KR102369002B1

KR102369002B1 - 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법 및 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트

Info

Publication number: KR102369002B1
Application number: KR1020210084243A
Authority: KR
Inventors: 황재영; 선우국현; 하태주; 우정석
Original assignee: (주)유티아이
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2022-03-03
Also published as: KR102369002B9

Abstract

본 발명은 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 관한 것으로서, 플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 있어서, 플레이트 기판을 제공하는 제1단계와, 상기 플레이트 기판 상의 일면 또는 양면에 마스크층을 형성하는 제2단계와, 상기 마스크층을 패터닝하여 상기 플레이트 기판 상에 플렉시블부 형성을 위한 마스크 패턴층을 형성하는 제3단계와, 상기 마스크 패턴층을 마스크로 하여 상기 플레이트 기판의 상기 플렉시블부에 3차원 구조체를 형성하는 제4단계와, 상기 마스크 패턴층을 제거하는 제5단계와, 상기 3차원 구조체 내부, 상기 3차원 구조체가 형성된 플렉시블부를 덮도록 또는 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판 상의 전체 영역에 수지코팅층을 형성하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법 및 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 플렉시블부에 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 플레이트를 제공하여, 강도 특성과 폴딩 특성을 만족시키면서, 디스플레이 패널과 플레이트 간의 안정적인 결합 구조를 제공하여 디스플레이에 충격이 가해졌을 때 디스플레이 패널을 보호할 수 있도록 하며, 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법 및 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트{Manufacturing method of the flexible display plate in which 3D structure is formed and flexible display plate in which 3D structure thereof}

본 발명은 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 관한 것으로서, 플렉시블부에 3차원 구조체를 형성하여 플렉시블 영역에서의 폴딩 특성 및 강도 특성을 개선하기 위한 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법 및 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 관한 것이다.

전기, 전자 기술들이 급속도로 발전함에 따라 새로운 시대적 요구 및 다양한 소비자들의 요구에 맞춰 고성능의 다양한 디스플레이 제품이 출시되고 있으며, 그 중 화면을 접고 펼칠 수 있는 플렉시블 디스플레이에 대한 관심과 수요가 증대되고 있다.

이러한 플렉시블 디스플레이는 기본적으로 접히는 것(Foldable), 구부리고 말고(Rollable), 밀거나(Slidable) 늘리는(Stretchable) 형태 등 다양한 방식으로 구현되고 있으며, 일반적으로 접혀지거나 구부려지는 플렉시블 영역이 하나 이상 존재하고, 접혀지거나 구부려지지 않는 평면 영역과 함께 존재할 수 있다.

예컨대 가장 기본적인 폴더블 디스플레이의 경우, 평면 영역 사이에 플렉시블 영역이 존재하고, 플렉시블 영역을 중심으로 디스플레이가 폴딩(접히게)되고, 평면 영역은 서로 마주보게 된다.

이러한 플렉시블 영역과 평면 영역은 요구 물성이 서로 상이할 수 있다. 최근 디스플레이의 박판화, 경량화 추세에 따라 관련 구성품도 얇게 제공되면서, 그 요구 물성의 차이가 더욱 심화되고, 이를 개선시키기 위한 연구가 심도깊게 진행되고 있는 실정이다.

특히 플렉시블 영역에서는 평면 영역과는 다르게 폴딩 특성과 강도 특성을 동시에 고려하여야 하고, 낙하시 디스플레이의 변형이 발생하지 않아야 하며, 이로 인한 디스플레이 패널에의 충격이나 손상이 최소화되어야 한다.

일반적으로 플렉시블 디스플레이에 적용되는 디스플레이 패널은 액정표시장치나 유기발광표시장치 등이 적용되고 있으며, 이러한 디스플레이 패널을 지지하고, 강성 보강에 도움이 되도록 배면 지지판을 디스플레이 패널 배면에 적용하고 있다.

기존의 이러한 배면 지지판은 주로 박판의 구리, 알루미늄, 스텐레스 스틸과 같은 금속성 재료를 적용하여 어느 정도 유연성은 확보하였으나, 플렉시블 영역에서의 폴딩 특성의 개선은 고려되지 않았으며, 또한 낙하 시 충격력을 흡수하지 못하여 구성품 간 변형을 야기시켜 전체적으로 디스플레이 장치에 치명적인 불량을 야기시키는 문제점이 있다.

