KR20210016124A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210016124A
KR20210016124A KR1020190093155A KR20190093155A KR20210016124A KR 20210016124 A KR20210016124 A KR 20210016124A KR 1020190093155 A KR1020190093155 A KR 1020190093155A KR 20190093155 A KR20190093155 A KR 20190093155A KR 20210016124 A KR20210016124 A KR 20210016124A
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coupling member
display panel
display device
storage modulus
tan delta
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KR1020190093155A
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송주희
박상효
이병수
정태혁
최원주
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 전방에 위치하는 일면 및 후방에 위치하는 타면을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 적층된 전방 적층 구조물 및 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 적층된 후방 적층 구조물을 포함하되, 상기 전방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 배치된 전방 결합 부재를 포함하고, 상기 후방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 배치된 후방 결합 부재를 포함하며, 상기 전방 결합 부재의 식 1로 표현되는 탄델타(tan δ)는 상기 후방 결합 부재의 탄델타 값 보다 크다.

Description

표시 장치 {Display device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 결합 부재를 포함하는 폴더블 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다. 이와 같은 표시 장치들은 다양한 모바일 전자 기기, 예를 들어 스마트폰, 스마트워치, 태블릿 PC 등의 포터블 전자 기기 등을 중심으로 그 적용예가 다양화 되고 있다.
최근에는 폴더블 표시 장치가 많은 주목을 받고 있다. 폴더블 표시 장치는 휴대성이 좋으면서 넓은 화면을 가질 수 있어 스마트 폰과 태블릿 PC의 장점을 모두 갖는다.
폴더블 표시 장치의 폴딩 동작은 표시 장치를 구성하는 각 층에 스트레스를 가할 수 있다. 적층 구조물의 결합에 관여하는 점착층은 이와 같은 스트레스에 노출될 경우 탈막 불량 등이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반복되는 폴딩 동작에도 변형되지 않음과 동시에, 외부의 충격을 완화시킬 수 있는 결합 부재를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 전방에 위치하는 일면 및 후방에 위치하는 타면을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 적층된 전방 적층 구조물 및 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 적층된 후방 적층 구조물을 포함하되, 상기 전방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 배치된 전방 결합 부재를 포함하고, 상기 후방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 배치된 후방 결합 부재를 포함하며, 상기 전방 결합 부재의 하기 식 1로 표현되는 탄델타(tan δ)는 상기 후방 결합 부재의 탄델타 값보다 크다.
[식 1]
tan δ= 손실 모듈러스 / 저장 모듈러스
(여기서, 손실 모듈러스는 물질의 점성에 의해 손실되는 에너지이고, 저장 모듈러스는 물질의 탄성에 의해 손실 없이 저장되는 에너지를 의미한다.)
상기 후방 결합 부재의 저장 모듈러스(storage modulus)는 상기 전방 결합 부재의 저장 모듈러스 값보다 클 수 있다.
상기 전방 결합 부재는 25°에서 측정된 탄델타의 평균값이 1.5 이상이고, 상기 후방 결합 부재는 25°에서 측정된 저장 모듈러스의 평균값이 2MPa 이상일 수 있다.
상기 전방 결합 부재 및 후방 결합 부재의 탄델타와 저장 모듈러스는 25°에서 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 값일 수 있다.
상기 전방 결합 부재와 상기 후방 결합 부재는 각각 두께가 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 전방 결합 부재와 상기 후방 결합 부재는 각각 -20°에서 측정된 모듈러스가 300Kpa 이하이고, 25°에서 측정된 모듈러스는 50Kpa 이하일 수 있다.
상기 전방 적층 구조물은, 커버 윈도우, 상기 커버 윈도우를 상기 표시 패널의 일면 상에 부착하는 윈도우 결합 부재, 상기 커버 윈도우의 전방에 배치된 커버 윈도우 보호층 및 상기 커버 윈도우 보호층를 상기 커버 윈도우 상에 부착하는 보호층 결합 부재를 포함하되, 상기 보호층 결합 부재의 탄델타는 상기 윈도우 결합 부재의 탄델타보다 큰 값을 가질 수 있다.
상기 전방 결합 부재의 탄델타는 상기 윈도우 결합 부재의 탄델타보다 큰 값을 가질 수 있다.
상기 윈도우 결합 부재의 저장 모듈러스는 상기 보호층 결합 부재의 저장 모듈러스보다 큰 값을 갖되, 상기 후방 결합 부재의 저장 모듈러스보다 작은 값을 가질 수 있다.
상기 전방 적층 구조물은 상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 편광 부재 및 상기 편광 부재를 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 부착하는 편광부 결합 부재를 더 포함하되, 상기 편광부 결합 부재의 저장 모듈러스는 상기 후방 결합 부재의 저장 모듈러스보다 작은 값을 가질 수 있다.
상기 후방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 후방에 배치되는 고분자 필름층 및 상기 고분자 필름층의 후방에 배치되는 방열 부재를 포함할 수 있다.
상기 후방 적층 구조물은 상기 고분자 필름층을 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 부착하는 고분자 필름 결합 부재, 및 상기 방열 부재를 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 부착하는 방열부 결합 부재를 더 포함하되, 상기 고분자 필름 결합 부재와 상기 방열부 결합 부재의 저장 모듈러스의 평균 값은 상기 윈도우 결합 부재와 상기 보호층 결합 부재의 저장 모듈러스의 평균 값보다 큰 값을 가질 수 있다.
상기 윈도우 결합 부재와 상기 보호층 결합 부재의 탄델타의 평균 값은 상기 고분자 필름 결합 부재와 상기 방열부 결합 부재의 탄델타의 평균 값보다 클 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 전방으로 화면을 표시할 수 있다.
상기 표시 장치는 표시면이 내측을 향하도록 폴딩되는 인폴더블 표시 장치일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 표시면이 내측을 향하도록 폴딩되는 인폴더블 표시 장치로서, 전방에 위치하는 일면 및 후방에 위치하는 타면을 포함하고, 상기 전방으로 화면을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 적층된 전방 적층 구조물 및 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 적층된 후방 적층 구조물을 포함하되, 상기 전방 적층 구조물과 상기 후방 적층 구조물은 각각 두께가 50㎛ 이하인 적어도 하나의 결합 부재를 포함하고, 상기 전방 적층 구조물의 상기 결합 부재의 상기 식 1로 표현되는 탄델타(tan δ) 평균값은 상기 후방 적층 구조물의 탄델타 평균값보다 크다.
상기 후방 적층 구조물의 상기 결합 부재의 저장 모듈러스(storage modulus) 평균값은 상기 전방 적층 구조물의 저장 모듈러스 평균값보다 클 수 있다.
상기 전방 적층 구조물의 결합 부재는 25°에서 측정된 탄델타의 평균값이 1.5 이상이고, 상기 후방 적층 구조물의 결합 부재는 25°에서 측정된 저장 모듈러스의 평균값이 2MPa 이상일 수 있다.
상기 전방 적층 구조물 및 후방 적층 구조물의 결합 부재의 탄델타 및 저장 모듈러스는은 25°에서 30000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 값일 수 있다.
상기 전방 적층 구조물의 결합 부재와 상기 후방 적층 구조물의 결합 부재는 각각 -20°에서 측정된 모듈러스는 300Kpa 이하이고, 25°에서 측정된 모듈러스는 50Kpa 이하일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 고속 거동 시 큰 값의 탄델타를 갖는 전방 결합 부재와, 큰 값의 저장 모듈러스를 갖는 후방 결합 부재를 포함할 수 있다. 즉, 표시 장치는 외부 충격에 대하여 이를 흡수하거나 이에 따른 변형을 방지하는 결합 부재들을 포함할 수 있고, 이에 따라 표시 장치는 외부 충격에 대하여 커버 윈도우 및 표시 패널의 손상 및 변형을 방지할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치가 폴딩된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 언폴딩 상태의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 폴딩된 상태의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 언폴딩 상태의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 결합 부재의 주파수에 따른 저장 모듈러스를 나타내는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 펜 드랍 실험 방법을 나타내는 개략도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치에 가해진 충격이 결합 부재 및 커버 윈도우에 전달되는 것을 나타내는 개략도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치에 가해진 충격이 결합 부재 및 표시 패널에 전달되는 것을 나타내는 개략도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 펜 드랍(Pen drop) 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12 및 도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 14는 도 12 및 도 13의 표시 장치의 커버 윈도우에 가해진 충격이 것을 나타내는 개략도이다.
