WO2017099320A1 - 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우, 이를 사용한 디스플레이 장치 및 커버 윈도우 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우, 이를 사용한 디스플레이 장치 및 커버 윈도우 제조 방법 Download PDF

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cover window
coating layer
display panel
inorganic particles
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박병하
김낙현
조용석
함철
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삼성전자 주식회사
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    • C09J2483/00—Presence of polysiloxane

Definitions

  • the present invention relates to a cover window for protecting a display panel, a display device and a method for manufacturing the cover window using the same, and more particularly, a cover window for protecting a display panel having improved durability by changing the composition and structure of the cover window, To a display and cover window manufacturing method used.
  • the display device is a device for displaying visual and stereoscopic image information, such as a liquid crystal display device (LCD), an electro luminescence display device (ELD), and a field emission display device (LCD).
  • LCD liquid crystal display device
  • ELD electro luminescence display device
  • LCD field emission display device
  • FED plasma display panel
  • TFT-LCD thin film liquid crystal display
  • Such display devices have been used in various electronic devices such as televisions, computer monitors, notebook computers, portable terminals, refrigerator displays, and camera displays.
  • Such display devices interface with a user by using various input devices such as a keyboard, a mouse, a digitizer, a touch panel, and the like.
  • the touch panel is installed on the display surface of the display panel to form a touchable display device (called a touch screen).
  • the touch panel is a device that allows a user to select desired information while viewing an image.
  • input is possible without using a separate input device, and there is a convenience that a user can operate quickly and easily through contents displayed on the screen.
  • a foldable display device reflecting the trend of soft electronics has been in the spotlight.
  • consumer demand for a foldable display device having both flexibility (flexibility) and durability is increasing rapidly.
  • the display device includes a display panel for displaying an image, a touch panel disposed on the display panel, and a light transparent adhesive sheet (OCA) laminated on a cover window to form a display panel.
  • OCA light transparent adhesive sheet
  • an object of the present invention is to change the composition and structure of the cover window to protect the display panel with improved durability, a display device and a method for manufacturing the cover window using the same To provide.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles may be included in the transparent sheet in a weight percent of 10% to 40% relative to the transparent sheet.
  • the thickness of the transparent sheet may be 50 ⁇ m to 190 ⁇ m.
  • the transparent sheet may be formed of at least one selected from polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polymethylmethacrylate (PMMA), and colorless polyimide (CPI).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • CPI colorless polyimide
  • the transparent sheet and the coating layer may be adhered using hot melt or polydimethylsiloxane (PDMS).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the cover window for protecting the display panel according to an embodiment of the present invention, a transparent sheet that transmits the light of the display panel, and disposed on the transparent sheet, and includes a coating layer containing nano-inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the coating layer may have a thickness of about 10 ⁇ m to about 80 ⁇ m.
  • the nano-inorganic particles may be included in the coating layer in a weight percent of 40% to 60% relative to the transparent sheet.
  • the transparent sheet and the coating layer may be adhered using hot melt or PDMS.
  • the cover window for protecting the display panel according to an embodiment of the present invention, the lower transparent sheet that transmits the light of the display panel, a hot melt adhesive layer disposed on the upper portion of the lower transparent sheet, An upper transparent sheet disposed on the hot melt adhesive layer, and an upper coating layer disposed on the upper transparent sheet.
  • the display panel may further include a lower coating layer disposed between the lower transparent sheet.
  • the cover window for protecting the display panel may include a first transparent sheet that transmits light of the display panel, and a first plasma surface-treated first PDMS disposed on the first transparent sheet. It includes an adhesive layer, a second transparent sheet disposed on the plasma surface-treated PDMS adhesive layer, and a coating layer disposed on the second transparent sheet.
  • the plasma surface treatment may further include a third transparent sheet disposed on the PDMS adhesive layer, and the plasma surface-treated second PDMS adhesive layer disposed on the third transparent sheet.
  • the display device a display panel for displaying a screen, a touch panel disposed on the display panel, the user's input is recognized, disposed on the touch panel, the claim 1
  • the cover window of any one of Claims 13-13 is included.
  • the cover window manufacturing method for protecting the display panel comprising the steps of preparing an upper transparent sheet containing nano-inorganic particles, and forming a coating layer on the upper transparent sheet. .
  • the coating layer includes nano-inorganic particles
  • the forming of the coating layer may include forming an coating liquid by mixing an organic binder and an inorganic binder, and applying the mixed coating liquid on the upper transparent sheet. And curing the coated coating solution with ultraviolet rays.
  • the applying of the mixed coating solution may be any one of a dipping method, a spray method, a slot die method, and a gravure method.
  • the method may further include preparing a lower transparent sheet, and adhering a lower portion of the upper transparent sheet and an upper portion of the lower transparent sheet having the coating layer formed thereon, wherein the adhering is performed by using a hot melt method.
  • a hot melt method can be.
  • the method may further include plasma treating both surfaces of the PDMS, preparing a lower transparent sheet, and adhering a lower portion of the upper transparent sheet and an upper portion of the lower transparent sheet having the coating layer formed thereon.
  • the both surfaces disposed between the transparent sheet and the lower transparent sheet may be adhered by using a plasma treated PDMS.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a display device using a cover window according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of the display device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view illustrating in detail the display of FIG. 2;
  • 4 and 5 are graphs showing hardness and flexural loads according to various cover windows
  • 9 and 11 to 14 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a cover window according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of forming a coating layer of a cover window according to an embodiment of the present invention in detail.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a display apparatus using a cover window according to an exemplary embodiment.
  • the display apparatus 100 using a cover window is a foldable display apparatus.
  • the display apparatus 100 may receive a command by a touch by the user's finger 20.
  • FIG. 1 only a touch by a user's finger is illustrated, but in actual implementation, input by various input sources such as a stylus pen may be detected.
  • the cover window according to an embodiment of the present invention is illustrated and described as being limited to being usable for a foldable display that can be folded like a book.
  • a step bendable display and a scroll form may be used. It can be implemented to be used for both a flexible display that can be rolled up and a non-flexible flat display as shown in FIG.
  • the display apparatus 100 is illustrated as having one display unit in FIG. 1, it may be implemented as having a plurality of display units.
  • the display device 100 according to an embodiment of the present invention may be a smart phone, but this is only an embodiment, and may also be used as various display devices such as a stepable smartphone, a desktop PC, a tablet PC, a smart TV, and the like. Can be implemented.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of the display device of FIG. 1.
  • the display apparatus 100 includes a display 110 and a controller 120.
  • the display unit 110 includes a display module 111 and a cover window 112.
  • various configurations such as a storage unit, a communication unit, and an audio output unit may be included in the display device.
  • the display module 111 may include a display panel and a touch panel.
  • the cover window 112 is to protect the display panel and the touch panel.
  • the cover window 112 may include at least one transparent sheet and at least one coating layer. Detailed structures of the display module 111 and the cover window 112 will be described below with reference to FIGS. 3 to 6.
  • the controller 120 displays the display panel included in the display module 111 of the display 110 to display contents or the like, or to display a screen operation corresponding to a touch detected by the touch panel.
  • the unit 110 may be controlled.
  • cover window 112 according to various embodiments of the present disclosure included in the display 110 of the display apparatus 100 will be described.
  • FIG. 3 is a view illustrating in detail the display of FIG. 2.
  • the display 300 may include a display module 310 and a cover window 320.
  • the display module 310 may include a display panel 311, a lower adhesive layer 312, a touch panel 313, and an upper adhesive layer 314.
  • the display panel 311 may display multimedia content, an image, a video, text, and the like under the control of the controller 120.
  • the display panel 311 may include a liquid crystal display panel (LCD panel), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), and a vacuum fluorescence display (VFD). ), A field emission display (FED), and an electroluminescence display (ELD).
  • LCD panel liquid crystal display panel
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • VFD vacuum fluorescence display
  • FED field emission display
  • ELD electroluminescence display
  • the touch panel 313 may be an input device for recognizing a contacted position and transmitting it to the system when the user presses the screen with a finger or a pen. Specifically, by coating a transparent conductive film (ITO (Indium Tin Oxide)) formed with a pattern electrode on one side of the transparent film to flow a certain amount of current, and detects a small change in capacitance generated when the finger touches the surface of the display To calculate the touch position.
  • the touch panel 313 may use a resistive film, a surface acoustic wave (SAW), an infrared ray, or an optical method.
  • SAW surface acoustic wave
  • the lower adhesive layer 312 may adhere to the display panel 311 and the touch panel 313.
  • the lower adhesive layer 312 may be an OCA (Optically Clear Adhesive) film.
  • the OCA film is an optically transparent mounting film and can be used for bonding optical films, acrylics, PCs, glass, and the like.
  • the OCA film can maintain a high transmittance even when combined with the counterpart to bond a touch panel of an electronic device such as a mobile phone and a display panel such as an LCD or an OLED, and transmit an electric signal therebetween.
  • the lower adhesive layer 312 may be a hot melt adhesive.
  • Hot melt adhesives are adhesives whose main component is a thermoplastic resin which is neither liquid nor organic solvent at high temperature and solid at high temperature without using any water or an organic solvent.
  • the hot melt adhesive is a hot melt adhesive that is heated and melted, applied to a adherend in a liquid state at a high temperature, and then compressed and cooled to solidify within seconds, thereby exhibiting adhesive force to complete adhesion.
  • the hot melt adhesive may be at least one of polyurethane (PU), thermoplastic polyurethane (TPU), polyether sulfone (PES), polyamide (PA), and ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA).
  • the lower adhesive layer 312 may be polydimethylsiloxane (PDMS) whose surface is plasma treated.
  • PDMS is a very durable elastomer that is transparent to a certain thickness and is available for making optical devices.
  • PDMS has a low surface energy, so that adhesion with other polymers does not occur easily.
  • the surface of the PDMS is easily deformed by plasma, thereby increasing the surface energy, and thus, may be used as an adhesive.
  • the surface of PDMS is subjected to O 2 plasma treatment, and the surface of the adherend is subjected to N 2 plasma treatment.
  • the upper adhesive layer 314 may adhere to the touch panel 313 and the cover window 320.
  • the upper adhesive layer 314 may also be any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a plasma-treated PDMS, similarly to the lower adhesive layer 312.
  • the cover window 310 may be manufactured.
  • the display module 310 is illustrated and described as having a touch panel capable of recognizing a user's operation for the purpose of description, the display module 310 is a general display without a touch input function. It can consist only of panels.
  • the cover window 320 may be disposed on the upper portion of the display module 310, that is, the outermost portion of the display to protect the display panel and the touch panel.
  • the cover window 320 includes a transparent sheet 321 that transmits light of the display panel and a coating layer 322 disposed on the transparent sheet 321.
  • the transparent sheet 321 disposed on the display module 310 and transmitting the light of the display panel may be a plastic film.
  • the transparent sheet 321 may be at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polymethylmethacrylate (PMMA), and colorless polyimide (CPI).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • CPI colorless polyimide
  • the thickness of the transparent sheet 321 may be 50 ⁇ m to 190 ⁇ m.
