KR102363908B1 - 신장 가능 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

신장 가능 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR102363908B1
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Abstract

신장 가능 필름은 제1 영역에 배치되는 오목 다각형 형상의 복수의 제1 패턴들, 제2 영역에 배치되며, 볼록 다각형 형상의 복수의 제2 패턴들, 및 제1 영역 및 제2 영역 사이에 배치되는 완충 영역을 포함한다. 서로 다른 패턴들을 포함시켜 대상체와의 밀착성을 최적화할 수 있다.

Description

신장 가능 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시 장치{STRETCHABLE FILMS, METHODS OF MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY DEVICES INCLUDING THE SAME}
본 발명은 신장 가능 필름, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 팽창성을 갖는 신장 가능 필름, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 유기 발광 표시(Organic Light Emitting Display: OLED) 장치 또는 액정 표시(Liquid Crystal Display: LCD) 장치 등과 같은 표시 장치에 있어, 플렉시블(flexible) 특성, 신장성 혹은 신축성을 부여하려는 연구가 진행되고 있다.
예를 들면, 유연성을 갖는 수지 기판 상에 표시 장치의 소자들을 형성함으로써 플렉시블 표시 장치를 구현할 수 있다. 그러나, 상기 표시 장치가 곡률이 변화하는 표면 상에 밀착되어야 하는 경우 기존의 유연성을 갖는 수지 기판의 사용만으로는 충분한 플렉시블 특성 또는 웨어러블(wearable) 특성을 구현하기가 어렵다.
본 발명의 일 과제는 우수한 신축성 및 밀착성을 갖는 신장 가능 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 우수한 신축성 및 밀착성을 갖는 신장 가능 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 신장 가능 필름을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름은 제1 영역에 배치되는 오목 다각형 형상의 복수의 제1 패턴들, 제2 영역에 배치되는 볼록 다각형 형상의 복수의 제2 패턴들, 및 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 배치되는 완충 영역을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 패턴은 리본 형상의 개구부 또는 신장 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 패턴은 육각형 형상의 개구부 또는 신장 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신장 가능 필름은 상기 제1 영역에 배치되며 상기 제1 패턴들을 구획하는 제1 경계 패턴, 및 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 패턴들을 구획하는 제2 경계 패턴을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 경계 패턴은 벌집 메쉬(honeycomb mesh) 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 상기 제1 경계 패턴 및 상기 제2 경계 패턴 보다 낮은 영률(Young's Modulus)을 갖는 신장 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신장 패턴은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane: PDMS) 또는 광패턴화 가능한 실리콘(Photo-Patternable Silicone: PPS)을 포함할 수 있다. 상기 제1 경계 패턴 및 상기 제2 경계 패턴은 폴리우레탄(polyurethane: PU)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 완충 영역은 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴을 서로 연결시키는 완충 개구부 또는 완충 신장 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 완충 개구부 또는 상기 완충 신장 패턴은 상기 제1 영역부터 상기 제2 영역 방향으로 순차적으로 배치되며 서로 다른 형상을 갖는 복수의 제1 내지 제4 완충 개구부들 또는 복수의 제1 내지 제4 완충 신장 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 영역은 대상체의 양의 가우스 곡면 상에 부착되며, 상기 제2 영역은 상기 대상체의 음의 가우스 곡면 상에 부착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 완충 영역은 상기 대상체의 상기 양의 가우스 곡면 및 상기 음의 가우스 곡면 사이에 배치되는 변곡면 상에 부착될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름은 팽창성(auxeticity)을 가지며 서로 다른 강성을 갖는 복수의 층들이 적층된 제1 영역, 및 팽창성을 가지며 서로 다른 강성을 갖는 복수의 층들이 상기 제1 영역과 서로 다른 적층 순서로 적층된 제2 영역을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 영역은 고 강성층 및 상기 고 강성층 상에 적층된 저 강성층을 포함하며, 상기 제2 영역은 상기 저 강성층 및 상기 저 강성층 상에 적층된 상기 고 강성층을 포함할 수 있다. 상기 고 강성층은 상기 저 강성층 보다 높은 영률을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 고 강성층은 폴리우레탄을 포함하며, 상기 저 강성층은 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 영역은 대상체의 양의 가우스 곡면 상에 부착되며, 상기 제2 영역은 상기 대상체의 음의 가우스 곡면 상에 부착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신장 가능 필름은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 배치된 완충 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 완충 패턴은 상기 대상체의 변곡면 상에 부착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 완충 패턴은 상기 고 강성층 및 상기 저 강성층 사이의 영률을 갖는 수지 물질을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름 제조 방법에 따르면, 대상체의 곡률 및 상기 곡률을 갖는 상기 대상체의 곡면 면적을 측정한다. 측정된 상기 곡률 및 상기 곡면 면적에 따라, 신장 가능 필름에 형성될 패턴 형상 및 패턴 영역을 결정한다. 결정된 상기 패턴 형상을 상기 신장 가능 필름의 상기 패턴 영역에 전사한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 대상체는 양의 가우스 곡면 및 음의 가우스 곡면을 포함하며, 상기 패턴 형상은 상기 양의 가우스 곡면 및 상기 음의 가우스 곡면에 부착되는 서로 다른 형상의 패턴을 포함하도록 결정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 양의 가우스 곡면에 부착되는 상기 패턴 형상은 오목 다각형 패턴으로 결정되며, 상기 음의 가우스 곡면에 부착되는 상기 패턴 형성은 볼록 다각형 패턴으로 결정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 결정된 상기 패턴 형상을 상기 신장 가능 필름의 상기 패턴 영역에 전사함에 있어서, 결정된 상기 패턴 형상에 대응되는 슬릿을 포함하는 마스크를 제작할 수 있다. 광패턴화 가능한 실리콘(Photo-Patternable Silicone: PPS)을 포함하는 예비 필름 상에 상기 마스크를 배치할 수 있다. 