KR20080034534A - 플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법 및 이에 의해제조된 플렉서블 디스플레이 디바이스 - Google Patents

플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법 및 이에 의해제조된 플렉서블 디스플레이 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉서블 디스플레이 디바이스에 있어서 종래에 상부 기판으로 사용하는 베이스 필름 위에 무반사 필름층(anti-reflective film layer)을 형성시킴으로써 눈부심 현상을 감소시키고 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 디바이스는 베이스 필름 위에 무반사 필름층이 형성된 상부 기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
플렉서블 디스플레이, 전자 종이, 무반사층

Description

플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 플렉서블 디스플레이 디바이스{Flexible Display Device and Method of Manufacturing the Same}
도 1은 종래의 전자 종이 디스플레이 디바이스 중에서 토너 입자를 이용하는 토너 타입 전자 종이 디스플레이 디바이스에 대한 셀 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 디바이스의 상부 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 무반사 필름층이 형성된 상부 기판의 투과도와 무반사 필름층이 형성되지 않은 상부 기판의 투과도를 파장의 크기에 따라 비교한 그래프를 도시한다.
본 발명은 플렉서블 디스플레이 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반사형 플렉서블 디스플레이 디바이스에 있어서 베이스 필름 위에 무반사 필름층을 형성시킨 상부 기판을 제공함으로써 외부광에 의한 콘트라스트 저 하, 눈부심 등의 문제를 해결할 수 있는 플렉서블 디스플레이 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 유비쿼터스(ubiquitous) 시대로 접어들고 있고, 컴퓨터, 통신, 정보 가전기기가 융합 또는 복합되고 있는 디지털 컨버전스(digital convergence)가 급속히 진행되고 있다. 이에 따라 전자 정보 기기와 인간의 인터페이스 역할을 하는 디스플레이(display)의 중요성이 더욱 커지고 있다.
이러한 디스플레이에 대한 개발 현황을 살펴보면, 부피가 크고 무거운 CRT 대신에 얇고 가볍고 평평하고 눈도 피로하지 않는 액정 디스플레이(LCD)가 이미 폭 넓게 사용되고 있고, LCD 보다 더 가볍고 더 얇고 더 빠른 동화상을 생생하게 보여줄 수 있는 유기 전기 발광 디스플레이(OLED)가 개발되고 있다. 더 나아가서 이와 같은 디스플레이를 유리 기판 대신 고분자 필름을 이용한 유연한 기판 위에 제작하여 더 얇고, 더 가볍고, 깨지지 않는 플렉시블 디스플레이 디바이스(flexible display device)를 개발하는 연구가 진행되고 있다.
플렉시블 디스플레이 디바이스는 플라스틱 필름(plastic film) LCD, 유기 EL, 입을 수 있는 디스플레이(wearable display), 전자책, 전자 종이 등의 형태로 제작될 수 있으며, 응용 범위 또한 광범위하여 매우 광범위하여 CDMA, IMT-2000 등의 이동통신 단말기용 디스플레이, PDA, 디지털 카메라 등의 휴대 정보통신기기용 디스플레이와 같이 얇고 가벼운 조건 이외에도 외부 충격에도 강하고, 특히 휘어지거나 다양한 형상의 디스플레이를 요구하는 제품에 적용할 수 있다.
상술한 바와 같은 플렉시블 디스플레이 디바이스 중 전자 종이(Electronic Paper) 디스플레이 디바이스는 기존의 디스플레이 디바이스와 인쇄된 종이의 각각의 장점을 가진 새로운 디스플레이 디바이스로서, 전기적으로 화면을 기록하고 기록된 정보는 전원이 없어도 일정 시간 동안 유지되는 메모리 특성을 가지며, 선명하게 보이도록 충분한 콘트라스트비(contrast ratio)를 가짐과 동시에 가격이 저렴하여 누구나 쉽게 사용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
이러한 전자 종이 디스플레이 디바이스는 아직 상용화가 이루어지지 않아서접근방법이 매우 다양하며, 대표적인 접근 방법으로 트위스트 볼(twist ball)을 이용하는 자일리콘 볼 타입(Gyricon ball type), 전기 영동법(Electrophoresist)과 마이크로 캡슐(micro capsule)을 이용하는 전기 영동 타입(Electrophoretic type), 토너 입자를 이용하는 토너 타입(toner type), 콜레스테릭(cholesteric) 액정이나 네마틱(nematic) 액정 등을 이용하는 액정 타입(Liquid Crystal type), 방수성 표면(water-repellent surface)와 접촉하는 물방울(water droplet)을 이용하는 전기적 적심 타입(electro-wetting type), 전해질 내의 캐리어를 이동시킴으로써 결합상태가 변하는 전자 크롬(electrochrom)을 이용하는 전자 크로믹 타입(electro-chromic type) 등이 있다.
