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KR102555986B1 - 윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치 Download PDF

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KR102555986B1
KR102555986B1 KR1020180130050A KR20180130050A KR102555986B1 KR 102555986 B1 KR102555986 B1 KR 102555986B1 KR 1020180130050 A KR1020180130050 A KR 1020180130050A KR 20180130050 A KR20180130050 A KR 20180130050A KR 102555986 B1 KR102555986 B1 KR 102555986B1
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KR
South Korea
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stress relieving
glass substrate
bonding layer
substrate
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최민훈
김상훈
황성진
김도훈
박상일
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 유리기판의 두께를 얇게 하면서 폴딩 스트레스를 완화시킬 수 있는, 윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 패널; 표시 패널의 일면 상에 제공되는 윈도우 기판; 및 표시 패널과 윈도우 기판 사이에 위치하여 표시 패널의 일면과 윈도우 기판의 일면을 부착시키는 접착층을 포함하고,
윈도우 기판은, 유리 기판; 유리 기판과 접착층 사이에 위치하는 접합층; 및 접합층과 유리 기판 사이에 위치하는 응력 완화층을 포함하며,
접합층은 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.

Description

윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치{WINDOW SUBSTRATE AND FLEXIBLE DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 표시부의 유리기판(Window Glass) 두께를 얇게 하면서 폴딩 스트레스(Folding Stress)를 완화(Release)시킬 수 있는, 윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 1세대의 구부릴 수 있는 커브드(curved) 디스플레이와, 2세대의 접을 수 있는(foldable) 디스플레이가 등장하였다.
폴더블 디스플레이는 디자인 관점에서 표시패널의 폴딩(folding) 반경이 줄어듬에 따라 변형률(Strain)을 커지게 한다. 이러한 변형률을 줄이기 위해 폴더블 디스플레이는 패널 전체의 두께를 줄일 수 있다. 폴더블 디스플레이는 편광층과 터치층 등 다수 층의 일체화를 통해 패널 전체의 두께를 줄일 수 있다.
한편, 폴더블 디스플레이는 펜 드롭(pen drop) 등 외부 충격에 의해 패널이 쉽게 손상을 입을 수 있으므로, 패널 위 상부의 두께를 높일 필요가 있다.
또한 폴더블 디스플레이는 표시패널을 폴딩할 때 폴딩 스트레스(Folding Stress)를 줄이면서 윈도우 글래스를 보호할 필요가 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 표시부의 유리기판 두께를 얇게 하면서 폴딩 스트레스를 완화시킬 수 있는, 윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 윈도우 기판은, 유리 기판(Window Glass); 유리 기판의 일면 상에 제공되는 제1 접합층; 및 제1 접합층과 유리 기판 사이에 위치하는 제1 응력 완화층을 포함하고, 접합층은 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제1 응력 완화층은, 접힘이 가능한 감압 접착제(PSA)를 포함할 수 있다.
제1 응력 완화층은, 제1 접합층과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
제1 응력 완화층은, 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제1 응력 완화층 및 제1 접합층은, 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제1 응력 완화층은, 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계 및 우레탄계로 이루어진 군 중에서 선택된 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
제1 응력 완화층의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상으로 할 수 있다.
제1 응력 완화층의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상으로 할 수 있다.
제1 응력 완화층의 두께는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하로 할 수 있다.
유리 기판의 두께는 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하로 할 수 있다.
제1 응력 완화층은, 외력이 가해지는 것에 의해 탄성계수(Modulus)가 증가하는 물질을 포함할 수 있다.
제1 응력 완화층의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
그리고, 제1 접합층의 타면 상에 제공되는 제2 접합층; 및 제2 접합층과 제1 접합층 사이에 위치하는 제2 응력 완화층을 더 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 패널; 표시 패널의 일면 상에 제공되는 윈도우 기판; 및 표시 패널과 윈도우 기판 사이에 위치하여 표시 패널의 일면과 윈도우 기판의 일면을 부착시키는 제1 접착층을 포함하고, 윈도우 기판은, 유리 기판; 유리 기판과 제1 접착층 사이에 위치하는 접합층; 및 접합층과 유리 기판 사이에 위치하는 응력 완화층을 포함하며, 접합층은 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
접합층 및 응력 완화층은, 접힘이 가능하고, 투명하면서 플렉서블한 성질을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
응력 완화층은, 접착층과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
응력 완화층은, 접착층보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
접착층은, 유리 기판보다 더 작은 두께를 가질 수 있다.
접합층의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상일 수 있다.
접합층의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상일 수 있다.
유리 기판의 두께는 30 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하일 수 있다.
접합층은, 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함하고, 접합층의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
그리고, 표시 패널의 타면 상에 위치하는 보호 필름; 및 표시 패널과 보호 필름 사이에 위치하여 표시 패널의 타면과 보호 필름의 일면을 부착시키는 제2 접착층을 더 포함할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)를 포함하는 표시 패널; 표시 패널의 일면 상에 위치하는 유리 기판; 표시 패널과 유리 기판 사이에 위치하여 표시 패널의 일면과 유리 기판의 일면을 부착시키는 접착층; 유리 기판과 접착층 사이에 위치하는 제1 접합층; 및 제1 접합층과 유리 기판 사이에 위치하는 제1 응력 완화층을 포함하고, 접합층은 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
또한, 제1 접합층과 접착층 사이에 위치하는 제2 접합층; 및 제2 접합층과 제1 접합층 사이에 위치하는 제2 응력 완화층을 더 포함할 수 있다.
제2 접합층은, 유리 기판보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제2 응력 완화층은, 접힘이 가능한 감압 접착제를 포함할 수 있다.
