KR20180060187A - Flexible substrate and flexible display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경량, 박형 및 고강성 특성을 갖는 플렉서블 기판과 이를 포함하는 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a flexible display device, and more particularly, to a flexible substrate having lightweight, thin, and high rigidity characteristics and a flexible display device including the flexible substrate.
사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting display device: OLED) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다. (LCD), an organic light emitting display (OLED) display device, an organic light emitting diode (OLED) display device, and the like have been rapidly developed in the display field for processing and displaying a large amount of information. A light emitting display device (OLED), and the like have been developed.
이러한 평판표시장치 중, 액정표시장치는 액정분자를 포함하는 액정층을 사이에 두고 합착된 상부 기판과 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 필수 구성 요소로 포함하며, 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계에 의해 액정층이 구동되어 영상을 표시한다.Among such flat panel display devices, a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel including an upper substrate and a lower substrate bonded together with a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules interposed therebetween as an essential component, and an electric field formed between the pixel electrode and the common electrode The liquid crystal layer is driven to display an image.
또한, 유기발광표시장치는 유기발광층을 사이에 두고 마주하는 양극과 음극을 포함하는 발광다이오드를 필수 구성 요소로 포함하며, 양극과 음극 각각으로부터 주입된 정공과 전자가 유기발광층에서 결합하여 발광함으로써, 영상을 표시하게 된다.The organic light emitting display includes an anode and a cathode facing each other with an organic light emitting layer sandwiched therebetween as an essential component and holes and electrons injected from each of the anode and the cathode are combined and emitted from the organic light emitting layer, The image is displayed.
한편, 최근에는 플렉서블 기판을 이용한 플렉서블 표시장치에 대한 요구가 증가하고 있다. 플렉서블 표시장치는 접힌 상태로 휴대가 가능하고 펼쳐진 상태에서 영상을 표시하기 때문에, 대화면 표시가 가능하면서 휴대가 용이한 장점을 갖는다.On the other hand, in recent years, a demand for a flexible display device using a flexible substrate is increasing. Since the flexible display device is portable in a folded state and displays an image in a unfolded state, the flexible display device has an advantage that it can be displayed on a large screen and is easy to carry.
도 1은 종래의 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional flexible display device.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 플렉서블 표시장치는 표시패널(10)과, 상기 표시패널(10) 하부에 위치하는 백 플레이트(20)와, 상기 표시패널(10) 상부에 위치하는 커버 윈도우(30)를 포함한다. 1, a conventional flexible display device includes a
상기 표시패널(10)은, 플렉서블 기판(도시하지 않음) 하부에 캐리어 기판(도시하지 않음)이 부착된 상태에서, 상기 플렉서블 기판 상에 다수의 소자를 포함하는 소자층을 형성하고 캐리어 기판을 분리(release)시킴으로써, 얻을 수 있다. In the
상기 표시패널(10)을 외부 충격으로부터 보호하기 위해, 상기 표시패널(10)의 상부에는 상기 커버 윈도우(30)가 부착된다. In order to protect the
또한, 상기 표시패널(10)의 플렉서블 기판은 매우 얇기 때문에, 상기 플렉서블 기판을 외부 환경으로부터 보호하기 위해, 상기 플렉서블 기판 배면에는 백 플레이트(20)가 부착된다. Further, since the flexible substrate of the
일반적으로, 상기 백 플레이트(20)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate)로 이루어진다. 이러한 백 플레이트(20)는 스크래치 등의 손상을 방지하기 위해 100 ㎛ 이상의 두께를 가지는데, 이는 플렉서블 표시장치의 두께를 증가시키고, 플렉서블 표시장치의 유연성(flexibility)를 저하시킨다. Generally, the
게다가, 상기 백 플레이트(20)는 라미네이션(lamination) 공정을 통해 표시패널(10)의 플렉서블 기판에 부착되는데, 라미네이션 공정은 대면적 표시장치에 적용하기가 쉽지 않다. 따라서, 상기 백 플레이트(20)를 포함하는 종래의 플렉서블 표시장치는 면적을 증가시키는데 한계가 있다. In addition, the
한편, 상기 표시패널(10)의 제조 과정에서 상기 플렉서블 기판과 상기 캐리어 기판 간의 접착력 향상을 위해, 상기 플렉서블 기판은 실란 커플링제(silane coupling agent)를 포함한다. 그런데, 이러한 실란 커플링제에 의해 고온 공정에서 가스분출(outgas)이 발생할 수 있으며, 이는 표시패널(10)의 불량을 유발한다. Meanwhile, in order to improve adhesion between the flexible substrate and the carrier substrate during the manufacturing process of the
본 발명은 종래 플렉서블 표시장치의 두께 증가 및 유연성 저하 문제를 해결하고자 한다.An object of the present invention is to solve the problem of increased thickness and flexibility of the conventional flexible display device.
