KR20220124317A - 윈도우, 표시 장치 및 윈도우의 제조방법 - Google Patents

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KR20220124317A
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윤현경
고지현
서현승
이동성
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 윈도우, 표시 장치 및 윈도우의 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 기재층과, 상기 기재층 상에 배치되며, 물분자를 포함하는 보호층을 포함한다.

Description

윈도우, 표시 장치 및 윈도우의 제조방법 {Window, display device having the same and method for manufacturing the window}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 윈도우, 표시 장치 및 윈도우의 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능을 지원하기 위하여, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시 장치를 포함한다. 최근, 표시 장치를 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 표시 장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
일반적으로 표시 장치에서는 외부의 충격으로부터 표시 패널을 보호하기 위하여 윈도우를 제작한다. 이러한 윈도우의 제작 시 각층의 수축, 재료의 성질 등에 따라서 휨이 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 휨이 저감된 윈도우, 표시 장치 및 윈도우의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기재층과, 상기 기재층 상에 배치되며, 물 분자를 포함하는 코팅층을 포함하는 윈도우를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 코팅층은, 상기 기재층 상에 배치되는 제1 코팅층과, 상기 제1 코팅층 상에 배치된 제2 코팅층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층은 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드(3몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드(6몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드(3몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 중 적어도 하나를 포함하는 아크릴계 중합체를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 코팅층은 불소계 화합물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅층은 무기물 나노입자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 코팅층의 두께는 상기 제1 코팅층의 두께보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅층의 두께는 30㎛이상이면서 40㎛이하의 범위일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 코팅층의 두께는 1㎛이상이면서 10㎛이하의 범위일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기재층은 서로 적층되도록 배치된 복수 개의 바디층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기재층은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플로우라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 윈도우는 투과율이 90%이상일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 윈도우의 황색도는 1이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 윈도우의 휨은 -0.5mm 내지 0.5mm의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 윈도우와, 상기 윈도우와 결합되는 표시 패널을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 기재층 상에 순차 적층된 제1 코팅층 및 제2 코팅층을 포함하는 하드 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층 중 적어도 하나의 내부에 물 분자를 침투시키는 단계를 포함하는 윈도우 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 하드 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 기재층 상에 제1 코팅 조성물을 도포하는 단계와, 상기 제1 코팅 조성물을 가경화하는 단계와, 상기 가경화된 제1 코팅 조성물 상에 제2 코팅 조성물을 도포하는 단계와, 상기 가경화된 제1 코팅 조성물과 상기 제2 코팅 조성물을 경화하여 각각 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 물 분자를 침투시키는 단계는, 상기 하드 코팅층이 형성된 상기 기재층을 항온 항습 챔버 내부에 배치하여 에이징하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 에이징하는 단계는, 섭씨 0도이상이면서 섭씨 40도 이하 및 상대 습도 80% 이상이면서 100% 이하에서, 48시간 이상이면서 72시간 이하 동안 수행할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물은 3관능기 아크릴계 모노머 및 무기물 나노입자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 3관능기 아크릴계 모노머의 중량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 30% 이상이면서 40% 이하의 범위일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기물 나노입자의 중량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 10% 이상이면서 20% 이하의 범위일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물의 고형분 함량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 50% 이상이면서 60% 이하의 범위일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 코팅 조성물은 3관능기 아크릴계 모노머를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 3관능기 아크릴계 모노머의 중량은 상기 제2 코팅 조성물의 전체 중량의 50%이상이면서 60%이하의 범위일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기재층은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate),, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플로우라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기재층은 서로 적층되도록 배치된 복수개의 바디층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물 및 상기 제2 코팅 조성물 중 적어도 하나는 슬롯-다이 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 바 코팅 및 그라비아 코팅 중에서 선택된 하나로 형성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물 및 상기 제2 코팅 조성물 중 적어도 하나를 섭씨 50도이상이면서 섭씨 200도이하의 범위 내의 온도에서 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물은 100mJ/cm2이상이면서 700mJ/cm2이하의 광량 범위의 광량으로 가경화시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물 및 상기 제2 코팅 조성물은 1000mJ/cm2이상이면서 3000mJ/cm2이하의 광량 범위의 광량으로 경화시킬 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 윈도우는 휨을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치는 평평한 면을 갖는 윈도우가 부착됨으로써 영상이 왜곡되지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조방법은 휨을 최소화하는 윈도우를 제작하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치를 보여주는 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시 패널을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 F-F′선을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7i는 도 6에 도시된 윈도우의 제작방법을 보여주는 단면도이다.
도 8a는 도 7b에 도시된 제1 코팅 조성물의 가경화 조건에 따른 윈도우의 휨을 보여주는 그래프이다.
도 8b는 항온 항습 챔버 내부의 온도와 항온 항습 챔버 내부에 윈도우가 배치되는 시간에 따른 윈도우의 휨을 보여주는 그래프이다.
도 8c는 항온 항습 챔버 내부의 온도 및 윈도우를 항온 항습 챔버 외부에 배치한 기간에 따른 윈도우의 휨의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 8d는 항온 항습 챔버 내부에 윈도우가 배치된 시간 및 윈도우를 항온 항습 챔버 외부에 배치한 기간에 따른 윈도우의 휨의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 윈도우를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1 , 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치를 보여주는 분해사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 동영상이나 정지 영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이로 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 설명의 편의를 위해 일 실시예에 따른 표시 장치(1)가 스마트 폰으로 사용되는 것을 예시하였다. 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 윈도우(50), 표시 패널(20), 표시 회로 보드(30), 표시 구동부(32), 터치 센서 구동부(33), 브라켓(bracket, 60), 메인 회로 보드(70), 배터리(80), 및 하부 커버(90)를 포함한다.
본 명세서에서, "상부"는 표시 패널(20)을 기준으로 윈도우(50)가 배치되는 방향, 즉 +z 방향을 가리키고, "하부"는 표시 패널(20)을 기준으로 하부 커버(90)가 배치되는 방향, -z 방향을 가리킨다. 또한, "좌", "우", "상", "하"는 표시 패널(20)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, "좌"는 -x 방향, "우"는 +x 방향, "상"은 +y 방향, "하"는 -y 방향을 가리킨다.
표시 장치(1)는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)는 도 1과 같이 제1 방향(x 방향)의 단변과 제2 방향(y 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(x 방향)의 단변과 제2 방향(y 방향)의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(1)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 타원형, 또는 비정형 형상으로 형성될 수 있다.
윈도우(50)는 표시 패널(20)의 상면을 커버하도록 표시 패널(20)의 상부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 윈도우(50)는 표시 패널(20)의 상면을 보호하는 기능을 할 수 있다.
윈도우(50)는 표시 패널(20)에 대응하는 투과 커버부(DA50)와 표시 패널(20) 이외의 영역에 대응하는 차광 커버부(NDA50)를 포함할 수 있다. 차광 커버부(NDA50)는 광을 차광하는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 차광 커버부(NDA50)는 화상을 표시하지 않는 경우에 사용자에게 보여줄 수 있는 패턴을 포함할 수 있다.
표시 패널(20)은 윈도우(50)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(20)은 윈도우(50)의 투과 커버부(DA50)와 중첩할 수 있다.