제2 응력 완화층은, 접착층과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
제2 응력 완화층은, 접착층보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제2 응력 완화층은, 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계, 우레탄계 중 하나의 재질을 가질 수 있다.
제2 응력 완화층의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상일 수 있다.
제2 응력 완화층의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상일 수 있다.
제2 응력 완화층의 두께는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하일 수 있다.
제2 응력 완화층은, 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함할 수 있다.
제2 응력 완화층의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치는 접합층을 포함하는 윈도우 기판으로 인해 폴딩 시에 벤딩 토크(Bending Torque)를 줄일 수 있으며, 응력 완화층을 통해 응력을 완화시켜 벤딩 강성(Bending Stiffness)을 감소시킬 수 있다.
또한, 유리 기판에 접합층과 응력 완화층을 더하여 윈도우 기판의 두께를 증가시킴으로써 펜 드랍(pen drop) 등의 충격에도 표시패널의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 윈도우 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수 개의 접합층이 포함된 윈도우 기판을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 복수 개의 접합층이 포함된 윈도우 기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 다른 윈도우 기판을 포함하는 플렉서블 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판이 포함된 표시 패널의 하부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 윈도우 기판이 포함된 표시 패널의 하부 구조에 대한 단면도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 두께 및 폴딩반경에 따른 폴딩 스트레스를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판의 폴딩 시 응력 완화를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 접합층이 포함된 윈도우 기판의 벤딩 시에 벤딩 토크를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치의 내충격 특성을 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 접합층에 인가되는 스트레인을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 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, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 14를 참조로 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 윈도우 기판의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판(110)은 플레이트(Plate) 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 윈도우 기판(110)의 평면 상에서의 형상이 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 갖는 직사각 형상을 가졌다고 가정한다. 장변의 연장 방향을 제1 방향(D1), 단변의 연장 방향을 제2 방향(D2), 장변과 단변의 연장 방향에 수직한 방향을 제3 방향(D3)로 표시한다.
그러나, 윈도우 기판(110)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 윈도우 기판(110)은 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 윈도우 기판(110)은 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 및 타원 등의 형상으로 제공될 수도 있다. 또한, 윈도우 기판(110)은 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 윈도우 기판(110)이 직선으로 이루어진 변을 갖는 경우, 각 형상의 꼭지점 부분들 중 적어도 일부는 곡선으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 윈도우 기판(110)이 직사각 형상을 가질 때, 서로 인접한 직선 변들이 만나는 부분이 소정 곡률을 가지는 곡선으로 대체될 수 있다. 즉, 직사각 형상의 꼭지점 부분은 서로 인접한 그 양단이 서로 인접한 두 직선 변들에 연결되고 소정의 곡률을 갖는 곡선 변으로 이루어질 수 있다. 이때 곡률은 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 곡률은 곡선이 시작되는 위치 및 곡선의 길이 등에 따라 변경될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판(110)은, 유리 기판(Window Glass)(112)과 접합층(114) 및 응력 완화층(Stress Release layer)(116)을 포함할 수 있다.
유리 기판(112)은 윈도우 기판(110)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 또한, 유리 기판(112)은 양면을 가지는 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다.
유리 기판(112)은 실리케이트를 포함하는 유리 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리 기판(112)은 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트 등의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)의 내구성, 표면 평활성, 및 투명도를 향상시키기 위하여, 유리 물질은 다양한 물질을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 유리 기판(112)은 알칼리 금속이나, 알칼리 토금속 및 이들의 산화물 등을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)은 Al2O3, Na2O, 및 SiO2를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)은 B2O3, MgO, CaO, BaO, SnO2, ZrO2, Na2O, SrO 등을 더 포함할 수 있다. 유리 기판(112)에 포함되는 물질 중 Al2O3, Na2O, 및 SiO2는 다양한 조성비로 함유될 수 있다. 예를 들면, 유리 기판(112)은 1 mol% 내지 10 mol%의 Al2O3, 10 mol% 초과 15 mol% 이하의 Na2O, 및 65 mol% 내지 70mol%의 SiO2를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판(110)은, 접착층(130)에 의해 표시 패널(120)의 일면에 부착되어, 외부 충격으로부터 표시 패널(120)을 보호하는 역할을 한다. 특히, 외부 충력으로부터의 보호를 위해 유리 기판(112)의 내충격 특성이 중요하다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)은 내충격성이 향상되도록 적절한 비율의 Al2O3 및 Na2O를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리 기판(112)에 함유되는 Al2O3/Na2O는 1 이하일 수 있다. Al2O3/Na2O가 1을 초과하는 경우, 유리 기판(112)의 내충격성이 약화되고, 약한 충격에서 유리 기판(112)이 쉽게 부서질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, Al2O3/Na2O는 0.2 내지 0.5일 수 있다. 본 발명의 실시 예에 있어서, Al2O3/Na2O는 0.3 내지 0.4일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)에 포함되는 물질은 상술한 물질에 한정되는 것은 아니며, 다양한 다른 물질 및 다양한 비율로 변경될 수 있다. 유리 기판(112)은 다른 기존의 유리 기판에 비해 상대적으로 낮은 탄성 계수(elastic modulus)를 가질 수 있다.
