KR20220077296A - 표시 장치 및 표시 장치의 리페어 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 리페어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 리페어 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우, 상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되는 편광 부재 및 적어도 하나의 결합 부재, 및 상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되며, 1 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 적어도 하나의 공극을 포함한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 리페어 방법{Display device and method for repair of display device}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 리페어 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 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 다양화되고 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.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴더블 표시 장치의 전방에 부착된 커버 윈도우를 리페어할 수 있는 표시 장치의 리페어 방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴더블 표시 장치의 전방에 부착된 커버 윈도우가 리페어된 표시 장치를 제공하고자 하는 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 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우, 상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되는 편광 부재 및 적어도 하나의 결합 부재, 및 상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되며, 1 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 적어도 하나의 공극을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 공극은 상기 편광 부재 및 상기 적어도 하나의 결합 부재 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 공극은 상기 결합 부재의 적어도 일부분에 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 공극은 랜덤하게 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 공극은 지름이 60 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 커버 윈도우는 두께가 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 UTG(Ultra thin glass)일 수 있다.
상기 표시 패널의 후방에 배치된 고분자 필름층, 상기 고분자 필름층의 후방에 배치된 쿠션층, 및 상기 쿠션층의 후방에 배치된 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널의 전방에 배치된 결합 부재, 및 상기 결합 부재 상에 배치된 커버 윈도우를 포함하는 표시 장치를 준비하는 단계, 상기 표시 장치의 전방에서 160 mJ/㎠ 내지 250 mJ/㎠의 에너지 밀도로 레이저를 조사하는 단계, 및 상기 결합 부재로부터 상기 커버 윈도우를 탈착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 레이저의 가공 속도는 23 mm/s 내지 35 mm/s일 수 있다.
상기 레이저는 상기 표시 장치 전체를 1회 내지 2회로 조사할 수 있다.
상기 레이저의 주파수는 1 kHz 내지 100 kHz일 수 있다.
상기 레이저의 초점은 상기 커버 윈도우의 상면을 기준으로 상기 표시 장치의 두께 방향으로 -20 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 레이저의 초점 심도는 레이저 스폿 사이즈 30 ㎛에서 -100 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다.
상기 레이저의 파장은 340 nm 내지 350 nm일 수 있다.
상기 레이저의 n번째 스폿과 n+1번째 스폿의 중첩 면적은 90 내지 95 %일 수 있다.
상기 커버 윈도우를 탈착하는 단계 이후에, 상기 결합 부재 상에 다른 커버 윈도우를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 결합 부재와 상기 다른 커버 윈도우 사이에 1 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 적어도 하나의 공극이 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 공극은 랜덤하게 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 공극은 지름이 60 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 커버 윈도우는 두께가 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 UTG(Ultra thin glass)일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
실시예들에 따른 표시 장치 및 표시 장치의 리페어 방법에 의하면, 레이저의 조사 조건을 조절하여, 커버 윈도우를 용이하게 교체할 수 있다. 또한, 커버 윈도우 교체 시 결합 부재에 발생한 공극이 시인되는 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 커버 윈도우의 리페어가 완료된 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 것을 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 장치가 언폴딩된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치가 폴딩된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 언폴딩 상태의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 폴딩된 상태의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 6은 도 3의 A 영역을 개략적으로 나타낸 확대도이다.
도 7은 도 3의 표시 장치를 위에서 내려다본 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 공정을 나타낸 개략도들이다.
도 11은 광의 파장에 따른 PSA의 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 공정을 나타낸 개략도들이다.
도 15는 실험예 1에 따른 표시 장치 샘플 #3의 이미지이다.
도 16은 실험예 1에 따른 표시 장치 샘플 #4의 이미지이다.
도 17은 표시 장치 샘플 #5의 전방 이미지이다.
도 18은 표시 장치 샘플 #5의 전방의 광학 현미경의 이미지이다.
도 19는 표시 장치 샘플 #6의 전방 이미지이다.
도 20은 표시 장치 샘플 #6의 전방의 광학 현미경의 이미지이다.도 21은 실험예 3에 따른 표시 장치 샘플의 이미지들이다.
도 22는 실험예 4에 따른 표시 장치 샘플들의 이미지이다.
도 23은 실험예 5에 따른 PSA의 표면의 높이를 측정한 그래프이다.
도 24는 실험예 5에 따른 PSA의 표면의 이미지이다.
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. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
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 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치가 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치가 폴딩된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 폴더블(foldable) 표시 장치일 수 있다. 표시 장치(10)는 스마트폰에 적용되는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 본 명세서의 실시예들에 따른 표시 장치(10)는 스마트폰 이외에 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 네비게이션, 자동차 계기판, 디지털 카메라, 캠코더, 외부 광고판, 전광판, 의료 장치, 검사 장치, 냉장고와 세탁기 등과 같은 다양한 가전 제품, 또는 사물 인터넷 장치에 적용될 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2에서, 제1 방향(DR1)은 평면 상에서 바라볼 때 표시 장치(10)의 일 변과 나란한 방향으로, 예를 들어 표시 장치(10)의 가로 방향일 수 있다. 제2 방향(DR2)은 평면 상에서 바라볼 때 표시 장치(10)의 일변과 접하는 타 변과 나란한 방향으로, 표시 장치(10)의 세로 방향일 수 있다. 제3 방향(DR3)은 표시 장치(10)의 두께 방향일 수 있다.
