KR20240052164A - 윈도우 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 윈도우 모듈 및 윈도우 모듈을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다. 윈도우 모듈은 광학적으로 투명한 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치된 윈도우 보호층을 포함한다. 상기 윈도우 보호층은 상기 베이스 필름 상에 배치된 배리어층, 상기 베이스 필름과 상기 배리어층 사이에 배치된 충격 흡수층, 및 상기 배리어층과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 제1 충격 전달층을 포함한다. 상기 충격 흡수층의 모듈러스는 상기 배리어층의 모듈러스보다 작고, 상기 제1 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함한다.

Description

윈도우 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치{WINDOW MODULE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 윈도우 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 패널 상에 배치되는 윈도우 모듈에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대전화, 태블릿, 내비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 전자 장치들은 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함할 수 있다. 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 상에 배치되어 외부 충격으로부터 표시 패널을 보호하는 윈도우 모듈을 포함할 수 있다.
최근 표시 장치의 기술 발달과 함께 곡면 형태로 변형되거나, 접히거나, 말릴 수 있는 다양한 플렉서블 표시 장치들이 개발되고 있다. 플렉서블 표시 장치는 형상이 다양하게 변형됨에 따라 휴대가 용이하고 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다. 플렉서블 표시 장치에 포함되는 윈도우 모듈은 롤링, 폴딩, 또는 벤딩 동작이 가능함과 동시에 외부 충격으로부터 표시 패널을 보호할 수 있는 내충격성을 가질 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 내충격성을 가지면서 외부 충격을 효과적으로 전달 및 분산하는 윈도우 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예는 광학적으로 투명한 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치된 윈도우 보호층을 포함하는 윈도우 모듈을 제공한다. 상기 윈도우 보호층은 상기 베이스 필름 상에 배치된 배리어층, 상기 베이스 필름과 상기 배리어층 사이에 배치된 충격 흡수층, 및 상기 배리어층과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 제1 충격 전달층을 포함할 수 있다. 상기 충격 흡수층의 모듈러스는 상기 배리어층의 모듈러스보다 작고, 상기 제1 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다.
상기 제1 충격 전달층의 두께는 0.1 나노미터(nm) 이상 5 마이크로미터(um) 이하일 수 있다.
상기 윈도우 보호층의 헤이즈는 3% 이하일 수 있다.
상기 윈도우 보호층의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다.
상기 배리어층의 모듈러스는 2GPa 이상 8GPa 이하일 수 있다.
상기 충격 흡수층의 모듈러스는 300MPa 이상 1.5GPa 이하일 수 있다.
상기 배리어층은 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 및 폴리메틸메타아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 충격 흡수층은 열가소성 폴리우레탄, 열경화성 폴리우레탄, 폴리에테르 블록 아미드, 코폴리에스터 열가소성 엘라스토머, 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 충격 전달층은 배리어층의 배면에 접촉할 수 있다.
상기 윈도우 보호층은 상기 제1 충격 전달층과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 접착부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 충격 전달층은 접착력을 갖는 수지를 포함하고, 상기 그래핀 또는 상기 탄소 나노 튜브는 상기 수지에 분산될 수 있다.
상기 제1 충격 전달층은 상기 배리어층 및 상기 충격 흡수층 각각에 접촉할 수 있다.
상기 윈도우 보호층은 상기 충격 흡수층의 배면 상에 배치되는 제2 충격 전달층을 더 포함하고, 상기 제2 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다.
상기 제1 충격 전달층은 상기 충격 흡수층의 상면에 접촉하고, 상기 제2 충격 전달층은 상기 충격 흡수층의 상기 배면에 접촉할 수 있다.
상기 윈도우 모듈은 상기 윈도우 보호층 상에 배치되며 하드 코팅층, 지문 방지층, 및 대전 방지층 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치된 윈도우 보호층을 포함하는 윈도우 모듈을 포함하는 표시 장치를 제공한다. 상기 윈도우 보호층은 두께 방향에서 상기 베이스 필름을 향해 순차적으로 배치된 배리어층, 제1 충격 전달층, 및 충격 흡수층을 포함할 수 있다. 상기 충격 흡수층의 모듈러스는 상기 배리어층의 모듈러스보다 작고, 상기 제1 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다.
상기 윈도우 보호층은 상기 베이스 필름과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 제2 충격 흡수층을 더 포함하고, 상기 제2 충격 흡수층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다.
상기 제1 충격 전달층의 두께는 0.1 나노미터(nm) 이상 5 마이크로미터(um) 이하일 수 있다.
상기 배리어층의 모듈러스는 2GPa 이상 8GPa 이하이고, 상기 충격 흡수층의 모듈러스는 300MPa 이상 1.5GPa 이하일 수 있다.
상기 윈도우 보호층의 헤이즈는 3% 이하이고, 상기 윈도우 보호층의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다.
본 발명 일 실시예의 윈도우 모듈은 윈도우 모듈의 내충격성을 향상시키는 배리어층 및 충격 흡수층을 포함하며, 배리어층과 충격 흡수층 사이에 배치되어 외부 충격을 빠르게 전달하는 충격 전달층을 포함한다.
윈도우 모듈이 충격 전달층을 포함함으로써, 충격 흡수층의 충격 완화 효과가 최대화되고, 윈도우 모듈의 내충격성이 향상되며, 윈도우 모듈 내에 적층 구성들 사이의 접착 부분에서 적층 구성들이 눌리거나 밀리는 현상이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩된 표시 장치의 사시도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈의 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈의 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈의 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9b 및 도 9c는 비교 실시예에 따른 표시 장치의 단면도들이다.
도 10은 실시예들 및 비교 실시예들의 폴딩 스트레인 및 펜 드롭 값을 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈 및 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(ED)의 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩된 표시 장치(ED)의 사시도들이다.
표시 장치(ED)는 전기적 신호에 따라 활성화되며 영상을 표시하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(ED)는 텔레비전, 외부 광고판 등과 같은 대형 장치를 비롯하여, 모니터, 휴대 전화, 태블릿, 내비게이션, 또는 게임기 등과 같은 중소형 장치에 포함될 수 있다. 한편, 상술한 표시 장치(ED)의 실시예들은 예시적인 것으로, 본 발명의 개념에 벗어나지 않는 이상 어느 하나에 한정되지 않는다. 본 실시예에서, 표시 장치(ED)의 일 예로 휴대 전화를 도시하였다.
일 실시예에 따른 표시 장치(ED)는 플렉서블(flexible)한 것 일 수 있다. “플렉서블”이란 휘어질 수 있는 특성을 의미하며, 완전히 접히는 구조에서부터 수 나노미터 수준으로 휠 수 있는 구조까지 모두 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블한 표시 장치(ED)는 슬라이더블(slidable) 장치, 롤러블(rollable) 장치, 커브드(curved) 장치, 또는 폴더블(foldable) 장치를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 플렉서블한 표시 장치(ED)의 일 예로 폴더블 장치를 도시하였다.
도 1은 펼쳐진 상태(또는 언폴딩 상태)의 표시 장치(ED)의 사시도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(ED)는 평면 상에서 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 변들을 갖는 직사각형 형상일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 표시 장치(ED)는 평면 상에서 원형, 다각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
펼쳐진 상태의 표시 장치(ED)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면(DS)에 제3 방향(DR3)을 향해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의되는 평면에 수직한 방향으로 정의될 수 있다. 표시 장치(ED)를 구성하는 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)될 수 있고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 실질적으로 제3 방향(DR3)에 평행할 수 있다.
제3 방향(DR3)을 따라 정의되는 전면과 배면 사이의 이격 거리는 부재의 두께에 대응될 수 있다. 본 명세서에서 "평면 상에서"는 제3 방향(DR3)에서 바라본 상태로 정의될 수 있다. 본 명세서에서 "단면 상에서"는 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2) 방향에서 바라본 상태로 정의될 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
영상(IM)이 표시되는 표시면(DS)은 표시 장치(ED)의 전면(front surface)에 대응될 수 있다. 표시 장치(ED)에서 제공되는 영상(IM)은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다. 도 1은 영상(IM)의 일 예로 시계 및 아이콘들을 도시하였다.
표시 장치(ED)의 표시면(DS)은 표시부(DA) 및 비 표시부(NDA)를 포함할 수 있다. 표시부(DA)는 표시면(DS) 중 영상(IM)을 표시하는 영역일 수 있다. 표시 장치(ED)는 표시부(DA)를 통해 사용자에게 영상(IM)을 제공할 수 있다. 비 표시부(NDA)는 영상(IM)을 표시하지 않는 영역일 수 있다. 비 표시부(NDA)는 소정의 컬러를 가지며 표시부(DA) 대비 낮은 광 투과율을 갖는 영역일 수 있다.