유리 기판(112)은 윈도우 기판(110)의 가장 바깥쪽에 위치하여 외부에 직접 노출될 수 있다. 따라서, 유리 기판(112)은 외부로부터 받는 충격을 직접적으로 받기 때문에, 볼 드랍(ball drop) 또는 펜 드랍(pen drop)과 같은 충격 특성 테스트를 거치게 된다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)은 가요성(flexibility)을 가질 수 있으며, 이에 따라 구부려지거나(curved), 접히거나(fold), 말릴(rolled) 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 구부려지거나 접히거나 말리는 경우를 폴딩이나 벤딩되었다고 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)의 두께는 100 마이크로미터(㎛) 이하일 수 있다. 유리 기판(112)의 두께가 100㎛를 초과하는 경우, 변형에 대한 반발력이 지나치게 커짐으로써 윈도우 기판(110)의 굽힘이 어렵다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 유리 기판(112)의 두께는 30 마이크로미터(㎛) 이상 70 마이크로미터(㎛) 이하일 수 있다. 또한, 유리 기판(112)의 두께는 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하일 수 있다.
일반적으로 유리 기판의 두께가 약 25㎛ 미만인 경우, 유리 기판은 강도가 낮아 공정 시 유리 기판이 파손될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 유리 기판(112)은 일면에 부착된 응력 완화층(114)과 접합층(116)에 의해 지지되고, 벤딩 시에 응력 완화층(114)에 의해 응력이 완화되므로 파손을 방지할 수 있다. 여기서, 파손되었다고 함은 파괴되거나, 흠 또는 균열이 형성되거나, 흠 또는 균열이 전파되는 등, 본 발명에 개시된 윈도우 기판(112)이 의도된 목적에 따라 사용될 수 없는 상태를 의미한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유리 기판(112)은 두께를 얇게 할수록 벤딩 시 유용하며, 강도 및 공정성이 부합되는 한도 내에서는 25㎛ 미만으로 제조될 수도 있다. 예를 들면, 유리 기판(112)은 약 10㎛ 내지 약 30㎛의 두께를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이 작은 두께를 갖는 유리 기판(112)은, 펜과 같은 좁은 단면적을 갖는 물체에 의해 상면에 충격을 받으면, 유리 기판(112)에 충격파가 발생할 수 있다. 유리 기판(112)은 충격파에 의하여 펜이 맞닿는 영역이 국부적으로 변형되며, 변형된 내측면인 상면보다 외측면인 배면에 큰 스트레스가 가해질 수 있다. 유리 기판(112)은 스트레스에 의해 굴곡 파괴가 일어날 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 유리 기판(112)은 배면에 부착된 응력 완화층(116)과 접합층(114)에 의해 스트레스를 완화시키고, 충격파를 접합층(114) 및 응력 완화층(116)을 통해 저감하거나 소멸할 수 있다.
접합층(114)은 유리 기판(112)의 일면 상에 제공되고, 유리 기판(112)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 접합층(114)은 광학적으로 투명할 수 있다. 광학적으로 투명하다는 의미는 광 투과율이 80% 이상임을 의미할 수 있다. 즉, 접합층(114)의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 접합층(114)은, 유기물, 유무기 복합재, 금속 및 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기물은 폴리비닐계 수지(polyvinyls resin), 폴리실록산계 수지(polysilolanes resin), 폴리메타크릴레이트계 수지(polymethacrylates resin), 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리에스테르계 수지(polyesters resin), 폴리에테르-에스테르계 수지(polyether-esters resin), 폴리우레탄계 수지(polyurethanes resin), 불소계 고분자(fluorinated polymers), 불소계 공중합체(fluorinated copolymers), 폴리스티렌계 수지(polystyrenes resin), 폴리카보네이트계 수지(polycarbonates resin), 폴리실라잔계 수지(polysilazanes resin), 및 폴리비닐카바졸계 수지(polyvinylcarbazoles resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
응력 완화층(116)은 접합층(114)과 유리 기판(112) 사이에 위치할 수 있다.
응력 완화층(116)은, 접힘이 가능(Foldable)한 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhessive)를 포함할 수 있다. 응력 완화층(116)은 광학적으로 투명한 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 광학적으로 투명하다는 의미는 광 투과율이 80% 이상임을 의미할 수 있다. 즉, 응력 완화층(116)의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다.
응력 완화층(116)은, 유리 기판(112)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 접합층(114) 및 응력 완화층(116)은, 유리 기판(112)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
응력 완화층(116)은, 접합층(114)과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
응력 완화층(116)의 밀도 및 탄성 계수는 유리 기판(112)의 밀도 및 탄성 계수보다 작을 수 있다. 응력 완화층(116)의 밀도 및 탄성 계수가 유리 기판(112)의 밀도 및 탄성 계수보다 작으면, 충격파는 유리 기판(112)에서 응력 완화층(116)으로 전달될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 응력 완화층(116)의 밀도 및 탄성 계수는 접합층(114)의 밀도 및 탄성 계수보다 작을 수 있다. 따라서, 충격파는 응력 완화층(116)을 통해 접합층(114)으로 전달되고, 외부로 발산될 수 있다. 또한, 일반적으로 접착성 물질의 밀도 및 탄성 계수는 매우 낮으므로, 응력 완화층(116)으로 전달된 충격파는 응력 완화층(116)의 내부에서 해소될 수도 있다.
또한, 응력 완화층(116)의 밀도는 유리 기판(112)의 밀도의 4% 이상일 수 있고, 응력 완화층(116)의 탄성 계수는 유리 기판(112)의 탄성 계수의 2% 이상일 수 있다. 응력 완화층(116)의 밀도가 유리 기판(112)의 밀도의 4% 이상이고, 응력 완화층(116)의 탄성 계수가 유리 기판(112)의 탄성 계수의 2% 이상이면, 유리 기판(112)에 가해지는 충격파가 유리 기판(112)과 응력 완화층(116) 사이의 계면에서 반사되지 않고, 응력 완화층(116)으로 전달될 수 있다. 충격파가 유리 기판(112)에서 응력 완화층(116)으로 전달되면, 충격파는 응력 완화층(116)의 외부, 예를 들면, 접합층(114)으로 전달될 수 있다.