또한, 본 발명은 종래 플렉서블 표시장치의 면적 제한 문제를 해결하고자 한다. Further, the present invention aims to solve the problem of the area limitation of the conventional flexible display device.
또한, 본 발명은 종래 플렉서블 표시장치의 가스분출에 의한 불량 문제를 해결하고자 한다. Further, the present invention aims to solve the problem of defective by gas ejection of the conventional flexible display device.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플렉서블 기판은, 제1 기재층과 제2 기재층을 포함하며, 제1 기재층은 수지와 유무기 하이브리드 물질을 포함하고, 제1 기재층의 표면경도는 제2 기재층의 표면경도보다 높다. 이때, 유무기 하이브리드 물질은 실록산 화합물이며, 함량은 수지 함량의 30 내지 70 wt%이다.In order to achieve the above object, a flexible substrate according to the present invention comprises a first base layer and a second base layer, wherein the first base layer comprises a resin and an organic hybrid material, and the surface of the first base layer The hardness is higher than the surface hardness of the second base layer. At this time, the organic hybrid material is a siloxane compound, and the content thereof is 30 to 70 wt% of the resin content.
수지는 멜라민, 아크릴, 우레탄, 에폭시 또는 폴리이미드로 이루어질 수 있고, 제2 기재층은 폴리이미드로 이루어질 수 있다. The resin may be composed of melamine, acryl, urethane, epoxy or polyimide, and the second base layer may be composed of polyimide.
한편, 본 발명의 플렉서블 표시장치는 제1 기재층과 제2 기재층을 포함하는 플렉서블 기판과, 제2 기재층 상의 박막트랜지스터, 그리고 박막트랜지스터와 연결된 유기 발광다이오드 또는 액정 커패시터를 포함하며, 제1 기재층은 수지와 유무기 하이브리드 물질을 포함하고, 제1 기재층의 표면경도는 제2 기재층의 표면경도보다 높다.On the other hand, the flexible display device of the present invention includes a flexible substrate including a first substrate layer and a second substrate layer, a thin film transistor on the second substrate layer, and an organic light emitting diode or a liquid crystal capacitor connected to the thin film transistor, The base layer includes a resin and an organic hybrid material, and the surface hardness of the first base layer is higher than the surface hardness of the second base layer.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판을 포함하는 플렉서블 표시장치는 백 플레이트를 생략하여 두께를 감소시키고, 유연성 저하를 방지할 수 있다. In the flexible display device including the flexible substrate according to the embodiment of the present invention, the thickness of the back plate can be omitted and the flexibility can be prevented from lowering.
또한, 백 플레이트 부착을 위한 라미네이션 공정이 필요하지 않으므로, 면적 제한 문제를 해결할 수 있다. Further, since the lamination process for attaching the back plate is not required, the problem of the area limitation can be solved.
또한, 실란 커플링제를 포함하지 않으면서도, 캐리어 기판 상부의 희생층과의 접착력을 향상시킬 수 있어, 실란 커플링제 사용에 따른 가스분출에 의한 불량을 막을 수 있다. In addition, it is possible to improve the adhesion to the sacrificial layer on the carrier substrate without containing the silane coupling agent, and it is possible to prevent defects due to the gas ejection due to the use of the silane coupling agent.
도 1은 종래의 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 표시패널의 예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판의 접착강도를 도시한 그래프이다.
도 6은 유무기 하이브리드 물질의 함량에 따른 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판의 접착강도를 도시한 그래프이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional flexible display device.
2 is a schematic cross-sectional view of a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are schematic cross-sectional views showing an example of a display panel of a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing adhesive strength of a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the adhesive strength of the flexible substrate according to the embodiment of the present invention according to the content of organic / inorganic hybrid material.
7A to 7F are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 플렉서블 기판은, 제1 기재층과, 상기 제1 기재층 상부의 제2 기재층을 포함하며, 상기 제1 기재층은 수지와 유무기 하이브리드 물질을 포함하고, 상기 제1 기재층의 표면경도는 상기 제2 기재층의 표면경도보다 높다.The flexible substrate according to the present invention comprises a first base layer and a second base layer above the first base layer, wherein the first base layer comprises a resin and an organic hybrid material, Is higher than the surface hardness of the second base layer.
상기 유무기 하이브리드 물질의 함량은 상기 수지 함량의 30 내지 70 wt%이다.The content of the organic or inorganic hybrid material is 30 to 70 wt% of the resin content.