  • the thickness of the transparent sheet 321 may be 50 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the transparent sheet 321 may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 10% to 40% with respect to the transparent sheet 321.
  • the nano-inorganic particles included in the transparent sheet 321 may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3, and ZrO 2 .
  • the transparent sheet 321 may further include nano inorganic particles, thereby increasing hardness, thereby maintaining a rigidity, thereby manufacturing a thinner cover window without pressing.
  • the coating layer 322 disposed on the upper portion of the transparent sheet 321 protects the transparent sheet 321 vulnerable to scratches and poor chemical resistance.
  • the coating layer 322 may be a silica organic-inorganic composite composition.
  • the coating layer 322 may be a mixture of an inorganic binder which is SiO 2 particles whose surface is modified with acrylic, and an organic binder which is an acrylic binder.
  • the size of the SiO 2 particles may be 20nm.
  • the thickness of the coating layer 322 disposed on the transparent sheet 321 may be 10 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the thickness of the coating layer 322 may be 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the coating layer 322 may further include nano inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 40% to 60% relative to the coating layer 322.
  • the nano-inorganic particles included in the coating layer 322 may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles included in the coating layer 322 may be Al 2 O 3 .
  • the coating layer 322 may further include nano-inorganic particles, thereby increasing hardness, thereby maintaining a rigidity, thereby manufacturing a thinner cover window without pressing.
  • Figure 4 is a graph showing the hardness of various kinds of cover windows. Specifically, Figure 4 is a graph showing the degree of plastic deformation when a pencil strength test is performed on various kinds of cover windows. For example, when the plastic deformation degree is large, it means that the hardness is weak, and when the plastic deformation degree is small, it means that the hardness is strong.
  • the degree of deformation of the cover window by the pencil strength test may be divided into an area 401 having a high degree of deformation and an area 402 where the degree of deformation is acceptable.
  • This is an arbitrary designation and may vary in actual implementation.
  • the cover window S2 composed of 100 ⁇ m of the transparent sheet PET and 50 ⁇ m of the coating layer HC belongs to the region 401 having a high degree of deformation even at a low pencil strength of 1H.
  • the cover window S1 composed of the transparent sheet 188 ⁇ m and the coating layer HC 50 ⁇ m can confirm that plastic deformation hardly occurs even with a high pencil strength of 9H.
  • the cover window S5 composed of a transparent sheet 100 ⁇ m and a coating layer HC 80 ⁇ m may be confirmed to belong to the region 402 where the plastic deformation slightly occurs at a high pencil strength of 9H, but the degree of deformation is acceptable.
  • the bending load may mean a force that is lifted when the display is bent.
  • the cover window S1 composed of a transparent sheet 188 ⁇ m and a coating layer HC 50 ⁇ m has a high flexural load, which is very difficult to bend the display, and has a transparent sheet 100 ⁇ m and a coating layer ( HC) It can be seen that the cover window S2 composed of 50 ⁇ m has a very low bending load so that the display can be easily bent.
  • the cover window (S5) consisting of a transparent sheet 100 ⁇ m and 80 ⁇ m coating layer HC (HC) as shown in Figure 4 can be confirmed that the bending load is relatively low, even if the plastic deformation does not easily occur even in high pencil strength.
  • the cover window composed of 100 ⁇ m of transparent sheet PET and 50 ⁇ m of coating layer HC has a total thickness of 150 ⁇ m, and the thickness of the cover window is R5 (the radius of the folded portion of the display is 5 mm).
  • the bending load is 8N and R3 (radius of the folded part of the display is 3mm)
  • the bending load is slightly lower to 15N, so that the display can be easily bent, but when the pencil hardness test is conducted with the pencil lead due to the low modulus hardness Pressing occurred.
  • the modulus hardness is an elastic modulus representing the ratio of stress and strain, and a high modulus hardness means that deformation of the material does not occur easily.
  • the cover window composed of a transparent sheet 188 ⁇ m and 50 ⁇ m coating layer (HC), the total thickness of the cover window is 238 ⁇ m, the thickness is Since the modulus hardness is 9H, which is thick, it is not easily pressed, but when R5, the bending load is 18N, and when R3, the bending load is 40N.
  • the cover window suitable for the foldable display is essential to secure a certain level of rigidity while increasing the thickness in a minimum amount.
  • the cover window composed of 100 ⁇ m of the transparent sheet and 80 ⁇ m of the coating layer is 9H, although the total thickness of the cover window is thinner than the cover window of 238 ⁇ m which increased the thickness of the transparent sheet to 180 ⁇ m. It can be seen that it has the same modulus hardness of and when R5, the bending load is 7N, when R3, the bending load is much lower force to bend the display to 18N.
  • the cover window 320 of the foldable display 300 may be regarded as being most preferably composed of a transparent sheet 321 of about 100 ⁇ m and a coating layer 322 of about 80 ⁇ m.
  • nano-inorganic particles may be included in at least one of the transparent sheet 321 and the coating layer 322.
  • a cover window that is thinner and maintains a certain level or more of rigidity can be obtained. That is, in the structure including the transparent sheet 321 of 100 ⁇ m or less and the coating layer 322 of about 80 ⁇ m or less, the cover window 320 having a low bending load can be obtained without being pressed.
  • 6 to 8 illustrate a cover window according to various embodiments of the present disclosure.
  • the cover window 420 protecting the display panel is disposed on the lower transparent sheet 421 and the lower transparent sheet 421 that transmit light of the display panel.
  • the lower transparent sheet 421 and the upper transparent sheet 423 may be at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the thicknesses of the lower transparent sheet 421 and the upper transparent sheet 423 may be 50 ⁇ m to 250 ⁇ m, respectively.
  • the thicknesses of the lower transparent sheet 421 and the upper transparent sheet 423 may be 50 ⁇ m to 188 ⁇ m, respectively.
  • the lower transparent sheet 421 and the upper transparent sheet 423 may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 10% to 40% with respect to the transparent sheets (421, 423).
  • the nano-inorganic particles included in the transparent sheets 421 and 423 may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3, and ZrO 2 .
  • the transparent sheets 421 and 423 further include nano-inorganic particles, the hardness is increased, thereby maintaining a rigidity, thereby making a thinner cover window without pressing.
  • the adhesive layer 422 may adhere to the upper transparent sheet 423 on which the lower transparent sheet 421 and the coating layer 424 are formed.
  • the adhesive layer 422 may be any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma.
  • a cover window 420 having high rigidity, improved bending characteristics and impact resistance can be manufactured. Can be.
  • the coating layer 424 is formed on the upper transparent sheet to protect the lower transparent sheet 421, the adhesive layer 422, and the upper transparent sheet 423 that are weak to scratches and have poor chemical resistance.
  • the coating layer 424 may be a silica organic-inorganic composite composition.
  • the coating layer 424 may be a mixture of an inorganic binder which is SiO 2 particles whose surface is modified with acrylic, and an organic binder which is an acrylic binder.
  • the size of the SiO 2 particles may be 20nm.
  • the thickness of the coating layer 424 may be 10 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the thickness of the coating layer 424 may be 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the coating layer 424 may further include nano inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 40% to 60% relative to the coating layer 424.
  • the nano-inorganic particles included in the coating layer 424 may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles included in the coating layer 424 may be Al 2 O 3 .
  • the coating layer 424 further increases the hardness by further including nano-inorganic particles, thereby maintaining a rigidity, thereby making it possible to manufacture a thinner cover window without pressing.
  • the cover window 420 may be disposed on the upper portion of the display module (not shown), that is, the outermost portion of the display to protect the display panel and the touch panel.
  • the cover window 420 may be adhered using any one of a display module (not shown), an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma.
  • the cover window 520 protecting the display panel is disposed under the lower transparent sheet 521 and the lower transparent sheet 521 that transmit light of the display panel.
  • the coating layer 525 is included.
  • the lower transparent sheet 521 and the upper transparent sheet 524 may be at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the thicknesses of the lower transparent sheet 521 and the upper transparent sheet 524 may be 50 ⁇ m to 250 ⁇ m, respectively.
  • the thicknesses of the lower transparent sheet 521 and the upper transparent sheet 524 may be 50 ⁇ m to 188 ⁇ m, respectively.
  • the lower transparent sheet 521 and the upper transparent sheet 524 may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 10% to 40% with respect to the transparent sheet (521, 524).
  • the nano-inorganic particles included in the transparent sheets 521 and 524 may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3, and ZrO 2 .
  • the transparent sheets 521 and 524 further include nano-inorganic particles, hardness is increased, thereby maintaining a rigidity, thereby making a thinner cover window without pressing.
  • the lower coating layer 522 may be formed between the display module (not shown) including the lower transparent sheet and the touch panel to balance the structure of the cover window 520 and to enhance the rigidity of the cover window 520. .
  • the lower coating layer 522 may be a silica organic-inorganic composite composition.
  • the lower coating layer 522 may be a mixture of an inorganic binder which is SiO 2 particles whose surface is modified with acrylic, and an organic binder which is an acrylic binder.
  • the size of the SiO 2 particles may be 20nm.
  • the adhesive layer 523 may adhere to the lower transparent sheet 521 having the lower coating layer 522 and the upper transparent sheet 524 having the upper coating layer 525 formed thereon.
  • the adhesive layer 523 may be any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma.
  • a cover window 520 having high rigidity, improved bending property and impact resistance can be manufactured by using a hot melt adhesive or a PDMS surface-treated with PDMS. Can be.
  • the upper coating layer 525 is formed on the upper transparent sheet 524 to protect the lower transparent sheet 521, the adhesive layer 523, and the upper transparent sheet 524 that are weak to scratches and have poor chemical resistance.
  • the upper coating layer 525 may be a silica organic-inorganic composite composition.
  • the upper coating layer 525 may be a mixture of an inorganic binder which is SiO 2 particles whose surface is modified with acrylic, and an organic binder which is an acrylic binder.
  • the size of the SiO 2 particles may be 20nm.
  • the thickness of the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525 may be 10 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the thickness of the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525 may be 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525 may further include nano inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 40% to 60% with respect to the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525.
  • the nano-inorganic particles included in the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525 may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles included in the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525 may be Al 2 O 3 .
  • the lower coating layer 522 and the upper coating layer 525 further increase the hardness by further including nano-inorganic particles, thereby maintaining a rigidity, thereby manufacturing a thinner cover window without pressing.
  • the cover window 520 may be disposed on the upper portion of the display module (not shown), that is, the outermost portion of the display, to protect the display panel and the touch panel.
  • the cover window 520 may be adhered using any one of a display module (not shown), an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma.
  • the cover window 620 protecting the display panel may be disposed below the first transparent sheet 621 and the first transparent sheet 621 that transmit light of the display panel.
  • the first coating layer 622 disposed, the first adhesive layer 623 disposed on the first transparent sheet 521, the second transparent sheet 624 for transmitting the light of the display panel, the second transparent sheet 624 ),
  • the second coating layer 625 disposed on the top, the third transparent sheet 626 formed on the first adhesive layer 623 and the second adhesive layer 627 formed on the second transparent sheet 626. It includes.