응력 완화층(116)은, 아크릴(Acrylic)계, 실리콘(Silicone)계, 에폭시(Epoxy)계 및 우레탄(Urethane)계로 이루어진 군 중에서 선택된 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
응력 완화층(116)은, 아크릴계(acrylics) 고분자, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate) 고분자, 니트릴(nitriles) 고분자, 실리콘 고무(silicone rubbers), 부틸 고무(butyl rubber), 스티렌 블록공중합체(styrene block copolymers), 비닐 에테르(vinyl ethers) 고분자, 우레탄(urethane) 고분자, 및 에폭시(epoxy) 고분자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 응력 완화층(116)은 우레탄(urethane) 고분자를 포함할 수 있다. 또한, 응력 완화층(116)은 우레탄 고분자 및 고무를 포함하거나, 우레탄 고분자 및 아크릴 고본자를 포함할 수 있다.
응력 완화층(116)의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상으로 할 수 있다.
응력 완화층(116)의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상으로 할 수 있다.
응력 완화층(116)의 두께는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하로 할 수 있다.
응력 완화층(116)은, 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함할 수 있다.
응력 완화층(116)의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 윈도우 기판(110)은 응력 완화층(116)을 구비하여 내충격성을 가질수 있다. 특히, 윈도우 기판(110)은 점 충격에 의한 굽힘 변형이 완화될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 윈도우 기판(110)은 가요성(flexibility)을 가질 수 있으며, 이에 따라 구부려지거나(curved), 접히거나(fold), 말릴(rolled) 수 있다. 즉, 윈도우 기판(110)에 있어서 유리 기판(112)의 외면의 일부가 유리 기판(112)의 외면의 나머지와 서로 마주보는 방향으로 접힐 수 있다. 또한, 윈도우 기판(110)에 있어서 유리 기판(112)의 내면의 일부가 유리 기판(112)의 내면의 나머지와 서로 마주보는 방향으로 접힐 수 있다.
이하에서, 접힌다(폴딩된다), "벤딩된다"는 용어는 형태가 고정된 것이 아니라 원래의 형태로부터 다른 형태로 변형될 수 있다는 것으로서, 하나 이상의 특정 라인을 따라 접히거나(folded), 벤딩되거나(bent) 휘거나(curved) 두루마리 식으로 말리는(rolled) 것을 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 윈도우 기판(110)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 접합층을 복수 개로 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 복수 개의 접합층이 포함된 윈도우 기판을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 복수 개의 접합층이 포함된 윈도우 기판의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 윈도우 기판(110)은, 유리 기판(112), 제1 접합층(114), 제1 응력 완화층(116), 제2 접합층(114') 및 제2 응력 완화층(116')을 포함할 수 있다.
유리 기판(112)과 제1 접합층(114) 및 제1 응력 완화층(116)은 도 1과 도 2에서 설명한 구조 및 성질과 동일하다.
제2 접합층(114')은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 접합층(114)의 타면 상에 제공되고, 제1 접합층(114)과 동일한 크기와 두께 및 재질을 가질 수 있다.
또한, 제2 접합층(114')은 제1 접합층(114)과 서로 다른 크기와, 서로 다른 두께, 및 서로 다른 재질을 가질 수 있다.
제2 접합층(114')은 유리 기판(112)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제2 응력 완화층(116')은 제2 접합층(114')과 제1 접합층(114) 사이에 위치하고, 도 1 및 도 2에 도시된 제1 응력 완화층(116)과 동일한 크기와 두께 및 재질을 가질 수 있다. 제2 응력 완화층(116')은 제1 응력 완화층(116)과 서로 다른 크기와 두께 및 재질을 가질 수 있다.
제2 응력 완화층(116')은 접힘이 가능(Foldable)한 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhessive)를 포함할 수 있다.
제2 응력 완화층(116')은 유리 기판(112)보다 더 큰 두께를 가지고, 제1 접합층(114)과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
제2 응력 완화층(116')은 아크릴(Acrylic)계, 실리콘(Silicone)계, 에폭시(Epoxy)계 및 우레탄(Urethane)계로 이루어진 군 중에서 선택된 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
제2 응력 완화층(116')의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상일 수 있다.
제2 응력 완화층(116')의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상일 수 있다.
제2 응력 완화층(116')은 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함할 수 있다.
제2 응력 완화층(116')의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는, 윈도우 기판(110), 표시 패널(120) 및 접착층(130)을 포함할 수 있다.
윈도우 기판(110)은 표시 패널(120) 상에 배치될 수 있다. 즉, 윈도우 기판(110)은 표시 패널(120)의 일면 상에 제공될 수 있다. 윈도우 기판(110)은 투명한 경질의 소재로 제작되어 표시 패널(120)의 이미지를 그대로 투과시키면서 외부의 충격으로부터 표시 패널(120)을 보호할 수 있다. 또한, 윈도우 기판(110)은 플라스틱 필름과 같은 플렉시블 필름의 소재로 제작될 수도 있다.
윈도우 기판(110)은 글라스(glass) 또는 수지(resin) 등의 투명한 재질로 이루어지며, 표시 패널(120)이 외부 충격에 의해 깨지지 않도록 표시 패널(120)을 보호하는 역할을 한다. 윈도우 기판(110)은 예를 들면, 터치부 위에 배치되며, 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)을 커버한다. 윈도우 기판(110)는 점착성 레진(resine)의 접착층(130)을 이용하여 표시 패널(120)에 접착된다. 윈도우 기판(110)은 표시 패널(120)보다 크게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 윈도우 기판(110)은 표시 패널(120)과 실질적으로 동일한 크기로 형성될 수 있다.
