KR20190087886A - 신축성 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신축성 디스플레이에 대한 것이고, 더욱 상세하게는, 탄성체; 상기 탄성체 상의 발광부; 및 상기 탄성체 상의 배선부를 포함하고, 상기 발광부는 상기 탄성체 상의 제1 기판부, 상기 제1 기판부 상의 버퍼층, 및 상기 버퍼층 상의 발광소자를 포함하고, 상기 배선부는 상기 탄성체 상의 제2 기판부, 상기 발광소자를 제어하는 구동소자, 상기 구동소자 및 상기 발광소자를 전기적으로 연결하는 배선, 및 상기 구동소자 및 상기 배선을 덮는 절연층을 포함한다. 상기 발광부 및 상기 배선부는 주름 구조를 가지고, 상기 발광부의 두께는 상기 배선부의 두께보다 크고, 상기 버퍼층의 탄성률은 상기 절연층의 탄성률보다 크고, 상기 탄성체의 탄성률은 상기 절연층의 탄성률 보다 작다.

Description

신축성 디스플레이 {Stretchable Display}
본 발명은 신축성 디스플레이에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 발광부의 주름의 주기가 배선부의 주름의 주기보다 큰 신축성 디스플레이에 대한 것이다.
굴곡진 표면에 전자 소자, 특히 디스플레이 소자를 적용하기 위해서는 전자 소자가 신축성을 가져야 한다. 전자 소자를 구성하는 절연막, 도전체, 반도체 막의 대부분은 신축성을 가지지 못하므로, 전자 소자의 형태를 개선하여 신축성을 구현하는 방법이 제시되고 있다.
전자 소자의 형태를 개선하여 신축성을 구현하는 방법 중 하나로, 전자 소자를 매우 얇게 만들고, 주름 구조를 형성하는 방법이 있다. 이와 같은 전자 소자는, 주름이 완전히 펴질 때 까지 늘어날 수 있다.
본 발명은 신축에 따른 발광소자의 색 좌표 변화량 또는 휘도 변화량과 같은 발광 특성 변화량이 최소가 되는 신축성 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 탄성체; 상기 탄성체 상의 발광부; 및 상기 탄성체 상의 배선부를 포함하고, 상기 발광부는 상기 탄성체 상의 제1 기판부, 상기 제1 기판부 상의 버퍼층, 및 상기 버퍼층 상의 발광소자를 포함하고, 상기 배선부는 상기 탄성체 상의 제2 기판부, 상기 발광소자를 제어하는 구동소자, 상기 구동소자 및 상기 발광소자를 전기적으로 연결하는 배선, 및 상기 구동소자 및 상기 배선을 덮는 절연층을 포함하고, 상기 발광부 및 상기 배선부는 주름 구조를 가지고, 상기 발광부의 두께는 상기 배선부의 두께보다 크고, 상기 버퍼층의 탄성률은 상기 절연층의 탄성률보다 크고, 상기 탄성체의 탄성률은 상기 절연층의 탄성률 보다 작은 신축성 디스플레이를 제공한다.
상기 버퍼층의 두께는 상기 절연층의 두께보다 클 수 있다.
상기 발광부의 주름의 주기가 상기 배선부의 주름의 주기보다 클 수 있다.
상기 버퍼층은 무기물 및 유무기 복합물 중 하나를 포함하고, 상기 절연층은 폴리머 수지를 포함할 수 있다.
상기 발광부의 두께는 상기 배선부의 두께보다 10배 내지 100배 클 수 있다.
상기 버퍼층의 두께는 상기 절연층의 두께보다 10배 내지 100배 클 수 있다.
상기 제1 기판부 및 상기 제2 기판부는 폴리이미드 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에테르설폰 수지 및 폴리카보네이트 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 배선부는 상기 발광부를 평면적으로 둘러쌀 수 있다.
상기 발광부는 상기 발광소자를 덮는 제1 봉지부를 더 포함하고, 상기 배선부는 상기 절연층을 덮는 제2 봉지부를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성체의 상부는 접착성을 가질 수 있다.