일 실시예에서 표시 장치(10)는 평면 상에서 바라볼 때 직사각형으로 이루어질 수 있다. 표시 장치(10)는 평면 상에서 바라볼 때 코너들이 수직인 직사각형 또는 코너들이 둥근 직사각형 형상일 수 있다. 표시 장치(10)는 평면 상에서 바라볼 때 제1 방향(DR1)으로 배치된 2 개의 단변과 제2 방향(DR2)으로 배치된 2 개의 장변을 포함할 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 평면 상에서 바라볼 때 표시 영역(DA)의 형태는 표시 장치(10)의 형태에 대응될 수 있다. 예를 들어 표시 장치(10)가 평면 상에서 바라볼 때 직사각형인 경우, 표시 영역(DA) 역시 직사각형일 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 영역일 수 있다. 복수의 화소들은 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 복수의 화소들은 평면 상에서 바라볼 때 직사각형, 마름모 또는 정사각형일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 화소들은 평면 상에서 바라볼 때 직사각형, 마름모 또는 정사각형 이외 다른 사각형, 사각형 이외 다른 다각형, 원형 또는, 타원형일 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 화소를 포함하지 않아 화상을 표시하지 않는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변에 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 도 1 및 도 2와 같이 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 표시 영역(DA)은 비표시 영역(NDA)에 의해 부분적으로 둘러싸일 수 있다.
일 실시예에서 표시 장치(10)는 폴딩된 상태와 펼쳐진 상태를 모두 유지할 수 있다. 표시 장치(10)는 도 2와 같이 표시 영역(DA)이 내측에 배치되는 인 폴딩(in-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 인 폴딩 방식으로 폴딩되는 경우, 표시 장치(10)의 상면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 표시 장치(10)는 외측에 배치되는 아웃 폴딩(out-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(10)가 아웃 폴딩 방식으로 폴딩되는 경우, 표시 장치(10)의 하면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서 표시 장치(10)는 폴더블 장치일 수 있다. 본 명세서에서 폴더블 장치라 함은 폴딩이 가능한 장치로서, 폴딩되어 있는 장치뿐만 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 반경은 5mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 1mm 내지 2mm의 범위에 있거나, 약 1.5mm일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서 표시 장치(10)는 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 표시 장치(10)가 접히는 영역이고, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 표시 장치(10)가 접히지 않는 영역일 수 있다.
제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 영역(FDA)의 일 측, 예를 들어 상측에 배치될 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 영역(FDA)의 타 측, 예를 들어 하측에 배치될 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 소정의 곡률로 구부러진 영역일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(10)의 폴딩 영역(FDA)은 특정 위치에 정해져 있을 수도 있다. 표시 장치(10)에서 특정 위치에 정해진 폴딩 영역(FDA)은 하나이거나, 2 이상일 수 있다. 다른 실시예에서, 폴딩 영역(FDA)은 표시 장치(10)에서 그 위치가 특정되어 있지 않고, 다양한 영역에서 자유롭게 설정될 수도 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(10)는 제2 방향(DR2)으로 접힐 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(10)의 제2 방향(DR2)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있으므로, 사용자가 표시 장치(10)를 휴대하기 편리할 수 있다.
일 실시예에서 표시 장치(10)가 접히는 방향은 제2 방향(DR2)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 제1 방향(DR1)으로 접힐 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)의 제1 방향(DR1)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 각각이 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 중첩하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 각각은 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 적어도 하나에 중첩할 수 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(251-253, 351-354)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 일면은 전방에 위치하고, 표시 패널(100)의 타면은 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.
표시 패널(100)은 터치 부재를 더 포함할 수 있다. 터치 부재는 표시 패널(100)과 별도의 패널이나 필름으로 제공되어 표시 패널(100) 상에 부착될 수도 있지만, 표시 패널(100) 내부에 터치층의 형태로 제공될 수도 있다. 이하의 실시예에서는 터치 부재가 표시 패널(100) 내부에 마련되어 표시 패널(100)에 포함되는 경우를 예시하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100)을 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 베이스 기판(11), 제1 전극(12), 화소 정의막(13), 발광층(14), 제2 전극(15) 및 봉지층(20)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(11)은 절연 기판일 수 있다. 베이스 기판(11)은 유연할 수 있으며, 유연성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 고분자 물질은 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenapthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylenesulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulosetriacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합일 수 있다.
베이스 기판(11) 상에 제1 전극(12)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서 제1 전극(12)은 애노드(anode) 전극일 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 베이스 기판(11)과 제1 전극(12) 사이에는 복수의 구성이 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 구성은 일 실시예로 버퍼층, 복수의 도전성 배선, 절연층 및 복수의 박막 트랜지스터 등을 포함할 수 있다.
제1 전극(12) 상에 화소 정의막(13)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(13)은 제1 전극(12)의 적어도 일부를 노출하는 개구부를 포함할 수 있다.
제1 전극(12) 상에 발광층(14)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서 발광층(14)은 적색(red) 광, 녹색(green) 광 및 청색(blue) 광 중 하나를 발광할 수 있다. 적색 광의 파장은 약 620nm 내지 750nm일 수 있으며, 녹색 광의 파장은 약 495nm 내지 570nm일 수 있다. 또한, 청색 광의 파장은 약 450nm 내지 495nm일 수 있다. 발광층(14)은 단일층으로 이루어질 수 있다. 또는 발광층(14)은 유기 발광층이 복수개 적층된 구조, 예를 들어 텐덤(tandem) 구조로 이루어질 수도 있다. 다른 실시예로, 발광층(14)은 백색(white)을 발광할 수 있다. 발광층(14)이 백색을 발광하는 경우, 발광층(14)은, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층이 적층된 형태를 가질 수 있다.