  • the first transparent sheet 621, the second transparent sheet 624, and the third transparent sheet 626 may be at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the thicknesses of the first transparent sheet 621, the second transparent sheet 624, and the third transparent sheet 626 may be 50 ⁇ m to 250 ⁇ m, respectively.
  • the thickness of the lower transparent sheet 421 and the upper transparent sheet 423 may be 50 ⁇ m to 188 ⁇ m, respectively.
  • the first transparent sheet 621, the second transparent sheet 624, and the third transparent sheet 626 may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI. .
  • the nano-inorganic particles may be included in the weight percent of 10% to 40% with respect to the transparent sheet (621, 624, 626).
  • the nano-inorganic particles included in the transparent sheets 621, 624, and 626 may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3, and ZrO 2 .
  • the transparent sheets 621, 624, and 626 increase in hardness by further including nano-inorganic particles, thereby maintaining a rigidity, thereby manufacturing a thinner cover window without pressing.
  • the first coating layer 622 is formed between the first transparent sheet 621 and the display module (not shown) including the touch panel to balance the cover window 620 structure, and to cover the cover window 620. Stiffness can be enhanced.
  • the first coating layer 622 may be a silica organic-inorganic composite composition.
  • the first coating layer 622 may be a mixture of an inorganic binder, an SiO 2 particle whose surface is modified with acrylic, and an organic binder, an acrylic binder.
  • the size of the SiO 2 particles may be 20nm.
  • the first adhesive layer 623 may adhere the first transparent sheet 621 and the third transparent sheet 626 on which the first coating layer 622 is formed.
  • the first adhesive layer 623 may be any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma.
  • the second adhesive layer 627 may adhere the second transparent sheet 624 and the third transparent sheet 626 on which the second coating layer 625 is formed.
  • the second adhesive layer 627 may be any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma.
  • the second coating layer 625 is formed on the second transparent sheet 624, the first transparent sheet 621, the first adhesive layer 623, the second transparent sheet 624 weak to scratches and poor chemical resistance ), The third transparent sheet 626 and the second adhesive layer 627.
  • the second coating layer 625 may be a silica organic-inorganic composite composition.
  • the second coating layer 625 may be a mixture of an inorganic binder which is SiO 2 particles whose surface is modified with acrylic, and an organic binder which is an acrylic binder.
  • the size of the SiO 2 particles may be 20nm.
  • the thickness of the first coating layer 622 and the second coating layer 625 may be 10 ⁇ m to 80 ⁇ m. Preferably, the thickness of the first coating layer 622 and the second coating layer 625 may be 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the first coating layer 622 and the second coating layer 625 may further include nano inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be included in a weight percent of 40% to 60% with respect to the first coating layer 622 and the second coating layer 625.
  • the nano-inorganic particles included in the first coating layer 622 and the second coating layer 625 may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles included in the first coating layer 622 and the second coating layer 625 may be Al 2 O 3 .
  • the first coating layer 622 and the second coating layer 625 further include nano-inorganic particles, the hardness increases, thereby maintaining a rigidity, thereby making it possible to manufacture a thinner cover window without pressing.
  • the cover window 620 may be disposed on the upper portion of the display module (not shown), that is, the outermost portion of the display, to protect the display panel and the touch panel.
  • the cover window 620 may be adhered using any one of a display module (not shown), an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS on which the surface is plasma-treated.
  • Table 2 compares the properties of tempered glass and plastic cover windows. Specifically, a cover window made of tempered glass, a cover window in which a coating layer is formed on a plastic transparent sheet, at least one plastic transparent sheet and at least one coating layer are laminated, and the PDMS is plasma treated with an OCA film, a hot melt adhesive, and a surface. The characteristics of the cover window adhered using any one of them are compared.
  • the plastic cover window has a modulus value of about 5 GPa or less, whereas the tempered glass cover window has a very high modulus value of about 70 GPa.
  • the impact resistance value of the tempered glass cover window is lower than that of the plastic cover window manufactured by using the hot melt adhesive or the plasma treated PDMS.
  • the impact resistance value is determined by dropping a steel ball having a certain weight from a certain height above the cover window to determine whether the cover window withstands the impact of the metal ball, and the height at which the cover window is impacted to start cracking. Can be defined as the impact resistance value.
  • the impact resistance value of the cover window in which only the coating layer (HC coating) is formed on the plastic transparent sheet is lower than the impact resistance value of the cover window manufactured by laminating and adhering the at least one plastic transparent sheet and the at least one coating layer.
  • the impact resistance value of the cover window prepared by adhering at least one plastic transparent sheet and at least one coating layer using an OCA film (Acrylic OCA), using a hot melt adhesive or PDMS surface-treated plasma It can be seen that the impact resistance value of the plastic cover window manufactured by the step is lower, and the bending property is also improved.
  • the bending property refers to the degree of withstanding bending force when the display is bent, and the good bending property may mean that the display is not easily bent.
  • a cover window manufactured by adhering at least one plastic transparent sheet and at least one coating layer is prepared by forming only one coating layer. It can be seen that it has improved bending properties, hardness and impact resistance compared to one plastic cover window.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cover window according to an embodiment of the present invention.
  • a transparent sheet is prepared (S710).
  • the transparent sheet may be at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the transparent sheet may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the nano-inorganic particles included in the transparent sheet may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles may be included in the transparent sheet in a manner that is added in the process of polymerizing at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the coating layer may be a silica organic-inorganic composite composition, it may further include nano-inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the coating layer may be formed on the transparent sheet using a roll-to-roll process. A method of forming a coating layer on the transparent sheet will be described in detail with reference to FIG. 10 below.
  • the cover window for protecting the display panel manufactured by including the nano-inorganic particles in at least one of the transparent sheet and the coating layer is increased in hardness, thereby maintaining a rigidity to obtain a thinner cover window without being pressed.
  • the cover window manufactured by the method according to an embodiment of the present invention may be adhered to the upper portion of the display module using any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma. .
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of forming a coating layer of a cover window according to an embodiment of the present invention in detail.
  • an organic binder and an inorganic binder are mixed to form a coating solution (S810).
  • the coating liquid is formed by mixing the organic binder, the inorganic binder, the initiator, the solvent, and the additive in a manner of dispersing.
  • the weight ratio of the organic binder and the organic binder may be 1: 1.
  • the organic binder may be an acrylic binder.
  • the organic binder may be a 9 functional aliphatic urethane acrylate.
  • the inorganic binder may be SiO 2 surface-modified reactive acrylic group.
  • the inorganic binder may include Al 2 O 3 surface-modified reactive acrylic group.
  • the initiator may act as a catalyst so that the organic binder and the inorganic binder which is a monomer or oligomer are polymerized to be a polymer.
  • the initiator may be a polyimide (PI).
  • the mixed coating solution is applied on the transparent sheet (S820).
  • the mixed coating liquid may be applied to the upper portion of the transparent sheet by using a roll-to-roll method.
  • the roll-to-roll method can be used when manufacturing a functional film such as a film or glass, it is possible to perform high-speed deposition while maintaining the thickness of the deposited film on a thin film.
  • the coating method may be any one of a dipping method, a spray method, a slot die method, and a gravure method.
  • the dipping method is to cover a device, a part, etc. with a plastic film, and to dip and take out a transparent sheet in a coating liquid.
  • the spray method is sprayed onto the transparent sheet by applying a sprayer to the top of the transparent sheet by the compressed air or pressure by spraying, there is a method such as air spray, airless spray, electrostatic coating.
  • the slot die method supplies a coating liquid, which is a fluid, to a slot die composed of upper and lower mold plates designed and processed by rheology by a piston pump or the like, and the slot die supplies the coated liquid to the transparent sheet in a direction of travel. It is a coating method with a uniform and uniform thickness in the width direction of.
  • the gravure method is a coating method suitable for a low viscosity coating liquid, in which a roll with a grooved groove on the surface is partially locked in a tank containing the coating liquid, and the amount of coating liquid on the surface of the roll is controlled using a doctor blade. After pressing the roll on the transparent sheet is a method of transferring the coating liquid.
  • a process of drying the transparent sheet to which the coating liquid is applied may be further included to remove the solvent of the coating liquid.
  • the coating liquid applied to the transparent sheet is cured by ultraviolet rays (S830).
  • the ultraviolet curing is such that the coating liquid composed of the monomer or the oligomer is polymerized into the polymer instantaneously by the ultraviolet rays having strong energy to become a solid.
  • a high hardness coating layer may be formed on the upper portion of the plastic transparent sheet without high temperature treatment, thereby eliminating appearance defects due to scratching and pressing of the display.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cover window using a hot melt adhesive according to an embodiment of the present invention.
  • a first transparent sheet (hereinafter referred to as a lower transparent sheet) is prepared (S910).
  • a coating layer is formed on the second transparent sheet (hereinafter referred to as an upper transparent sheet) (S920).
  • the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may be at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the nano-inorganic particles included in the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles may be included in the transparent sheet in a manner that is added in the process of polymerizing at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the coating layer may be a silica organic-inorganic composite composition, it may further include nano-inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the method of forming the coating layer is the same as that described in the description of FIG. 10, and thus will be omitted.
  • the cover window protecting the display panel manufactured by including the nano-inorganic particles in at least one of the transparent sheet and the coating layer has increased hardness, thereby maintaining a rigidity, thereby obtaining a thinner cover window without pressing.
  • the cover window manufactured by the method according to an embodiment of the present invention may be adhered to the upper portion of the display module using any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma. .
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cover window by using a plasma-treated PDMS according to an embodiment of the present invention.
  • both surfaces of a PDMS film are plasma treated (S1010). Specifically, the surface of PDMS is subjected to O 2 plasma treatment, and the surface of the transparent sheet is used by N 2 plasma treatment.
  • a first transparent sheet (hereinafter referred to as a lower transparent sheet) is prepared (S1020).
  • a coating layer is formed on the second transparent sheet (hereinafter referred to as an upper transparent sheet) (S1030).
  • the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may be at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the nano-inorganic particles included in the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles may be included in the transparent sheet in a manner that is added in the process of polymerizing at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the coating layer may be a silica organic-inorganic composite composition, it may further include nano-inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the method of forming the coating layer is the same as that described in the description of FIG. 10, and thus will be omitted.
  • the cover window protecting the display panel manufactured by including the nano-inorganic particles in at least one of the transparent sheet and the coating layer has increased hardness, thereby maintaining a rigidity, thereby obtaining a thinner cover window without pressing.
  • the cover window has improved bending properties, hardness and impact resistance compared to the plastic cover window formed by forming only one coating layer Can be obtained.
  • the cover window manufactured by the method according to an embodiment of the present invention may be adhered to the upper portion of the display module using any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma. .
  • FIG. 13 is a flowchart for describing a method of manufacturing a stacked cover window according to the balance of a structure, according to an exemplary embodiment.
  • a first coating layer (hereinafter referred to as a lower coating layer) is formed on the first transparent sheet (hereinafter referred to as a lower transparent sheet) (S1110).
  • a second coating layer (hereinafter referred to as an upper coating layer) is formed on the second transparent sheet (hereinafter referred to as an upper transparent sheet) (S1120).