표시 패널(20)은 발광 소자(light emitting element)를 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(20)은 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 패널, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 패널, 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자를 이용하는 무기 발광 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(20)은 강성이 있어 쉽게 구부러지지 않는 리지드(rigid) 표시 패널 또는 유연성이 있어 쉽게 구부러지거나 접히거나 말릴 수 있는 플렉시블(flexible) 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(20)은 접고 펼 수 있는 폴더블(foldable) 표시 패널, 표시면이 구부러진 커브드(curved) 표시 패널, 표시면 이외의 영역이 구부러진 벤디드(bended) 표시 패널, 말거나 펼 수 있는 롤러블(rollable) 표시 패널, 및 연신 가능한 스트레처블(stretchable) 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(20)은 투명하게 구현되어 표시 패널(20)의 하면에 배치되는 사물이나 배경을 표시 패널(20)의 상면에서 볼 수 있는 투명 표시 패널일 수 있다. 또는, 표시 패널(20)은 표시 패널(20)의 상면의 사물 또는 배경을 반사할 수 있는 반사형 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(20)의 일 측 가장자리에는 제1 연성 필름(34)이 부착될 수 있다. 제1 연성 필름(34)의 일 측은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 표시 패널(20)의 일 측 가장자리에 부착될 수 있다. 제1 연성 필름(34)은 구부러질 수 있는 플렉서블 필름(flexible film)일 수 있다.
표시 구동부(32)는 제1 연성 필름(34) 상에 배치될 수 있다. 표시 구동부(32)는 제어 신호들과 전원 전압들을 인가 받고, 표시 패널(20)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성하여 출력할 수 있다. 표시 구동부(32)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성될 수 있다.
표시 회로 보드(30)는 제1 연성 필름(34)의 타 측에 부착될 수 있다. 제1 연성 필름(34)의 타 측은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 회로 보드(30)의 상면에 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(30)는 구부러질 수 있는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB), 단단하여 잘 구부러지지 않는 강성 인쇄 회로 보드(rigid printed circuit board, PCB), 또는 강성 인쇄 회로 보드와 연성 인쇄 회로 보드를 모두 포함하는 복합 인쇄 회로 보드일 수 있다.
표시 회로 보드(30) 상에는 터치 센서 구동부(33)가 배치될 수 있다. 터치 센서 구동부(33)는 집적회로로 형성될 수 있다. 터치 센서 구동부(33)는 표시 회로 보드(30) 상에 부착될 수 있다. 터치 센서 구동부(33)는 표시 회로 보드(30)를 통해 표시 패널(20)의 터치스크린층의 터치 전극들에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 패널(20)의 터치스크린층은 저항막 방식, 정전 용량 방식 등 여러가지 터치 방식 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(20)의 터치스크린층이 정전 용량 방식으로 사용자의 터치 입력을 감지하는 경우, 터치 센서 구동부(33)는 터치 전극들 중 구동 전극들에 구동 신호들을 인가하고, 터치 전극들 중 감지 전극들을 통해 구동 전극들과 감지 전극들 사이의 상호 정전 용량(mutual capacitance, 이하 "상호 용량"으로 칭함)들에 충전된 전압들을 감지함으로써, 사용자의 터치 여부를 판단할 수 있다. 사용자의 터치는 접촉 터치와 근접 터치를 포함할 수 있다. 접촉 터치는 사용자의 손가락 또는 펜 등의 물체가 터치스크린층 상에 배치되는 윈도우(50)에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 근접 터치는 호버링(hovering)과 같이, 사용자의 손가락 또는 펜 등의 물체가 윈도우(50) 상에 근접하게 떨어져 위치하는 것을 가리킨다. 터치 센서 구동부(33)는 감지된 전압들에 따라 센서 데이터를 메인 프로세서(710)로 전송하며, 메인 프로세서(710)는 센서 데이터를 분석함으로써, 터치 입력이 발생한 터치 좌표를 산출할 수 있다.
표시 회로 보드(30) 상에는 표시 패널(20)의 화소들, 스캔 구동부, 및 표시 구동부(32)를 구동하기 위한 구동 전압들을 공급하기 위한 전원 공급부가 추가로 배치될 수 있다. 또는, 전원 공급부는 표시 구동부(32)와 통합될 수 있으며, 이 경우 표시 구동부(32)와 전원 공급부는 하나의 집적회로로 형성될 수 있다.
표시 패널(20)의 하부에는 표시 패널(20)을 지지하기 위한 브라켓(60)이 배치될 수 있다. 브라켓(60)은 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
브라켓(60)의 하부에는 메인 회로 보드(70)와 배터리(80)가 배치될 수 있다. 메인 회로 보드(70)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
메인 회로 보드(70)는 메인 프로세서(710), 및 메인 커넥터(75)를 포함할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 집적회로로 형성될 수 있다. 메인 프로세서(710)와 메인 커넥터(75) 각각은 메인 회로 보드(70)의 상면 및 하면 중 어느 한 면에 배치될 수 있다.
메인 프로세서(710)는 표시 장치(1)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 표시 패널(20)이 영상을 표시하도록 디지털 비디오 데이터를 표시 회로 보드(30)를 통해 표시 구동부(32)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 터치 센서 구동부(33)로부터 감지 데이터를 입력 받는다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터에 따라 사용자의 터치 여부를 판단하고, 사용자의 직접 터치 또는 근접 터치에 대응되는 동작을 실행할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 감지 데이터를 분석하여 사용자의 터치 좌표를 산출한 후 사용자가 터치한 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행하거나 동작을 수행할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 집적회로로 이루어진 어플리케이션 프로세서(application processor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 또는 시스템 칩(system chip)일 수 있다.
메인 커넥터(75)에는 브라켓(60)의 케이블 홀(CAH)을 통과한 케이블(35)이 연결될 수 있으며, 이로 인해 메인 회로 보드(70)는 표시 회로 보드(30)에 전기적으로 연결될 수 있다.
배터리(80)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다. 배터리(80)는 제3 방향(z 방향)에서 메인 회로 보드(70)와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 배터리(80)는 브라켓(60)의 배터리 홀(BH)에 중첩할 수 있다.
하부 커버(90)는 메인 회로 보드(70)와 배터리(80)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(90)는 브라켓(60)과 체결되어 고정될 수 있다. 하부 커버(90)는 표시 장치(1)의 하면 외관을 형성할 수 있다. 하부 커버(90)는 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
하부 커버(90)에는 제2 카메라 홀(CMH2)이 형성될 수 있다.
표시 장치(1)는 상기에 한정되는 것은 아니며 다양한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트는 초음파 센서, 조도 센서 등과 같은 다양한 센서를 포함할 수 있다. 표시 장치(1)는 카메라 장치를 포함하는 것도 가능하다. 이러한 카메라 장치는 표시 장치(1)의 전면을 촬영하거나 표시 장치(1)의 후면에 배치된 배경을 촬영하는 것이 가능하다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참고하면, 표시 패널(20)은 기판(21), 표시층(DISL), 터치스크린층(TSL), 광학기능층(OFL), 및 패널 보호 부재(PB)를 포함할 수 있다.
기판(21)은 유리, 석영 또는 고분자 수지 등의 절연 물질을 포함할 수 있다. 기판(21)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예컨대 기판(21)은 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 기판(21)은 상술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예컨대 기판(21)은 상술한 고분자 수지를 포함하는 두 층들 및 그 사이에 개재된 무기 배리어층을 포함할 수 있다.
기판(21) 상에는 표시층(DISL)이 배치될 수 있다. 표시층(DISL)은 화소들을 포함하며, 화상을 표시하는 층일 수 있다. 표시층(DISL)은 박막 트랜지스터들이 구비된 회로층, 표시요소들이 배치된 표시요소층, 및 표시요소층을 밀봉하기 위한 밀봉부재를 포함할 수 있다.