비 표시부(NDA)는 표시부(DA)에 인접할 수 있고, 표시부(DA)의 형상은 실질적으로 비 표시부(NDA)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 비 표시부(NDA)는 표시부(DA)를 에워쌀 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 비 표시부(NDA)는 표시부(DA)의 일 측에만 인접하여 배치되거나, 표시 장치(ED)의 전면이 아닌 측면에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 비 표시부(NDA)는 생략될 수도 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(ED)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 표시 장치(ED)의 외부에서 제공되는 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 입력은 힘, 압력, 온도, 또는 광 등을 포함할 수 있다. 외부 입력은 표시 장치(ED)에 접촉하는 입력(예를 들어, 사용자의 손 또는 펜에 의한 접촉)뿐 아니라 표시 장치(ED)에 소정의 거리로 인접하여 인가되는 입력(예를 들어, 호버링)을 포함할 수 있다.
표시 장치(ED)는 표시 장치(ED)의 전면에 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 그러나, 외부 입력이 감지되는 표시 장치(ED)의 영역은 표시 장치(ED)의 전면에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 장치(ED)는 표시 장치(ED)의 측면이나 배면에 인가되는 외부 입력을 감지할 수도 있다.
표시 장치(ED)는 폴딩 영역(FA) 및 적어도 하나의 비폴딩 영역(NFA1 또는NFA2)을 포함할 수 있다. 도 1은 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함하는 표시 장치(ED)를 예시적으로 도시하였다. 폴딩 영역(FA)은 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 펼쳐진 상태에서 표시 장치(ED)의 제1 비폴딩 영역(NFA1), 폴딩 영역(FA), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
폴딩 영역(FA)은 폴딩 동작에 따라, 평평하거나 소정의 곡률을 가지며 휘어지는 영역일 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼 펼쳐진 상태의 표시 장치(ED)에서, 폴딩 영역(FA)은 평평할 수 있다. 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)은 폴딩 및 언폴딩 상태에서 평평하게 유지되는 영역일 수 있다.
표시 장치(ED)의 폴딩 영역(FA)은 일 방향을 따라 연장된 폴딩축을 중심으로 폴딩될 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼 표시 장치(ED)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 폴딩축(FX)을 따라 폴딩될 수 있다. 폴딩축(FX)은 표시 장치(ED)의 장변들에 나란한 방향으로 연장되거나 이에 한정되지 않고, 표시 장치(ED)의 단변들에 나란한 방향으로 연장될 수도 있다.
도 2a를 참조하면, 폴딩축(FX)은 표시 장치(ED)의 전면 상에 정의될 수 있다. 폴딩축(FX)을 중심으로 폴딩된 표시 장치(ED)의 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)에 대응하는 표시면(DS, 도 1 참조)은 서로 마주할 수 있다. 도 2a의 표시 장치(ED)는 인-폴딩(in-folding)된 표시 장치(ED)로 정의될 수 있다. 인-폴딩된 표시 장치(ED)에서 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)에 대응하는 표시 장치(ED)의 배면은 서로 대향되며 외부를 향해 노출될 수 있다. 폴딩 영역(FA)에 대응하는 표시면(DS, 도 1 참조)은 오목하게 휘어진 곡면을 형성하며 폴딩될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 폴딩축(FX)은 표시 장치(ED)의 배면 상에 정의될 수 있다. 폴딩축(FX)을 중심으로 폴딩된 표시 장치(ED)의 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)에 대응하는 표시면(DS)은 서로 대향되며 외부에 노출될 수 있다. 도 2b의 표시 장치(ED)는 아웃-폴딩(out-folding)된 표시 장치(ED)로 정의될 수 있다. 아웃-폴딩된 표시 장치(ED)에서, 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)에 대응하는 표시 장치(ED)의 배면은 서로 마주할 수 있다. 폴딩 영역(FA)에 대응하는 표시면(DS)은 볼록하게 휘어진 곡면을 형성하며 폴딩될 수 있다. 아웃-폴딩된 표시 장치(ED)의 표시면(DS)이 외부에 노출됨에 따라, 사용자는 폴딩 상태에서도 영상(IM)을 시인할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 폴딩 영역(FA)은 곡률 반경(R1)을 가지며 소정의 곡률로 폴딩될 수 있다. 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2) 사이의 거리(DT)는 곡률 반경(R1)의 2배와 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2) 사이의 거리(DT)는 곡률 반경(R1)의 2배보다 작을 수 있고, 이에 따라 일 실시예의 폴딩 영역(FA)은 제1 방향(DR1)에서 바라봤을 때, 덤벨 형상을 가지며 폴딩될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(ED)는 하나의 폴딩축(FX)을 중심으로 인-폴딩 또는 아웃-폴딩 중 선택된 하나의 방식으로만 동작되거나, 이에 한정되지 않고, 인-폴딩 및 아웃-폴딩이 상호 반복되도록 동작할 수도 있다. 본 실시예에서, 표시 장치(ED)는 하나의 폴딩축(FX)을 중심으로 폴딩되는 실시예를 도시하였으나, 표시 장치(ED)에 정의되는 폴딩축(FX)의 수는 이에 한정되지 않으며, 표시 장치(ED)는 복수의 폴딩축들을 중심으로 폴딩되며, 서로 이격된 복수의 폴딩 영역들을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(ED)의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(ED)는 윈도우 모듈(WM), 표시 패널(DP), 하부 모듈(UM), 제1 전자 모듈(EM1), 제2 전자 모듈(EM2), 전원 모듈(PM), 및 케이스들(EDC1, EDC2)을 포함할 수 있다. 표시 장치(ED)는 윈도우 모듈(WM), 표시 패널(DP), 및 하부 모듈(UM)의 폴딩 동작을 제어하기 위한 기구 구조물(예를 들어, 힌지)을 더 포함할 수 있다.
윈도우 모듈(WM)은 표시 장치(ED)의 전면을 제공할 수 있다. 즉, 윈도우 모듈(WM)의 전면은 표시 장치(ED)의 전면에 대응될 수 있다. 윈도우 모듈(WM)은 표시 패널(DP)에서 생성된 광을 투과시킬 수 있고, 사용자는 윈도우 모듈(WM) 상에서 영상(IM, 도 1 참조)을 시인할 수 있다.
윈도우 모듈(WM)은 표시 패널(DP)을 보호하기 위한 복수의 층들을 포함할 수 있다. 윈도우 모듈(WM)은 표시 패널(DP) 상에서 인가되는 외부 충격을 흡수하거나, 스크래치로부터 표시 패널(DP)을 보호할 수 있다. 윈도우 모듈(WM)에 포함되는 층들에 관한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
표시 패널(DP)은 전기적 신호에 대응하여 영상(IM, 도 1 참조)을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있으나, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널, 무기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷(quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다. 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있고, 무기 발광 표시 패널의 발광층은 무기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명된다.
도 3은 윈도우 모듈(WM) 아래 배치된 구성으로 표시 패널(DP)만을 예시적으로 도시하였으나, 표시 장치(ED)는 표시 패널(DP)의 상부 또는 하부에 배치된 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(ED)는 표시 패널(DP)의 상부 또는 하부에 적층된 입력 센서를 더 포함할 수 있다. 입력 센서는 표시 장치(ED)의 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지하고, 외부 입력의 좌표 정보를 획득할 수 있다. 입력 센서는 정전용량 방식, 저항막 방식, 적외선 방식, 또는 압력 방식과 같은 다양한 방식으로 구동될 수 있고, 어느 하나로 한정되지 않는다.
표시 패널(DP)은 영상(IM, 도 1 참조)을 표시하는 표시 영역(DP-DA) 및 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(DP-NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DP-DA)은 표시 장치(ED)의 표시부(DA, 도 1 참조)에 대응될 수 있고, 비표시 영역(DP-NDA)은 표시 장치(ED)의 비 표시부(NDA, 도 1 참조)에 대응될 수 있다. 한편, 본 명세서에서 "영역/부분과 영역/부분이 대응한다"는 것은 "서로 중첩한다"는 것을 의미하고 동일한 면적 및/또는 동일한 형상을 갖는 것으로 제한되지 않는다.
표시 패널(DP)은 비표시 영역(DP-NDA) 상에 배치되는 데이터 구동부(DIC)를 포함할 수 있다. 데이터 구동부(DIC)는 표시 패널(DP)의 화소들을 구동하기 위한 데이터 구동 회로를 포함할 수 있다. 데이터 구동부(DIC)는 집적 회로 칩 형태로 제작되어 표시 패널(DP)의 비표시 영역(DP-NDA)에 실장될 수 있다.
