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KR102336683B1 - 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102336683B1
KR102336683B1 KR1020170085619A KR20170085619A KR102336683B1 KR 102336683 B1 KR102336683 B1 KR 102336683B1 KR 1020170085619 A KR1020170085619 A KR 1020170085619A KR 20170085619 A KR20170085619 A KR 20170085619A KR 102336683 B1 KR102336683 B1 KR 102336683B1
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Abstract

본 발명은 광차폐율이 우수하고 동시에 유연성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 위하여, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 측의 제2 면을 갖는, 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판의 상기 제1 면 상에 배치된, 디스플레이부; 및 상기 제2 면 상에 배치되며, 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면 상에 배치되는 접착층, 상기 베이스 필름의 타면 상부에 배치되는 차광층 및 상기 베이스 필름과 상기 차광층 사이에 개재되는 도전 물질층을 포함하는, 하부 보호 필름을 구비하는, 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제조방법{Display apparatus and manufacturing the same}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광차폐율이 우수하고 동시에 유연성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이 장치 중에서도 플렉서블한 재질을 사용한 벤더블 또는 폴더블 디스플레이 장치 에 관한 관심이 높아짐에 따라 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 종래의 글라스재 기판이 아닌 합성 수지 등과 같은 재질의 플렉서블 기판을 이용한다. 플렉서블 기판 상에 디스플레이부를 비롯한 각종 층들이 적층된 형태로 디스플레이 패널을 구현한다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치 및 그 제조방법에는, 복수개의 층들이 적층되어 형성됨에 따라 디스플레이 장치의 두께가 증가하여 벤더블 또는 폴더블 특성을 유지하기 어려운 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 광차폐율이 우수하고 동시에 유연성이 향상된 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, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 측의 제2 면을 갖는, 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판의 상기 제1 면 상에 배치된, 디스플레이부; 및 상기 제2 면 상에 배치되며, 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면 상에 배치되는 접착층, 상기 베이스 필름의 타면 상부에 배치되는 차광층 및 상기 베이스 필름과 상기 차광층 사이에 개재되는 도전 물질층을 포함하는, 하부 보호 필름을 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 도전 물질층은 제1 유기물 및 상기 제1 유기물에 분산된 도전성 입자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 제2 유기물 및 상기 제2 유기물에 분산된 광차단 입자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유기물과 상기 제2 유기물은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 상기 도전 물질층 상에 직접 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 열전사 방식에 의해 상기 도전 물질층 상에 코팅될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 기판의 상기 제2 면과 직접 접촉하도록 배치된 상기 접착층을 기준으로 순차적으로 적층된 상기 베이스 필름, 상기 도전 물질층 및 상기 차광층은 일체(一體)로 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 1㎛ 내지 3㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스 필름은 플렉서블한 특성을 갖는 유기물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층에 대향하여 배치되는 방열층 및 상기 차광층과 상기 방열층 사이에 개재되는 충격흡수층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 측의 제2 면을 갖는, 플렉서블 기판을 준비하는 단계 및 상기 플렉서블 기판의 상기 제1 면 상에 디스플레이부를 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 패널을 제작하는 단계;
베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면 상에 접착층을 형성하는 단계, 상기 베이스 필름의 타면 상에 도전 물질층을 형성하는 단계 및 상기 도전 물질층 상에 차광층을 형성하는 단계를 포함하는, 하부 보호 필름을 형성하는 단계; 및 상기 하부 보호 필름을 상기 제2 면 상에 부착하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 도전 물질층은 제1 유기물 및 상기 제1 유기물에 분산된 도전성 입자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 제2 유기물 및 상기 제2 유기물에 분산된 광차단 입자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유기물과 상기 제2 유기물은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 상기 도전 물질층 상에 직접 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 열전사 방식에 의해 상기 도전 물질층 상에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부 보호 필름은 일체(一體)로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차광층은 1㎛ 내지 3㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베이스 필름은 플렉서블한 특성을 갖는 유기물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부 보호 필름을 사이에 두고 상기 디스플레이 패널의 반대 측에 방열층을 형성하는 단계; 및 상기 방열층을 사이에 두고 상기 하부 보호 필름의 반대 측에 충격흡수층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 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, 광차폐율이 우수하고 동시에 유연성이 향상된 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 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 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. 또한, 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.