제2 전극(15)은 발광층(14) 및 화소 정의막(13) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(15)은 일 실시예로 발광층(14) 및 화소 정의막(13) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2 전극(15)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있다.
제1 전극(12), 제2 전극(15) 및 발광층(14)은 발광소자(EL)를 구성할 수 있다.
발광소자(EL) 상에는 봉지층(20)이 위치할 수 있다. 봉지층(20)은 발광소자(EL)를 밀봉하고 외부에서 발광소자(EL)로 수분 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서 봉지층(20)은 박막봉지(Thin Film Encapsulation)로 구현될 수 있으며, 하나 이상의 유기막과 하나 이상의 무기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지층(20)은 제2 전극(15) 상에 위치하는 제1 무기막(21), 제1 무기막(21) 상에 위치하는 유기막(22), 유기막(22) 상에 위치하는 제2 무기막(23)을 포함할 수 있다.
제1 무기막(21)은 발광소자(EL)로 수분, 산소 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 제1 무기막(21)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물, 실리콘 산질화물(SiON) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 무기막(21) 상에는 유기막(22)이 위치할 수 있다. 유기막(22)은 평탄도를 향상시킬 수 있다. 유기막(22)은 액상 유기 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 등으로 형성할 수 있다. 이러한 유기 재료는 증착, 프린팅 및 코팅을 통해 베이스 기판(11) 상에 제공되고 경화 공정을 거칠 수 있다.
유기막(22) 상에는 제2 무기막(23)이 위치할 수 있다. 제2 무기막(23)은 제1 무기막(21)과 실질적으로 동일하거나 유사한 역할을 수행할 수 있으며, 제1 무기막(21)과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질로 이루어질 수 있다. 제2 무기막(23)은 유기막(22)을 완전히 덮을 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2 무기막(23)과 제1 무기막(21)은 비표시 영역(NDA)에서 서로 접하여 무기-무기 접합을 형성할 수 있다. 다만 봉지층(20)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니며, 봉지층(20)의 적층구조는 다양하게 변경될 수 있다. 또는 다른 실시예에서 봉지층(20)은 글라스 기판 등으로 형성될 수도 있다.
봉지층(20) 상에는 터치 센서(40)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서 터치 센서(40)는 봉지층(20) 바로 위에 위치할 수 있다. 즉, 봉지층(20)은 터치 센서(40)의 베이스부로서 기능할 수 있다.
터치 센서(40)는 터치 소자층(41) 및 보호층(43)을 포함할 수 있다. 터치 소자층(41)은 터치 전극 및 터치 전극과 연결된 터치 신호선 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 터치 전극은 금속을 포함할 수 있으며, 메쉬 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 터치 전극은 메탈 메쉬 패턴으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 터치 소자층(41)의 유연성이 향상될 수 있다.
보호층(43)은 터치 소자층(41) 상에 위치할 수 있으며, 터치 소자층(41)을 보호할 수 있다. 일 실시예에서 보호층(43)은 유기물을 포함할 수 있으며, 예를 들면 아크릴계 폴리머로 이루어질 수 있다. 보호층(43)이 유기물로 이루어지는 경우, 터치 센서(40)의 유연성을 향상시킬 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 패널(100)의 전방에는 전방 적층 구조물(200)이 배치될 수 있다. 전방 적층 구조물(200)은 표시 패널(100)로부터 전방으로 순차 적층된 편광 부재(230), 커버 윈도우(220) 및 커버 윈도우 보호층(210)을 포함할 수 있다.
편광 부재(230)는 통과하는 빛을 편광시킬 수 있다. 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) 또는 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 10㎛ 내지 100㎛ 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. 또한, 커버 윈도우(220)는 고분자 필름의 양면에 유리가 박막으로 코팅된 것일 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(251-253)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 표시 패널(100) 사이에는 제3 결합 부재(253)가 배치되어 이들을 결합할 수 있다. 즉, 전방 결합 부재(251-253)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 부재일 수 있다. 전방 결합 부재(251-253)는 모두 광학적으로 투명할 수 있다.
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), 쿠션층(320), 플레이트(330) 및 방열 부재(340)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 쿠션층(320)이 배치될 수 있다. 쿠션층(320)은 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(100)이 파손되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 쿠션층(320)은 단일층 또는 복수의 적층막으로 이루어질 수 있다. 쿠션층(320)은 예를 들어, 폴리우레탄이나 폴리에틸렌 수지 등과 같은 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 일 실시예에서 쿠션층(320)은 스펀지와 유사한 폼 재질로 이루어질 수 있다.
쿠션층(320)의 후방에는 플레이트(330)가 배치될 수 있다. 플레이트(330)는 표시 장치(10)를 케이스에 결합하기 위한 지지 부재일 수 있다. 플레이트(330)는 강성을 지닌 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 일 실시예에서 플레이트(330)는 스테인레스스틸(SUS)과 같은 금속 합금이나 단일 금속으로 이루어질 수 있다.
플레이트(330)의 후방에는 방열 부재(340)가 배치될 수 있다. 방열 부재(340)는 표시 패널(100)이나 표시 장치(10)의 다른 부품에서 발생되는 열을 확산시키는 역할을 한다. 방열 부재(340)는 금속 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 금속 플레이트는 예를 들어, 구리, 은 등과 같은 열 전도성이 우수한 금속을 포함할 수 있다. 방열 부재(340)는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 방열 시트일 수도 있다.
방열 부재(340)는 이에 제한되는 것은 아니지만, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 표시 장치(10)의 폴딩을 원활하게 하기 위해 폴딩 영역(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 영역(FDA)을 중심으로 물리적으로 서로 이격될 수 있다.
