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KR102269133B1 - 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102269133B1
KR102269133B1 KR1020140052978A KR20140052978A KR102269133B1 KR 102269133 B1 KR102269133 B1 KR 102269133B1 KR 1020140052978 A KR1020140052978 A KR 1020140052978A KR 20140052978 A KR20140052978 A KR 20140052978A KR 102269133 B1 KR102269133 B1 KR 102269133B1
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 가요시 스트레스가 완화된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 위하여, 본 발명의 일 관점에 따르면, 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 일면에 배치되는 보호필름 및 상기 플렉서블 기판과 상기 보호필름 사이에 개재되며, 복수개의 패턴들을 갖도록 배치된, 점착층을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법{Flexible display apparatus and method for manufacturing the same}
본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가요시 스트레스가 완화된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 관심이 높아짐에 따라 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 종래의 글라스재 기판이 아닌 합성 수지 등과 같은 재질의 플렉서블 기판을 이용한다. 이러한 플렉서블 기판은 플렉서블 특성을 갖기에, 제조공정 등에서 핸들링이 용이하지 않다는 문제점을 갖는다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 충분한 강성(rigidity)을 갖는 지지기판 상에 플렉서블 기판을 형성하여 여러 공정을 거친 후, 플렉서블 기판을 지지기판으로부터 분리하는 과정을 거친다.
그러나 이러한 종래의 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법에는, 지지기판으로부터 플렉서블 기판을 분리한 후 플렉서블 기판의 보호를 위해 하부 필름을 부착하기 위해 플렉서블 기판과 하부 필름 사이에 도포되는 점착 물질에 의해 가요시 플렉서블 기판에 스트레스가 가해진다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 가요시 스트레스가 완화된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 일면에 배치되는 보호필름 및 상기 플렉서블 기판과 상기 보호필름 사이에 개재되며, 복수개의 패턴들을 갖도록 배치된, 점착층을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 점착층은 다각형, 원형 또는 타원형의 패턴들을 가질 수 있다.
상기 점착층이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 존재하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 일면에 배치되며, 복수개의 패턴들을 갖도록 배치된 보호필름 및 상기 플렉서블 기판과 상기 보호필름 사이에 개재되는, 점착층을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 보호필름은 다각형, 원형 또는 타원형의 패턴들을 가질 수 있다.
상기 보호필름이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 보호필름이 배치되어 있지 않을 수 있다.
상기 보호필름이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 배치되어 있지 않을 수 있다.
상기 보호필름의 패턴간격에 상기 플렉서블 기판이 노출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 플렉서블 기판을 준비하는 단계, 플렉서블 기판 일면에 패턴을 갖는 점착층을 형성하는 단계 및 점착층이 형성된 플렉서블 기판 일면에 보호필름을 배치하는 단계를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
상기 점착층을 형성하는 단계는, 점착층이 다각형, 원형 또는 타원형의 패턴들을 갖도록 형성하는 단계일 수 있다.
상기 점착층을 형성하는 단계는, 점착층을 형성하는 복수개의 패턴들 사이에 는 점착물질이 배치되어 있지 않도록 형성하는 단계일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가요시 스트레스가 완화된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 저면도이다.
도 2은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치를 II-II방향으로 자른 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 저면도이다.
도 5는 도 4의 플렉서블 디스플레이 장치를 IV-IV방향으로 자른 단면의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 또 다른 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치의 제조공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
한편, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 2은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치를 II-II방향으로 자른 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판(100), 플렉서블 기판(100) 상에 배치되는 유기발광소자(200), 보호필름(300) 및 점착층(310)을 구비한다.
플렉서블 기판(100)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, 금속재, 또는PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다.
유기발광소자(200)는 플렉서블 기판(100) 상에 배치되며, 복수개의 화소들을 포함하여 디스플레이층(미도시)을 이룬다. 예컨대 디스플레이층은 복수개의 박막 트랜지스터(TFT)들과 이에 연결된 화소전극들을 포함하는 유기발광 디스플레이층일 수도 있고, 액정 디스플레이층일 수도 있다.