상기 유무기 하이브리드 물질은 실록산 화합물이다.The organic or inorganic hybrid material is a siloxane compound.
상기 실록산 화합물은 하기 화학식으로 표시되며, R1은 에폭시 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트이다.The siloxane compound is represented by the following formula, and R1 is epoxy acrylate or urethane acrylate.
상기 수지는 멜라민, 아크릴, 우레탄, 에폭시 또는 폴리이미드로 이루어진다. The resin is composed of melamine, acryl, urethane, epoxy or polyimide.
상기 제2 기재층은 폴리이미드로 이루어진다.The second base layer is made of polyimide.
한편, 본 발명의 플렉서블 표시장치는 제1 기재층과 제2 기재층을 포함하는 플렉서블 기판과, 상기 플렉서블 기판 상의 박막트랜지스터, 그리고 상기 박막트랜지스터와 연결된 유기 발광다이오드 또는 액정 커패시터를 포함하며, 상기 제1 기재층은 수지와 유무기 하이브리드 물질을 포함하고, 상기 제1 기재층의 표면경도는 상기 제2 기재층의 표면경도보다 높다.Meanwhile, the flexible display device of the present invention includes a flexible substrate including a first substrate layer and a second substrate layer, a thin film transistor on the flexible substrate, and an organic light emitting diode or a liquid crystal capacitor connected to the thin film transistor, One base layer includes a resin and an organic hybrid material, and the surface hardness of the first base layer is higher than the surface hardness of the second base layer.
상기 제2 기재층은 상기 제1 기재층과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치한다.The second base layer is located between the first base layer and the thin film transistor.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a flexible substrate according to an embodiment of the present invention and a flexible display device including the same will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 표시패널의 예를 나타내는 개략적인 단면도이다. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a flexible display device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views illustrating an example of a display panel of a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
도 2와 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과 상기 표시패널(100) 상부에 위치하는 커버 윈도우(130)를 포함하고, 상기 표시패널(100)은 플렉서블 기판(110)과 상기 플렉서블 기판(110) 상부의 소자층(120)을 포함한다. 2 and 3A and 3B, a display device according to an embodiment of the present invention includes a
도 3a에 도시한 바와 같이, 표시패널(100)은 유기 발광다이오드 패널일 수 있다.As shown in FIG. 3A, the
즉, 상기 표시패널(100)은 플렉서블 기판(110)과, 상기 소자층(120)으로, 상기 플렉서블 기판(110) 상에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(180)을 포함할 수 있다.That is, the
여기서, 상기 플렉서블 기판(110)의 하면은 상면보다 높은 표면경도를 가지며, 상기 플렉서블 기판(110)은 다중층의 구조를 가지는데, 이에 대해 추후 상세히 설명한다. Here, the lower surface of the
보다 상세하게, 상기 플렉서블 기판(110) 상에는 버퍼층(142)이 형성되고, 상기 버퍼층(142) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(142)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼층(142)은 생략될 수 있다.In more detail, a
상기 버퍼층(142) 상에는 반도체층(144)이 형성된다. 상기 반도체층(144)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.A semiconductor layer 144 is formed on the
상기 반도체층(144)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(144) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(144)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(144)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(144)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(144)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.When the semiconductor layer 144 is made of an oxide semiconductor material, a light shielding pattern (not shown) may be formed under the semiconductor layer 144. The light shielding pattern may prevent light from being incident on the semiconductor layer 144 Thereby preventing the semiconductor layer 144 from being deteriorated by light. Alternatively, the semiconductor layer 144 may be made of polycrystalline silicon. In this case, impurities may be doped on both edges of the semiconductor layer 144.
