KR20210002172A - 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20210002172A
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권승욱
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 평탄 영역, 제2 평탄 영역, 그리고 상기 제1 평탄 영역과 상기 제2 평탄 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 기판; 상기 제1 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 일면 상에 위치하는 표시부; 상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 위치하며 상기 제1 평탄 영역과 중첩하는 제1 보호층; 및 상기 기판의 상기 타면 상에 위치하며 상기 제2 평탄 영역과 중첩하는 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 광경화성 수지의 경화체를 포함하고, 상기 제1 보호층은 일 단부에 제1 경사부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 일 단부에 제2 경사부를 포함하며, 상기 제1 경사부는 상기 기판의 상기 타면에 대하여 제1 경사각을 가지고, 상기 제2 경사부는 상기 기판의 상기 타면에 대하여 제2 경사각을 가지며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 10 도(˚) 초과 90 도 이하이다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치와 같은 표시 장치는 기판 위에 여러 층과 소자들을 형성하여 제조된다.
표시 장치의 기판으로 유리가 사용될 수 있는데, 유리 기판은 무겁고 파손되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 유리 기판은 단단한 성질을 가지므로 표시 장치를 변형시키기가 어렵다.
최근에는 가볍고 충격에 강하며 변형이 쉬운 유연한 성질을 갖는 기판을 사용하는 표시 장치가 개발되고 있다. 유연한 성질을 갖는 기판을 사용하는 표시 장치는 패드부가 있는 표시 패널의 가장자리 등을 벤딩하도록 설계될 수 있고, 이에 따라 유리 기판과 같이 단단한 성질을 갖는 기판을 사용하는 표시 장치보다 데드 스페이스(dead space)를 줄일 수 있다.
실시예들은 기판의 일면에 보호층을 선택적으로 패터닝함으로써 공정을 간소화하고, 상기 보호층의 단부를 경사지게 형성함으로써 용이한 벤딩이 가능한 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 평탄 영역, 제2 평탄 영역, 그리고 상기 제1 평탄 영역과 상기 제2 평탄 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 기판; 상기 제1 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 일면 상에 위치하는 표시부; 상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 위치하며 상기 제1 평탄 영역과 중첩하는 제1 보호층; 및 상기 기판의 상기 타면 상에 위치하며 상기 제2 평탄 영역과 중첩하는 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 광경화성 수지의 경화체를 포함하고, 상기 제1 보호층은 일 단부에 제1 경사부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 일 단부에 제2 경사부를 포함하며, 상기 제1 경사부는 상기 기판의 상기 타면에 대하여 제1 경사각을 가지고, 상기 제2 경사부는 상기 기판의 상기 타면에 대하여 제2 경사각을 가지며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 10 도(˚) 초과 90 도 이하이다.
상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 30 도 이상 45 도 이하일 수 있다.
상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각이 작을수록 상기 벤딩 영역에서 상기 기판이 받는 변형율(strain)이 감소할 수 있다.
상기 변형율은 상기 기판의 일 부분에서의 하기 [수학식 1]로 나타낼 수 있고, 상기 표시 장치의 벤딩 시 상기 변형율의 최대값은 1.4 %일 수 있다:[수학식 1](변형 길이)/(초기 길이)×100 (%).
상기 제1 경사부는 상기 제1 평탄 영역이 상기 벤딩 영역과 인접하는 부분에 위치하고, 상기 제2 경사부는 상기 제2 평탄 영역이 상기 벤딩 영역과 인접하는 부분에 위치할 수 있다.
상기 광경화성 수지는 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 광경화성 수지는 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층 각각은, 상기 기판의 상기 타면으로부터 순차적으로 적층된 제1 보조층, 제2 보조층 및 제3 보조층을 포함할 수 있다.
상기 제3 보조층은 열 전도성을 가지는 방열 재료를 포함할 수 있다.
상기 방열 재료는 그래파이트(graphite), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube; CNT), 탄소 섬유(carbon fiber), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 탄소 복합 재료일 수 있다.
상기 제3 보조층은 분산용 광경화성 수지를 포함하는 분산재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보조층은 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 보조층은 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 벤딩 영역에서 상기 기판의 상기 타면 상에 연결부가 위치하고, 상기 연결부는 상기 제2 보조층과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층은 이격되고, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이의 이격된 공간은 상기 벤딩 영역과 중첩할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 표시부 상에 위치하는 편광층을 더 포함하고,
상기 표시 장치는 상기 제2 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 상기 일면 상에 위치하는 구동부를 더 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 표시부 및 상기 편광층과 중첩하고, 상기 제2 보호층은 상기 구동부와 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 평탄 영역, 제2 평탄 영역, 그리고 상기 제1 평탄 영역과 상기 제2 평탄 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 기판; 상기 제1 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 일면 상에 위치하는 표시부; 상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 위치하며 상기 제1 평탄 영역과 중첩하는 제1 보호층; 및 상기 기판의 상기 타면 상에 위치하며 상기 제2 평탄 영역과 중첩하는 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 광경화성 수지의 경화체를 포함하고, 상기 제1 보호층은 일 단부에 제1 경사각을 가지는 제1 경사부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 일 단부에 제2 경사각을 가지는 제2 경사부를 포함하며, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 열 전도성을 가지는 방열 재료를 포함한다.
상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 10 도(˚) 초과 90 도 이하일 수 있다.
상기 방열 재료는 그래파이트(graphite), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube; CNT), 탄소 섬유(carbon fiber), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 탄소 복합 재료일 수 있다.
상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 분산용 광경화성 수지를 포함하는 분산재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판의 일면 상에 복수의 박막 트랜지스터를 포함하는 표시부를 준비하는 단계; 상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 광경화성 수지를 도포 및 경화하여 제1 보호층 및 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 광경화성 수지는 잉크젯 공정을 통해 도포된다.