보호필름(300)은 플렉서블 기판(100)의 일면에 배치될 수 있는데, 상술한 것과 같이 플렉서블 기판(100)의 상면에 유기발광소자(200)가 배치되고 플렉서블 기판(100)의 하면에는 보호필름(300)이 배치될 수 있다. 보호필름(300)은 플렉서블 기판(100) 하면의 전면(全面)에 걸쳐 배치될 수 있다. 플렉서블 기판(100)은 글래스 기판에 비하여 강성이 떨어지는 플라스틱 재료로 형성되기 때문에, 플렉서블 기판(100) 하면에 보호필름(300)을 부착하여 플렉서블 기판(100) 보호, 외부 스크레치 방지 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 이러한 보호필름(300)은 플렉서블 기판(100)과 마찬가지로 플렉서블한 특성을 가지며, 예컨대 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재로 형성될 수 있다.
점착층(310)은 플렉서블 기판(100)과 보호필름(300) 사이에 개재되어 플렉서블 기판(100)에 보호필름(300)이 부착되도록 할 수 있다. 점착층(310)은 바람직하게는 실리콘으로 형성될 수 있으나, 접착 성질을 갖는 것이면 족하며 반드시 이에 한정되지는 않는다. 점착층(310)은 플렉서블 기판(100)과 보호필름(300)을 부착할 정도의 점착력을 가지면 충분하고, 대략 0.01kgf/cm2 내지 10kgf/cm2정도의 점착력을 가지는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고, 플렉서블 기판 및 하부필름의 크기 및 재질 등에 따라 변형이 가능하다.
이러한 점착층(310)은 도 1에 도시된 것과 같이 복수개의 패턴들을 갖도록 배치될 수 있다. 도 1에서는 점착층(310)이 마름모 형상의 패턴을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 마름모 형상 이외에 다각형, 원형 또는 타원형의 다양한 패턴들을 가질 수 있다.
상술한 것과 같이 점착층(310)은 복수개의 패턴들을 갖도록 배치되어 있으므로, 점착층(310)이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 존재하지 않는 패턴간격(320)이 위치할 수 있다. 이러한 패턴간격(320)은 예컨대 0.05mm 내지 1mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.1mm로 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 달리 보호필름과 플렉서블 기판 사이에 점착층이 플렉서블 기판 전면에 걸쳐서 배치되어 있는 경우, 플렉서블 기판을 구부릴 때 구부러지는 부분에 가해지는 인장 및 압축 스트레스가 발생한다. 이때 점착층이 플렉서블 기판의 전면에 도포되어 있는 경우 구부림 시 스트레스가 구부린 위치에서 외곽으로 배출되는데, 점착층 사이에 공간이 없기 때문에 플렉서블 기판에 가해지는 스트레스가 점착층을 따라 넓은 면적에 개입하게 된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서는, 플렉서블 기판(100)과 보호필름(300) 사이에 개재되는 점착층(310)이 복수개의 패턴들을 갖도록 배치함과 동시에 복수개의 패턴들 사이에 점착층(310)이 배치되어 있지 않은 패턴간격(320)이 위치하도록 하여, 플렉서블 기판(100)의 구부림시 플렉서블 기판(100)에 가해지는 스트레스를 분산 및 완화시킬 수 있다.
점착층(310)을 형성하는 점착물질은 점착력을 갖는 플렉서블한 성질을 갖기 때문에, 구부림 시에 발생하는 인장 스트레스에 대해 두께가 얇아지며, 길이가 구부러진 곳을 기준으로 늘어나는 형상을 보이며, 패턴간격(320)을 통해 길이가 늘어났을 때 공간 확보가 용이해 플렉서블 기판(100)의 스트레스를 획기적으로 감소시킬 수 있다.