상기 탄성체와 상기 제1 기판부의 사이 및 상기 탄성체와 상기 제2 기판부의 사이에 제공되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 디스플레이는 발광부의 주름의 주기가 배선부의 주름의 주기보다 크기 때문에, 신축에 따른 발광소자의 발광 특성 변화량이 최소가 될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신축성 디스플레이의 평면도이다.
도 2a는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 B영역의 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 신축성 디스플레이의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 신축성 디스플레이의 평면도이고, 도 2a는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 B영역의 확대도이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 신축성 디스플레이는 탄성체(10), 발광부(100) 및 배선부(200)를 포함할 수 있다. 탄성체(10) 상에 발광부(100) 및 배선부(200)가 제공될 수 있다. 발광부(100)는 복수개로 제공될 수 있다. 복수개의 발광부들(100)은 평면적으로 서로 이격될 수 있다. 배선부(200)는 각각의 발광부들(100)을 평면적으로 둘러쌀 수 있다. 다시 말하면, 배선부(200)는 발광부들(100) 사이의 공간을 채울 수 있다.
발광부(100)는 탄성체(10) 상에 제공될 수 있다. 탄성체(10)는 상대적으로 탄성률(Modulus of elasticity)이 낮은 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 탄성체(10)는 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다. 일 예로, 탄성체(10)의 탄성률은 10 MPa 내지 100 MPa일 수 있다. 발광부(100)는 제1 기판부(311), 버퍼층(110), 발광소자(120) 및 제1 봉지부(321)를 포함할 수 있다.
제1 기판부(311) 상에 버퍼층(110)이 제공될 수 있다. 버퍼층(110)의 두께(t2)는 제1 기판부(311) 및 제1 봉지부(321)의 두께보다 상대적으로 클 수 있다. 일 예로, 버퍼층(110)의 두께(t2)는 제1 기판부(311) 및 제1 봉지부(321)의 두께보다 10배 내지 100배 클 수 있다. 일 예로, 버퍼층(110)은 유기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 아크릴 수지 또는 실리콘 수지 중 하나일 수 있다. 다른 예로, 버퍼층(110)은 무기물을 포함할 수 있다. 상기 무기물은 금속 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 하나일 수 있다. 또 다른 예로, 버퍼층(110)은 유무기 복합물을 포함할 수 있다. 상기 유무기 복합물은 금속 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 하나 및 아크릴 수지, 실리콘 수지 중 하나를 포함하는 것일 수 있다.
버퍼층(110) 상에 발광소자(120)가 제공될 수 있다. 일 예로, 발광소자(120)는 유기 발광 다이오드(OLED) 또는 양자점 다이오드(QLED)일 수 있다. 발광소자(120)의 상면을 덮도록 제1 봉지부(321)가 제공될 수 있다. 제1 봉지부(321)는 발광소자(120)를 보호하기 위한 것일 수 있다.
배선부(200)는 탄성체(10) 상에 제공될 수 있다. 배선부(200)는 제2 기판부(312), 배선(210), 구동소자(220), 절연층(230) 및 제2 봉지부(322)를 포함할 수 있다.
제2 기판부(312) 상에 배선(210) 및 구동소자(220)가 제공될 수 있다. 배선부(200)에 복수개의 구동소자들(220)이 제공될 수 있다. 일 예로, 구동소자(220)는 박막 트랜지스터(TFT)일 수 있다. 구동소자(220)는 발광소자(120)를 제어할 수 있다. 배선부(200)에 복수개의 배선들(210)이 제공될 수 있다. 배선들(210) 중 일부는 2개의 구동소자들(220)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 배선들(210) 중 다른 일부는 구동소자(220)와 발광소자(120)를 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 배선(210)은 금속을 포함할 수 있다.