본 발명은 플렉시블부에 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 플레이트를 제공하여 플렉시블 영역에서의 폴딩 특성을 개선하고, 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시키기 위한 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법 및 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 있어서, 플레이트 기판을 제공하는 제1단계와, 상기 플레이트 기판 상의 일면 또는 양면에 마스크층을 형성하는 제2단계와, 상기 마스크층을 패터닝하여 상기 플레이트 기판 상에 플렉시블부 형성을 위한 마스크 패턴층을 형성하는 제3단계와, 상기 마스크 패턴층을 마스크로 하여 상기 플레이트 기판의 상기 플렉시블부에 3차원 구조체를 형성하는 제4단계와, 상기 마스크 패턴층을 제거하는 제5단계와, 상기 3차원 구조체 내부, 상기 3차원 구조체가 형성된 플렉시블부를 덮도록 또는 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판 상의 전체 영역에 수지코팅층을 형성하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법 및 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트를 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 제1단계 이후에, 상기 플레이트 기판의 종류에 따라 플레이트 상에 박막층을 먼저 형성할 수 있다.

또한, 상기 플레이트 기판은, 무기 기판, 유기 기판 및 세라믹 기판 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 상기 플레이트 기판은, 글래스 또는 카본 시트를 사용할 수 있다

또한, 상기 플레이트 기판은, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PP(polypropylene) 필름, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름 및 PC(Polycarbonate) 필름 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 3차원 구조체는, 상기 플레이트 기판을 상하로 관통하는 홀 패턴, 상기 플레이트 기판 상에 형성되는 요철 구조, 상기 플레이트 기판의 플렉시블부가 트렌치(Trench) 구조로 형성되거나, 상기 플레이트 기판의 플렉시블부가 하나 이상으로 분절된 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제4단계의 3차원 구조체는, 건식 또는 습식 식각공정에 의해 형성될 수 있으며, 레이저 컷(Laser cut) 또는 샌드 블라스팅(Sand blasting) 공정에 의해 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제5단계 이후에, 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판을 강화시키는 공정을 더 포함할 수 있으며, 상기 강화 공정 전이나 후 또는 전후 각각에 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행할 수 있다.

또한, 상기 제5단계 이후에, 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판에 생성된 마이크로 크랙을 제거하기 위한 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행할 수 있다.

또한, 상기 수지코팅층은, 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따른 플레이트는, 상기 플렉시블 디스플레이의 커버 윈도우, 또는 플렉시블 디스플레이 패널의 배면에 형성되어 상기 플렉시블 디스플레이 패널을 지지하는 지지판으로 사용될 수 있다.

본 발명은 플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 관한 것으로서, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이에 사용될 수 있는 플렉시블 플레이트에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 플렉시블부에 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 플레이트를 제공하여, 강도 특성과 폴딩 특성을 만족시키면서, 디스플레이 패널과 플레이트 간의 안정적인 결합 구조를 제공하여 디스플레이에 충격이 가해졌을 때 디스플레이 패널을 보호할 수 있도록 하며, 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 플렉시블 디스플레이에 적용되는 다양한 부품으로 활용될 수 있으며, 특히 디스플레이 패널용 배면 지지판이나 디스플레이 패널의 커버 윈도우 등으로 활용될 수 있다.

도 1 - 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 대한 모식도.
도 3 내지 도 6 - 본 발명의 다양한 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 대한 모식도.

본 발명은 플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 관한 것으로서, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이에 사용되는 플렉시블 플레이트에 관한 것이다.

