KR20050067182A - 플렉서블 평판 디스플레이 및 플렉서블 기판 - Google Patents

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KR20050067182A
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KR1020057006408A
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페트루스 씨 피 보우텐
피터 제이 슬리커비어
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 적은 곡률 반경으로 구부러질 수 있는 플렉서블 평판 디스플레이(flexible flat panel display)(110)용 기판에 관한 것으로서, 여기에서 플렉서블 평판 디스플레이(110)에 압력이 인가되거나 구부러져 있을 때에도 셀 갭 편차(cell gap deviation)는 제어되고, 바람직하게는 최소화된다. 소정 측면에 따르면, 높은 탄성률(high Young's modulus)을 갖는 기판과, 낮은 탄성률을 갖는 기판으로 이루어지는 복합체 기판이 제공된다.

Description

플렉서블 평판 디스플레이 및 플렉서블 기판{LOW MODULUS SUBSTRATE FOR FLEXIBLE FLAT PANEL DISPLAY}
본 발명은 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드 디스플레이(organic light emitting diode display), 전계 발광 디스플레이(field emitting display), 또는 박막(thin film) 또는 후막(thick film) 일렉트로-크롬(electro-chrome) 또는 전자-발광(electro-luminescence) 디스플레이 등과 같은 플렉서블 평판 디스플레이(flexible flat panel display)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소정 곡률 반경(radius of curvature)으로 구부러질 수 있는 플렉서블 평판 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명은 또한 평판 디스플레이용 플렉서블 기판에 관한 것이다.
현재 플렉서블 평판 디스플레이는 개발 단계에 있지만, 광범위한 환경, 특히 이러한 플렉서블 평판 디스플레이의 기능을 유지하는 동안에 인장 응력(tensile stress), 압축 응력(compressive stress) 및 전단 응력(shear stress)의 영향을 받게 되는 환경 내에서 그 시장이 확대되고 있는 상황에 직면해 있다. 패널 디스플레이(panel display)의 제조 중에, 평판 디스플레이는 예를 들면 층들을 서로 접합시키는 동안에 압력 하중(pressure loads)에 노출되지만, 평판 디스플레이의 가요성(flexibility)은 최대 가능 개수의 평판 디스플레이가 작동될 수 있게 할 것이다.
플렉서블 평판 디스플레이는 이전의 특허 출원에 개시되어 있다. 예를 들면, 영국 특허 출원 제 GB 2 337 131 A 호는 LCD 및 그 제조 방법에 대해 개시하는데, 여기에서 LCD는 벽 형상의 스페이서(wall-shaped spacers)에 의해 분리된 2개의 층으로 된 기판을 포함한다. LCD는 qL4/Eh3≤π5V/48의 조건을 만족시키도록 특수하게 설계되었는데, 여기에서 'q'는 제조 동안에 가해진 접합 압력(bonding pressure) 등과 같은 인가 압력(applied pressure)이고, 'L'은 벽 형상 스페이서들 간의 거리이며, 'E'는 기판의 탄성률이고, 'h'는 기판의 두께이며, 'V'는 2개의 층으로 된 기판과 벽 형상 스페이서 사이에서 규정된 셀의 두께에 대한 허용 가능 변동량(tolerable change)이다. LCD에 대한 위의 조건을 만족시키기 위한 목적은, 상기 영국 특허에 따르면 기판 표면에 수직한 방향으로 압력이 인가되는 동안에 균일한 셀 두께(갭(gap))를 유지할 수 있고, 우수한 디스플레이를 제공할 수 있는 LCD 소자를 제조하기 위한 것이다. 그럼에도 불구하고, LCD의 제조 공정 또는 LCD의 사용 중에, LCD는 압력에 노출되는 것 외에, 구부러질 수도 있다.