상술한 것과 같이, 도 1에서는 점착층(310)이 마름모 형상의 패턴을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 마름모 형상 이외에 다각형, 원형 또는 타원형의 다양한 패턴들을 가질 수 있다. 다만, 플렉서블 기판(100)은 대체로 x축 방향 또는 y축 방향으로 구부러지기 때문에, 이에 따라 점착층(310)을 마름모 형상 패턴으로 형성하여 점착층(310) 패턴의 장축과 단축이 플렉서블 기판(100)이 구부러지는 축에 대응하도록 형성할 수 있다. 이때, 플렉서블 기판(100)을 구부릴 경우 점착층(310)의 마름모 형상 패턴의 꼭지점 부근에 힘을 집중시켜 더 유연하게 길이 변화에 대응할 수 있고, 이를 통해 플렉서블 기판(100)의 스트레스를 획기적으로 완화시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 다시 말해, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 기판(100) 상에 배치되는 유기발광소자를 포함하는 디스플레이부의 구조를 도시하고 있다. 이하에서는 도 1 및 도 2에서 전술한 내용은 생략하고, 플렉서블 기판(100) 상에 배치되는 디스플레이부의 개략적인 구조에 대해 설명한다. 도 3에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치의 디스플레이부에 대해서는, 다른 일 실시예들에도 공통적으로 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 플렉서블 기판(100) 상에는 박막 트랜지스터층(190) 및 유기발광소자(200)가 배치되어 디스플레이층을 형성한다. 이러한 박막 트랜지스터층(190)에는 박막 트랜지스터(TFT)뿐 아니라 커패시터(CAP), 배선부 등의 다양한 소자들이 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(190) 상에는 유기발광소자(200)가 배치될 수 있다. 이러한 유기발광소자(200)는 화소전극(210), 발광층을 포함하는 중간층(220) 및 대향전극(230)을 구비할 수 있다. 박막트랜지스터층(190) 및 유기발광소자(200)의 일반적인 구조에 대하여 도 3를 참조하여 설명한다.
플렉서블 기판(100) 상에 배치된 박막 트랜지스터(TFT)는 비정질실리콘, 다결정실리콘 또는 유기반도체물질을 포함하는 반도체층(120), 게이트전극(140), 소스전극(162) 및 드레인전극(160)을 포함한다. 이하 박막트랜지스터(TFT)의 일반적인 구성을 자세히 설명한다.
플렉서블 기판(100) 상에는 플렉서블 기판(100)의 면을 평탄화하기 위해 또는 반도체층(120)으로 불순물 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성된 버퍼층(110)이 배치되고, 이 버퍼층(110) 상에 반도체층(120)이 위치하도록 할 수 있다.
반도체층(120)의 상부에는 게이트전극(140)이 배치되는데, 이 게이트전극(140)에 인가되는 신호에 따라 소스전극(162) 및 드레인전극(160)이 전기적으로 소통된다. 게이트전극(140)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이때 반도체층(120)과 게이트전극(140)과의 절연성을 확보하기 위하여, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성되는 게이트절연막(130)이 반도체층(120)과 게이트전극(140) 사이에 개재될 수 있다.
게이트전극(140)의 상부에는 층간절연막(150)이 배치될 수 있는데, 이는 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다.
층간절연막(150)의 상부에는 소스전극(162) 및 드레인전극(160)이 배치된다. 소스전극(162) 및 드레인전극(160)은 층간절연막(150)과 게이트절연막(130)에 형성되는 컨택홀을 통하여 반도체층(120)에 각각 전기적으로 연결된다. 소스전극(162) 및 드레인전극(160)은 도전성 등을 고려하여 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)의 보호를 위해 또는 박막트랜지스터(TFT)의 상부를 평탄화하게 하기 위해 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(170)이 배치될 수 있다. 보호막(170)은 예컨대 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물로 형성될 수 있다. 도 2에는 보호막(170)이 단층으로 도시되어 있으나 다층구조를 가질 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 도 3에는 도시되어 있지 않으나, 플렉서블 기판(100)의 상에 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(170)의 상면을 대체로 평탄화하게 하기 위한 평탄화막으로서 제2절연막이 배치될 수 있다. 이 경우 평탄화막은 보호막(170)과 같이 박막트랜지스터(TFT)를 보호하는 역할을 할 수도 있다.
이러한 보호막(170)과 평탄화막은 예컨대 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다. 이때 도 3에 도시된 것과 같이, 게이트절연막(130), 층간절연막(150), 보호막(170) 및 평탄화막은 플렉서블 기판(100)의 전면(全面)에 형성될 수 있다.
한편, 박막트랜지스터(TFT) 상부에는 화소정의막(180)이 배치될 수 있다. 화소정의막(180)은 상술한 보호막(170) 또는 평탄화막 상에 위치할 수 있으며, 개구를 가질 수 있다. 이러한 화소정의막(180)은 플렉서블 기판(100) 상에 화소영역을 정의하는 역할을 한다.