표시 장치(ED)는 비표시 영역(DP-NDA) 상에서 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결되는 회로 기판(FCB)을 더 포함할 수 있다. 도 3은 표시 패널(DP)에 배치된 데이터 구동부(DIC)를 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 데이터 구동부(DIC)는 회로 기판(FCB)에 실장될 수도 있다.
하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP) 아래 배치될 수 있다. 하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP)의 배면을 향해 인가되는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(DP)을 보호할 수 있다. 또한, 하부 모듈(UM)은 플렉서블한 표시 패널(DP)의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
하부 모듈(UM)은 폴딩 영역(FA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 중첩할 수 있다. 하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP) 및 윈도우 모듈(WM)의 폴딩과 함께 폴딩될 수 있다. 하부 모듈(UM)은 폴딩 영역(FA)에 대응해서 유연성을 가질 수 있고, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 대응해서 강성을 가질 수 있다. 하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP)의 하부를 보호함과 동시에 폴딩 가능한 것이라면 다양한 실시예를 포함할 수 있다.
전원 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)은 하부 모듈(UM) 아래에 배치될 수 있다. 전원 모듈(PM)과 제1 및 제2 전자 모듈들(EM1, EM2)은 별도의 연성 회로 기판을 통해 서로 연결될 수 있다.
전원 모듈(PM)은 표시 장치(ED)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 모듈(PM)은 통상적인 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 표시 장치(ED)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함할 수 있다. 제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2) 각각은 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결된 마더 보드에 직접 실장되거나 별도의 기판에 실장되어 커넥터 등을 통해 마더 보드에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1)은 제어 모듈, 무선통신 모듈, 영상입력 모듈, 음향입력 모듈, 음향출력 모듈, 메모리, 및 외부 인터페이스 모듈 등을 포함할 수 있다.
제2 전자 모듈(EM2)은 카메라 모듈, 근접 센서, 사용자 신체의 일부(예를 들어, 지문, 홍채, 또는 얼굴)를 인식하는 생체 인식 센서, 또는 광을 출력하는 램프 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 전자 모듈(EM2)은 표시 패널(DP)의 표시 영역(DP-DA)의 일부 영역을 통해 광 신호를 수신하거나 출력할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제2 전자 모듈(EM2)은 비표시 영역(DP-NDA)의 일부 영역을 통해 광 신호를 수신하거나 출력할 수 있다.
윈도우 모듈(WM)과 케이스들(EDC1, EDC2)은 서로 결합되어 표시 장치(ED)의 외관을 구성할 수 있고, 표시 장치(ED)의 구성들을 수용할 수 있는 내부 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 케이스들(EDC1, EDC2)은 표시 패널(DP), 제1 및 제2 전자 모듈들(EM1, EM2), 및 전원 모듈(PM)을 수용할 수 있고, 수용된 표시 장치(ED)의 구성들을 보호할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(DP)은 베이스 기판(SUB), 화소들(PX), 화소들(PX)에 전기적으로 연결된 신호 라인들(SL1~SLm, EL1~ELm, DL1~DLn, CSL1, CSL2, PL), 주사 구동부(SDV)(scan driver), 데이터 구동부(DIC)(data driver), 발광 구동부(EDV)(emission driver), 및 패드들(PD)을 포함할 수 있다. 신호 라인들(SL1~SLm, EL1~ELm, DL1~DLn, CSL1, CSL2, PL)은 주사 라인들(SL1~SLm), 데이터 라인들(DL1~DLn), 발광 라인들(EL1~ELm), 제1 및 제2 제어 라인들(CSL1, CSL2), 및 전원 라인(PL)을 포함할 수 있다. 여기서, m 및 n은 자연수이다.
베이스 기판(SUB)은 표시 패널(DP)의 소자들 및 배선들이 배치되는 베이스면을 제공할 수 있다. 베이스 기판(SUB)은 표시 영역(DP-DA) 및 비표시 영역(DP-NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DP-DA)은 화소들(PX)에 의해 영상이 표시되는 영역일 수 있고, 비표시 영역(DP-NDA)은 표시 영역(DP-DA)에 인접하게 배치되어 화소들(PX)을 구동하는 소자들 또는 배선들이 배치되는 영역일 수 있다.
베이스 기판(SUB)은 가요성을 갖는 기판일 수 있다. 베이스 기판(SUB)은 제1 패널 영역(AA1), 제2 패널 영역(AA2), 및 벤딩 영역(BA)을 포함할 수 있다. 벤딩 영역(BA)은 제1 패널 영역(AA1)과 제2 패널 영역(AA2) 사이에 배치될 수 있고, 제1 패널 영역(AA1), 벤딩 영역(BA), 및 제2 패널 영역(AA2)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다. 그러나, 평면 상에서 베이스 기판(SUB)의 형상은 도시된 것에 한정되지 않고, 표시 장치(ED, 도 1 참조)의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제1 패널 영역(AA1)은 표시 영역(DP-DA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DP-DA)을 제외한 나머지 제1 패널 영역(AA1), 벤딩 영역(BA), 및 제2 패널 영역(AA2)은 비표시 영역(DP-NDA)에 대응할 수 있다.
제1 패널 영역(AA1)은 제1 비폴딩 영역(NFA1), 폴딩 영역(FA), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 표시 장치(ED, 도 1 참조)의 폴딩에 따라, 표시 패널(DP)의 제1 패널 영역(AA1)은 폴딩축을 중심으로 폴딩될 수 있다.
벤딩 영역(BA)은 표시 패널(DP)이 케이스들(EDC1, EDC2, 도 3 참조)에 수용됨에 따라 소정의 곡률로 벤딩되는 영역일 수 있다. 벤딩 영역(BA)은 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 벤딩축을 중심으로 제2 패널 영역(AA2)이 제1 패널 영역(AA1)의 배면을 향하도록 벤딩될 수 있다. 벤딩 영역(BA)의 벤딩에 의해, 제1 패널 영역(AA1)과 제2 패널 영역(AA2)은 평면 상에서 중첩할 수 있다. 제1 방향(DR1)에서 벤딩 영역(BA)의 폭은 제1 패널 영역(AA1)의 폭보다 작을 수 있고, 이로 인해 벤딩 영역(BA)은 용이하게 벤딩될 수 있다. 그러나, 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
화소들(PX) 각각은 트랜지스터들(예를 들어, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 등) 및 커패시터로 구성되는 화소 구동 회로와 화소 구동 회로에 연결된 발광 소자를 포함할 수 있다. 화소들(PX)은 화소들(PX)에 인가되는 전기적 신호에 대응하여 광을 발광할 수 있다.
주사 구동부(SDV), 데이터 구동부(DIC), 및 발광 구동부(EDV) 각각은 비표시 영역(DP-NDA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서 주사 구동부(SDV) 및 발광 구동부(EDV)는 제1 패널 영역(AA1)에 배치될 수 있고, 데이터 구동부(DIC)는 제2 패널 영역(AA2)에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 일 실시예에서 주사 구동부(SDV), 데이터 구동부(DIC), 및 발광 구동부(EDV) 중 적어도 하나는 표시 영역(DP-DA)에 중첩할 수 있고, 이에 따라, 표시 패널(DP)의 비표시 영역(DP-NDA)의 면적이 감소될 수 있다.
화소들(PX)은 주사 라인들(SL1~SLm), 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 발광 라인들(EL1~ELm) 중 대응하는 주사 라인, 데이터 라인, 및 발광 라인 각각에 연결될 수 있다. 한편, 화소들(PX)의 화소 구동 회로의 구성에 따라 더 많은 종류의 신호 라인이 표시 패널(DP)에 구비될 수 있다.
주사 라인들(SL1~SLm)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 주사 구동부(SDV)에 연결될 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 데이터 구동부(DIC)에 연결될 수 있다. 발광 라인들(EL1~ELm)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 발광 구동부(EDV)에 연결될 수 있다.
전원 라인(PL)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 부분과 제2 방향(DR2)으로 연장된 부분을 포함할 수 있다. 전원 라인(PL)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 부분과 제2 방향(DR2)으로 연장된 부분은 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 전원 라인(PL)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 부분과 제2 방향(DR2)으로 연장된 부분은 동일 층 상에서 일체로 형성될 수도 있다. 전원 라인(PL)의 제2 방향(DR2)으로 연장된 부분은 제1 패널 영역(AA1)으로부터 벤딩 영역(BA)을 경유하여 제2 패널 영역(AA2)으로 연장될 수 있다. 전원 라인(PL)은 구동 전압을 수신하여 화소들(PX)에 제공할 수 있다.