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 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 2에서는 도 1의 디스플레이 장치 중 하부 보호 필름을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 플렉서블 기판(110), 플렉서블 기판(110) 상에 배치된 디스플레이부(120), 봉지부(130)를 포함하는 디스플레이 패널(100) 및 디스플레이 패널(100) 하부에 배치되는 하부 보호 필름(200)을 포함한다. 본 실시예에 따른 하부 보호 필름(200)은 베이스 필름(210), 접착층(220), 차광층(240) 및 베이스 필름(210)과 차광층(240) 사이에 개재되는 도전 물질층(230)을 포함한다.
이러한 플렉서블 기판(110)은 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있는데, 예컨대 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terephthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate, PAR), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 물론 플렉서블 기판(110)은 각각 이와 같은 고분자 수지를 포함하는 두 개의 층들과 그 층들 사이에 개재된 (실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 등의) 무기물을 포함하는 배리어층을 포함하는 다층구조를 가질 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이러한 플렉서블 기판(110)은 판상 형태로, 본 실시예에서는 직사각형 형태로 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 플렉서블 기판(110)은 제1 면(110a) 및 제1 면(110a)과 반대되는 측의 제2 면(110b)을 구비할 수 있다. 또한, 플렉서블 기판(110)을 포함하는 디스플레이 패널(100)의 경우에는 기본적으로 플렉서블한 특성을 구비하며, 디스플레이 패널(100)의 전부 또는 일부가 기설정된 각도로 벤딩되거나 폴딩된 형태일 수도 있고, 사용자의 요구에 따라 디스플레이 패널(100) 자체의 형상을 변형시킬 수 있는 형태일 수도 있다.
디스플레이부(120)는 플렉서블 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 배치될 수 있다. 디스플레이부(120)는 박막트랜지스터 및 이에 전기적으로 연결된 디스플레이 소자를 포함할 수 있다. 디스플레이부(120) 상에는 봉지부(130)가 배치될 수 있다. 봉지부(130)는 디스플레이부(120)를 덮도록 배치되어 디스플레이부(120)를 외부로부터 밀봉하는 기능을 할 수 있다. 디스플레이부(120) 및 봉지부(130)를 포함하는 디스플레이 패널(100) 구조에 대하여는 이하 도 3에서 자세히 설명한다.
하부 보호 필름(200)은 디스플레이 패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 디스플레이 패널(100)의 하부란, 플렉서블 기판(110)의 제2 면(110b)을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 하부 보호 필름(200)은 베이스 필름(210), 접착층(220), 차광층(240) 및 베이스 필름(210)과 차광층(240) 사이에 개재되는 도전 물질층(230)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 베이스 필름(210)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등으로 형성된 것일 수 있다. 본 실시예에서는, 베이스 필름(210)의 주재료로 플렉서블 특성이 우수한 폴리이미드(Polyimide)를 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스 필름(210)의 일면(210a) 상에는 접착층(220)이 배치될 수 있다. 선택적 실시예로, 접착층(220)은 유기물을 포함할 수 있으며, 예컨대,　PSA(Pressure Sensitive Adhesive: 감압 접착제) 을 포함할 수 있다. 접착층(220)은 플렉서블 기판(110)과 베이스 필름(210) 사이에 개재될 수 있으며, 접착층(220)을 통해 하부 보호 필름(200)이 플렉서블 기판(110)의 제2 면(110b) 상에 부착될 수 있다.