후방 적층 구조물(300)은 인접 적층된 각 부재들을 결합하는 후방 결합 부재(351-354)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)과 고분자 필름층(310) 사이에는 제4 결합 부재(351)가 배치되어 이들을 결합하고, 고분자 필름층(310)과 쿠션층(320) 사이에는 제5 결합 부재(352)가 배치되어 이들을 결합하며, 쿠션층(320)과 플레이트(330) 사이에는 제6 결합 부재(353)가 배치되어 이들을 결합하고, 플레이트(330)와 방열 부재(340) 사이에는 제7 결합 부재(354)가 배치되어 이들을 결합할 수 있다. 즉, 후방 결합 부재(351-354)는 층들을 표시 패널(100)의 타면 상에 부착하는 부재로서, 제4 결합 부재(351)는 고분자 필름층(310)을 부착하는 고분자 필름 결합 부재이고, 제5 결합 부재(352)는 쿠션층(320)을 부착하는 쿠션층 결합 부재이며, 제6 결합 부재(353)는 플레이트(330)를 부착하는 플레이트 결합 부재이고, 제7 결합 부재(354)는 방열 부재(340)를 부착하는 방열부 결합 부재일 수 있다. 방열 부재(340)가 폴딩 영역(FDA)을 중심으로 분리된 경우, 제7 결합 부재(354)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(351-354)는 전방 결합 부재(251-253)와는 달리 반드시 광학적으로 투명할 필요는 없다.
도 6은 도 3의 A 영역을 개략적으로 나타낸 확대도이다. 도 7은 도 3의 표시 장치를 위에서 내려다본 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100)과 커버 윈도우(220) 사이에 배치된 적어도 하나의 공극(PO)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 커버 윈도우(220)와 결합 부재(252) 사이에 배치된 적어도 하나의 공극(PO)을 포함할 수 있다. 공극(PO)은 커버 윈도우(220)와 결합 부재(252) 사이에 공기(air), 진공 또는 가스가 배치되어, 커버 윈도우(220)와 결합 부재(252) 사이에 생성된 갭(gap)일 수 있다.
공극(PO)과 맞닿는 커버 윈도우(220)의 하면은 평평하고, 공극(PO)과 맞닿는 결합 부재(252)의 상면은 굴곡이 형성될 수 있다. 공극(PO)은 평평한 커버 윈도우(220)의 하면과 굴곡진 결합 부재(252)의 상면 사이에 배치될 수 있다. 공극(PO)은 평평하지 않은 결합 부재(252)의 상면으로 인해 생성될 수 있으며, 굴곡진 결합 부재(252)의 상면과 평평한 커버 윈도우(220)의 하면 사이에 각각 배치될 수 있다.
공극(PO)은 평면상 결합 부재(252)와 커버 윈도우(220)가 마주보는 영역에 배치될 수 있으며, 적어도 일부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 공극(PO)은 결합 부재(252) 상에서 랜덤(random)하게 배치될 수 있다. 결합 부재(252)의 굴곡진 상면은 후술되는 레이저 조사에 의해 생성될 수 있으며, 결합 부재(252)의 상면 중 적어도 일부에 랜덤하게 굴곡진 상면이 형성될 수 있다. 이에 따라, 공극(PO)은 결합 부재(252) 상에서 랜덤하게 배치될 수 있다.
적어도 하나의 공극(PO)은 제3 방향(DR3)으로 소정의 두께(T1)를 가질 수 있다. 제3 방향(DR3)은 표시 장치(10)의 두께 방향일 수 있다. 공극(PO)의 두께(T1)는 1 내지 1.5㎛의 범위로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 공극(PO)의 두께(T1)는 1㎛보다 작게 이루어질 수도 있다.
적어도 하나의 공극(PO)은 원형, 타원형, 또는 랜덤한 형상으로 이루어질 수 있다. 공극(PO)은 랜덤하게 형성되기 때문에 그 형상은 특별히 한정되지 않으며 다양한 형상을 가질 수 있다. 공극(PO)은 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2)으로 소정의 지름(D1)을 가질 수 있다. 공극(PO)의 지름(D1)은 공극(PO)의 최대 길이일 수 있다. 공극(PO)의 지름(D1)은 60㎛ 이하일 수 있다. 예시적인 실시예에서 공극(PO)의 지름(D1)은 1 내지 60㎛의 범위로 이루어질 수 있다. 공극(PO)의 지름(D1)이 60㎛ 이하이면 사용자에게 시인되지 않아 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도면에는 제2 결합 부재(252)와 커버 윈도우(210) 사이에 공극(PO)이 배치된 것으로 도시하였지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 공극(PO)은 편광 부재(230), 제2 결합 부재(252) 및 제3 결합 부재(253) 중 적어도 하나에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 공극(PO)은 제2 결합 부재(252) 내에 배치될 수도 있다.
한편, 일 실시예에서는 표시 장치(10)의 커버 윈도우(220)에 불량이 발견되는 경우, 이를 리페어할 수 있다. 후술되는 커버 윈도우(220)의 리페어 공정을 통해 기존에 부착되어 있는 커버 윈도우(220)를 탈착하고 다른 커버 윈도우를 재 부착하여 표시 장치(10)를 리페어 할 수 있다. 전술한 표시 장치(10)는 커버 윈도우가 교체되어 리페어된 표시 장치(10)일 수 있다.
