KR20180052810A - 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20180052810A
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신헌정
오혜진
이정섭
김경태
김보아
김상훈
박상일
오현준
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Abstract

본 개시는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 제1 필름, 상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 접착층의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하이다.

Description

표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치{COVER WINDOW FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 개시는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device)나 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode display device)가 표시 장치로서 적용된 다양한 모바일 전자 기기들이 사용되고 있다.
이러한 모바일 기기에 사용되는 통상의 표시 장치에서, 표시 패널의 전방에는 사용자가 표시부를 볼 수 있도록 투명하게 구성된 커버 윈도우가 구비되어 있다. 상기 커버 윈도우는 장치의 가장 외부에 형성된 구성이기 때문에, 기기 내부의 표시 패널 등을 보호할 수 있도록 외부 충격에 강해야 한다.
나아가, 스위치나 키보드를 입력장치로 사용하던 종래의 방식 대신, 최근에는 표시 화면과 일체로 이루어진 터치 패널을 사용하는 구조가 널리 보급되어, 종래의 모바일 기기에 비해 커버 윈도우의 표면이 손가락 등과 접촉하는 일이 많아지게 되어, 보다 강한 강도가 요구되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블 표시 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이러한 표시 장치에 적용되는 커버 윈도우는 접을 수 있는 유연성을 가진 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
그러나, 커버 윈도우의 강도와 유연성은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있으므로, 이를 동시에 구현하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
실시예들은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 제1 필름, 상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 접착층의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하이다.
상기 접착층의 저장 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하일 수 있다.
상기 접착층의 손실 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하일 수 있다.
상기 접착층의 상기 저장 탄성 계수에 대한 상기 손실 탄성 계수의 비는 0.01 이상이고, 100 이하일 수 있다.
상기 접착층의 접착력은 500gf 이상이고, 3000gf 이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 1㎛ 이상이고, 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 20㎛ 이상이고, 30㎛ 이하일 수 있다.
상기 커버 윈도우의 두께는 1㎛ 이상이고, 500㎛ 이하일 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치용 커버 윈도우는 상기 제2 필름 위에 위치하는 제3 필름을 더 포함하고, 상기 접착층은 상기 제2 필름과 상기 제3 필름 사이에 더 위치할 수 있다.
상기 접착층의 탄성 계수는 두께 방향을 따라 점차적으로 변할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 및 상기 커버 윈도우 위에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 커버 윈도우는 제1 필름, 상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고, 상기 접착층의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하이다.
상기 접착층의 저장 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하일 수 있다.
상기 접착층의 손실 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하일 수 있다.
상기 접착층의 상기 저장 탄성 계수에 대한 상기 손실 탄성 계수의 비는 0.01 이상이고, 100 이하일 수 있다.
상기 접착층의 접착력은 500gf 이상이고, 3000gf 이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 1㎛ 이상이고, 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 20㎛ 이상이고, 30㎛ 이하일 수 있다.
상기 커버 윈도우의 두께는 1㎛ 이상이고, 500㎛ 이하일 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 제2 필름 위에 위치하는 제3 필름을 더 포함하고, 상기 접착층은 상기 제2 필름과 상기 제3 필름 사이에 더 위치할 수 있다.
상기 접착층의 탄성 계수는 두께 방향을 따라 점차적으로 변할 수 있다.
실시예들에 따르면 접을 수 있으면서도 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지는 표시 장치용 커버 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 접착력에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 두께에 따른 변형율(strain)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
먼저, 도 1을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치(1000)는 표시 패널(100), 표시 패널(100) 위에 위치하는 커버 윈도우(300), 표시 패널(100)과 커버 윈도우(300) 사이에 위치하는 접착층(200), 커버 윈도우(300) 위에 위치하는 코팅층(400)을 포함한다.
표시 패널(100)은 플렉서블(flexible)하거나, 스트렛쳐블(stretchable)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)할 수 있다. 표시 패널(100)은 구부러질 수 있다.