베이스 필름(210)의 타면(210b) 상에는 도전 물질층(230)이 배치될 수 있다. 하부 보호 필름(200)을 디스플레이 패널(100)에 부착함에 있어서, 디스플레이 패널(100)과 하부 보호 필름(200) 사이에 정전기가 발생한다. 발생한　정전기는 TFT의 전압을 포지티브 방향으로 이동시키는 등의 유기 발광 소자의 전기적인 특성을 변화시킬 수 있다.　이에 의해, 디스플레이 패널(100)의 신뢰성 및 구동의 안정성이 저하될 수 있다. 따라서, 베이스 필름(210)의 타면(210b)에 도전 물질층(230)을 배치할 수 있으며, 도전 물질층(230)을 통해 발생한 정전기가 디스플레이 패널(100) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 도전 물질층(230)은 제1 유기물(232) 및 이에 분산된 도전성 입자(234)를 포함할 수 있다. 선택적 실시예로, 제1 유기물(232)은 우레탄계 바인더, 아크릴계 바인더 등이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 선택적 실시예로, 도전성 입자(234)는 전도성을 갖는 물질을 포함하는 다양한 재료들이 사용될 수 있으며, 예컨대 PEDOT 또는 탄소 나노 튜브(CNT), 플러렌 및 나노 와이어 중 적어도 어느 하나의 도전체를 포함할 수도 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 도전성 입자(234)는 상술한 것과 같이 제1 유기물(232)에 분산된 형태인바, 수용성의 성질을 가질 수 있다.
차광층(240)은 도전 물질층(230) 상에 배치될 수 있다. 차광층(240)이 도전 물질층(230) 상에 배치된다고 함은, 베이스 필름(210)의 타면(210b) 상에 도전 물질층(230)이 형성되고, 도전 물질층(230) 상에 차광층(240)이 직접 형성되는 것으로 이해될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이 베이스 필름(210)의 타면(210b)을 기준으로, 베이스 필름(210), 도전 물질층(230), 차광층(240)이 순차적으로 적층될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 차광층(240)은 제1 유기물(232) 및 이에 분산된 광차단 입자(244)를 포함할 수 있다. 선택적 실시예로, 제2 유기물(242)은 우레탄계 바인더, 아크릴계 바인더 등이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 선택적 실시예로, 광차단 입자(244)는 수지 BM, 카본　블랙(carbon black), Fe3O4 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 것과 같이 차광층(240)은 도전 물질층(230) 상에 직접 배치되는데, 제조 과정에 따르면 차광층(240)은 도전 물질층(230) 상에 직접 형성될 수 있다. 이 경우 도전 물질층(230)이 포함하는 제1 유기물(232)과 차광층(240)이 포함하는 제2 유기물(242)에 의해 차광층(240)을 도전 물질층(230) 상에 직접 형성하는 것이 용이하다. 따라서 제1 유기물(232)과 제2 유기물(242)이 동일 물질을 포함하는 경우 도전 물질층(230)과 차광층(240) 사이의 접합력이 향상되어 차광층(240)을 형성하기에 유리할 수 있다. 다만, 제1 유기물(232)과 제2 유기물(242)이 서로 다른 물질을 포함하는 경우에도 유사 계열의 유기 물질을 포함하여 차광층(240)을 형성하기에 적합한 접합력을 갖는 경우라면 족하다.
디스플레이 장치에 있어서 양면 발광이 아닌 전면 발광 또는 배면 발광으로 한 면만 발광하는 경우, 발광하지 않는 반대측으로 빛이 유출되지 않도록 차광층(240)을 배치할 수 있다. 본 실시예와 같은 디스플레이 장치의 경우 기본적으로 플렉서블 기판(110)을 포함하며, 따라서 벤딩 또는 폴딩될 수 있는 디스플레이 패널(100)로 구현된다. 이 경우 디스플레이 패널(100)의 일측 및 타측에는 각종 기능을 갖는 기능층들이 적층될 수 있고, 상술한 하부 보호 필름(200)도 이 중 하나이다.
