KR102008903B1 - 가요성 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가요성기판과; 상기 가요성기판 상부에 형성되는 어레이층과; 상기 어레이층 상부에 형성되는 베리어필름과; 상기 베리어필름 상부에 형성되는 편광필름과; 상기 가요성기판 하부에 형성되는 백필름을 포함하고, 상기 편광필름, 상기 베리어필름 및 상기 백필름은 각각 제1, 제2 및 제3 연신방향으로 연신되고, 상기 제1, 제2 및 제3 연신방향이 기준방향과 이루는 각의 합이 0인 것을 특징으로 하는 가요성표시장치를 제공한다.

Description

가요성 표시장치{Flexible Display Device}
본 발명은 가요성 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패널의 뒤틀림을 방지할 수 있는 가요성 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel: PDP), 유기발광표시장치(organic light emitting diode: OLED)와 같은 여러 가지 평판표시장치(flat panel display: FPD)가 활용되고 있다.
그리고 최근, 플라스틱과 같이 휘어지는 연성을 갖는 가요성 기판에 박막트랜지스터 등의 어레이소자를 형성하는 가요성 표시장치가 각광받고 있다.
이러한 가요성 표시장치는 내부에 박막트랜지스터가 형성된 가요성기판과, 가요성기판 상부에는 영상을 표시하기 위한 유기발광 다이오드가 형성되며, 유기발광 다이오드 상부에는 습기가 침투하는 것을 방지하기 위한 베리어필름이 형성된다. 그리고, 베리어필름의 상부에는 경면반사 방지를 위한 편광필름이 형성된다.
그리고, 가요성기판의 하부에는 가요성기판을 지지하기 위한 백필름(Back flim)이 형성된다.
이와 같이 가요성 표시장치는 가요성을 갖는 다층 필름 구조로 이루어져 휘어지는 가요성을 갖게된다.
그러나 이와 같은 필름구조는 고온, 다습한 환경에서 각각의 필름층이 받는 스트레스(Stress)의 차이로 인해 각 층이 분리되어 뒤틀림이 생긴다.
이하 가요성 표시장치가 고온 다습한 환경에서 스트레스를 받아 뒤틀리는 것을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 가요성 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 에 도시한 바와 같이, 가요성기판(10) 및 유기발광 다이오드(20) 상부의 베리어필름(30)과 편광필름(40)이 고온, 다습한 환경에서 스트레스를 받아 뒤틀림이 일어나 분리된다.
베리어필름(30)이나 편광필름(40)은 각각 다층으로 구성되고, 다층은 서로 상이한 재질 두께를 가지므로, 온도나 습기에 따른 열팽창율이 상이하고, 그 결과 고온, 다습한 환경에서 스트레스 차이에 의한 뒤틀림이 발생한다.
이에 따라 필름이 뒤틀리게 되어 패널의 필름이 탈착되는 문제가 발생하는데, 이와 같은 문제는 유기발광 다이오드(20) 내부의 유기발광층(미도시)과, 캐소드(미도시)가 공기에 노출되어 손상되는 문제를 야기한다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 패널 내부의 필름이 스트레스로 인해 뒤틀리는 것을 방지하는 가요성 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 가요성기판과; 상기 가요성기판 상부에 형성되는 어레이층과; 상기 어레이층 상부에 형성되는 베리어필름과; 상기 베리어필름 상부에 형성되는 편광필름과; 상기 가요성기판 하부에 형성되는 백필름을 포함하고, 상기 편광필름, 상기 베리어필름 및 상기 백필름은 각각 제1, 제2 및 제3 연신방향으로 연신되고, 상기 제1, 제2 및 제3 연신방향이 기준방향과 이루는 각의 합이 0인 것을 특징으로 하는 가요성표시장치를 제공한다.
이때, 상기 베리어필름은 제4 연신방향으로 더 연신되어 이축연신되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제2 연신방향 및 상기 제4 연신방향의 강도는 서로 상이한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 연신방향, 상기 제2 및 제3 연신방향은 상기 베리어필름, 상기 편광필름 및 상기 백필름의 두께에 의하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 연신방향이 상기 기준방향과 이루는 각이 +45도 일때, 상기 제2 연신방향 및 제3 연신방향이 상기 기준방향과 이루는 각의 합은 -45도 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제3 연신방향이 상기 기준방향과 이루는 각은 0도 인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가요성기판은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리이미드(polyimide) 중의 하나를 포함한다.