표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널로 이루어질 수 있다. 표시 패널(100)은 기판 및 기판 위에 위치하는 복수의 박막 트랜지스터 및 복수의 전극 등을 포함할 수 있다. 이때, 기판이 플렉서블하거나, 스트렛쳐블하거나, 폴더블하거나, 벤더블하거나, 롤러블함으로써, 표시 패널(100)이 플렉서블하거나, 스트렛쳐블하거나, 폴더블하거나, 벤더블하거나, 롤러블할 수 있다.
상기에서 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널로 이루어진 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에 의한 표시 패널(100)은 액정 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널 등으로 이루어질 수도 있다.
표시 패널(100) 위에는 광학층이 더 위치할 수 있다. 또한, 광학층이 표시 패널(100) 내에 내장될 수도 있다. 광학층은 위상 지연층, 편광층 등을 포함할 수 있다.
접착층(200)은 광학 투명 접착제(optical clear adhesive, OCA), 광학 투명 레진(optical clear resin, OCR), 감압 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA) 등을 포함할 수 있다. 접착층(200)은 표시 패널(100)과 커버 윈도우(300) 사이에 위치하여, 표시 패널(100)과 커버 윈도우(300)를 접착하는 역할을 한다.
커버 윈도우(300)는 표시 패널(100) 상에 위치하여 접착층(200)에 의해 표시 패널(100)에 접착될 수 있으며, 외부의 간섭으로부터 표시 패널(100)을 보호하는 역할을 한다. 커버 윈도우(300)의 두께는 1㎛ 이상이고, 500㎛ 이하일 수 있다. 커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치하는 접착층(320)을 포함한다.
제1 필름(310)은 표시 패널(100) 위에 위치하고 있으며, 표시 패널(100)과 인접하고 있다. 즉, 제2 필름(330)과 표시 패널(100) 사이의 거리보다 제1 필름(310)과 표시 패널(100) 사이의 거리가 더 가깝다.
제2 필름(330)은 제1 필름(310) 위에 위치하고 있으며, 코팅층(400)과 인접하고 있다. 즉, 제1 필름(310)과 코팅층(400) 사이의 거리보다 제2 필름(330)과 코팅층(400) 사이의 거리가 더 가깝다.
제1 필름(310)과 제2 필름(330)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
접착층(320)은 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치한다. 접착층(320)은 제1 필름(310) 및 제2 필름(330)보다 낮은 탄성 계수를 가지는 탄성중합체로 이루어질 수 있다. 접착층(320)에 의해 표시 장치(1000)를 구부리거나 접을 때 발생하는 스트레스를 저감시켜 표시 장치(1000)의 폴딩 특성 향상시킬 수 있다. 또한, 접착층(320)이 탄성력을 가지므로 반발 및 복원 특성을 통해 경도를 향상시킬 수 있다.
접착층(320)은 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane)등의 열, 압착 등의 공정으로 접착할 수 있는 필름 형태로 이루어질 수 있다. 또한 접착층(320)은 이에 한정되지 않으며, 우레탄(urethane), 아크릴(Acryl) 및 실리콘계 물질 등의 광학 투명 접착제(optical clear adhesive, OCA)나 광학 투명 레진(optical clear resin, OCR)으로 이루어질 수도 있다. 접착층(320)은 단일 물질로 이루어질 수도 있고, 2종 이상의 물질로 이루어질 수도 있다.
코팅층(400)은 제2 필름(330)의 표면에 코팅되어 있으며, 기능적 코팅층(functional coating layer)으로서 형성되어 있다. 코팅층(400)은 하드 코팅(Hard coating), 지문 방지 코팅(Anti-Finger coating, AF), 무반사 코팅(Anti-Reflection coating, AR), 눈부심 방지 코팅(Anti-glare coating, AG) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수(Lap Shear modulus)에 대해 설명한다.
도 2는 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
탄성 한계 내에서는 전단 응력과 이에 수반하는 전단변형률의 비가 주어진 재료에 대하여 일정하며, 이러한 비를 전단 탄성 계수라 한다.