이때 상술한 것과 같이 차광층(240)을 배치해야 하는 경우에 있어서, 별도의 가요성 필름의 양면에 블랙 잉크 등을 코팅하고 블랙 잉크 양면에 접착층(220)을 코팅하여 복수개의 층들이 적층된 형태의 일체화된 차광 필름을 하부 보호 필름(200)에 부착함으로써 차광층(240)의 기능을 수행하였다. 그러나 이와 같은 경우 디스플레이 패널(100) 상에 배치되는 기능층들의 두께가 증가하고, 따라서 플렉서블한 특성이 요구되는 디스플레이 장치의 가요성(flexibility)이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 하부 보호 필름(200)이 차광층(240)을 포함하여 일체(一體)로 구비됨에 따라, 하부 보호 필름(200)에 별도의 차광 필름을 부착함으로써 디스플레이 장치 자체의 두께가 두꺼워져서 디스플레이 장치의 가요성(flexibility)이 급격히 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 도전 물질층(230)과 차광층(240)의 접합력을 향상시키기 위하여 유사 계열의 유기물을 포함하도록 함으로써 도전 물질층(230) 상에 차광층(240)을 직접 형성하는 것이 매우 용이할 수 있다. 이와 같이 도전 물질층(230) 상에 직접 형성된 차광층(240)은 약 1㎛ 내지 3㎛의 두께를 갖도록 형성되어, 별도의 일체화된 형태로 구비된 차광 필름의 약 1/10 수준의 두께를 가질 수 있다.
이와 같이 차광층(240)이 도전 물질층(230) 상에 직접 형성됨에 따라 도전 물질층(230)과 차광층(240)은 일체로 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 차광층(240)은 열전사 방식에 의해 도전 물질층(230) 상에 코팅되는 방식으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 3에서는 도 1의 디스플레이 장치의 디스플레이 패널의 구조를 확대하여 개략적으로 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 플렉서블 기판(110), 플렉서블 기판(110) 상에 배치되는 박막트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결된 유기발광소자(129) 및 이러한 유기발광소자(129)를 밀봉하는 봉지부(130)를 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이 패널(100)의 하부에는 하부 보호 필름(200)이 배치될 수 있다.
플렉서블 기판(110) 상에는 박막트랜지스터(TFT)가 위치할 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 비정질실리콘, 다결정실리콘 또는 유기반도체물질을 포함하는 반도체층(122), 게이트 전극(124), 소스 전극(126a) 및 드레인 전극(126b)을 포함할 수 있다.
반도체층(122)과 게이트 전극(124)과의 절연성을 확보하기 위해, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 게이트절연막(123)이 반도체층(122)과 게이트 전극(124) 사이에 개재될 수 있다. 아울러 게이트 전극(124)의 상부에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 층간절연막(125)이 배치될 수 있으며, 소스 전극(126a) 및 드레인 전극(126b)은 그러한 층간절연막(125) 상에 배치될 수 있다. 이와 같이 무기물을 포함하는 절연막은 CVD 또는 ALD(atomic layer deposition)를 통해 형성될 수 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에 있어서도 마찬가지이다.
이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)와 플렉서블 기판(110) 사이에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물을 포함하는 버퍼층(121)이 개재될 수 있다. 이러한 버퍼층(121)은 플렉서블 기판(110)의 상면을 평탄화 하거나 플렉서블 기판(110) 등으로부터의 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(122)으로 침투하는 것을 방지하거나 최소화하는 역할을 할 수 있다.
그리고 박막트랜지스터(TFT) 상에는 평탄화층(127)이 배치될 수 있다. 예컨대 도 3에 도시된 것과 같이 박막트랜지스터(TFT) 상부에 유기발광소자(129)가 배치될 경우, 평탄화층(127)은 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막 상부를 대체로 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 이러한 평탄화층(127)은 예컨대 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 도 3에서 평탄화층(127)은 단층으로 도시되어 있으나, 다층일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
평탄화층(127) 상에는, 화소 전극(129a), 대향 전극(129c) 및 그 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 중간층(129b)을 갖는 유기발광소자(129)가 위치할 수 있다. 화소 전극(129a)은 도 3에 도시된 것과 같이 평탄화층(127) 등에 형성된 개구부를 통해 소스 전극(126a) 및 드레인 전극(126b) 중 어느 하나와 컨택하여 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된다.
평탄화층(127) 상부에는 화소정의막(128)이 배치될 수 있다. 이 화소정의막(128)은 각 부화소들에 대응하는 개구, 즉 적어도 화소 전극(129a)의 중앙부가 노출되도록 하는 개구를 가짐으로써 화소를 정의하는 역할을 한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같은 경우, 화소정의막(128)은 화소 전극(129a)의 가장자리와 화소 전극(129a) 상부의 대향 전극(129c)과의 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소 전극(129a)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이와 같은 화소정의막(128)은 예컨대 폴리이미드 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다.