본 발명은 플렉시블부에 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 플레이트를 제공하여 플렉시블 영역에서의 폴딩 특성을 개선하고, 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킨 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 대한 모식도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 대한 모식도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 대한 모식도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 3차원 구조체(400)가 구현된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법은, 플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 있어서, 플레이트 기판(100)을 제공하는 제1단계와, 상기 플레이트 기판(100) 상에 일면 또는 양면에 마스크층(200)을 형성하는 제2단계와, 상기 마스크층(200)을 패터닝하여 상기 플레이트 기판(100) 상에 플렉시블부 형성을 위한 마스크 패턴층(300)을 형성하는 제3단계와, 상기 마스크 패턴층(300)을 마스크로 하여 상기 플레이트 기판(100)의 상기 플렉시블부에 3차원 구조체(400)를 형성하는 제4단계와, 상기 마스크 패턴층(300)을 제거하는 제5단계와, 상기 3차원 구조체(400) 내부, 상기 3차원 구조체(400)가 형성된 플렉시블부를 덮도록 또는 상기 3차원 구조체(400)가 형성된 플레이트 기판(100) 상의 전체 영역에 수지코팅층(500)을 형성하는 제6단계를 포함한다.

본 발명에서 디스플레이의 플렉시블 영역은 디스플레이가 반으로 접히는 영역이나 구부려지는 영역을 말하며, 이 영역에 대응되어 접히거나 구부려지는 영역을 본 발명에서는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 "플렉시블부"라고 하며, 플렉시블부를 제외한 평면 영역을 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 "평면부"라고 한다.

본 발명에서는 플렉시블 디스플레이의 일 영역에서 접혀지는 형태, 바람직하게는 반으로 접혀지는 폴딩 방식의 플렉시블 디스플레이를 중심으로 설명하고자 한다. 일반적인 이러한 폴딩 방식은 플렉시블 영역을 중심으로 접혀져 플렉시블 영역 양측에 형성된 평면부가 서로 마주보는 구조로 형성된다.

이러한 플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역은 강도 특성과 폴딩 특성이 동시에 고려되어야 하므로 특별한 구조나 물성을 갖도록 설계되어야 하며, 특히 플렉시블 디스플레이의 전 영역(Total Area)에 걸쳐 형성되는 구조물의 경우 플렉시블부와 평면부를 동시에 포함하므로, 플렉시블부와 평면부 간에 응력 균형이 맞아야 할뿐만 아니라, 디스플레이에 충격이 가해졌을 때 디스플레이 패널 전체로 전달되는 충격력이 다른 구조물에 비해 상당히 크므로 이에 대한 내충격력을 개선하기 위한 연구가 이루어져야 한다.

예컨대 본 발명은 플렉시블 디스플레이 패널의 앞면에 형성되어 플렉시블 디스플레이 패널을 보호하는 윈도우 커버 또는 플렉시블 디스플레이 패널의 배면에 형성되어 플렉시블 디스플레이 패널을 지지하고, 강성 보강이 되도록 하는 배면 지지판 등에 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 CPI(Clear Polyimide) 커버 위에 배치되어 CPI 커버 보호용으로도 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법은, 먼저, 플레이트 기판(100)을 제공한다(제1단계).

본 발명에 따른 플레이트 기판(100)은 플렉시블 디스플레이 패널을 보호하거나, 지지하기 위한 것으로 박판이면서 플렉시블하게 구부려질 수 있는 재료이면 무방하며, 윈도우 커버로 적용되는 경우에는 투명한 재질로 형성되고, 배면 지지판 등으로 사용되는 경우에는 투명 또는 불투명한 재질로 형성될 수 있다.

또한 상기 플레이트 기판(100)은, 무기 기판, 유기 기판 및 세라믹 기판 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 예컨대 글래스 또는 카본시트(Carbon Sheet)를 사용하거나, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PP(polypropylene) 필름, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름 및 PC(Polycarbonate) 필름 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

이러한 플레이트 기판(100)은 기본적으로 투명하면서 가공이 용이하며, 본 발명에 따른 3차원 구조체(400)가 형성됨으로써, 강도 특성 및 폴딩 특성, 내구성 향상 등에 기여하게 된다.

상기 플레이트 기판(100)의 두께는 강도 특성과 폴딩 특성, 그리고 가공성을 고려하여 50 ~ 300㎛가 바람직하게 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명에 따른 플레이트 기판(100)은 원판 상태로 제공된 상태에서 셀 단위로 가공된 후 최종 셀 단위로 절단되어 제공되거나, 처음부터 셀 단위로 제공되어 가공 후 제공될 수도 있다.