제1 제어 라인(CSL1)은 주사 구동부(SDV)에 연결되고 벤딩 영역(BA)을 경유하여 제2 패널 영역(AA2)의 하단을 향해 연장될 수 있다. 제2 제어 라인(CSL2)은 발광 구동부(EDV)에 연결되고, 벤딩 영역(BA)을 경유하여 제2 패널 영역(AA2)의 하단을 향해 연장될 수 있다.
패드들(PD)은 제2 패널 영역(AA2)의 하단에 인접하게 배치될 수 있다. 패드들(PD)은 데이터 구동부(DIC)보다 표시 패널(DP)의 하단에 더 인접하게 배치될 수 있다. 패드들(PD)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다. 패드들(PD)은 회로 기판(FCB)에 연결되는 부분일 수 있다.
회로 기판(FCB)은 주사 구동부(SDV), 데이터 구동부(DIC), 및 발광 구동부(EDV)의 동작을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러 및 전압을 생성하기 위한 전압 생성부를 포함할 수 있다. 회로 기판(FCB)은 패드들(PD)에 전기적으로 연결되어 패드들(PD)을 통해 표시 패널(DP)에 전기적 신호를 전달할 수 있다.
패드들(PD) 각각은 대응하는 신호 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 전원 라인(PL), 제1 및 제2 제어 라인들(CSL1, CSL2)은 각각 대응하는 패드들(PD)에 연결될 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 데이터 구동부(DIC)를 통해 대응하는 패드들(PD)에 각각 연결될 수 있다.
주사 구동부(SDV)는 주사 제어 신호에 응답하여 주사 신호들을 생성할 수 있다. 주사 신호들은 주사 라인들(SL1~SLm)을 통해 화소들(PX)에 인가될 수 있다. 데이터 구동부(DIC)는 데이터 제어 신호에 응답하여 영상 신호들에 대응하는 데이터 전압들을 생성할 수 있다. 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 화소들(PX)에 인가될 수 있다. 발광 구동부(EDV)는 발광 제어 신호에 응답하여 발광 신호들을 생성할 수 있다. 발광 신호들은 발광 라인들(EL1~ELm)을 통해 화소들(PX)에 인가될 수 있다.
화소들(PX)은 주사 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받을 수 있다. 화소들(PX)은 발광 신호들에 응답하여 데이터 전압들에 대응하는 휘도의 광을 발광함으로써 영상을 표시할 수 있다. 화소들(PX)의 발광 시간은 발광 신호들에 의해 제어 될 수 있다. 따라서, 표시 패널(DP)은 화소들(PX)에 의해 표시 영역(DP-DA)을 통해 영상을 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(ED)의 단면도이다. 도 5의 표시 장치(ED)의 각 구성들에 관하여는 전술한 설명이 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 표시 장치(ED)는 윈도우 모듈(WM), 반사 방지층(POL), 표시 패널(DP), 및 하부 모듈(UM)을 포함할 수 있다. 표시 장치(ED)는 표시 장치(ED)의 구성들을 결합시키는 접착층들(AL1, AL2, AL3, AL4)을 포함할 수 있다.
윈도우 모듈(WM)은 표시 패널(DP) 및 반사 방지층(POL) 상에 배치되어 표시 패널(DP) 및 반사 방지층(POL)을 보호할 수 있다. 윈도우 모듈(WM)은 폴딩 영역(FA)에 대응하여 곡률을 가지며 폴딩될 수 있다. 윈도우 모듈(WM)은 베이스 필름(WN), 제1 접착층(AL1), 윈도우 보호층(WP), 베젤 패턴(BP), 및 기능성 코팅층(HC)을 포함할 수 있다.
베이스 필름(WN)은 윈도우 보호층(WP) 및 기능성 코팅층(HC)이 배치되는 지지 필름일 수 있다. 베이스 필름(WN)은 두께 방향에서 윈도우 모듈(WM)의 구성들 중 표시 패널(DP)에 인접하게 배치될 수 있다.
베이스 필름(WN)은 광학적으로 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 필름(WN)은 유리 필름 또는 합성 수지 필름을 포함할 수 있다. 베이스 필름(WN)의 합성 수지 필름은 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylenenaphthalate), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 베이스 필름(WN)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
윈도우 보호층(WP)은 베이스 필름(WN) 상에 배치될 수 있다. 윈도우 보호층(WP)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우 보호층(WP)은 베이스 필름(WN) 상에 순차적으로 적층된 충격 흡수층, 충격 전달층, 및 배리어층을 포함할 수 있다. 윈도우 보호층(WP)은 윈도우 모듈(WM)의 폴딩 특성을 저하시키지 않으면서 동시에 윈도우 모듈(WM)의 내구성 및 내충격성을 향상시킬 수 있다. 윈도우 보호층(WP)의 구성들에 관하여는 이후 도면들을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
윈도우 보호층(WP)은 광 투과율이 높을 수 있다. 예를 들어, 윈도우 보호층(WP)은 가시광 영역인 380nm 내지 780nm의 파장 영역에서 80% 이상의 광 투과율을 가질 수 있다. 또한, 윈도우 보호층(WP)은 우수한 광학적 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우 보호층(WP)은 3% 이하의 헤이즈(haze) 값을 가질 수 있다. 따라서, 윈도우 보호층(WP)은 표시 패널(DP)이 제공하는 광을 충분히 투과시킬 수 있고, 표시 장치(ED)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
기능성 코팅층(HC)은 윈도우 보호층(WP) 상에 배치될 수 있다. 기능성 코팅층(HC)은 윈도우 모듈(WM)의 최상부에 배치될 수 있다. 기능성 코팅층(HC)은 윈도우 보호층(WP)의 상면 상에 코팅되어 형성될 수 있다. 이에 한정되지 않고, 기능성 코팅층(HC)은 접착제를 통해 윈도우 보호층(WP) 상에 결합될 수 있다.
기능성 코팅층(HC)은 적어도 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기능성 코팅층(HC)은 하드 코팅층, 지문 방지층, 대전 방지층, 또는 오염 방지층 등의 기능을 가질 수 있다.
기능성 코팅층(HC)은 유기계 조성물, 무기계 조성물, 및 유무기 복합체 조성물 중 적어도 하나를 포함하는 하드 코팅제를 포함할 수 있고, 하드 코팅층의 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 기능성 코팅층(HC)은 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물, 실록산계 화합물, 또는 우레탄계 화합물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 기능성 코팅층(HC)은 윈도우 모듈(WM)의 내구성을 보완하고 스크래치를 방지하며 평탄한 상면을 제공할 수 있다. 기능성 코팅층(HC)은 불소 함유 화합물과 같은 지문 방지 코팅제를 포함하며 지문 방지층의 기능을 할 수 있다.
실시예에 따라, 기능성 코팅층(HC)은 하드 코팅 기능과 지문 방지 기능을 동시에 할 수 있다. 기능성 코팅층(HC)은 하드 코팅제 및 지문 방지 코팅제를 모두 포함하는 단일층으로 제공되거나, 하드 코팅층 및 지문 방지층이 적층된 다층으로 제공될 수도 있다. 이에 한정되지 않고, 기능성 코팅층(HC)은 반사 방지(anti-reflection)제 또는 눈부심 방지(anti-glare)제를 더 포함할 수도 있다.
베젤 패턴(BP)은 윈도우 모듈(WM) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 베젤 패턴(BP)은 베이스 필름(WN)의 일면 상에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 베젤 패턴(BP)은 윈도우 보호층(WP)의 하면 상에 배치될 수 있다. 베젤 패턴(BP)은 코팅 또는 인쇄 등의 방식으로 형성될 수 있다. 베젤 패턴(BP)은 안료 또는 염료를 포함하는 유색의 차광막을 포함할 수 있다. 이를 통해, 베젤 패턴(BP)에 중첩하여 배치된 표시 패널(DP)의 구성들이 외부에서 시인되는 것을 방지할 수 있다. 베젤 패턴(BP)이 배치된 영역은 표시 장치(ED)의 비 표시부(NDA, 도 1 참조)에 대응될 수 있다.
제1 접착층(AL1)은 베이스 필름(WN)과 윈도우 보호층(WP) 사이에 배치되어 베이스 필름(WN)과 윈도우 보호층(WP)을 결합할 수 있다. 제1 접착층(AL1)은 광학적으로 투명한 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 접착층(AL1)은 감압 접착 필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film), 광학 투명 접착 필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 또는 광학 투명 접착 수지(OCR, Optically Clear Resin)를 포함할 수 있다.