유기발광소자(129)의 중간층(129b)은 저분자 또는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 저분자 물질을 포함할 경우 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양한 유기물질을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
중간층(129b)이 고분자 물질을 포함할 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 홀 수송층은 PEDOT을 포함하고, 발광층은 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 물질을 포함할 수 있다. 이러한 중간층(129b)은 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법, 레이저열전사방법(LITI; Laser induced thermal imaging) 등으로 형성할 수 있다.
물론 중간층(129b)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다. 그리고 중간층(129b)은 복수개의 화소 전극(129a)들에 걸쳐서 일체인 층을 포함할 수도 있고, 복수개의 화소 전극(129a)들 각각에 대응하도록 패터닝된 층을 포함할 수도 있다.
중간층(129b) 상에는 대향 전극(129c)이 배치될 수 있다. 대향 전극(129c)은 복수개의 유기발광소자(129)들에 있어서 일체(一體)로 형성되어 복수개의 화소 전극(129a)들에 대응할 수 있다.
이러한 유기발광소자(129)는 외부로부터의 수분이나 산소 등에 의해 쉽게 손상될 수 있기에, 봉지부(130)이 이러한 유기발광소자(129)를 덮어 이들을 보호하도록 할 수 있다. 봉지부(130)은 플렉서블 기판(110)의 전면에 걸쳐 배치될 수 있으며, 플렉서블 기판(110)의 가장자리까지 연장될 수 있다. 이러한 봉지부(130)은 도 3에 도시된 것과 같이 제1 무기봉지막(132), 유기봉지막(134) 및 제2 무기봉지막(136)을 포함할 수 있다.
제1 무기봉지막(132)은 대향 전극(129c)을 덮으며, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등을 포함할 수 있다. 물론 필요에 따라 제1 무기봉지막(132)과 대향 전극(129c) 사이에 캐핑층 등의 다른 층들이 개재될 수도 있다.
이러한 제1 무기봉지막(132)은 그 하부의 구조물을 따라 형성되기에, 도 3에 도시된 것과 같이 그 상면이 평탄하지 않게 된다. 유기봉지막(134)은 이러한 제1 무기봉지막(132)을 덮는데, 제1 무기봉지막(132)과 달리 그 상면이 대략 평탄하도록 할 수 있다. 이러한 유기봉지막(134)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
제2 무기봉지막(136)은 유기봉지막(134)을 덮으며, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등을 포함할 수 있다. 이러한 제2 무기봉지막(136)은 플렉서블 기판(110)의 가장자리에서 제1 무기봉지막(132)과 컨택함으로써, 유기봉지막(134)이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
이와 같이 봉지부(130)은 제1 무기봉지막(132), 유기봉지막(134) 및 제2 무기봉지막(136)을 포함하는바, 이와 같은 다층 구조를 통해 봉지부(130) 내에 크랙이 발생한다고 하더라도, 제1 무기봉지막(132)과 유기봉지막(134) 사이에서 또는 유기봉지막(134)과 제2 무기봉지막(136) 사이에서 그러한 크랙이 연결되지 않도록 할 수 있다. 이를 통해 외부로부터의 수분이나 산소 등이 디스플레이부로 침투하게 되는 경로가 형성되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4 및 도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)의 다양한 형상 변형 예에 대하여 도시하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 기본적으로 벤딩 또는 폴딩가능한 가요성(flexibility)을 구비할 수 있으며, 이러한 디스플레이 패널(100)의 전부 또는 일부가 기설정된 각도로 벤딩되거나 폴딩된 형태일 수도 있고, 사용자의 요구에 따라 디스플레이 패널(100) 자체의 형상을 변형시킬 수 있는 형태일 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 디스플레이 패널(100)은 제1 방향(+y 방향)으로 연장된 벤딩 영역(BA)을 갖는다. 이 벤딩 영역(BA)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향(+x 방향)에 있어서, 제1 영역(1A)과 제2 영역(2A) 사이에 위치한다. 그리고, 플렉서블 기판(110)은 제1 방향(+y 방향)으로 연장된 벤딩축(BAX)을 중심으로 벤딩될 수 있다.