그리고, 상기 플레이트 기판(100) 상의 일면 또는 양면에 마스크층(200)을 형성한다(제2단계).

상기 마스크층(200)은 상기 플레이트 기판(100) 상의 일면 또는 양면에 포토레지스트 코팅 또는 DFR(Dry Film Resist)을 라미네이션하여 형성하고, 상기 마스크층(200)을 노광 및 현상하는 패터닝 공정에 의해 상기 플레이트 기판(100) 상에 상기 플렉시블부 형성을 위한 마스크 패턴층(300)을 형성한다(제3단계).

상기 마스크층(200)은 3차원 구조체(400)의 형태나 3차원 구조체(400) 형성방법에 따라 상기 플레이트 기판(100) 상의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 플레이트 기판(100) 상에 상기 마스크층(200)을 형성하기 전에 박막층을 형성할 수도 있다. 이는 플레이트 기판(100)의 종류에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 예컨대 글래스 기판을 사용하는 경우, 마스크층(200)과의 접착력을 향상시켜 마스크 패턴층을 안정적으로 구현하고, 3차원 구조체의 정밀도를 개선시키게 된다. 상기 박막층은 마스크층(200)의 패터닝 공정 중에 함께 패터닝될 수 있다.

상기 박막층은 금속층 또는 금속산화물층 등을 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예로 산화크롬(Cr₂O₃), 인듐틴옥사이드(ITO), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al₂O₃) 등을 사용할 수 있다.

상기 마스크 패턴층(300)은 후술할 3차원 구조체(400) 형성을 위한 건식 또는 습식 식각공정에 있어서 마스크 역할을 하게 되며, 이를 고려하여 다양한 패턴을 갖는 마스크 패턴층(300)을 구현한다.

그리고 상기 마스크 패턴층(300)을 마스크로 하여 상기 플레이트 기판(100)의 상기 플렉시블에 3차원 구조체(400)를 형성한다(제4단계). 그리고 상기 마스크 패턴층(300)을 제거한다(제5단계).

상기 마스크 패턴층(300)을 마스크로 하여 건식 또는 습식 식각공정을 진행하여 상기 플레이트 기판(100)의 플렉시블부에 특별한 3차원 구조체(400)를 형성하는 것이다.

상기 3차원 구조체(400)는 플렉시블부에 형성되는 것으로서, 플렉시블부에서의 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선시킬 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 일실시예로, 상기 3차원 구조체(400)는, 상기 플레이트 기판(100)을 상하로 관통하는 홀 패턴으로 형성되거나, 상기 플레이트 기판(100)의 일면 또는 양면에 형성되며, 요철 구조로 형성되거나, 상기 플레이트 기판(100)의 플렉시블부가 트렌치(Trench) 구조로 형성되거나, 상기 플레이트 기판(100)의 플렉시블부가 하나 이상으로 분절된 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 3차원 구조체(400)는 플렉시블 디스플레이에 적용하기 위한 것으로서, 특히 플렉시블부에서의 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선하기 위한 다양한 형상의 구조체로 형성될 수 있다.

이러한 다양한 3차원 구조체(400)는 상기 마스크 패턴층(300)을 마스크로 하여 건식 또는 습식 식각공정에 의해 형성되거나, 레이저 컷(Laser cut) 또는 샌드 블라스팅(Sand blasting) 공정에 의해 형성될 수 있다.

즉, 건식 또는 습식 식각 정도를 조절하여 요철 형상이나 트렌치 형상의 구조체를 형성하거나, 관통된 홀 패턴 또는 분절된 형상의 플렉시블부를 형성하거나, 레이저 컷 또는 샌드 블라스팅 공정에 의해 홀 패턴 또는 분절된 형상의 플렉시블부를 형성할 수 있다. 또한 샌드 블라스팅에 의해 요철 형상이나 트렌치 형상의 구조체를 형성할 수도 있다.

또한, 상기와 같은 건식, 습식 식각 공정, 레이저 컷, 샌드 블라스팅 공정 등을 복합적으로 사용하여 다양한 형상의 3차원 구조체(400)를 형성할 수 있다.