상기 광경화성 수지가 도포되는 단계는 노즐을 구비하는 프린팅 장치에 의해 상기 광경화성 수지가 도포되는 단계를 포함하고, 상기 노즐은 상기 광경화성 수지의 액적(droplet)을 토출하며, 상기 표시 장치는 상기 표시부가 구비되는 제1 평탄 영역, 상기 제1 평탄 영역과 인접하는 벤딩 영역, 및 상기 벤딩 영역과 인접하는 제2 평탄 영역을 포함하고, 상기 노즐은 상기 광경화성 수지의 액적을 상기 제1 평탄 영역에서 상기 벤딩 영역으로 갈수록 적게 토출하고, 상기 광경화성 수지의 액적을 상기 제2 평탄 영역에서 상기 벤딩 영역으로 갈수록 적게 토출할 수 있다.
실시예들에 따르면, 보호층을 선택적으로 패터닝함으로써 공정이 간소화된 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 보호층의 단부를 경사지게 형성함으로써 벤딩 시 기판이 받는 변형율을 자유롭게 제어할 수 있고, 용이한 벤딩이 가능한 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 실시예에 따른 표시 장치에서 기판을 펼친 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 제1 부분 및 제2 부분에서의 경사각에 따른 변형율(strain)을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 제3 부분 및 제4 부분에서의 경사각에 따른 변형율(strain)을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 일 비교예에 따른 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5의 일 비교예에 따른 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 표시 장치에서 기판을 펼친 상태를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 13은 도 12의 실시예에 따른 표시 장치에서 기판을 접은 상태를 나타낸 단면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시부가 포함하는 박막 트랜지스터 및 발광 소자에 대한 단면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 도 2의 실시예에 따른 표시 장치에서 기판을 펼친 상태에 대한 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 기판(100)의 일부가 벤딩된다.
기판(100)은 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로 기판(100)은 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
기판(100)은 제1 평탄 영역(F1) 및 제2 평탄 영역(F2), 그리고 제1 평탄 영역(F1)과 제2 평탄 영역(F2) 사이에 위치하는 벤딩 영역(BA)을 포함한다. 기판(100)은 x축 연장 방향과 평행한 벤딩축(BX)을 기준으로 벤딩된 벤딩 영역(BA)을 포함할 수 있다.
기판(100)의 제1 평탄 영역(F1)은 표시부(200) 및 편광층(400)과 중첩한다. 제1 평탄 영역(F1)은 도 2에 도시된 것과 같이 표시부(200) 외측의 일부 영역도 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 표시부(200) 및 편광층(400)은 기판의 일면에 위치하며, 이하 표시부(200) 및 편광층(400)이 위치하는 상기 일면을 제1 면(PL1)이라 한다. 도 1 내지 도 3에서는 표시부(200) 및 편광층(400)의 가장자리가 일치하는 것으로 도시되어 있으나, 일치하지 않을 수도 있다.
표시부(200)는 복수의 박막 트랜지스터 및 이와 연결된 발광 소자를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 16을 참조하여 후술하기로 한다. 본 명세서는 표시부(200)가 발광 소자를 포함하는 실시예에 대해 설명하고 있으나 이에 제한되지 않고 액정 소자를 포함할 수도 있다.
본 명세서는 도시하지 않았으나 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시부(200)와 편광층(400) 사이에 위치하는 터치부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 터치부는 외부 터치 정보를 감지하여 이를 입력 신호로 사용함으로써 입력 지점의 좌표 정보를 획득할 수 있다. 터치부는 별도의 유닛으로 구비되어 표시부(200) 상에 장착되거나 표시부(200) 상에 직접 형성되어 내장될 수 있다.
표시부(200) 상에는 편광층(400)이 위치할 수 있다. 편광층(400)은 외광 반사를 줄일 수 있다. 외광이 편광층(400)을 통과하여 표시부(200)에서 반사된 후 다시 편광층(400)을 통과할 경우, 외광의 위상이 바뀔 수 있다. 그 결과 반사광의 위상과 편광층(400)으로 진입하는 외광의 위상이 상이하여 반사광과 외광 사이에 소멸 간섭이 발생할 수 있다.
도시되어 있지는 않으나, 편광층(400)과 표시부(200) 사이에는 접착층이 위치할 수 있다. 접착층은 투명 접착층일 수 있다. 일 예로, 접착층은 OCA(Optically clear adhesive), OCR(Optically clear resin), 또는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)를 포함할 수 있다.
제2 평탄 영역(F2) 및 벤딩 영역(BA)은 표시부(200)의 외곽 영역에 해당하는 비표시 영역을 포함할 수 있다.
기판(100)의 제2 평탄 영역(F2)에는 구동부(500)가 위치할 수 있다. 구동부는 기판의 제1 면(PL1) 상에 위치할 수 있다. 구동부(500)는 기판(100) 상에 위치하는 패드부에 접속되어 게이트 라인 및 데이터 라인에 데이터 신호 및 게이트 신호(이하, 간단히 '신호'라 함)를 공급할 수 있다. 구동부(500)는 드라이버 IC일 수 있으며, 기판(100)의 패드부에 장착되어 있을 수 있다. 이 경우 패드부는 드라이버 IC와 직접 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 연성 회로 기판(800)이 기판(100)의 패드부와 연결되고 이러한 연성 회로 기판(800) 상에 구동 집적 회로가 장착되어 있을 수 있다. 연성 회로 기판은 기판의 제1 면(PL1) 상에 위치할 수 있다. 연성 회로 기판(800)은 COF(Chip On Film), COP(Chip on Plastic) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)가 적용될 수 있으며, 연성 회로 기판(800)에는 표시부(200)에 신호를 공급하는 드라이버 IC가 장착될 수 있다.