반도체층(144) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(146)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(146)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.A
상기 게이트 절연막(146) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(150)이 반도체층(144)의 중앙에 대응하여 형성된다. A
도 3a에서는, 게이트 절연막(146)이 플렉서블 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(146)은 게이트 전극(150)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다. 3A, a
상기 게이트 전극(150) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(152)이 형성된다. 층간 절연막(152)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다. An interlayer insulating
상기 층간 절연막(152)은 상기 반도체층(144)의 양측을 노출하는 제1 및 제2 콘택홀(154, 156)을 갖는다. 제1 및 제2 콘택홀(154, 156)은 게이트 전극(150)의 양측에 게이트 전극(150)과 이격되어 위치한다. The interlayer insulating
여기서, 제1 및 제2 콘택홀(154, 156)은 게이트 절연막(146) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(146)이 게이트 전극(150)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제1 및 제2 콘택홀(154, 156)은 층간 절연막(152) 내에만 형성될 수도 있다. Here, the first and second contact holes 154 and 156 are also formed in the
상기 층간 절연막(152) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(160)과 드레인 전극(162)이 형성된다. A
소스 전극(160)과 드레인 전극(162)은 상기 게이트 전극(150)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제1 및 제2 콘택홀(154, 156)을 통해 상기 반도체층(144)의 양측과 접촉한다. The
상기 반도체층(144)과, 상기 게이트 전극(150), 상기 소스 전극(160), 상기 드레인 전극(162)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.The semiconductor layer 144 and the
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(144)의 상부에 상기 게이트 전극(150), 상기 소스 전극(160) 및 상기 드레인 전극(162)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.The thin film transistor Tr has a coplanar structure in which the
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. Alternatively, the thin film transistor Tr may have an inverted staggered structure in which a gate electrode is positioned below the semiconductor layer and a source electrode and a drain electrode are located above the semiconductor layer. In this case, the semiconductor layer may be made of amorphous silicon.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.Although not shown, a gate line and a data line cross each other to define a pixel region, and a switching element connected to the gate line and the data line is further formed. The switching element is connected to the thin film transistor Tr which is a driving element.
또한, 파워 배선이 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.In addition, a storage capacitor is formed so that the power wiring is spaced apart in parallel to the gate wiring or the data wiring, and the voltage of the gate electrode of the thin film transistor (Tr), which is a driving element during one frame, Lt; / RTI >
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(162)을 노출하는 드레인 콘택홀(166)을 갖는 보호층(164)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.A
상기 보호층(164) 상에는 상기 드레인 콘택홀(166)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(162)에 연결되는 제1 전극(170)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제1 전극(170)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(170)은 인듐-틴-옥사이드 (indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드 (indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.A
한편, 본 발명의 표시패널(100)이 상부 발광 방식(top-emission type) 유기 발광다이오드 패널인 경우, 상기 제1 전극(170) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, when the
또한, 상기 보호층(164) 상에는 상기 제1 전극(170)의 가장자리를 덮는 뱅크층(176)이 형성된다. 상기 뱅크층(176)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제1 전극(170)의 중앙을 노출한다.A
상기 제1 전극(170) 상에는 유기 발광층(172)이 형성된다. 상기 유기 발광층(172)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 이와 달리, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 유기 발광층(172)은 상기 제1 전극(170) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.An organic
상기 유기 발광층(172)이 형성된 상기 플렉서블 기판(110) 상부로 제2 전극(174)이 형성된다. 상기 제2 전극(174)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(174)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.A
상기 제1 전극(170), 상기 유기 발광층(172) 및 상기 제2 전극(174)은 발광다이오드(D)를 이룬다.The
상기 제2 전극(174) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 180)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(180)은 제1 무기 절연층(182)과, 유기 절연층(184)과 제2 무기 절연층(186)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.An