폴딩 특성을 알아보기 위해 표시 장치를 복수 회 구부리는 실험을 진행하였으며, 커버 윈도우에 손상이 발생하기 시작할 때의 폴딩 횟수를 나타내었다.
또한, 경도 특성을 알아보기 위해 표시 장치에 연필 경도 시험을 진행하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 증가할수록 폴딩 횟수는 감소하는 경향을 나타내고 있다. 또한, 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 증가할수록 연필 경도는 증가하는 경향을 나타내고 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 20kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회일 때까지 커버 윈도우에 손상이 발생하지 않고 견딜 수 있다. 커버 윈도우의 전단 탄성 계수가 약 20kPa인 표시 장치의 경우 연필 경도 B 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 30kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 210000회이고, 연필 경도 HB 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 40kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회이고, 연필 경도 F 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 50kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 180000회이고, 연필 경도 H 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 60kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 160000회이고, 연필 경도 4H 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 70kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 130000회이고, 연필 경도 5H 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 80kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 90000회이고, 연필 경도 9H 정도의 경도를 가질 수 있다.
본 실험에서 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 표시 장치의 폴딩 특성 및 경도에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 20kPa 이상이고, 약 50kPa 이하일 때 폴딩 횟수가 약 200000회 정도로 우수하면서, 연필 경도가 B 이상이다. 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 20kPa 미만인 경우에는 경도가 낮아 적절하지 않고, 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 50kPa 초과인 경우에는 폴딩 특성이 낮아 적절하지 않다. 따라서, 폴딩 특성과 경도를 함께 고려하면, 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수는 약 20kPa 이상이고, 약 50kPa 이하인 것이 바람직하다.
아울러, 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수에 따른 스크래치 특성을 살펴보기 위해 스틸울실험(steel wool test)을 진행하였다. 실험 결과 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수가 약 20kPa 미만인 경우 스크래치 불량이 발생하였다. 또한, 접착층의 전단 탄성 계수가 약 20kPa 이상이고, 약 80kPa 이하인 범위에서는 스크래치 불량이 발생하지 않았다. 따라서, 경도, 폴딩 특성 및 스크래치 특성을 모두 고려할 경우 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수는 약 20kPa 이상이고, 약 50kPa 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수(Storage modulus)에 대해 설명한다.
도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 증가할수록 폴딩 횟수는 감소하는 경향을 나타내고 있다. 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 증가할수록 연필 경도는 증가하는 경향을 나타내고 있다.
커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 약 100kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회 이상일 때까지 커버 윈도우에 손상이 발생하지 않고 견딜 수 있다. 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 약 100kPa인 표시 장치의 경우 연필 경도 HB 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 약 1MPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회 이상이고, 연필 결도 HB 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 약 10MPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회이고, 연필 경도 3H 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 약 100MPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 50000회이고, 연필 경도 7H 이상의 경도를 가질 수 있다.
본 실험에서 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수가 표시 장치의 폴딩 특성 및 경도에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 폴딩 특성과 경도를 함께 고려하면, 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수는 약 100kPa 이상이고, 약 10MPa 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수(Loss modulus)에 대해 설명한다.
도 4는 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 증가할수록 폴딩 횟수는 감소하는 경향을 나타내고 있다. 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 증가할수록 연필 경도는 증가하는 경향을 나타내고 있다.
커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 약 100kPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회 이상일 때까지 커버 윈도우에 손상이 발생하지 않고 견딜 수 있다. 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 약 100kPa인 표시 장치의 경우 연필 경도 HB 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 약 1MPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회 이상이고, 연필 결도 HB 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 약 10MPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회이고, 연필 경도 3H 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 약 100MPa인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 50000회이고, 연필 경도 7H 이상의 경도를 가질 수 있다.
본 실험에서 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수가 표시 장치의 폴딩 특성 및 경도에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 폴딩 특성과 경도를 함께 고려하면, 커버 윈도우의 접착층의 손실 탄성 계수는 약 100kPa 이상이고, 약 10MPa 이하인 것이 바람직하다.