기판(100)의 배면에는 보호층(710, 720)이 위치할 수 있다. 상기 보호층(710, 720)이 위치하는 기판(100)의 배면은 표시부(200)가 위치하는 기판(100)의 일면, 즉 제1 면(PL1)과 중첩하는 타면이다. 이하, 상기 기판(100)의 타면을 제2 면(PL2)이라 한다. 즉 보호층(710, 720)은 기판(100)의 제2 면(PL2)에 위치한다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(100)의 제2 면(PL2)에서 제1 평탄 영역(F1)과 중첩하는 제1 보호층(710) 및 기판(100)의 제2 면(PL2)에서 제2 평탄 영역(F2)과 중첩하는 제2 보호층(720)을 포함할 수 있다.
제1 보호층(710)과 제2 보호층(720) 사이의 이격 된 공간은 벤딩 영역(BA)과 중첩할 수 있다. 즉 벤딩 영역(BA)에 대응하는 기판(100)의 제2 면(PL2)에는 어떠한 층도 위치하지 않을 수 있다.
제1 보호층(710)은 제1 평탄 영역(F1)과 중첩할 수 있으며, 표시부(200) 및 편광층(400)의 전면과도 중첩할 수 있다. 제1 보호층(710)은 기판(100)과 직접 접촉할 수 있다.
제1 보호층(710)은 제1 평탄 영역(F1)이 벤딩 영역(BA)과 인접하는 단부에서 제1 경사부(711)를 가진다. 즉, 제1 보호층(710)의 단부는 경사지도록 형성된다. 도 1 내지 도 3에는 도시가 생략되어 있으나, 제1 보호층(710)은 상기 제1 경사부(711)를 구비하는 단부의 반대쪽 단부에도 경사부를 가질 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 제1 보호층(710)의 단부를 경사지도록 형성함으로써 벤딩 시 벤딩 영역(BA)에서의 공간 확보가 용이할 수 있다. 또한, 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)의 각도를 조절함으로써 벤딩 영역(BA)에서 기판(100)이 받는 변형율(strain)을 제어하여 벤딩을 용이하게 할 수 있다.
제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)는 기판(100)의 제2 면(PL2)을 향해 기울어진 형태를 가질 수 있다. 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)는 기판(100)을 향해 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 제1 경사부(711)는 스무스(smooth)한 형태의 단면을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 보호층(710)은 돌출된 부분 없이 완만한 형태를 가질 수 있다.
도 3을 참고하면, 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)가 기판(100)의 제2 면(PL2)과 만나는 최외측 포인트를 제1 접촉점(Q1)이라 한다. 즉, 제1 접촉점(Q1)에서 제1 보호층(710)의 가장자리가 형성된다. 도 3에서 제1 접촉점(Q1)은 하나의 포인트로 도시되어 있으나, 도 1에서 보면 벤딩축(BX)과 실질적으로 나란한 직선으로 도시될 수 있다.
제1 접촉점(Q1)에서 기판(100)과 수직한 직선을 제1 직선(l1)이라 한다. 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)는 제1 경사각(θ1)을 가진다. 제1 경사각(θ1)은 제1 경사부(711)가 제1 접촉점(Q1)에서 기판(100)과 이루는 각도이다.
제1 경사각(θ1)은 약 10 도(˚) 초과 약 90 도 이하의 값을 가지며 해당 범위에서 벤딩 시 기판(100)이 받는 변형율(strain)이 대체적으로 감소할 수 있다. 일 예로 제1 경사각(θ1)은 약 30 도 이상 약 45 도 이하일 수 있으며, 해당 범위에서 벤딩 시 기판(100)이 받는 변형율의 감소폭이 최대화되어 안정적이고 자유로운 벤딩이 가능하다.
제2 보호층(720)은 제2 평탄 영역(F2)과 중첩할 수 있으며, 실시예에 따라 구동부(500) 및 연성 회로 기판(800)의 일부와 중첩할 수 있다.
제2 보호층(720)은 제2 평탄 영역(F2)이 벤딩 영역(BA)과 인접하는 단부에서 제2 경사부(721)를 가진다. 제2 보호층(720)은 상기 제2 경사부(721)가 구비하는 단부의 반대쪽 단부에도 경사부를 가질 수 있다. 즉, 제2 보호층(720)은 기판(100)이 연성 회로 기판(800)과 중첩하는 부분에서도 경사부를 가질 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 제2 보호층(720)의 단부를 경사지도록 형성함으로써 벤딩 시 벤딩 영역(BA)에서의 공간 확보가 용이할 수 있다. 또한, 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)의 각도를 조절함으로써 벤딩 영역(BA)에서 기판(100)이 받는 변형율(strain)을 제어하여 벤딩을 용이하게 할 수 있다.
제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)는 기판(100)의 제2 면(PL2)을 향해 기울어진 형태를 가질 수 있다. 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)는 기판(100)을 향해 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 제2 경사부(721)는 스무스(smooth)한 형태의 단면을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 보호층(720)은 돌출된 부분 없이 완만한 형태를 가질 수 있다.
도 3을 참고하면, 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)가 기판(100)의 제2 면(PL2)과 만나는 최외측 포인트를 제2 접촉점(Q2)이라 한다. 즉, 제2 접촉점(Q2)에서 제2 보호층(720)의 가장자리가 형성된다. 도 3에서 제2 접촉점(Q2)은 하나의 포인트로 도시되어 있으나, 도 1에서 보면 벤딩축(BX)과 실질적으로 나란한 직선으로 도시될 수 있다.
제2 접촉점(Q2)에서 기판(100)과 수직한 직선을 제2 직선(l2)이라 한다. 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)는 제2 경사각(θ2)을 가진다. 제2 경사각(θ2)은 제2 경사부(721)가 제2 접촉점(Q2)에서 기판(100)과 이루는 각도이다.
제2 경사각(θ2)은 약 10 도(˚) 초과 약 90 도 이하의 값을 가지며 해당 범위에서 벤딩 시 기판(100)이 받는 변형율(strain)이 대체적으로 감소할 수 있다. 일 예로 제2 경사각(θ2)은 약 30 도 이상 약 45 도 이하일 수 있으며, 해당 범위에서 벤딩 시 기판(100)이 받는 변형율의 감소폭이 최대화되어 벤딩을 용이하게 할 수 있다.