또한, 국제 공개 특허 출원 제 WO 02/43032 호는 플렉서블 기판 및 이러한 기판에 접합된 복수의 행 전극 및 열 전극과, 행 전극과 열 전극 사이에 존재하는 디스플레이 재료를 포함하는 플렉서블 디스플레이 디바이스에 관해 개시하였다. 기판을 위한 재료로는 무기질 유리(inorganic glass) 또는 중합체 막(polymer film)이 포함될 수 있다. 그러나, 상기 국제 공개 특허 출원에 개시된 플렉서블 디스플레이 디바이스는 비결정질(amorphous) 및 반결정질(semi-crystalline) 중합체를 이용하는데, 이들은 디스플레이의 정규적 사용 조건에서 그의 유리질상(glass state)으로 존재한다.
추가하여, 종래 기술은 충분한 디스플레이 동작을 유지하면서, 플렉서블 평판 디스플레이가 작은 곡률 반경을 가질 수 있게 하는 기판을 적절히 제공하지 못하였다.
도 1은 소정 기판의 단면을 도시하는 개략도.
도 2는 높이에 대한 임계값을 동일한 파라미터를 갖는 기판을 갖는 2중층 셀(bi-layer cell)에 대한 벽간 간격(wall separation)(피치)의 함수로서 나타내는 그래프.
도 3은 플렉서블 LCD의 일부분에 대한 단면을 나타내는 개략도.
본 발명의 목적은 상술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이러한 문제점은 압력 및/또는 굽힘 처리에 노출된 평판 디스플레이 소자의 가요성을 허용하는 것과 관련된다.
상술된 목적은 이하의 상술된 설명으로부터 명확해지는 여러 다른 목적, 이점 및 특징과 함께 본 발명의 제 1 측면에 따라서 플렉서블 평판 디스플레이에 의해 획득되는데, 이러한 플렉서블 평판 디스플레이는 1.5GPa 이하의 탄성률(a modulus of elasticity)을 갖는 제 1 기판을 포함한다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 제 1 기판은 또한 1.3GPa, 1.1GPa, 1GPa, 0.9GPa, 0.8GPa, 0.7GPa, 0.6GPa, 0.5GPa, 0.4GPa, 0.3GPa, 0.2GPa 및 0.1GPa로 이루어진 그룹 중에서 선택된 탄성률 이하의 탄성률을 가질 수 있다. 저 탄성률을 갖는 재료를 이용함으로써, 특별한 플렉서블 평판 디스플레이를 획득할 수 있다.
제 1 기판은 전형적인 평판 디스플레이에 대한 정규 작동 조건 중에 고무 상태(rubber state)로 존재하는 임의의 중합체 막으로 제조될 수 있다. 다시 말해서, 이러한 재료는 전형적인 평판 디스플레이의 정규 작동 조건 미만, 즉 80℃ 미만, 60℃ 미만, 40℃ 미만, 30℃ 미만, 0℃ 미만, -20℃ 미만, -40℃ 미만의 유리 전이 온도(glass transition temperature)를 갖는 재료이다.
또한, 제 1 기판은 임의의 고무로 제조되거나, 예를 들면 실리콘, 우레탄, 네오프렌(neoprene), 부틸 고무(butyl rubber), 에텐-프로펜 고무(ethene-propene rubber), 아크릴레이트 고무(acrylate rubber), 부타디엔 고무(butadiene rubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 니트릴 고무(nitrile rubber), 1-1 프로펜 고무(propene rubber), 플루오리다이스드 고무(flouridised rubber), 스티렌-부타디엔(styrene-butadiene), 천연 고무 또는 그 임의의 조합을 기재로 하는 유사 고무(rubber-like) 중합체로 제조될 수 있다.