또한, 상기 인캡슐레이션 필름(180) 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.In addition, a polarizer (not shown) may be attached on the
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 표시패널(100)은 반사형 액정패널일 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 3B, the
즉, 표시패널(100)은, 서로 마주하는 제1 및 제2 플렉서블 기판(110, 250)과, 상기 제1 및 제2 플렉서블 기판(110, 250) 사이에 개재되며 액정분자(262)를 포함하는 액정층(260)을 포함할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 상기 액정층(260)과 제1 플렉서블 기판(110) 사이에는 반사층이 위치한다. That is, the
여기서, 상기 플렉서블 기판(110)의 하면은 상면보다 높은 표면경도를 가지며, 상기 플렉서블 기판(110)은 다중층의 구조를 가지는데, 이에 대해 추후 상세히 설명한다. Here, the lower surface of the
상기 제1 플렉서블 기판(110) 상에는 제1 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 제1 버퍼층(220) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 제1 버퍼층(220)은 생략될 수 있다.A
상기 제1 버퍼층(220) 상에는 게이트 전극(222)이 형성되고, 상기 게이트 전극(222)을 덮으며 게이트 절연막(224)이 형성된다. 또한, 상기 버퍼층(220) 상에는 상기 게이트 전극(222)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.A
상기 게이트 절연막(224) 상에는 반도체층(226)이 상기 게이트 전극(222)에 대응하여 형성된다. 상기 반도체층(226)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 반도체층(226)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.A
상기 반도체층(226) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(230)과 드레인 전극(232)이 형성된다. 또한, 상기 소스 전극(230)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다.A
상기 게이트 전극(222), 상기 반도체층(226), 상기 소스 전극(230) 및 상기 드레인 전극(232)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다.The
상기 박막트랜지스터(Tr) 상에는, 상기 드레인 전극(232)을 노출하는 드레인 콘택홀(236)을 갖는 보호층(234)이 형성된다.A
상기 보호층(234) 상에는, 상기 드레인 콘택홀(236)을 통해 상기 드레인 전극(232)에 연결되는 화소 전극(240)과, 상기 화소 전극(240)과 교대로 배열되는 공통 전극(242)이 형성된다.A
상기 제2 플렉서블 기판(250) 상에는 제2 버퍼층(252)이 형성되며, 상기 제2 버퍼층(252) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr)와 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(254)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(256)이 형성된다. 상기 제2 버퍼층(252)과 상기 블랙매트릭스(254)는 생략될 수 있다.A
상기 제1 및 제2 플렉서블 기판(110, 250)은 액정층(260)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 사이에서 발생되는 전기장에 의해 상기 액정층(260)의 액정분자(262)가 구동된다. 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 및 상기 액정층(260)은 액정 커패시터를 이루며, 상기 액정 커패시터는 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다. The first and second
도시하지 않았으나, 상기 액정층(260)과 접하여 상기 제1 및 제2 플렉서블 기판(110, 250) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있으며, 상기 제2 플렉서블 기판(250)의 외측에는 특정 방향의 선편광만을 투과시키는 편광판이 부착될 수 있다.Although not shown, an orientation film may be formed on each of the first and second
여기서, 상기 공통 전극(242)은 상기 제1 플렉서블 기판(110) 상부에 상기 화소 전극(240)과 교대로 배열되는데, 상기 공통 전극은 상기 제2 플렉서블 기판(250) 전면에 형성되고, 상기 화소 전극(240)은 상기 화소영역에 판 형태로 형성될 수도 있다.The
앞서 언급한 바와 같이, 이러한 액정패널(100)은 외부광을 광원으로 이용하며, 외부광을 반사시켜 출력하는 반사형 액정패널일 수 있다. As described above, the
다시 도 1을 참조하면, 상기 커버 윈도우(130)는 상기 표시패널(100) 상부에 위치한다. 예를 들어, 상기 커버 윈도우(130)는 투명한 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 접착층(미도시)을 이용하여 상기 표시패널(100)에 부착될 수 있다. Referring again to FIG. 1, the
이와 같이, 상기 플렉서블 기판(110)의 하면은 상면보다 높은 표면강도를 가지며, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 백 플레이트를 포함하지 않는다. 이때, 상기 플렉서블 기판(110) 하면의 표면경도는 4H 이상일 수 있다.As described above, the lower surface of the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a flexible substrate according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판(110)은 제1 기재층(112)과, 상기 제1 기재층(112) 상부의 제2 기재층(114)을 포함한다. 4, the
상기 제1 기재층(112)은 수지와 유무기 하이브리드 물질을 포함하고, 상기 제1 기재층(112)은 상기 제2 기재층(114)보다 높은 표면경도를 가진다. The
여기서, 상기 제2 기재층(114)은 유기 물질로 이루어지는데, 일례로, 폴리이미드로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. Here, the
한편, 상기 제1 기재층(112)의 수지는 멜라민(melamine), 아크릴(acryl), 우레탄(urethane), 에폭시(epoxy), 또는 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. Meanwhile, the resin of the
또한, 상기 제1 기재층(112)의 유무기 하이브리드 물질은 실록산(siloxane) 화합물일 수 있으며, 상기 실록산 화합물은 하기의 화학식1로 표시될 수 있다. In addition, the organic or inorganic hybrid material of the
화학식1Formula 1
여기서, R1은 에폭시 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.Here, R1 may be an epoxy acrylate or a urethane acrylate, but is not limited thereto.