제1 경사각(θ1) 및 제2 경사각(θ2)은 서로 다를 수도 있고, 동일한 값을 가질 수도 있다.
도 3을 도 2와 함께 참고하면, 기판(100)의 네 부분(P1, P2, P3, P4)이 도시되어 있다.
먼저, 벤딩 영역(BA) 쪽의 제1 부분(P1), 제2 부분(P2) 및 제3 부분(P3)을 설명한다. 기판(100)의 벤딩 영역(BA)과 제1 평탄 영역(F1)이 만나는 경계 부분을 제1 부분(P1)이라 한다. 기판(100)의 벤딩 영역(BA)과 제2 평탄 영역(F2)이 만나는 경계 부분을 제3 부분(P3)이라 한다. 기판(100)의 벤딩 영역(BA)에서 제1 부분(P1) 및 제3 부분(P3) 사이에 위치하는 부분을 제2 부분(P2)이라 한다. 상기 제2 부분(P2)은 벤딩 영역(BA)의 가운데 부분일 수 있으나, 제2 부분(P2)의 위치는 벤딩 영역(BA)에서 한정되지 않는다.
제2 부분(P2)은 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720) 사이의 이격된 공간에 대응되는 영역으로, 기판(100)의 제2 면(PL2) 상에 어떠한 구성 요소도 위치하지 않을 수 있다.
도 3을 참고하면, 기판(100)의 제1 부분(P1)은 제1 평탄 영역(F1)과 벤딩 영역(BA)의 경계인 제1 직선(l1) 상에 위치할 수 있다. 기판(100)의 제3 부분(P3)은 제2 평탄 영역(F2)과 벤딩 영역(BA)의 경계인 제2 직선(l2) 상에 위치할 수 있다. 즉, 제1 부분(P1)은 제1 직선(l1)과 중첩하고, 제3 부분(P3)은 제2 직선(l2)과 중첩할 수 있다.
다음으로, 기판(100)이 표시부(200) 및 편광층(400)과 만나는 경계 부분을 제4 부분(P4)이라 한다. 실시예에 따라서, 표시부(200) 및 편광층(400)의 가장자리가 일치하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제4 부분(P4)은 표시부(200) 및 편광층(400) 중 어느 하나와 만나는 경계 부분일 수 있다.
상기 기판(100)의 제1 부분(P1), 제2 부분(P2), 제3 부분(P3) 및 제4 부분(P4)은 도 3의 펼침 상태에서 도 2의 벤딩 상태로 벤딩될 때 응력(stress)을 받아 변형이 일어난다. 이때, 일 실시예에 따른 표시 장치는 보호층(710, 720)의 단부에 경사부(711, 721)을 포함함으로써 벤딩 영역(BA)에서의 간섭을 최소화할 수 있다. 나아가, 일 실시예에 따르면, 상기 경사부(711, 721)의 경사각(θ1, θ2)을 조절함으로써 벤딩 시 기판(100)이 받는 변형율(strain)을 자유롭게 제어하여 안정적이고 용이하게 벤딩할 수 있다.
기판(100)의 상기 각 부분이 벤딩될 때 받는 변형율(strain)에 관하여, 후술하는 도 4 및 도 5를 통해 자세히 설명하기로 한다.
제1 보호층(710)은 프린팅 공정, 일 예로 잉크젯 공정을 통해 도포된 광경화성 수지가 경화됨에 따라 형성된 층이다. 광경화성 수지가 경화되는 공정에서 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)는 기판(100)을 향해 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 보호층(710)을 형성하는 공정에 대하여는 후술하는 도 17 및 도 18을 통해 설명하기로 한다.
이하, 보호층(710, 720)이 포함하는 물질에 대하여 설명한다.
제1 보호층(710)은 광경화성 수지를 사용하여 형성될 수 있다. 광경화성 수지는 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 광경화성 수지를 이루는 통상의 어떠한 물질도 포함할 수 있다. 일 예로 광경화성 수지는 광개시제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제 또는 슬립제(slip agent) 등을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 광경화성 수지는 실시예에 따라 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 물질을 더 포함하는 경우 광경화성 수지는 보다 향상된 점착력을 가질 수 있다.
제1 보호층(710)은 전술한 광경화성 수지의 경화체를 포함할 수 있다. 즉, 제1 보호층(710)은 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나의 경화체를 포함할 수 있다. 또한 제1 보호층(710)은 광경화성 수지가 경화되고 난 이후에 제1 보호층(710)에 잔류하는 광개시제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제 또는 슬립제(slip agent) 등을 더 포함할 수 있다.
또한 제1 보호층(710)은 실시예에 따라 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 보호층(710)이 상기 물질 중 적어도 하나를 더 포함하는 경우 제1 보호층(710)은 보다 우수한 점착력을 가질 수 있다. 상기 물질을 포함하는 제1 보호층(710)의 점착력은 10 내지 50 g·force/inch2 일 수 있다.
제1 보호층(710)의 최대 두께(t1)는 약 75 μm 내지 약 100 μm일 수 있다. 제1 보호층(710)의 최대 두께(t1)가 약 75μm 보다 작은 경우 제1 보호층(710)만으로 기판(100) 및 표시부(200)를 보호하기 어려우며, 제1 보호층(710)의 최대 두께(t1)가 약 100 μm 보다 큰 경우 표시 장치의 두께가 과도하게 증가하는 문제가 있을 수 있다.
제2 보호층(720)은 프린팅 공정, 일 예로 잉크젯 공정을 통해 도포된 광경화성 수지가 경화됨에 따라 형성된 층이다. 광경화성 수지가 경화되는 공정에서 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)는 기판(100)을 향해 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제2 보호층(720)을 형성하는 공정에 대하여는 후술하는 도 17 및 도 18을 통해 설명하기로 한다.