이하, 커버 윈도우(220)를 교체하여 새로운 커버 윈도우를 부착하는 표시 장치(10)의 리페어 방법을 설명하기로 한다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 공정을 나타낸 개략도들이다. 도 11은 광의 파장에 따른 PSA의 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 공정을 나타낸 개략도들이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 리페어 방법은 표시 패널(100), 표시 패널(100)의 전방에 배치된 결합 부재(252), 및 결합 부재(252) 상에 배치된 제1 커버 윈도우(220')를 포함하는 표시 장치(10)를 준비하는 단계(S100), 표시 장치(10)의 전방에서 레이저를 조사하는 단계(S200), 결합 부재(252)로부터 제1 커버 윈도우(220')를 탈착하는 단계(S300), 및 결합 부재(252) 상에 제2 커버 윈도우를 부착하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이하, 도 8의 순서도와 함께 도 9 내지 도 14를 참조하여 리페어 공정별 표시 장치의 리페어 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도 9 및 도 10을 참조하면, 표시 패널(100) 상에 편광 부재(230), 및 제1 커버 윈도우(220')를 포함하는 표시 장치(10)를 준비한다.(S100) 표시 패널(100)과 편광 부재(230) 사이에 제3 결합 부재(253)가 배치되어 편광 부재(230)를 표시 패널(100)의 전방에 접착할 수 있다. 편광 부재(230)와 제1 커버 윈도우(220') 사이에 제2 결합 부재(252)가 배치되어 제1 커버 윈도우(220')를 편광 부재(230)의 전방에 접착할 수 있다.
이어, 표시 장치(10)를 스테이지(ST) 상에 배치시키고, 표시 장치(10)의 전방에 레이저 발진기(LD)를 정렬한다. 표시 장치(10)의 전방에서 표시 장치(10)를 향해 레이저(LV)를 조사한다.(S200) 일 실시예에서 레이저(LV)는 고체 레이저 또는 엑시머 레이저를 사용할 수 있다. 레이저(LV)는 레이저 발진기(LD)로부터 발진되어 표시 장치(10)를 향해 조사될 수 있다. 레이저(LV)는 표시 장치(10) 중 제1 커버 윈도우(220')의 상면에 초점이 맞춰질 수 있다. 레이저(LV)의 초점은 제1 커버 윈도우(220')의 상면을 기준으로 표시 장치(10)의 두께 방향으로 ±20㎛ 이내의 범위에 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 레이저(LV)의 초점은 제1 커버 윈도우(220')의 상면을 기준으로 전방으로 20㎛ 이내의 위치 내지 제1 커버 윈도우(220')의 상면을 기준으로 표시 패널(100) 방향으로 20㎛ 이내의 위치에 맞춰질 수 있다. 레이저(LV)의 초점은 제1 커버 윈도우(220')를 기준으로 ±20㎛ 이내의 범위에 맞춰짐으로써, 제1 커버 윈도우(220')가 레이저(LV)를 90% 이상 투과시키기 때문에 레이저(LV)의 에너지가 실질적으로 제1 커버 윈도우(220')의 하부에 배치된 제2 결합 부재(252)에 조사될 수 있다.
일 실시예에서 레이저(LV)는 소정의 에너지 밀도를 가지고 조사될 수 있으며, 160 내지 250mJ/㎠의 에너지 밀도로 조사될 수 있다. 레이저(LV)의 에너지 밀도가 160mJ/㎠ 이상이면 레이저(LV)에 의해 제2 결합 부재(252)의 점착력이 감소되어 제1 커버 윈도우(220')가 탈착될 수 있다. 레이저(LV)의 에너지 밀도가 250mJ/㎠ 이하이면 제2 결합 부재(252)에 에너지 밀도가 많이 조사되어 제2 결합 부재(252)에서 기포가 다수 발생하여 표시 품질을 저하시킬 수 있다. 레이저(LV)의 에너지 밀도는 레이저(LV)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예시적인 실시예에서 고체 레이저의 경우 160 내지 200mJ/㎠의 에너지 밀도로 조사될 수 있고, 엑시머 레이저의 경우 160 내지 250mJ/㎠의 에너지 밀도로 조사될 수 있다.
레이저(LV)는 제2 결합 부재(252)에서 가장 많이 흡수될 수 있는 파장으로 선택될 수 있다. 일 실시예에서 레이저(LV)의 파장은 340 내지 350 nm일 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2 결합 부재(252)로 사용할 수 있는 3개의 PSA 샘플(PSA1, PSA2, PSA3)들 각각의 중심(center)과 가장자리(edge)에서 광의 파장에 따른 투과율을 보여주고 있다. PSA 샘플들이 나타내는 투과율 중 낮은 투과율을 나타내는 파장대의 레이저를 사용할 수 있다. 일 실시예에서는 340 내지 350 nm의 파장대의 레이저를 선택함으로써, 레이저(LV)의 파장을 제2 결합 부재(252)에서 가장 많이 흡수할 수 있도록 한다.
일 실시예에서 레이저(LV)의 초점, 에너지 밀도 및 파장 조건은 30 ㎛의 레이저 스폿 사이즈에서 ±100 ㎛ 범위의 초점 심도를 가진 레이저를 기준으로 선택될 수 있다.