반사 방지층(POL)은 윈도우 모듈(WM)과 표시 패널(DP) 사이에 배치될 수 있다. 반사 방지층(POL)은 제2 접착층(AL2)을 통해 윈도우 모듈(WM)과 결합될 수 있다. 반사 방지층(POL)은 외부로부터 표시 패널(DP)을 향해 입사하는 외부광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 반사 방지층(POL)은 표시 장치(ED)의 외광 반사율을 감소시킬 수 있는 다양한 실시예를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 반사 방지층(POL)은 편광 필름을 포함할 수 있다. 편광 필름은 위상 지연자(retarder) 및/또는 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상 지연자는 λ/2 위상 지연자 및/또는 λ/4 위상 지연자를 포함 할 수 있다. 위상 지연자 및 편광자 각각은 필름 타입 또는 액정 코팅 타입으로 제공될 수 있다. 필름 타입의 편광자는 연신형 합성 수지 필름을 포함할 수 있고, 액정 코팅 타입의 편광자는 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 위상 지연자 및 편광자는 하나의 편광 필름으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 반사 방지층(POL)은 소정의 배열을 갖는 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터들은 표시 패널(DP)에 포함된 화소들(PX, 도 3 참조)의 발광 컬러들에 대응하여 배치될 수 있다. 반사 방지층(POL)은 표시 장치(ED)의 상부에서 입사하는 외부광을 화소들의 발광 컬러에 대응하는 컬러로 필터링 할 수 있다. 반사 방지층(POL)은 컬러 필터들에 인접한 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
반사 방지층(POL)은 표시 패널(DP)과 반사 방지층(POL) 사이에 배치된 제3 접착층(AL3)에 의해 표시 패널(DP)과 결합할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제3 접착층(AL3)은 생략될 수 있고, 반사 방지층(POL)은 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다.
하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP)의 배면 상에 배치될 수 있다. 하부 모듈(UM)은 제4 접착층(AL4)을 통해 표시 패널(DP)과 결합될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제4 접착층(AL4)은 생략될 수 있고, 하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP)의 배면 상에 직접 배치될 수 있다.
상술한 제2 내지 제4 접착층들(AL2, AL3, AL4)은 광학적으로 투명한 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 내지 제4 접착층들(AL2, AL3, AL4)은 감압 접착 필름, 광학 투명 접착 필름, 또는 광학 투명 접착 수지를 포함할 수 있다.
하부 모듈(UM)은 표시 패널(DP)의 배면 상에 배치되는 하부 보호층(UPL) 및 하부 플레이트층(UBL)을 포함할 수 있다. 하부 플레이트층(UBL)은 하부 보호층(UPL) 아래 배치될 수 있다.
하부 보호층(UPL)은 표시 패널(DP)의 배면 상에 배치되어, 표시 패널(DP)의 하부에 인가되는 외부 충격으로부터 표시 패널(DP)을 보호할 수 있다. 또한, 하부 보호층(UPL)은 표시 패널(DP)을 제조하는 공정 과정에서, 표시 패널(DP)의 배면에 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 하부 보호층(UPL)은 표시 패널(DP)을 보호하는 합성 수지층 및 쿠션층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하부 보호층(UPL)의 합성 수지층은 폴리아미드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 하부 보호층(UPL)의 합성 수지층의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
하부 보호층(UPL)은 다공성 구조를 갖는 쿠션층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 보호층(UPL)의 쿠션층은 합성 수지 발포 폼(foam)을 포함할 수 있다. 합성 수지 발포 폼은 아크릴로나이트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS, Acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 발포 폼, 폴리우레탄(PU, Polyurethane) 발포 폼, 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 발포 폼, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, Ethylene Vinyl Acetate) 발포 폼, 또는 폴리염화비닐(PVC, Polyvinyl chloride) 발포 폼을 포함할 수 있다. 그러나, 하부 보호층(UPL)의 쿠션층의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
하부 플레이트층(UBL)은 강성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 하부 플레이트층(UBL)은 외부 눌림과 같은 압축력에 대해 저항이 큰 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 플레이트층(UBL)은 스테인리스스틸과 같은 금속 물질을 포함하거나, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP, Carbon fiber reinforced plastic) 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP Glass fiber reinforced plastic)과 같은 강화 섬유 복합재를 포함 할 수 있다. 하부 플레이트층(UBL)은 표시 패널(DP)을 지지하고, 반복되는 폴딩 및 언폴딩 동작에 의해 표시 패널(DP)이 주름지는 것을 방지할 수 있다.
하부 플레이트층(UBL)은 배치 영역에 따라 상대적인 강성의 크기가 상이할 수 있다. 예를 들어, 폴딩 영역(FA)에 대응하는 하부 플레이트층(UBL)의 일 부분은 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)에 대응하는 하부 플레이트층(UBL)의 다른 일 부분보다 상대적으로 강성이 낮을 수 있다. 폴딩 영역(FA)에 대응하는 하부 플레이트층(UBL)의 일 부분은 유연성을 갖는 물질을 포함하거나, 개구부가 정의되거나, 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)에 대응하는 하부 플레이트층(UBL)의 다른 일 부분보다 작은 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 하부 플레이트층(UBL)은 폴딩 영역(FA)에 대응하여 용이하게 폴딩될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 표시 장치(ED)의 적층 구성들은 하나의 예시일 뿐이며, 표시 장치(ED)에는 추가적 구성이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)과 반사 방지층(POL) 사이에 입력 센서가 더 배치되거나, 하부 모듈(UM) 아래 방열층, 차광층, 디지타이저, 또는 단차 보상층과 같은 층들이 더 배치될 수 있다. 이에 한정되지 않고, 도 5에 도시된 표시 장치(ED)의 구성들 중 일부는 적층 순서가 변경되거나, 생략될 수도 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈(WM)의 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 윈도우 모듈(WM)은 베이스 필름(WN), 제1 접착층(AL1), 윈도우 보호층(WP)을 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 윈도우 모듈(WM)의 구성들에 관한 설명은 전술한 설명이 적용될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 윈도우 보호층(WP)은 베이스 필름(WN) 상에 배치된 충격 흡수층(IAL), 접착부(AP), 충격 전달층(ITL), 및 배리어층(IBL)을 포함할 수 있다. 충격 흡수층(IAL), 접착부(AP), 충격 전달층(ITL), 및 배리어층(IBL)은 베이스 필름(WN)의 상면 상에 제3 방향(DR3)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 배리어층(IBL)은 윈도우 보호층(WP)의 상면에 대응되며, 배리어층(IBL), 충격 전달층(ITL), 접착부(AP), 및 충격 흡수층(IAL)은 두께 방향에서 베이스 필름(WN)을 향해 순차적으로 배치될 수 있다.
배리어층(IBL)은 윈도우 보호층(WP)의 구성들 중 최상부에 배치될 수 있다. 배리어층(IBL)은 상대적으로 모듈러스가 큰 리지드 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어층(IBL)은 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
배리어층(IBL)의 모듈러스는 -20 도(℃) 내지 85 도(℃)의 온도 내에서 2 GPa 이상 8 GPa 이하일 수 있다. 이로써, 배리어층(IBL)은 윈도우 모듈(WM)의 내구성 및 내충격성을 향상시키고 윈도우 모듈(WM)이 높은 표면 경도를 갖도록 한다. 배리어층(IBL)의 모듈러스가 2 GPa 미만이거나 8 GPa 초과하는 경우, 윈도우 보호층(WP)이 충분한 내구성 및 내충격성을 갖지 못하거나, 폴딩 및 언폴딩 동작이 용이하지 않을 수 있고, 윈도우 보호층(WP)은 폴딩 및 언폴딩에 의해 박리되거나 크랙이 발생할 수 있다.
충격 흡수층(IAL)은 베이스 필름(WN)과 배리어층(IBL) 사이에 배치될 수 있다. 충격 흡수층(IAL)은 베이스 필름(WN)에 인접하게 배치될 수 있다. 충격 흡수층(IAL)은 배리어층(IBL)보다 모듈러스가 작은 소프트 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충격 흡수층(IAL)은 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane), 열경화성 폴리우레탄(TSU, thermoset polyurethane), 폴리에테르 블록 아미드(PEBA, polyether block amide), 코폴리에스터 열가소성 엘라스토머(COPE, copolyester thermoplastic elastomer), 실리콘(Silicone), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
충격 흡수층(IAL)의 모듈러스는 -20 도(℃) 내지 85 도(℃)의 온도 내에서 300MPa 이상 1.5GPa 이하일 수 있다. 이로써, 충격 흡수층(IAL)은 윈도우 보호층(WP)에 인가되는 외부 충격을 분산 및 흡수시킬 수 있다. 충격 흡수층(IAL)의 모듈러스가 300MPa 미만이거나 1.5GPa를 초과하는 경우, 폴딩 및 언폴딩 동작에 의해 충격 흡수층(IAL)은 주름지거나, 외부 충격을 충분히 흡수하지 못할 수 있다.