표시층(DISL)은 표시영역(DA)과 주변영역(DPA)으로 구분될 수 있다. 표시영역(DA)은 화소들이 배치되어 화상을 표시하는 영역일 수 있다. 주변영역(DPA)은 표시영역(DA)의 외측에 배치되어 화상을 표시하지 않는 영역일 수 있다. 주변영역(DPA)은 표시영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 주변영역(DPA)은 표시영역(DA)의 바깥쪽에서부터 표시 패널(20)의 가장자리까지의 영역일 수 있다. 표시영역(DA)에는 화소들뿐만 아니라 화소를 구동하는 화소회로들, 화소회로에 접속되는 스캔 배선들, 데이터 배선들, 전원 배선들 등이 배치될 수 있다. 주변영역(DPA)에는 스캔 배선들에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부, 데이터 배선들과 표시 구동부(32)를 연결하는 팬 아웃 배선들 등이 배치될 수 있다.
표시층(DISL) 상에는 터치스크린층(TSL)이 배치될 수 있다. 터치스크린층(TSL)은 터치 전극들을 포함하며, 사용자의 터치 여부를 감지하기 위한 층일 수 있다. 터치스크린층(TSL)은 표시층(DISL)의 밀봉부재 상에 직접 형성될 수 있다. 또는, 터치스크린층(TSL)은 별도로 형성된 후 광학 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)와 같은 점착층을 통해 표시층 (DISL)의 밀봉부재 상에 결합될 수 있다.
터치스크린층(TSL) 상에는 광학기능층(OFL)이 배치될 수 있다. 광학기능층(OFL)은 반사 방지층을 포함할 수 있다. 반사 방지층은 외부에서 표시 장치(1)를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 반사 방지층은 편광 필름으로 구비될 수 있다. 편광 필름은 선편광판과 λ/4 판(quarter-wave plate)과 같은 위상지연필름을 포함할 수 있다. 위상지연필름은 터치스크린층(TSL) 상에 배치되고, 선편광판은 위상지연필름 상에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 반사 방지층은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함하는 필터층을 포함할 수 있다. 컬러필터들은 표시 장치(1)의 화소들 각각에서 방출되는 빛의 색상을 고려하여 배열될 수 있다. 예컨대, 필터층은 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러필터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 반사 방지층은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 수 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각 반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소될 수 있다.
광학기능층(OFL) 상에는 윈도우(50)가 배치될 수 있다. 윈도우(50)는 광학 투명 접착제(OCA) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 광학기능층(OFL) 상에 부착될 수 있다.
표시 패널(20)의 하부에는 패널 보호 부재(PB)가 배치될 수 있다. 패널 보호 부재(PB)는 접착 부재를 통해 표시 패널(20)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 감압 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다. 패널 보호 부재(PB)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수층, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 쿠션층, 및 표시 패널(20)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광 흡수층은 표시 패널(20)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수층는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 표시 회로 보드(30) 등이 표시 패널(20)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수층은 블랙 안료나 블랙 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
쿠션층은 광 흡수 부재의 하부에 배치될 수 있다. 쿠션층은 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(20)이 파손되는 것을 방지한다. 쿠션층은 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 쿠션층은 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene)등과 같은 고분자 수지로 형성되거나, 고무, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지 등 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
방열층은 쿠션층의 하부에 배치될 수 있다. 방열층는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층과 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
표시 패널(20)의 일 측 가장자리의 주변영역(DPA)에는 제1 연성 필름(34)이 배치될 수 있다. 제1 연성 필름(34)은 표시 패널(20)의 하부로 구부러질 수 있으며, 표시 회로 보드(30)는 패널 보호 부재(PB)의 하면에 배치될 수 있다. 표시 회로 보드(30)는 제1 접착 부재(39)를 통해 패널 보호 부재(PB)의 하면에 부착되어 고정될 수 있다. 제1 접착 부재(39)는 감압 접착제일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 4의 F-F'선을 따라 취한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 표시 패널(20)는 기판(21) 상에서 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 주변 영역(DPA)이 정의될 수 있다. 표시 영역(DA)에는 화소(Px)가 배치되고, 주변 영역(DPA)에는 전원 배선(미도시) 등이 배치될 수 있다. 또한, 주변 영역(DPA)에는 패드부(PA)가 배치될 수 있다.
표시 패널(20)은 표시층(DISL)을 포함할 수 있다. 이때, 표시층(DISL)의 밀봉부재는 기판(21)에 배치되는 실링부와, 실링부와 연결되며 기판(21)과 대향하도록 배치되는 봉지기판(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 표시층(DISL)의 밀봉부재는 표시층(DISL)의 적어도 일부분을 차폐하는 박막 봉지층(E)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 표시층(DISL)은 기판(21) 상에 배치되는 박막 트랜지스터(TFT) 및 유기 발광 소자(28,OLED)를 포함할 수 있다. 이때, 기판(21)은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사할 수 있다.
기판(21) 상에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되고, 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 패시베이션막(27)이 형성되며, 이 패시베이션막(27) 상에 유기 발광 소자(28)가 형성될 수 있다.
기판(21)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(22)이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(20)은 SiOx(x≥1) 및/또는 SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(22) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(23)이 형성된 후, 활성층(23)이 게이트 절연층(24)에 의해 매립된다. 활성층(23)은 소스 영역(23A)과 드레인 영역(23C)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(23B)을 더 포함한다.
이러한 활성층(23)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(23)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(23)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(23)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다.
활성층(23)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(23A) 및 드레인 영역(23C)이 불순물에 의해 도핑 된다.
게이트 절연층(24)의 상면에는 활성층(23)과 대응되는 게이트 전극(25)과 이를 매립하는 층간 절연층(26)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(26)과 게이트 절연층(24)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(26) 상에 소스 전극(27A) 및 드레인 전극(27B)을 각각 소스 영역(23A) 및 드레인 영역(23C)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(27)이 형성되고, 이 패시베이션막(27) 상부에 유기 발광 소자(28, OLED)의 화소 전극(28A)이 형성된다. 이 화소 전극(28A)은 패시베이션막(27)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(27B)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(27)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개 층 이상으로 형성될 수 있는 데, 하부 막의 굴곡에 관계없이 상면이 평탄하게 되도록 평탄화막으로 형성될 수도 있는 반면, 하부에 위치한 막의 굴곡을 따라 굴곡이 가도록 형성될 수 있다.
패시베이션막(27) 상에 화소 전극(28A)을 형성한 후에는 이 화소 전극(28A) 및 패시베이션막(27)을 덮도록 화소정의막(29)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소정의막(29)의 개구영역을 통하여 화소 전극(28A)이 노출되도록 개구된다.
이러한 화소 전극(28A)는 인듐주석산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 화소전극(21)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 예컨대 화소전극(21)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막들을 갖는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 화소전극(21) 은 ITO/Ag/ITO로 적층된 구조를 가질 수 있다.
그리고, 화소 전극(28A) 상에 중간층(28B) 및 대향 전극(28C)이 형성된다. 대향 전극(28C)은 표시 영역(DA)의 전면에 형성될 수 있다. 이러한 경우 대향 전극(28C)은 중간층(28B), 화소정의막(29) 상에 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 대향 전극(28C)이 중간층(28B), 화소정의막(29) 상에 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
화소 전극(28A)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(28C)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(28A)과 대향 전극(28C)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(28A)과 대향 전극(28C)은 상기 중간층(28B)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(28B)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(28B)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(28B)은 유기 발광층(organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(hole injection layer) 및 정공 수송층(hole transport layer) 중 적어도 하나를 포함하는 제1 보조층과 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나 포함하는 제2 보조층 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(28B)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층(미도시)을 더 구비할 수 있다.