도 4의 실시예에서는 디스플레이 패널(100)의 일면(100a)에 디스플레이 영역(DA)이 위치할 수 있다. 디스플레이 영역(DA)은 외부로 이미지를 디스플레이 하는 발광 영역일 수 있으며, 디스플레이 영역(DA)의 외곽으로는 비디스플레이 영역(NDA)이 위치할 수 있다. 하부 보호 필름(200)은 디스플레이 패널(100)의 타면(100b)에 배치될 수 있다. 도 4의 실시예서는 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 영역(DA)이 외부를 향해 벤딩 또는 폴딩될 수 있다. 따라서 하부 보호 필름(200)은 서로 마주보는 형상을 갖도록 벤딩 또는 폴딩될 수 있다.
도 5의 실시예에서는 디스플레이 패널(100)의 타면(100b)에 디스플레이 영역(DA)이 위치할 수 있다. 하부 보호 필름(200)은 디스플레이 패널(100)의 일면(100a)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 영역(DA)이 내부를 향해 벤딩 또는 폴딩될 수 있다. 따라서 하부 보호 필름(200)은 외부를 향하는 형상을 갖도록 벤딩 또는 폴딩될 수 있다.
이와 같이 디스플레이 패널(100) 전체가 벤딩 또는 폴딩되는 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 장치의 가요성을 확보하기 위하여 디스플레이 패널(100)의 상하부에 적층되는 기능층들의 두께가 크리티컬한 요소로 작용한다. 따라서 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 종래의 차광 필름 대비 약 1/10 의 두께를 갖도록 차광층(240)을 포함하여 일체로 형성된 하부 보호 필름(200)을 구비함으로써, 차광 효과를 동일하되 두께가 획기적으로 얇아진 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 디스플레이 패널(100) 일면(100a) 상에 배치되는 하부 보호 필름(200) 및 디스플레이 패널(100)의 타면(100b) 상에 배치되는 터치스크린층(300), 윈도우층(400)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 디스플레이 패널(100)과 하부 보호 필름(200)은 전술한 실시예와 동일하다.
터치스크린층(300)은 별도의 패널 형태로 투명 기판 상에 제작되어 디스플레이 패널(100)과 라미네이션될 수도 있고, 디스플레이 패널(100) 상에 직접 형성되어 일체로 형성될 수도 있다. 터치스크린층(300) 상에는 윈도우층(400)이 배치될 수 있다. 선택적 실시예로, 도시되어 있지는 않으나 윈도우층(400)과 디스플레이 패널(100) 사이에는 편광층이 더 개재될 수도 있으며, 이들은 사이에 개재되는 OCA 등의 투명 접착층(220)을 통해 서로 부착될 수 있다.
한편, 하부 보호 필름(200)의 일면에는 방열층(500) 및 충격흡수층(600)이 더 배치될 수 있다. 방열층(500)은 디스플레이 패널(100)에서 발생하는 열을 외부로 방열시키는 기능을 할 수 있으며, 충격흡수층(600)은 외부 충격에 의해 디스플레이 패널(100)의 배선이나 소자들이 손상되는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 본 실시예에서는 충격흡수층(600), 방열층(500), 하부 보호 필름(200) 순으로 적층되어 있으나, 방열층(500)과 충격흡수층(600)의 배치 순서는 바뀔 수 있다.
지금까지는 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 디스플레이 장치를 제조하기 위한 디스플레이 장치의 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하기 위해서는 먼저, 디스플레이 패널(100)을 제작하는 단계를 거친다. 디스플레이 패널(100)을 제작하는 단계는 제1 면(110a) 및 제1 면(110a)과 반대되는 측의 제2 면(110b)을 갖는, 플렉서블 기판(110)을 준비하는 단계 및 플렉서블 기판(110)의 제1 면(110a) 상에 디스플레이부(120)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
그 후, 하부 보호 필름(200)을 형성하는 단계를 거쳐, 디스플레이 패널(100) 하부에 하부 보호 필름(200)을 부착하는 단계를 거칠 수 있다. 하부 보호 필름(200)을 형성하는 단계는, 베이스 필름(210), 베이스 필름(210)의 일면(210a) 상에 접착층(220)을 형성하는 단계, 베이스 필름(210)의 타면(210b) 상에 도전 물질층(230)을 형성하는 단계 및 도전 물질층(230) 상에 차광층(240)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다.