이러한 화소정의막(180)은 예컨대 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 그러한 유기 절연막으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
한편, 화소정의막(180) 상에는 유기발광소자(200)가 배치될 수 있다. 유기발광소자(200)는 화소전극(210), 발광층을 포함하는 중간층(220) 및 대향전극(230)을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 화소전극(210)은 화소정의막(180) 상에 배치될 수 있다. 이 경우 보호막(170)에는 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극(162) 및 드레인전극(160) 중 적어도 어느 하나를 노출시키는 개구부가 존재하며, 이 개구부를 통해 화소전극(210)은 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극(162) 및 드레인전극(160) 중 어느 하나와 컨택하여 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
화소전극(210) 은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. (반)투명 전극으로 형성될 때에는 예컨대 ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성될 수 있다. 반사형 전극으로 형성될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 그 구조 또한 단층 또는 다층이 될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
화소정의막(180)에 의해 정의된 화소영역에는 발광층을 포함하는 중간층(220)이 배치될 수 있다. 유기발광소자(200)의 중간층(220)은 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하며, 발광층을 이외에 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 물론 중간층(220)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.
이러한 중간층(220)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다.
중간층(220)이 저분자 유기물일 경우, 발광층(EML)을 중심으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL), 홀 주입층(hole injection layer: HIL), 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등이 적층될 수 있다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층 될 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료로 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N'-디(나프탈렌-1-일)-N(N'-Di(naphthalene-1-yl)-N), N'-디페닐-벤지딘(N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯하여 다양하게 적용 가능하다.
중간층(220)이 고분자 유기물일 경우, 중간층(220) 외에 홀 수송층(HTL)이 포함될 수 있다. 홀 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용할 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등의 고분자 유기물을 사용할 수 있다. 또한, 중간층(220)과 화소전극(210) 및 대향전극(230) 사이에는 무기 재료가 더 구비될 수도 있다.
이때 홀 수송층(HTL), 홀 주입층(HIL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)은 기판 전면(全面)에 일체(一體)로 형성될 수 있고, 발광층만 잉크젯 프린팅 공정으로 화소별로 형성될 수 있다. 이 경우에도 홀 수송층(HTL), 홀 주입층(HIL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)등이 개구 내에도 위치할 수 있다.
발광층을 포함하는 중간층(220)을 덮으며 화소전극(210)에 대향하는 대향전극(230)이 플렉서블 기판(100) 전면(全面)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 대향전극(230)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
대향전극(230)이 (반)투명 전극으로 형성될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층과 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명 도전층을 가질 수 있다. 대향전극(230)이 반사형 전극으로 형성될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 대향전극(230)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 저면도이고, 도 5는 도 4의 플렉서블 디스플레이 장치를 IV-IV방향으로 자른 단면의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판(100), 플렉서블 기판(100) 상에 배치되는 유기발광소자(200), 보호필름(300) 및 점착층(310)을 구비한다.
플렉서블 기판(100)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, 전술한 것과 같이 금속재, 또는PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다.
유기발광소자(200)는 플렉서블 기판(100) 상에 배치되며, 박막 트랜지스터층(190) 및 복수개의 화소들을 포함하여 디스플레이층을 이룬다. 예컨대 디스플레이층은 복수개의 박막 트랜지스터들과 이에 연결된 화소전극들을 포함하는 유기발광 디스플레이층일 수도 있고, 액정 디스플레이층일 수도 있다.
보호필름(300)은 플렉서블 기판(100)의 일면에 배치될 수 있는데, 상술한 것과 같이 플렉서블 기판(100)의 상면에 유기발광소자(200)가 배치되고 플렉서블 기판(100)의 하면에는 보호필름(300)이 배치될 수 있다. 보호필름(300)은 플렉서블 기판(100) 전면(全面)에 걸쳐 배치될 수 있다. 플렉서블 기판(100) 하면에 보호필름(300)을 부착하여 플렉서블 기판(100) 보호, 외부 스크레치 방지 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 이러한 보호필름(300)은 플렉서블 기판(100)과 마찬가지로 플렉서블한 특성을 가지며, 예컨대 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재로 형성될 수 있다.
이러한 보호필름(300)은 도 4에 도시된 것과 같이, 복수개의 패턴들을 갖도록 배치될 수 있다. 도 4에서는 보호필름(300)이 마름모 형상의 패턴을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 마름모 형상 이외에 다각형, 원형 또는 타원형의 다양한 패턴들을 가질 수 있다.