상기 마스크를 통해 상기 예비 필름 상에 노광 공정을 수행할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 마스크의 상기 슬릿은 상기 패턴 형상을 구획하는 경계 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 노광 공정에 의해 상기 예비 필름에 경계 갭이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 필름 보다 높은 영률을 갖는 수지 물질을 상기 경계 갭에 충진하여 경계 패턴을 형성할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 플렉시블 베이스 기판, 상기 플렉시블 베이스 기판 상에 순차적으로 적층되는 화소 회로 및 발광 구조물, 및 상기 플렉시블 베이스 기판의 저면에 부착되며, 대상체의 곡률에 따라 구분되는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 서로 다른 패턴 또는 서로 다른 적층 구조를 포함하는 신장 가능 필름을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신장 가능 필름의 상기 제1 영역은 상기 대상체의 양의 가우스 곡면에 부착되며 오목 다각형 패턴을 포함할 수 있다. 상기 신장 가능 필름의 상기 제2 영역은 상기 대상체의 음의 가우스 곡면에 부착되며 볼록 다각형 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 신장 가능 필름의 상기 제1 영역은 고 강성층 및 저 강성층의 적층 구조를 가지며, 상기 고 강성층이 상기 대상체의 양의 가우스 곡면에 부착될 수 있다. 상기 신장 가능 필름의 상기 제2 영역은 저 강성층 및 고 강성층의 적층 구조를 가지며, 상기 저 강성층이 상기 대상체의 음의 가우스 곡면에 부착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 플렉시블 베이스 기판 및 상기 신장 가능 필름 사이에 배치되는 이미지 보정 센서를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름은 대상체의 곡면 형태에 따라 구조 및/또는 물성이 차별화된 패턴들 또는 적층 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 대상체의 곡률 변화에 따라 연신 방향이 최적화되어 상기 대상체 표면 상에 들뜸, 필름 왜곡에 따른 스트레스 없이 밀착될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름과 대상체 사이의 밀착 형태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 예비 필름 상에 패턴 전사 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6 및 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 예비 필름 상에 패턴 전사 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름과 대상체 사이의 밀착 형태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11 내지 도 14는 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 동일한 구성 요소에 대해서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 신장 가능 필름(100)은 팽창성(auxeticity)을 가지며, 예를 들면 실리콘(silicone) 계열의 수지 물질을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 계열 수지 물질은 광패턴화 가능한 실리콘(Photo-Patternable Silicone: PPS)을 포함할 수 있다.
본 출원에 있어서, 팽창성은 가해지는 외력의 수직 방향으로 팽창 혹은 수축하는 특성을 지칭할 수 있다. 예를 들면, 신장 가능 필름(100)의 일부에 횡방향으로 인장력이 가해질 때, 상기 일부는 종방향으로 팽창할 수 있다. 또한, 신장 가능 필름(100)의 일부에 종방향으로 수축력이 가해질 때, 상기 일부는 횡방향으로 수축할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 신장 가능 필름(100)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 신장 가능 필름(100)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 사이에 배치되는 완충 영역(III)을 더 포함할 수 있다. 완충 영역(III)에 의해 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)이 서로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 신장 가능 필름(100)은 복수의 개구부들 및 상기 개구부들 사이의 경계를 형성하는 경계 패턴들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 신장 가능 필름은 상기 개구부들 및 상기 경계 패턴에 의해 그물(net) 혹은 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다.
상기 개구부들은 각각 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)에 형성된 제1 개구부(115) 및 제2 개구부(125)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 완충 영역(III)에는 완충 개구부들(131, 133, 135, 137)이 포함될 수 있다.
상기 개구부들은 상기 경계 패턴에 의해 구획되어 서로 분리될 수 있다. 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 완충 영역(III)에는 각각 제1 경계 패턴(110), 제2 경계 패턴(120) 및 완충 경계 패턴(130)이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 경계 패턴은 팽창성을 갖는 수지 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 경계 패턴은 폴리디메틸실록산(poly dimethyl siloxane: PDMS) 또는 폴리우레탄(poly urethane: PU)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 경계 패턴은 PPS를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 신장 가능 필름(100)은 서로 다른 곡률의 곡면들을 포함하는 대상체에 밀착될 수 있다. 예를 들면, 상기 대상체는 양의 가우스 곡률을 갖는 곡면(이하, 양의 가우스 곡면이라 지칭한다) 및 음의 가우스 곡률을 갖는 곡면(이하, 음의 가우스 곡면이라 지칭한다)을 함께 포함할 수 있다. 또한, 상기 대상체는 상기 양의 가우스 곡면 및 음의 가우스 곡면들 사이에 변곡 영역을 포함할 수 있다.
이 경우, 신장 가능 필름(100)의 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 완충 영역(III)은 각각 상기 대상체의 양의 가우스 곡면, 음의 가우스 곡면 및 변곡 영역의 곡면 상에 밀착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(I)에 포함되는 제1 개구부(115)는 오목 다각형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 개구부(115)는 도 1에 도시된 바와 같이 리본(ribbon) 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 리본 형상의 복수의 제1 개구부(115)들이 횡방향으로 배열되어 제1 개구부 행이 정의될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제1 개구부 행들이 종방향으로 배열될 수 있다. 이웃하는 상기 제1 개구부 행들에 속한 제1 개구부들(115)은 서로 어긋나게 배열되어, 제1 영역(I)에서의 제1 개구부들(115)의 밀집도가 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 영역(II)에 포함되는 제2 개구부(125)는 볼록 다각형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제2 개구부(125)는 도 1에 도시된 바와 같이 육각형 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(II)은 실질적으로 벌집(honeycomb) 형상의 메쉬 구조를 가질 수 있다.