  • the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may be at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the nano-inorganic particles included in the lower transparent sheet and the upper transparent sheet may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles may be included in the transparent sheet in a manner that is added in the process of polymerizing at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the lower coating layer and the upper coating layer may be a silica organic-inorganic composite composition, it may further comprise nano inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the method of forming the lower coating layer and the upper coating layer is the same as the method described in the description for Figure 8, it will be omitted.
  • the lower coating layer is formed on the lower transparent sheet and then the upper coating layer is formed and described on the upper transparent sheet, but in actual implementation, the order of forming the upper and lower coating layers may be changed or formed simultaneously. have.
  • the lower portion of the lower transparent sheet on which the lower coating layer is formed and the upper portion of the upper transparent sheet on which the upper coating layer is formed are adhered in a hot melt manner (S1130).
  • the lower portion of the lower transparent sheet on which the lower coating layer is formed and the upper portion of the upper transparent sheet on which the upper coating layer is formed are illustrated and described as limited by hot melt, but in actual implementation, the surface is plasma treated. It may also be adhered using PDMS.
  • the cover window protecting the display panel manufactured by including the nano-inorganic particles in at least one of the transparent sheet and the coating layer has increased hardness, thereby maintaining a rigidity, thereby obtaining a thinner cover window without pressing.
  • the cover window manufactured by the method according to an embodiment of the present invention may be adhered to the upper portion of the display module using any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma. .
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a cover window including a core layer according to an embodiment of the present invention.
  • a first coating layer is formed on the first transparent sheet (S1210).
  • a second coating layer is formed on the second transparent sheet (S1220).
  • the first transparent sheet and the second transparent sheet may be at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the first transparent sheet and the second transparent sheet may further include nano-inorganic particles based on at least one of PET, PEN, PMMA, and CPI.
  • the nano-inorganic particles included in the first transparent sheet and the second transparent sheet may be at least one of SiO 2 , Al 2 O 3, and ZrO 2 .
  • the nano-inorganic particles may be included in the transparent sheet in a manner that is added in the process of polymerizing at least one film of PET, PEN, PMMA and CPI.
  • the first coating layer and the second coating layer may be a silica organic-inorganic composite composition, may further comprise nano-inorganic particles.
  • the nano-inorganic particles may be at least one of Al 2 O 3 and ZrO 2 .
  • the method of forming the first coating layer and the second coating layer is the same as the method described in the description of FIG.
  • the first coating layer is formed on the first transparent sheet and then the second coating layer is formed and described on the second transparent sheet, but in actual implementation, the order of forming the first coating layer and the second coating layer is described. Can be changed or formed simultaneously.
  • the lower portion of the first transparent sheet having the first coating layer formed on one surface of the third transparent sheet is adhered in a hot melt manner (S1230).
  • the lower portion of the second transparent sheet having the second coating layer formed on the other side of the third transparent sheet is adhered in a hot melt manner (S1240).
  • adhesion of one side of the third transparent sheet and the lower part of the first transparent sheet on which the first coating layer is formed, and the lower part of the second transparent sheet on which the other side of the third transparent sheet and the second coating layer are formed Although the adhesion is illustrated and described as being limited to the hot melt method, in actual implementation, the surface may be adhered using plasma treated PDMS.
  • the cover window protecting the display panel manufactured by including the nano-inorganic particles in at least one of the transparent sheet and the coating layer has increased hardness, thereby maintaining a rigidity, thereby obtaining a thinner cover window without pressing.
  • the cover window manufactured by the method according to an embodiment of the present invention may be adhered to the upper portion of the display module using any one of an OCA film, a hot melt adhesive, and a PDMS surface-treated with plasma. .
  • the cover window for protecting the display panel manufactured by the above method can be easily bent without being pressed, and a cover window with improved bending characteristics and impact resistance can be obtained.

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Abstract

디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우가 개시된다. 본 커버 윈도우는, 디스플레이 패널의 광을 투과하며, 나노 무기 입자를 포함하는 투명 시트, 및 투명 시트 상부에 배치되는 코팅층을 포함한다.

Description

디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우, 이를 사용한 디스플레이 장치 및 커버 윈도우 제조 방법
본 발명은 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우, 이를 사용한 디스플레이 장치 및 커버 윈도우 제조 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 커버 윈도우의 조성 및 구조를 변경하여 내구성이 향상된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우, 이를 사용한 디스플레이 및 커버 윈도우 제조 방법에 대한 것이다.
디스플레이 장치는 시각적이면서 입체적인 영상 정보를 표시하는 장치로, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device, LCD), 일렉트로 루미네센스 디스플레이 장치(Electro-Luminescence Display Device, ELD), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display Device, FED) 및 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Panel, PDP), 박막 액정 디스플레이(TFT-LCD) 등이 있다. 이러한 디스플레이 장치들은 텔레비전, 컴퓨터용 모니터, 노트북, 휴대단말기, 냉장고의 표시부, 카메라의 표시부 등 다양한 전자 기기들에 사용되어 왔다. 이와 같은 디스플레이 장치들은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer), 터치 패널 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 수행한다.
이 중 터치 패널은 디스플레이 패널의 표시면에 설치되어 터치 가능한 디스플레이 장치(터치 스크린이라고 함)를 형성하며, 사용자가 영상을 보면서 원하는 정보를 선택할 수 있도록 하는 장치로서, 조작이 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성이 있다. 최근에는 소프트 일렉트로닉스(soft electronics)의 경향을 반영한 폴더블 디스플레이 장치(Foldable Display Device)가 각광받고 있다. 특히, 유연성(굴곡성) 및 내구성을 동시에 구비하는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 소비자의 수요가 급증하고 있다. 일반적으로 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널에 터치 패널이 배치되고, 상기 터치 패널 위에 커버 윈도우가 위치하게 광투명 접착시트(OCA) 합지되어 디스플레이 패널이 만들어 진다.
한편, 이러한 디스플레이가 적용되는 전자 제품들은 점차 경량화, 박막화 및 플렉서블화 되어 가고 있기 때문에 고경도, 고강성 및 유연특성을 갖는 필름타입 커버 윈도우가 많이 연구되고 있다. 플렉서블 디바이스용에는 필름 커버 윈도우가 합지된 디스플레이 패널이 사용하게 되면서 유연성(굴곡성)은 만족하나, 유리 및 플라스틱 판재 윈도우 대비 강성이 떨어지기 때문에 스크래치 및 눌림 외관 불량이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 고가의 강화유리를 대체하기 위해 플라스틱 윈도우 소재가 많이 출시되었으나 휨 특성 및 내충격성을 동시에 만족하는 제품은 아직 출시되지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 커버 윈도우의 조성 및 구조를 변경하여 내구성이 향상된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우, 이를 사용한 디스플레이 장치 및 커버 윈도우 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는, 상기 디스플레이 패널의 광을 투과하며, 나노 무기 입자를 포함하는 투명 시트, 및 상기 투명 시트 상부에 배치되는 코팅층을 포함한다.
이 경우, 상기 나노 무기 입자는, SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 상기 나노 무기 입자는, 상기 투명 시트에 대해 10% 내지 40%의 중량 퍼센트로 상기 투명 시트에 포함될 수 있다.
한편, 상기 투명 시트의 두께는, 50㎛ 내지 190㎛일 수 있다.
한편, 상기 투명 시트는, PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 및 CPI(Colorless Polyimide) 중 적어도 하나를 모재로 할 수 있다.
한편, 상기 투명 시트와 상기 코팅층은 핫 멜트(hot melt) 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)를 이용하여 점착될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는, 상기 디스플레이 패널의 광을 투과하는 투명 시트, 및 상기 투명 시트 상부에 배치되며, 나노 무기 입자를 포함하는 코팅층을 포함한다.
이 경우, 상기 나노 무기 입자는, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 상기 코팅층의 두께는, 10㎛ 내지 80㎛일 수 있다.
한편, 상기 나노 무기 입자는, 상기 투명 시트에 대해 40% 내지 60%의 중량 퍼센트로 상기 코팅층에 포함될 수 있다.
한편, 상기 투명 시트와 상기 코팅층은 핫 멜트 또는 PDMS를 이용하여 점착될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는, 상기 디스플레이 패널의 광을 투과하는 하부 투명 시트, 상기 하부 투명 시트의 상부에 배치되는 핫 멜트(hot melt) 점착층, 상기 핫 멜트 점착층 상부에 배치되는 상부 투명 시트, 및 상기 상부 투명 시트의 상부에 배치되는 상부 코팅층을 포함한다.
이 경우, 상기 디스플레이 패널 및 상기 하부 투명 시트의 사이에 배치되는 하부 코팅층을 더 포함할 수 있다.
한편. 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는, 상기 디스플레이 패널의 광을 투과하는 제 1 투명 시트, 상기 제 1 투명 시트의 상부에 배치되는 플라즈마 표면 처리된 제 1 PDMS(polydimethylsiloxane) 점착층, 상기 플라즈마 표면 처리된 PDMS 점착층 상부에 배치되는 제 2 투명 시트, 및 상기 제 2 투명 시트 상부에 배치되는 코팅층을 포함한다.
이 경우, 상기 플라즈마 표면 처리된 PDMS 점착층 상부에 배치되는 제 3 투명 시트, 및 상기 제 3 투명 시트 상부에 배치되는 플라즈마 표면 처리된 제 2 PDMS 점착층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 화면을 표시하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널 상부에 배치되며, 사용자의 입력을 인식하는 터치 패널, 상기 터치 패널 상부에 배치되며, 상기 제1항 내지 제13항 중 어느 하나에 기재된 커버 윈도우를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우 제조 방법은, 나노 무기 입자를 포함한 상부 투명 시트를 준비하는 단계, 및 상기 상부 투명 시트의 상부에 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 코팅층은, 나노 무기 입자를 포함하고, 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 유기 바인더 및 무기 바인더를 혼합하여 코팅액을 형성하는 단계, 상기 혼합된 코팅액을 상기 상부 투명 시트의 상부에 도포하는 단계, 및 상기 도포된 코팅액을 자외선으로 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 혼합된 코팅액을 도포하는 단계는, 디핑(dipping) 방식, 스프레이(spray) 방식, 슬롯 다이(slot die) 방식 및 그라비아(gravia) 방식 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 하부 투명 시트를 준비하는 단계, 및 상부에 상기 코팅층이 형성된 상기 상부 투명 시트의 하부와 상기 하부 투명 시트의 상부를 점착하는 단계를 더 포함하고, 상기 점착하는 단계는, 핫 멜트 방식을 이용할 수 있다.