구체적으로 제2 보호층(720)은 광경화성 수지를 사용하여 형성될 수 있다. 광경화성 수지는 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 광경화성 수지를 이루는 통상의 어떠한 물질도 포함할 수 있다. 일 예로 광경화성 수지는 광개시제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제 또는 슬립제(slip agent) 등을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 광경화성 수지는 실시예에 따라 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 물질을 더 포함하는 경우 상기 광경화성 수지는 보다 향상된 점착력을 가질 수 있다. 상기 물질을 포함하는 제2 보호층(720)의 점착력은 10 내지 50 g·force/inch2 일 수 있다.
제2 보호층(720)이 소정의 점착력을 가지는 경우 제조 공정 상에서 제2 보호층(720) 상에 하부 보호 필름을 점착시키는 것이 용이할 수 있다. 하부 보호 필름은 제조 공정 상에서 표시 장치 내로 불순물이 유입되거나 스크래치 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제2 보호층(720)은 전술한 광경화성 수지의 경화체를 포함할 수 있다. 제2 보호층(720)은 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나의 경화체를 포함할 수 있다. 또한 제2 보호층(720)은 상기 광경화성 수지가 경화되고 난 이후에 제2 보호층(720)에 잔류하는 광개시제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제 또는 슬립제(slip agent) 등을 더 포함할 수 있다.
또한 제2 보호층(720)은 실시예에 따라 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 제2 보호층(720)이 상기 물질 중 적어도 하나를 더 포함하는 경우 제2 보호층(720)은 보다 우수한 점착력을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면 광경화성 수지를 프린팅 공정(일 예로 잉크젯 공정)으로 도포 및 경화하여 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)을 형성함으로써, 기판(100)의 벤딩 영역(BA)에 보호층(710, 720)이 위치하지 않도록 패턴을 형성하는 것이 용이할 수 있다. 별도의 접착층 없이도 보호층(710, 720)을 제공하는 것이 용이할 수 있다.
또한, 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)의 각 단부의 경사도를 완만하게 함으로써 벤딩 시 두 보호층(710, 720) 간의 간섭을 최소화하고, 벤딩 시 기판(100)이 받는 응력을 용이하게 조절할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 전술한 도 1 내지 도 3을 함께 참고하여 기판(100)이 벤딩될 때 받는 변형율(strain)에 관하여 설명한다. 도 4는 도 2의 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)에서의 경사각에 따른 변형율을 도시한 도면이고, 도 5는 도 2의 제3 부분(P3) 및 제4 부분(P4)에서의 경사각에 따른 변형율을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5에서 가로축은 보호층(710, 720)의 재료 및 보호층(710, 720)의 경사각을 달리한 비교예 및 실시예를 나타내며, 세로축은 변형율을 나타낸다.
이하, 비교예 1은 보호층(710, 720)이 광경화성 수지가 아닌 PET 필름이고, 보호층(710, 720)의 경사각이 90 도인 경우이다. 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 및 비교예 2는 보호층(710, 720)이 광경화성 수지인 경우이다. 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2는 순차적으로 각각 보호층(710, 720)의 경사부(711, 721)의 경사각이 90 도, 75 도, 60 도, 45 도, 30 도, 및 10 도인 경우이다.
이하, 도 4 및 도 5를 하기 [표 1]을 함께 참고하여 설명한다. 하기 [표 1]에서 각 수치는 상기 기판(100)의 각 부분에서 변형율을 나타내는 것이다. 이하, 변형율은 기판(100)의 각 부분에서 "(변형 길이)/(초기 길이)×100"를 나타내는 것으로서, 그 단위는 % 이다.
하기 [표 1]의 실험예에서 표시 장치로 기능할 수 있는 최대 변형율은 1.4 %인 것으로 한다. 즉, 변형율이 1.4 %를 초과하는 경우, 발광 소자나 배선 등에 손상이 발생하고 안정적인 벤딩이 이루어지기 어렵게 되어, 표시 장치에 불량이 있을 수 있다. 일 예로, 후술하는 비교예 2의 경우 제3 부분(P3)이 1.5 %의 변형율을 받으므로 정상적인 표시 장치로 작동하기 어려울 수 있다.
하기 [표 1]에서 비교예 1과 대비하여 변형율이 감소한 부분에는 볼드체로 표시하였다.
비교예 1
(90도)		 실시예 1
(90도)		 실시예 2
(75도)		 실시예 3
(60도)		 실시예 4
(45도)		 실시예 5
(30도)		 비교예 2
(10도)
P1 0.49 0.44 0.33 0.31 0.24 0.29 0.12
P2 0.56 0.58 0.57 0.57 0.54 0.53 0.4
P3 0.19 0.07 0.16 0.15 0.15 0.06 1.5
P4 0.21 0.25 0.29 0.29 0.28 0.22 0.32
도 4를 참고하여, 기판(100)의 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)이 벤딩 시 받는 변형율에 대하여 설명한다.
기판(100)의 제1 부분(P1)은 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2의 순으로 각각 0.49 %, 0.44 %, 0.33 %, 0.31 %, 0.24 %, 0.29 %, 및 0.12 %의 변형율을 가진다. 즉, 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2의 순으로 갈수록 제1 부분(P1)이 받는 변형율은 감소한다. 이와 같이, 기판(100) 배면(제2 면, PL2)의 보호층(710, 720)을 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2와 같이 광경화성 수지를 사용할 경우, 제1 부분(P1)의 변형율이 감소될 수 있다.
기판(100)의 제2 부분(P2)은 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2의 순으로 각각 0.56 %, 0.58 %, 0.57 %, 0.57 %, 0.54 %, 0.53 %, 및 0.40 %의 변형율을 가진다. 즉, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2의 순으로 갈수록 제2 부분(P2)이 받는 변형율은 대체로 감소한다. 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2와 같이 기판(100) 배면의 보호층(710, 720)이 광경화성 수지를 포함하고, 보호층(710, 720)의 경사부(711, 721)의 경사각(θ1, θ2)이 감소할수록 제2 부분(P2)의 변형율이 감소될 수 있다.