완충 영역(III)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 사이에 삽입되어 제1 개구부(115)에서 제2 개구부(125)로 형상 변경이 가능하도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 완충 영역(III)은 리본 형상 개구부에서 육각형 개구부로 구조 변경이 점진적으로 이루어질 수 있도록 상기 완충 개구부들을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 완충 개구부는 서로 다른 형상을 갖는 복수의 종류의 개구부들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 완충 개구부는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 횡방향을 따라 순차적으로 배치되는 서로 다른 형상의 제1 내지 제4 완충 개구부들(131, 133, 135, 137)을 포함할 수 있다.
그러나, 상기 완충 개구부의 형상 및/또는 구조가 도 1에 도시된 형상 및/또는 구조로 한정되는 것은 아니며, 제1 개구부(115)에서 제2 개구부(125)로 구조 변경이 이루어질 수 있도록 적절히 설계될 수 있다.
도 1에서는 각각 하나의 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)이 도시되었으나, 대상체의 곡면 형태에 따라 복수의 제1 및 제2 영역들(I, II)이 신장 가능 필름(100)에 포함될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 영역들(I, II)의 사이의 영역 마다 완충 영역(III)이 포함될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2에 도시된 신장 가능 필름(200)은 도 1에 도시된 개구부들의 위치에 신장 패턴들이 배치되는 것을 제외하고는 도 1의 신장 가능 필름(100)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 신장 가능 필름(200)의 제1 영역(I)에는 제1 경계 패턴(210)이 포함되며, 제1 경계 패턴(210)에 의해 서로 구획되어 분리되는 복수의 제1 신장 패턴들(215)이 포함될 수 있다. 제2 신장 패턴(215)은 오목 다각형, 예를 들면, 리본 형상을 가질 수 있다.
제2 영역(II)에는 제2 경계 패턴(220)이 포함되며, 제2 경계 패턴(220)에 의해 서로 구획되어 분리되는 복수의 제2 신장 패턴들(225)이 포함될 수 있다. 제2 신장 패턴(225)은 볼록 다각형, 예를 들면, 육각형 형상을 가질 수 있다.
완충 영역(III)에는 완충 경계 패턴(230)이 포함되며, 완충 경계 패턴(230)에 의해 서로 구획되어 분리되는 복수의 종류의 완충 신장 패턴들이 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 완충 신장 패턴은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 횡방향을 따라 순차적으로 배치되는 서로 다른 형상의 제1 내지 제4 완충 신장 패턴들(231, 233, 235, 237)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 경계 패턴들(210, 220, 230)은 신장 패턴들(215, 225, 231, 233, 235, 237)보다 강성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 경계 패턴들(210, 220, 230)은 신장 패턴들(215, 225, 231, 233, 235, 237)보다 높은 영률(Young's Modulus)을 갖는 수지 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신장 패턴들(215, 225, 231, 233, 235, 237)은 PDMS 또는 PPS를 포함할 수 있으며, 경계 패턴들(210, 220, 230)은 PU를 포함할 수 있다.
신장 가능 필름(200)이 대상체에 밀착되면서 신장 패턴들(215, 225, 231, 233, 235, 237)이 팽창 혹은 연신될 수 있다. 경계 패턴들(210, 220, 230)은 강성 혹은 영률이 상대적으로 높은 수지 물질을 포함하므로, 신장 패턴들(215, 225, 231, 233, 235, 237)이 지나치게 변형되거나 복원력이 상실되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름과 대상체 사이의 밀착 형태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 복수의 곡면들을 포함하는 대상체(50) 상에 신장 가능 필름이 부착될 수 있다. 예를 들면, 대상체(50) 상에 도 1 또는 도 2를 참조로 설명한 신장 가능 필름이 부착될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 도 3에서 상기 신장 가능 필름은 참조 부호 "100"으로 표시한다. 또한 상기 신장 가능 필름에 포함된 경계 패턴, 개구부, 신장 패턴 등의 상세한 도시는 생략되었다. 신장 가능 필름(100)에 표시된 점선들은 신장 가능 필름(100)의 팽창 혹은 연신 방향을 표시하기 위한 가상의 선들이다.
대상체(50)는 양의 가우스 곡면 영역(PA), 변곡 영역(IA) 및 음의 가우스 곡면 영역(NA)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 신장 가능 필름(100)의 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 완충 영역(III)은 각각 대상체(50)의 양의 가우스 곡면 영역(PA), 음의 가우스 곡면 영역(NA) 및 변곡 영역(IA) 상에 부착될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 신장 가능 필름(100)의 제1 영역(I)은 오목 다각형, 예를 들면 리본 형상의 개구부 또는 신장 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 영역(I)의 신장 가능 필름(100) 부분은 실질적으로 돔(dome) 형상으로 팽창되며 대상체(50) 표면 상에 밀착될 수 있다.
신장 가능 필름(100)의 제2 영역(II)은 볼록 다각형, 예를 들면 육각형 형상의 개구부 또는 신장 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(II)의 신장 가능 필름(100) 부분은 실질적으로 안장(saddle) 형상으로 연신되며 대상체(50) 표면 상에 밀착될 수 있다.
신장 가능 필름(100)의 완충 영역(III)은 완충 개구부 또는 완충 신장 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)의 신장 가능 필름(100) 부분들 사이에서 급격한 구조 변경으로 인해, 예를 들면 변곡 영역(IA)에서 발생하는 신장 가능 필름(100)의 들뜸 현상을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름(100, 200)은 대상체의 곡면 형태 및/또는 구조에 따라 설계된 서로 다른 종류 형상의 개구부 또는 신장 패턴을 포함할 수 있다. 그러므로, 신장 가능 필름(100, 200)을 상기 대상체 상에 부착 시, 상기 대상체의 곡면 구조의 변경에 따라, 신장 가능 필름(100, 200)이 최적화되어 팽창 혹은 연신될 수 있다. 따라서, 신장 가능 필름(100, 200)은 상기 대상체의 표면 상에서 들뜸 현상 없이 밀착될 수 있다.