배선(210) 및 구동소자(220)를 덮도록 절연층(230)이 제공될 수 있다. 일 예로, 절연층(230)은 폴리머 수지를 포함할 수 있다. 절연층(230)의 두께(t4)는 발광부(100)의 버퍼층(110)의 두께(t2)보다 상대적으로 작을 수 있다. 일 예로, 절연층(230)의 두께(t4)는 버퍼층(110)의 두께(t2)보다 10배 내지 100배 작을 수 있다. 절연층(230)의 상면을 덮도록 제2 봉지부(322)가 제공될 수 있다. 제2 봉지부(322)는 절연층(230)을 보호하기 위한 것일 수 있다.
발광부(100)의 제1 기판부(311) 및 배선부(200)의 제2 기판부(312)는 일체로 하나의 기판(310)을 구성할 수 있다. 제1 기판부(311) 및 제2 기판부(312)의 두께는 동일할 수 있다. 일 예로, 기판(310)은 폴리이미드(Polyimide) 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에테르설폰(PES) 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
발광부(100)의 제1 봉지부(321) 및 배선부(200)의 제2 봉지부(322)는 일체로 하나의 봉지층(320)을 구성할 수 있다. 제1 봉지부(321) 및 제2 봉지부(322)의 두께는 동일할 수 있다. 일 예로, 봉지층(320)은 알루미늄 산화물을 포함할 수 있다. 봉지층(320)은 투명할 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 디스플레이는, 발광부(100) 및 배선부(200)가 주름 구조를 가질 수 있다. 다시 말하면, 발광부(100) 및 배선부(200)는 물결파형으로 굴곡될 수 있다. 따라서, 발광부(100)의 제1 기판부(311), 버퍼층(110), 발광소자(120) 및 제1 봉지부(321)가 물결파형으로 굴곡될 수 있고, 배선부(200)의 제2 기판부(312), 배선(210), 구동소자(220), 절연층(230) 및 제2 봉지부(322)가 물결파형으로 굴곡될 수 있다. 도시된 바와 같이, 배선부(200)가 발광부(100)보다 더 굴곡될 수 있다. 다시 말하면, 발광부(100)의 주름의 주기가 배선부(200)의 주름의 주기보다 클 수 있다. 발광부(100)의 주름의 주기가 배선부(200)의 주름의 주기보다 큰 것은, 아래의 수학식 1에 따른 결과일 수 있다.
[수학식 1]
λ=2πhf(Ef/3Es)1 /3
수학식 1은 주름의 주기(l)에 대한 관계식이다. 발광부(100) 및 배선부(200)의 주름의 주기(l)는 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
발광부(100)의 경우, l는 발광부(100)의 주름의 주기고, hf는 발광부(100)의 두께(t1)이고, Ef는 발광부(100)의 탄성률이고, Es는 탄성체(10)의 탄성률이다. 발광부(100)의 탄성률은 발광부(100)에 포함된 제1 기판부(311), 버퍼층(110), 발광소자(120) 및 제1 봉지부(321)의 탄성률에 따라 결정될 수 있다. 발광부(100)의 경우, 버퍼층(110)의 두께(t2)가 절연층(230)의 두께(t4)보다 상대적으로 클 수 있고, 기판(310) 및 봉지층(320)의 두께보다 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 발광부(100)의 두께(t1)가 배선부(200)의 두께(t3)보다 상대적으로 클 수 있다. 일 예로, 발광부(100)의 두께(t1)가 배선부(200)의 두께(t3)보다 10배 내지 100배 클 수 있다. 발광부(100)의 두께(t1)가 배선부(200)의 두께(t3)보다 크기 때문에, 수학식 1에 따라 발광부(100)의 주름의 주기가 배선부(200)의 주름의 주기보다 클 수 있다. 다시 말하면, 배선부(200)가 발광부(100)보다 더 굴곡될 수 있다.