한편, PDMS의 양 표면을 플라즈마 처리하는 단계, 하부 투명 시트를 준비하는 단계, 및 상부에 상기 코팅층이 형성된 상기 상부 투명 시트의 하부와 상기 하부 투명 시트의 상부를 점착하는 단계를 더 포함하고, 상기 점착하는 단계는, 상기 투명 시트와 상기 하부 투명 시트 사이에 배치된 상기 양 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 점착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우가 사용된 디스플레이 장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 구체적인 구성을 도시한 블록도,
도 3은 도 2의 디스플레이부를 구체적으로 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 다양한 커버 윈도우에 따른 경도 및 굴곡 하중을 도시한 그래프,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커버 윈도우를 도시한 도면,
도 9 및 도 11 내지 도 14는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커버 윈도우를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우의 코팅층을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우가 사용된 디스플레이 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우가 사용된 디스플레이 장치(100)는 폴더블(foldable) 디스플레이 장치이다. 그리고, 디스플레이 장치(100)는 사용자의 손가락(20)에 의한 터치에 의해 명령을 입력받을 수 있다. 도 1에서는 사용자의 손가락에 의한 터치에 대해서만 도시하였으나, 실제 구현시에는 스타일러스 펜 등 다양한 입력원에 의한 입력을 감지할 수 있다. 도 1 및 설명에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우가 책처럼 접을 수 있는 폴더블 디스플레이에 사용 가능한 것으로 한정하여 도시하고 설명하였으나, 실제 구현시에는 스텝 벤더블(step bendable) 디스플레이, 두루마리 형태로 말아서 사용할 수 있는 플렉서블 디스플레이, 및 도 1(b)에 도시된 바와 같이 유연성이 없는 플랫 디스플레이 모두에 사용 가능한 것으로 구현될 수 있다. 또한, 도 1에서는 디스플레이 장치(100)가 하나의 디스플레이부를 구비한 것으로 도시되어 있으나, 복수의 디스플레이부를 구비하는 것으로 구현될 수도 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 스마트폰일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 스텝 벤더블 스마트폰, 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 스마트 TV 등과 같은 다양한 디스플레이 장치로도 구현될 수 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 구체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이부(110) 및 제어부(120)을 포함한다. 구체적으로 디스플레이부(110)는 디스플레이 모듈(111) 및 커버 윈도우(112)를 포함한다. 이상에서는 설명의 편의를 위하여 생략하였지만, 실제 구현시에는, 디스플레이 장치에 저장부, 통신부, 오디오 출력부 등 다양한 구성이 포함될 수 있을 것이다.
구체적으로, 도시되지는 않았지만 디스플레이 모듈(111)은 디스플레이 패널 및 터치 패널 등을 포함할 수 있다. 한편, 커버 윈도우(112)는 디스플레이 패널 및 터치 패널을 보호하기 위한 것으로, 도시되지는 않았지만, 적어도 하나의 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(111) 및 커버 윈도우(112)의 구체적인 구조는 이하 도 3 내지 6을 참조하여 자세히 설명한다.
한편, 제어부(120)는 디스플레이부(110)의 디스플레이 모듈(111)에 포함된 디스플레이 패널이 컨텐츠 등을 디스플레이할 수 있도록, 또는 터치 패널에 의해 감지된 터치에 대응되는 화면 동작 등을 디스플레이하도록 디스플레이부(110)를 제어할 수 있다.
이하에서는 디스플레이 장치(100)의 디스플레이부(110)에 포함된 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커버 윈도우(112)에 대해 설명한다.
도 3은 도 2의 디스플레이부를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면 디스플레이부(300)는 디스플레이 모듈(310) 및 커버 윈도우(320)를 포함할 수 있다. 이 때, 디스플레이 모듈(310)은 디스플레이 패널(311), 하부 점착층(312), 터치 패널(313), 상부 점착층(314)을 포함할 수 있다.
이 때, 디스플레이 패널(311)은 제어부(120)의 제어에 의해 멀티미디어 컨텐츠, 이미지, 동영상, 텍스트 등을 표시할 수 있다. 이 때, 디스플레이 패널(311)은 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel: LCD Panel), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), 및 ELD(Electro Luminescence Display) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
한편, 터치 패널(313)은 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 누르면, 접촉된 위치를 인지하여 시스템에 전달하는 입력장치일 수 있다. 구체적으로, 투명 필름의 한쪽에 패턴 전극이 형성된 투명 전도성 필름(ITO(Indium Tin Oxide))을 코팅시켜 일정량의 전류를 흐르게 하고, 손가락이 디스플레이의 표면을 터치할 때 생기는 미세한 정전용량의 변화를 감지하여 터치 위치를 계산하는 방식을 사용할 수 있다. 이외에도 터치 패널(313)은 저항막(resistive), SAW(surface acoustic wave), 적외선(infrared ray), 광학식(optical) 방식을 사용할 수 있다.
하부 점착층(312)은 디스플레이 패널(311) 및 터치 패널(313)을 점착할 수 있다. 이 때, 하부 점착층(312)는 OCA(Optically Clear Adhesive)필름일 수 있다. OCA 필름은 광학용 투명 장착 필름으로, 광학 필름, 아크릴, PC, 글라스(glass) 등의 접착에 사용 가능한 것이다. OCA 필름은 상대물과 결합해도 높은 투과율을 유지할 수 있어 휴대전화와 같은 전자 기기의 터치 패널과 LCD 또는 OLED 등의 디스플레이 패널을 접합하고, 그들 사이의 전기 신호를 전달할 수 있다.
한편, 하부 점착층(312)은 핫 멜트(hot melt) 점착제일 수 있다. 핫 멜트 점착제는 물이나 유기 용제를 전혀 사용하지 않고, 고온에서는 액상, 상온에서는 고상인 열가소성 수지를 주성분으로 한 접착제이다. 핫 멜트 점착제는 가열용융하여 고온에서 액상으로 피착체에 도포, 압착 후 수 초 내에 냉각 고화되면서 접착력을 발휘하여 접착을 완료하는 열 용융형 점착제이다. 이 때, 핫 멜트 점착제는 PU(polyurethane), TPU(thermoplastic polyurethane), PES(polyether sulfone), PA(polyamide), 및 EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer) 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 하부 점착층(312)은 표면이 플라즈마 처리된 PDMS(polydimethylsiloxane)일 수 있다. PDMS는 일정 두께까지는 투명하여 광학 장치를 만드는데 이용 가능하고, 매우 내구성이 강한 탄성 중합체(elastomer)이다. 또한, PDMS는 표면 에너지가 낮아 다른 폴리머와의 점착이 잘 일어나지 않으나, 플라즈마에 의해 표면이 쉽게 변형되고, 이에 의해 표면 에너지가 높아져 점착제로 사용 가능하다. 구체적으로, PDMS의 표면을 O2 플라즈마 처리하고, 피착체의 표면은 N2 플라즈마 처리하여 사용한다.
한편, 상부 점착층(314)은 터치 패널(313)과 커버 윈도우(320)를 점착할 수 있다. 이 때, 상부 점착층(314)도 하부 점착층(312)과 동일하게 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 상부 점착층(314) 및 하부 점착층(312)으로 OCA 필름을 사용하는 대신, 핫 멜트 접착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 사용함으로 인하여, 강성이 높고, 휨 특성과 내충격성이 향상된 커버 윈도우(310)를 제조할 수 있다.
한편, 발명의 설명을 위하여 디스플레이 모듈(310)이 사용자 조작을 인식할 수 있는 터치 패널을 구비하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 실제 구현시에는 디스플렐이 모듈(310)은 터치 입력 기능이 없는 일반적인 디스플레이 패널만으로 구성될 수 있다.
한편, 커버 윈도우(320)는 디스플레이 모듈(310)의 상부, 즉 디스플레이의 최 외각에 배치되어 디스플레이 패널 및 터치 패널을 보호할 수 있다. 구체적으로, 커버 윈도우(320)는 디스플레이 패널의 광을 투과하는 투명 시트(321) 및 투명 시트(321)의 상부에 배치되는 코팅층(322)를 포함한다.
이 때, 디스플레이 모듈(310)의 상부에 배치되며 디스플레이 패널의 광을 투과하는 투명 시트(321)는 플라스틱 필름일 수 있다. 구체적으로, 투명 시트(321)는 PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 및 CPI(Colorless Polyimide) 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 투명 시트(321)의 두께는 50㎛ 내지 190㎛일 수 있다. 바람직하게는, 투명 시트(321)의 두께는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우(320)을 제조하는데 플라스틱 필름을 이용함으로 인해, 유연 특성을 갖고, 여러 차례의 벤딩 이후에도 깨지지 않는 플렉서블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이를 제조할 수 있다.
이 때, 투명 시트(321)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 투명 시트(321)에 대해 10% 내지 40%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 투명 시트(321)에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이와 같이 투명 시트(321)는 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
한편, 투명 시트(321)의 상부에 배치되는 코팅층(322)은, 스크래치에 약하고 내약품성이 떨어지는 투명 시트(321)를 보호한다. 이 때, 코팅층(322)은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있다. 예를 들어, 코팅층(322)은 표면을 아크릴로 개질한 SiO2 입자인 무기 바인더 및, 아크릴 바인더인 유기 바인더를 혼합한 것일 수 있다. 이 때, SiO2 입자의 크기는 20nm일 수 있다. 한편, 투명 시트(321)의 상부에 배치되는 코팅층(322)의 두께는 10㎛ 내지 80㎛일 수 있다. 바람직하게는, 코팅층(322)의 두께는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 이렇게 투명 시트(321) 상부에 코팅층(322)을 배치함으로 인하여, 디스플레이의 스크래치 및 눌림으로 인한 외관 불량을 해소할 수 있다.
한편, 코팅층(322)은 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 코팅층(322)에 대해 40% 내지 60%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 코팅층(322)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게는, 코팅층(322)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3일 수 있다. 이와 같이 코팅층(322)은 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
특히, 폴더블 디스플레이의 경우, 디스플레이의 벤딩에 드는 힘 및 디스플레이의 강성을 위하여 디스플레이의 커버 윈도우의 두께를 조절하는 것이 중요하다. 이하에서는, 투명 시트(321) 및 코팅층(322)의 두께에 대하여 도 4, 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
도 4는 다양한 종류의 커버 윈도우의 경도를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 도 4는 다양한 종류의 커버 윈도우에 연필 강도 실험을 수행한 경우 소성 변형 정도를 나타내는 그래프이다. 예를 들어, 소성 변형 정도가 큰 경우는 경도가 약한 것을 의미하고, 소성 변형 정도가 작은 경우는 경도가 강한 것을 의미한다.
도 4를 참조하면, 연필 강도 실험에 의한 커버 윈도우의 변형 정도는 변형 정도가 심한 영역(401)과 변형 정도가 용인 가능한 영역(402)으로 나뉠 수 있다. 이는 임의로 지정한 것으로 실제 구현시에는 기준이 달라질 수 있다. 투명 시트(PET) 100㎛ 및 코팅층(HC) 50㎛으로 구성된 커버 윈도우(S2)는 1H의 낮은 연필 강도에도 변형 정도가 심한 영역(401)에 속하는 것을 확인할 수 있다. 한편, 투명 시트 188㎛ 및 코팅층(HC) 50㎛로 구성된 커버 윈도우(S1)는 9H의 높은 연필 강도에도 소성 변형이 거의 일어나지 않는 것을 확인할 수 있다. 한편, 투명 시트 100㎛ 및 코팅층(HC) 80㎛로 구성된 커버 윈도우(S5)는 9H의 높은 연필 강도에는 소성 변형이 다소 일어나나, 변형 정도가 용인 가능한 영역(402)에 속하는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 다양한 종류의 커버 윈도우의 굴곡 하중을 나타내는 그래프이다. 이 때, 굴곡 하중은 디스플레이를 벤딩하는 경우 드는 힘을 의미할 수 있다.