상기 유무기 하이브리드 물질의 함량은, 바람직하게는, 상기 수지 함량의 30 내지 70 wt%일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 50 내지 70 wt%일 수 있다. 즉, 상기 유무기 하이브리드 물질의 함량은 상기 수지 함량보다 많을 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 물질의 함량이 30 wt%보다 적을 경우, 상기 제1 기재층(112)의 무기막에 대한 접착강도가 낮아지게 되어, 소자층(도 2의 120) 형성 시 캐리어 기판으로부터 플렉서블 기판(110)이 박리되는 문제가 있다. 반면, 상기 유무기 하이브리드 물질의 함량이 70 wt%보다 많을 경우, 상기 제1 기재층(112)의 탄성이 저하되어 잘 부러지게(brittle) 되므로, 플렉서블 표시장치에 적용하는데 문제가 있다.The content of the organic or inorganic hybrid material is preferably 30 to 70 wt%, more preferably 50 to 70 wt% of the resin content. That is, the content of the organic or inorganic hybrid material may be larger than the resin content. When the content of the organic / inorganic hybrid material is less than 30 wt%, the adhesion strength of the
이러한 플렉서블 기판(110)은 20 내지 70 ㎛의 두께를 가진다. 이때, 상기 제1 기재층(112)의 두께는 10 내지 20 ㎛이고, 상기 제2 기재층(114)의 두께는 10 내지 50 ㎛일 수 있다. Such a
앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1 기재층(112)은 상기 제2 기재층(114)보다 높은 표면경도를 가진다. 이때, 상기 제1 기재층(112)의 표면경도는 4H와 같거나 클 수 있다. 이러한 제1 기재층(112)의 표면경도는 2H이하인 종래 백 플레이트(도 1의 20)의 표면경도에 비해 높기 때문에, 백 플레이트를 생략하여 플렉서블 표시장치의 두께를 감소시키고 유연성을 증가시킬 수 있으며, 내스크래치 특성을 향상시킬 수 있다. As described above, the
또한, 상기 제1 기재층(112)의 수분투과율(water vapor transmission rate: WVTR)은 약 10-4 g/m2·day로, 약 101 g/m2·day인 종래 백 플레이트(도 1의 20)의 수분투과율에 비해 낮기 때문에, 수분 차단 특성이 향상된다.In addition, the water vapor transmission rate (WVTR) of the
한편, 상기 제1 기재층(112)의 투과율(transmittance)은 90%보다 작으며, 헤이즈(haze) 값은 1보다 크다. On the other hand, the transmittance of the
또한, 무기막에 대한 상기 제1 기재층(112)의 접착강도는 상기 제2 기재층(114)보다 크다. 일례로, 무기막은 비정질 실리콘막일 수 있으며, 무기막에 대한 상기 제1 기재층(112)의 접착강도는 0.3 N/cm 이상일 수 있으며, 바람직하게는, 0.3 내지 1.6 N/cm일 수 있다. The adhesion strength of the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판의 접착강도를 도시한 그래프로, 무기막에 대한 접착강도를 나타낸다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판은, 수지 및 상기 화학식1의 유무기 하이브리드 물질로 이루어진 제1 기재층과 실란 커플링제를 포함하지 않는 폴리이미드로 이루어진 제2 기재층을 포함한다.5 is a graph showing the adhesive strength of the flexible substrate according to the embodiment of the present invention, and shows the adhesive strength to the inorganic film. Here, the flexible substrate according to an embodiment of the present invention includes a resin and a first base layer made of a organic / inorganic hybrid material of Formula 1 and a second base layer made of polyimide not containing a silane coupling agent.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판은 0.3 N/cm 이상의 접착강도를 가진다. As shown in Fig. 5, the flexible substrate according to the embodiment of the present invention has an adhesive strength of 0.3 N / cm or more.
반면, 비교예1의 플렉서블 기판은 실란 커플링제를 포함하지 않는 폴리이미드로 이루어지며, 비교예1의 플렉서블 기판은 0.05 내지 0.07 N/cm의 접착강도를 가진다. On the other hand, the flexible substrate of Comparative Example 1 is made of polyimide not containing a silane coupling agent, and the flexible substrate of Comparative Example 1 has an adhesion strength of 0.05 to 0.07 N / cm.
또한, 비교예2의 플렉서블 기판은 실란 커플링제를 포함하는 폴리이미드로 이루어지며, 비교예2의 플렉서블 기판은 0.3 내지 0.4 N/cm의 접착강도를 가진다. In addition, the flexible substrate of Comparative Example 2 is made of polyimide including a silane coupling agent, and the flexible substrate of Comparative Example 2 has an adhesion strength of 0.3 to 0.4 N / cm.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판은 실란 커플링제를 포함하지 않으면서도, 실란 커플링제를 포함하는 비교예2 이상의 접착강도를 가진다. 이에 따라, 플렉서블 기판 상에 소자층 형성 시, 캐리어 기판으로부터 플렉서블 기판의 박리를 방지하고, 실란 커플링제에 의한 불량을 막을 수 있다. As described above, the flexible substrate according to the embodiment of the present invention does not contain a silane coupling agent and has an adhesion strength higher than that of Comparative Example 2 including a silane coupling agent. Thus, at the time of forming the element layer on the flexible substrate, it is possible to prevent the flexible substrate from peeling off from the carrier substrate, and to prevent defects by the silane coupling agent.