표시 패널(120)은 예를 들어, 플라스틱 필름과 같은 플렉서블 필름을 포함할 수 있으며, 플렉서블 필름 상에 유기 발광 다이오드와 화소 회로를 배치하여 구현될 수 있다.
접착층(130)은 표시 패널(120)과 윈도우 기판(110) 사이에 위치하여 표시 패널(120)의 일면과 윈도우 기판(110)의 일면을 부착시킬 수 있다.
윈도우 기판(110)은 유리 기판(112)과 접합층(114) 및 응력 완화층(116)을 포함할 수 있다.
접합층(114)은 유리 기판(112)과 접착층(130) 사이에 위치하고, 유리 기판(112)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
응력 완화층(116)은, 접합층(114)과 유리 기판(112) 사이에 위치할 수 있다.
접합층(114) 및 응력 완화층(116)은, 접힘이 가능(Foldable)하고, 투명하면서 플렉서블한 성질을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
응력 완화층(116)은, 접착층(130)과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
응력 완화층(116)은, 접착층(130)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
접착층(130)은, 유리 기판(112)보다 더 작은 두께를 가질 수 있다.
접합층(114)의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상이고, 접합층(114)의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상일 수 있다.
유리 기판(112)의 두께는 30 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하일 수 있다.
접합층(114)은, 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함하고, 접합층(114)의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
윈도우 기판(110)은 도 7 및 도 8에 도시하지 않았지만 유리 기판(112)의 타면 상에 제공되는 코팅층(CTL), 및 코팅층(CTL) 상에 제공되는 커버층(CVL)을 더 포함할 수 있다.
코팅층(CTL)은 유리 기판(112)의 타면 상에 제공되며, 유리 기판(112)의 표면을 강화시킬 수 있다. 코팅층(CTL)의 밀도 및 탄성 계수는 유리 기판(112)의 밀도 및 탄성 계수보다 클 수 있다.
커버층(CVL)은 유리 기판(112)의 표면에서 반사를 최소화하는 반사 방지층일 수 있다. 또한, 커버층(CVL)은 사용자의 손 자국(예를 들면, 지문 자국)과 같은 오염을 방지하는 오염 방지층일 수도 있다.
윈도우 기판(110)의 표면에 가해지는 충격에 의해 발생한 충격파는 코팅층(CTL)을 통해 유리 기판(112)으로 전달될 수 있다. 또한, 충격파는 유리 기판(112)에서 응력 완화층(116)을 통해 접합층(114)에 전달될 수 있다. 접합층(114)으로 전달된 충격파는 외부로 방출되거나, 접합층(114) 내부에서 해소될 수 있다.
한편, 표시 패널(120)의 타면 상에는 하부 구조로서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2 접착층(140)을 통해 보호 필름(150)이 부착될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판이 포함된 표시 패널의 하부 구조를 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 윈도우 기판이 포함된 표시 패널의 하부 구조에 대한 단면도를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판(110)이 포함된 표시 패널(120)의 하부 구조는, 제2 접착층(140) 및 보호 필름(150)을 포함할 수 있다.
보호 필름(150)은 표시 패널(120)의 타면 상에 위치할 수 있다. 표시 패널(120)의 일면 상에는 제1 접착층(130)을 통해 윈도우 기판(110)이 부착될 수 있다.
제2 접착층(140)은 표시 패널(120)과 보호 필름(150) 사이에 위치하여 표시 패널(120)의 타면과 보호 필름(150)의 일면을 부착시킬 수 있다.
표시 패널(120)은 물론, 윈도우 기판(110), 제1 접착층(130), 제2 접착층(140) 및 보호 필름(150)은 모두 플렉서블 표시 장치(100)에 사용되는 것이므로, 모두 플렉서블한 성질을 갖는다.
제2 접착층(140)은 예를 들면, 보호 필름(150)의 일면에 점착층 형성용 조성물을 도포, 경화함으로써 형성될 수 있다. 점착층 형성용 조성물의 종류는 본 발명의 목적에 벗어나지 않는 범위 내에서는 특별한 제한이 없다. 예를 들면 접착층(130)의 탄성계수 범위를 만족하는 점착제 또는 점착층 형성용 조성물을 사용할 수 있다. 구체적으로 제2 접착층(14)은 당 분야에 공지된 (메타)아크릴계, 실리콘계, 고무계, 우레탄계, 폴리에스테르계 또는 에폭시계 공중합체 등의 점착성 공중합체를 포함하는 점착층 형성용 조성물 또는 광학 투명 점착제(Optical Clear Adhesive)조성물의 코팅층일 수 있고, 바람직하게는 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착층 형성용 조성물로 형성된 코팅층일 수 있다.
보호 필름(150)은 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르이미드(PEI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 두께 및 폴딩반경에 따른 폴딩 스트레스를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는, 표시 패널(120)의 두께(d1)와 윈도우 기판(110)의 두께(d2) 및 폴딩반경(R)에 따라 다음 수학식1과 같은 폴딩 스트레스(εtop)를 산출할 수 있다.
Figure 112018106813103-pat00001
여기서, 폴딩 스트레스(εtop)는 윈도우 기판(110) 및 표시 패널(120)이 벤딩될 때 발생하는 인장력(Tensile force)을 의미한다. 수학식 1에서 d1은 표시 패널(120)의 두께를 나타내고, d2는 윈도우 기판(110)의 두께를 나타내며, R은 폴딩 반경을 나타낸다. 도 9에서, C는 인장력에 따른 압축 강도(Compressive Strength)를 나타낸다.