도 15 및 도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 폴딩 상태의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 도면을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 표시 장치가 폴딩된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시부(DPA)를 통해 화면이나 영상을 표시하며, 표시부(DPA)를 포함하는 다양한 장치가 그에 포함될 수 있다. 표시 장치(10)의 예는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 스마트폰, 휴대 전화기, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 텔레비전, 게임기, 손목 시계형 전자 기기, 헤드 마운트 디스플레이, 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 노트북 컴퓨터, 자동차 네이게이션, 자동차 계기판, 디지털 카메라, 캠코더, 외부 광고판, 전광판, 각종 의료 장치, 각종 검사 장치, 냉장고나 세탁기 등과 같은 표시부(DPA)를 포함하는 다양한 가전 제품, 사물 인터넷 장치 등을 포함할 수 있다. 후술하는 폴더블 표시 장치의 대표적인 예로는 폴더블 스마트폰, 태블릿 PC나 노트북 등을 들 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
표시 장치(10)는 평면상 실질적인 직사각형 형상으로 이루어질 수 있다. 표시 장치(10)는 평면상 모서리가 수직인 직사각형 또는 모서리가 둥근 직사각형 형상일 수 있다. 표시 장치(10)는 4개의 변들 또는 에지들을 포함할 수 있다. 표시 장치(10)는 장변들과 단변들을 포함할 수 있다.
표시 장치(10)는 일면과 타면을 포함할 수 있다. 표시 장치(10)의 일면과 타면 중 적어도 하나는 표시면일 수 있다. 일 실시예에서, 표시면은 표시 장치(10)의 일면에 위치하고, 타면 방향으로는 표시가 이루어지지 않을 수 있다. 이하에서는 이와 같은 실시예를 위주로 설명하지만, 표시 장치는 일면과 타면 모두에서 표시가 이루어지는 양면 표시 장치일 수도 있다.
표시 장치(10)는 평면상 표시 여부에 따라 화상이나 영상을 표시하는 표시부(DPA) 및 표시부(DPA) 주변에 배치된 비표시부(NDA)로 구분될 수 있다.
표시부(DPA)는 복수의 화소를 포함할 수 있다. 화소는 화면을 표시하는 기본 단위가 된다. 화소는 이에 제한되는 것은 아니지만, 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소를 포함할 수 있다. 화소는 백색 화소를 더 포함할 수 있다. 복수의 화소는 평면상 교대 배열될 수 있다. 예를 들어, 화소는 행렬 방향으로 배치될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
비표시부(NDA)는 표시부(DPA)의 주변에 배치될 수 있다. 비표시부(NDA)는 표시부(DPA)를 둘러쌀 수 있다. 일 실시예에서, 표시부(DPA)는 직사각형 형상으로 형성되고, 비표시부(NDA)는 표시부(DPA)의 4변 둘레에 배치될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 비표시부(NDA)에는 블랙 매트릭스가 배치되어 인접 화소로부터 발광된 빛이 새어나가는 것을 방지할 수 있다.
표시 장치(10)는 폴더블 장치일 수 있다. 본 명세서에서 폴더블 장치라 함은 폴딩이 가능한 장치로서, 폴딩되어 있는 장치 뿐만 아니라, 폴딩 상태와 언폴딩 상태를 모두 가질 수 있는 장치를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 폴딩은 대표적으로 약 180°의 각도로 접히는 것을 포함하지만, 그에 제한되지 않고, 접히는 각도가 180°를 초과하거나 그에 미치지 못하는 경우, 예컨대 90° 이상 180° 미만 또는 120° 이상 180° 미만의 각도로 꺾이는 경우에도 폴딩된 것으로 이해될 수 있다. 아울러, 폴딩 상태는 완전한 폴딩이 이루어지지 않더라도, 언폴딩 상태를 벗어나 꺾여 있는 상태인 경우 폴딩 상태로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 90° 이하의 각도로 꺽여 있다고 하더라도, 최대 폴딩 각도가 90° 이상이 되는 이상 언폴딩 상태와 구별하기 위해 폴딩 상태에 있는 것으로 표현될 수 있다. 폴딩시 곡률 반경(도 4의 'R')은 5mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 1mm 내지 2mm의 범위에 있거나, 약 1.5mm일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 장치(10)는 폴딩 라인(FDA)(또는 폴딩축)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 폴딩 라인(FDA)은 평면상 일 방향으로 연장되는 직선 형상일 수 있다. 도면에서는 폴딩 라인(FDA)이 표시 장치(10)의 단변과 평행하게 연장된 경우를 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 폴딩 라인(FDA)은 장변에 평행하거나, 단변과 장변에 대해 기울어질 수도 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(10)의 폴딩 라인(FDA)은 특정 위치에 정해져 있을 수도 있다. 표시 장치(10)에서 특정 위치에 정해진 폴딩 라인(FDA)은 하나이거나, 2 이상일 수 있다. 다른 실시예에서, 폴딩 라인(FDA)은 표시 장치(10)에서 그 위치가 특정되어 있지 않고, 다양한 영역에서 자유롭게 설정될 수도 있다.
폴딩 라인(FDA)을 기준으로 표시 장치(10)는 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)으로 구분될 수 있다. 제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 라인(FDA)의 일측에 위치하고, 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 라인(FDA)의 타측에 위치할 수 있다. 폴딩 라인(FDA)이 특정 위치에 정해져 있는 경우, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩이 이루어지지 않는 영역으로 특정될 수 있다. 특정된 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 각각 동일한 폭을 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 폴딩 라인(FDA)이 특정되지 않는 경우, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 라인(FDA)이 설정되는 위치에 따라 그 영역이 달라질 수 있을 것이다.
표시 장치(10)의 표시부(DPA)는 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2) 모두에 걸쳐 배치될 수 있다. 나아가, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 경계에 해당하는 폴딩 라인(FDA)에도 표시부(DPA)가 위치할 수 있다. 즉, 표시 장치(10)의 표시부(DPA)는 비폴딩 영역(NFA1, NFA2), 폴딩 라인(FDA) 등의 경계와 무관하게 연속적으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고, 제1 비폴딩 영역(NFA1)에는 표시부(DPA)가 배치되지만 제2 비폴딩 영역(NFA2)에는 표시부(DPA)가 배치되지 않을 수도 있고, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)에는 표시부(DPA)가 배치되지만 폴딩 라인(FDA)에는 비표시부(NDA)가 배치되지 않을 수도 있다.
표시 장치(10)는 표시면이 내측을 향하면서 마주보도록 폴딩되는 인폴딩 방식으로 폴딩될 수도 있고(도 2에 도시), 표시면이 외측을 향하도록 폴딩되는 아웃 폴딩 방식(도 21에 도시)으로 폴딩될 수도 있다. 표시 장치(10)는 인폴딩 방식과 아웃 폴딩 방식 중 어느 하나의 방식만으로 폴딩될 수도 있고, 인폴딩과 아웃 폴딩이 모두 이루어질 수도 있다. 인폴딩과 아웃 폴딩이 모두 이루어지는 표시 장치(10)의 경우, 인폴딩과 아웃 폴딩이 동일한 폴딩 라인(FDA)을 기준으로 이루어질 수도 있고, 인폴딩 전용 폴딩 라인과 아웃 폴딩 전용 폴딩 라인 등 서로 다른 방식의 폴딩을 수행하는 복수의 폴딩 라인(FDA)을 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(10)는 표시 패널이나 그에 적층된 층, 패널, 기판 자체가 플렉시블한 특성을 가져 해당 부재들이 모두 폴딩됨으로써 폴딩될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 표시 패널이나 그에 적층된 부재들 중 적어도 일부는 폴딩 라인(FDA)을 기준으로 분리된 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 비폴딩 영역에 위치하는 상기 분리된 부재는 플렉시블한 특성을 갖지 않을 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 언폴딩 상태의 단면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 폴딩된 상태의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 패널(100)의 전방에 적층된 전방 적층 구조물(200) 및 표시 패널(100)의 후방에 적층된 후방 적층 구조물(300)을 포함할 수 있다. 각 적층 구조물(200, 300)은 적어도 하나의 결합 부재(251-254, 351-352)를 포함할 수 있다. 여기서, 표시 패널(100)의 전방은 표시 패널(100)이 화면을 표시하는 방향이고, 후방은 전방의 반대 방향을 의미한다. 표시 패널(100)의 일 면은 전방에 위치하고, 표시 패널(100)의 타 면은 후방에 위치한다.
표시 패널(100)은 화면이나 영상을 표시하는 패널로서, 그 예로는 유기 발광 표시 패널(OLED), 무기 발광 표시 패널(inorganic EL), 퀀텀닷 발광 표시 패널(QED), 마이크로 LED 표시 패널(micro-LED), 나노 LED 표시 패널(nano-LED), 플라즈마 표시 패널(PDP), 전계 방출 표시 패널(FED), 음극선 표시 패널(CRT)등의 자발광 표시 패널 뿐만 아니라, 액정 표시 패널(LCD), 전기 영동 표시 패널(EPD) 등의 수광 표시 패널을 포함할 수 있다. 이하에서는 표시 패널(100)로서 유기 발광 표시 패널을 예로 하여 설명하며, 특별한 구분을 요하지 않는 이상 실시예에 적용된 유기 발광 표시 패널을 단순히 표시 패널(100)로 약칭할 것이다. 그러나, 실시예가 유기 발광 표시 패널에 제한되는 것은 아니고, 기술적 사상을 공유하는 범위 내에서 상기 열거된 또는 본 기술분야에 알려진 다른 표시 패널(100)이 적용될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 표시 패널(100)의 전방에는 전방 적층 구조물(200)이 배치된다. 전방 적층 구조물(200)은 표시 패널(100)로부터 전방으로 순차 적층된 터치 부재(240), 편광 부재(230), 커버 윈도우(220) 및 커버 윈도우 보호층(210)을 포함할 수 있다.