배선부(200)의 경우, l는 배선부(200)의 주름의 주기고, hf는 배선부(200)의 두께(t3)이고, Ef는 배선부(200)의 탄성률이고, Es는 탄성체(10)의 탄성률이다. 배선부(200)의 탄성률은 배선부(200)에 포함된 제2 기판부(312), 배선(210), 구동소자(220), 절연층(230) 및 제2 봉지부(322)의 탄성률에 따라 결정될 수 있다. 배선부(200)의 경우, 절연층(230)의 두께(t4)가 버퍼층(110)의 두께(t2)보다 상대적으로 작을 수 있다. 따라서, 배선부(200)의 두께(t3)가 발광부(100)의 두께(t1)보다 상대적으로 작을 수 있다. 일 예로, 배선부(200)의 두께(t3)가 발광부(100)의 두께(t1)보다 10배 내지 100배 작을 수 있다. 배선부(200)의 두께(t3)가 발광부(100)의 두께(t1)보다 작기 때문에, 수학식 1에 따라 배선부(200)의 주름의 주기가 발광부(100)의 주름의 주기보다 작을 수 있다. 다시 말하면, 배선부(200)가 발광부(100)보다 더 굴곡될 수 있다. 일 예로, 배선부(200)의 두께(t3)가 발광부(100)의 두께(t1) 보다 100배 작고, 발광부(100)의 주름의 주기가 500㎛인 경우, 배선부(200)의 주름의 주기는 5㎛일 수 있다. 따라서, 발광부(100)의 주름 보다 배선부(200)의 주름이 더 조밀할 수 있다.
배선부(200)의 절연층(230)이 폴리머 수지를 포함하고, 발광부(100)의 버퍼층(110)이 무기물을 포함하는 경우, 절연층(230)의 탄성률은 버퍼층(110)의 탄성률보다 상대적으로 작을 수 있다. 일 예로, 절연층(230)의 탄성률은 1 GPa 내지 10 GPa일 수 있고, 버퍼층(110)의 탄성률은 100 GPa 내지 1 TPa일 수 있다. 이에 따라, 배선부(200)의 탄성률이 발광부(100)의 탄성률보다 상대적으로 작을 수 있다. 배선부(200)의 탄성률이 발광부(100)의 탄성률보다 작기 때문에, 수학식 1에 따라 배선부(200)의 주름의 주기가 발광부(100)의 주름의 주기보다 작을 수 있다. 다시 말하면, 배선부(200)가 발광부(100)보다 더 굴곡될 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 디스플레이는, 외력에 의해 수평 방향으로 늘어날 수 있다. 일 예로, 발광부(100) 및 배선부(200)의 주름이 없어질 때까지 늘어날 수 있다. 다시 말하면, 발광부(100) 및 배선부(200)가 평평해질 때까지 늘어날 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 배선부(200)가 발광부(100)보다 더 굴곡될 수 있으므로, 배선부(200)가 발광부(100)보다 더 많이 늘어날 수 있다. 다시 말하면, 최대로 늘어나는 길이는 배선부(200)가 발광부(100)보다 클 수 있다. 따라서, 발광부(100)에 포함된 발광소자(120)는 신축성 디스플레이가 늘어나는 것에 따른 영향을 작게 받을 수 있다. 일 예로, 발광부(100)에 포함된 발광소자(120)는 신축성 디스플레이가 늘어나는 것에 따른 각도 변화가 작을 수 있다. 따라서, 발광소자(120)의 발광 특성은 신축성 디스플레이의 신축에 따른 변화량이 최소화되는 효과가 있다. 일 예로, 상기 발광 특성은 색 좌표 또는 휘도일 수 있다. 일 예로, 발광소자(120)가 OLED인 경우, 발광소자(120)는 각도 변화에 민감한 공진구조를 포함할 수 있다. 따라서, 각도 변화가 작은 것에 따른 발광 특성 변화량의 최소화 효과가 더 클 수 있다.