상기와 같은 중간층(28B)은 복수 개 구비될 수 있으며, 복수개의 중간층(28B)은 표시 영역(DA)을 형성할 수 있다. 이때, 복수개의 중간층(28B)은 표시 영역(DA) 내부에 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
대향전극(28C)은 일함수가 낮은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 대향전극(28C)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(28C)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 대향전극(28C)은 표시영역(DA)에 포함된 유기발광다이오드(OLED)들에 대응되도록 일체로 형성될 수 있다.
대향전극(28C) 상에는 유기물질을 포함하는 상부층이 형성될 수 있다. 상부층은 대향전극(28C)을 보호하는 동시에 광추출 효율을 높이기 위해서 마련된 층일 수 있다. 상부층은 대향전극(28C) 보다 굴절률이 높은 유기물질을 포함할 수 있다. 또는, 상부층은 굴절율이 서로 다른 층들이 적층되어 구비될 수 있다. 예컨대, 상부층은 고굴절률층/저굴절률층/고굴절률층이 적층되어 구비될 수 있다. 이 때, 고굴절률층의 굴절률은 1.7이상 일 수 있으며, 저굴절률층의 굴절률은 1.3이하 일 수 있다.
상부층은 추가적으로 LiF를 포함할 수 있다. 또는, 상부층은 추가적으로 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx)와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 이러한 상부층은 필요에 따라 생략하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 대향전극(28C) 상에 상부층이 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기 상부층을 차폐하는 박막 봉지층(E)은 표시영역 및 주변영역의 일부를 덮어, 외부의 습기 및 산소의 침투를 방지할 수 있다. 박막 봉지층(E)은 적어도 하나의 유기봉지층과 적어도 하나의 무기봉지층을 구비할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 박막 봉지층(E)은 상부층 상면에 순차적으로 적층되는 제1 무기봉지층, 유기봉지층 및 제2 무기봉지층을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 경우 제1 무기봉지층 대향전극(28C)을 덮으며, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등을 포함할 수 있다. 이러한 상기 제1 무기봉지층은 그 하부의 구조물을 따라 형성되기에, 무기봉지층 상면이 평탄하지 않게 된다. 상기 유기봉지층은 이러한 상기 제1 무기봉지층을 덮는데, 상기 제1 무기봉지층과 달리 그 상면이 대략 평탄할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기봉지층은 표시영역(DA)에 대응하는 부분에서는 상면이 대략 평탄할 수 있다. 이러한 상기 유기봉지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 상기 제2 무기봉지층은 상기 유기봉지층을 덮으며, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등을 포함할 수 있다.
상기와 같은 박막 봉지층(E) 상에는 터치스크린층이 배치될 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참고하면, 윈도우(50)는 기재층(51), 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 불투명층(54)을 포함할 수 있다.
기재층(51)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기재층(51)은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 코팅층(52)은 기재층(51) 상에 배치될 수 있다. 이때, 제1 코팅층(52)은 아크릴계 중합체(50a), 무기물 나노입자(52-2) 및 제1 물 분자(52-3)를 포함할 수 있다. 일 예로, 아크릴계 중합체(50a)는 3관능기 아크릴계 모노머를 솔벤트 등과 같은 첨가제를 혼합하여 중합 반응 시켜 형성할 수 있다.
제1 코팅층(52)은 제1 코팅 조성물을 경화시켜 제조할 수 있다. 이러한 경우 제1 코팅 조성물은 3관능기 아크릴계 모노머, 무기물 나노입자(52-2) 및 솔벤트(solvent)를 포함할 수 있다. 구체적으로 3관능기 아크릴계 모노머는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드(3몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드(6몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드(3몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무기물 나노입자(52-2)는 나노 실리카일 수 있다.
상기와 같은 3관능기 아크릴계 모노머의 중량은 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 30%이상이면서 40%이하의 범위 내일 수 있다. 이러한 경우 3관능기 아크릴계 모노머의 중량이 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 30%미만인 경우 제1 코팅층(52)의 경도가 낮거나 제1 코팅층(52)의 제조 시 3관능기 아크릴계 모노머 사이의 결합이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 반면, 3관능기 아크릴계 모노머의 중량은 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 40%를 초과하는 경우 제1 코팅 조성물의 유동성이 감소함으로써 기재층(51) 상에 제1 코팅 조성물을 배치될 때 제1 코팅 조성물이 일정한 영역에 배치되지 못할 수 있다.
무기물 나노입자(52-2)의 중량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 10%이상이면서 20%이하의 범위일 수 있다.
상기와 같은 제1 코팅 조성물에는 상기의 재료 이외에도 광 개시제를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기와 같이 제1 코팅 조성물을 경화시켜 제1 코팅층(52)을 제조하는 경우 제1 코팅 조성물의 솔벤트는 증발하여 제거될 수 있다. 이때, 제1 코팅 조성물 내의 고형분 함량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 50%이상이면서 60%이하의 범위일 수 있다.
상기와 같이 제조된 제1 코팅층(52) 중 아크릴계 중합체(50a)의 중량은 제1 코팅층(52) 전체 중량의 50% 이상이면서 80% 이하의 범위일 수 있다.
제2 코팅층(53)은 아크릴계 중합체(50a), 불소계 화합물(53-1) 및 제2 물 분자(53-2)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제2 코팅층(53)은 제2 코팅 조성물을 경화시켜 제조될 수 있다. 이때, 제2 코팅 조성물은 3관능기 아크릴계 모노머, 불소계 화합물(53-1) 및 솔벤트를 포함할 수 있다. 이때, 3관능기 아크릴계 모노머는 상기 제1 코팅 조성물에서 설명한 물질과 동일할 수 있다. 이러한 경우 상기 제2 코팅 조성물에 포함되는 3관능기 아크릴계 모노머와 제1 코팅 조성물에 포함되는 3관능기 아크릴계 모노머는 서로 동일할 수 있다. 제2 코팅 조성물에 포함된 3관능기 아크릴계 모노머는 상기 제2 코팅 조성물의 전체 중량의 50%이상이면서 60%이하의 범위일 수 있다. 이러한 경우 3관능기 아크릴계 모노머의 중량이 상기 제2 코팅 조성물의 전체 중량의 50%미만인 경우 제1 코팅층과의 결합이 견고하지 못할 수 있다. 또한, 관능기 아크릴계 모노머의 중량이 상기 제2 코팅 조성물의 전체 중량의 60%를 초과하는 경우 상기 제2 코팅 조성물의 유동성이 낮아짐으로써 제1 코팅층(52) 상에 균일하게 도포되지 않을 수 있다. 불소계 화합물(53-1)은 레벨링제일 수 있다. 이를 통하여 제2 코팅층(53)의 표면 평탄도, 슬립성 등을 증대시키는 것이 가능하다.
상기와 같이 제2 코팅 조성물을 경화시켜 제2 코팅층(53)을 제조하는 경우 제2 코팅 조성물의 솔벤트는 증발하여 제거될 수 있다. 이때, 제2 코팅 조성물 내의 고형분 함량은 상기 제2 코팅 조성물의 전체 중량의 50%이상이면서 60%이하의 범위일 수 있다. 상기와 같은 경우 제2 코팅층(53) 중 아크릴계 중합체(50a)의 중량은 제2 코팅층(53)의 전체 중량의 80%이상이면서 100% 미만의 범위 내일 수 있다.