상술한 종래의 전자 종이 디스플레이 디바이스 중에서 토너 입자를 이용하는 토너 타입 전자 종이 디스플레이 디바이스에 대한 셀 구조의 일례가 도 1에 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 토너 타입 전자 종이 디스플레이는 고분자 물질로 이루어진 상부 및 하부 기판(1, 2), 상기 상부 및 하부 기판(1, 2) 상에 디바이스의 구동 전압을 인가하고, 투명 전극으로 형성된 상부 및 하부 전극(4, 5), 상기 상부 및 하부 기판(1, 2) 간격을 일정하게 유지하고, 셀과 셀을 분리시키는 격벽(3), 및 상기 두 전극(4, 5) 사이에 형성된 흑색(+) 토너 입자(6)와 백색(-) 토너 입자(7)로 구성된다.
이러한 구성으로 이루어진 토너형 전자 종이 디스플레이 디바이스는 상부 전극(4)과 하부 전극(5)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 토너 입자들이 각 전극으로 끌려감으로써 흑/백 표시가 가능하게 된다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 흑색 토너입자(6)가 (+), 백색 토너 입자(7)가 (-) 성질을 띄고, 상부 전극(4)에 (-) 전압, 하부 전극(5)에 (+) 전압이 인가되면, 흑색 토너 입자(6)는 상부 전극(4)으로, 백색 토너 입자(7)는 하부 전극(5)으로 이동되어 검은 색을 띄게 된다. 반대로 상부 전극(4)에 (+) 전압이 걸리게 되면, 백색 토너 입자(7)가 상부 전극(4)으로 이동되어 백색을 띄게 된다.
상술한 바와 같은 토너형 전자 종이 디스플레이 디바이스를 포함하는 모든 플렉서블 디스플레이 디바이스에 있어서, 상부 기판에 사용되는 고분자 필름 기판으로서는 폴리에틸렌 타프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리 메틸메타크릴레이트(poly methylmethacrylate; PMMA), 아크릴계 고분자, 트리 아세틸 셀룰로오스(tri-acetyl-cellulose: TAC) 등의 일반 광학용 베이스 필름(base film)을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 상부 기판으로 일반 광학용 베이스 필름을 사용하는 경우, 특히 반사형 플렉서블 디스플레이 디바이스에 있어서는 외부광에 의해 기판 표면에서 발생하는 눈부심 현상 때문에 오랜 시간 사용 시 눈의 피로가 발생한다는 문제점이 있다. 또한 외부광의 반사로 인해 패널 자체의 콘트라스트가 저하되는 등의 문제점이 있다. 특히 플렉서블 디스플레이 디바이스가 도입되기 전의 일반 디스플레이 디바이스의 경우에는 주로 유리 기판이 사용되어 빛의 왜곡 현상이 별다른 문제점을 발생시키지는 아니하였으나, 플렉서블 디스플레이 디바이스의 경우에는 패널 휘어짐으로 인한 빛의 왜곡 현상이 크기 때문에 이를 개선하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 플렉서블 디스플레이 디바이스에 있어서 종래에 상부 기판으로 사용하는 베이스 필름 위에 무반사 필름층(anti-reflective film layer)을 형성시킴으로써 눈부심 현상을 감소시키고 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 디바이스는 베이스 필름 위에 무반사 필름층이 형성된 상부 기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무반사 필름층은 2층 이상의 다중층으로 이루어지며, 상기 다중층의 각각의 층은 굴절율이 서로 다른 유기물 또는 무기물로 이루어질 수 있으며, 0.1 내지 500㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
또한 상술한 플렉서블 디스플레이 디바이스의 상부 기판은 상기 무반사 필름 층 위에 형성된 하드코팅 필름층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 무반사 필름층 및 상기 하드코팅 필름층은 투명한 점착제를 이용하여 각각 상기 베이스 필름 및 상기 무반사 필름층에 접착되는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법은, 베이스 필름 위에 무반사 필름층을 형성하여 상부 기판을 준비하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 방법은 상기 무반사 필름층 위에 하드 코팅 필름층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 무반사 필름층 및 상기 하드 코팅 필름층은 투명한 점착제를 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 디바이스의 상부 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 디바이스의 상부 기판은 베이스 필름(21)위에 무반사(anti-reflective; AR) 필름층(22)을 포함하여 이루어지며, 상기 무반사 필름층(22)위에는 선택적으로 하드 코팅 필름층(23)이 형성될 수 있다.