복수개의 발광부들(100)은 규칙적으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 인접하는 2개의 발광부들(100)이 평면적으로 이격되는 거리는 규칙적일 수 있다. 따라서, 신축성 디스플레이가 늘어나지 않은 상태에서, 배선부(200)의 주름의 형태 및 크기가 규칙적일 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 신축성 디스플레이의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 캐리어 글래스(20) 상에 기판(310)을 형성할 수 있다. 이어서, 기판(310) 상에 버퍼층(110), 배선(210) 및 구동소자(220)를 형성할 수 있다. 이어서, 버퍼층(110) 상에 발광소자(120)를 형성할 수 있고, 구동소자(220) 및 배선(210)을 덮도록 절연층(230)을 형성할 수 있다. 이어서, 발광소자(120) 및 절연층(230)을 덮도록 봉지층(320)을 형성할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 캐리어 글래스(20)와 기판(310) 사이에 레이저를 조사하여, 캐리어 글래스(20)로부터 기판(310), 버퍼층(110), 발광소자(120), 배선(210), 구동소자(220), 절연층(230) 및 봉지층(320)을 떼어낼 수 있다. 이어서, 봉지층(320) 상에 희생층(30)을 형성시킬 수 있다. 이어서, 희생층(30)을 파지하여 기판(310), 버퍼층(110), 발광소자(120), 배선(210), 구동소자(220), 절연층(230) 및 봉지층(320)을 탄성체(10) 상에 전사할 수 있다. 이 때, 탄성체(10)는 수평 방향으로 늘어난 상태일 수 있다. 일 예로, 탄성체(10)의 상부는 접착성을 가져 전사가 용이할 수 있다. 다른 예로, 탄성체(10) 상에 상대적으로 얇은 접착층이 제공되어 전사가 용이할 수 있다. 전사가 완료되면, 희생층(30)을 제거할 수 있다. 이어서, 늘어난 탄성체(10)가 수축하면, 도 2a 및 도 2b와 같이 발광부(100) 및 배선부(200)에 주름 구조가 형성될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 탄성체
100: 발광부
110: 버퍼층
120: 발광소자
200: 배선부
210: 배선
220: 구동소자
230: 절연층
310: 기판
320: 봉지층

Claims (11)

  1. 탄성체;
    상기 탄성체 상의 발광부; 및
    상기 탄성체 상의 배선부를 포함하고,
    상기 발광부는 상기 탄성체 상의 제1 기판부, 상기 제1 기판부 상의 버퍼층, 및 상기 버퍼층 상의 발광소자를 포함하고,
    상기 배선부는 상기 탄성체 상의 제2 기판부, 상기 발광소자를 제어하는 구동소자, 상기 구동소자 및 상기 발광소자를 전기적으로 연결하는 배선, 및 상기 구동소자 및 상기 배선을 덮는 절연층을 포함하고,
    상기 발광부 및 상기 배선부는 주름 구조를 가지고,
    상기 발광부의 두께는 상기 배선부의 두께보다 크고,
    상기 버퍼층의 탄성률은 상기 절연층의 탄성률보다 크고,
    상기 탄성체의 탄성률은 상기 절연층의 탄성률 보다 작은 신축성 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층의 두께는 상기 절연층의 두께보다 큰 신축성 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부의 주름의 주기가 상기 배선부의 주름의 주기보다 큰 신축성 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 무기물 및 유무기 복합물 중 하나를 포함하고,
    상기 절연층은 폴리머 수지를 포함하는 신축성 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부의 두께는 상기 배선부의 두께보다 10배 내지 100배 큰 신축성 디스플레이.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼층의 두께는 상기 절연층의 두께보다 10배 내지 100배 큰 신축성 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판부 및 상기 제2 기판부는 폴리이미드 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에테르설폰 수지 및 폴리카보네이트 수지 중 하나를 포함하는 신축성 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 배선부는 상기 발광부를 평면적으로 둘러싸는 신축성 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 발광소자를 덮는 제1 봉지부를 더 포함하고,
    상기 배선부는 상기 절연층을 덮는 제2 봉지부를 더 포함하는 신축성 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체의 상부는 접착성을 가지는 신축성 디스플레이.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체와 상기 제1 기판부의 사이 및 상기 탄성체와 상기 제2 기판부의 사이에 제공되는 접착층을 더 포함하는 신축성 디스플레이.
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