상기와 같은 제2 코팅 조성물에는 상기의 재료 이외에도 광 개시제를 더 포함하는 것도 가능하다. 이러한 경우 제1 코팅 조성물의 광 개시제와 상기 제2 코팅 조성물의 광 개시제는 서로 동일한 물질일 수 있다.
상기와 관련하여서 제1 코팅 조성물과 상기 제2 코팅 조성물은 상기의 물질 이외에도 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 코팅 조성물과 상기 제2 코팅 조성물 중 적어도 하나는 자외선을 차단 또는 흡수하는 자외선 안정제, 열 안정제, 대전 방지제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같이 제1 코팅층(52)과 제2 코팅층(53)을 형성하는 경우 제1 코팅층(52)의 두께는 제2 코팅층(53)의 두께보다 클 수 있다. 두께는 도 6을 기준으로 하나의 층의 상면에서 하면까지의 거리로 측정할 수 있다. 예를 들면, 제1 코팅층(52)의 두께는 30㎛ 이상이면서 40㎛이하의 범위 내일 수 있다. 또한, 제2 코팅층(53)은 1㎛ 이상이면서 10㎛이하의 범위일 수 있다.
불투명층(54)은 기재층(51) 내부에 배치되거나 기재층(51)의 일면에 배치될 수 있다. 특히 불투명층(54)은 기재층(51)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 이러한 불투명층(54)은 빛을 차단할 수 있으며, 광차단층을 포함할 수 있다. 이러한 경우 광차단층은 검정색 잉크, 검정색 필름 등을 포함할 수 있다.
한편, 이하에서는 윈도우의 제작방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 7a 내지 도 7i는 도 6에 도시된 윈도우의 제작방법을 보여주는 단면도이다.
도 7a를 참고하면, 기재층(51)과 불투명층(54)을 제작하여 준비할 수 있다. 이때, 기재층(51)은 사출 등을 통하여 제작하며, 불투명층(54)은 기재층(51)의 제작 후 기재층(51) 상에 프린팅하거나 기재층(51)에 부착할 수 있다.
도 7b를 참고하면, 기재층(51) 상에 제1 코팅 조성물(52a)을 도포할 수 있다. 이때, 제1 코팅 조성물(52a)은 3관능기 아크릴계 모노머(50a-1), 무기물 나노입자(52-2), 광 개시제와 같은 첨가제 및 솔벤트 등을 혼합하여 슬롯-다이 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 바 코팅, 그라비아 코팅 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 기재층(51) 상에 도포될 수 있다.
이후 제1 코팅 조성물(52a)은 50℃이상이면서 200℃이하의 범위의 온도 환경에서 기체를 제1 코팅 조성물(52a)에 분사하는 에어플로팅 방식으로 건조시킬 수 있다. 또한, 제1 코팅 조성물(52a)을 수은등 또는 메탈할라이드등 등과 같은 자외선을 방출하는 등으로 자외선 경화시킬 수 있다. 이러한 경우 제1 코팅 조성물(52a)은 가경화된 상태일 수 있다. 이때, 제1 코팅 조성물(52a)에는 100mJ/cm2이상이면서 700mJ/cm2이하의 광량 범위의 광량의 자외선이 조사될 수 있다. 조사되는 자외선의 광량이 100mJ/cm2미만인 경우 제1 코팅 조성물(52a)이 너무 경화되지 않아 형태를 유지하지 못할 수 있으며, 700mJ/cm2를 초과하는 경우 제1 코팅 조성물(52a)이 너무 경화됨으로써 제2 코팅 조성물(53a)과의 결합이 저해될 수 있다. 적절한 광량의 자외선을 조사함으로써 제1 코팅 조성물(52a)은 완전히 경화되지 않으면서 겔(Gel) 형태가 될 수 있다. 이때, 제1 코팅 조성물(52a)이 가경화되는 경우 3관능기 아크릴계 모노머(50a-1)의 일부는 아크릴계 중합체가 되고, 다른 일부는 아크릴계 중합체가 되지 않은 상태일 수 있다.
도 7c를 참고하면, 가경화된 제1 코팅 조성물(52b) 상에 제2 코팅 조성물(53a)을 도포할 수 있다. 이때, 제2 코팅 조성물(53a)은 3관능기 아크릴계 모노머(50a-1), 불소계 화합물(53-1), 광 개시제 및 솔벤트 등을 혼합하여 슬롯-다이 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 바 코팅, 그라비아 코팅 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 가경화된 제1 코팅 조성물(52b) 상에 도포할 수 있다.
이후 제2 코팅 조성물(53a)은 50℃이상이면서 200℃이하의 범위의 온도 환경에서 기체를 제2 코팅 조성물(53a)에 분사하는 에어플로팅 방식으로 건조시킬 수 있다. 또한, 제2 코팅 조성물(53a)을 수은등 또는 메탈할라이드등 등과 같은 자외선을 방출하는 등으로 자외선 경화시킬 수 있다. 이러한 경우 가경화된 제1 코팅 조성물(52b)과 제2 코팅 조성물(53a)은 완전히 경화될 수 있다. 이때, 1000mJ/cm2 이상이면서 3000mJ/cm2 이하의 광량 범위의 광량을 제2 코팅 조성물(53a)에 조사할 수 있다. 자외선의 광량이 1000mJ/cm2미만인 경우 자외선이 가경화된 제1 코팅 조성물(52b)로 침투하지 못함으로써 가경화된 제1 코팅 조성물(52b)을 완전히 경화시키지 못할 수 있다. 반면, 자외선의 광량이 3000mJ/cm2를 초과하는 경우 과도한 에너지가 가해짐으로써 제2 코팅 조성물(53a)이 변형되거나 가경화된 제1 코팅 조성물(52b)과의 결합이 제대로 형성되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같이 가경화된 제1 코팅 조성물(52b)과 제2 코팅 조성물(53a)을 완전히 경화시켜 각각 제1 코팅층과 제2 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 가경화된 제1코팅 조성물(52b)에 존재하는 미반응 아크릴계 모노머 및 제2 코팅 조성물(53a)에 존재하는 아크릴계 모노머(50a-1)는 아크릴계 중합체가 될 수 있다.
다만, 상술한 바와 같은 경화 반응을 통해 제1 코팅층과 제2 코팅층이 형성되는 과정에서 제1 코팅층 및 제2 코팅층 중 적어도 하나가 수축함으로서 휨이 발생할 수 있다. 예를 들면, 도 7d에 도시된 바와 같이, 제1 코팅층(52) 및 제2 코팅층(53) 중 적어도 하나가 수축하면서 제2 코팅층(53)의 상면이 오목한 형태로 휘어질 수 있다. 특히 이와 같은 경우 윈도우(50)의 상면이 평평하지 못하므로 표시 장치(1)에서 선명한 이미지를 표시하는 것이 어려울 수 있다.
도 7e를 참고하면, 제1 코팅층(52) 및 제2 코팅층(53)이 배치된 기재층(51)을 항온 항습 챔버(200) 내부에 배치하여 에이징할 수 있다. 에이징 단계에서 항온 항습 챔버(200)는 내부의 온도(에이징 온도)를 일정 온도로 유지하거나 설정된 온도 범위에서 유지할 수 있다. 또한, 항온 항습 챔버(200)는 내부의 습도(에이징 습도)를 일정한 습도로 유지하거나 설정된 습도 범위를 유지할 수 있다. 예를 들면, 항온 항습 챔버(200)는 내부 온도를 0℃ 이상이면서 40℃ 이하의 범위의 온도로 유지할 수 있다. 또한, 항온 항습 챔버(200)는 내부 상대 습도를 80%이상이면서 100%이하의 범위의 습도로 유지할 수 있다.