전술한 레이저(LV)를 발진하는 레이저 발진기(LD)는 표시 장치(10)의 전방에서 표시 장치(10)의 일단에서 타단까지 일 방향으로 이동하면서 레이저(LV)를 조사할 수 있다. 일 실시예에서 레이저(LV)의 가공 속도는 23 내지 35 mm/s일 수 있다. 레이저(LV)의 가공 속도가 23 mm/s 이상이면 리페어 공정 속도를 증가시킬 수 있다. 레이저(LV)의 가공 속도가 35 mm/s 이하이면, 레이저(LV) 스폿의 중첩 면적을 일정 면적 이상으로 형성하여 레이저(LV)의 에너지가 제2 결합 부재(252)에 효과적으로 조사될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 레이저(LV)의 스폿들은 소정 면적이 중첩되도록 조사될 수 있다. 구체적으로, 레이저(LV)의 n번째 스폿(S1)과 n+1번째 스폿(S2)의 중첩 면적(OS)은 90 내지 95 %일 수 있다. 레이저(LV)의 n번째 스폿(S1)과 n+1번째 스폿(S2)의 중첩 면적(OS)이 90 % 이상이면 리페어 공정 속도를 증가시킬 수 있다. 레이저(LV)의 n번째 스폿(S1)과 n+1번째 스폿(S2)의 중첩 면적(OS)이 95% 이하이면 제2 결합 부재(252)에 레이저(LV)의 에너지가 많이 조사되어 다수의 기포가 생성되는 것을 방지할 수 있다.
표시 장치(10)에 조사되는 레이저(LV)의 주파수(frequency)는 1 내지 100 kHz의 범위로 조사될 수 있다. 1 Hz는 1초에 1번 레이저(LV)가 조사되므로 일 실시예에서는 1초에 1,000번 내지 100,000번으로 조사될 수 있다. 레이저(LV)의 주파수가 1 kHz 이상이면, 레이저(LV)의 에너지가 제2 결합 부재(252)에 효과적으로 조사될 수 있다. 레이저(LV)의 주파수가 100 kHz 이하이면 제2 결합 부재(252)에 레이저(LV)의 에너지가 많이 조사되어 다수의 기포가 생성되는 것을 방지할 수 있다. 레이저(LV)는 표시 장치(10) 전체를 1 내지 2회로 조사할 수 있다. 여기서, 1회는 표시 장치(10)의 일단에서 타단까지 완전히 조사되는 것을 의미한다.
예시적인 실시예에서 레이저 스폿들의 중첩 면적(OS)은 레이저의 가공 속도와 주파수를 조절하여 90% 내지 95% 범위로 조사될 수 있다. 예를 들어, 레이저의 가공 속도 23 mm/s 및 주파수 1kHz 조건에서 중첩 면적(OS)이 90%로 조사될 수 있다. 다른 예로, 레이저의 가공 속도 230 mm/s 및 주파수 10kHz 조건 및 레이저의 가공 속도 2300 mm/s 및 주파수 100kHz 조건에서 레이저 스폿들의 중첩 면적(OS)을 90%로 조절할 수 있다.
이어, 도 13을 참조하면, 전술한 레이저(LV)의 조사 후에 제1 커버 윈도우(220')를 제2 결합 부재(252)로부터 탈착한다. 레이저(LV) 조사에 의해 제2 결합 부재(252)의 접착력이 감소되어 제1 커버 윈도우(220')는 쉽게 탈착될 수 있다. 제1 커버 윈도우(220')가 탈착된 표시 장치(10)의 최상부에는 제2 결합 부재(252)가 남아 있게 된다. 제2 결합 부재(252)는 레이저(LV) 조사에 의해 상면이 굴곡지게 형성될 수 있다.
이어, 도 14를 참조하면, 제1 커버 윈도우(220')가 제거된 제2 결합 부재(252) 상에 제2 커버 윈도우(220)를 합착하여 표시 장치(10)의 리페어 공정이 완료된다.
리페어 공정이 완료된 표시 장치(10)는 전술한 바와 같이, 커버 윈도우(220)와 제2 결합 부재(252) 사이에 형성된 적어도 하나의 공극(PO)을 포함할 수 있다. 공극(PO)의 두께(T1)는 1 내지 1.5㎛의 범위로 이루어질 수 있고, 공극(PO)의 지름(D1)은 60㎛ 이하일 수 있다. 일 실시예에서 공극(PO)의 지름(D1)이 60㎛ 이하로 형성되어, 표시 품질의 저하 없이 표시 장치(10)의 리페어 공정을 완료할 수 있다.
이하, 제조예 및 실험예를 통해 실시예들에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
<제조예 1: 표시 장치의 제조>
커버 윈도우 보호층(210) 및 제1 결합 부재(251)를 제외하고 전술한 도 3의 구조를 가진 표시 장치를 제조하여 복수의 표시 장치 샘플들을 제조하였다. 이때, 커버 윈도우는 30㎛의 UTG이며, 커버 윈도우를 편광 부재에 접착하는 제2 결합 부재는 PSA를 사용하였다.
<실험예 1: 레이저의 조건에 따른 UTG 박리 측정>
제조된 표시 장치 샘플을 스테이지 상에 배치하고, 표시 장치 샘플에 고체 레이저(빔 타입: 가우시안)를 조사하여 UTG를 박리하였다. 이때, 레이저는 180 mJ/㎠의 에너지 밀도, 10 kHz의 주파수 조건으로 조사하였고, 33 mm/s 및 66 mm/s의 가공 속도로 각각 달리하고 레이저의 조사 횟수도 4회 및 8회로 각각 달리하여 조사하였다. 또한, 레이저의 초점은 UTG 상면에 맞춘 것을 0mm로 기준 잡고 표시 장치 샘플을 관통하는 방향으로 -0.6mm 및 -1.3mm로 달리하여 각각 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1 및 도 15 내지 도 16에 각각 나타내었다. 도 15는 표시 장치 샘플 #3의 이미지이다. 도 16은 표시 장치 샘플 #4의 이미지이다.