충격 전달층(ITL)은 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 충격 전달층(ITL)은 배리어층(IBL)의 배면에 접촉할 수 있다. 충격 전달층(ITL)은 배리어층(IBL)의 배면 상에 증착을 통해 형성될 수 있다. 이에 한정되지 않고, 충격 전달층(ITL)은 충격 흡수층(IAL)의 상면 상에 증착을 통해 형성될 수도 있다.
충격 전달층(ITL)은 윈도우 보호층(WP)의 폴딩 특성을 저하시키지 않도록 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 충격 전달층(ITL)의 두께는 0.1 나노미터(nm) 이상 5 마이크로미터(um) 이하일 수 있다. 충격 전달층(ITL)의 두께가 0.1 나노미터(nm)보다 작은 경우 충격 전달 효과가 충분하지 않을 수 있다. 충격 전달층(ITL)의 두께가 5 마이크로미터(um)를 초과하는 경우 윈도우 보호층(WP)의 폴딩 특성이 저하될 수 있다. 또한, 충격 전달층(ITL)의 두께가 5 마이크로미터(um)를 초과하는 경우 윈도우 보호층(WP)의 광 투과율이 감소될 수 있다.
충격 전달층(ITL)은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 물질 내에서의 음속은 물질 내에서 운동에너지가 전파되는 속도에 비례할 수 있고, 그래핀 내에서의 음속은 20 km/s 이상일 수 있다. 충격 전달층(ITL)이 운동에너지를 빠르게 전파시키는 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함함으로써, 충격 전달층(ITL)은 배리어층(IBL)을 통해 수직 방향으로 전달된 외부 충격을 빠르게 수평 방향으로 전달시킬 수 있다.
접착부(AP)는 배면 상에 충격 전달층(ITL)이 형성된 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL) 사이에 배치되어 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL)을 결합시킬 수 있다. 즉, 접착부(AP)는 충격 전달층(ITL) 및 충격 흡수층(IAL) 각각에 접촉할 수 있다. 접착부(AP)는 광학적으로 투명한 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착부(AP)는 감압 접착 필름, 광학 투명 접착 필름, 또는 광학 투명 접착 수지를 포함할 수 있다.
그러나, 실시예는 이에 한정되지 않고, 충격 전달층(ITL)과 접착부(AP)는 단일층으로 제공될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 충격 전달층(ITLa)은 접착력을 갖는 수지인 접착 수지를 포함할 수 있고, 충격 전달층(ITLa)은 접착 수지 내에 분산된 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 충격 전달층(ITLa)은 배리어층(IBL) 및 충격 흡수층(IAL) 각각에 접촉할 수 있다. 접착 수지를 포함하는 충격 전달층(ITLa)은 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL)을 결합시킬 수 있다. 충격 전달층(ITLa)은 배리어층(IBL)의 배면 또는 충격 흡수층(IAL)의 상면 상에 그래핀 또는 탄소 나노 튜브가 분산된 접착 수지를 코팅하여 형성될 수 있다. 따라서, 충격 전달층(ITLa)은 단일층으로 제공되어 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL)을 결합시키는 기능을 가짐과 동시에 외부 충격을 수평 방향으로 전달하는 기능을 가질 수 있다.
표시 장치(ED, 도 5 참조)의 폴딩 및 언폴딩 반복에 의해 구성들 내에 스트레스가 누적되는 것을 최소화하기 위해, 표시 장치(ED, 도 5 참조)의 구성들은 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(DP, 도 5 참조) 상에 배치되는 윈도우 모듈(WM) 또한 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 그러나, 윈도우 모듈(WM)의 두께가 얇아 짐에 따라 윈도우 모듈(WM)의 내구성 및 내충격성이 저하될 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(ED, 도 5 참조)의 상부에서 외부 충격이 인가될 때, 표시 패널(DP, 도 5 참조)에 명점이나 암점과 같은 불량이 발생할 수 있다.
그러나, 윈도우 보호층(WP)이 충격 전달층(ITL)을 포함함으로써, 충격 전달층(ITL)은 외부 충격을 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 대응되는 수평 방향으로 전달할 수 있고, 충격 흡수층(IAL)은 수평 방향으로 전달된 외부 충격을 분산 및 흡수하여 윈도우 보호층(WP)의 충격 흡수 및 완화 효과를 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 윈도우 보호층(WP)의 내충격성은 향상될 수 있다. 또한, 윈도우 보호층(WP)이 충격 전달층(ITL)을 포함함으로써, 외부 충격이 가해지는 지점에서 접착부(AP)나 제1 접착층(AL1)이 눌리거나 밀리는 현상을 방지할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈(WM)의 단면도들이다. 도 7a 내지 도 7d에 도시된 윈도우 모듈(WM)의 구성들은 상술한 설명이 적용될 수 있으며, 이하 실시예의 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
윈도우 보호층(WP)은 복수의 충격 전달층들을 포함할 수 있다. 도 7a를 참조하면, 윈도우 보호층(WP)은 제1 및 제2 충격 전달층들(ITL1, ITL2)을 포함할 수 있다. 제1 충격 전달층(ITL1) 및 제2 충격 전달층(ITL2)에 관하여는 상술한 충격 전달층(ITL, 도 6a 참조)의 설명이 적용될 수 있다.
제1 충격 전달층(ITL1)은 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL) 사이에 배치될 수 있다. 제1 충격 전달층(ITL1)은 배리어층(IBL)의 배면에 접촉할 수 있다. 제1 충격 전달층(ITL1)은 배리어층(IBL)의 배면 상에 증착을 통해 형성될 수 있다.
제2 충격 전달층(ITL2)은 충격 흡수층(IAL)과 베이스 필름(WN) 사이에 배치될 수 있다. 제2 충격 전달층(ITL2)은 충격 흡수층(IAL)의 배면에 접촉할 수 있다. 제2 충격 전달층(ITL2)은 충격 흡수층(IAL)의 배면 상에 증착을 통해 형성될 수 있다.
제1 충격 전달층(ITL1) 및 제2 충격 전달층(ITL2) 각각은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 제1 충격 전달층(ITL1)은 외부로부터 배리어층(IBL)에 인가된 외부 충격을 수평 방향으로 전달할 수 있다. 충격 흡수층(IAL)은 제1 충격 전달층(ITL1)에 의해 수평 방향으로 전달되어 분산된 외부 충격을 흡수할 수 있다. 제2 충격 전달층(ITL2)은 충격 흡수층(IAL)에 흡수되고 잔류하는 외부 충격의 에너지를 수평 방향으로 전달할 수 있다. 윈도우 보호층(WP)은 충격 흡수층(IAL)을 사이에 두고 상부 및 하부에 각각 배치된 제1 및 제2 충격 전달층들(ITL1, ITL2)을 포함함으로써, 내충격성이 향상될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제1 충격 전달층(ITL1a)은 접착 수지를 포함할 수 있고, 접착 수지에 분산된 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 제1 충격 전달층(ITL1a)은 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL) 각각에 접촉하여 배리어층(IBL) 및 충격 흡수층(IAL)을 결합시킴과 동시에 외부 충격을 수평 방향으로 전달할 수 있다. 이로 인해, 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL) 사이에 배치되는 접착부(AP, 도 7a 참조)가 생략될 수 있다.
도 7c를 참조하면, 제1 충격 전달층(ITL1a) 및 제2 충격 전달층(ITL2a) 각각은 접착 수지 및 접착 수지에 분산된 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 제2 충격 전달층(ITL2a)은 충격 흡수층(IAL) 및 베이스 필름(WN) 각각에 접촉하여 충격 흡수층(IAL)과 베이스 필름(WN)을 결합시킴과 동시에 외부 충격을 수평 방향으로 전달할 수 있다. 이로 인해, 윈도우 보호층(WP)과 베이스 필름(WN) 사이에 배치되는 제1 접착층(AL1, 도 7b 참조)은 생략될 수 있다.
도 7d를 참조하면, 제1 충격 전달층(ITL1) 및 제2 충격 전달층(ITL2)은 각각 충격 흡수층(IAL)의 상면 및 배면 상에 배치될 수 있다. 즉, 충격 흡수층(IAL)의 양면 상에 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 증착시켜 제1 충격 전달층(ITL1) 및 제2 충격 전달층(ITL2)을 형성할 수 있다. 양면에 각각 제1 충격 전달층(ITL1) 및 제2 충격 전달층(ITL2)이 형성된 충격 흡수층(IAL)은 접착부(AP)를 통해 배리어층(IBL)에 결합될 수 있고, 제1 접착층(AL1)을 통해 베이스 필름(WN)에 결합될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 모듈(WM)의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 윈도우 보호층(WP)은 복수의 배리어층들(IBL1, IBL2), 복수의 충격 전달층들(ITL1, ITL2), 복수의 충격 흡수층들(IAL1, IAL2), 및 복수의 접착부들(AP1, AP2, AP3)을 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 윈도우 보호층(WP)의 각 구성들에 관하여는 상술한 설명이 적용될 수 있다.