도 6은 유무기 하이브리드 물질의 함량에 따른 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판의 접착강도를 도시한 그래프로, 무기막에 대한 접착강도를 나타낸다. 6 is a graph showing the adhesive strength of the flexible substrate according to the embodiment of the present invention according to the content of the organic / inorganic hybrid material, and shows the adhesive strength to the inorganic film.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판은, 수지 및 상기 화학식1의 유무기 하이브리드 물질로 이루어진 제1 기재층과 실란 커플링제를 포함하지 않는 폴리이미드로 이루어진 제2 기재층을 포함한다. 실험예1은 유무기 하이브리드 물질의 함량이 30 wt%이고, 실험예2는 유무기 하이브리드 물질의 함량이 50 wt%이며, 실험예3은 유무기 하이브리드 물질의 함량이 70 wt%이다. Here, the flexible substrate according to an embodiment of the present invention includes a resin and a first base layer made of a organic / inorganic hybrid material of Formula 1 and a second base layer made of polyimide not containing a silane coupling agent. In Experimental Example 1, the content of the organic hybrid material was 30 wt%, that in Experimental Example 2 was 50 wt%, and in Experimental Example 3, the content of the organic hybrid material was 70 wt%.
한편, 비교예의 플렉서블 기판은 유무기 하이브리드 물질의 함량이 10 wt%이다. On the other hand, in the flexible substrate of the comparative example, the content of the organic hybrid material is 10 wt%.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판은 0.3 N/cm 이상의 접착강도를 가진다. As shown in Fig. 6, the flexible substrate according to the embodiment of the present invention has an adhesive strength of 0.3 N / cm or more.
보다 상세하게, 실험예1의 플렉서블 기판은 0.37 내지 0.45 N/cm의 접착강도를 갖고, 실험예2의 플렉서블 기판은 0.74 내지 0.80 N/cm의 접착강도를 가지며, 실험예3의 플렉서블 기판은 1.51 내지 1.56 N/cm의 접착강도를 가진다.More specifically, the flexible substrate of Experimental Example 1 had an adhesive strength of 0.37 to 0.45 N / cm, the flexible substrate of Experimental Example 2 had an adhesive strength of 0.74 to 0.80 N / cm, the flexible substrate of Experimental Example 3 had 1.51 To 1.56 N / cm.
반면, 비교예의 플렉서블 기판은 0.07 내지 0.09 N/cm의 접착강도를 가진다. On the other hand, the flexible substrate of the comparative example has an adhesive strength of 0.07 to 0.09 N / cm.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판은 비교예에 비해 접착강도가 높으며, 상기 유무기 하이브리드 물질의 함량이 증가할수록 접착강도가 증가한다. As described above, the adhesive strength of the flexible substrate according to the embodiment of the present invention is higher than that of the comparative example, and the adhesive strength increases as the content of the organic hybrid material increases.
한편, 상기 유무기 하이브리드 물질의 함량이 증가할수록 표면경도도 증가한다. 보다 상세하게, 실험예1의 표면경도는 4H이고, 실험예2의 표면경도는 5 내지 6H이며, 실험예3의 표면경도는 8 내지 9H이다. 반면, 비교예의 표면경도는 3 내지 4H이다.On the other hand, as the content of the organic / inorganic hybrid material increases, the surface hardness increases. More specifically, the surface hardness of Experimental Example 1 is 4H, the surface hardness of Experimental Example 2 is 5 to 6H, and the surface hardness of Experimental Example 3 is 8 to 9H. On the other hand, the surface hardness of the comparative example is 3 to 4H.
또한, 상기 유무기 하이브리드 물질의 함량이 증가할수록 투과율은 감소하고, 헤이즈 값은 커진다. 보다 상세하게, 실험예1의 투과율은 89%이고 헤이즈 값은 1.18이며, 실험예2의 투과율은 87%이고 혜이즈 값은 2.04이며, 실험예3의 투과율은 86%이고 헤이즈 값은 2.99이다. 반면, 비교예의 투과율은 91%이고 헤이즈 값은 0.63이다. Also, as the content of the organic / inorganic hybrid material increases, the transmittance decreases and the haze value increases. More specifically, the transmittance of Experimental Example 1 was 89%, the haze value was 1.18, the transmittance of Experimental Example 2 was 87%, the haze value was 2.04, the transmittance of Experimental Example 3 was 86%, and the haze value was 2.99. On the other hand, the transmittance of the comparative example is 91% and the haze value is 0.63.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판을 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 과정에 대해 도 7a 내지 도 7f를 참조하여 설명한다.A manufacturing process of the flexible display device including the flexible substrate according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7A to 7F.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.7A to 7F are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