상기와 같이 항온 항습 챔버(200) 내부에 제1 코팅층(52) 및 제2 코팅층(53)이 배치된 기재층(51)을 배치하는 경우 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51)의 내부로 항온 항습 챔버(200) 내부의 물 분자(W)가 침투할 수 있다.
도 7f를 참고하면, 물 분자(W)가 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51)에 각각 침투되면, 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51)의 각 유기물 입자와 수소 결합할 수 있다. 이러한 경우 서로 인접하는 유기물 입자 사이에 물 분자가 배치되어 각 유기물과 물 분자(W)가 수소 결합할 수 있다. 이러한 경우 서로 인접하는 유기물 사이의 간격이 기존보다 커짐으로써 도 7e에 도시된 것과 같은 휨이 어느 정도 제거될 수 있다. 특히 항온 항습 챔버(200) 내부의 상대 습도가 85% 이상인 환경에서 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51)을 배치함으로써 충분한 물 분자가 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51) 중 적어도 하나로 침투하는 것이 가능하다. 예를 들면, 제1 코팅층(52)에 물 분자(W)가 침투하여 제1 코팅층(52)의 제1 물 분자(52-3)가 되며, 제2 코팅층(53)에 물 분자(W)가 침투하여 제2 코팅층(53)의 제2 물 분자(53-2)가 될 수 있다.
상기와 같이 물 분자가 침투한 윈도우(50)를 항온 항습 챔버(200)에서 48시간 이상이면서 72시간 이하의 기간 동안에 방치할 수 있다. 이때, 항온 항습 챔버(200) 내부의 온도 및 상대 습도 조건은 상기에서 설명한 것과 동일하게 유지할 수 있다.
도 7g를 참고하면, 상기와 같이 항온 항습 챔버(200) 내부에 배치된 윈도우를 항온 항습 챔버(200) 외부로 인출하여 외부에 배치할 수 있다. 외부에 배치된 윈도우(50)는 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51) 중 적어도 하나에 포함된 물 분자(W)가 외부로 유출될 수 있다. 이러한 경우 외부 습도에 따라 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 기재층(51) 중 적어도 하나로부터 배출되는 물 분자의 개수는 상이해질 수 있다. 예를 들면, 제1 물 분자(52-3) 중 일부는 제1 코팅층(52) 내부에 배치되고, 제1 물 분자(52-3) 중 다른 일부는 제1 코팅층(52) 외부로 배출될 수 있다. 또한, 제2 물 분자(53-2) 중 일부는 제2 코팅 층(53) 내부에 배치되고, 제2 물 분자(53-2) 중 다른 일부는 제2 코팅층(53) 외부로 배출될 수 있다. 상기와 같은 경우 각 코팅층의 유기물에 수소 결합하였던 물 분자 중 일부는 수소결합이 해제되어 각 코팅층 외부로 배출될 수 있다.
상기와 같이 제1 물 분자(52-3) 중 다른 일부가 제1 코팅층(52)으로부터 이탈하여 제1 코팅층(52)이 수축함으로써 거의 평평한 상태로 될 수 있다. 또한, 제2 물 분자(53-2) 중 다른 일부가 제2 코팅층(53)으로부터 이탈하여 제2 코팅층(53)이 수축함으로써 제2 코팅층(53)은 거의 평평한 상태가 될 수 있다.
따라서 상기와 같이 제작된 윈도우(50)은 평평한 면을 유지하는 것이 가능하다. 또한, 윈도우(50)는 물 분자(W)가 제1 코팅층(52) 및 제2 코팅층(53) 중 적어도 하나에 포함되지 않는 경우 발생하는 휨을 억제할 수 있다.
도 8a는 도 7b에 도시된 제1 코팅 조성물의 가경화 조건에 따른 윈도우의 휨을 보여주는 그래프이다. 윈도우를 항온 항습 챔버(25℃, 85%, 48hr 조건)에서 인출한 후 외부 환경에 방치한 상태에서 윈도우의 휨을 측정하였다.
윈도우의 휨 정도는 윈도우의 가장자리가 평면에서 이격된 거리로 정의될 수 있다. 윈도우의 가장자리가 평면에서 이격된 거리는 휨이 발생한 윈도우의 중앙부에 접하는 가상의 평면으로부터 가장 이격된 윈도우의 가장자리까지의 높이를 의미할 수 있다. 이때, 윈도우의 가장자리가 평면에서 이격된 거리가 음의 값을 갖는 경우 윈도우의 가장자리가 평면보다 상측에 배치되는 경우를 의미하며(윈도우가 아래로 볼록한 형상임), 윈도우의 가장자리가 평면에서 이격된 거리가 양의 값을 갖는 경우 윈도우의 가장자리가 평면보다 하측에 배치된 경우를 의미한다(윈도우가 위로 볼록한 형상임). 제품 신뢰성을 만족하기 위해서 윈도우는 휨 정도는 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위의 값을 가져야 한다.
도 8a를 참고하면, 도 7b에 도시된 바와 같이 가경화 진행 시 UV 조사량이 700mJ/cm2인 경우 시간의 경과 시 제작된 윈도우의 휨이 커 커져 -0.5mm를 초과하는 것을 확인할 수 있다. 반면, 300mJ/cm2이나 500mJ/cm2인 경우 기간의 경과 시 어느 정도 안정화될 수 있으며, 윈도우의 휨 정도가 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위에 존재하는 것을 확인할 수 있다..
도 8b는 항온 항습 챔버 내부의 온도와 항온 항습 챔버 내부에 윈도우가 배치되는 시간에 따른 윈도우의 휨을 보여주는 그래프이다. 윈도우의 휨은 항온 항습 챔버에서 윈도우를 인출한 후 확인할 수 있다.
도 8b에 도시된 결과는 항온 항습 챔버 내부의 습도를 85%로 유지하고 온도를 25℃, 50℃ 및 85℃로 하였을 때의 윈도우의 휨에 관한 결과이다. 이를 바탕으로 살펴보면, 항온 항습 챔버 내부의 온도가 25℃인 경우 항온 항습 챔버 내부에 윈도우가 배치되는 시간이 증가할수록 윈도우의 휨 정도가 점차 감소되며 약 24시간 이상에서는 어느 정도 일정하게 유지되는 것을 볼 수 있다.
항온 항습 챔버 내부의 온도가 50℃인 경우 윈도우의 휨 정도가 약 48시간 이상에서는 어느 정도 일정하게 유지되나, 윈도우의 휨 정도가 원하는 수준(예를 들면, 평면으로부터 윈도우의 가장자리가 이격되는 거리가 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위)을 벗어나므로 윈도우의 제조 시 초기에 바로 사용하는 것이 어려울 수 있다.
항온 항습 챔버 내부의 온도가 85℃인 경우 윈도우의 휨은 시간이 증가할수록 작아지다가 일정 시간을 경과 후 커질 수 있다. 즉, 윈도우의 휨 정도가 시간에 민감하여 제어하기가 어려우므로 원하는 수준(예를 들면, 평면으로부터 윈도우의 가장자리가 이격되는 거리가 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위)을 벗어나기 쉽다.
윈도우의 휨이 많이 발생하는 경우 윈도우를 제작하여 표시 패널에 부착하여 표시 장치를 제조하면, 윈도우는 표시 장치의 표시 패널에서 표시되는 이미지를 왜곡시키거나 표시 장치의 뒤틀림을 야기시킬 수 있다.