도 5를 참조하면, 투명 시트 188㎛ 및 코팅층(HC) 50㎛로 구성된 커버 윈도우(S1)는 굴곡 하중이 매우 높아, 디스플레이를 벤딩하는데 많은 힘이 들고, 투명 시트(PET) 100㎛ 및 코팅층(HC) 50㎛으로 구성된 커버 윈도우(S2)는 굴곡 하중이 매우 낮아 디스플레이를 쉽게 벤딩할 수 있음을 확인할 수 있다. 한편, 투명 시트 100㎛ 및 코팅층(HC) 80㎛로 구성된 커버 윈도우(S5)는 도 4에 도시된 바와 같이 높은 연필 강도에도 소성 변형이 쉽게 일어나지 않으면서, 굴곡 하중도 비교적 낮음을 확인할 수 있다.
한편, 커버 윈도우 종류 및 두께에 따른 경도 및 굴곡 하중은 구체적인 수치로 표현한 이하 표 1을 참조하여 자세히 설명한다.
[표 1] 커버 윈도우 종류 별 모듈러스 경도 및 굴곡 하중
Figure PCTKR2016007253-appb-I000001
표 1을 참조하면, 투명 시트(PET) 100㎛ 및 코팅층(HC) 50㎛로 구성된 커버 윈도우는, 커버 윈도우의 총 두께가 150㎛로, 두께가 얇아 R5(디스플레이의 접힌 부분의 반경이 5mm)일 때, 굴곡 하중이 8N, R3(디스플레이의 접힌 부분의 반경이 3mm)일 때, 굴곡 하중이 15N으로 다소 낮아 디스플레이를 쉽게 벤딩할 수 있으나, 모듈러스 경도가 낮아 연필심으로 누르는 연필 경도 실험을 했을 때, 눌림이 발생하였다.
이 때, 모듈러스(modulus) 경도는 응력과 변형의 비를 나타내는 탄성 계수로, 모듈러스 경도가 높으면 재료의 변형이 쉽게 일어나지 않는다는 것을 의미한다.
한편, 일정 수준 이상의 강성을 확보하기 위해 투명 시트(PET)의 두께를 증가시켜, 투명 시트 188㎛ 및 코팅층(HC) 50㎛로 구성된 커버 윈도우는, 커버 윈도우의 총 두께가 238㎛로, 두께가 두꺼워 모듈러스 경도는 9H로 다소 높아 쉽게 눌림이 발생하지는 않았으나, R5일 때, 굴곡 하중이 18N, R3일 때, 굴곡 하중이 40N으로 디스플레이를 벤딩하는데 큰 힘이 든다는 것을 알 수 있다.
한편, 투명 시트로 CPI를 사용하는 경우, 유연성이 좋아 디스플레이를 쉽게 벤딩할 수 있으나, 모듈러스 경도가 낮아 쉽게 눌림이 발생한다는 것을 알 수 있다.
이로 인해, 투명 시트와 코팅층을 포함한 커버 윈도우의 두께가 증가함에 따라, 모듈러스 경도는 높아져 쉽게 눌림이 발생하지 않지만, 디스플레이를 벤딩하는데 큰 힘이 든다는 것을 알 수 있다. 따라서, 폴더블 디스플레이에 적합한 커버 윈도우는 최소한의 양으로 두께를 증가시키면서 일정 수준 이상의 강성을 확보하는 것이 핵심임을 알 수 있다.
이를 위해, 코팅층의 두께를 증가시켜, 투명 시트 100㎛ 및 코팅층 80㎛로 구성된 커버 윈도우는, 커버 윈도의 총 두께가 180㎛로 투명 시트의 두께를 증가시킨 238㎛의 커버 윈도우 보다는 얇지만, 9H의 동일한 모듈러스 경도를 가지며, R5일 때, 굴곡 하중이 7N, R3일 때, 굴곡 하중이 18N으로 디스플레이를 벤딩하는 데 훨씬 낮은 힘이 든다는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 폴더블 디스플레이(300)의 커버 윈도우(320)는 약 100㎛의 투명 시트(321) 및 약 80㎛의 코팅층(322)으로 구성되는 것이 가장 바람직한 것으로 볼 수 있다.
한편, 커버 윈도우(320)의 강성을 증가시키기 위해, 투명 시트(321) 및 코팅층(322)의 적어도 하나에 나노 무기 입자를 포함할 수 있다. 이로 인해, 두께가 더 얇으면서도 일정 수준 이상의 강성을 유지하는 커버 윈도우를 얻을 수 있다. 즉, 100㎛ 이하의 투명 시트(321) 및 약 80㎛ 이하의 코팅층(322)을 포함하는 구조에서 눌림이 없으면서 굴곡하중이 낮은 커버 윈도우(320)를 얻을 수 있다.
이하에서는 디스플레이 패널을 보호하는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커버 윈도우의 구조와 제조 방법에 대해 자세히 설명한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커버 윈도우를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우(420)는 디스플레이 패널의 광을 투과하는 하부 투명 시트(421), 하부 투명 시트(421)의 상부에 배치된 점착층(422), 점착층(422)의 상부에 형성된 상부 투명 시트(423) 및 상부 투명 시트(423)의 상부에 형성된 코팅층(424)을 포함한다.
이 때, 하부 투명 시트(421) 및 상부 투명 시트(423)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트(421) 및 상부 투명 시트(423)의 두께는 각 50㎛ 내지 250㎛일 수 있다. 바람직하게는, 하부 투명 시트(421) 및 상부 투명 시트(423)의 두께는 각 50㎛ 내지 188㎛일 수 있다.
이 때, 하부 투명 시트(421) 및 상부 투명 시트(423)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 투명 시트(421, 423)에 대해 10% 내지 40%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 투명 시트(421, 423)에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이와 같이 투명 시트(421, 423)는 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
한편, 점착층(422)은 하부 투명 시트(421)와 코팅층(424)이 형성된 상부 투명 시트(423)를 점착할 수 있다. 이 때, 점착층(422)은 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 점착층(422)으로 OCA 필름을 사용하는 대신, 핫 멜트 접착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 사용함으로 인하여, 강성이 높고, 휨 특성과 내충격성이 향상된 커버 윈도우(420)를 제조할 수 있다.
한편, 코팅층(424)은 상부 투명 시트의 상부에 형성되어, 스크래치에 약하고 내약품성이 떨어지는 하부 투명 시트(421), 점착층(422) 및 상부 투명 시트(423)를 보호한다. 이 때, 코팅층(424)은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있다. 예를 들어, 코팅층(424)은 표면을 아크릴로 개질한 SiO2 입자인 무기 바인더 및, 아크릴 바인더인 유기 바인더를 혼합한 것일 수 있다. 이 때, SiO2 입자의 크기는 20nm일 수 있다. 이 때, 코팅층(424)의 두께는 10㎛ 내지 80㎛일 수 있다. 바람직하게는, 코팅층(424)의 두께는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 이렇게 상부 투명 시트(423) 상부에 코팅층(424)을 배치함으로 인하여, 디스플레이의 스크래치 및 눌림으로 인한 외관 불량을 해소할 수 있다.
한편, 코팅층(424)은 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 코팅층(424)에 대해 40% 내지 60%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 코팅층(424)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게는, 코팅층(424)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3일 수 있다. 이와 같이 코팅층(424)은 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우(420)는 디스플레이 모듈(미도시)의 상부, 즉 디스플레이의 최 외각에 배치되어 디스플레이 패널 및 터치 패널을 보호할 수 있다. 이 때, 커버 윈도우(420)는 디스플레이 모듈(미도시)과 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 점착될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우(520)는 디스플레이 패널의 광을 투과하는 하부 투명 시트(521), 하부 투명 시트(521)의 하부에 배치된 하부 코팅층(522), 하부 투명 시트(521)의 상부에 배치된 점착층(523), 점착층(523)의 상부에 형성된 상부 투명 시트(524) 및 상부 투명 시트(524)의 상부에 형성된 상부 코팅층(525)을 포함한다.
이 때, 하부 투명 시트(521) 및 상부 투명 시트(524)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트(521) 및 상부 투명 시트(524)의 두께는 각 50㎛ 내지 250㎛일 수 있다. 바람직하게는, 하부 투명 시트(521) 및 상부 투명 시트(524)의 두께는 각 50㎛ 내지 188㎛일 수 있다.
이 때, 하부 투명 시트(521) 및 상부 투명 시트(524)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 투명 시트(521, 524)에 대해 10% 내지 40%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 투명 시트(521, 524)에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이와 같이 투명 시트(521, 524)는 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
한편, 하부 코팅층(522)은 하부 투명 시트 및 터치 패널을 포함하는 디스플레이 모듈(미도시) 사이에 형성되어, 커버 윈도우(520) 구조의 밸런스를 맞추고, 커버 윈도우(520)의 강성을 강화할 수 있다.
이 때, 하부 코팅층(522)은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있다. 예를 들어, 하부 코팅층(522)은 표면을 아크릴로 개질한 SiO2 입자인 무기 바인더 및, 아크릴 바인더인 유기 바인더를 혼합한 것일 수 있다. 이 때, SiO2 입자의 크기는 20nm일 수 있다. 이렇게 하부 투명 시트(521) 및 터치 패널을 포함하는 디스플레이 모듈(미도시) 사이에 하부 코팅층(522)을 배치함으로 인하여, 커버 윈도우(520) 구조의 밸런스를 맞추고, 커버 윈도우(520)의 강성을 강화할 수 있다.
한편, 점착층(523)은 하부 코팅층(522)이 형성된 하부 투명 시트(521)와 상부 코팅층(525)이 형성된 상부 투명 시트(524)를 점착할 수 있다. 이 때, 점착층(523)은 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 점착층(523)으로 OCA 필름을 사용하는 대신, 핫 멜트 접착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 사용함으로 인하여, 강성이 높고, 휨 특성과 내충격성이 향상된 커버 윈도우(520)를 제조할 수 있다.
한편, 상부 코팅층(525)은 상부 투명 시트(524) 상부에 형성되어, 스크래치에 약하고 내약품성이 떨어지는 하부 투명 시트(521), 점착층(523) 및 상부 투명 시트(524)를 보호한다. 이 때, 상부 코팅층(525)은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있다. 예를 들어, 상부 코팅층(525)은 표면을 아크릴로 개질한 SiO2 입자인 무기 바인더 및, 아크릴 바인더인 유기 바인더를 혼합한 것일 수 있다. 이 때, SiO2 입자의 크기는 20nm일 수 있다. 이렇게 상부 투명 시트(524) 상부에 상부 코팅층(525)을 배치함으로 인하여, 디스플레이의 스크래치 및 눌림으로 인한 외관 불량을 해소할 수 있다.