터치 부재(240)는 정전 용량 방식, 저항막 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식 등으로 입력 지점의 위치 정보를 획득할 수 있다. 본 실시예에서는 정전 용량 방식의 터치 부재(240)가 예시되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
터치 부재(240)는 터치 기재 및 감지부를 포함할 수 있다. 터치 부재(240)는 표시 패널(100)과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다. 터치 부재(240)는 유리나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리술폰(PSF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP) 등의 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 또한, 터치 부재(240)는 플라스틱 기재를 포함하여 플렉서블한 성질을 가질 수 있으며, 상술한 바와 같이 표시 패널(100)과 함께 폴딩 또는 벤딩될 수도 있다.
터치 부재(240)의 감지부는 터치 전극 및/또는 터치 배선을 포함하여, 셀프캡(self capacitance) 방식 및/또는 뮤추얼 캡(mutual capacitance) 방식으로 터치된 지점의 위치 정보를 획득할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 터치 부재(240)는 표시 패널(100)에 포함될 수 있다. 즉, 터치 부재(240)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100)과 별도의 패널이나 필름으로 제공되어 표시 패널(100) 상에 부착될 수도 있지만, 표시 패널(100) 내부에 터치층의 형태로 제공될 수도 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치 부재(240)는 표시 패널(100) 내에 터치층의 형태로 제공되고, 표시 장치(10)에서 터치 부재(240)와 표시 패널(100)을 상호 결합시키는 제4 결합 부재(254)는 생략될 수 있다. 도 5의 표시 장치(10)는 터치 부재(240)가 표시 패널(100)에 터치층의 형태로 제공되어 제4 결합 부재(254)가 생략된 것을 제외하고는 도 3의 표시 장치(10)와 동일하다. 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예에 따르면, 표시 패널(100)은 기판(SUB), 기판(SUB) 상의 회로 구동층(DRL), 회로 구동층(DRL) 상의 발광층(EML), 발광층(EML) 상의 봉지층(ENL), 및 봉지층(ENL) 상의 터치층(TSL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 폴리이미드 등과 같은 가요성 고분자 물질을 포함하는 플렉시블 기판일 수 있다. 그에 따라, 표시 패널(100)은 휘어지거나, 절곡되거나, 접히거나, 말릴 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판은 배리어층을 사이에 두고 두께 방향으로 중첩된 복수의 서브 기판을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 서브 기판은 플렉시블 기판일 수 있다.
기판(SUB) 상에는 회로 구동층(DRL)이 배치될 수 있다. 회로 구동층(DRL)은 화소의 발광층(EML)을 구동하는 회로를 포함할 수 있다. 회로 구동층(DRL)은 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
회로 구동층(DRL) 상부에는 발광층(EML)이 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 유기 발광층을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 회로 구동층(DRL)에서 전달하는 구동 신호에 따라 다양한 휘도로 발광할 수 있다.
발광층(EML) 상부에는 봉지층(ENL)이 배치될 수 있다. 봉지층(ENL)은 무기막 또는 무기막과 유기막의 적층막을 포함할 수 있다.
봉지층(ENL) 상부에는 터치층(TSL)이 배치될 수 있다. 터치층(TSL)은 터치 입력을 인지하는 층으로서, 터치 부재의 기능을 수행할 수 있다. 터치층(TSL)은 복수의 감지 영역과 감지 전극들을 포함할 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 편광 부재(230)는 통과하는 빛을 편광시킨다. 편광 부재(230)는 외광 반사를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 편광 부재(230)는 편광 필름일 수 있다. 편광 필름은 편광층 및 편광층을 상하부에서 샌드위치하는 보호 기재를 포함할 수 있다. 편광층은 폴리비닐 알코올 필름을 포함할 수 있다. 편광층은 일 방향으로 연신될 수 있다. 편광층의 연신 방향은 흡수축이 되고, 그에 수직한 방향은 투과축이 될 수 있다. 보호 기재는 편광층의 일면 및 타면에 각각 배치될 수 있다. 보호 기재는 트리아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스 수지, 폴리에스테르 수지 등으로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
편광 부재(230)의 전방에는 커버 윈도우(220)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(220)는 표시 패널(100)을 보호하는 역할을 한다. 커버 윈도우(220)는 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 커버 윈도우(220)는 예를 들어, 유리나 플라스틱을 포함하여 이루어질 수 있다.
커버 윈도우(220)가 유리를 포함하는 경우, 상기 유리는 초박막(Ultra Thin Glass; UTG) 내지 박막 유리일 수 있다. 유리가 초박막 또는 박막으로 이루어지는 경우, 플렉시블한 특성을 가져 휘어지거나, 벤딩, 폴딩, 롤링될 수 있는 특성을 가질 수 있다. 유리의 두께는 예를 들어, 10㎛ 내지 300㎛의 범위에 있을 수 있고, 구체적으로 30㎛ 내지 80㎛ 두께 또는 약 50㎛ 두께의 유리가 적용될 수 있다. 커버 윈도우(220)의 유리는 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노 실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 또는 리튬 알루미나 실리케이트 유리를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(220)의 유리는 강한 강도를 갖기 위해 화학적 강화 또는 열적 강화된 유리를 포함할 수 있다. 화학적 강화는 알칼리 염 내에서 이온교환처리 공정을 통해 이루어질 수 있다. 이온교환처리 공정은 2회 이상 이루어질 수도 있다.
커버 윈도우(220)가 플라스틱을 포함하는 경우, 폴딩과 같은 플렉시블한 특성을 나타내는 데에 더욱 유리할 수 있다. 커버 윈도우(220)에 적용 가능한 플라스틱의 예로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride), 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene difluoride, PVDF), 폴리스티렌(polystyrene), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(ethylene vinylalcohol copolymer), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 트리아세틸 셀룰로오스(tri-acetyl cellulose, TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP) 등을 들 수 있다. 플라스틱 커버 윈도우(220)는 상기 열거된 플라스틱 물질들 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
커버 윈도우(220)의 전방에는 커버 윈도우 보호층(210)이 배치될 수 있다. 커버 윈도우 보호층(210)은 커버 윈도우(220)의 비산 방지, 충격 흡수, 찍힘 방지, 지문 방지, 눈부심 방지 중 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 커버 윈도우 보호층(210)은 투명 고분자 필름을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 투명 고분자 필름은 PET(PolyEthylene Terephthalate), PEN(PolyEthylene Naphthalate), PES(Polyether Sulfone), PI(PolyImide), PAR(PolyARylate), PC(PolyCarbonate), PMMA(PolyMethyl MethAcrylate) 또는 COC(CycloOlefin Copolymer) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전방 적층 구조물(200)은 인접 적층된 각 부재들을 결합하는 전방 결합 부재(25-254)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(220)와 커버 윈도우 보호층(210) 사이에는 제1 결합 부재(251)가 배치되어 이들을 결합하고, 커버 윈도우(220)와 편광 부재(230) 사이에는 제2 결합 부재(252)가 배치되어 이들을 결합하며, 편광 부재(230)와 터치 부재(240) 사이에는 제3 결합 부재(253)가 배치되어 이들을 결합하고, 터치 부재(240)와 표시 패널(100) 사이에는 제4 결합 부재(254)가 배치되어 이들을 결합할 수 있다. 즉, 전방 결합 부재(251-254)는 층들을 표시 패널(100)의 일면 상에 부착하는 부재로서, 제1 결합 부재(251)는 커버 윈도우 보호층(210)을 부착하는 보호층 결합 부재이고, 제2 결합 부재(252)는 커버 윈도우(220)를 부착하는 윈도우 결합 부재이며, 제3 결합 부재(253)는 편광 부재(230)를 부착하는 편광부 결합 부재이고, 제4 결합 부재(254)는 터치 부재(240)를 부착하는 터치부 결합 부재일 수 있다. 전방 결합 부재(251-253)는 모두 광학적으로 투명할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 터치 부재(240)가 표시 패널(100)에 포함되어 터치층의 형태로 제공되는 경우, 터치 부재(240)와 표시 패널(100)을 상호 결합하는 제4 결합 부재(254)는 생략될 수 있다(도 5에 도시).
표시 패널(100)의 후방에는 후방 적층 구조물(300)이 배치된다. 후방 적층 구조물(300)은 표시 패널(100)로부터 후방으로 순차 적층된 고분자 필름층(310) 및 방열 부재(320)를 포함할 수 있다.