또한, 윈도우를 표시 장치에 사용하기 위해서는 일정한 기준들을 만족하여야 한다. 예를 들면, 황색도는 1 이하이어야 하며, 투과율은 90 이상이어야 하고, 밀착성은 최대한 높아야 한다.
표 1은 항온 항습 챔버 조건에 따른 윈도우의 물성들을 나타낸 것이다.
항온 항습 챔버 조건 밀착성 광특성 연필경도 Steel Wool
온도(℃) 습도(%) 시간(hr) 100/100 투과율 YI
85 85 24 91 90.89 1.20 8H 500회
48 92 90.94 1.27 8H 500회
72 90 90.97 1.45 8H 500회
96 93 90.95 - 8H 500회
120 94 90.94 - 8H 500회
50 85 24 90 90.99 1.01 8H 500회
48 96 90.98 1.05 8H 500회
72 98 91.01 1.06 8H 500회
25 85 24 95 90.98 0.96 8H 500회
48 95 90.99 0.97 8H 500회
72 100 91.00 0.97 8H 500회
구체적으로 상기의 결과를 살펴보면, 항온 항습 챔버 내부에서 온도에 따라 광투과율, 밀착성 및 황색도(YI, Yellow Index)가 상이해질 수 있다. 이때, 광투과율은 윈도우를 통과하는 광의 투과율일 수 있으며, 황색도는 윈도우의 색상 중 황색을 띠는 정도일 수 있으며, 밀착도는 제1 코팅층과 기재층 사이의 결합력을 의미할 수 있다. 예를 들면, 밀착도는 윈도우를 일정한 크기의 시편으로 100개 제작하여 시편에 데이터를 붙였다가 떼었을 때 제1 코팅층과 기재층으로 분리되는 윈도우의 개수가 몇 개인지 카운팅하여 측정할 수 있다. 만약 밀착도가 95인 경우 100개의 시편을 시험 시 5개의 시편의 윈도우에서 기재층과 제1 코팅층이 분리되는 것을 의미할 수 있다. 윈도우로 사용하기 위해서는 대략 95이상의 값을 가져야 한다.
연필경도는 윈도우의 최외곽에 배치된 제2 코팅층의 경도를 의미할 수 있다. 1Kg의 하중에서 8H이상의 연필경도를 가져야 윈도우가 외부의 충격에 의해 파손되지 않을 수 있다. 표 1에서는 모든 결과가 8H 이상의 연필경도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
철 섬유(Steel Wool) 시험은 철 섬유로 제2 코팅층의 표면을 일정 횟수 문지른 후 스크래치 존재 여부를 확인하는 시험이다. 이러한 경우 500회 정도 수행하여 스크래치가 제2 코팅층에 형성되지 않는 경우 윈도우로서 사용이 가능하다. 표 1의 모든 결과에서 철 섬유 시험은 모두 만족하는 것을 확인할 수 있다.
표 1 및 도 8b의 결과를 근거로 살펴보면, 항온 항습 챔버의 내부 온도가 85℃인 경우 밀착성은 어느 정도 만족하나 황색도가 1이 넘는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경우 윈도우의 색이 너무 황색에 가까워 상품성이나 제품의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 윈도우의 휨 정도가 에이징 시간에 민감하여 -0.5mm 내지 +0.5mm의 범위를 벗어나기 쉽다.
항온 항습 챔버의 내부 온도가 50℃인 경우 황색도는 1에 가까워 어느 정도 사용 가능하며, 투과율 및 밀착성이 모두 높은 것을 확인할 수 있다. 황색도의 경우 에이징 시간이 증가함에 따라 다소 증가하는 경향을 보인다. 밀착도는 48시간 이상 에이징되는 경우 약 95이상일 수 있다. 그러나 윈도우의 휨이 -0.5mm 내지 +0.5mm의 범위를 다소 벗어나는 것을 확인할 수 있다.
항온 항습 챔버의 내부 온도가 25℃인 경우 황색도는 1 미만이며, 투과율 및 밀착성이 모두 우수함을 알 수 있다. 윈도우의 휨은 약 24시간 이상 에이징되는 경우 -0.5mm 내지 +0.5mm의 범위 내로 들어오는 것을 확인할 수 있다.
도 8c는 항온 항습 챔버 내부의 온도 및 윈도우를 항온 항습 챔버 외부에 배치한 기간에 따른 윈도우의 휨의 변화를 보여주는 그래프이다.
항온 항습 챔버 내부의 습도를 85%로 유지하고 온도를 25℃, 50℃ 및 85℃로 한 상태에서 48시간 동안 윈도우를 배치한 후 항온 항습 챔버 외부로 인출하여 윈도우의 휨을 측정하였다.
도 8c를 참고하면, 윈도우를 외부에 방치하는 시간에 따라서 윈도우의 휨의 정도가 변화되며, 윈도우의 휨은 방치하는 시간이 증가할수록 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 즉, 대략 7일 정도 지나면 모든 경우의 윈도우의 휨이 일정 기준(예를 들면, 평면으로부터 윈도우의 가장자리가 이격되는 거리가 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위) 내에 존재할 수 있다. 상기와 같은 경우 윈도우를 사용하더라도 윈도우로 인한 표시 장치의 뒤틀림이 발생하지 않을 수 있다.
도 8d는 항온 항습 챔버 내부에 윈도우가 배치된 시간 및 윈도우를 항온 항습 챔버 외부에 배치한 기간에 따른 윈도우의 휨의 변화를 보여주는 그래프이다. 항온 항습 챔버 내부의 습도를 85%로 유지하고 항온 항습 챔버 내부의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 24시간, 48시간 및 72시간 동안 에이징한 후 윈도우를 챔버 외부로 인출하여 윈도우의 휨을 측정하였다.
도 8d를 참고하면, 24시간 동안 에이징한 후 항온 항습 챔버 외부로 인출된 윈도우의 경우 시간이 경과할수록 윈도우의 휨이 일정 기준 범위(예를 들면, 평면으로부터 윈도우의 가장자리가 이격되는 거리가 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위)를 벗어남을 확인할 수 있다. 그러나 48시간 이상이면서 72시간 이하의 범위 내에서 에이징한 후 항온 항습 챔버 외부에 배치하는 경우 시간이 경과하더라도 윈도우의 휨이 -0.5mm 내지 +0.5mm인 범위 내에 존재하며 윈도우의 휨이 안정화되는 것을 확인할 수 있다.
표 2는 항온 항습 챔버를 습도 85%, 온도 25℃로 유지한 상태에서 에이징 시간에 따른 윈도우의 물성들을 나타낸 것이다.