좀 더 구체적으로 상기 3차원 구조체(400)는 상기 홀 패턴 또는 요철 형상은 원형 또는 스트라이프 형태 등으로 형성될 수 있으며, 트렌치 형태는 플렉시블부가 평면부에 비해 슬리밍 형태로 형성된 것으로, 트렌치 영역의 두께는 10~45㎛ 두께 정도가 적당하다.

또한, 분절된 형상의 플렉시블부는 평면부 및 플렉시블부가 완전히 분리된 구조를 이루며, 하나 이상의 분절된 형상으로 2~3개로 분절된 형상을 이룰 수도 있다. 이 경우 후속 공정을 위해 일면에 지지필름이 부착될 수도 있다.

상기 플레이트 기판(100) 상에 3차원 구조체(400)의 형성이 완료되면 상기 마스크 패턴층(300) 및 박막층은 알칼리 박리액을 이용하여 제거되게 된다.

그리고, 상기 마스크 패턴층(300)을 제거한 이후에, 상기 3차원 구조체(400)가 형성된 플레이트 기판(100)을 강화시키는 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 강화 공정은 바람직하게는 상기 플레이트 기판(100)이 글래스로 형성된 경우에 수행할 수 있다.

상기 강화 공정은 일반적인 화학 강화 공정에 의해 이루어지며, 플렉시블부의 두께를 고려하여 평면부 또는 플렉시블부에 추가 화학 공정을 수행하여 평면부와 플렉시블부 간의 인장응력을 조절한다. 이러한 화학 강화 공정은 케미컬 디핑(chemical dipping), 케미컬 슬러리(chemical slurry), 페이스트 강화와 같은 공정으로 수행될 수 있다.

한편 플레이트 기판의 종류에 따라 특히 글래스 기판을 사용하는 경우 상기와 같은 공정을 거치는 동안 마이크로 크랙이 발생할 수 있으며, 이의 제거를 위해 상기 3차원 구조체(400)를 형성한 직후나, 상기 강화 공정을 수행한 경우에는 상기 강화 공정 전이나 후 또는 전후 각각에 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행할 수 있다.

상기 케미컬 힐링 공정은 바람직하게는 상기 플레이트 기판(100)이 글래스로 형성된 경우에 수행할 수 있다.

일반적으로 상기 케미컬 힐링 공정은 불산계 또는 비불산계 식각액을 이용하며, 상기 식각액의 농도는 글래스의 두께, 플렉시블부의 형상, 강화 정도를 고려하여 적절히 조절하여 진행한다.

케미컬 힐링 공정은 강화 공정 전 또는 후에 1차로 수행할 수도 있으며, 공정 전과 후에 1차 및 2차로 수행할 수 있는데, 이 경우 각 식각액의 종류, 식각액의 농도 등을 조절하여 식각 속도 및 정도를 제어한다.

이러한 케미컬 힐링 공정은 마이크로 크랙을 제거하면서, 상기 3차원 구조체(400)의 모서리 주변으로 챔퍼부(600)를 형성하게 된다.

즉, 3차원 구조체(400)가 홀 패턴으로 형성된 경우에는 홀의 모서리에, 요철로 형성된 경우에는 요철의 모서리에, 트렌치 형상인 경우에는 플렉시블부와 평면부 사이의 모서리에, 분절 형상인 경우에는 그 모서리에 부드러운 곡면 형상의 챔퍼부(600)가 형성되게 된다.

이는 모서리에 상대적으로 응력이 집중되어 마이크로 크랙이 많이 발생하게 되므로, 케미컬 힐링 공정을 수행하게 되면, 이 부위가 다른 부위보다 상대적으로 많이 식각되어 챔퍼부(600)를 이루게 된다.

상기 챔퍼부(600)에 의해 마이크로 크랙이 제거됨에 따라 플레이트 기판(100)의 강도를 향상시키면서, 모서리에서의 빛반사에 의한 경계부 시인성 또한 줄이는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 3차원 구조체(400)가 형성된 플레이트 기판(100)에 수지코팅층(500)을 형성한다(제6단계).