추가적으로, 상기 개구부 또는 상기 신장 패턴에 포함되는 다각형의 내각, 외각, 변의 길이들을 상기 대상체의 곡률에 따라 최적화되도록 설계하여 상기 신장 가능 필름의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
한편, 도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 예비 필름 상에 패턴 전사 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4를 참조하면, S10 단계에서, 대상체의 곡률을 측정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 대상체는 서로 다른 곡률을 갖는 복수의 곡면들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 대상체는 양의 가우스 곡률을 갖는 곡면 및 음의 가우스 곡률을 갖는 곡면들을 포함할 수 있다.
또한, S10 단계에서, 측정된 곡률에 해당되는 상기 대상체의 각 곡면의 면적을 함께 측정할 수 있다. 이에 따라, 상기 대상체의 영역별 곡률 및 면적 데이터가 저장될 수 있다.
다시, 도 4를 참조하면, S20 단계에서, 측정된 상기 대상체의 곡률에 따라 신장 가능 필름에 형성될 패턴 형상을 결정할 수 있다. 상기 신장 가능 필름의 형성될 패턴 형상은 도 1에 도시된 바와 같은 개구부 또는 도 2에 도시된 바와 같은 신장 패턴을 포함할 수 있다.
일부 실시에들에 있어서, 상기 대상체의 일 영역이 양의 가우스 곡률을 갖는 경우, 이에 대응하는 신장 가능 필름의 패턴 형상은 오목 다각형 패턴으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 오목 다각형 패턴은 리본 형상 패턴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 대상체의 일 영역이 음의 가우스 곡률을 갖는 경우, 이에 대응하는 신장 가능 필름의 패턴 형상은 볼록 다각형 패턴으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 볼록 다각형 패턴은 육각형 형상 패턴을 포함할 수 있다.
또한, S10 단계에서 측정된 상기 대상체의 각 곡면 별 면적 데이터에 따라 결정된 패턴이 형성될 패턴 영역이 S20 단계에서 함께 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 신장 가능 필름에 있어서 상기 오목 다각형 패턴이 형성될 제1 영역(I) 및 상기 볼록 다각형 패턴이 형성될 제2 영역(II)의 크기가 결정될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 사이에 소정의 완충 영역(III)의 크기가 결정될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, S30 단계에서, 결정된 상기 패턴 형상을 예비 필름(70)의 상기 패턴 영역에 전사하여 상기 신장 가능 필름을 제조할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 전사 공정은 포토(photo) 공정을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 예비 필름은 PPS 필름일 수 있다.
예를 들면, 결정된 상기 패턴 형상에 대응되는 슬릿들을 포함하는 마스크(60)를 제작할 수 있다. 상기 슬릿은 예를 들면 상기 오목 다각형 패턴 및 상기 볼록 다각형 패턴에 대응되는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 각각 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)과 중첩되는 마스크(60)의 영역 상에 오목 다각형 슬릿(62) 및 볼록 다각형 슬릿(64)이 포함되도록 마스크(60)가 제작될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 오목 다각형 슬릿(62) 및 상기 볼록 다각형 슬릿(64) 사이에는 도 1에 도시된 완충 개구부들과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상의 완충 슬릿들(66)이 배치될 수 있다.
이후, 마스크(60)를 예비 필름(70) 상부에 배치하고 마스크(60)를 통해 예비 필름(70) 상에 노광 공정을 수행할 수 있다. 상기 노광 공정은 자외선 조사를 포함할 수 있다.
이에 따라, 슬릿들(62, 64, 66)을 통해 예비 필름(70)의 노광된 부분들이 제거되어 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같은 신장 가능 필름이 제조될 수 있다.
슬릿들(62, 64, 66)을 통한 상기 노광 공정에 의해 제거된 예비 필름(70) 부분은 도 1에 도시된 개구부들로 변환될 수 있다. 예를 들면, 상기 패턴 영역들 중 제1 영역(I)으로 결정된 영역에는 예를 들면, 리본 형상의 개구부들이 형성될 수 있다. 또한, 상기 패턴 영역들 중 제2 영역(II)으로 결정된 영역에는 예를 들면, 육각형 형상의 개구부들이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 패턴 영역들 중 완충 영역(III)으로 할당된 영역에는 완충 개구부들이 형성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, S30 단계의 상기 패턴 전사 공정은 몰딩 공정을 통해 수행될 수 있다. 예를 들면, S10 단계 및 S20 단계들을 통해 결정된 패턴 형상 및 패턴 영역에 따라, 몰드(mold)를 제작할 수 있다. 상기 몰드는 도 1에 도시된 경계 패턴들과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상의 슬릿을 포함할 수 있다.
상기 몰드 상에 예를 들면, PDMS 또는 PU와 같은 수지 물질을 공급함으로써, 상기 수지 물질에 의해 상기 슬릿이 충진될 수 있다. 이후, 경화 공정 수행 후, 경화된 상기 수지 물질을 상기 몰드로부터 분리시킴으로써 도 1에 도시된 바와 같은 신장 가능 필름을 제조할 수 있다.
도 6 및 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 예비 필름 상에 패턴 전사 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6을 참조하면, 상술한 패턴 전사 공정을 위해 사용되는 마스크(60a)는 경계 슬릿(68)을 포함할 수 있다. 경계 슬릿(68)은 도 2에 도시된 경계 패턴들(210, 220, 230)과 실질적으로 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다.
마스크(60a)를 예비 필름(70a) 상에 배치한 후, 경계 슬릿(68)을 통해 예비 필름(70a)에 대해 예를 들면 자외선 조사 공정을 수행할 수 있다.