도 3 및 도 4의 실험 결과를 함께 고려하면, 커버 윈도우의 접착층의 저장 탄성 계수에 대한 손실 탄성 계수의 비는 0.01 이상이고, 100 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 접착력에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 접착력에 따른 폴딩 횟수 및 연필 경도를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우의 접착층의 접착력이 증가할수록 폴딩 횟수가 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내고 있다. 또한, 커버 윈도우의 접착층의 접착력이 증가할수록 연필 경도는 증가하는 경향을 나타내고 있다.
커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 500gf인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회일 때까지 커버 윈도우에 손상이 발생하지 않고 견딜 수 있다. 커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 500fg인 표시 장치의 경우 연필 경도 F 정도의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 1000gf인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 230000회이고, 연필 경도 F 이상의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 1500gf인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 240000회이고, 연필 경도 F 이상의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 2000gf인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 240000회이고, 연필 경도 F 이상의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 2500gf인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 230000회이고, 연필 경도 F 이상의 경도를 가질 수 있다.
커버 윈도우의 접착층의 접착력이 약 3000gf인 표시 장치의 경우 폴딩 횟수가 약 200000회이고, 연필 경도 H 정도의 경도를 가질 수 있다.
본 실험에서 커버 윈도우의 접착층의 접착력이 표시 장치의 폴딩 특성에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 폴딩 특성을 고려하면, 커버 윈도우의 접착층의 접착력은 약 500gf 이상이고, 약 3000gf 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 두께에 대해 설명한다.
도 6은 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우의 접착층의 두께에 따른 변형율(strain)을 나타낸 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우의 접착층의 두께가 증가할수록 제1 필름 하부에서의 변형율이 증가하는 경향을 나타내고 있다. 제1 필름 하부는 제1 필름(도 1의 310)과 접착층(도 1의 200) 사이의 경계 면을 의미한다. 커버 윈도우의 접착층의 두께가 증가할수록 제2 필름 하부에서의 변형율이 감소하는 경향을 나타내고 있다. 제2 필름 하부는 제2 필름(도 1의 330)과 커버 윈도우(도 1의 300)의 접착층(도 1의 320) 사이의 경계 면을 의미한다.
커버 윈도우 내에 접착층이 없는 경우 제1 필름 하부에서의 변형율은 약 1%이고, 제2 필름 하부에서의 변형율은 약 6%이다.
커버 윈도우의 접착층의 두께가 약 10㎛인 경우 제1 필름 하부에서의 변형율은 약 3% 이상이고, 제2 필름 하부에서의 변형율은 약 5% 이하이다.
커버 윈도우의 접착층의 두께가 약 20㎛인 경우 제1 필름 하부에서의 변형율은 약 4%이고, 제2 필름 하부에서의 변형율은 약 4% 이상이다.
커버 윈도우의 접착층의 두께가 약 30㎛인 경우 제1 필름 하부에서의 변형율은 약 5%이고, 제2 필름 하부에서의 변형율은 약 4%이다.
커버 윈도우의 접착층의 두께가 약 40㎛인 경우 제1 필름 하부에서의 변형율은 약 6%이고, 제2 필름 하부에서의 변형율은 약 4%이다.
커버 윈도우의 접착층의 두께가 약 50㎛인 경우 제1 필름 하부에서의 변형율은 약 7%이고, 제2 필름 하부에서의 변형율은 약 4%이다.
본 실험에서 커버 윈도우의 접착층의 두께가 제1 필름 하부 및 제2 필름 하부에서의 변형율에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 커버 윈도우의 접착층의 두께는 1㎛ 이상 50㎛ 이하로 형성할 수 있다. 제1 필름 하부에서의 변형율을 최소화하기 위해 커버 윈도우의 접착층의 두께를 1㎛로 하면, 제2 필름 하부에서의 변형율이 상대적으로 높아진다. 제2 필름 하부에서의 변형율을 최소화하기 위해 커버 윈도우의 접착층의 두께를 50㎛로 하면, 제1 필름 하부에서의 변형율이 상대적으로 높아진다. 따라서, 제1 필름 하부에서의 변형율과 제2 필름 하부에서의 변형율을 함께 고려하면, 커버 윈도우의 접착층의 두께는 약 20㎛ 이상이고, 약 30㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 실험 결과들을 종합하면, 커버 윈도우의 접착층의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하이고, 접착층의 저장 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하이고, 접착층의 손실 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하이고, 접착층의 저장 탄성 계수에 대한 손실 탄성 계수의 비는 0.01 이상이고, 100 이하이고, 접착층의 접착력은 500gf 이상이고, 3000gf 이하이고, 접착층의 두께는 20㎛ 이상이고, 30㎛ 이하인 것이 바람직하다.