평판 디스플레이는 액정이나 일렉트로-크롬(electro-chrome) 또는 전기 영동(electro-phoretic) 소자, 발광 소자(light emitting element), 유기 또는 무기 발광 소자, 중합체 발광 소자(polymer light emitting element), 또는 그 임의의 조합 등과 같은 전기-광학 매체(electro-optical medium)를 포함할 수 있다. 임의의 타입의 전기-광학 매체를 이용하여 평판 디스플레이의 가요성을 제공하도록 재료 특성을 절충할 필요없이, 임의의 타입의 전기-광학 매체를 평판 디스플레이 내에서 사용할 수 있다. 사실상, 균일한 플라즈마를 전기-광학 매체로서 사용할 수 있다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이는 실질적으로 동일 평면 상에 위치되고, 제 1 기판의 상부 표면 및/또는 하부 표면에 인접하게 위치되는 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다. 이러한 층들은 높은 탄성률, 다시 말해서 1.5GPa를 초과하는 탄성률을 가질 수 있다. 이와 다르게, 층들은 낮은 탄성률, 다시 말해서 1.5GPa 이하의 탄성률을 가질 수 있다. 이러한 층은 제 1 기판에 대한 코팅을 제공할 수 있고, 제 1 기판과, 제 1 기판에 추가된 추가층의 전체 두께에 대해 최대 80%의 두께를 갖는다.
또한, 이러한 평판 디스플레이는 제 1 기판과 동일 기판 상에 위치되어 1.5GPa 이하의 탄성률을 갖는 디스플레이 기판을 더 포함할 수 있다. 이러한 평판 디스플레이는 실질적으로 동일 평면 상에 위치되고, 상기 디스플레이 기판의 상부 표면 및/또는 하부 표면에 인접하게 위치되는 하나 이상의 층을 사실상 포함할 수 있다.
제 1 기판의 상부 표면 및 하부 표면이라는 용어는 이러한 문맥에서 제 1 및 제 2 표면으로 해석되어야 하고, 제 2 표면은 이러한 문맥에서 제 1 기판 또는 디스플레이 기판의 더 큰 표면으로서 해석되어야 한다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 디스플레이 기판은 또한 1.3GPa, 1.1GPa, 1GPa, 0.9GPa, 0.8GPa, 0.7GPa, 0.6GPa, 0.5GPa, 0.4GPa, 0.3GPa, 0.2GPa 및 0.1GPa로 이루어진 그룹 중에서 선택된 탄성률 이하의 탄성률을 갖는다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이는 제 1 기판과 디스플레이 기판 사이에 위치된 제 1 스페이서(spacer) 및 제 2 스페이서를 포함하고, 전기-광학 매체를 포함하여 제 1 기판, 디스플레이 기판, 제 1 스페이서 및 제 2 스페이서 사이에서 규정된 셀 구조물(cell structure)을 더 포함한다. 이러한 셀 구조물은 제 1 기판과 디스플레이 기판 사이의 셀 갭(cell gap)을 규정할 수 있다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이는 제 1 기판과 실질적으로 동일 평면 상에서 인접하게 위치되는 제 1 층을 더 포함하되, 이러한 제 1 층은 EⅠ의 탄성률을 가질 수 있고, 제 1 기판과 제 1 층의 전체 두께의 최대 80%의 두께를 가질 수 있으며, 제 1 기판은 EⅡ의 탄성률을 가질 수 있는데 여기에서 EⅠ은 EⅡ보다 더 크다.
추가하여, 본 발명의 제 1 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이는 디스플레이 기판과 실질적으로 동일 평면 상에서 인접하게 위치되는 제 2 층을 더 포함하되, 이러한 제 2 층은 EⅢ의 탄성률을 가질 수 있고, 디스플레이 기판과 제 2 층의 전체 두께의 최대 80%의 두께를 가질 수 있으며, 이러한 디스플레이 기판은 EⅣ의 탄성률을 가질 수 있는데 여기에서 EⅢ은 EⅣ보다 더 크다. 층과 기판의 조립체를 형성하는 것에 의해, 알려진 절차에 따라 제조된 평판 디스플레이의 굽힘 가요성(increases bending)이 증가되기 때문에 특히 유용한 평판 디스플레이를 획득할 수 있다. 예를 들면, 제 1 층 및/또는 제 2 층의 외부 표면 상에서 고무 막으로 액정 디스플레이를 코팅하는 것에 의해서, 굽힘 처리에 대한 셀 갭 변동의 민감성이 상당히 감소된다. 추가(=연성(soft)) 층을 부가하면, 굽힘 (비)민감성이 크게 개선되고, 굽힘 가요성에 대해서는 미소한 영향을 줄뿐이다.