고분자 필름층(310)은 고분자 필름을 포함할 수 있다. 고분자 필름층(310)은 예를 들어, 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리술폰(PSF), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP) 등을 포함할 수 있다. 고분자 필름층(310)은 적어도 일면에 기능층을 포함할 수 있다. 기능층은 예를 들어, 광 흡수층을 포함할 수 있다. 광 흡수층은 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 광 흡수층은 블랙 잉크로, 코팅이나 인쇄 방식으로 고분자 필름 상에 형성될 수 있다.
고분자 필름층(310)의 후방에는 방열 부재(320)가 배치될 수 있다. 방열 부재(320)는 표시 패널(100)이나 표시 장치(10)의 다른 부품에서 발생되는 열을 확산시키는 역할을 한다. 방열 부재(320)는 금속 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 금속 플레이트는 예를 들어, 구리, 은 등과 같은 열 전도성이 우수한 금속을 포함할 수 있다. 방열 부재(320)는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 방열 시트일 수도 있다.
방열 부재(320)는 이에 제한되는 것은 아니지만, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 표시 장치(10)의 폴딩을 원활하게 하기 위해 폴딩 라인(FDA)을 기준으로 분리되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 비폴딩 영역(NFA1)에 제1 금속 플레이트가 배치되고, 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 제2 금속 플레이트가 배치될 수 있다. 제1 금속 플레이트와 제2 금속 플레이트는 폴딩 라인(FDA)을 중심으로 물리적으로 서로 이격될 수 있다.
후방 적층 구조물(300)은 인접 적층된 각 부재들을 결합하는 후방 결합 부재(351-352)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)과 고분자 필름층(310) 사이에는 제5 결합 부재(351)가 배치되어 이들을 결합하고, 고분자 필름층(310)과 방열 부재(320) 사이에는 제6 결합 부재(352)가 배치되어 이들을 결합할 수 있다. 즉, 후방 결합 부재(351-352)는 층들을 표시 패널(100)의 타면 상에 부착하는 부재로서, 제5 결합 부재(351)는 고분자 필름층(310)을 부착하는 고분자 필름 결합 부재이고, 제6 결합 부재(352)는 방열 부재(320)를 부착하는 방열부 결합 부재일 수 있다. 방열 부재(320)가 폴딩 라인(FDA)을 중심으로 분리된 경우, 제6 결합 부재(352)도 동일한 형상으로 분리될 수도 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 비폴딩 영역(NFA1, NFA2)별로 분리됨 없이 하나로 연결되어 있을 수도 있다.
표시 장치(10)가 전면으로만 표시를 하는 경우, 후방 결합 부재(351-352)는 전방 결합 부재(251-254)와는 달리 반드시 광학적으로 투명할 필요는 없다.
상술한 전방 결합 부재(251-254)와 후방 결합 부재(351-352)는 각각 점착 물질을 포함할 수 있다. 각 결합 부재는 감압 점착층을 포함할 수 있다. 각 결합 부재는 모두 동일한 조성을 가질 수도 있지만, 각각의 위치와 결합시키는 대상에 따라 다른 조성을 가질 수도 있다.
상술한 전방 결합 부재(251-254) 중 일부는 광학 투명 점착층 또는 광학 투명 수지를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 표시 패널(100) 상에 커버 윈도우(220)를 결합시키는 제2 결합 부재(252)는 광학 투명 점착층이나 광학 투명 수지를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 내지 제6 결합 부재(251-254, 351-352)는 각각 50㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 표시 장치(10)는 폴더블 장치일 수 있고, 표시 장치(10)에 포함된 복수의 결합 부재(251-254, 351-352)들은 표시 장치(10)가 수회 폴딩 또는 언폴딩되더라도 다른 부재들과 박리되지 않기 위해 일정 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 각 결합 부재(251-254, 351-352)의 두께는 모두 50㎛ 이하일 수 있고, 적어도 일부의 결합 부재(251-254, 351-352)는 그 두께가 50㎛ 이하일 수 있다. 결합 부재(251-254, 351-352) 두께의 하한에는 제한이 없지만 최소한의 접착력을 갖거나 표시 장치(10)의 폴딩에도 내구성을 갖기 위해서는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다.
각 결합 부재(251-254, 351-352)는 단일의 점착제층으로 이루어질 수도 있고, 복수의 적층된 점착제층으로 이루어질 수도 있으며, 양면 테이프와 같이 기재의 일면과 타면에 각각 점착제층을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 결합 부재(251-254, 351-352)는 실리콘계 점착제를 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 점착제는 실록산 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 실리콘계 점착제는 폴리오가노실록산 화합물을 포함하는 실리콘 검을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 검은 비닐기와 같은 가교성 관능기를 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 점착제는 일관능성 실론산 단위와 4관능성 실록산 단위를 포함하는 3차원 망상의 입체적 분자 구조를 갖는 MQ 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 점착제는 보란 화합물 및 보레이트 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 결합 부재(251-254, 351-352)는 아크릴계 점착제를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 점착제는 아크릴계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 중합체는 아크릴계 단량체가 중합된 것으로, 아크릴계 중합체의 주재료가 될 수 있다. 상기 아크릴계 단량체는 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, [0029]이소부틸아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, n-노닐아크릴레이트, 이소노닐아크릴레이트, n-데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, n-도데실아크릴레이트, n-트리데실아크릴레이트, n-테트라데실아크릴레이트, 2(2-에톡시에톡시)에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트,4-히드록시부틸아크릴레이트, 6-히드록시헥실아크릴레이트, 8-히드록시옥틸아크릴레이트, 10-히드록시데실아크릴레이트, 12-히드록시라우릴아크릴레이트, [4-(히드록시메틸)시클로헥실]메틸아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 점착제는 상기 아크릴계 중합체 외에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴로(2,2'- azobisisobutyloniltrile) 등의 아조계 개시제, 실리카나 지르코니아 등의 충전제, 가교제, PEDOT:PSS(poly ethylenedioxythiophene : polystyrene sulfonate) 등의 대전 방지제 등을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 아크릴계 점착제는 상술한 아크릴계 단량체 120 중량부 내지 250 중량부와 용매를 혼합하여 교반하면서 가열한 후, 아조계 개시제 0.1 내지 1 중량부, 충전제 0.5 내지 1 중량부, 가교제 1.5 내지 2.5 중량부, 및 대전방지제 0.5 내지 1 중량부를 상기 용액에 가한 후 교반하면서 가열함으로써 제조될 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서, 결합 부재(251-254, 351-352)는 결정성 중합체와 고무계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 결정성 중합체는 폴리프로필렌(Polypropylene), 신디오택틱 폴리스티렌(Syndiotatic [0058]polystyrene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리카보네이트-디올(Polycarbonate-diol), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET), 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene sulfide), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리(디피에이에이)(Poly(DPAA)), 폴리에테르이미드(Polyether imide, PEI), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리옥시메틸렌(Polyoxymethylene, POM) 등일 수 있다.
상기 고무계 중합체는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리네오프렌, 폴리이소부티렌, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐아세테이트 또는 이들의 공중합체 등일 수 있다. 상기 결정성 중합체와 고무형 중합체의 중량비는 1:0.3 이상 내지 1:1.5 이하일 수 있다. 나아가, 상기 결합 부재는 카르바민산 에스테르계 중합체, 에스터계 중합체 및/또는 (메트)아크릴산 에스터계 중합체를 더 포함할 수 있고, 실란계 커플링제, 티탄산염계 커플링제, 크롬계 커플링제 등의 커플링제, 로진수지, 로진에스테르수지, 테르펜페놀수지, 테르펜수지 등의 점착 증진제, 황변방지제, 산화방지제 등을 더 포함할 수 있다.
결합 부재(251-254, 351-352)의 구성 물질과 조성은 상기 예시된 바에 제한되지 않고, 당업계에 알려진 점착 물질의 다른 구성이나 조성으로 적용될 수 있다.
전방 결합 부재(251-254)와 후방 결합 부재(351-352)는 소정의 모듈러스(modulus), 크립(Creep) 특성, 박리력 등과 같은 점착 물성을 가질 수 있다. 이중에서 모듈러스 특성은 점착층에 가해지는 압력에 대한 변형이나 복원에 관계되고, 박리력은 점착층의 접착력에 관계된다. 그런데, 결합 부재(251-254, 351-352)는 그 위치에 따라 다른 응력 상황에 노출되기 때문에, 위치별로 다른 점착 물성이 요구될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기한 바와 같은 적층 구조를 갖는 표시 장치(10)가 폴딩되는 경우, 표시 장치(10)를 구성하는 각 층들은 서로 다른 응력을 받을 수 있다. 예를 들어, 표시면이 내측을 향하면서 마주보도록 폴딩되는 인폴딩 방식으로 폴딩되는 경우, 표시면을 이루는 표시 장치(10)의 일면에 가까운 층들은 압축 응력을 받고, 표시 장치(10)의 타면에 가까운 층들은 인장 응력을 받을 수 있다. 압축 응력은 표시 장치(10)의 일면에서 최대가 되고, 타면 측으로 두께 방향을 따라 진행할수록 크기가 작아질 수 있다. 인장 응력은 표시 장치(10)의 타면에서 최대가 되며, 일면 측으로 두께 방향을 따라 진행할수록 크기가 작아질 수 있다.