제2 부분(P2)이 제1 부분(P1)과 다른 점에 대하여 설명한다. 실시예 1은 비교예 1과 대비하여 제2 부분(P2)의 변형율이 0.56 %에서 0.58 %로 증가하였다. 그러나, 제2 부분(P2)은 기판(100)의 제2 면(PL2) 상에 위치하는 두 보호층(710, 720) 사이의 빈 공간에 대응되는 부분으로, 상기와 같은 변형율의 증가분은 발광 소자나 신호 배선 등에 크게 영향을 주지 않는다.
이하, 도 5를 도 6 및 도 7과 함께 참고하여, 보호층(710, 720)이 특정 각도를 가질 때 기판(100)의 제3 부분(P3) 및 제4 부분(P4)이 벤딩 시 받는 변형율에 대하여 설명한다. 도 6은 도 5의 일 비교예, 특히 제3-1 부분(P3-1)을 포함하는 표시 장치를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5의 일 비교예, 특히 제4-1 부분(P4-1)을 포함하는 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 5를 상기 [표 1]과 함께 참고하면, 기판(100)의 제3 부분(P3)은 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2의 순으로 각각 0.19 %, 0.07 %, 0.16 %, 0.15 %, 0.15 %, 0.06 %, 및 1.5 %의 변형율을 가진다. 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5의 경우, 제3 부분(P3)이 받는 변형율의 변동폭은 크지 않다. 이와 대비하여, 보호층(710, 720)의 경사각(θ1, θ2)이 10 도인 비교예 2의 경우, 제3 부분(P3)이 받는 변형율은 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5와 대비하여 1.5 %로 급증한다. 이하, 도 5에서 비교예 2의 제3 부분(P3)을 제3-1 부분(P3-1)이라 한다.
여기서 도 6을 함께 참고하여, 비교예 2에 따른 표시 장치의 벤딩 상태, 특히 상기 제3-1 부분(P3-1)에 대하여 설명한다. 도 6은 제2 보호층(720)의 제2 경사각(θ2)이 10 도인 표시 장치의 벤딩 상태를 도시하고 있다. 이하에서는, 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참고하면, 기판(100)의 제3-1 부분(P3-1)이 받는 변형율이 도 5와 같이 1.5 %로 급증함에 따라, 기판(100)은 제3-1 부분(P3-1) 근방에서 도 2에 도시된 경우에 비해 아래로 쳐질 수 있다. 즉, 제2 보호층(720)의 제2 경사각(θ2)이 10 도인 경우, 제2 평탄 영역(F2)이 평탄한 형태를 유지하지 못하고 연성 회로 기판(800)의 수평 위치보다 z축 방향의 아래로 쳐질 수 있다. 제2 평탄 영역(F2)과 인접하는 벤딩 영역(BA) 부분도 제2 평탄 영역(F2)과 함께 아래로 쳐질 수 있다.
이와 대비하여, 도 2의 실시예에 따른 표시 장치에서는, 제1 평탄 영역(F1) 및 제2 평탄 영역(F2)이 모두 평탄한 상태를 유지하여 표시 장치가 벤딩 상태에서도 안정성을 확보할 수 있다.
도 6에서는 제3-1 부분(P3-1)의 벤딩 상태에서의 형상을 보여주기 위해 제2 보호층(720)의 제2 경사각(θ2)이 10 도인 경우로 설명하였으며, 제1 보호층(710)의 제1 경사각(θ1)은 상기 제2 경사각(θ2)과 별개로 10 도 초과일 수도 있다.
다시 도 5를 상기 [표 1]과 함께 참고하면, 기판(100)의 제4 부분(P4)은 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5, 및 비교예 2의 순으로 각각 0.21 %, 0.25 %, 0.29 %, 0.29 %, 0.28 %, 0.22 %, 및 0.32 %의 변형율을 가진다. 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5의 경우, 제4 부분(P4)이 받는 변형율의 변동폭은 크지 않다. 이와 대비하여, 보호층(710, 720)의 경사각(θ1, θ2)이 10 도인 비교예 2의 경우, 제4 부분(P4)이 받는 변형율은 비교예 1, 실시예 1 내지 실시예 5와 대비하여 오히려 0.32 %로 증가한다. 이하, 도 5에서 비교예 2의 제4 부분(P4)을 제4-1 부분(P4-1)이라 한다.
여기서 도 7을 함께 참고하여, 비교예 2에 따른 표시 장치의 벤딩 상태, 특히 상기 제4-1 부분(P4-1)에 대하여 설명한다. 도 7은 제1 보호층(710)의 제1 경사각(θ1)이 10 도인 표시 장치의 벤딩 상태를 도시하고 있다. 이하에서는, 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참고하면, 기판(100)의 제4-1 부분(P4-1)이 받는 변형율이 도 5와 같이 0.32 %로 증가함에 따라, 기판(100)은 제4-1 부분(P4-1) 근방에서 도 2에 도시된 경우에 비해 위로 뜰 수 있다. 즉, 제1 보호층(710)의 제1 경사각(θ1)이 10 도인 경우, 기판(100)의 제4-1 부분(P4-1)은 표시부(200) 및 편광층(400)이 위치하는 기판(100)의 수평 위치보다 z축 방향의 위로 올라갈 수 있다. 즉, 제1 평탄 영역(F1)이 평탄한 형태를 유지하지 못하고, 벤딩 영역(BA)과 인접하는 부분에서 z축 방향의 위로 휠 수 있다. 제2 평탄 영역(F2)과 인접하는 벤딩 영역(BA) 부분도 제2 평탄 영역(F2)과 함께 z축 방향의 위로 휠 수 있다.
이와 대비하여, 도 2의 실시예에 따른 표시 장치에서는, 제1 평탄 영역(F1) 및 제2 평탄 영역(F2)이 모두 평탄한 상태를 유지하여 표시 장치가 벤딩 상태에서도 안정성을 확보할 수 있다.