도 7을 참조하면, 예비 필름(70a) 중 경계 슬릿(68)을 통해 노광된 부분은 제거되어 경계 갭(gap)(75)이 형성될 수 있다. 경계 갭(75)에 의해 둘러 싸인 예비 필름(70a) 부분들은 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 제1 신장 패턴(215), 제2 신장 패턴(225) 및 완충 신장 패턴들(231, 233, 235, 237)로 정의될 수 있다.
이후, 경계 갭(75) 내부에 예를 들면, PU와 같은 상대적으로 강성 또는 영률이 높은 수지 물질을 충진 시킨 후, 경화 공정을 통해 경계 패턴을 형성할 수 있다. 상기 경계 패턴은 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 제1 경계 패턴(210), 제2 경계 패턴(220) 및 완충 경계 패턴(230)을 포함할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 대상체의 곡률을 미리 측정하여, 상기 곡률에 따라 패턴 형상을 결정하고, 상기 패턴 형상을 신장 가능 필름의 원하는 위치에 전사시킬 수 있다. 따라서, 상기 대상체의 표면 구조에 최적화되어 밀착될 수 있는 신장 가능 필름을 제작할 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 신장 가능 필름(300)은 횡방향을 따라 구분되는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 사이에 삽입되는 완충 영역(III)을 더 포함할 수 있다.
제1 영역(I) 및 제2 영역(II)은 각각 복층 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)은 서로 다른 강성의 층들이 적층된 이중층 구조를 가질 수 있다.
신장 가능 필름(300)의 제1 영역(I)은 고 강성층(310) 및 고 강성층(320) 상에 적층된 저 강성층(320)을 포함할 수 있다. 고 강성층(310)은 저 강성층(320)에 비해 상대적으로 높은 영률을 갖는 수지 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 고 강성층(310) 및 저 강성층(320)은 각각 PU 및 PDMS를 포함할 수 있다.
신장 가능 필름(300)의 제2 영역(II)은 제1 영역(I)과 반대의 배치를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(II)은 하부에 배치된 저 강성층(320) 및 상부에 배치된 고 강성층(310)을 포함할 수 있다.
신장 가능 필름(300)의 완충 영역(330)에는 완충 패턴(330)이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 완충 패턴(330)은 고 강성층(310) 및 저 강성층(320) 사이의 영률을 갖는 수지 물질을 포함할 수 있다. 완충 패턴(330)은 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 사이의 접착 부재로서 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, PU와 같은 고 강성 수지 물질층 상에 PDMS와 같은 저 강성 물질층을 적층하여 예비 필름을 형성할 수 있다. 상기 예비 필름을 절단하여 제1 부분 및 제2 부분으로 분리시킬 수 있다. 이후, 상기 제2 부분을 뒤집어 완충 패턴(330)을 통해 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 측부를 서로 다른 수지층이 횡방향으로 대향되도록 부착시킬 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 신장 가능 필름(300)을 제조할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신장 가능 필름(300)은 몰딩 공정으로 제조될 수도 있다. 예를 들면, 제1 영역(I)에 해당하는 주형 내에 고 강성 수지 및 저 강성 수지를 차례로 주입하여 경화 시킨 후, 제2 영역(II)에 해당하는 주형 내에 저 강성 수지 및 고 강성 수지를 차례로 주입하여 경화시킬 수 있다. 이후, 완충 영역(III)에 해당하는 주형 내에 수지 물질을 주입하여 완충 패턴(330)을 형성함으로써 신장 가능 필름(300)을 제조할 수도 있다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름과 대상체 사이의 밀착 형태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 9를 참조하면, 대상체(50)는 도 3을 참조로 설명한 바와 같이 양의 가우스 곡면 영역(PA) 및 음의 가우스 곡면(NA)을 포함할 수 있다. 가우스 곡면 영역(PA) 및 음의 가우스 곡면(NA) 사이의 영역은 변곡 영역(IA)으로 정의될 수 있다.
대상체(50)의 양의 가우스 곡면 영역(PA), 음의 가우스 곡면(NA) 및 변곡 영역(IA) 상에는 각각 신장 가능 필름(300)의 제1 영역(I), 제2 영역(II) 및 완충 영역(III)이 부착될 수 있다.
저 강성층(320)은 상대적으로 고 강성층(330)에 비해 크게 연신될 수 있다. 이에 따라, 대상체(50)의 곡면 방향성을 신장 가능 필름(300)에 구현하여 대상체(50)의 곡면 변화에 의해 들뜸 현상 없이 신장 가능 필름(300)을 밀착시킬 수 있다.
또한, 완충 패턴(330)은 변곡 영역(IA) 상에서 발생되는 곡면 방향의 변환에 따라, 신장 가능 필름(300)의 뒤틀림 현상을 방지 또는 흡수할 수 있다. 이에 따라, 변곡 영역(IA) 또는 완충 영역(III) 인접부에서 고 강성층(310) 및 저 강성층(320) 사이의 분리 혹은 박리 현상을 방지할 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 예를 들면, 도 10은 유기 발광 표시(Organic Light Emitting Display: OLED) 장치를 도시하고 있다.
한편, 도 10을 참조로 각 구성들의 제조 방법도 함께 설명된다.
도 10을 참조하면, 베이스 기판(400) 저면 상에 부착된 신장 가능 필름(100), 및 베이스 기판(400) 상에 배치되는 화소 회로 및 발광 구조물을 포함할 수 있다.
베이스 기판(400)은 연성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 베이스 기판(400)은 폴리이미드(Polyimide: PI) 계열 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 장치는 예를 들면 플렉시블 OLED 장치로 제공될 수 있다.
베이스 기판(400) 상에는 배리어(barrier) 막(410)이 형성될 수 있다. 배리어 막(410)은 베이스 기판(400) 및 베이스 기판(400) 상에 형성되는 구조물 사이의 불순물 확산을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
배리어 막(410)은 예를 들면, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 배리어 막(410)은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막이 적층된 구조를 가질 수 있다. 배리어 막(410)은 베이스 기판(400)의 상면을 전체적으로 커버할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 배리어 막(410) 상에 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산질화물을 사용하여 버퍼막을 더 형성할 수도 있다.