윈도우 보호층(WP)의 상면으로부터 하면을 따라 배리어층, 충격 전달층, 충격 흡수층의 순서로 배리어층들(IBL1, IBL2), 충격 전달층들(ITL1, ITL2), 충격 흡수층들(IAL1, IAL2)이 배치될 수 있다. 즉, 일 실시예의 윈도우 보호층(WP)은 배리어층, 충격 전달층, 및 충격 흡수층이 적층된 적층 구조체가 복수로 제공되어 상기 적층 구조체들이 두께 방향을 따라 배치됨으로써 형성될 수 있다.
제1 배리어층(IBL1)은 윈도우 보호층(WP)의 최상부에 배치될 수 있다. 제1 충격 전달층(ITL1)은 제1 배리어층(IBL1)의 배면 상에 배치될 수 있다. 제1 충격 흡수층(IAL1)은 제1 충격 전달층(ITL1) 아래 배치될 수 있다. 제1 접착부(AP1)는 제1 충격 전달층(ITL1)과 제1 충격 흡수층(IAL1) 사이에 배치되어 제1 충격 전달층(ITL1)과 제1 충격 흡수층(IAL1)을 결합시킬 수 있다. 제1 배리어층(IBL1), 제1 충격 전달층(ITL1), 제1 접착부(AP1), 및 제1 충격 흡수층(IAL1)이 적층된 적층 구조체를 제1 보호층으로 정의할 수 있다.
제2 배리어층(IBL2)은 상술한 제1 보호층 아래 배치될 수 있다. 즉, 제2 배리어층(IBL2)은 제1 충격 흡수층(IAL1) 아래 배치될 수 있다. 제2 충격 전달층(ITL2)은 제2 배리어층(IBL2)의 배면 상에 배치될 수 있다. 제2 충격 흡수층(IAL2)은 제2 충격 전달층(ITL2) 아래 배치될 수 있다. 제3 접착부(AP3)는 제2 충격 전달층(ITL2)과 제2 충격 흡수층(IAL2) 사이에 배치되어 제2 충격 전달층(ITL2)과 제2 충격 흡수층(IAL2)을 결합시킬 수 있다. 제2 배리어층(IBL2), 제2 충격 전달층(ITL2), 제3 접착부(AP3), 및 제2 충격 흡수층(IAL2)이 적층된 적층 구조체를 제2 보호층으로 정의할 수 있다.
제2 접착부(AP2)는 상기 제1 보호층의 제1 충격 흡수층(IAL1)과 상기 제2 보호층의 제2 배리어층(IBL2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 보호층과 제2 보호층은 제2 접착부(AP2)에 의해 결합될 수 있다.
배리어층과 충격 흡수층 사이에 배치된 충격 전달층을 포함한다면, 윈도우 보호층(WP)의 적층 구조는 윈도우 보호층(WP)에 요구되는 광 투과율, 내충격성, 폴딩 특성에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(ED)의 단면도이다. 도 9b 및 도 9c는 비교 실시예에 따른 표시 장치(ED')의 단면도들이다.
도 9a를 참조하면, 표시 장치(ED)는 표시 패널(DP) 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 윈도우 모듈(WM)을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)과 윈도우 모듈(WM)은 제2 접착층(AL2)을 통해 결합될 수 있다. 도 9a의 윈도우 모듈(WM)은 도 5a의 윈도우 모듈(WM)에 대응될 수 있고, 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
윈도우 보호층(WP)의 상부에 배치된 배리어층(IBL)은 충격 흡수층(IAL)보다 표시 패널(DP)과 더 멀리 이격되어 배치될 수 있다. 윈도우 보호층(WP)의 하부에 배치된 충격 흡수층(IAL)은 배리어층(IBL)보다 표시 패널(DP)과 더 인접하게 배치될 수 있다. 충격 전달층(ITL)은 배리어층(IBL)과 충격 흡수층(IAL) 사이에 배치될 수 있다.
외부 물체(OB)가 표시 장치(ED)의 상부에 떨어져서 표시 장치(ED)에 외부 충격(IP)을 가할 수 있다. 외부 충격(IP)은 표시 장치(ED)의 상부에 배치된 윈도우 보호층(WP)에 우선적으로 전달될 수 있다. 그 중에서도 윈도우 보호층(WP)의 상부에 배치된 배리어층(IBL)에 외부 충격(IP)이 우선적으로 전달될 수 있다. 외부 충격(IP)은 배리어층(IBL) 내에서 수직 방향으로 전달될 수 있다.
배리어층(IBL) 내에 전달된 외부 충격(IP)은 배리어층(IBL)의 배면 상에 배치된 충격 전달층(ITL)에 전달될 수 있다. 충격 전달층(ITL)은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함함으로써 외부 충격(IP)을 빠르게 수평 방향으로 전달할 수 있다. 충격 전달층(ITL)이 외부 충격(IP)을 수평 방향으로 전달함으로써, 외부 물체(OB)가 충격을 가한 지점에서 접착부(AP)가 눌리거나 밀리는 현상이 방지될 수 있다.
충격 전달층(ITL) 내에서 수평 방향으로 전달된 외부 충격(IP)은 충격 흡수층(IAL) 내에서 분산 및 흡수될 수 있다. 충격 전달층(ITL)이 외부 충격(IP)을 수평 방향으로 전달함으로써 충격 흡수층(IAL)의 충격 흡수 및 완화 효과가 증가될 수 있다. 이로써, 윈도우 보호층(WP)의 내충격성이 향상될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 비교 실시예의 윈도우 보호층(WP1')은 단층의 배리어층(IBL')을 포함할 수 있다. 즉, 제1 비교 실시예의 윈도우 보호층(WP1')은 충격 전달층 및 충격 흡수층을 포함하지 않는다.
외부 물체(OB)가 표시 장치(ED')의 상부에 떨어져서 표시 장치(ED')에 외부 충격(IP)을 가할 수 있다. 외부 충격(IP)은 배리어층(IBL')에 가해질 수 있고, 배리어층(IBL')은 외부 충격(IP)을 수직 방향으로 전달시킬 수 있다. 배리어층(IBL') 내에 전달된 외부 충격(IP)은 배리어층(IBL') 아래 배치된 제1 접착층(AL1), 베이스 필름(WN'), 및 표시 패널(DP')에 전달될 수 있다.
배리어층(IBL') 아래 충격 전달층 및 충격 흡수층이 미 배치됨에 따라, 윈도우 보호층(WP') 내에서 외부 충격(IP)이 흡수되지 못할 수 있고, 동일한 외부 충격(IP)이 가해지더라도 본 발명의 실시예 대비 더 큰 에너지의 외부 충격(IP)이 베이스 필름(WN') 및 표시 패널(DP')에 전달될 수 있다. 또한, 상대적으로 내충격성이 작은 윈도우 보호층(WP1')에 의해 외부 물체(OB)가 충격을 가한 지점에서 제1 접착층(AL1)은 눌리거나 밀릴 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예 대비 내충격성이 작은 윈도우 모듈(WM1')에 의해, 외부 충격(IP)이 가해질 때 비교 실시예의 표시 패널(DP')에는 명점이나 암점과 같은 불량이 발생할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 제2 비교 실시예의 윈도우 보호층(WP2')은 배리어층(IBL') 및 충격 흡수층(IAL')을 포함할 수 있고, 배리어층(IBL')과 충격 흡수층(IAL')을 결합시키는 접착부(AP)를 포함할 수 있다. 제2 비교 실시예의 윈도우 보호층(WP2')은 배리어층(IBL')과 충격 흡수층(IAL') 사이에 충격 전달층이 미 배치된다.
외부 물체(OB)가 표시 장치(ED') 상부에 떨어져서, 외부 충격(IP)이 배리어층(IBL')에 전달될 수 있다. 배리어층(IBL') 내에 수직 방향으로 전달된 외부 충격(IP)은 접착부(AP)에 전달될 수 있다. 이로 인해, 외부 물체(OB)가 충격을 가한 지점에서 접착부(AP)는 눌리거나 밀릴 수 있다.