도 7에서는 제4-1 부분(P4-1)의 벤딩 상태에서의 형상을 보여주기 위해 제1 보호층(710)의 제1 경사각(θ1)이 10 도인 경우로 설명하였으며, 제2 보호층(720)의 제2 경사각(θ2)은 상기 제1 경사각(θ1)과 별개로 10 도 초과일 수도 있다.
도 6 및 도 7을 별개의 비교예로 도시하여 설명하였으나, 제1 경사각(θ1) 및 제2 경사각(θ2)이 모두 10 도일 경우, 도 6 및 도 7이 합쳐진 형태일 수 있다. 즉, 기판(100)의 제3-1 부분(P3-1)은 도 6과 같은 형태이고 기판(100)의 제4-1 부분(P4-1)은 도 7과 같은 형태일 수 있다.
다시 전술한 도 4, 도 5로 돌아와, 상기 [표 1]과 함께 정리하여 설명하기로 한다.
비교예 1은 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(P1, P2, P3, P4) 각각에서 0.49 %, 0.56 %, 0.19%, 0.21 %의 변형율을 가진다. 실시예 1은 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(P4) 각각에서 0.44 %, 0.58 %, 0.07%, 0.25 %의 변형율을 가진다. 실시예 4는 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(P1, P2, P3, P4) 각각에서 0.24 %, 0.54 %, 0.15%, 0.28 %의 변형율을 가진다. 실시예 5는 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(P1, P2, P3, P4) 각각에서 0.29 %, 0.53 %, 0.06%, 0.22 %의 변형율을 가진다.
실시예 1은 경사각(θ1, θ2)이 90 도이더라도 보호층(710, 720)이 광경화성 수지를 포함하므로, 제1 부분(P1) 및 제3 부분(P3)의 변형율이 감소하여 비교예 1에 비해 안정적인 벤딩이 가능하다.
실시예 2 내지 실시예 5 또한 비교예 1에 비해 기판(100)이 받는 변형율이 대체적으로 감소하여 효과적으로 벤딩될 수 있다. 특히, 실시예 4(45 도) 및 실시예(30도)의 경우, 기판(100)의 각 부분(P1, P2, P3, P4)이 받는 변형율이 비교예 1과 대비하여 현저하게 감소한다.
비교예 2는 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(P1, P2, P3, P4) 각각에서 0.12 %, 0.40 %, 1.5 %, 0.32 %의 변형율을 가진다. 제4 부분(P4)의 변형율은 비교예 1에 비하여 오히려 증가하고, 제3 부분(P3)의 변형율은 최대 변형율(1.4 %)을 초과한다. 즉, 경사각(θ1, θ2)이 약 10 도 정도로 급격히 완만해지면 오히려 변형율이 커진다.
따라서, 제1 경사각(θ1) 및 제2 경사각(θ2)은 약 10 도 초과 약 90 도 이하이며, 일 예로 약 30 도 이상 45 도 이상일 수 있다.
기판(100) 배면의 보호층(710, 720)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 보호층(710, 720)의 경사각(θ1, θ2)이 작을수록 기판(100)이 받는 변형율이 감소한다. 또한, 기판(100) 상에 위치하는 표시부(200)의 발광 소자, 배선 등이나 비표시부(200)에 위치하는 박막 트랜지스터 등이 받는 변형량도 감소하여 이들의 손상을 방지할 수 있다. 즉, 보호층(710, 720)의 경사도가 완만할수록 기판(100)의 변형율이 감소하고, 표시 장치의 손상 없이 벤딩을 안정적으로 할 수 있다.
다만, 보호층(710, 720)의 경사각(θ1, θ2)이 10 도 가량 급격히 작아질 경우 (비교예 2), 기판(100), 특히 기판(100)의 제3 부분(P3) 및 제4 부분(P4)의 변형율이 감소하지 않고 오히려 증가하여 기판(100)의 변형이 심해진다. 비교예 2와 같이 제3-1 부분(P3-1)의 변형율은 1.5 %로 급증하고, 제4-1 부분(P4-1)의 변형율 또한 0.32 %로 증가한다.
따라서, 보호층(710, 720)의 경사각(θ1, θ2)은 약 10 도 초과 약 90 도 이하이며, 일 예로 약 30 도 이상 45 도 이상일 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 기판(100) 배면의 보호층(710, 720)의 단부를 경사지도록 형성함으로써, 벤딩 영역(BA)에서의 공간 확보를 용이하여 하게 벤딩 영역(BA)에서의 간섭을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층(710, 720)의 단부의 경사각(θ1, θ2)을 조절함으로써 벤딩 영역(BA)이 받는 응력(stress)을 용이하게 제어할 수 있고, 안정적으로 벤딩될 수 있다. 구체적으로, 보호층(710, 720)의 단부의 경사도를 완만하게 하여 벤딩 시 기판(100)이 받는 응력을 감소시키고, 변형율(strain)을 감소시켜 안정적인 벤딩이 가능하다.
이하, 도 8 내지 도 15를 사용하여 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 이하에서는, 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 도 8을 참고하여 보호층의 얼라인이 달라진 실시예에 다른 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 8은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)는 기판(100)과 제1 접촉점(Q1)에서 만난다. 즉, 제1 보호층(710)의 가장자리는 제1 접촉점(Q1)에서 형성된다. 이때, 제1 보호층(710)의 가장자리는 표시부(200) 및 편광층(400)의 가장자리와 실질적으로 일치할 수 있다. 다시 말해, 도 8에서 제1 접촉점(Q1)과 표시부(200) 및 편광층(400)의 가장자리는 일 직선(l3) 상에 위치할 수 있다.