본 실시예에 있어서, 도전 물질층(230)은 제1 유기물(232) 및 제1 유기물(232)에 분산된 도전성 입자(234)를 포함할 수 있으며, 차광층(240)은 제2 유기물(242) 및 제2 유기물(242)에 분산된 광차단 입자(244)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 도전 물질층(230)은 제1 유기물(232) 및 이에 분산된 도전성 입자(234)를 포함할 수 있다. 선택적 실시예로, 제1 유기물(232)은 우레탄계 바인더, 아크릴계 바인더 등이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 선택적 실시예로, 도전성 입자(234)는 전도성을 갖는 물질을 포함하는 다양한 재료들이 사용될 수 있으며, 예컨대 PEDOT 또는 탄소 나노 튜브(CNT), 플러렌 및 나노 와이어 중 적어도 어느 하나의 도전체를 포함할 수도 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 도전성 입자(234)는 상술한 것과 같이 제1 유기물(232)에 분산된 형태인바, 수용성의 성질을 가질 수 있다.
차광층(240)은 제1 유기물(232) 및 이에 분산된 광차단 입자(244)를 포함할 수 있다. 선택적 실시예로, 제2 유기물(242)은 우레탄계 바인더, 아크릴계 바인더 등이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 선택적 실시예로, 광차단 입자(244)는 수지 BM, 카본　블랙(carbon black), Fe3O4 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 것과 같이 차광층(240)은 제조 과정에 따르면 차광층(240)은 도전 물질층(230) 상에 직접 형성될 수 있다. 이 경우 도전 물질층(230)이 포함하는 제1 유기물(232)과 차광층(240)이 포함하는 제2 유기물(242)에 의해 차광층(240)을 도전 물질층(230) 상에 직접 형성하는 것이 용이하다. 따라서 제1 유기물(232)과 제2 유기물(242)이 동일 물질을 포함하는 경우 도전 물질층(230)과 차광층(240) 사이의 접합력이 향상되어 차광층(240)을 형성하기에 유리할 수 있다. 다만, 제1 유기물(232)과 제2 유기물(242)이 서로 다른 물질을 포함하는 경우에도 유사 계열의 유기 물질을 포함하여 차광층(240)을 형성하기에 적합한 접합력을 갖는 경우라면 족하다.
디스플레이 장치에 있어서 양면 발광이 아닌 전면 발광 또는 배면 발광으로 한 면만 발광하는 경우, 발광하지 않는 반대측으로 빛이 유출되지 않도록 차광층(240)을 배치할 수 있다. 본 실시예와 같은 디스플레이 장치의 경우 기본적으로 플렉서블 기판(110)을 포함하며, 따라서 벤딩 또는 폴딩될 수 있는 디스플레이 패널(100)로 구현된다. 이 경우 디스플레이 패널(100)의 일측 및 타측에는 각종 기능을 갖는 기능층들이 적층될 수 있고, 상술한 하부 보호 필름(200)도 이 중 하나이다.