배리어 막(410) 상에 활성층(415)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 배리어 막(410) 상에 반도체 물질층을 형성한 후, 상기 반도체 물질층을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 활성층(415)을 형성할 수 있다.
상기 반도체 물질층은 비정질 실리콘 혹은 폴리실리콘을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 배리어 막(410) 상에 비정질 실리콘 층을 형성한 후, 저온 폴리실리콘(Low Temperature Polycrystalline silicon: LTPS) 공정 또는 레이저 어닐링 공정과 같은 결정화 공정을 통해 폴리실리콘을 포함하는 상기 반도체 물질층을 형성할 수 있다.
이와는 달리, 상기 반도체 물질층은 인듐-갈륨-아연 산화물(Indium Gallium Zinc Oxide: IGZO), 아연-주석 산화물(Zinc Tin Oxide: ZTO), 또는 인듐-주석-아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide: ITZO) 등과 같은 산화물 반도체를 사용하여 형성될 수도 있다.
버퍼막(410) 상에는 게이트 절연막(420)이 형성되어 활성층(415)을 커버할 수 있다. 예를 들면, 게이트 절연막(420)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산질화물을 사용하여 CVD 공정, 스핀 코팅 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
게이트 절연막(420) 상에는 게이트 전극(425)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(425)은 활성층(415)과 실질적으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 절연막(420) 상에 제1 도전막을 형성한 후, 상기 제1 도전막을 활성층(415)과 중첩되도록 패터닝하여 게이트 전극(425)을 형성할 수 있다.
상기 제1 도전막은 알루미늄(Al), 은(Ag), 텅스텐(W), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc) 등과 같은 금속 물질, 상기 금속들의 합금 또는 상기 금속들의 질화물을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 도전막은 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide: IZO), 알루미늄 도핑된 아연 산화물(Aluminum doped Zinc Oxide: AZO) 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수도 있다
일 실시예에 있어서, 게이트 전극(425)을 마스크로 사용하여 활성층(415)에 불순물을 주입함으로써, 활성층(415)의 양 단부에 소스 영역 및 드레인 영역을 형성할 수 있다. 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이의 활성층(415) 부분은 게이트 전극(425)과 실질적으로 중첩되어 채널 영역으로 기능할 수 있다.
게이트 절연막(420) 상에는 층간 절연막(430)이 형성되어 게이트 전극(425)을 커버할 수 있다. 층간 절연막(430)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 층간 절연막(430)은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막을 포함하는 적층 구조를 가질 수도 있다.
이후, 층간 절연막(430) 및 게이트 절연막(420)을 관통하여 활성층(415)과 접촉하는 소스 전극(433) 및 드레인 전극(435)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 층간 절연막(430) 및 게이트 절연막(420)을 부분적으로 식각하여 활성층(415)을 부분적으로 노출시키는 콘택 홀들을 형성할 수 있다. 이후, 층간 절연막(430) 상에 상기 콘택 홀들을 매립하는 제2 도전막을 형성하고, 상기 제2 도전막을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 소스 전극(433) 및 드레인 전극(435)을 형성할 수 있다. 소스 전극(433) 및 드레인 전극(435)은 활성층(415)의 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역과 각각 접촉할 수 있다.
상기 제2 도전막은 상기 제1 도전막과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질 및 공정을 통해 형성될 수 있다.
이에 따라, 활성층(415), 게이트 절연막(420), 게이트 전극(425), 소스 전극(433) 및 드레인 전극(435)을 포함하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 장치의 하나의 화소 영역에 적어도 하나의 TFT가 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 하나의 화소 영역에 각각 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터가 형성될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 화소 영역마다 커패시터가 더 형성될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 표시 장치는 데이터 라인(D) 및 스캔 라인(S)을 포함할 수 있다. 스캔 라인(S)은 예를 들면, 상기 제1 도전막으로부터 패터닝되어 게이트 전극(415)과 연결될 수 있다. 데이터 라인(D)은 상기 제2 도전막으로부터 패터닝되어 소스 전극(433)과 연결될 수 있다.
이에 따라, 베이스 기판(400) 상에 예를 들면, 데이터 라인(D), 스캔 라인(S) 및 상기 TFT를 포함하는 상기 화소 회로가 형성될 수 있다.
층간 절연막(430) 상에 소스 전극(433) 및 드레인 전극(435)을 커버하는 비아 절연막(440)을 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 비아 절연막(440)은 폴리이미드, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르와 같은 유기 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 비아 절연막(440)은 충분한 두께로 형성되어 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다.
상술한, 배리어 막(410), 상기 반도체 물질층, 상기 제1 및 제2 도전막, 게이트 절연막(420), 층간 절연막(430) 및 비아 절연막(440)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition: CVD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(high density plasma-chemical vapor deposition: HDP-CVD) 공정, 열 증착 공정, 진공 증착 공정, 스핀 코팅(Spin Coating) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD) 공정 또는 프린팅(printing) 공정 중 적어도 하나의 공정을 통해 형성될 수 있다
이후, 비아 절연막(140) 상에 제1 전극(450), 발광층(470) 및 제2 전극(480)을 포함하는 상기 발광 구조물이 형성될 수 있다.
제1 전극(450)은 비아 절연막(440) 상에 형성되어 예를 들면, 드레인 전극(435)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 비아 절연막(440)을 부분적으로 식각하여 드레인 전극(435)을 노출시키는 비아 홀을 형성할 수 있다. 이후, 비아 절연막(440) 상에 상기 비아 홀을 채우는 제3 도전막을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 전극(450)을 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제3 도전막은 Al, Ag, W, Cu, Ni, Cr, Mo, Ti, Pt, Ta, Nd, Sc 등과 같은 금속 물질 또는 이들 금속의 합금을 사용하여, 열 증착 공정, 진공 증착 공정, 스퍼터링 공정, ALD 공정, CVD 공정, 프린팅 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제3 도전막은 ITO, IZO, 아연 산화물 또는 인듐 산화물과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수도 있다.