본 발명은 가요성 표시장치에 있어서, 각 필름의 장변에 평행한 기준방향과 이루는 각의 합이 0도가 되도록 구성하여 고온, 다습한 환경에서 스트레스를 받아 뒤틀리는 현상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 가요성 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가요성표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연신된 필름을 연신방향에 대하여 +45도로 재단하는 것을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필름을 연신하여 연신방향을 -45도로 재단하는 것을 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 편광필름을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 베리어필름을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백필름을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 필름의 이축연신의 방향 및 강도를 도시한 평면도이다.
도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 필름의 이축연신의 방향 및 강도를 도시한 평면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 에 도시한 바와 같이, 가요성표시장치는 가요성기판(100)과, 가요성기판(100) 상부에 어레이층(200)이 형성되며, 어레이층(200) 상부에는 베리어필름(300)이 형성되고, 베리어필름(300)의 상부에는 편광필름(400)이 형성된다.
한편, 가요성기판(100)의 하부에는 가요성기판(100)을 지지하기 위한 백필름(Back flim)(250)이 형성된다.
이때, 가요성기판(100)은 플렉서블한 특성을 갖기위해 예를들어 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리이미드(polyimide) 중의 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 도시하지 않았지만 어레이층(200)에는 서로 교차하여 다수의 화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터 배선이 형성되고, 각각의 화소에는 스토리지캐패시터와 구동 박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터가 형성된다. 이때, 구동박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기발광 다이오드가 스토리지케패시터와 구동박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터 상부에 형성된다.
이때, 유기발광다이오드는, 화소전극 및 공통전극과, 화소전극 및 공통전극 사이에 형성된 유기발광층을 포함할 수 있다.
유기발광 다이오드(200) 상부에는 유기발광 다이오드(200)를 대기중의 수분으로부터 보호하기 위한 베리어필름(300)이 형성된다.
베리어필름(300)은 모노머(monomer) 또는 고분자 박막으로 이루어질 수 있는데, 에를들어 모노머로는 아크릴레이트 모노머(acrylate monomer), 페닐아세틸렌(phenylacetylene), 디아민(diamine) 및 디안하이
드라이드(dianhydride), 실롯산(siloxane), 실란(silane), 파릴렌(parylene) 등이 사용될 수 있다.
그리고, 고분자 박막으로는 올레핀계 고분자(polyethylene, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 플루오르수지(fluororesin), 폴리실록산(polysiloxane) 등이 사용될 수 있다.
한편, 베리어필름(300) 상부에는 경면반사를 방지하기 위한 편광필름(400)이 형성된다.
이때, 도시하지 않았지만 편광필름(400)은 하나이상의 필름으로 이루어져 외부로부터 입사되는 빛이 표시장치에서 반사되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 백필름(250), 베리어필름(300) 및 편광필름(400)은 각각 내열성 및 내구성 향상을 위해 필름 성형 및 가공시 연신공정을 거쳐 연신방향을 갖게된다.
이와 같이 연신공정을 거쳐 연신방향을 갖게된 필름을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연신된 필름을 연신방향에 대하여 +45도로 재단하는 것을 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필름을 연신하여 연신방향을 -45도로 재단하는 것을 도시한 도면이다.
이때, 도3a, 도3b에서 필름(180)은 백필름(도 2의 250), 베리어필름(도 2의 300) 및 편광필름(도 2의400)일 수 있다.
한편, 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 필름을 재단하기 전 모필름(182)을 연신하여, 연신방향(SD)을 갖게 한 후, 재단 방향의 각도를 조절하여 필름(180)이 갖는 연신방향(SD)을 조절할 수 있다.
이때, 재단하기전 필름을 편의상 모필름(182)이라 정의한다.
예를들어, 모필름(182)을 재단하기 전에 일방향으로 연신한다. 그리고 재단할 때, 필름(180)의 장변(LS)이 연신방향(SD)에 대하여 +45도의 각을 갖도록 재단할 경우, "+45도 재단"으로 정의하고, 필름(180)의 장변(LS)이 연신방향(SD)에 대하여 -45도의 각을 갖도록 재단할 경우 "-45도 재단"으로 정의할 수 있다.