수학식 1에서, 폴딩 스트레스(εtop)는 표시 패널(120)의 두께(d1)와 윈도우 기판(110)의 두께(d2)에 비례하고, 폴딩반경(R)에 반비례함을 알 수 있다. 상수 k는 다음 수학식2와 같이 산출할 수 있다.
Figure 112018106813103-pat00002
수학식 2에서, Y1은 표시 패널(120)의 모듈러스(Modulus)를 나타내고, Y2는 윈도우 기판(110)의 모듈러스를 나타낸다. 따라서 η는 윈도우 기판(110)의 두께(d2)를 표시 패널(120)의 두께(d1)로 나누어 산출하고, χ는 윈도우 기판(110)의 탄성계수(Y2)를 표시 패널(120)의 탄성계수(Y1)로 나누어 산출할 수 있다.
일반적인 플렉서블 표시 장치는 유리 기판(30~50㎛), PSA1(50㎛), 필름(25㎛), PSA2(22㎛), 편광판(35㎛), PSA3(50㎛), 패널(37㎛) 및 하부 보호필름(300~400㎛)의 구조를 갖는다. 따라서 패널 전체의 두께가 두껍고, 폴딩반경(R)이 줄어들기 때문에 변형률(Strain)이 커지게 된다. 즉, 수학식 1에서 표시 패널(120)의 두께(d1)와 윈도우 기판(110)의 두께(d2)가 동일하더라도 폴딩반경(R)이 줄어드는 경우에 변형률(Strain)이 커지므로 폴딩 스트레스는 커지게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 변형률을 줄이기 위해 전체적인 두께(d)를 줄일 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 표시 장치(100)는 윈도우 기판(110)과 표시 패널(120)의 폴딩반경(R)이 동일한 조건에서 도 10에 도시된 바와 같이 윈도우 기판(110)을 유리 기판(112), 응력 완화층(160) 및 접합층(114)으로 구성함으로써 전체적인 두께(d)를 줄일 수 있다. 이때, 플렉서블 표시 장치(100)는 편광판(polarizer) 등을 표시 패널(120)과 일체로 구성할 수 있다.
플렉서블 표시 장치(100)는 윈도우 기판(110)에 대해 예를 들면, 유리 기판(112)의 두께를 30㎛, 응력 완화층(116)의 두께를 25~50㎛, 접합층(114)의 두께를 30~50㎛로 구성함으로써 전체적인 두께를 대폭 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 윈도우 기판의 폴딩 시 응력 완화를 나타낸 도면이다.
표시 패널(120)의 상부 구조가 얇은 경우에, 표시 패널(120)은 펜 드랍 등의 외부 충격으로 쉽게 명점 불량(Panel Damage)이 발생할 수 있다.
도 10을 참조하면, 윈도우 기판(110)은 유리 기판(112)에 응력 완화층(116)을 통해 접합층(114)을 부착함으로써 두께를 높일 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)는 두꺼워진 윈도우 기판(110)을 통해 외부 충격에 의한 표시 패널(120)의 명점 불량을 방지할 수 있다.
또한, 유리 기판(112)의 두께는 낮아지나, 윈도우 기판(110)의 두께는 기존과 동일하거나 더 높아지더라도, 응력 완화층(116)에 의해 폴딩 스트레스를 완화시킴으로써 두께 증가에 따른 전체적인 변형률의 증가를 방지할 수 있다.
윈도우 기판(110)은 도 10에 도시된 바와 같이 폴딩(Folding) 시에 응력 완화층(116)의 디커플링(Decoupling; D)에 의해 폴딩 스트레스 또는 변형률을 저감시킬 수 있다.
또한, 윈도우 기판(110)은 벤딩 시에 응력 완화층(116)에 의해 벤딩 강성(Bending Stiffness)을 감소시킬 수 있다.
또한, 윈도우 기판(110)은 유리 기판(112)과 응력 완화층(116) 및 접합층(114)이 이루는 두께와 응력 완화층(116)의 충격 분산에 의해 명점 불량(Panel Damage)을 감소시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는, 표시 패널(1110), 유리 기판(1120), 접착층(1130), 제1 접합층(1140), 제1 응력 완화층(1150), 제2 접합층(1160) 및 제2 응력 완화층(1170)을 포함할 수 있다.
표시 패널(1110)은 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)를 포함할 수 있다. 즉, 표시 패널(1110)은 얇고 우수한 편탕도를 갖는 편광판을 포함하는데, 편광판은 도시하지는 않았지만 베이스 기판 및 베이스 기판 상에 배치된 편광자를 포함한다. 베이스 기판은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질로 만들어질 수 있다, 예를 들어, 베이스 기판은 광 투과성이 우수한 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 어느 하나를 포함하는 플라스틱 기판으로 만들어질 수 있다.
편광자는 베이스 기판에 나란히 배치된 복수개의 라인 패턴을 포함한다. 각각의 라인 패턴은 한 방향으로 연장된 직선 형태를 가지며, 소정의 폭을 가지고, 소정의 간격으로 서로 이격된다. 라인 패턴이 금속으로 만들어질 수 있다. 금속으로 만들어진 복수 개의 라인 패턴을 포함하는 편광자를 와이어 그리드 편광자(Wire Grid Polarizer; WGP)라고 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 편광자는 와이어 그리드 편광자(WGP)이다. 라인 패턴은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
편광자는 몰드를 이용한 임프린트(imprint) 방법, 포토리스그래피 등의 방법으로 만들어 질 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 편광자는 블록공중합체에 의하여 만들어질 수도 있다.
