 대응하는 수평부와 표시패널(100)의 측면을 둘러싸는 수직부를 가지며, 표시패널(100)과 커버 유닛(310)의 수평부 사이에는 제1 및 제2 접착 부재(120, 130)가 위치한다.
여기서, 표시패널(100)의 측면에는 표시패널(100)의 측면에서 발생하는 빛샘을 막기 위한 사이드 실링부(112)가 형성된다. 표시패널(100)로부터 출력되는 빛 중 일부는 표시패널(100)의 측면으로 진행하는데, 본 발명에서는 표시패널(100)의 측면에 사이드 실링부(112)를 구비함으로써, 표시패널(100)의 측면으로 진행하는 빛에 의한 빛샘을 억제한다. 또한, 사이드 실링부(112)는 외부 충격으로부터 표시패널(100)의 측면을 보호한다.
표시패널(100)과 커버 유닛(310)의 수평부 사이에는 구동부와 방열 부재, 보조 플레이트 및/또는 백라이트 유닛 등의 구성요소가 위치할 수 있다.
한편, 커버 유닛(310)에는 제1 접착 부재(120)와 연결되어 전압을 인가하는 전압 인가부(320)가 구비된다. 전압 인가부(320)는 커버 유닛(310)의 배면으로부터 삽입되어 커버 유닛(310)을 관통하며 제1 접착 부재(120)와 접촉하는 나사(screw)일 수 있다. 이와 달리, 나사(320)는 커버 유닛(310)의 측면으로부터 삽입되어 제1 접착 부재(120)와 접촉할 수도 있다.
여기서, 다수의 나사(320) 중 적어도 하나에 (+) 전압을 인가하고, 나머지에 (-) 전압을 인가할 수 있다. 이와 달리, 다수의 나사(320) 중 적어도 하나에 (+) 전압을 인가하고, 도 3의 전압 인가부를 통해 (-) 전압을 인가할 수도 있다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에서는 기구물 간의 고정을 위한 나사(320)를 전압 인가부로 사용함으로써, 별도의 전압 인가부 형성 공정을 생략하여 공정을 단순화하고 제조 비용을 줄일 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: 표시패널 110: 커버 유닛
120: 제1 접착 부재 130: 제2 접착 부재
142: 제1 전압 인가부 144: 제2 전압 인가부

Claims (8)

  1. 영상을 표시하는 표시패널과;
    상기 표시패널 하부의 커버 유닛;
    상기 표시패널과 상기 커버 유닛 사이의 제1 접착 부재; 그리고
    상기 제1 접착 부재와 상기 표시패널 사이의 제2 접착 부재
    를 포함하며,
    상기 제1 접착 부재는 전압 인가에 의해 유동성을 갖는 금속으로 이루어지는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속은 용융 갈륨-인듐 합금(eutectic gallium-indium alloy: EGaIn)이나 갈륨-인듐-주석 합금(gallium-indium-tin alloy: Galinstan) 또는 갈륨-금 합금(gallium-gold alloy: Ga2Au)인 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접착 부재는 철(Fe)이나 나트룸(Na) 또는 리튬(Li)의 첨가물을 더 포함하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접착 부재의 폭은 상기 제1 접착 부재의 폭보다 좁거나 같은 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접착 부재의 폭은 상기 제1 접착 부재의 폭보다 넓으며, 상기 제2 접착 부재는 상기 커버 유닛과 접촉하는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커버 유닛은 상기 제1 접착 부재에 대응하여 홈을 가지며, 상기 제1 접착 부재는 상기 홈 내에 위치하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접착 부재와 연결되는 전압 인가부를 더 포함하는 표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전압 인가부는 상기 커버 유닛을 관통하는 나사인 표시장치.
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