표시 장치(10)의 결합 부재(251-254, 351-352)는 표시 장치(10)의 폴딩 동작시 상기와 같은 다양한 응력에 노출되기 때문에, 반복되는 폴딩 동작에도 접착력을 유지하고 복원력을 갖기 위해서는 적절한 점착 물성을 가질 필요가 있다. 예시적인 실시예에서, 표시 장치(10)의 결합 부재(251-254, 351-352)는 -20°에서 측정된 모듈러스는 300Kpa 이하이고, 25°에서 측정된 모듈러스는 50Kpa 이하의 값을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 표시 장치(10)는 폴더블 장치일 수 있고, 표시 장치(10)의 폴딩 동작이 가능함과 동시에 결합 부재(251-254, 351-352)에 응력이 발생하더라도 접착력을 유지하고 복원력을 갖기 위해, 상기와 같은 범위 내의 모듈러스를 가질 수 있다.
결합 부재(251-254, 351-352)가 갖는 상기의 모듈러스 값은 표시 장치(10)가 폴딩 동작 시에 결합 부재(251-254, 351-352)에 가해지는 응력을 견디기 위한 최소한의 모듈러스 값일 수 있다. 점탄성 물질을 갖는 결합 부재(251-254, 351-352)는 표시 장치(10)의 폴딩 동작 시와 같이 결합 부재(251-254, 351-352)에 낮은 주파수의 진동이 가해질 때, 즉, 일반거동에 있을 때 특정한 물성을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서 일반거동에서의 결합 부재(251-254, 351-352)에 요구되는 물성은 상술한 바와 같이 -20°에서 측정된 모듈러스는 300Kpa 이하이고, 25°에서 측정된 모듈러스는 50Kpa 이하의 값을 가질 수 있다.
한편, 표시 장치(10)에 외부 충격이 가해지게 되면, 점탄성 물질을 갖는 결합 부재(251-254, 351-352)는 수만 헤르츠(Hz)를 갖는 주파수의 진동, 즉, 외부 충격이 가해지는 환경에서는 고동 거동에 따른 물성 변화가 발생할 수 있다. 고속 거동에서의 결합 부재(251-254, 351-352)는 일반 거동시와 다른 점탄성 물성이 발현될 수 있고, 결합 부재(251-254, 351-352)가 고속 거동시에서 갖는 점탄성 물성에 따라, 표시 장치(10)의 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100)에 가해지는 외부 충격이 완화될 수 있다.
구체적으로, 표시 장치(10)의 전면, 예컨대 표시 패널(100)의 전방에 위치한 커버 윈도우(220) 상에 외부 충격이 가해지면, 상기 충격에 의해 결합 부재(251-254, 351-352)에는 수만 헤르츠(Hz)의 진동이 전달될 수 있다. 커버 윈도우(220) 및 표시 패널(100)은 외부 충격에 취약한 재료를 포함하기 때문에, 이러한 진동이 결합 부재(251-254, 351-352)를 통해 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100)에 그대로 전달되면 커버 윈도우(220)가 깨지거나 표시 패널(100)의 일부가 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 결합 부재(251-254, 351-352)는 상술한 바와 같이 점탄성 물질을 포함하여, 수만 헤르츠(Hz)의 진동이 전달되면 고속 거동 물성을 발현할 수 있다. 점탄성 물질의 결합 부재(251-254, 351-352)는 고속 거동에서 외부 충격을 흡수하거나, 상기 충격이 다른 부재에 전달되지 않도록 하는 물성을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 결합 부재(251-254, 351-352)는 고속 거동에서 특정 범위 내의 물성을 가질 수 있고, 외부 충격에 의해 표시 장치(10)의 부재들, 예컨대 커버 윈도우(220) 및 표시 패널(100)에 가해지는 충격을 흡수하거나 완화시킬 수 있다.
구체적으로, 결합 부재(251-254, 351-352)는 고속 거동에서 특정 범위 내의 저장 모듈러스(Storage modulus, G') 및 탄델타(loss tangent, tan δ)를 가질 수 있다. 저장 모듈러스(G')는 물질의 탄성에 의해 손실 없이 저장되는 에너지를 의미한다. 물질의 저장 모듈러스(G')가 클수록 물질은 완전 탄성체에 가까울 수 있다. 일반적으로 점탄성 물질을 갖는 결합 부재(251-254, 351-352)는 고속 거동시의 저장 모듈러스(G')는 저온에서 고온으로 갈수록 작은 값을 가지며, 저장 모듈러스가 작을 수록 외부 충격에 민감하게 반응할 수 있다. 결합 부재(251-254, 351-352)에 외부 충격이 전달되어 고속 거동 물성이 발현될 때, 결합 부재(251-254, 351-352)가 작은 값의 저장 모듈러스(G')를 갖는 경우 외부 충격에 민감하게 반응하여 결합 부재(251-254, 351-352)에 부착된 다른 부재들에 외부 충격이 전달될 수 있다. 반면에, 고속 거동 물성이 발현될 때 결합 부재(251-254, 351-352)가 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 갖는 경우, 외부 충격에 민감하지 않게 반응하게 되고, 결합 부재(251-254, 351-352)에 전달된 충격에 의한 변형을 방지할 수 있다. 즉, 결합 부재(251-254, 351-352)는 고속 거동 시에 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 가짐으로써, 외부 충격에 의한 변형을 방지하도록 충격 지지 효과를 발휘할 수 있다.
다음으로, 탄델타(tan δ)는 하기 식 1로 표현될 수 있다.
[식 1]
탄델타(tan δ) = 손실 모듈러스/저장 모듈러스
(여기서, 손실 모듈러스는 물질의 점성에 의해 손실되는 에너지이고, 저장 모듈러스는 물질의 탄성에 의해 손실 없이 저장되는 에너지를 의미한다.)
탄델타(tan δ)는 작은 값을 가질수록 물질은 완전 탄성체에 가까울 수 있다. 결합 부재(251-254, 351-352)에 외부 충격이 전달되어 고속 거동 물성이 발현될 때, 결합 부재(251-254, 351-352)가 작은 값의 탄델타(tan δ)를 갖는 경우 외부 충격에 민감하게 반응하여 결합 부재(251-254, 351-352)에 부착된 다른 부재들에 외부 충격이 전달될 수 있다. 반면에, 고속 거동 물성이 발현될 때 결합 부재(251-254, 351-352)가 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖는 경우, 즉 손실되는 탄성률이 클 경우 외부 충격에 민감하지 않게 반응하고 충격을 흡수할 수 있다. 즉, 결합 부재(251-254, 351-352)는 고속 거동 시에 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가짐으로써, 외부 충격이 다른 부재에 전달되지 않도록 충격 흡수 효과를 발휘할 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 패널(100)을 기준으로, 전방 적층 구조물(200)에 배치된 전방 결합 부재(251-254)와, 후방 적층 구조물(300)에 배치된 후방 결합 부재(351-352)의 외부 충격이 가해졌을 때, 즉 고속 거동시의 물성을 조절하여 표시 패널(100)을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 이와 같은 관점으로, 표시 장치(10)는 커버 윈도우(220)를 기준으로, 커버 윈도우(220)와 커버 윈도우 보호층(210) 사이의 제1 결합 부재(251) 및 커버 윈도우(220)와 편광 부재(230) 사이의 제2 결합 부재(252)의 고속 거동시의 물성을 조절하여, 커버 윈도우(220)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 표시 패널(100)의 일면 상, 또는 전방에 배치되는 전방 결합 부재(251-254)의 탄델타(tan δ)는 표시 패널(100)의 타면 상, 또는 후방에 배치되는 후방 결합 부재(351-352)의 탄델타(tan δ)보다 큰 값을 가질 수 있다. 또는 전방 결합 부재(251-254)의 평균 탄델타(전방 결합 부재(251-254)에 속하는 각 결합 부재의 탄델타의 평균)는 후방 결합 부재(351-352)의 평균 탄델타(후방 결합 부재(351-352)에 속하는 각 결합 부재의 탄델타의 평균)보다 클 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서, 커버 윈도우(220)의 일면 상에 배치되는 제1 결합 부재(251)의 탄델타(tan δ)는 커버 윈도우(220)의 타면 상에 배치되는 제2 결합 부재(252)의 탄델타(tan δ)보다 클 수 있다.
표시 장치(10)의 전방에서 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100) 상에 외부 충격이 가해지면, 수만 헤르츠(Hz)의 진동이 전방 결합 부재(251-254)들에 전달될 수 있다. 수만 헤르츠(Hz)의 진동에 의해 전방 결합 부재(251-254)들은 고속 거동 물성을 발현하게 된다. 일 실시예에 따르면, 전방 결합 부재(251-254)들은 고속 거동 시에 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖고, 외부 충격을 흡수하여 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100)에 전달되는 충격을 최소화할 수 있다.