샘플 # 가공 속도(mm/s) 조사 횟수 초점(mm) UTG 박리 결과
1 66 8 -0.6 UTG 박리 불가
2 66 8 -1.3
3 33 4 -0.6 ☆
4 33 4 -1.3 ☆☆☆
상기 표 1, 및 도 15 및 도 16을 참조하면, 표시 장치 샘플 #3은 편광 부재에 PSA가 잔존하나 도 15와 같이 다수의 공극이 시인되어 박리 결과가 좋지 않았다. 표시 장치 샘플 #4는 도 16과 같이 공극이 시인되지 않고 UTG에 PSA가 잔존하여 박리 결과가 우수한 수준이었다. 표시 장치 샘플 #1과 #2는 레이저의 가공 속도 및 가공 횟수를 증가시켰으나, UTG 박리가 불가능하였다. 이를 통해, 레이저의 가공 속도가 빠르면 가공 횟수를 증가시키더라도 UTG 박리가 불가능함을 알 수 있었다. 또한, 레이저의 초점이 UTG 상면을 기준으로 두께 방향으로 ±20㎛ 이내의 범위에 맞춰지면, UTG 박리가 충분히 가능한 것을 알 수 있다.
<실험예 2: 레이저의 종류에 따른 UTG 박리 측정>
제조된 표시 장치 샘플을 스테이지 상에 배치하고, 표시 장치 샘플에 고체 레이저(빔 타입: 가우시안, 단축 사이즈 35 ㎛)와 엑시머 레이저(빔 타입: 플랫 탑, 단축 사이즈 300 ㎛)를 각각 조사하여 UTG를 박리하였다. 이때, 레이저는 180 mJ/㎠의 에너지 밀도, 1 kHz의 주파수, 23 mm/s의 가공 속도, 1회의 레이저의 조사 횟수로 조사하였다. 또한, 레이저의 초점은 UTG 상면에 맞추었다. 그 결과를 하기 표 2 및 도 17 내지 도 20에 나타내었다. 도 17은 표시 장치 샘플 #5의 전방 이미지이다. 도 18은 표시 장치 샘플 #5의 전방의 광학 현미경의 이미지이다. 도 19는 표시 장치 샘플 #6의 전방 이미지이다. 도 20은 표시 장치 샘플 #6의 전방의 광학 현미경의 이미지이다. 광학 현미경은 하이록스사의 Rh-2000 현미경을 사용하였다.
샘플 # 가공 속도(mm/s) 조사 횟수 초점(mm) UTG 박리 결과
5 23 1 0 ☆
6 23 1 0 ☆☆☆
상기 표 2, 도 17 및 도 18을 참조하면, 표시 장치 샘플 #5은 편광 부재에 PSA가 잔존하나 UTG의 박리가 가능하였다. 다만, 표시 장치 샘플 #5의 전방에서 관찰된 공극이 육안으로 확인되었다.반면, 표 2, 도 19 및 도 20을 참조하면, 표시 장치 샘플 #6은 UTG에 PSA가 잔존하고 UTG의 박리가 가능하였다. 또한, 표시 장치 샘플 #6의 전방에서 관찰된 공극도 미세하여 육안으로 확인되지 않았다.
표시 장치 샘플 #5는 레이저의 에너지 밀도가 200 mJ/㎠ 이상으로 조사된 경우 데미지가 확인되었고, 표시 장치 샘플 #6은 레이저의 에너지 밀도가 250 mJ/㎠ 이상으로 조사된 경우 데미지가 확인되었다. 즉, 고체 레이저는 200 mJ/㎠ 이하의 에너지 밀도로 조사되고, 엑시머 레이저는 250 mJ/㎠ 이하의 에너지 밀도로 조사되면 표시 장치에 데미지가 가해지는 것을 방지할 수 있다.
실험예 2를 통해, 동일한 레이저 조사 조건에서 엑시머 레이저와 고체 레이저가 모두 UTG의 박리에 사용할 수 있으나 엑시머 레이저가 보다 우수함을 알 수 있다.
<실험예 3: 레이저 에너지 밀도에 따른 표시 장치의 계면 확인>
제조된 표시 장치 샘플을 스테이지 상에 배치하고, 표시 장치 샘플에 고체 레이저(빔 타입: 가우시안)를 조사하여 UTG를 박리하였다. 이때, 레이저의 에너지 밀도를 160, 200, 240, 280, 320, 및 360 mJ/㎠로 달리하였다. 또한, 레이저는 10 kHz의 주파수, 33 mm/s의 가공 속도, 4회의 조사 횟수, 및 UTG 상면에 초점을 맞춘 상태에서 조사하였다. 그 후, 각 표시 장치 샘플의 전방의 이미지 및 광학 현미경의 이미지를 도 21에 나타내었다. 광학 현미경은 하이록스사의 Rh-2000 현미경을 사용하였다. 도 21은 실험예 3에 따른 표시 장치 샘플의 이미지들이다.
도 21을 참조하면, 레이저의 에너지 밀도가 160 및 200 mJ/㎠인 경우에는 공극이 미세하게 발생하나, 공극의 크기가 60㎛ 이하로 시인되지 않았다. 반면, 레이저의 에너지 밀도가 240, 280, 320 및 360 mJ/㎠인 경우에는 다수의 공극이 발생하여 공극의 크기가 60㎛ 보다 커져 시인되는 불량이 발생하였다.
이를 통해, 200 mJ/㎠ 이하의 레이저의 에너지 밀도로 조사하는 경우 공극이 시인되는 불량의 발생을 방지할 수 있는 것을 알 수 있다.