제1 전극(450)은 상기 표시 장치의 화소 전극 혹은 양극(anode)으로 제공될 수 있다. 제1 전극(450)은 상기 각 화소마다 독립적으로 패터닝되어 제공될 수 있다.
비아 절연막(440) 상에 화소 정의막(450)을 형성할 수 있다. 화소 정의막(450)은 제1 전극(450)의 주변부를 커버할 수 있다. 화소 정의막(450)은 예를 들면, 폴리이미드 수지 또는 아크릴 수지와 같은 감광성유기물질을도포한후, 노광 및 현상 공정을 통해 형성될 수 있다.
화소 정의막(460)에 의해 노출된 제1 전극(450) 상에 발광층(470)을 형성하고, 발광층(470) 및 화소 정의막(460) 상에 제2 전극(480)을 형성할 수 있다.
제1 전극(450) 및 제2 전극(480)에 인가된 전압에 의해 생성된 정공 및 전자가 발광층(470) 내부에서 결합하여 여기자(exciton)가 생성되며, 상기 여기자가 기저 상태로 전이됨에 따라 소정의 광이 방출될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 발광층(470)과 제1 전극(450) 사이에 정공 수송층(hole transport layer: HTL)(도시되지 않음)이 추가로 형성될 수 있다. 또한, 발광층(470)과 제2 전극(480) 사이에 전자 수송층(electron transport layer: ETL)(도시되지 않음)이 추가로 형성될 수 있다.
발광층(470)은 적색(R)광, 녹색(G)광, 청색(B)광 등과 같은 서로 다른 색광들을 발생시키기 위한 유기 발광 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 발광층(470)은 적색광, 녹색광, 청색광 등의 상이한 색광들을 구현하기 위한 복수의 발광 물질들이 적층되어 백색광을 발광하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
상기 정공 수송층은 예를 들면, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(TPD), N,N-디-1-나프틸-N,N-디페닐-1,1-비페닐-4,4-디아민(NPD), N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 정공 수송 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 전자 수송층은 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3), 2-(4-비페닐릴)-5-4-터트-부틸페닐-1,3,4-옥시디아졸(PBD), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토-알루미늄(BAlq), 바쏘쿠프로인(BCP) 등의 전자 수송 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 발광층(470)은 스핀 코팅 공정, 롤 프린팅 공정, 노즐 프린팅 공정, 잉크젯 프린팅 공정, 도너 기판을 활용한 전사 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 발광층(470)은 화소 정의막(460) 측벽에 의해 한정되도록 형성될 수 있다.
제2 전극(480)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Cr, W, Mo, Ti 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 사용하여 형성될 수 있다. 이와는 달리, 제2 전극(480)은 ITO, IZO, AZO, 아연 산화물, 주석 산화물 등의 투명 도전 물질을 사용하여 형성될 수도 있다. 제2 전극(480)은 스퍼터링 공정, ALD 공정, PVD 공정, PLD 공정, 프린팅 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
제2 전극(480)은 복수의 화소들 상에서 연장되어 상기 표시 장치의 공통 전극으로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제2 전극(480) 상에는 폴리이미드와 같은 유연성을 갖는 고분자 수지를 사용하여 봉지층을 더 형성할 수 있다.
베이스 기판(400)의 저면 상에는 예시적인 실시예들에 따른 신장 가능 필름(100)이 부착될 수 있다. 신장 가능 필름(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 표시 장치가 부착될 영역에 따라 서로 다른 형상의 개구부 패턴들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 표시 장치는 도 2에 도시된 신장 가능 필름(200)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 신장 가능 필름(200)은 상기 표시 장치가 부착될 영역에 따라 서로 다른 형상의 신장 패턴들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 표시 장치는 도 8에 도시된 신장 가능 필름(300)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 신장 가능 필름(300)은 상기 표시 장치가 부착될 영역에 따라 서로 다른 순서로 적층된 고 강성층 및 저 강성층을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 표기 장치는 보정 센서(150)를 더 포함할 수 있다. 보정 센서(150)는 예를 들면, 신장 가능 필름(150)에 내장되거나, 베이스 기판(400) 및 신장 가능 필름(100)의 계면부에 배치될 수 있다.
보정 센서(150)는 상기 표시 장치의 신장 가능 필름(100)이 대상체의 표면 상에 부착되어 연신되는 경우, 신장 가능 필름(100)이 변형됨에 따라 왜곡되는 이미지를 인지하여 평면 형태로 보정할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 보정 센서(150)는 신장 가능 필름(100)의 각 영역 마다 배치될 수 있다. 예를 들면, 보정 센서(150)는 상기 대상체의 양의 가우스 곡면 영역 및 음의 가우스 곡면 영역에 각각 대응되는 신장 가능 필름(100)의 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 마다 배치되어 서로 다른 방향으로의 이미지 변형을 보정할 수 있다.
보정 센서(150)는 예를 들면, Flex 센서, 가속도 센서 또는 자이로 센서를 포함할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따른 상기 표시 장치는 플렉시블 특성을 갖는 베이스 기판(400)의 저면 상에 대상체의 곡면 형태에 따라 팽창 혹은 연신 특성을 갖도록 설계된 신장 가능 필름(100)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 대상체 표면 상에 부착시, 들뜸 현상 또는 이미지 왜곡 없는 웨어러블(wearable) 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 11 내지 도 14는 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 예를 들면, 도 11 내지 도 14는 도 10에 도시된 표시 장치의 제조 방법을 도시하고 있다.