특히, 전방 결합 부재(251-254) 중에서도 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100)로부터 거리가 가까운 제1 결합 부재(251)와 제3 결합 부재(253) 또는 제4 결합 부재(254)는 고속 거동시에 상대적으로 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가질 수 있다. 고속 거동시에 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖는 결합 부재들을 외부 충격으로부터 보호하기 위한 커버 윈도우(220) 및 표시 패널(100)과 인접하게 배치함으로써, 외부 충격을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
한편, 일 실시예에 따르면, 표시 패널(100)의 타면 상, 또는 후방에 배치되는 후방 결합 부재(351-352)의 저장 모듈러스(G')는 표시 패널(100)의 일면 상, 또는 전방에 배치되는 전방 결합 부재(251-254)의 저장 모듈러스(G')보다 큰 값을 가질 수 있다. 또는 후방 결합 부재(351-352)의 평균 저장 모듈러스(후방 결합 부재(351-352)에 속하는 각 결합 부재의 저장 모듈러스의 평균)는 전방 결합 부재(251-254)의 평균 저장 모듈러스(전방 결합 부재(251-254)에 속하는 각 결합 부재의 저장 모듈러스의 평균)보다 클 수 있다.
표시 장치(10)의 전방에서 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100) 상에 외부 충격이 가해지면, 수만 헤르츠(Hz)의 진동이 전방 결합 부재(251-254)와 표시 패널(100)에 전달될 수 있다. 상기 진동 중, 전방 결합 부재(251-254)에 의해 흡수되지 않고 표시 패널(100)을 통과한 진동들은 후방 결합 부재(351-352)에 전달될 수 있다. 수만 헤르츠(Hz)의 진동에 의해 후방 결합 부재(351-352)들은 고속 거동 물성을 발현하게 된다. 일 실시예에 따르면, 후방 결합 부재(351-352)들은 고속 거동 시에 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 갖고, 외부 충격에 의해 표시 패널(100)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 후방 결합 부재(351-352) 중에서도 표시 패널(100)로부터 거리가 가까운 제5 결합 부재(351)는 고속 거동시에 상대적으로 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 가질 수 있다. 고속 거동시에 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 갖는 결합 부재들을 외부 충격으로부터 보호하기 위한 표시 패널(100)과 인접하게 배치함으로써, 외부 충격에 대한 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 이와 같은 관점에서, 커버 윈도우(220)와 편광 부재(230) 사이에 배치되는 제2 결합 부재(252)는 커버 윈도우(220)와 커버 윈도우 보호층(210) 사이에 배치되는 제1 결합 부재(251)보다 고속 거동 시에 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 가질 수 있다. 커버 윈도우(220)를 기준으로, 전방에 배치되는 제1 결합 부재(251)는 후방에 배치되는 제2 결합 부재(252)보다 고속 거동 시에 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가짐으로써 외부 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다. 반면에 커버 윈도우(220)를 기준으로, 후방에 배치되는 제2 결합 부재(252)는 전방에 배치되는 제1 결합 부재(251)보다 고속 거동 시에 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 가짐으로써 외부 충격에 대한 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같은 결합 부재(251-254, 351-352)들의 고속 거동에서 발현되는 물성은 넓은 범위의 온도에서 주파수 스윕 테스트(frequency sweep test)를 통해 측정될 수 있다. 특정 온도에서 결합 부재(251-254, 351-352)들에 낮은 주파수로부터 수만 헤르츠(Hz)의 주파수까지 스윕(sweep)하며 진동을 가함으로써 결합 부재(251-254, 351-352)가 고속 거동시에 발현되는 물성, 예컨대 저장 모듈러스(G') 또는 탄델타(tan δ)를 측정할 수 있다.
또는, 수만 헤르츠(Hz)의 주파수를 갖는 진동을 결합 부재(251-254, 351-352)들에 전달하기 어려운 경우, 시간-온도 중첩의 원리(Time-Temperature Superposition, TTS)를 이용하여, 결합 부재(251-254, 351-352)의 고속 거동 시에 발현되는 물성을 측정할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 결합 부재의 주파수에 따른 저장 모듈러스를 나타내는 그래프이다.
결합 부재(251-254, 351-352)와 같이 점탄성 특성을 갖는 물질은 점탄성 특성이 온도에 강한 의존성을 보일 수 있다. 시간-온도 중첩의 원리(TTS)는 온도에 따른 결합 부재(251-254, 351-352)들의 점탄성 특성, 예컨대 저장 모듈러스(G')의 변화를 통해 주파수에 따른 저장 모듈러스(G') 변화를 도출해낼 수 있다. 도 7은 시간-온도 중첩의 원리(TTS)를 통해 점탄성 물질을 갖는 결합 부재(251-254, 351-352)들의 주파수(Hz)에 따른 저장 모듈러스(G')를 측정한 것을 도시하고 있다.
한편, 예시적인 실시예에서, 결합 부재(251-254, 351-352)들은 표시 장치(10)에 가해지는 외부 충격을 완화하기 위해, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 일정 수준의 저장 모듈러스(G') 또는 탄델타(tan δ) 값을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 표시 패널(100) 또는 커버 윈도우(220)를 기준으로, 이들의 전방에 위치하는 전방 결합 부재(251-254)들은 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가질 수 있고, 이들의 후방에 위치하는 후방 결합 부재(351-352)들은 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 전방 결합 부재(251-254), 예컨대 제1 결합 부재(251), 제2 결합 부재(252), 제3 결합 부재(253) 및 제4 결합 부재(254)들 중 적어도 일부는 25°, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 탄델타(tan δ)가 1.5 이상일 수 있다. 또는 전방 결합 부재(251-254), 예컨대 제1 결합 부재(251), 제2 결합 부재(252), 제3 결합 부재(253) 및 제4 결합 부재(254)들의 평균 탄델타(tan δ)가 1.5 이상일 수도 있다. 일 예로, 커버 윈도우(220)와 커버 윈도우 보호층(210) 사이에 배치된 제1 결합 부재(251), 및 표시 패널(100)의 전방에 배치되는 제3 결합 부재(253, 도 5에 도시) 또는 제4 결합 부재(254, 도 3에 도시)는 25°, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 탄델타(tan δ)가 1.5 이상일 수 있다. 상술한 바와 같이, 결합 부재(251-254, 351-352)들은 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가짐에 따라 외부 충격에 대하여 이를 흡수할 수 있는 점탄성 물성을 가질 수 있다. 표시 장치(10)의 전방에서 외부 충격이 가해지면, 제1 결합 부재(251), 제3 결합 부재(253) 및 제4 결합 부재(254) 중 적어도 하나는 고속 거동 물성이 발현되며 탄델타(tan δ)가 1.5 이상의 값을 갖고, 상기 충격을 흡수할 수 있다. 이들이 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가짐에 따라 전달되는 충격의 대부분은 흡수되고, 커버 윈도우(220) 또는 표시 패널(100)로 전달되는 충격을 최소화할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 표시 패널(100) 상에 배치되는 전방 결합 부재, 즉, 제3 결합 부재(253) 또는 제4 결합 부재(254)는 커버 윈도우(220) 상에 배치되는 윈도우 결합 부재인 제1 결합 부재(251)보다 탄델타(tan δ)가 큰 값을 가질 수 있다. 표시 장치(10)에서 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖는 결합 부재(251-254, 351-352)는 커버 윈도우(220)와 표시 패널(100)에 인접하여 배치될 수 있다. 그 중 표시 패널(100)의 경우, 커버 윈도우(220)보다 외부 충격에 더 취약한 재료를 포함할 수 있으므로, 표시 패널(100) 상에 배치되는 전방 결합 부재는 커버 윈도우(220) 상에 배치되는 윈도우 결합 부재보다 큰 값의 탄델타(tan δ)를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 일 실시예에서, 후방 결합 부재(351-352), 예컨대 제5 결합 부재(351) 및 제6 결합 부재(352) 중 적어도 일부는 25°, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이상일 수 있다. 또는 후방 결합 부재(351-352), 예컨대 제5 결합 부재(351) 및 제6 결합 부재(352)의 평균 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이상일 수 있다. 일 예로, 표시 패널(100)의 후방에 배치된 후방 결합 부재인 제5 결합 부재(351)는 25°, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이상일 수 있다. 상술한 바와 같이, 결합 부재(251-254, 351-352)들은 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 가짐에 따라 외부 충격에 대하여 민감하지 않게 반응할 수 있는 점탄성 물성을 가질 수 있다. 표시 장치(10)의 전방에서 외부 충격이 가해지면, 후방 결합 부재(351-352) 중 적어도 하나는 고속 거동 물성이 발현되며 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이상의 값을 갖고, 상기 충격에 의한 표시 패널(100)의 변형을 방지할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 표시 패널(100) 후방에 배치되는 후방 결합 부재, 즉, 제5 결합 부재(351) 또는 제6 결합 부재(352)는 표시 패널(100) 전방에 배치되는 전방 결합 부재, 즉, 제1 결합 부재(251), 제2 결합 부재(252), 제3 결합 부재(253) 및 제4 결합 부재(254)보다 저장 모듈러스(G')가 큰 값을 가질 수 있다. 표시 장치(10)에서 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 갖는 결합 부재(251-254, 351-352)는 표시 패널(100)의 후방에 위치하여, 전달되는 충격을 지지함으로써 표시 패널(100)이 충격에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 커버 윈도우(220)를 기준으로, 커버 윈도우(220)의 전방에 배치되는 제1 결합 부재(251)는 커버 윈도우(220)의 후방에 배치되는 제2 결합 부재(252)보다 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖되, 작은 값의 저장 모듈러스(G')를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 결합 부재(251)는 25°, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 탄델타(tan δ)가 1.5 이상이고, 제2 결합 부재(252)는 25°, 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이상일 수 있다. 이에 따라, 커버 윈도우(220)는 제1 결합 부재(251) 및 제2 결합 부재(252)에 의해 외부 충격에 대한 파손 또는 변형이 방지될 수 있다.