이 때, 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)의 두께는 10㎛ 내지 80㎛일 수 있다. 바람직하게는, 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)의 두께는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
한편, 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)은 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)에 대해 40% 내지 60%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게는, 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3일 수 있다. 이와 같이 하부 코팅층(522) 및 상부 코팅층(525)은 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
이 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우(520)는 디스플레이 모듈(미도시)의 상부, 즉 디스플레이의 최 외각에 배치되어 디스플레이 패널 및 터치 패널을 보호할 수 있다. 이 때, 커버 윈도우(520)는 디스플레이 모듈(미도시)과 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 점착될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우(620)는 디스플레이 패널의 광을 투과하는 제 1 투명 시트(621), 제 1 투명 시트(621)의 하부에 배치된 제 1 코팅층(622), 제 1 투명 시트(521)의 상부에 배치된 제 1 점착층(623), 디스플레이 패널의 광을 투과하는 제 2 투명 시트(624), 제 2 투명 시트(624)의 상부에 배치된 제 2 코팅층(625), 제 1 점착층(623)의 상부에 형성된 제 3 투명 시트(626) 및 제 2 투명 시트(626)의 상부에 형성된 제 2 점착층(627)을 포함한다.
이 때, 제 1 투명 시트(621), 제 2 투명 시트(624) 및 제 3 투명 시트(626)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 제 1 투명 시트(621), 제 2 투명 시트(624) 및 제 3 투명 시트(626)의 두께는 각 50㎛ 내지 250㎛일 수 있다. 바람직하게는, 투명 시트(321)하부 투명 시트(421) 및 상부 투명 시트(423)의 두께는 각 50㎛ 내지 188㎛일 수 있다.
이 때, 제 1 투명 시트(621), 제 2 투명 시트(624) 및 제 3 투명 시트(626)는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 투명 시트(621, 624, 626)에 대해 10% 내지 40%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 투명 시트(621, 624, 626)에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이와 같이 투명 시트(621, 624, 626)는 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
한편, 제 1 코팅층(622)은 제 1 투명 시트(621) 및 터치 패널을 포함하는 디스플레이 모듈(미도시) 사이에 형성되어, 커버 윈도우(620) 구조의 밸런스를 맞추고, 커버 윈도우(620)의 강성을 강화할 수 있다.
이 때, 제 1 코팅층(622)은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있다. 예를 들어, 제 1 코팅층(622)은 표면을 아크릴로 개질한 SiO2 입자인 무기 바인더 및, 아크릴 바인더인 유기 바인더를 혼합한 것일 수 있다. 이 때, SiO2 입자의 크기는 20nm일 수 있다. 이렇게 제 1 투명 시트(621) 및 터치 패널을 포함하는 디스플레이 모듈(미도시) 사이에 제 1 코팅층(622)을 배치함으로 인하여, 커버 윈도우(620) 구조의 밸런스를 맞추고, 커버 윈도우(620)의 강성을 강화할 수 있다.
한편, 제 1 점착층(623)은 제 1 코팅층(622)이 형성된 제 1 투명 시트(621)와 제 3 투명 시트(626)를 점착할 수 있다. 이 때, 제 1 점착층(623)은 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 제 2 점착층(627)은 제 2 코팅층(625)이 형성된 제 2 투명 시트(624)와 제 3 투명 시트(626)를 점착할 수 있다. 이 때, 제 2 점착층(627)은 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 제 1 점착층(623) 및 제 2 점착층(627)으로 OCA 필름을 사용하는 대신, 핫 멜트 접착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 사용함으로 인하여, 강성이 높고, 휨 특성과 내충격성이 향상된 커버 윈도우(620)를 제조할 수 있다.
한편, 제 2 코팅층(625)은 제 2 투명 시트(624) 상부에 형성되어, 스크래치에 약하고 내약품성이 떨어지는 제 1 투명 시트(621), 제 1 점착층(623), 제 2 투명 시트(624), 제 3 투명 시트(626) 및 제 2 점착층(627)을 보호한다. 이 때, 제 2 코팅층(625)은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있다. 예를 들어, 제 2 코팅층(625)은 표면을 아크릴로 개질한 SiO2 입자인 무기 바인더 및, 아크릴 바인더인 유기 바인더를 혼합한 것일 수 있다. 이 때, SiO2 입자의 크기는 20nm일 수 있다. 이렇게 제 2 투명 시트(624) 상부에 제 2 코팅층(625)을 배치함으로 인하여, 디스플레이의 스크래치 및 눌림으로 인한 외관 불량을 해소할 수 있다.
이 때, 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)의 두께는 10㎛ 내지 80㎛일 수 있다. 바람직하게는, 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)의 두께는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
한편, 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)은 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는, 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)에 대해 40% 내지 60%의 중량 퍼센트로 포함될 수 있다. 이 때, 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게는, 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)에 포함되는 나노 무기 입자는 Al2O3일 수 있다. 이와 같이 제 1 코팅층(622) 및 제 2 코팅층(625)은 나노 무기 입자를 더 포함함으로 인하여 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 제조할 수 있게 된다.
이 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우(620)는 디스플레이 모듈(미도시)의 상부, 즉 디스플레이의 최 외각에 배치되어 디스플레이 패널 및 터치 패널을 보호할 수 있다. 이 때, 커버 윈도우(620)는 디스플레이 모듈(미도시)과 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 점착될 수 있다.
이하에서는 표 2를 참조하여 다양한 커버 윈도우의 특성을 자세하게 설명한다.
[표 2] 다양한 커버 윈도우의 특성 비교
Figure PCTKR2016007253-appb-I000002
표 2는, 강화 유리(glass), 플라스틱 커버 윈도우의 특성을 비교한 것이다. 구체적으로, 강화 유리로 제조된 커버 윈도우, 플라스틱 투명 시트에 코팅층을 형성한 커버 윈도우, 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트 및 적어도 하나의 코팅층을 적층하여, OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면을 플라즈마 처리한 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 점착한 커버 윈도우의 특성을 비교한 것이다.
표 2를 참조하면, 플라스틱 커버 윈도우는 모듈러스 값이 약 5GPa 이하인 데 반해, 강화 유리 커버 윈도우는 모듈러스 값이 약 70GPa으로 매우 단단한 것을 확인할 수 있다.
그럼에도 강화 유리 커버 윈도우의 내충격 값은, 핫 멜트 점착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우 보다 낮은 것을 확인할 수 있다.
이 때, 내충격 값은 일정 무게를 갖는 쇠구슬을 커버 윈도우 위 일정 높이에서 떨어뜨려 커버 윈도우가 쇠구슬의 충격을 견디는지 여부에 따라 결정되는 것으로, 커버 윈도우에 충격이 가해져 균열이 생기기 시작하는 높이를 내충격 값으로 정의할 수 있다.
한편, 플라스틱 투명 시트에 코팅층(HC 코팅)만을 형성한 커버 윈도우의 내충격 값은 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 적층 및 점착하여 제조한 커버 윈도우의 내충격 값보다 낮은 것을 알 수 있다.
한편, OCA 필름(Acrylic OCA)을 이용하여 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 점착하여 제조한 커버 윈도우의 내충격 값은, 핫 멜트(Hot Melt) 점착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우의 내충격 값보다 낮으며, 게다가 휨 특성도 함께 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이 때, 휨 특성은 디스플레이를 벤딩하는 경우, 벤딩하는 힘을 견디는 정도를 의미하며, 휨 특성이 좋다는 것은 디스플레이가 쉽게 벤딩되지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
즉, 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 점착하여 제조한 커버 윈도우, 특히, 핫 멜트 점착제 또는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우는, 하나의 코팅층만을 형성하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우에 비해 향상된 휨 특성, 경도 및 내충격성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 우선 투명 시트를 준비한다(S710). 이 때, 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름일 수 있다. 이 때, 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 투명 시트에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름을 중합하는 과정에서 첨가되는 방식으로 투명 시트에 포함될 수 있다.
그 다음, 투명 시트의 상부에 코팅층을 형성한다(S720). 이 때, 코팅층은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있으며, 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 한편, 코팅층은 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 이용하여 투명 시트의 상부에 형성될 수 있다. 투명 시트의 상부에 코팅층을 형성하는 방법은 이하 도 10을 참조하여 자세히 설명한다.
투명 시트 및 코팅층 중 적어도 하나에 나노 무기 입자를 포함하여 제조된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법으로 제조된 커버 윈도우를 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 디스플레이 모듈의 상부에 점착할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 윈도우의 코팅층을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 우선 유기 바인더 및 무기 바인더를 혼합하여 코팅액을 형성한다(S810). 구체적으로, 유기 바인더, 무기 바인더, 개시제, 솔벤트(solvent) 및 첨가제를 분산하는 방식으로 혼합하여 코팅액을 형성한다. 이 때, 유기 바인더와 유기 바인더의 중량 비율이 1:1일 수 있다.
이 때, 유기 바인더는 아크릴 바인더일 수 있다. 구체적으로, 유기 바인더는 9관능 지방족 우레탄 아크릴레이트일 수 있다. 한편, 무기 바인더는 반응성 아크릴기가 표면 개질된 SiO2일 수 있다. 이 때, 무기 바인더는 반응성 아크릴기가 표면 개질된 Al2O3를 포함할 수 있다. 한편, 개시제는 모노머(monomer) 또는 올리고머(oligomer)인 유기 바인더 및 무기 바인더가 중합되어 폴리머(polymer)가 되도록 촉매 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 개시제는 PI(polyimide)일 수 있다.
그 다음, 혼합된 코팅액을 투명 시트 상부에 도포한다(S820). 구체적으로, 롤투롤 방식을 이용하여 혼합된 코팅액을 투명 시트 상부에 도포할 수 있다. 이 때, 롤투롤 방식은 필름 또는 유리 등 기능성 필름을 제조할 때 사용 가능하며, 얇은 필름에 증착막 두께를 유지하면서 고속 증착을 할 수 있다.
이 때, 도포하는 방식은, 디핑(dipping) 방식, 스프레이(spray) 방식, 슬롯 다이(slot die) 방식 및 그라비아(gravia) 방식 중 어느 하나일 수 있다.
이 때, 디핑 방식은 장치, 부품 등에 플라스틱 막을 씌우는 것으로, 코팅액 속에 투명 시트를 담갔다 꺼내는 방식이다.
한편, 스프레이 방식은 분무기를 사용하여 압축 공기 또는 압송에 의해 코팅액을 안개 상태로 하여 투명 시트 상부에 분무하여 도포하는 것으로, 에어 스프레이, 에어리스 스프레이, 정전 도장 등의 방법이 있다.
한편, 슬롯 다이 방식은 유체인 코팅액을 피스톤 펌프 등에 의해 유동학(rheology)에 의해 설계 및 가공된 상, 하의 금형 판 사이로 구성된 슬롯 다이에 공급하고, 슬롯 다이는 공급받은 코팅액을 투명 시트에 진행 방향의 폭 방향으로 일정하고 균일한 두께로 코팅하는 방법이다.
한편, 그라비아 방식은 저점도 코팅액에 적합한 코팅 방식으로, 표면에 가는 홈이 새겨져 있는 롤이 코팅액이 담겨있는 탱크에 일부 잠겨서 회전하고, 롤 표면에 묻은 코팅액의 양을 닥터 블레이드를 이용하여 조절한 후 투명 시트에 롤을 압박시켜 코팅액을 전사시키는 방식이다.