일반적인 감압 접착제(PSA)의 경우 전단 탄성 계수가 10kPa 이상이고, 20kPa 이하이며, 저장 탄성 계수가 1kPa 이상이고, 10kPa 이하이다. 본 실시예에서는 일반적인 감압 접착제(PSA)에 가교제(cross-linker)를 이용하여 가교 결합(cross-linking)을 형성하여 물성을 변화 시킬 수 있다. 물성이 변한 감압 접착제(PSA)의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하이고, 저장 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하일 수 있다. 이처럼 물성이 변한 감압 접착제(PSA)를 커버 윈도우의 접착층으로 이용할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 커버 윈도우가 제3 필름을 더 포함한다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 7은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 의한 표시 장치(1000)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 표시 패널(100), 커버 윈도우(300) 및 코팅층(400)을 포함한다.
커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제3 필름(350)을 포함한다. 앞선 실시예에서는 커버 윈도우(300)가 두 개의 필름을 포함하고, 본 실시예에서는 세 개의 필름을 포함한다. 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 커버 윈도우(300)가 네 개 이상의 필름을 포함할 수도 있다.
제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 접착층(320)이 위치하고, 제2 필름(330)과 제3 필름(350) 사이에도 접착층(340)이 위치한다. 커버 윈도우(300)의 접착층(320, 340)은 제1 필름(310), 제2 필름(330) 및 제3 필름(350)보다 낮은 탄성 계수를 가지는 탄성중합체로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 커버 윈도우에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 8에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 커버 윈도우의 접착층이 두께 방향을 따라 상이한 물성을 가진다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 8은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 의한 표시 장치(1000)는 앞선 실시예와 마찬가지로, 표시 패널(100), 커버 윈도우(300) 및 코팅층(400)을 포함한다. 커버 윈도우(300)는 제1 필름(310), 제2 필름(330), 제1 필름(310)과 제2 필름(330) 사이에 위치하는 접착층(320)을 포함한다.
접착층(320)은 제1 접착층(320a), 제2 접착층(320b), 제3 접착층(320c), 제4 접착층(320d) 및 제5 접착층(320e)을 포함할 수 있다. 제1 접착층(320a), 제2 접착층(320b), 제3 접착층(320c), 제4 접착층(320d) 및 제5 접착층(320e)은 서로 다른 물성을 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 접착층(320a)의 탄성 계수가 제2 접착층(320b)의 탄성 계수보다 높을 수 있고, 제2 접착층(320b)의 탄성 계수가 제3 접착층(320c)의 탄성 계수보다 높을 수 있다. 제3 접착층(320c)의 탄성 계수가 제4 접착층(320d)의 탄성 계수보다 높을 수 있고, 제4 접착층(320d)의 탄성 계수가 제5 접착층(320e)의 탄성 계수보다 높을 수 있다. 즉, 제1 접착층(320a)에서 제5 접착층(320e)으로 갈수록 탄성 계수가 낮아질 수 있다. 상기에서 접착층(320)의 탄성 계수가 5단계로 점차적으로 낮아지는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 접착층(320)의 탄성 계수가 하부 면에서 상부 면으로 갈수록 연속적으로 낮아질 수 있다.