EⅠ/EⅡ의 비율 및/또는 EⅢ/EⅣ의 비율은 2, 2.5, 3, 5, 8, 10, 15 또는 20 중에서 선택된 임의의 숫자보다 클 수 있다. 제 1 층 및 제 2 층은 전기-광학 매체에 대해 가장 근접하게 위치되고, 제 1 기판 및 디스플레이 기판은 전기-광학 매체에 대해 가장 멀리 위치될 수 있다. 구부러진 플렉서블 평판 디스플레이 내의 인장 변형률(tensile strain)은 최외곽 표면에서 최대가 되기 때문에, 플렉서블 평판 디스플레이의 구조는 최외곽 표면에서 탄성률이 최저가 되게 해야 한다. 플렉서블 평판 디스플레이의 가요성 및 특히 밀봉부(seal) 상의 응력은 보다 낮은 탄성률을 갖는 제 1 기판 및 디스플레이 기판에 의해 감소된다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이는 셀 갭의 상대 변동량인 Δ/d가 5% 이하로 유지되게 하면서, 곡면이 되도록 구부러질 수 있다. 플렉서블 평판 디스플레이는 다음의 수학식,
[1]
을 만족하는데, 여기에서 d는 셀 갭이고, h는 제 1 또는 제 2 기판의 두께이며, L은 제 1 및 제 2 스페이서 사이의 거리이고, KGeo는 기하학적 상수(a geometric constant)이며, R은 평판 디스플레이가 구부러져 있는 동안의 곡률 반경이다.
평판 디스플레이가 대칭적인 제 1 및 제 2 기판을 구비할 때 KGeo가 32와 같게 되는 것 등과 같이, 이러한 기하학적 상수인 KGeo는 1 내지 64의 범위 내의 값이 될 수 있다. 이러한 값은 평판 디스플레이의 기하학적 형상에 의존한다.
d<<h일 때, 위의 수학식은 다음과 같이 요약될 수 있다.
[2]
여기에서 Δ는 실제 셀 갭 변동량이다.
본 발명의 다른 목적은 불균일성(in-homogeneities) 및/또는 각각의 셀 피치(cell pitch)에 걸쳐 5% 미만으로 구부러지는 것에 의해 유발된 셀 갭 편차를 감소시키도록 셀 두께(갭(gap))를 제어할 수 있게 하는 것이다. 이러한 문맥에서 셀 피치라는 용어는 스페이서들 간의 거리 또는 스페이서들 간의 간격 길이(span length)로서 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 상대적 셀 갭 변동량은 5%, 4%, 3%, 2.5%, 2%, 1.5%, 1%, 0.5%, 0.25% 및 0.1%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 상대적 셀 갭 변동량 이하의 값을 가질 수 있다. 셀 갭 변동량이 더 작아질수록, 액정 디스플레이의 전체적 품질 또한 특히 액정 디스플레이 상에 디스플레이되는 정보의 전체적인 품질이 향상된다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 제 1 기판 및/또는 디스플레이 기판은 투명하거나 불투명한 플렉서블 중합체를 포함할 수 있다. 중합체 파괴(polymer failure)는 회피되어야 하는 것이 바람직하기 때문에, 보다 높은 탄성률을 가지고 낮은 파괴 변형률(failure strain)을 제공하는 기판과는 다르게, 보다 낮은 탄성률을 갖는 제 1 기판 및/또는 디스플레이 기판은 높은 파괴 변형률을 제공한다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 기판은 300, 200, 100, 50, 40, 30, 20, 15, 10, 5, 3 및 1㎜로 이루어진 그룹 중에서 선택된 반경 미만의 곡률 반경으로 구부러질 수 있다. 낮은 탄성률을 갖는 제 1 기판 및/또는 디스플레이 기판을 선택하면, 플렉서블 평판 디스플레이는 적은 곡률 반경으로 구부러질 수 있다. 따라서, 더 큰 곡률 반경이 설계 기준인 경우에 제 1 기판 및/또는 디스플레이 기판을 위한 선택 재료는 보다 높은 탄성률을 갖는 것으로 선택될 수 있을 것이다. 낮은 탄성률을 갖는 재료를 선택하면, 플렉서블 평판 디스플레이 셀의 밀봉선(seal line) 상에 감소된 전단 하중(shear loading)을 갖고, 셀의 파괴 위험성이 감소된 플렉서블 평판 디스플레이를 제공할 수 있을 것이다.