도 7a에 도시한 바와 같이, 캐리어 기판(310) 상에 희생층(320)을 형성한다. 여기서, 상기 희생층(320)은 무기막으로, 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 일례로, 상기 희생층(320)은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 캐리어 기판(310)은 유리로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 7A, a
다음, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 희생층(320) 상부에 유무기 하이브리드 물질을 포함하는 수지를 코팅한 후, 이를 경화하여 제1 기재층(112)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 7B, a resin including an organic hybrid material is coated on the
이어, 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제1 기재층(112) 상부에 폴리이미드 수지를 코팅한 후, 이를 경화하여 제2 기재층(114)을 형성한다. 상기 제1 기재층(112)과 상기 제2 기재층(114)은 플렉서블 기판(110)을 이룬다. Next, as shown in FIG. 7C, a polyimide resin is coated on the
다음, 도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 플렉서블 기판(110)의 제2 기재층(114) 상부에 소자층(120)을 형성한다. 소자층(120)은 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 유기발광다이오드 또는 액정 캐패시터를 포함한다. Next, as shown in FIG. 7D, an
이때, 상기 제1 기재층(112)은 무기막에 대한 접착강도가 0.3 내지 1.6 N/cm로, 소자층(120) 형성 공정에서 플렉서블 기판(110)이 희생층(320)으로부터 박리(peel off)되는 것을 방지할 수 있다. At this time, the adhesive strength of the
다음, 도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 캐리어 기판(310)의 배면에서 레이저를 조사하여, 상기 희생층(320)의 결정성을 변화시킨다. 이에 따라, 상기 소자층(120)이 형성된 상기 플렉서블 기판(110)을 상기 캐리어 기판(310) 상부의 희생층(320)으로부터 분리시킨다. Next, as shown in FIG. 7E, a laser is irradiated on the back surface of the
따라서, 도 7f에 도시한 바와 같이, 플렉서블 기판(110)과 소자층(120)으로 이루어진 표시패널을 제작한다. 이어, 상기 소자층(120) 상부에 커버 윈도우(도 2의 130)를 부착하여 플렉서블 표시장치를 완성할 수 있다. Thus, as shown in Fig. 7F, a display panel composed of the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 기판(110)을 포함하는 플렉서블 표시장치는 백 플레이트를 생략하여 두께를 감소시키고, 유연성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 라미네이션 공정이 필요하지 않으므로, 면적 제한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 실란 커플링제를 포함하지 않으면서도, 희생층(320)과의 접착력을 향상시킬 수 있어, 실란 커플링제에 의한 불량을 막을 수 있다. As described above, in the flexible display device including the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 표시패널
110: 플렉서블 기판
120: 소자층
130: 커버 윈도우
112: 제1 기재층
114: 제2 기재층100: display panel 110: flexible substrate
120: element layer 130: cover window
112: first base layer 114: second base layer
Claims (8)
상기 제1 기재층 상부의 제2 기재층
을 포함하며,
상기 제1 기재층은 수지와 유무기 하이브리드 물질을 포함하고,
상기 제1 기재층의 표면경도는 상기 제2 기재층의 표면경도보다 높은 플렉서블 기판.
A first base layer;
The second substrate layer above the first substrate layer
/ RTI >
Wherein the first base layer comprises a resin and an organic hybrid material,
Wherein the surface hardness of the first base layer is higher than the surface hardness of the second base layer.
상기 유무기 하이브리드 물질의 함량은 상기 수지 함량의 30 내지 70 wt%인 플렉서블 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the organic / inorganic hybrid material is 30 to 70 wt% of the resin content.
상기 유무기 하이브리드 물질은 실록산 화합물인 플렉서블 기판.
3. The method of claim 2,
Wherein the organic or inorganic hybrid material is a siloxane compound.
상기 실록산 화합물은 하기 화학식으로 표시되며, R1은 에폭시 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트인 플렉서블 기판.
The method of claim 3,
Wherein said siloxane compound is represented by the following formula and R1 is epoxy acrylate or urethane acrylate.
상기 수지는 멜라민, 아크릴, 우레탄, 에폭시 또는 폴리이미드로 이루어지는 플렉서블 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the resin is made of melamine, acryl, urethane, epoxy or polyimide.
상기 제2 기재층은 폴리이미드로 이루어지는 플렉서블 기판.
The method according to claim 1,
And the second base layer is made of polyimide.
상기 플렉서블 기판 상의 박막트랜지스터; 그리고
상기 박막트랜지스터와 연결된 유기 발광다이오드 또는 액정 커패시터
를 포함하는 플렉서블 표시장치.
A flexible substrate according to any one of claims 1 to 6;
A thin film transistor on the flexible substrate; And
An organic light emitting diode or a liquid crystal capacitor
And a flexible display device.
상기 제2 기재층은 상기 제1 기재층과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치하는 플렉서블 표시장치.8. The method of claim 7,
And the second base layer is positioned between the first base layer and the thin film transistor.
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