상술한 것과 같이 보호필름(300)은 복수개의 패턴들을 갖도록 배치되어 있으므로, 보호필름(300)이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 보호필름(300)이 존재하지 않는 패턴간격(320)이 위치할 수 있다. 이러한 패턴간격(320)은 예컨대 0.05mm 내지 1mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.1mm로 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
점착층(310)은 플렉서블 기판(100)과 보호필름(300) 사이에 개재되어 플렉서블 기판(100)에 보호필름(300)이 부착되도록 할 수 있다. 점착층(310)은 바람직하게는 실리콘으로 형성될 수 있으나, 접착 성질을 갖는 것이면 족하며 반드시 이에 한정되지는 않는다. 점착층(310)은 플렉서블 기판(100)과 보호필름(300)을 부착할 정도의 점착력을 가지면 충분하고, 대략 0.01kgf/cm2 내지 10kgf/cm2정도의 점착력을 가지는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 것과 같이, 보호필름(300)이 복수개의 패턴을 갖도록 배치되기 때문에, 보호필름(300)과 플렉서블 기판(100)을 접착시키는 점착층(310) 역시 보호필름(300)의 형태를 따라 배치될 수 있다. 즉, 이러한 점착층(310)은 보호필름(300)의 형태를 따라 복수개의 패턴들을 갖도록 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이 보호필름(300)이 마름모 형상의 패턴을 갖는 경우에는, 점착층(310) 역시 마름모 형상의 패턴을 갖도록 배치될 수 있다.
또한, 보호필름(300)의 복수개의 패턴들 사이에 보호필름(300)이 존재하지 않는 패턴간격(320)에는 점착층(310)도 존재하지 않을 수 있다. 즉, 보호필름(300)이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 패턴간격(320)에는 보호필름(300) 및 점착층(310)이 배치되어 있지 않기에, 이러한 패턴간격(320)에 플렉서블 기판(100)이 노출될 수 있다. 상술한 것과 같이 패턴간격(320)은 대략 0.1mm 내외로 미세한 간격이기 때문에, 보호필름(300)이 패턴간격(320)을 가져도 플렉서블 기판(100)을 보호하는 기능을 충분히 수행할 수 있다.
이와 달리 보호필름과 플렉서블 기판 사이에 점착층이 플렉서블 기판 전면에 걸쳐서 배치되어 있는 경우, 플렉서블 기판을 구부릴 때 구부러지는 부분에 가해지는 인장 및 압축 스트레스가 발생한다. 이때 점착층이 플렉서블 기판의 전면에 도포되어 있는 경우 구부림 시 스트레스가 구부린 위치에서 외곽으로 배출되는데, 점착층 사이에 공간이 없기 때문에 플렉서블 기판에 가해지는 스트레스가 점착층을 따라 넓은 면적에 개입하게 된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서는, 플렉서블 기판(100)의 하부에 배치되는 보호필름(300)과 점착층(310)이 복수개의 패턴들을 갖도록 배치됨과 동시에, 복수개의 패턴들 사이에 보호필름(300)과 점착층(310)이 배치되어 있지 않은 패턴간격(320)이 위치하도록 하여, 플렉서블 기판(100)의 구부림시 플렉서블 기판(100)에 가해지는 스트레스를 획기적으로 분산 및 완화시킬 수 있다.
점착층(310)을 형성하는 점착물질은 점착력을 갖는 플렉서블한 성질을 갖기 때문에, 구부림 시에 발생하는 인장 스트레스에 대해 두께가 얇아지며, 길이가 구부러진 곳을 기준으로 늘어나는 형상을 보이며, 패턴간격(320)을 통해 길이가 늘어났을 때 공간 확보가 용이해 플렉서블 기판(100)의 스트레스를 획기적으로 감소시킬 수 있다.
지금까지는 플렉서블 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 플렉서블 디스플레이 장치를 제조하는 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치의 제조공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 플렉서블 기판(100)을 준비하는 단계를 거칠 수 있다. 상세하게는 지지기판 상에 플렉서블 기판(100)을 형성할 수 있다. 이러한 플렉서블 기판(100)은 예컨대 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재, PBO, PBI, POD(Polyoxadiazole), 폴리트라이졸(Polytriazole), PAN(Polyacylonitirile) 등과 같은 고분자 재료로 형성할 수 있다.