상기 수지코팅층(500)은 플렉시블 플레이트의 용도에 따라 투명 또는 불투명 수지로 형성될 수 있으며, 상기 3차원 구조체(400) 내부, 상기 3차원 구조체(400)가 형성된 플렉시블부를 덮도록 또는 상기 3차원 구조체(400)가 형성된 플레이트 기판(100) 상의 전체 영역에 형성될 수 있다.

상기 수지코팅층(500)은 3차원 구조체(400)가 형성된 플레이트 기판(100)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 3차원 구조체(400) 내부 또는 그 상부에 형성되어 상기 플레이트 기판(100)이 전체적으로 평판 형상으로 형성되도록 하여, 디스플레이 패널 등에 접합시 빈공간없이 접합되도록 한다.

이에 의해 플렉시블부에서의 크랙 발생을 더욱 방지하며, 양 구조물 간의 연신률 차이를 완충시키면서, 탄성력을 보강하여 내충격성을 향상시키고, 3차원 구조체(400)의 형태가 외부에서 시인되는 것을 최소화할 수 있도록 하며, 플레이트 기판(100)(글래스 기판)의 비산 방지 기능을 수행할 수도 있다. 한편 용도에 따라 그 상부에 기능성 코팅층이 더 형성될 수 있다.

상기 수지코팅층(500)은 OCR(Optical Clear Resin)과 같은 투명 수지를 사용할 수 있으며, 예컨대 아크릴, 에폭시, 실리콘, 우레탄, 우레탄합성물, 우레탄아크릴 합성물, 하이브리드졸겔, 실록산계 등을 사용할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 수지코팅층(500)을 상기 3차원 구조체(400)에 충진함으로써, 본 발명은 플렉시블 디스플레이에 적용되는 다양한 부품으로 활용될 수 있으며, 특히 디스플레이 패널용 배면 지지판이나 디스플레이 패널의 커버 윈도우 등으로 활용되어, 내충격성을 향상시켜 디스플레이 패널을 보호하게 된다.

즉, 본 발명은 플렉시블부에 3차원 구조체(400)가 형성된 플렉시블 플레이트를 제공하여 플렉시블 영역에서의 폴딩 특성을 개선하고, 낙하와 같은 충격에도 그 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킨 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 구조체(400)가 구현된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 대한 모식도로, 플레이트 기판(100)으로 카본 시트(Carbon Sheet)를 사용한 경우이다. 카본 시트의 플렉시블부에 샌드 블라스팅 공정으로 3차원 구조체(400)를 형성하는 것이다.

먼저 두께 50 ~ 300㎛ 정도의 카본 시트 양면에 20 ~ 500㎛ 정도의 마스크층(200)(DFR)을 형성하고 양면 노광 공정(노광량 100mJ ~ 1J)을 실시하여, 카본 시트 양면에 마스크 패턴층(300)을 형성한다. 여기에서 마스크 패턴층(300)은 플렉시블 영역에 원형 패턴으로 형성된다.

그리고, 상기 마스크 패턴층(300)을 식각 마스크로 하여 샌드 블라스팅 공정에 의해 카본 시트의 플렉시블부에 3차원 구조체(400)로 원형 홀 패턴을 형성한다. 그리고 알칼리 박리액 등을 이용하여 마스크 패턴층(300)을 제거하고, 상기 3차원 구조체(400) 내부 및 카본 시트 일면 또는 양면에 수지코팅층(500)을 형성함으로써 본 발명에 따른 3차원 구조체(400)가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트를 얻게 된다.

이러한 카본 시트를 이용한 플레이트는 디스플레이 패널용 배면 지지판으로 활용될 수 있으며, 플렉시블 영역에서의 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선시키고, 디스플레이를 떨어뜨렸을 때도 효과적으로 충격력을 흡수할 수 있게 된다. 즉, 디스플레이의 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킨 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 구조체(400)가 구현된 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 대한 모식도로, 플레이트 기판(100)으로 글래스를 사용한 경우이다. 글래스의 플렉시블부에 레이저 컷 공정으로 3차원 구조체(400)를 형성하는 것이다.

본 발명의 일실시예로 상기 글래스 기판의 양면에 먼저 박막층을 형성할 수 있다. 상기 박막층은 글래스 기판과 마스크층(200)의 접착력을 향상시키기 위해 형성될 수 있으며, 인튬틴옥사이드(ITO)로 두께 50 ~ 300㎛로 형성한다.