이때 상술한 것과 같이 차광층(240)을 배치해야 하는 경우에 있어서, 별도의 가요성 필름의 양면에 블랙 잉크 등을 코팅하고 블랙 잉크 양면에 접착층(220)을 코팅하여 복수개의 층들이 적층된 형태의 일체화된 차광 필름을 하부 보호 필름(200)에 부착함으로써 차광층(240)의 기능을 수행하였다. 그러나 이와 같은 경우 디스플레이 패널(100) 상에 배치되는 기능층들의 두께가 증가하고, 따라서 플렉서블한 특성이 요구되는 디스플레이 장치의 가요성(flexibility)이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 하부 보호 필름(200)이 차광층(240)을 포함하여 일체(一體)로 구비됨에 따라, 하부 보호 필름(200)에 별도의 차광 필름을 부착함으로써 디스플레이 장치 자체의 두께가 두꺼워져서 디스플레이 장치의 가요성(flexibility)이 급격히 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 도전 물질층(230)과 차광층(240)의 접합역을 향상시키기 위하여 유사 계열의 유기물을 포함하도록 함으로써 도전 물질층(230) 상에 차광층(240)을 직접 형성하는 것이 매우 용이할 수 있다. 이와 같이 도전 물질층(230) 상에 직접 형성된 차광층(240)은 약 1㎛ 내지 3㎛의 두께를 갖도록 형성되어, 별도의 일체화된 형태로 구비된 차광 필름의 약 1/10 수준의 두께를 가질 수 있다. 이와 같이 차광층(240)이 도전 물질층(230) 상에 직접 형성됨에 따라 도전 물질층(230)과 차광층(240)은 일체로 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 차광층(240)은 열전사 방직에 의해 도전 물질층(230) 상에 코팅되는 방식으로 형성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그 후, 하부 보호 필름(200)을 사이에 두고 디스플레이 패널(100)의 반대 측에 방열층(500)을 배치하는 단계 및 방열층(500)을 사이에 두고 하부 보호 필름(200)의 반대 측에 충격흡수층(600)을 배치하는 단계를 더 포함할 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: 디스플레이 패널
110: 플렉서블 기판
120: 디스플레이부
130: 봉지부
200: 하부 보호 필름
210: 베이스 필름
220: 접착층
230: 도전 물질층
240: 차광층
300: 터치스크린층
400: 윈도우층
500: 방열층
600: 충격흡수층

Claims (20)

  1. 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 측의 제2 면을 갖는, 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판의 상기 제1 면 상에 배치된, 디스플레이부; 및
    상기 제2 면 상에 배치되며, 베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면 상에 배치되는 접착층, 상기 베이스 필름의 타면 상부에 배치되는 차광층 및 상기 베이스 필름과 상기 차광층 사이에 개재되며 제1 유기물을 포함하는 도전 물질층을 포함하는, 하부 보호 필름;
    을 구비하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전 물질층은 상기 제1 유기물에 분산된 도전성 입자를 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차광층은 제2 유기물 및 상기 제2 유기물에 분산된 광차단 입자를 포함하는, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유기물과 상기 제2 유기물은 동일한 물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 도전 물질층 상에 직접 배치되는, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광층은 열전사 방식에 의해 상기 도전 물질층 상에 코팅되는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 상기 제2 면과 직접 접촉하도록 배치된 상기 접착층을 기준으로 순차적으로 적층된 상기 베이스 필름, 상기 도전 물질층 및 상기 차광층은 일체(一體)로 구비되는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은 1㎛ 내지 3㎛의 두께를 갖는, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 플렉서블한 특성을 갖는 유기물을 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차광층에 대향하여 배치되는 방열층 및 상기 차광층과 상기 방열층 사이에 개재되는 충격흡수층을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 측의 제2 면을 갖는, 플렉서블 기판을 준비하는 단계 및 상기 플렉서블 기판의 상기 제1 면 상에 디스플레이부를 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 패널을 제작하는 단계;
    베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면 상에 접착층을 형성하는 단계, 상기 베이스 필름의 타면 상에 제1 유기물을 포함하는 도전 물질층을 형성하는 단계 및 상기 도전 물질층 상에 차광층을 형성하는 단계를 포함하는, 하부 보호 필름을 형성하는 단계; 및
    상기 하부 보호 필름을 상기 제2 면 상에 부착하는 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도전 물질층은 상기 제1 유기물에 분산된 도전성 입자를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차광층은 제2 유기물 및 상기 제2 유기물에 분산된 광차단 입자를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 유기물과 상기 제2 유기물은 동일한 물질을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 도전 물질층 상에 직접 형성되는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 차광층은 열전사 방식에 의해 상기 도전 물질층 상에 형성되는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 하부 보호 필름은 일체(一體)로 형성되는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 차광층은 1㎛ 내지 3㎛의 두께로 형성되는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 플렉서블한 특성을 갖는 유기물을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 하부 보호 필름을 사이에 두고 상기 디스플레이 패널의 반대 측에 방열층을 배치하는 단계; 및
    상기 방열층을 사이에 두고 상기 하부 보호 필름의 반대 측에 충격흡수층을 배치하는 단계;
    를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
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