다른 예로서, 제1 접착층(320a)의 탄성 계수가 제2 접착층(320b)의 탄성 계수보다 낮을 수 있고, 제2 접착층(320b)의 탄성 계수가 제3 접착층(320c)의 탄성 계수보다 낮을 수 있다. 제3 접착층(320c)의 탄성 계수가 제4 접착층(320d)의 탄성 계수보다 낮을 수 있고, 제4 접착층(320d)의 탄성 계수가 제5 접착층(320e)의 탄성 계수보다 낮을 수 있다. 즉, 제1 접착층(320a)에서 제5 접착층(320e)으로 갈수록 탄성 계수가 높아질 수 있다. 상기에서 접착층(320)의 탄성 계수가 5단계로 점차적으로 높아지는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 접착층(320)의 탄성 계수가 하부 면에서 상부 면으로 갈수록 연속적으로 높아질 수 있다.
또 다른 예로서, 제1 접착층(320a)의 탄성 계수가 제2 접착층(320b)의 탄성 계수보다 낮을 수 있고, 제2 접착층(320b)의 탄성 계수가 제3 접착층(320c)의 탄성 계수보다 낮을 수 있다. 제3 접착층(320c)의 탄성 계수가 제4 접착층(320d)의 탄성 계수보다 높을 수 있고, 제4 접착층(320d)의 탄성 계수가 제5 접착층(320e)의 탄성 계수보다 높을 수 있다. 즉, 제1 접착층(320a)에서 제5 접착층(320e)으로 갈수록 탄성 계수가 높아지다가 다시 낮아질 수 있다. 상기에서 접착층(320)의 탄성 계수가 5단계로 점차적으로 높아지다가 낮아지는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 접착층(320)의 탄성 계수가 중심으로부터 하부 면 및 상부 면으로 갈수록 연속적으로 낮아질 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 접착층(320)의 탄성 계수는 두께 방향을 따라 점차적으로 변할 수 있다. 또한, 접착층(320)의 다른 물성이 두께 방향을 따라 점차적으로 변할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 패널
300: 커버 윈도우
310: 제1 필름
320: 접착층
330: 제2 필름
400: 코팅층

Claims (20)

  1. 제1 필름,
    상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고,
    상기 접착층의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접착층의 저장 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 접착층의 손실 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 접착층의 상기 저장 탄성 계수에 대한 상기 손실 탄성 계수의 비는 0.01 이상이고, 100 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 접착층의 접착력은 500gf 이상이고, 3000gf 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 1㎛ 이상이고, 50㎛ 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 20㎛ 이상이고, 30㎛ 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우의 두께는 1㎛ 이상이고, 500㎛ 이하인 표시 장치용 커버 윈도우.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 필름 위에 위치하는 제3 필름을 더 포함하고,
    상기 접착층은 상기 제2 필름과 상기 제3 필름 사이에 더 위치하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 접착층의 탄성 계수는 두께 방향을 따라 점차적으로 변하는 표시 장치용 커버 윈도우.
  11. 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 및
    상기 커버 윈도우 위에 위치하는 코팅층을 포함하고,
    상기 커버 윈도우는
    제1 필름,
    상기 제1 필름 위에 위치하는 제2 필름, 및
    상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 위치하고, 탄성중합체를 포함하는 접착층을 포함하고,
    상기 접착층의 전단 탄성 계수는 20kPa 이상이고, 50kPa 이하인 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 접착층의 저장 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하인 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 접착층의 손실 탄성 계수는 100kPa 이상이고, 10MPa 이하인 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 접착층의 상기 저장 탄성 계수에 대한 상기 손실 탄성 계수의 비는 0.01 이상이고, 100 이하인 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 접착층의 접착력은 500gf 이상이고, 3000gf 이하인 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 1㎛ 이상이고, 50㎛ 이하인 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 20㎛ 이상이고, 30㎛ 이하인 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우의 두께는 1㎛ 이상이고, 500㎛ 이하인 표시 장치.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 필름 위에 위치하는 제3 필름을 더 포함하고,
    상기 접착층은 상기 제2 필름과 상기 제3 필름 사이에 더 위치하는 표시 장치.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 접착층의 탄성 계수는 두께 방향을 따라 점차적으로 변하는 표시 장치.
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