그 다음, 도시되지는 않았지만, 코팅액의 솔벤트를 제거하기 위하여 코팅액이 도포된 투명 시트를 건조하는 과정이 더 포함될 수 있다.
그 다음, 투명 시트에 도포된 코팅액을 자외선으로 경화한다(S830). 이 때, 자외선 경화는 모노머 또는 올리고머로 구성된 코팅액이, 강한 에너지를 갖는 자외선에 의하여 순간적으로 폴리머로 중합되어 고체가 되도록 하는 것이다.
이로 인해, 고온 처리 없이 플라스틱 투명 시트의 상부에 고경도의 코팅층을 형성하여 디스플레이의 스크래치 및 눌림으로 인한 외관 불량을 해소할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 핫 멜트 점착제를 이용하여 커버 윈도우를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 우선 제 1 투명 시트(이하에서는 하부 투명 시트로 기재함)를 준비한다(S910). 그 다음, 제 2 투명 시트(이하에서는 상부 투명 시트로 기재함)의 상부에 코팅층을 형성한다(S920). 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름일 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름을 중합하는 과정에서 첨가되는 방식으로 투명 시트에 포함될 수 있다.
한편, 코팅층은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있으며, 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 코팅층을 형성하는 방법은 도 10에 대한 설명에 기재된 방법과 동일한 바, 생략한다.
그 다음, 하부 투명 시트의 상부와 코팅층이 형성된 상부 투명 시트의 하부를 핫 멜트 방식으로 점착한다(S930).
이와 같이 투명 시트 및 코팅층 중 적어도 하나에 나노 무기 입자를 포함하여 제조된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
또한, 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 핫 멜트 점착제로 점착함으로 인하여, 하나의 코팅층만을 형성하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우에 비해 향상된 휨 특성, 경도 및 내충격성을 갖는 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법으로 제조된 커버 윈도우를 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 디스플레이 모듈의 상부에 점착할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 커버 윈도우를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 우선 PDMS 필름의 양 표면을 플라즈마 처리한다(S1010). 구체적으로, PDMS의 표면을 O2 플라즈마 처리하고, 투명 시트의 표면은 N2 플라즈마 처리하여 사용한다.
그 다음, 제 1 투명 시트(이하에서는 하부 투명 시트로 기재함)를 준비한다(S1020). 그 다음, 제 2 투명 시트(이하에서는 상부 투명 시트로 기재함)의 상부에 코팅층을 형성한다(S1030). 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름일 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름을 중합하는 과정에서 첨가되는 방식으로 투명 시트에 포함될 수 있다.
한편, 코팅층은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있으며, 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 코팅층을 형성하는 방법은 도 10에 대한 설명에 기재된 방법과 동일한 바, 생략한다.
그 다음, 하부 투명 시트의 상부와 코팅층이 형성된 상부 투명 시트의 하부를 표면을 플라즈마 처리한 PDMS로 점착한다(S1040).
이와 같이 투명 시트 및 코팅층 중 적어도 하나에 나노 무기 입자를 포함하여 제조된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
또한, 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 표면이 플라즈마 처리된 PDMS로 점착함으로 인하여, 하나의 코팅층만을 형성하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우에 비해 향상된 휨 특성, 경도 및 내충격성을 갖는 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법으로 제조된 커버 윈도우를 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 디스플레이 모듈의 상부에 점착할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구조의 밸런스를 맞춰 적층한 커버 윈도우를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 우선 제 1 투명 시트(이하에서는 하부 투명 시트로 기재함)의 상부에 제 1 코팅층(이하에서는 하부 코팅층으로 기재함)을 형성한다(S1110). 그 다음, 제 2 투명 시트(이하에서는 상부 투명 시트로 기재함)의 상부에 제 2 코팅층(이하에서는 상부 코팅층으로 기재함)을 형성한다(S1120). 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름일 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 하부 투명 시트 및 상부 투명 시트에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름을 중합하는 과정에서 첨가되는 방식으로 투명 시트에 포함될 수 있다.
한편, 하부 코팅층 및 상부 코팅층은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있으며, 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 하부 코팅층 및 상부 코팅층을 형성하는 방법은 도 8에 대한 설명에 기재된 방법과 동일한 바, 생략한다.
한편, 설명의 편의를 위하여 하부 투명 시트에 하부 코팅층을 형성한 후 상부 투명 시트에 상부 코팅층을 형성하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 실제 구현시에는 상부 및 하부 코팅층 형성의 순서가 바뀌거나 동시에 형성될 수 있다.
그 다음, 하부 코팅층이 형성된 하부 투명 시트의 하부와 상부 코팅층이 형성된 상부 투명 시트의 상부를 핫 멜트 방식으로 점착한다(S1130). 한편, 설명의 편의를 위하여 하부 코팅층이 형성된 하부 투명 시트의 하부와 상부 코팅층이 형성된 상부 투명 시트의 상부를 핫 멜트 방식으로 점착하는 것으로 한정하여 도시하고 설명하였지만, 실제 구현시에는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 점착할 수도 있다.
이와 같이 투명 시트 및 코팅층 중 적어도 하나에 나노 무기 입자를 포함하여 제조된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
또한, 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나로 점착함으로 인하여, 하나의 코팅층만을 형성하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우에 비해 향상된 휨 특성, 경도 및 내충격성을 갖는 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법으로 제조된 커버 윈도우를 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 디스플레이 모듈의 상부에 점착할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따라 코어층을 포함한 커버 윈도우를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 우선 제 1 투명 시트의 상부에 제 1 코팅층을 형성한다(S1210). 그 다음, 제 2 투명 시트의 상부에 제 2 코팅층을 형성한다(S1220). 이 때, 제 1 투명 시트 및 제 2 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름일 수 있다. 이 때, 제 1 투명 시트 및 제 2 투명 시트는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나를 모재로 하여 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 투명 시트 및 제 2 투명 시트에 포함되는 나노 무기 입자는 SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 PET, PEN, PMMA 및 CPI 중 적어도 하나의 필름을 중합하는 과정에서 첨가되는 방식으로 투명 시트에 포함될 수 있다.
한편, 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층은 실리카 유무기 복합 조성일 수 있으며, 나노 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 나노 무기 입자는 Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나일 수 있다. 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층을 형성하는 방법은 도 8에 대한 설명에 기재된 방법과 동일한 바, 생략한다.
한편, 설명의 편의를 위하여 제 1 투명 시트에 제 1 코팅층을 형성한 후 제 2 투명 시트에 제 2 코팅층을 형성하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 실제 구현시에는 제 1 코팅층 및 제 2 코팅층 형성의 순서가 바뀌거나 동시에 형성될 수 있다.
그 다음, 제 3 투명 시트의 한쪽 면에 제 1 코팅층이 형성된 제 1 투명 시트의 하부를 핫 멜트 방식으로 점착한다(S1230). 그 다음, 제 3 투명 시트의 다른 한쪽 면에 제 2 코팅층이 형성된 제 2 투명 시트의 하부를 핫 멜트 방식으로 점착한다(S1240). 한편, 설명의 편의를 위하여 제 3 투명 시트와 제 1 투명 시트를 점착 후, 제 3 투명 시트의 다른 면에 제 2 투명 시트를 점착하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 각 점착의 순서가 바뀌거나, 동시에 수행될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위하여 제 3 투명 시트의 한쪽 면과 제 1 코팅층이 형성된 제 1 투명 시트의 하부의 점착, 및 제 3 투명 시트의 다른 한쪽 면과 제 2 코팅층이 형성된 제 2 투명 시트의 하부의 점착이 핫 멜트 방식으로 이루어지는 것으로 한정하여 도시하고 설명하였지만, 실제 구현시에는 표면이 플라즈마 처리된 PDMS를 이용하여 점착할 수도 있다.
이와 같이 투명 시트 및 코팅층 중 적어도 하나에 나노 무기 입자를 포함하여 제조된 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우는 경도가 증가하고, 이로 인해 강성을 유지하여 눌림이 없으면서도 보다 얇은 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
또한, 적어도 하나의 플라스틱 투명 시트와 적어도 하나의 코팅층을 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나로 점착함으로 인하여, 하나의 코팅층만을 형성하여 제조한 플라스틱 커버 윈도우에 비해 향상된 휨 특성, 경도 및 내충격성을 갖는 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법으로 제조된 커버 윈도우를 OCA 필름, 핫 멜트 점착제 및 표면이 플라즈마 처리된 PDMS 중 어느 하나를 이용하여 디스플레이 모듈의 상부에 점착할 수 있다.
이상과 같은 방법으로 제조된 디스플레이 패널을 보호하기 위한 커버 윈도우는 눌림이 없으면서도 쉽게 벤딩할 수 있고, 휨 특성과 내충격성이 동시에 향상된 커버 윈도우를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우(cover window)에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 광을 투과하며, 나노 무기 입자를 포함하는 투명 시트; 및
    상기 투명 시트 상부에 배치되는 코팅층;을 포함하는 커버 윈도우.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노 무기 입자는, SiO2, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나노 무기 입자는, 상기 투명 시트에 대해 10% 내지 40%의 중량 퍼센트로 상기 투명 시트에 포함되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 시트의 두께는, 50㎛ 내지 190㎛인 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명 시트는, PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 및 CPI(Colorless Polyimide) 중 적어도 하나를 모재로 하는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 시트와 상기 코팅층은 핫 멜트(hot melt) 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)를 이용하여 점착되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  7. 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 광을 투과하는 투명 시트; 및
    상기 투명 시트 상부에 배치되며, 나노 무기 입자를 포함하는 코팅층;을 포함하는 커버 윈도우.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 나노 무기 입자는, Al2O3 및 ZrO2 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는, 10㎛ 내지 80㎛인 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 나노 무기 입자는, 상기 투명 시트에 대해 40% 내지 60%의 중량 퍼센트로 상기 코팅층에 포함되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 투명 시트와 상기 코팅층은 핫 멜트 또는 PDMS를 이용하여 점착되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  12. 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 광을 투과하는 하부 투명 시트;
    상기 하부 투명 시트의 상부에 배치되는 핫 멜트 점착층;
    상기 핫 멜트 점착층 상부에 배치되는 상부 투명 시트; 및
    상기 상부 투명 시트의 상부에 배치되는 상부 코팅층;을 포함하는 커버 윈도우.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 및 상기 하부 투명 시트의 사이에 배치되는 하부 코팅층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
  14. 디스플레이 패널을 보호하는 커버 윈도우에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 광을 투과하는 제 1 투명 시트;
    상기 제 1 투명 시트의 상부에 배치되는 플라즈마 표면 처리된 제 1 PDMS 점착층;
    상기 플라즈마 표면 처리된 PDMS 점착층 상부에 배치되는 제 2 투명 시트; 및
    상기 제 2 투명 시트 상부에 배치되는 코팅층;을 포함하는 커버 윈도우.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플라즈마 표면 처리된 PDMS 점착층 상부에 배치되는 제 3 투명 시트; 및
    상기 제 3 투명 시트 상부에 배치되는 플라즈마 표면 처리된 제 2 PDMS 점착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
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