그리고, 상기 박막층 상에 두께 50 ~ 300㎛ 정도의 마스크층(200)(DFR)을 형성하고 양면 노광 공정(노광량 100mJ ~ 1J)을 실시하여, 글래스 양면에 마스크 패턴층(300)을 형성한다. 여기에서 마스크 패턴층(300)은 플렉시블 영역에 원형 패턴으로 형성된다.

그리고, 상기 마스크 패턴층(300)을 식각 마스크로 하여 레이저 컷 공정에 의해 글래스 기판의 플렉시블부에 3차원 구조체(400)로 원형 홀 패턴을 형성한다.

여기에서 레이저 컷을 이용한 공정의 특성 상 마스크 패턴에 정확하게 대응되어 홀 패턴이 형성되는 것이 아니라 마스크 패턴층(300)의 패턴보다 조금 적은 크기의 홀 패턴이 형성되게 된다. 이에 글래스 기판에 형성되는 3차원 구조체인 홀 패턴의 설계치를 고려하여 마스크 패턴층(300)의 패턴을 설계하여야 한다.

그리고 알칼리 박리액 등을 이용하여 마스크 패턴층(300)과 박막층을 제거하고, 상기 3차원 구조체(400)인 홀 패턴 내부 및 글래스 기판 일면 또는 양면에 수지코팅층(500)을 형성함으로써 본 발명에 따른 3차원 구조체(400)가 형성된 플렉시블 디스플레이용 플레이트를 얻게 된다.

여기에서 상기 마스크 패턴층(300)을 제거한 후 글래스 기판의 강도 향상을 위해 강화 공정을 더 실시할 수 있다. 상기 강화 공정 전이나 후 또는 전후 각각에 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행하여 이전 공정 과정에서 발생된 마이크로 크랙을 제거하여 강도를 더욱 향상시킨다.

상기 홀 패턴의 모서리에 상대적으로 집중된 응력으로 마이크로 크랙이 많이 발생하게 되므로, 상기 케미컬 힐링 공정을 수행하게 되면, 이 부위가 다른 부위보다 상대적으로 많이 식각되어 모서리에 챔퍼부(600)를 이루게 된다.

상기 챔퍼부(600)는 마이크로 크랙이 제거됨에 따라 플레이트 기판(100)의 강도를 향상시키면서, 모서리에서의 빛반사에 의한 경계부 시인성 또한 줄이는 역할을 하게 된다.

이러한 글래스 기판을 이용한 플레이트는 디스플레이 패널용 배면 지지판 또는 투명하기 때문에 커버 윈도우로도 활용될 수 있으며, 플렉시블 영역에서의 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선시키고, 디스플레이를 떨어뜨렸을 때도 효과적으로 충격력을 흡수할 수 있게 된다. 즉, 디스플레이의 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 다양한 실시예를 도시한 것으로서, 플레이트 기판(100) 상에 다양한 형태의 3차원 구조체(400)를 구현한 것이다.

도 3은 플렉시블부에 플레이트 기판(100)의 상하로 관통하는 홀 패턴으로 형성되면서, 수지코팅층(500)이 홀 패턴 내부로만 충진된 실시예이고, 도 4는 플렉시블부에 플레이트 기판(100)의 양면에 요철 구조로 형성되고, 플레이트 기판(100) 전 영역에 수지코팅층(500)이 형성된 것이고, 도 5는 플렉시블부에 플레이트 기판(100)의 일면에 트렌치(Trench) 구조로 형성되고, 상기 트렌치 구조 상측으로 플레이트 기판(100) 전 영역에 수지코팅층(500)이 형성된 것이며, 도 6은 플렉시블부와 평면부가 분절되어 형성되고, 그 사이와 전 영역에 수지코팅층(500)이 형성된 것이다.

이와 같이 본 발명은 다양한 실시예를 통해 플렉시블부에 3차원 구조체가 형성된 플렉시블 플레이트를 제공하여 플렉시블 영역에서의 폴딩 특성을 개선하고, 낙하 시 충격력을 흡수하여 디스플레이 장치의 전체적인 내구성을 향상시킨 것이다.