이와 같은 결합 부재(251-254, 351-352)들의 고속 거동시 발현되는 물성에 의한 표시 장치(10)의 내충격성 완화 효과는 표시 장치(10)를 이용한 펜 드랍(Pen drop) 실험을 통해 확인할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 펜 드랍 실험 방법을 나타내는 개략도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치에 가해진 충격이 결합 부재 및 커버 윈도우에 전달되는 것을 나타내는 개략도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치에 가해진 충격이 결합 부재 및 표시 패널에 전달되는 것을 나타내는 개략도이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 펜 드랍(Pen drop) 실험은 표시 장치(10) 전방에 일정 높이에서 펜(Pen)을 떨어뜨려 수행될 수 있다. 표시 장치(10)를 플레이트(PLT) 상의 홀더(HDR)에 위치시키고, 표시 장치(10)의 전방에서 낙하하는 높이를 달리하며 펜(Pen)을 낙하시켜 표시 장치(10)에 충격을 가한다. 표시 장치(10)의 전방에 낙하된 펜(Pen)에 의해 표시 장치(10)에서 최초로 파손이 시인될 때 펜(Pen)이 낙하한 높이를 측정하여, 표시 장치(10)의 결합 부재(251-254, 351-352)들에 의한 내충격성 완화 효과를 측정할 수 있다. 표시 장치(10)에서 최초로 파손이 시인될 때의 펜(Pen)의 높이가 클수록 결합 부재(251-254, 351-352)들에 의한 내충격성 완화가 큰 것을 의미할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 표시 장치(10)의 전방에 펜(Pen)이 낙하하면 표시 장치(10)의 커버 윈도우 보호층(210)에 충격이 가해진다. 상기 충격은 커버 윈도우 보호층(210)을 통해 제1 결합 부재(251), 커버 윈도우(220) 및 제2 결합 부재(252)에 전달될 수 있다. 상술한 바와 같이, 커버 윈도우(220)를 기준으로 전방에 배치된 제1 결합 부재(251)는 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖고, 커버 윈도우 보호층(210)을 통해 전달된 충격을 흡수할 수 있다. 이를 통해 펜(Pen)이 낙하하여 전달되는 충격은 제1 결합 부재(251)에서 흡수되고 커버 윈도우(220)에는 적은 양의 충격만이 전달되어 커버 윈도우(220)를 보호할 수 있다. 또한, 커버 윈도우(220)를 기준으로 후방에 배치된 제2 결합 부재(252)는 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 갖고, 커버 윈도우(220)를 통해 충격이 전달되더라도 상기 충격에 민감하게 반응하지 않을 수 있다. 이를 통해 제2 결합 부재(252)는 전달된 충격에 의해 커버 윈도우(220)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 관점으로, 표시 장치(10)의 전방에 펜(Pen)이 낙하하면 표시 패널(100)에도 충격이 가해질 수 있다. 상기 충격은 제4 결합 부재(254), 표시 패널(100) 및 제5 결합 부재(351)에 전달될 수 있다. 상술한 바와 같이, 표시 패널(100)을 기준으로 전방에 배치된 제4 결합 부재(254)는 큰 값의 탄델타(tan δ)를 갖고, 전방 적층 구조물(200)을 통해 전달된 충격을 흡수할 수 있다. 이를 통해 펜(Pen)이 낙하하여 전달되는 충격은 제4 결합 부재(254)에서 흡수되고 표시 패널(100)에는 적은 양의 충격만이 전달되어 표시 패널(100)을 보호할 수 있다. 또한, 표시 패널(100)을 기준으로 후방에 배치된 제5 결합 부재(351)는 큰 값의 저장 모듈러스(G')를 갖고, 표시 패널(100)을 통해 충격이 전달되더라도 상기 충격에 민감하게 반응하지 않을 수 있다. 이를 통해 제5 결합 부재(351)는 전달된 충격에 의해 표시 패널(100)이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 펜 드랍 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
상술한 바와 같이, 고속 거동에서 1.5 이상의 탄델타(tan δ)를 갖는 전방 결합 부재를 포함하는 전방 적층 구조물과, 고속 거동에서 2MPa 이상의 저장 모듈러스(G')를 갖는 후방 결합 부재를 포함하는 후방 적층 구조물, 표시 패널(100) 및 커버 윈도우(220)를 갖는 표시 장치(10, 실시예 1)와, 상기의 고속 거동 물성을 갖지 않는 표시 장치(10, 비교예 1)을 준비한다. 실시예 1 및 비교예 1의 표시 장치(10)를 이용하여 펜 드랍(Pen drop) 실험을 각각 5에서 9회 수행하였다. 이에 따라 실시예 1과 비교예 1의 표시 패널(100)에서 명점이 형성되었을 때의 펜(Pen)의 평균 높이를 측정하여, 이를 도 11 및 하기의 표 1에 도시하였다.
Pen drop 비교예 1 실시예 1
X O X O
Height 4cm 5cm 8cm 9cm
도 11 및 상기 표 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 고속 거동에서 큰 값의 탄델타(tan δ)와 저장 모듈러스(G')를 갖는 결합 부재를 포함하는 실시예 1이 그렇지 않은 비교예 1에 비하여 표시 패널(100)에 명점이 형성되는 펜(Pen)의 높이가 평균 4cm 이상 높아진 것을 알 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 고속 거동에서 큰 값의 탄델타(tan δ)와 저장 모듈러스(G')를 갖는 결합 부재를 포함하여, 표시 장치(10)에 가해지는 외부 충격을 흡수하거나 충격에 대한 표시 패널(100) 또는 커버 윈도우(220)의 변형을 방지할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 외부 충격에 대한 손상 또는 변형을 방지할 수 있다.
이하에서는 다른 실시예에 따른 표시 장치(10)들에 대하여 설명하기로 한다.
도 12 및 도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 14는 도 12 및 도 13의 표시 장치에 가해진 충격이 결합 부재 및 커버 윈도우에 전달되는 것을 나타내는 개략도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(11, 12)는 커버 윈도우(220-2)가 플라스틱 기판인 포함하는 점에서 도 3 및 도 5의 실시예와 차이가 있다. 이 경우, 커버 윈도우(220-2)는 도 3 및 도 5의 커버 윈도우(220)와 달리, 외부 충격에 대한 변형에 내성을 가질 수 있고, 커버 윈도우(220-2)의 후방에 배치되는 결합 부재, 예컨대 제2 결합 부재(252)는 고속 거동에서 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이하의 값을 가질 수도 있다. 도 12 및 도 13의 표시 장치(11, 12)는 커버 윈도우(220-2)가 플라스틱 기판인 점을 제외하고는 도 3 및 도 5의 표시 장치(10)와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
커버 윈도우(220-2)가 플라스틱 기판인 경우, 플렉시블한 특성에 의해 외부 충격에 대한 변형 방지에 대하여 비교적 내성을 가질 수 있다. 도 3 및 도 5의 표시 장치(10)의 커버 윈도우(220)가 유리, 또는 초박막(Ultra Thin Glass; UTG) 내지 박막 유리인 경우, 커버 윈도우(220)의 후방에서 충격을 지지하지 않는다면, 충격에 의한 변형으로 커버 윈도우(220)가 파손되는 경우가 발생할 수 있다. 이에 따라, 도 3 및 도 5의 표시 장치(10)들은 커버 윈도우(220)의 후방에 배치된 제2 결합 부재(252)가 고속 거동에서 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이상의 값을 가질 수 있다.