굽힘 가능 기판(bendable substrate)을 제공하면, 예를 들면, 플렉서블 평판 디스플레이가 다양한 대상물 둘레로 접혀질 수 있어서 평판 디스플레이의 유용성이 증가된다. 사실상, 굽힘 가능 기판은 임의의 휴대형 및 이동 디바이스를 위한 전자 회로를 탑재하기 위해 사용될 수 있고, 그에 따라 이러한 디바이스의 공간 활용도를 향상시킬 고유한 가능성을 제공한다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이는 제 1 기판과 디스플레이 기판 사이에 위치되어, 그 사이에 복수의 셀 구조물을 규정하는 복수의 제 1 및 제 2 스페이서를 더 포함할 수 있다.
이하의 상술된 설명으로부터 명확해지는 여러 다른 목적, 이점 및 특징과 함께, 상술된 목적은 본 발명의 제 2 측면에 따르면 1.5GPa 이하의 탄성률을 갖는 플렉서블 기판에 의해 획득된다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 플렉서블 기판은 본 발명의 제 1 측면을 참조하여 설명된 임의의 특징을 포함할 수 있다.
이하의 상술된 설명으로부터 명확해지는 여러 다른 목적, 이점 및 특징과 함께, 상술된 목적은 본 발명의 제 3 측면에 따르면 평판 디스플레이의 제조 방법에 의해 획득되는데, 이러한 방법은 강성(rigid) 평판 디스플레이에 대해 제 1 및 제 2 층을 추가하는 단계를 포함할 수 있고, 이러한 제 1 및 제 2 층은 고무 막 등과 같이 낮은 탄성률을 갖는다. 이와 다르게, 이러한 방법은 제 1 및 제 2 층을 공면 관계(coplanar relationship)가 되도록 제공하는 단계와, 제 1 및 제 2 층 사이에 스페이서를 추가하여 그 사이에 전기-광학 매체를 수신하는 셀 구조물을 규정하는 단계와, 제 1 및 제 2 층과 실질적으로 동일 평면에서, 제 1 및 제 2 층의 최외곽 표면에 대해 인접하게 위치되고, 제 1 및 제 2 층보다 더 낮은 탄성률을 갖는 추가층을 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 플렉서블 평판 디스플레이의 제조 방법은 본 발명의 제 1 및 제 2 측면을 참조하여 설명된 임의의 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점뿐만 아니라 상술된 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 예시적이고 한정적이지 않은 상세한 설명을 통해 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 2개의 스페이서(14, 15)를 탑재한 제 1 기판(12)의 단면을 도시하는 개략도(10)이다. 이 도면은 실제 축적대로 도시되지 않았다. 도면 내에는 파라미터인 L, d 및 h가 표시되어 있다. L은 간격 길이(span length), 즉 스페이서의 중심 간 거리이다. d는 초기의 셀 갭이고, h는 기판의 두께이다.