따라서, 모필름(182)의 연신방향(SD)에 대하여 재단방향을 조절하면 각각의 필름(180)이 갖는 연신방향(SD)을 조절할 수 있다.
이와 같이 각각의 필름의 연신방향을 다르게 하는 것을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 편광필름을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 베리어필름을 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고 도 4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백필름을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 편광필름(400)의 제1 연신방향(S1)은 기준방향(Xref)에 대하여 제1 각(a)를 이루고, 베리어필름(300)의 제2 연신방향(S2)은 기준방향(Xref)에 대하여 제2 각(b)을 이루고, 백필름(250)의 제3 연신방향(S3)은 기준방향(Xref)에 대하여 제 3각(c)를 이루는데, 제1 연신방향(S1) 과 제 2 연신방향(S2) 및 제3 연신방향(S3)이 각각 기준방향(Xref)과 이루는 각의 합이 0이 되도록 조절하여 편광필름(400)과 베리어필름(300) 및 백필름(250)이 받는 스트레스로 인한 뒤틀림을 방지할 수 있다.
이때, 기준방향(Xref)은 편광필름(400)과, 베리어필름(300) 및 백필름(250)의 장변(LS)과 단변(SS) 중 장변(LS)에 평행한 방향이다.
예를들어, 편광필름(400)의 제1 연신방향(S1)이 기준방향(Xref)과 이루는 제1 각(a)이 +45도일 때, 베리어필름(300)의 제2 연신방향(S2)이 기준방향(Xref)과 이루는 제2 각(b)과, 백필름(250)의 제3 연신방향(S3)이 기준방향(Xref)과 이루는 제 3각(c)의 합이 -45도가 되도록 형성하면, 편광필름(400)과 베리어필름(300) 및 백필름(250)의 연신방향이 기준방향(Xref)과 이루는 각의 합이 0도가 되어 스트레스로 인한 뒤틀림을 방지할 수 있다.
즉, 편광필름(400)과 베리어필름(300) 및 백필름(250)의 연신방향이 기준방향(Xref)과 이루는 제1 각(a), 제2 각(b), 제3 각(c)을 a+b+c=0의 조건을 만족하도록 조절하면, 고온 다습한 환경에서 받는 스트레스로 인한 뒤틀림을 방지할 수 있다.
그리고, 편광필름(400)과 베리어필름(300) 및 백필름(250)의 연신방향이 기준방향(Xref)과 이루는 제1 각(a), 제2 각(b), 제3 각(c)은 편광필름(400)과 베리어필름(300) 및 백필름(250) 각각의 두께에 따라 결정될 수 있다.예를들어 편광필름(400)과 베리어필름(300) 각각의 두께는 100um이고, 백필름(250)의 두께는 150um일 수 있으며, 이 경우 편광필름(400)과 베리어필름(300) 및 백필름(250) 각각의 두께를 고려하여 제1 각(a), 제2 각(b), 제3 각(c)이 a+b+c=0의 조건을 만족하도록 결정할 수 있다.
한편, 베리어필름(300)은 내습특성 개선을 위해 연신할 때, 두방향으로 연신하는 이축연신을 할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 이축연신을 설명한다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 필름의 이축연신의 방향 및 강도를 도시한 평면도이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 베리어필름(300)을 이축연신하면 베리어필름(300)의 내습특성 및 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성을 개선할 수 있다.
도 5a에서는 연신강도를 나타내기 위해 제4 연신방향(S4)의 길이 및 제5 연신방향(S5)의 길이가 연신강도와 비례하도록 도시하였다.
이때, 베리어필름(300)의 두 방향으로 연신된 제4 및 제5 연신방향(S4, S5)의 기준방향(Xref)대한 제 4각(x)와 제 5각(y)의 합을 b'라 할 수 있다.(x+y=b')
한편, 도시하지 않았지만 편광필름의 연신방향이 기준방향(Xref)에 대하여 이루는 각을 a라 하고, 백필름의 연신방향이 기준방향(Xref)에 대하여 이루는 각을 c라 하면, a+b'+c=0의 조건에 맞도록 편광필름과 백필름을 연신하고, 베리어필름을 이축연신하면 고온, 다습한 환경에서 받는 스트레스로 인한 뒤틀림을 방지할 수 있다.