편광자는 매우 얇고 균일한 라인 패턴으로 이루어지기 때문에, 우수한 평탄도를 갖는 베이스 기판 상에 편광자가 배치되어야 우수한 편광 효율을 갖는다.
와이어 그리드 편광자를 포함하는 편광판은 표시 패널(1110) 상에 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만 편광판은 표시 패널(1110)과 터치 패널을 거쳐 외부로 출사되는 빛의 광축을 변환시킨다. 일반적으로 편광판은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광자의 양면 또는 한쪽 면에 투명 보호필름이 적층된 구조로 되어 있다.
편광판은 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alchol, 이하, PVA라 함)계 분자 사슬이 일정한 방향으로 배향되고, 요오드계 화합물 또는 이색성 편광 물질을 포함하는 구조를 갖는 편광자에, 보호 필름으로 트리아세틸셀룰로즈(TAC) 필름을 접착시킨 구조로 이루어진다. 이 때, 편광자와 보호 필름은 폴리비닐알코올계 수용액으로 이루어진 수계 접착제에 의해 접착된다. 그러나, 편광판은 이에 한정되지 않고, 다양한 구조의 편광판이 사용될 수 있다.
유리 기판(1120)은 표시 패널(1110)의 일면 상에 위치할 수 있다.
제1 접착층(1130)은 표시 패널(1110)과 유리 기판(1120) 사이에 위치하여 표시 패널(1110)의 일면과 유리 기판(1120)의 일면을 부착시킬 수 있다.
제1 접합층(1140)은 유리 기판(1120)과 접착층(1130) 사이에 위치할 수 있다.
제1 응력 완화층(1150)은 제1 접합층(1140)과 유리 기판(1120) 사이에 위치하고, 제1 접합층(1140)은 유리 기판(1120)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
제2 접합층(1160)은 제1 접합층(1140)과 접착층(1130) 사이에 위치할 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)은 제2 접합층(1160)과 제1 접합층(1140) 사이에 위치할 수 있다.
여기서, 유리 기판(1120)과 제1 접합층(1140), 제1 응력 완화층(1150), 제2 접합층(1160) 및 제2 응력 완화층(1170)은 윈도우 기판(110)을 구성할 수 있다. 따라서 접착층(1130)은 표시 패널(1110)과 윈도우 기판(110) 사이에 위치하여 표시 패널(1110)과 윈도우 기판(110)을 부착시킬 수 있다.
제2 접합층(1160)은, 유리 기판(1120)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 유리 기판(1120)의 두께가 30 ㎛이면, 제2 접합층(1160)은 30㎛보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는, 제1 접합층(1140)과 제2 접합층(1160)을 포함하는 윈도우 기판으로 인해 폴딩 시에 도 12에 도시된 바와 같이 벤딩 토크(Bending Torque)가 줄어드는 것을 알 수 있다. 도 12는 본 발명에 따른 접합층이 포함된 윈도우 기판의 벤딩 시에 벤딩 토크를 나타낸 그래프이다. 즉, 도 12는 Clam shell 방식으로 토크를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는 응력 완화층(1150)과 제2 응력 완화층(1170)에 의한 응력 완화 효과로 인해 벤딩 강성(Bending Stiffness)이 감소되었음을 알 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)은, 접힘이 가능(Foldable)한 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhessive)를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 응력 완화층(1170)은 접합층(1140)과 제2 접합층(1160) 사이에 위치하여 제1 접합층(1140)과 제2 접합층(1160)을 부착시킬 수 있다. 이때, 제2 응력 완화층(1170)은 접착층(1130)과 서로 다른 물질을 가질 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)은 접착층(1130)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 접착층(1130)의 두께가 25 ｍ이면, 제2 응력 완화층(1170)은 25 ｍ보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 이때, 제2 응력 완화층(1170)의 두께는 30 마이크로미터(ｍ) 이상 50 마이크로미터(ｍ) 이하일 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)은, 아크릴(Acrylic)계, 실리콘(Silicone)계, 에폭시(Epoxy)계, 우레탄(Urethane)계 중 하나의 재질을 가질 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상일 수 있다. 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는 다음 표1과 같이 폴딩 가능한 접합층의 모듈러스를 0.8 기가파스칼(GPa) 이상으로 설정할 수 있다.
Figure 112018106813103-pat00003
제1 접합층(1140), 제1 응력 완화층(1150), 제2 접합층(1160), 제2 응력 완화층(1170) 중 하나의 탄성계수를 800 메가파스칼 미만으로 설정하는 경우에, 버클릴(Buckling) 불량이 발생할 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)은, 외력이 가해지는 것에 의해 탄성계수(Modulus)가 증가하는 물질을 포함할 수 있다. 이때, 제2 응력 완화층(1170)의 탄성계수(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는, 제1 접합층(1140)과 제1 응력 완화층(1150), 제2 접합층(1160), 제2 응력 완화층(1170)을 포함하는 윈도우 기판을 통해 도 13에 도시된 바와 같이 펜 드랍(pen drop) 등의 충격을 견디는 내충격 특성이 개선되었음을 알 수 있다. 도 13은 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치의 내충격 특성을 나타낸 그래프이다. 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는 도 13에 도시된 바와 같이, 유리 기판(1120)으로 이루어진 단품 윈도우보다 제1 접합층(1140)과 제1 응력 완화층(1150)으로 이루어진 접합 윈도우가 펜 드랍 높이(pen drop height)가 높아질 때 명점도 높아져서 표시 패널(1110)의 손상을 더 줄일 수 있다.