도 2는 높이에 대한 임계값을 동일한 파라미터를 갖는 2중층 셀(bi-layer cell)의 피치의 함수로서 나타내었는데, 여기에서 Δ=0.1㎛이다. 실선은 고정된 R로 구부려진 셀에 대해 계산된 것이고, 파선(broken lines)은 일정한 인가 압력(q) 및 고정된 E에서 평평한 셀에 대해 계산된 것이다. 이러한 도면 내에서 압력 인가 및 굽힘 처리 시의 적절한 기능을 위한 유효 영역(working area)은 좌측 상부의 코너 부분이다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 LCD(110)의 일부분에 대한 단면을 도시하는 개략도이다. 이러한 도면은 실제 축적대로 도시되지 않았다. 플렉서블 LCD(110)는 제 1 기판(122) 및 제 1 층(124)과, 디스플레이 기판(128) 및 제 2 층(126)을 포함한다. 제 1 층(124) 및 제 2 층(126)은 다수의 스페이서(142, 144, 146)에 의해 분리된다. 제 1 층(124)은 제 1 기판(122)보다 더 큰 탄성률을 갖고, 제 2 층(126)은 디스플레이 기판(128)보다 더 큰 탄성률을 갖는다.
예시
제 1 예
매트릭스 어드레싱(matrix addressed) 플렉서블 LCD 디스플레이 내의 스페이서 피치는 화소 피치에 따라서 선택되는 것이 바람직하다. 구부러질 때의 셀 갭 변동량은 기판 높이 및 스페이서 피치에 의존한다(식 1). 이 예에서 작동되는 디스플레이에 대해 허용되는 셀 갭 변동량인 Δ=0.1㎜인 것으로 가정된다. 150㎜ 두께의 기판 및 500㎛의 스페이서 피치(L)에서 최소 굽힘 반경(R)=11.4㎜를 달성할 수 있다. 이러한 반경에서 기판 내의 최대 변형률은 1.3%이다.
고탄성(high modulus) 기판(E=2000MPa)의 사용을 저탄성(low modulus) 기판(E=100MPa)과 비교한다.
- 임계 연신율(critical elongation)에서 소성 변형(plastic deformation)이 개시되거나 기계적 파괴가 발생하는 것에 기인하여, 기판은 더 이상 탄성 변형 방식으로 작용하지 않는다. 고탄성 재료의 임계 연신율은 일반적으로 1% 범위인 반면, 저탄성 재료의 임계 연신율은 10%를 초과한다.
- 고탄성 기판을 구비하는 LCD 디스플레이의 임계 변형 한계점(critical deformation limit)(1%)은 R=15㎜에서 획득된다. 저탄성 기판을 구비하는 LCD 디스플레이의 임계 변형 한계점(10%)은 R=1.5㎜에서 획득된다.
- 동일한 곡률(curvature)에서, 저탄성 기판을 구비하는 디스플레이 내의 응력은 상당히 (기판들의 탄성률 비만큼, 이 예에서는 20배만큼) 낮다. 이는 예를 들면 주변의 밀봉선의 파괴 위험성을 감소시킨다.
저탄성 기판을 구비하면 상당히 더 작은 굽힘 반경을 획득할 수 있다. 기판 또는 밀봉부 등과 같은 디스플레이 또는 디스플레이 소자의 파괴 위험성은 크게 감소된다.
제 2 예
LCD는 고탄성(E=2000MPa)의 얇은(h=50㎛) 기판으로 이루어진다. 셀 내의 스페이서 거리(L)=500㎛이다. 적절한 셀 갭 제어에 있어서, Δ<0.1㎛가 필요하다. 그러면 한계 굽힘 반경(R)=20㎜가 된다.