한편, 도 10을 참조로 설명한 상기 표시 장치의 각 구성들의 형성 공정 및 물질들에 대한 상세한 설명한 생략한다.
도 11을 참조하면, 캐리어 기판(500) 상에 베이스 기판(400)을 형성할 수 있다.
캐리어 기판(500)은 베이스 기판(400) 상에 각종 소자를 형성하기 위한 공정이 수행되는 동안 베이스 기판(400)을 지지할 수 있다. 캐리어 기판(500)으로서 예를 들면, 유리 기판 혹은 금속 기판을 사용할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 캐리어 기판(500) 상에 폴리이미드 전구체를 포함하는 조성물을 도포하여 코팅층을 형성한 후, 상기 코팅층을 열경화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅층에 포함된 상기 폴리이미드 전구체들 사이에서 중합 반응이 일어나 폴리이미드 수지를 포함하는 베이스 기판(400)이 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 도 10을 참조로 설명한 바와 같이, 베이스 기판(400) 상에 TFT를 포함하는 화소 회로 및 발광층(470)을 포함하는 발광 구조물을 형성할 수 있다.
도 13을 참조하면, 캐리어 기판(500)을 베이스 기판(400)으로부터 분리시켜, 베이스 기판(400)의 저면을 노출시킬 수 있다.
예를 들면, 레이저 리프트(laser lift)와 같은 박리 공정을 통해 캐리어 기판(500)을 베이스 기판(400)으로부터 탈착시킬 수 있다. 또는, 진공 흡착판 혹은 인력(manpower)에 의해 캐리어 기판(500)을 잡아당김으로써 베이스 기판(400)으로부터 박리시킬 수도 있다.
도 14를 참조하면, 노출된 베이스 기판(400)의 상기 저면 상에 신장 가능 필름(100)을 부착시킴으로써 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 제조할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 보정 센서(150)를 미리 신장 가능 필름에 내장시킨 후, 신장 가능 필름(100)을 부착시킬 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 보정 센서(150)를 베이스 기판(400)의 상기 저면에 부착시킨 후, 보정 센서(150)를 덮도록 신장 가능 필름(100)을 베이스 기판(400)의 상기 저면 상에 부착시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 대상체의 곡면 형태에 따라 패턴의 구조 및/또는 물성을 조절하여 상기 대상체에 대해 밀착특성이 최적화된 신장 가능 필름을 제작할 수 있다. 상기 신장 가능 필름은 웨어러블 특성을 갖는 플렉시블 표시 장치를 포함하는 각종 전자 기기에 활용될 수 다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
PA: 양의 가우스 곡면 영역 IA: 변곡 영역
NA: 음의 가우스 곡면 영역 50: 대상체
60, 60a: 마스크 62: 오목 다각형 슬릿
64: 볼록 다각형 슬릿 66: 완충 슬릿
70, 70a: 예비 필름 75: 경계 갭
100, 200, 300: 신장가능 필름 110, 210: 제1 경계 패턴
115: 제1 개구부 120, 220: 제2 경계 패턴
125: 제2 개구부 130, 230: 완충 경계 패턴
131, 133, 135, 137: 제1 내지 제4 완충 개구부
150: 보정 센서 215: 제1 신장 패턴
225: 제2 신장 패턴
231, 233, 235, 237: 제1 내지 제4 완충 신장 패턴
310: 고 강성층 320: 저 강성층
330: 완충 패턴 400: 베이스 기판
410: 배리어 막 415: 활성층
420: 게이트 절연막 425: 게이트 전극
430: 층간 절연막 433: 소스 전극
435: 드레인 전극 440: 비아 절연막
450: 제1 전극 460: 화소 정의막
470: 발광층 480: 제2 전극
500: 캐리어 기판

Claims (27)

  1. 제1 영역에 배치되는 오목 다각형 형상의 복수의 제1 패턴들;
    제2 영역에 배치되는 볼록 다각형 형상의 복수의 제2 패턴들;
    상기 제1 영역에 배치되며, 상기 제1 패턴들을 구획하는 제1 경계 패턴;
    상기 제2 영역에 배치되며, 상기 제2 패턴들을 구획하는 제2 경계 패턴; 및
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 배치되는 완충 영역을 포함하고,
    상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 상기 제1 경계 패턴 및 상기 제2 경계 패턴 보다 낮은 영률(Young's Modulus)을 갖는 신장 패턴을 포함하는 신장 가능 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 패턴의 상기 신장 패턴은 리본 형상을 가지는 신장 가능 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 패턴의 상기 신장 패턴은 육각형 형상을 가지는 신장 가능 필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 경계 패턴은 벌집 메쉬(honeycomb mesh) 형상을 갖는 신장 가능 필름.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 신장 패턴은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane: PDMS) 또는 광패턴화 가능한 실리콘(Photo-Patternable Silicone: PPS)을 포함하며,
    상기 제1 경계 패턴 및 상기 제2 경계 패턴은 폴리우레탄(polyurethane: PU)을 포함하는 신장 가능 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 완충 영역은 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴을 서로 연결시키는 완충 개구부 또는 완충 신장 패턴을 포함하는 신장 가능 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 완충 개구부 또는 상기 완충 신장 패턴은 상기 제1 영역부터 상기 제2 영역 방향으로 순차적으로 배치되며 서로 다른 형상을 갖는 복수의 제1 내지 제4 완충 개구부들 또는 복수의 제1 내지 제4 완충 신장 패턴을 포함하는 신장 가능 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역은 대상체의 양의 가우스 곡면 상에 부착되며, 상기 제2 영역은 상기 대상체의 음의 가우스 곡면 상에 부착되는 신장 가능 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 완충 영역은 상기 대상체의 상기 양의 가우스 곡면 및 상기 음의 가우스 곡면 사이에 배치되는 변곡면 상에 부착되는 신장 가능 필름.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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