제2 응력 완화층(1170)의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치(1100)는 접합층의 두께, 모듈러스, 온도(고온, 상온, 저온) 등의 환경을 고려한 경우에 도 14에 도시된 바와 같이 항복 스트레인이 1.0% 이상이다. 도 14는 본 발명에 따른 접합층에 인가되는 스트레인을 나타낸 그래프이다. 이때, 일반적인 소재 특성을 고려한 경우에 접합층의 두께는 30~50 ㎛의 범위이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 표시부의 유리기판 두께를 얇게 하면서 폴딩 스트레스를 완화시킬 수 있는, 윈도우 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치를 실현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 플렉서블 표시 장치 110 : 윈도우 기판
112 : 유리 기판 114 : 제1 접합층
114' : 제2 접합층 116 : 제1 응력 완화층
116' : 제2 응력 완화층 120 : 표시패널
130 : 접착층 140 : 제2 접착층
150 : 보호필름 1100 : 플렉서블 표시 장치
1110 : 표시 패널 1120 : 유리 기판
1130 : 접착층 1140 : 제1 접합층
1150 : 제1 응력 완화층 1160 : 제2 접합층
1170 : 제2 응력 완화층

Claims (30)

  1. 유리 기판;
    상기 유리 기판의 일면 상에 제공되는 제1 접합층; 및
    상기 제1 접합층과 상기 유리 기판 사이에 위치하는 제1 응력 완화층;
    을 포함하고,
    상기 제1 접합층은 상기 유리 기판보다 더 큰 두께를 갖고,
    상기 제1 응력 완화층은, 접힘이 가능한 감압 접착제를 포함하는, 윈도우 기판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층은, 상기 제1 접합층과 서로 다른 물질을 갖는, 윈도우 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층은, 상기 유리 기판보다 더 큰 두께를 갖는, 윈도우 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층 및 상기 제1 접합층은, 상기 유리 기판보다 더 큰 두께를 갖는, 윈도우 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층은, 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계 및 우레탄계로 이루어진 군 중에서 선택된 하나의 재질로 이루어진 윈도우 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상인 윈도우 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상인 윈도우 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층의 두께는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인, 윈도우 기판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 두께는 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 윈도우 기판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층은, 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함하는, 윈도우 기판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 응력 완화층의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가되는, 윈도우 기판.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 접합층의 타면 상에 제공되는 제2 접합층; 및
    상기 제2 접합층과 상기 제1 접합층 사이에 위치하는 제2 응력 완화층;
    을 더 포함하는 윈도우 기판.
  14. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 윈도우 기판; 및
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 기판 사이에 위치하여 상기 표시 패널의 상기 일면과 상기 윈도우 기판의 일면을 부착시키는 제1 접착층;
    을 포함하고,
    상기 윈도우 기판은, 유리 기판; 상기 유리 기판과 상기 제1 접착층 사이에 위치하는 접합층; 및 상기 접합층과 상기 유리 기판 사이에 위치하는 응력 완화층;을 포함하며,
    상기 접합층은 상기 유리 기판보다 더 큰 두께를 갖고,
    상기 응력 완화층은, 접힘이 가능한 감압 접착제를 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접합층 및 상기 응력 완화층은, 접힘이 가능(Foldable)하고, 투명하면서 플렉서블한 성질을 가지는 물질을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 응력 완화층은, 상기 제1 접착층과 서로 다른 물질을 갖는, 플렉서블 표시 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 응력 완화층은, 상기 제1 접착층보다 더 큰 두께를 갖는, 플렉서블 표시 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 접착층은, 상기 유리 기판보다 더 작은 두께를 갖는, 플렉서블 표시 장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 접합층의 모듈러스(Modulus)는 800 메가파스칼(MPa) 이상인 플렉서블 표시 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 접합층의 항복 변형율(yield strain)은 1.0% 이상인 플렉서블 표시 장치.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 두께는 30 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하인 플렉서블 표시 장치.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 접합층은, 외력이 가해지는 것에 의해 모듈러스(Modulus)가 증가하는 물질을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 접합층의 모듈러스(Modulus)는 외력에 의해 800 메가파스칼(MPa) 이상 1 기가파스칼(1GPa) 이하의 범위만큼 증가되는, 플렉서블 표시 장치.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 타면 상에 위치하는 보호 필름; 및
    상기 표시 패널과 상기 보호 필름 사이에 위치하여 상기 표시 패널의 상기 타면과 상기 보호 필름의 일면을 부착시키는 제2 접착층;
    을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  25. 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)를 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 일면 상에 위치하는 유리 기판;
    상기 표시 패널과 상기 유리 기판 사이에 위치하여 상기 표시 패널의 상기 일면과 상기 유리 기판의 일면을 부착시키는 접착층;
    상기 유리 기판과 상기 접착층 사이에 위치하는 제1 접합층; 및
    상기 제1 접합층과 상기 유리 기판 사이에 위치하는 제1 응력 완화층;을 포함하고,
    상기 제1 접합층은 상기 유리 기판보다 더 큰 두께를 갖고,
    상기 제1 응력 완화층은, 접힘이 가능한 감압 접착제를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 접합층과 상기 접착층 사이에 위치하는 제2 접합층; 및
    상기 제2 접합층과 상기 제1 접합층 사이에 위치하는 제2 응력 완화층;
    을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제2 접합층은, 상기 유리 기판보다 더 큰 두께는 갖는, 플렉서블 표시 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제2 응력 완화층은, 접힘이 가능한 감압 접착제(PSA)를 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 제2 응력 완화층은, 상기 접착층과 서로 다른 물질을 갖는, 플렉서블 표시 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 제2 응력 완화층은, 상기 접착층보다 더 큰 두께를 갖는, 플렉서블 표시 장치.
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