더 우수한 굽힘 성능을 달성하기 위해서 제 2 층(150㎛, E=100MPa으로서 저탄성임)을 양쪽 디스플레이 표면에 대해 추가한다. 이러한 추가층에 의해, 크게 향상된 굽힘 성능이 획득된다. R=9㎜까지 적절한 셀 갭 제어(Δ<0.1㎛)를 달성할 수 있다.
이러한 셀 형상에서, 편광기(polarizer) 및 편광지연판(retarder) 등과 같은 광학 층은 고탄성 기판 내에 집적될 수 있다.
기판에 연성층(soft layer)(들)을 추가하면 굽힘 처리 시에 셀 성능이 개선된다.
제 3 예
이러한 얇은 포일(foils)의 처리는 지루한 작업이다. 주름(wrinkling)은 얇은 기판에 손상을 줄 수 있고, 주름 부위에서의 국부적 응력은 허용 변형률을 초과하게 된다.
예로서, 전자 발광 디스플레이(electro-luminescent display : OLED)를 사용한다. 이러한 디스플레이는 얇은 고탄성의, 중합체 기판(E=3000MPa, h=30㎛)으로 이루어진다. 실제 디스플레이 구조물은 기판의 상부에서 한정된 두께(<4㎛)를 갖고, 이는 모든 기능층 및 (취성(brittle)) 기밀 코팅(hermetic coatings)을 포함한다. 저탄성 층은 디스플레이 구조물의 상부에 도포된다(E=100MPa, h=200㎜). 얇은 기판에 대해 적어도 하나의 저탄성 층을 추가하면, 주름의 형성이 방지된다.
취성 기밀 코팅 등과 같은 디스플레이 내의 다수의 층은 임계 변형률을 초과하면 파괴될 것이다. 0.5%의 임계 변형률에서, 30㎛ 두께의 기판은 3㎜의 반경으로 롤링(rolled)될 수 있다. (롤링된 디스플레이)의 외부 표면 상에 저탄성 층을 추가하면, 더욱 낮은 굽힘 반경을 획득할 수 있다.

Claims (25)

  1. 제 1 기판을 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이(a flexible flat panel display)로서,
    상기 제 1 기판은 1.5GPa 이하의 탄성률(a modulus of elasticity)을 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 1.3GPa, 1.1GPa, 1GPa, 0.9GPa, 0.8GPa, 0.7GPa, 0.6GPa, 0.5GPa, 0.4GPa, 0.3GPa, 0.2GPa 및 0.1GPa로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 탄성률 이하의 탄성률을 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    액정이나 일렉트로-크롬(an electro-chrome) 또는 전기 영동(electro-phoretic) 소자, 발광 소자(a light emitting element), 유기 또는 무기 발광 소자, 중합체 발광 소자(a polymer light emitting element), 또는 그 임의의 조합 등과 같은 전기-광학 매체(an electro-optical medium)를 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 실질적으로 동일 평면 상에 위치되고, 상기 제 1 기판의 상부 표면 및/또는 하부 표면에 인접하게 위치되는 하나 이상의 층을 더 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 실질적으로 동일 평면 상에서 상기 제 1 기판에 인접하게 위치되는 제 1 층을 더 포함하되, 상기 제 1 층은 EⅠ의 탄성률을 갖고, 상기 제 1 기판은 EⅠ보다 더 작은 EⅡ의 탄성률을 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 상기 전기-광학 매체에 대해 가장 근접하게 위치되고, 상기 제 1 기판은 상기 전기-광학 매체에 대해 가장 멀리 위치되는 플렉서블 평판 디스플레이.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    EⅠ/EⅡ의 비율은 2, 2.5, 3, 5, 8, 10, 15 또는 20으로 이루어진 숫자 그룹 중에서 선택된 하나의 숫자보다 더 큰 플렉서블 평판 디스플레이.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 상기 제 1 기판 및 상기 제 1 층의 전체 두께에 대해 최대 80%의 두께를 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 300, 200, 100, 50, 40, 30, 20, 15, 10, 5, 3 및 1㎜로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 크기의 반경(radius)보다 더 작은 곡률 반경(radius of curvature)으로 구부러질 수 있는 플렉서블 평판 디스플레이.