한편, 베리어필름(300)을 이축연신할 때, 두개의 연신방향 각각을 다른 강도로 조절할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 필름의 이축연신의 방향 및 강도를 도시한 평면도이다.
도 5b에 도시된 바처럼, 베리어필름(300)은 및 내열성, 내구성, 내화학성, 내습성을 개선을 위해 이축연신된다.
이때, 베리어필름(300)의 두 방향으로 연신된 제6 연신방향(S6) 및 제7 연신방향(S7)은 연신강도가 다르다.
도 5b에서는 연신강도를 나타내기 위해 제6 연신방향(S6)의 길이와 제7 연신방향(S7)의 길이를 다르게하여, 제6 연신방향(S6)의 길이 및 제7 연신방향(S7)의 길이가 연신강도와 비례하도록 도시하였다.
한편, 제6 연신방향(S6) 및 제7 연신방향(S7)이 기준방향(Xref)과 이루는 제 6각(x')와 제 7각(y')의 합을 b"라 할 수 있다.(x'+y'=b")
한편, 도시하지 않았지만 편광필름의 연신방향이 기준방향(Xref)에 대하여 이루는 각을 a라 하고, 백필름의 연신방향이 기준방향(Xref)에 대하여 이루는 각을 c라 하면, a+b"+c=0의 조건에 맞도록 편광필름과 백필름을 연신하고, 베리어필름(300)을 이축연신하면 고온, 다습한 환경에서 받는 스트레스로 인한 뒤틀림을 방지할 수 있다.
이때, 제6 연신방향(S6)의 연신강도는 제7 연신방향(S7)의 연신강도에 대응되어 변할 수 있다.
즉, 제6 연신방향(S6)의 연신강도는 제7 연신방향의(S7)의 강도가 증가함에따라 완화될 수 있다.
이에 따라 제6 연신방향(S6) 및 제7 연신방향(S7)이 기준방향(Xref)과 이루는 제 6각(x')와 제 7각(y')이 달라질 수 있으나, 제 6각(x')과 제 7각(y')의 합인 b"를 a+b"+c=0의 조건에 맞도록 편광필름과 백필름을 연신하고, 베리어필름(300)을 이축연신하면 고온, 다습한 환경에서 받는 스트레스로 인한 뒤틀림을 방지할 수 있다.
그리고, 제1실시예의 제2 연신방향(S2)과 대응되는 제6 연신방향(S6)의 연신강도는 제2 연신방향(S2)의 연신강도에 비하여 작은 값일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 베리어필름(300)만 이축연신한 경우를 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 백필름(도 2의 250) 및 편광필름(도 2의400)을 이축연신할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 가요성기판 200 : 어레이층
250 : 유기발광 다이오드 300 : 베리어필름
400 : 편광필름

Claims (7)

  1. 가요성기판과;
    상기 가요성기판 상부에 형성되는 어레이층과;
    상기 어레이층 상부에 형성되는 베리어필름과;
    상기 베리어필름 상부에 형성되는 편광필름과;
    상기 가요성기판 하부에 형성되는 백필름
    을 포함하고,
    상기 편광필름, 상기 베리어필름 및 상기 백필름은 각각 제1, 제2 및 제3 연신방향으로 연신되고,
    상기 제1, 제2 및 제3 연신방향이 기준방향과 이루는 각의 합이 0인 것
    을 특징으로 하는 가요성표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어필름은 제4 연신방향으로 더 연신되어 이축연신되는 것을 특징으로 하는 가요성표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 연신방향 및 상기 제4 연신방향의 강도는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 가요성표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 연신방향, 상기 제2 및 제3 연신방향은 상기 베리어필름, 상기 편광필름 및 상기 백필름의 두께에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 가요성 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 연신방향이 상기 기준방향과 이루는 각이 +45도 일때, 상기 제2 연신방향 및 제3 연신방향이 상기 기준방향과 이루는 각의 합은 -45도 인 것을 특징으로 하는 가요성표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3 연신방향이 상기 기준방향과 이루는 각은 0도 인 것을 특징으로 하는 가요성표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성기판은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리이미드(polyimide) 중의 하나를 포함하는 가요성표시장치.

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