<실험예 4: 레이저의 가공 속도에 따른 불량 확인>
제조된 표시 장치 샘플을 스테이지 상에 배치하고, 표시 장치 샘플에 고체 레이저(빔 타입: 가우시안)를 조사하여 UTG를 박리하였다. 이때, 레이저의 가공 속도를 5, 10, 15, 20 및 33 mm/s로 달리하였다. 그리고 레이저는 180 mJ/㎠의 에너지 밀도, 10 kHz의 주파수, 4회의 조사 횟수, 및 UTG 상면에 초점을 맞춘 상태에서 조사하였다. 그 후, 각 표시 장치 샘플의 이미지를 도 22에 나타내었다. 도 22는 실험예 4에 따른 표시 장치 샘플들의 이미지이다.
도 22를 참조하면, 레이저의 가공 속도가 5, 10, 15, 20 및 33 mm/s로 점점 늘어나면서 표시 장치 샘플에 공극이 시인되는 정도가 점점 감소하였다. 일 실시예에서는 30 내지 35 mm/s의 레이저 가공 속도로 조사하여, 표시 장치에 발생한 공극이 시인되지 않도록 할 수 있다.
<실험예 5: 레이저 조사 후의 PSA 측정>
제조된 표시 장치 샘플을 스테이지 상에 배치하고, 표시 장치 샘플에 고체 레이저(빔 타입: 가우시안)를 조사하여 UTG를 박리하였다. 레이저는 33 mm/s의 가공 속도, 180 mJ/㎠의 에너지 밀도, 10 kHz의 주파수, 4회의 조사 횟수, 및 UTG 상면에 초점을 맞춘 상태에서 조사하였다.
그 후, 노출된 PSA의 표면을 주사 전자 현미경을 통해 측정하여 도 23에 나타내었고, 광학 현미경을 통해 측정한 이미지를 도 24에 나타내었다. 도 23은 실험예 5에 따른 PSA의 표면의 높이를 측정한 그래프이다. 도 24는 실험예 5에 따른 PSA의 표면의 이미지이다.
도 23을 참조하면, 레이저가 조사된 PSA는 1 내지 1.5 ㎛ 범위의 두께 편차를 나타내었다. 이를 통해, PSA 상부에 형성될 수 있는 공극의 두께가 1 내지 1.5 ㎛ 범위일 수 있다는 것을 간접적으로 확인할 수 있었다.
도 24를 참조하면, 레이저가 조사된 PSA는 수 ㎛ 사이즈의 기포가 관찰되었다.
상기와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치의 리페어 방법은 레이저의 조사 조건을 조절하여, 커버 윈도우를 용이하게 교체할 수 있다. 또한, 커버 윈도우 교체 시 결합 부재에 발생한 공극이 시인되는 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 커버 윈도우의 리페어가 완료된 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
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
251~253: 제1 내지 제3 결합 부재
210: 커버 윈도우 보호층 220: 커버 윈도우
230: 편광 부재
351~353: 제4 내지 제7 결합 부재
310: 고분자 필름층 320: 쿠션층
330: 플레이트

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우;
    상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되는 편광 부재 및 적어도 하나의 결합 부재; 및
    상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되며, 1 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 적어도 하나의 공극을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공극은 상기 편광 부재 및 상기 적어도 하나의 결합 부재 중 적어도 어느 하나에 배치되는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공극은 상기 결합 부재의 적어도 일부분에 배치되는 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공극은 랜덤하게 배치되는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공극은 지름이 60 ㎛ 이하인 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우는 두께가 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 UTG(Ultra thin glass)인 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 후방에 배치된 고분자 필름층;
    상기 고분자 필름층의 후방에 배치된 쿠션층; 및
    상기 쿠션층의 후방에 배치된 플레이트를 더 포함하는 표시 장치.
  8. 표시 패널, 상기 표시 패널의 전방에 배치된 결합 부재, 및 상기 결합 부재 상에 배치된 커버 윈도우를 포함하는 표시 장치를 준비하는 단계;
    상기 표시 장치의 전방에서 160 mJ/㎠ 내지 250 mJ/㎠의 에너지 밀도로 레이저를 조사하는 단계; 및
    상기 결합 부재로부터 상기 커버 윈도우를 탈착하는 단계를 포함하는 표시 장치의 리페어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저의 가공 속도는 23 mm/s 내지 35 mm/s인 표시 장치의 리페어 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 표시 장치 전체를 1회 내지 2회로 조사하는 표시 장치의 리페어 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저의 주파수는 1 kHz 내지 100 kHz인 표시 장치의 리페어 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저의 초점은 상기 커버 윈도우의 상면을 기준으로 상기 표시 장치의 두께 방향으로 -20 ㎛ 내지 20 ㎛인 표시 장치의 리페어 방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저의 초점 심도는 레이저 스폿 사이즈 30 ㎛에서 -100 ㎛ 내지 100 ㎛인 표시 장치의 리페어 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저의 파장은 340 nm 내지 350 nm인 표시 장치의 리페어 방법.
  15. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저의 n번째 스폿과 n+1번째 스폿의 중첩 면적은 90 내지 95 %인 표시 장치의 리페어 방법.
  16. 제8 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우를 탈착하는 단계 이후에,
    상기 결합 부재 상에 다른 커버 윈도우를 부착하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 리페어 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 결합 부재와 상기 다른 커버 윈도우 사이에 1 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 두께를 갖는 적어도 하나의 공극이 형성되는 표시 장치의 리페어 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공극은 랜덤하게 배치되는 표시 장치의 리페어 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공극은 지름이 60 ㎛ 이하인 표시 장치의 리페어 방법.
  20. 제8 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우는 두께가 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 UTG(Ultra thin glass)인 표시 장치의 리페어 방법.
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