100 : 플레이트 기판 200 : 마스크층
300 : 마스크 패턴층 400 : 3차원 구조체
500 : 수지코팅층 600 : 챔퍼부

Claims

플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법에 있어서,
플레이트 기판을 제공하는 제1단계;
상기 플레이트 기판 상의 일면 또는 양면에 마스크층을 형성하는 제2단계;
상기 마스크층을 패터닝하여 상기 플레이트 기판 상에 플렉시블부 형성을 위한 마스크 패턴층을 형성하는 제3단계;
상기 마스크 패턴층을 마스크로 하여 상기 플레이트 기판의 상기 플렉시블부에 3차원 구조체를 형성하는 제4단계;
상기 마스크 패턴층을 제거하는 제5단계;
상기 3차원 구조체 내부, 상기 3차원 구조체가 형성된 플렉시블부를 덮도록 또는 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판 상의 전체 영역에 수지코팅층을 형성하는 제6단계;를 포함하며,
상기 제5단계 이후에,
상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판을 강화시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1단계 이후에,
상기 플레이트 기판 상에 박막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법
제 1항에 있어서, 상기 플레이트 기판은,
무기 기판, 유기 기판 및 세라믹 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 플레이트 기판은,
글래스 또는 카본시트인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 플레이트 기판은,
PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PP(polypropylene) 필름, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름 및 PC(Polycarbonate) 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판을 상하로 관통하는 홀 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판 상에 형성되며, 요철 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판의 플렉시블부가 트렌치(Trench) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판의 플렉시블부가 하나 이상으로 분절된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제4단계의 3차원 구조체는,
건식 또는 습식 식각 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제4단계의 3차원 구조체는,
레이저 컷(Laser cut) 또는 샌드 블라스팅(Sand blasting) 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 강화 공정 전이나 후 또는 전후 각각에 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제5단계 이후에,
상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판에 생성된 마이크로 크랙을 제거하기 위한 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 수지코팅층은,
상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판의 일면 또는 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
제 1항 내지 제 11항 및 제 13항 내지 제 15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트는,
상기 플렉시블 디스플레이의 커버 윈도우,
또는 플렉시블 디스플레이 패널의 배면에 형성되어 상기 플렉시블 디스플레이 패널을 지지하는 지지판으로 사용되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트의 제조방법.
플렉시블 디스플레이의 플렉시블 영역에 대응하여 형성된 플렉시블부를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트에 있어서,
플레이트 기판;
상기 플레이트 기판의 일면 또는 양면에 형성되며, 상기 플렉시블부에 형성된 3차원 구조체;
상기 3차원 구조체 상에 형성된 수지코팅층;을 포함하며,
상기 플레이트 기판은 강화 처리된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 플레이트 기판은,
무기 또는 유기 기판인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 18항에 있어서, 상기 무기 기판은,
글래스 또는 카본시트인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 18항에 있어서, 상기 유기 기판은,
PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PP(polypropylene) 필름, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름 및 PC(Polycarbonate) 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판의 플렉시블부가 하나 이상으로 분절된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판 상에 형성되며, 요철 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판의 플렉시블부가 트렌치(Trench) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
상기 플레이트 기판을 상하로 관통하는 홀 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
건식 또는 습식 식각공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 3차원 구조체는,
레이저 컷(Laser cut) 또는 샌드 블라스팅(Sand blasting) 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
삭제
제 17항에 있어서, 상기 강화 처리 전이나 후 또는 전후 각각에 습식 에칭에 의한 케미컬 힐링(Chemical Healing) 공정을 더 수행하여 상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판에 생성된 마이크로 크랙을 제거하고, 상기 3차원 구조체에 챔퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항에 있어서, 상기 수지코팅층은,
상기 3차원 구조체가 형성된 플레이트 기판의 일면 또는 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.
제 17항 내지 제 26항 및 제 29항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트는,
상기 플렉시블 디스플레이의 커버 윈도우,
또는 플렉시블 디스플레이 패널의 배면에 형성되어 상기 플렉시블 디스플레이 패널을 지지하는 지지판으로 사용되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이용 플레이트.