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 동일 평면 상에 위치되어 1.5GPa 이하의 탄성률을 갖는 디스플레이 기판을 더 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 1.3GPa, 1.1GPa, 1GPa, 0.9GPa, 0.8GPa, 0.7GPa, 0.6GPa, 0.5GPa, 0.4GPa, 0.3GPa, 0.2GPa 및 0.1GPa로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 탄성률 이하의 탄성률을 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판과 실질적으로 동일 평면 상에 위치되고, 상기 디스플레이 기판의 상부 표면 및/또는 하부 표면에 인접하게 위치되는 하나 이상의 층을 더 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판과 실질적으로 동일 평면 상에서 상기 디스플레이 기판에 인접하게 위치되는 제 2 층을 더 포함하되, 상기 제 2 층은 EⅢ의 탄성률을 갖고, 상기 디스플레이 기판은 EⅢ보다 더 작은 EⅣ의 탄성률을 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서,
    EⅢ/EⅣ의 비율은 2, 2.5, 3, 5, 8, 10, 15 또는 20으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나의 숫자보다 더 큰 플렉서블 평판 디스플레이.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 상기 디스플레이 기판 및 상기 제 2 층의 전체 두께에 대해 최대 80%의 두께를 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 상기 디스플레이 기판 사이에 위치된 제 1 스페이서(a first spacer) 및 제 2 스페이서와,
    상기 전기-광학 매체를 포함하고 상기 제 1 기판, 상기 디스플레이 기판, 상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서 사이에서 규정된 셀 구조물(a cell structure)을 더 포함하되,
    상기 셀 구조물은 상기 제 1 기판과 상기 디스플레이 기판 사이의 셀 갭(a cell gap)을 규정하는
    플렉서블 평판 디스플레이.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 상기 전기-광학 매체에 대해 가장 근접하게 위치되고, 상기 디스플레이 기판은 상기 전기-광학 매체로부터 가장 멀리 위치되는 플렉서블 평판 디스플레이.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 플렉서블 평판 디스플레이는 상기 셀 갭의 상대 변동량인 Δ/d가 5% 이하로 유지되게 하면서, 곡면이 되도록 구부러질 수 있는 플렉서블 평판 디스플레이.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 평판 디스플레이는 다음의 수학식,
    을 만족하는데,
    여기에서 d는 상기 셀 갭이고, h는 상기 제 1 또는 상기 제 2 기판의 두께이며, L은 상기 제 1 및 제 2 스페이서 사이의 거리이고, KGeo는 기하학적 상수(a geometric constant)이며, R은 상기 평판 디스플레이가 구부러져 있는 동안의 곡률 반경인 플렉서블 평판 디스플레이.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상대적 셀 갭 변동량은 5%, 4%, 3%, 2.5%, 2%, 1.5%, 1%, 0.5%, 0.25% 및 0.1%로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 상대적 셀 갭 변동량 이하의 값을 갖는 플렉서블 평판 디스플레이.
  21. 제 10 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치되어, 그 사이에 복수의 셀 구조물을 규정하는 복수의 제 1 및 제 2 스페이서를 더 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 투명하거나 불투명한 플렉서블 중합체(a flexible polymer)를 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  23. 제 10 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 투명하거나 불투명한 플렉서블 중합체를 포함하는 플렉서블 평판 디스플레이.
  24. 플렉서블 기판으로서,
    1.5GPa 이하의 탄성률을 갖는 플렉서블 기판.
  25. 제 24 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 플렉서블 평판 디스플레이의 모든 피처를 포함하는 플렉서블 기판.
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