지지 기판 상에 플렉서블 기판(100)을 형성한 후에는, 플렉서블 기판(100) 상에 유기발광소자를 형성할 수 있다. 도 6에는 도시되지는 않았으나, 플렉서블 기판(100)과 유기발광소자 사이에는 전술한 것과 같이 박막 트랜지스터(TFT) 및 커패시터(CAP) 등 각종 소자들이 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 플렉서블 기판(100)을 지지 기판으로부터 분리하는 과정을 거칠 수 있다. 그 후 지지 기판으로부터 분리된 플렉서블 기판(100)의 일면에 점착층(310)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다. 이때 점착층(310)은 복수개의 패턴들을 갖도록 형성할 수 있다. 전술한 본 발명의 실시예들에 있어서는 점착층(310)을 마름모 패턴으로 형성하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 점착층(310)의 패턴은 경우에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대 점착층(310)은 마름모와 같은 다각형으로 형성될 수 있으며, 원형 또는 타원형으로도 형성될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
또한 도 7에서는 지지 기판으로부터 분리된 플렉서블 기판(100)의 하면에 점착층(310)을 바로 형성하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 보호필름(300) 상에 점착층(310)을 형성할 수도 있다.
점착층(310)은 복수개의 패턴들을 갖기 때문에, 복수개의 패턴들 사이의 패턴간격(320)에는 점착물질이 배치되지 않도록 형성할 수 있다. 이러한 패턴간격(320)은 예컨대 0.05mm 내지 1mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.1mm로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그 후 도 8을 참조하면, 점착층(310)이 형성된 플렉서블 기판(100) 하부에 보호필름(300)을 배치하는 단계를 거칠 수 있다. 플렉서블 기판(100)은 글래스 기판에 비하여 강성이 떨어지는 플라스틱 재료로 형성되기 때문에, 플렉서블 기판(100) 하면에 보호필름(300)을 부착하여 플렉서블 기판(100) 보호, 외부 스크레치 방지 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서는, 플렉서블 기판(100)과 보호필름(300) 사이에 개재되는 점착층(310)이 복수개의 패턴들을 갖도록 배치함과 동시에 복수개의 패턴들 사이에 점착층(310)이 배치되어 있지 않은 패턴간격(320)이 위치하도록 하며, 플렉서블 기판(100)의 구부림시 플렉서블 기판(100)에 가해지는 스트레스를 분산 및 완화시킬 수 있다. 점착층(310)을 형성하는 점착물질은 점착력을 갖는 플렉서블한 성질을 갖기 때문에, 구부림 시에 발생하는 인장 스트레스에 대해 두께가 얇아지며, 길이가 구부러진 곳을 기준으로 늘어나는 형상을 보이며, 패턴간격(320)을 통해 길이가 늘어났을 때 공간 확보가 용이해 플렉서블 기판(100)의 스트레스를 획기적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
100: 플렉서블 기판
200: 유기발광소자
300: 보호필름
310: 점착층
320: 패턴간격

Claims (11)

  1. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 일면에 배치되는 보호필름; 및
    상기 플렉서블 기판과 상기 보호필름 사이에 개재되며, 상호 이격된 복수개의 패턴들을 갖도록 배치된, 점착층;을 구비하고,
    상기 점착층이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 존재하지 않는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은 다각형, 원형 또는 타원형의 패턴들을 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 삭제
  4. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 일면에 배치되며, 상호 이격된 복수개의 패턴들을 갖도록 배치된 보호필름; 및
    상기 플렉서블 기판과 상기 보호필름의 상기 복수개의 패턴들 사이에 각각 개재되는, 복수의 점착층 패턴;
    을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보호필름은 다각형, 원형 또는 타원형의 패턴들을 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 보호필름이 배치되어 있지 않은, 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름이 갖는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 배치되어 있지 않은, 플렉서블 디스플레이 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름이 갖는 복수개의 패턴들 사이에 상기 플렉서블 기판이 노출되는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  9. 플렉서블 기판을 준비하는 단계;
    플렉서블 기판 일면에 상호 이격된 복수개의 패턴들을 갖는 점착층을 형성하는 단계; 및
    점착층이 형성된 플렉서블 기판 일면에 보호필름을 배치하는 단계;를 포함하고,
    상기 점착층을 형성하는 단계는, 점착층을 형성하는 복수개의 패턴들 사이에는 점착물질이 배치되어 있지 않도록 형성하는 단계인, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 점착층을 형성하는 단계는, 점착층이 다각형, 원형 또는 타원형의 패턴들을 갖도록 형성하는 단계인, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법.
  11. 삭제
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