에이징 시간(hr) 밀착성(100/100) 경도 YI Steel Wool
24 100 8H 0.96 500회
48 100 8H 0.97 500회
72 100 8H 0.97 500회
표 2를 참고하면, 윈도우는 모든 에이징 시간에서 높은 밀착성, 8H의 연필 경도, 90% 이상의 투과율, 1 이하의 황색도 및 우수한내구성을 가짐을 확인할 수 있다.한편, 항온 항습 챔버에서 에이징 공정을 진행하지 않은 윈도우는 휨이 많이 발생할 수 있다. 예를 들면, 에이징 공정 전의 윈도우의 휨은 대략 1.84mm일 수 있다. 반면, 에이징 공정을 수행하는 경우 윈도우의 휨을 줄일 수 있다.예를 들면, 내부 온도가 25℃이고, 습도가 85%인 항온 항습 챔버 내부에서 48시간 동안 윈도우를 배치하고 항온 항습 챔버에서 인출한 경우 윈도우의 휨은 0.16mm일 수 있다. 즉, 항온 항습 챔버 내부에 윈도우를 일정시간 배치하는 경우 윈도우 휨을 대략 90% 이상 완화하는 것이 가능하다. 따라서 상술한 바와 같이 기재층 상에 제1 코팅층 및 제2 코팅층이 순차 적층된 구조를 갖는 윈도우를 에이징함으로써 윈도우의 휨을 일정 기준 범위 내로 만들 수 있으며, 윈도우를 상온의 외부 환경에 노출시키더라도 윈도우의 변형을 저감시키는 것이 가능하다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 9를 참고하면, 윈도우(50)는 기재층(51), 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 불투명층(54)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 불투명층(54)은 상기에서 설명한 것과 서로 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
기재층(51)은 2개의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기재층(51)은 서로 적층되도록 배치된 제1 바디층(51a)과 제2 바디층(51b)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 바디층(51a)과 제2 바디층(51b) 각각은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제1 바디층(51a)과 제2 바디층(51b)은 서로 동일한 물질로 형성되거나 상이한 물질로 형성되는 것도 가능하다.
상기와 같은 제1 바디층(51a)에는 제1 코팅층(52)이 배치될 수 있다. 이때, 제1 코팅층(52)은 아크릴계 중합체(50a), 무기물 나노입자(52-2), 제1 물 분자(52-3) 및 광 개시제와 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 제1 코팅층(52) 상에 배치된 제2 코팅층(53)은 아크릴계 중합체(50a), 불소계 화합물(53-1), 제2 물 분자(53-2) 및 광 개시제와 같은 첨가제 등을 포함할 수 있다. 이때, 아크릴계 중합체(50a)는 3관능기 아크릴계 모노머를 포함하고, 3관능기 아크릴계 모노머는 상기 도 6에 설명한 것과 동일 또는 유사할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 윈도우를 보여주는 단면도이다.
도 10을 참고하면, 윈도우(50)는 기재층(51), 제1 코팅층(52), 제2 코팅층(53) 및 불투명층(54)을 포함할 수 있다. 이때, 상기에서 설명한 것과 같이, 제1 코팅층(52)은 아크릴계 중합체(50a), 무기물 나노입자(52-2), 제1 물 분자(52-3) 및 광 개시제와 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 제1 코팅층(52) 상에 배치된 제2 코팅층(53)은 아크릴계 중합체(50a), 불소계 화합물(53-1), 제2 물 분자(53-2) 및 광 개시제와 같은 첨가제 등을 포함할 수 있다.
기재층(51)은 3개의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기재층(51)은 서로 적층되도록 배치된 제1 바디층(51a), 제2 바디층(51b) 및 제3 바디층(51c)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 바디층(51a), 제2 바디층(51b) 및 제3 바디층(51c) 각각은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethly Methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제1 바디층(51a), 제2 바디층(51b) 및 제3 바디층(51c) 중 하나는 제1 바디층(51a), 제2 바디층(51b) 및 제3 바디층(51c) 중 다른 하나와 서로 동일한 물질로 형성되거나 상이한 물질로 형성되는 것도 가능하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
20: 표시 패널
200: 항온 항습 챔버
30: 표시 회로 보드
32: 표시 구동부
33: 터치 센서 구동부
34: 제1 연성 필름
50: 윈도우
51: 기재층
52: 제1 코팅층
53: 제2 코팅층
54: 불투명층
60: 브라켓
70: 메인 회로 보드
710: 메인 프로세서
75: 메인 커넥터
80: 배터리
90: 하부 커버

Claims (30)

  1. 기재층; 및
    상기 기재층 상에 배치되며, 물 분자를 포함하는 코팅층;을 포함하는 윈도우.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    상기 기재층 상에 배치되는 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층 상에 배치된 제2 코팅층;을 포함하는 윈도우.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층은 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드(3몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드(6몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드(3몰) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 중 적어도 하나를 포함하는 아크릴계 중합체를 포함하는 윈도우.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은 불소계 화합물을 포함하는 윈도우.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 무기물 나노입자를 포함하는 윈도우.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층의 두께는 상기 제1 코팅층의 두께보다 작은 윈도우.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층의 두께는 30㎛ 이상이면서 40㎛ 이하의 범위인 윈도우.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층의 두께는 1㎛ 이상이면서 10㎛ 이하의 범위인 윈도우.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층은 서로 적층되도록 배치된 복수 개의 바디층;을 포함하는 윈도우.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플로우라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함하는 윈도우.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우는 투과율이 90% 이상인 윈도우.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우의 황색도는 1 이하인 윈도우.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우의 휨은 -0.5mm 내지 0.5mm의 범위인 윈도우.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 윈도우; 및
    상기 윈도우와 결합되는 표시 패널;을 포함하는 표시 장치.
  15. 기재층 상에 순차 적층된 제1 코팅층 및 제2 코팅층을 포함하는 하드 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층 중 적어도 하나의 내부에 물 분자를 침투시키는 단계를 포함하는 윈도우 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하드 코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 기재층 상에 제1 코팅 조성물을 도포하는 단계;
    상기 제1 코팅 조성물을 가경화하는 단계;
    상기 가경화된 제1 코팅 조성물 상에 제2 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 가경화된 제1 코팅 조성물과 상기 제2 코팅 조성물을 경화하여 각각 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 윈도우 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 물 분자를 침투시키는 단계는,
    상기 하드 코팅층이 형성된 상기 기재층을 항온 항습 챔버 내부에 배치하여 에이징하는 단계를 포함하는 윈도우 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 에이징하는 단계는,
    섭씨 0도 이상이면서 섭씨 40도 이하 및 상대 습도 80% 이상이면서 100% 이하에서, 48시간 이상이면서 72시간 이하 동안 수행하는 윈도우의 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물은 3관능기 아크릴계 모노머 및 무기물 나노입자를 포함하는 윈도우의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 3관능기 아크릴계 모노머의 중량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 30% 이상이면서 40% 이하의 범위인 윈도우 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 무기물 나노입자의 중량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 10% 이상이면서 20% 이하의 범위인 윈도우 제조방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물의 고형분 함량은 상기 제1 코팅 조성물의 전체 중량의 50% 이상이면서 60% 이하의 범위인 윈도우 제조방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 코팅 조성물은 3관능기 아크릴계 모노머를 포함하는 윈도우 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 3관능기 아크릴계 모노머의 중량은 상기 제2 코팅 조성물의 전체 중량의 50% 이상이면서 60% 이하의 범위인 윈도우 제조방법.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 기재층은 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리이미드(polyimide) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(Poly-vinylidene fluoride) 중 적어도 하나를 포함하는 윈도우 제조방법.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 기재층은 서로 적층되도록 배치된 복수개의 바디층을 포함하는 윈도우 제조방법.
  27. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물 및 상기 제2 코팅 조성물 중 적어도 하나는 슬롯-다이 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 바 코팅 및 그라비아 코팅 중에서 선택된 하나로 형성하는 윈도우 제조방법.
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물 및 상기 제2 코팅 조성물 중 적어도 하나를 섭씨 50도이상이면서 섭씨 200도이하의 범위 내의 온도에서 건조시키는 단계;를 더 포함하는 윈도우 제조방법.
  29. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물은 100mJ/cm2이상이면서 700mJ/cm2이하의 광량 범위의 광량으로 가경화시키는 윈도우 제조방법.
  30. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물 및 상기 제2 코팅 조성물은 1000mJ/cm2 이상이면서 3000mJ/cm2 이하의 광량 범위의 광량으로 경화시키는 윈도우 제조방법.
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