배리어층(IBL') 아래 충격 전달층이 미 배치됨에 따라, 외부 충격(IP)이 충분하게 수평 방향으로 전달되지 못할 수 있고 동일 면적을 기준으로 본 발명의 실시예 대비 더 큰 에너지의 외부 충격(IP)이 충격 흡수층(IAL')에 전달될 수 있다. 이로 인해, 비교 실시예의 윈도우 보호층(WP2') 및 윈도우 모듈(WM2')은 본 발명의 실시예 대비 내충격성이 작을 수 있다. 이로 인해, 외부 충격(IP)이 가해질 때 비교 실시예의 표시 패널(DP')에는 명점이나 암점과 같은 불량이 발생할 수 있다.
도 10은 실시예들 및 비교 실시예들의 폴딩 스트레인 및 펜 드롭 값을 도시한 그래프이다. 하기 표 1은 도 10에 대응되는 실시예 1 내지 3들과 비교예 1 및 2들의 폴딩 스트레인과 펜 드롭 값을 나타낸 것이다.
도 10 및 표 1에서 "폴딩 스트레인"은 폴딩 및 언폴딩 동작에 의해 표시 장치에 가해지는 스트레인을 나타낸 것이며, 폴딩 스트레인이 낮을수록 내충격성이 우수한 것을 의미한다. "펜 드롭" 결과 값은 표시 장치 상부에 펜을 드롭하여 표시 패널이 손상되는 펜의 드롭 높이를 나타낸 것이며, 펜 드롭 결과 값이 클수록 내충격성이 우수한 것을 의미한다.
표 1에서 비교예 1은 도 9b의 제1 비교 실시예에 대응된다. 즉, 비교예 1의 윈도우 보호층은 단층의 배리어층(IBL', 도 9b 참조)을 포함한다. 비교예 2는 도 9c의 제2 비교 실시예에 대응된다. 즉, 비교예 2의 윈도우 보호층은 접착부(AP, 도 9c 참조)를 통해 결합된 배리어층(IBL', 도 9c 참조) 및 충격 흡수층(IAL', 도 9c 참조)을 포함한다. 실시예 1 내지 3들은 도 9a의 실시예에 대응된다. 실시예 1 내지 3들의 윈도우 보호층은 순차적으로 적층된 배리어층(IBL, 도 9a 참조), 충격 전달층(ITL, 도 9a 참조), 접착부(AP, 도 9a 참조), 및 충격 흡수층(IAL, 도 9a 참조)을 포함한다. 실시예 1 내지 3들은 동일 구성을 포함하지만, 충격 전달층(ITL, 도 9a 참조)의 두께에 차이가 있다.
구분 충격 전달층 두께(um) 폴딩 스트레인(%) 펜 드롭(cm)
최소값 평균값
비교예 1(C1) - 0.999 6 6.2
비교예 2(C2) - 0.942 8 8.6
실시예 1(E1) 0.1 0.936 9 9.2
실시예 2(E2) 0.5 0.898 10 10.8
실시예 3(E3) 1.0 0.861 12 12.2
표 1을 참조하면, 단층의 배리어층을 포함하는 비교예 1보다 배리어층 하부에 충격 흡수층을 포함하는 비교예 2가 폴딩 스트레인이 더 작고, 펜 드롭 결과 값이 클 수 있다. 즉, 충격 흡수층이 표시 장치에 인가된 외부 충격을 흡수하여 윈도우 모듈의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
배리어층과 충격 흡수층 사이에 충격 전달층을 포함하는 실시예 1 내지 3들은 비교예 1 및 비교예 2보다 폴딩 스트레인이 작고, 펜 드롭 결과 값이 클 수 있다. 즉, 실시예 1 내지 3들은 비교예 1 및 비교예 2보다 큰 에너지의 외부 충격을 잘 흡수할 수 있다. 실시예 1 내지 3들의 배리어층과 충격 흡수층 사이에 배치되는 충격 전달층은 배리어층으로부터 전달된 외부 충격을 수평 방향으로 전달할 수 있고, 충격 전달층 내에 수평 방향으로 전달된 외부 충격은 충격 흡수층에 분산 및 흡수될 수 있다. 이로 인해, 충격 흡수층의 충격 분산 및 흡수 효과가 향상될 수 있고, 윈도우 보호층 및 윈도우 모듈의 내충격성이 향상될 수 있다.
실시예 1 내지 3들을 비교할 때, 충격 전달층의 두께가 증가할수록 폴딩 스트레인이 작고, 펜 드롭 결과 값이 클 수 있다. 즉, 충격 전달층의 두께가 증가할수록 윈도우 보호층의 내충격성이 향상되고, 충격 전달층의 충격 전달 효과가 향상될 수 있다. 그러나, 충격 전달층의 두께가 소정의 값 이상인 경우, 예를 들어 충격 전달층의 두께가 5 마이크로미터(um)를 초과하는 경우 윈도우 보호층의 광 투과율이 감소될 수 있고 폴딩 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 충격 전달층의 두께를 조절함으로써, 윈도우 모듈이 우수한 광학적 특성을 가짐과 동시에 향상된 내충격성을 가질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ED: 표시 장치 DP: 표시 패널
NFA1, NFA2: 비폴딩 영역 FA: 폴딩 영역
UM: 하부 모듈 WM: 윈도우 모듈
WN: 베이스 필름 HC: 기능성 코팅층
WP: 윈도우 보호층 AP: 접착부
IBL: 배리어층 ITL: 충격 전달층
ITL1, ITL1a: 제1 충격 전달층 ITL2, ITL2a: 제2 충격 전달층
IAL: 충격 흡수층

Claims (20)

  1. 광학적으로 투명한 베이스 필름; 및
    상기 베이스 필름 상에 배치된 윈도우 보호층을 포함하고,
    상기 윈도우 보호층은
    상기 베이스 필름 상에 배치된 배리어층;
    상기 베이스 필름과 상기 배리어층 사이에 배치된 충격 흡수층; 및
    상기 배리어층과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 제1 충격 전달층을 포함하고,
    상기 충격 흡수층의 모듈러스는 상기 배리어층의 모듈러스보다 작고, 상기 제1 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는 윈도우 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 충격 전달층의 두께는 0.1 나노미터(nm) 이상 5 마이크로미터(um) 이하인 윈도우 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층의 헤이즈는 3% 이하인 윈도우 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층의 광 투과율은 80% 이상인 윈도우 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배리어층의 모듈러스는 2GPa 이상 8GPa 이하인 윈도우 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 충격 흡수층의 모듈러스는 300MPa 이상 1.5GPa 이하인 윈도우 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 배리어층은 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 및 폴리메틸메타아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함하는 윈도우 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 충격 흡수층은 열가소성 폴리우레탄, 열경화성 폴리우레탄, 폴리에테르 블록 아미드, 코폴리에스터 열가소성 엘라스토머, 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 윈도우 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 충격 전달층은 배리어층의 배면에 접촉하는 윈도우 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층은 상기 제1 충격 전달층과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 접착부를 더 포함하는 윈도우 모듈.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 충격 전달층은 접착력을 갖는 수지를 포함하고, 상기 그래핀 또는 상기 탄소 나노 튜브는 상기 수지에 분산된 윈도우 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 충격 전달층은 상기 배리어층 및 상기 충격 흡수층 각각에 접촉하는 윈도우 모듈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층은 상기 충격 흡수층의 배면 상에 배치되는 제2 충격 전달층을 더 포함하고,
    상기 제2 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는 윈도우 모듈.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 충격 전달층은 상기 충격 흡수층의 상면에 접촉하고, 상기 제2 충격 전달층은 상기 충격 흡수층의 상기 배면에 접촉하는 윈도우 모듈.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층 상에 배치되며 하드 코팅층, 지문 방지층, 및 대전 방지층 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 코팅층을 더 포함하는 윈도우 모듈.
  16. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치된 윈도우 보호층을 포함하는 윈도우 모듈을 포함하고,
    상기 윈도우 보호층은 두께 방향에서 상기 베이스 필름을 향해 순차적으로 배치된 배리어층, 제1 충격 전달층, 및 충격 흡수층을 포함하고,
    상기 충격 흡수층의 모듈러스는 상기 배리어층의 모듈러스보다 작고,
    상기 제1 충격 전달층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층은 상기 베이스 필름과 상기 충격 흡수층 사이에 배치되는 제2 충격 흡수층을 더 포함하고,
    상기 제2 충격 흡수층은 그래핀 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는 표시 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 충격 전달층의 두께는 0.1 나노미터(nm) 이상 5 마이크로미터(um) 이하인 표시 장치.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 배리어층의 모듈러스는 2GPa 이상 8GPa 이하이고, 상기 충격 흡수층의 모듈러스는 300MPa 이상 1.5GPa 이하인 표시 장치.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 윈도우 보호층의 헤이즈는 3% 이하이고, 상기 윈도우 보호층의 광 투과율은 80% 이상인 표시 장치.
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