상기 베이스 필름(21)은 종래와 마찬가지로 폴리에틸렌 타프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리 메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴계 고분자, 트리 아세틸 셀룰로오스(TAC) 등의 일반 광학용 베이스 필름으로 형성되며, 투명 플라스틱의 헤이즈(haze) 및 빛투과도(luminous transmittance)를 테스트하기 위한 기준인 ASTM D 1003 방법으로 측정되는 투과도가 80 ~ 90%인 필름을 사용하는 것이 바람직하며, 사용되는 베이스 필름(20)의 두께는 10 ~ 100㎛의 범위가 바람직하다.
상기 베이스 필름(21) 위에 형성되는 무반사 필름층(22)은 각각 굴절율이 다른 물질을 사용하여 이루어진 2층 이상의 다중층으로 이루어져 있다. 무반사 필름층(22)을 형성하는 각각의 층은 SiO2, MgO 등의 무기물이나 폴리에스터, PMMA, PES 등의 유기물로 이루어지는 것이 바람직하고, 무반사 필름층(22)의 전체 두께는 0.1 내지 500㎛의 범위가 바람직하다. 상기 무반사 필름층(22)을 상기 베이스 필름(20) 위에 형성함으로써 투과도가 향상될 뿐만 아니라 눈부심 현상을 크게 줄일 수 있게 된다.
상기 무반사 필름층(22) 위에는 스크래치 방지를 위한 하드코팅 필름층(23)이 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 하드코팅 필름층(23)의 재료로서는 아크릴, 멜라민, 우레탄 등의 자외선 경화 수지 계통의 고분자 물질 혹은 SiOX, SiNX, SiONX 등의 무기물을 사용하는 것이 바람직하여, 특히 그 표면 경도(anti-scratch resistance)가 JIS K 5400 방법으로 측정되는 연필 경도(Pencil Hardness)가 1H ~ 6H 내의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 베이스 필름(21), 무반사 필름층(22) 및 하드코팅 필름 층(23)은 모두 폴리머 재질로 이루어지는 것이 더욱 바람직하며, 무반사 필름층(22) 및 하드코팅 필름층(23)은 압력 민감 점착제(Pressure Sensitive Adhesive; PSA)나 투명한 점착제를 이용하여 각각 베이스 필름(21) 및 무반사 필름층(22) 위에 접착되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 무반사 필름층이 형성된 상부 기판의 투과도(31)와 무반사 필름층이 형성되지 않은 상부 기판의 투과도(32)를 파장의 크기에 따라 비교한 그래프를 도시한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 무반사 필름층이 형성되는 경우에는 파장에 따라 투과도가 약 3% 내지 8% 정도 향상됨을 알 수 있으며, 따라서, 콘트라스트도 향상되어 표면 상에서 글자나 화상이 더욱 선명해지고 표면 반사 제거로 인해 눈의 피로와 시력 장애를 없앨 수 있는 플렉서블 디스플레이 디바이스를 제공할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명하였으나, 본 발명에 의한 플렉서블 디스플레이 디바이스는 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 형태의 변형 및 응용이 가능하다. 결국, 상기 실시예들과 도면들은 본 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니므로, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 그와 균등한 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
본 발명에 따르면, 플렉서블 디스플레이 디바이스의 상부 기판으로 사용하는 베이스 필름 위에 무반사 필름층을 형성시킴으로써 외부광에 의한 눈부심 현상 및 콘트라스트 저하 현상을 방지할 수 있는 플렉서블 디스플레이 디바이스를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 베이스 필름 위에 무반사 필름층이 형성된 상부 기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무반사 필름층은 2층 이상의 다중층으로 이루어지며, 상기 다중층의 각각의 층은 굴절율이 서로 다른 유기물 또는 무기물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무반사 필름층은 0.1 내지 500㎛ 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 기판은 상기 무반사 필름층 위에 형성된 하드코팅 필름층을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 무반사 필름층 및 상기 하드코팅 필름층은 투명한 점착제를 이용하여 각각 상기 베이스 필름 및 상기 무반사 필름층에 접착되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
  6. 플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    베이스 필름 위에 무반사 필름층을 형성하여 상부 기판을 준비하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무반사 필름층 위에 하드 코팅 필름층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 무반사 필름층 및 상기 하드 코팅 필름층은 투명한 점착제를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스의 제조 방법.
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