반면에, 도 12 및 도 13의 표시 장치(11, 12)와 같이, 커버 윈도우(220-2)가 플라스틱 기판으로 이루어진 경우, 플렉시블한 특성에 의해 외부 충격이 가해지더라도, 충격에 의해 변형되어 파손되는 경우가 적을 수 있다. 이 경우, 예시적인 실시예에서 제2 결합 부재(252)는 고속 거동에서 저장 모듈러스(G')가 2MPa 이하의 값을 갖고, 충격 지지 특성이 다소 작을 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 15 및 도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(15, 16)은 후방 적층 구조물(300)이 완충 부재(350) 및 제7 결합 부재(353)를 더 포함하는 점에서 도 3 및 도 5의 실시예와 차이가 있다. 즉, 도 15의 표시 장치(15)는 도 3의 표시 장치(10)에서 완충 부재(350) 및 제7 결합 부재(353)가 더 포함된 것이고, 도 16의 표시 장치(16)는 도 5의 표시 장치(10)에서 완충 부재(350) 및 제7 결합 부재(353)가 더 포함된 것으로 이해될 수 있다.
이에 대하여 구체적으로 설명하면, 고분자 필름층(310)과 방열 부재(320) 사이에는 완충 부재(350)가 배치될 수 있다. 완충 부재(350)는 외부 충격을 흡수하여 표시 장치(15, 16)가 파손되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 완충 부재(350)는 단일층 또는 복수의 적층막으로 이루어질 수 있다. 완충 부재(350)는 예를 들어, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌 수지 등과 같은 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 완충 부재(350)는 쿠션층일 수 있다.
완충 부재(350)와 고분자 필름층(310) 사이에는 제7 결합 부재(353)가 배치되어 이들을 결합한다. 제6 결합 부재(353)는 완충 부재(350)와 방열 부재(320) 사이에 배치되어 이들을 결합할 수 있다. 제7 결합 부재(353)는 표시 패널(100)의 타면 상에 완충 부재(350)를 부착하는 완충부 결합 부재일 수 있다.
제7 결합 부재(353)는 제6 결합 부재(352)와 유사한 점착 물성을 가질 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 제7 결합 부재(353)는 제6 결합 부재(352)와 동일하거나 제6 결합 부재(352)로 적용가능한 두께 범위 내의 두께를 가질 수 있고, 25°, 30,000Hz의 고속 거동에서 측정된 저장 모듈러스가 2Mpa이상일 수 있다. 이에 따라, 제7 결합 부재(353)도 외부 충격을 지지하는 특성을 갖고, 외부 충격에 의해 표시 패널(100)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 폴딩 상태의 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(19)는 적층 구조는 도 4의 실시예와 동일하지만, 폴딩이 표시면이 외측을 향하는 아웃 폴딩 방식으로 이루어지는 점에서 도 4의 실시예와 차이가 있다. 도 17의 표시 장치(19)는 폴딩된 표시 장치(19)의 표시면이 향하는 방향이 다른 것을 제외하고는 도 4의 표시 장치(10)와 동일하므로, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치
100: 표시 패널
200: 전방 적층 구조물
300: 후방 적층 구조물
251, 252, 253, 254, 351, 352: 결합 부재

Claims (20)

  1. 전방에 위치하는 일면 및 후방에 위치하는 타면을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 상기 일면 상에 적층된 전방 적층 구조물; 및
    상기 표시 패널의 상기 타면 상에 적층된 후방 적층 구조물을 포함하되,
    상기 전방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 배치된 전방 결합 부재를 포함하고,
    상기 후방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 배치된 후방 결합 부재를 포함하며,
    상기 전방 결합 부재의 하기 식 1로 표현되는 탄델타(tan δ)는 상기 후방 결합 부재의 탄델타 값보다 큰 표시 장치.
    [식 1]
    tan δ= 손실 모듈러스 / 저장 모듈러스
    (여기서, 손실 모듈러스는 물질의 점성에 의해 손실되는 에너지이고, 저장 모듈러스는 물질의 탄성에 의해 손실 없이 저장되는 에너지를 의미한다.)
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 후방 결합 부재의 저장 모듈러스(storage modulus)는 상기 전방 결합 부재의 저장 모듈러스 값보다 큰 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전방 결합 부재는 25°에서 측정된 탄델타의 평균값이 1.5 이상이고,
    상기 후방 결합 부재는 25°에서 측정된 저장 모듈러스의 평균값이 2MPa 이상인 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 전방 결합 부재 및 후방 결합 부재의 탄델타와 저장 모듈러스는 25°에서 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 값인 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 전방 결합 부재와 상기 후방 결합 부재는 각각 두께가 50㎛ 이하인 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 전방 결합 부재와 상기 후방 결합 부재는 각각 -20°에서 측정된 모듈러스가 300Kpa 이하이고, 25°에서 측정된 모듈러스는 50Kpa 이하인 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 전방 적층 구조물은,
    커버 윈도우;
    상기 커버 윈도우를 상기 표시 패널의 일면 상에 부착하는 윈도우 결합 부재;
    상기 커버 윈도우의 전방에 배치된 커버 윈도우 보호층 및
    상기 커버 윈도우 보호층를 상기 커버 윈도우 상에 부착하는 보호층 결합 부재를 포함하되,
    상기 보호층 결합 부재의 탄델타는 상기 윈도우 결합 부재의 탄델타보다 큰 값을 갖는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전방 결합 부재의 탄델타는 상기 윈도우 결합 부재의 탄델타보다 큰 값을 갖는 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 윈도우 결합 부재의 저장 모듈러스는 상기 보호층 결합 부재의 저장 모듈러스보다 큰 값을 갖되, 상기 후방 결합 부재의 저장 모듈러스보다 작은 값을 갖는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 전방 적층 구조물은,
    상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 편광 부재 및
    상기 편광 부재를 상기 표시 패널의 상기 일면 상에 부착하는 편광부 결합 부재를 더 포함하되,
    상기 편광부 결합 부재의 저장 모듈러스는 상기 후방 결합 부재의 저장 모듈러스보다 작은 값을 갖는 표시 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 후방 적층 구조물은 상기 표시 패널의 후방에 배치되는 고분자 필름층 및 상기 고분자 필름층의 후방에 배치되는 방열 부재를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 후방 적층 구조물은,
    상기 고분자 필름층을 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 부착하는 고분자 필름 결합 부재 및
    상기 방열 부재를 상기 표시 패널의 상기 타면 상에 부착하는 방열부 결합 부재를 더 포함하되,
    상기 고분자 필름 결합 부재와 상기 방열부 결합 부재의 저장 모듈러스의 평균 값은 상기 윈도우 결합 부재와 상기 보호층 결합 부재의 저장 모듈러스의 평균 값보다 큰 값을 갖는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 윈도우 결합 부재와 상기 보호층 결합 부재의 탄델타의 평균 값은 상기 고분자 필름 결합 부재와 상기 방열부 결합 부재의 탄델타의 평균 값보다 큰 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 전방으로 화면을 표시하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 표시면이 내측을 향하도록 폴딩되는 인폴더블 표시 장치인 표시 장치.
  16. 표시면이 내측을 향하도록 폴딩되는 인폴더블 표시 장치로서,
    전방에 위치하는 일면 및 후방에 위치하는 타면을 포함하고, 상기 전방으로 화면을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 상기 일면 상에 적층된 전방 적층 구조물; 및
    상기 표시 패널의 상기 타면 상에 적층된 후방 적층 구조물을 포함하되,
    상기 전방 적층 구조물과 상기 후방 적층 구조물은 각각 두께가 50㎛ 이하인 적어도 하나의 결합 부재를 포함하고,
    상기 전방 적층 구조물의 상기 결합 부재의 하기 식 1로 표현되는 탄델타(tan δ) 평균값은 상기 후방 적층 구조물의 탄델타 평균값보다 큰 표시 장치.
    [식 1]
    tan δ = 손실 모듈러스/저장탄성률
    (여기서, 손실 모듈러스는 물질의 점성에 의해 손실되는 에너지이고, 저장 모듈러스는 물질의 탄성에 의해 손실 없이 저장되는 에너지를 의미한다.)
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 후방 적층 구조물의 상기 결합 부재의 저장 모듈러스(storage modulus) 평균값은 상기 전방 적층 구조물의 저장 모듈러스 평균값보다 큰 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 전방 적층 구조물의 결합 부재는 25°에서 측정된 탄델타의 평균값이 1.5 이상이고, 상기 후방 적층 구조물의 결합 부재는 25°에서 측정된 저장 모듈러스의 평균값이 2MPa 이상인 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 전방 적층 구조물 및 후방 적층 구조물의 결합 부재의 탄델타 및 저장 모듈러스는 25°에서 30,000Hz 이상의 고속 거동에서 측정된 값인 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 전방 적층 구조물의 결합 부재와 상기 후방 적층 구조물의 결합 부재는 각각 -20°에서 측정된 모듈러스는 300Kpa 이하이고, 25°에서 측정된 모듈러스는 50Kpa 이하인 표시 장치.
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