프린팅 공정을 통해 제1 보호층(710)을 형성하는 경우 제1 보호층(710)의 얼라인을 제어하기 용이하여, 제1 보호층(710)의 가장자리와 표시부(200)의 가장자리를 정렬시킬 수 있다. 제1 보호층(710)의 가장자리가 표시부(200)의 가장자리와 실질적으로 동일선 상에 정렬됨에 따라 데드 스페이스(dead space)나 베젤이 차지하는 면적을 감소시킬 수 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참고하여 보호층이 다층 구조를 가지는 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 9는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 10은 도 9의 실시예에 따른 표시 장치에서 기판(100)을 펼친 상태를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720) 중 적어도 하나는 복수의 층을 포함할 수 있다. 일 예로 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720) 각각은 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)을 포함할 수 있다. 본 명세서는 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720) 각각이 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)을 포함하는 실시예를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720) 중 어느 하나만이 다층 구조를 가질 수도 있다.
제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c) 각각은 별도의 프린팅 공정(일 예로, 잉크젯 공정)을 통해 형성될 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c) 각각은 광경화성 수지의 경화체를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지의 경화체는 독립적으로 광개시제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제 또는 슬립제(slip agent) 등을 포함할 수 있다.
제1 보조층(710a), 제2 보조층(710b) 및 제3 보조층(710c) 각각의 단부는 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)를 형성한다. 제1 보조층(720a), 제2 보조층(720b) 및 제3 보조층(720c) 각각의 단부는 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)를 형성한다. 제1 경사부(711) 및 제2 경사부(721)는 기판(100)의 배면, 즉 제2 면(PL2)을 향해 기울어진 형태를 가질 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a)의 단부는 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 단부에 의해 커버되는 형태를 가지고, 제2 보조층(710b, 720b)의 단부는 제3 보조층(710c, 720c)의 단부에 의해 커버되는 형태를 가질 수 있다. 즉, 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)은 순차적으로 포개질 수 있다.
제1 경사부(711)는 기판(100)의 제2 면(PL2)에 위치하는 제1 접촉점(Q1)에서 가장자리를 형성한다. 즉, 제1 보호층(710)은 제1 접촉점(Q1)에서 기판(100)의 제2 면(PL2)과 만난다. 제1 보호층(710)의 벤딩 영역(BA)과 인접하는 단부는 제1 경사각(θ1)을 가지는 제1 경사부(711)를 구비한다. 제1 경사각(θ1)은 제1 보호층(710)이 제1 접촉점(Q1)에서 기판(100)과 이루는 각도이다. 제1 경사각(θ1)은 약 10 도(˚) 초과 약 90 도 이하의 값을 가진다. 일 예로, 제1 경사각(θ1)은 30 도 이상 90 도 이하일 수 있다.
제2 경사부(721)는 기판(100)의 제2 면(PL2)에 위치하는 제2 접촉점(Q2)에서 가장자리를 형성한다. 즉, 제2 보호층(720)은 제2 접촉점(Q2)에서 기판(100)의 제2 면(PL2)과 만난다. 제2 보호층(720)의 벤딩 영역(BA)과 인접하는 단부는 제2 경사각(θ2)을 가지는 제2 경사부(721)를 구비한다. 제2 경사각(θ2)은 제2 보호층(720)이 제2 접촉점(Q2)에서 기판(100)과 이루는 각도이다. 제2 경사각(θ2)은 10 도 초과 90 도 이하의 값을 가진다. 일 예로, 제2 경사각(θ2)은 30 도 이상 90 도 이하일 수 있다.
제1 경사부(711) 및 제2 경사부(721)를 이루는 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 단부는 스무스(smooth)한 형태의 단면을 가질 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a)은 기판(100)의 제2 면(PL2)과 접촉할 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a)의 최대 두께(ta)는 약 5 μm 내지 약 20 μm일 수 있다. 제1 보조층(710a, 720a)의 최대 두께(ta)가 약 5 μm 보다 작은 경우 필요한 수준의 접착력을 제공하기 어려우며, 제1 보조층(710a, 720a)의 최대 두께(ta)가 약 20 μm 보다 큰 경우 보호층(710, 720)이 차지하는 두께가 커지는 문제가 있을 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a)은 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 보조층(710a, 720a)은 기판(100)과 제1 보호층(710) 사이, 그리고 기판(100)과 제2 보호층(720) 사이의 결합을 위한 접착력을 제공할 수 있다.
제2 보조층(710b, 720b)은 제1 보조층(710a, 720a)과 제3 보조층(710c, 720c) 사이에 위치한다.
제2 보조층(710b, 720b)의 최대 두께(tb)는 약 45 μm 내지 약 80 μm일 수 있다. 제2 보조층(710b, 720b)의 최대 두께(tb)가 약 45 μm 보다 작은 경우 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)이 기판(100) 또는 표시부(200)를 보호하는 기능을 수행하기 어렵다. 또한, 제2 보조층(710b, 720b)의 최대 두께(tb)가 약 80 μm 보다 큰 경우 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)이 차지하는 두께가 과도하게 큰 문제가 있을 수 있다.
제2 보조층(710b, 720b)은 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 보조층(710b, 720b)은 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)이 소정의 탄성을 가질 수 있게 할 수 있다.
제2 보조층(710b, 720b)의 두께는 제1 보조층(710a, 720a) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 두께보다 클 수 있다. 제2 보조층(710b, 720b)은 기판(100)이나 표시부(200)를 불순물로부터 보호할 수 있다.
제3 보조층(710c, 720c)은 제2 보조층(710b, 720b) 위에 위치한다. 제3 보조층(710c, 720c)은 기판(100)의 제2 면(PL2)으로부터 가장 멀리 위치하는 보조층이다.
제3 보조층(710c, 720c)은 방열 재료를 포함한다. 상기 방열 재료는 그래파이트(graphite), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube; CNT), 탄소 섬유(carbon fiber), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 탄소 복합 재료일 수 있다. 그래파이트는 열 전도도 및 분산성이 우수하고, 비용이 저렴한 장점이 있다. 탄소 나노 튜브는 전기 전도도가 우수하며, 큰 종횡비(aspect ratio)로 인해 소량을 첨가하여도 우수한 열 전도성을 확보할 수 있다.
제3 보조층(710c, 720c)은 방열 재료로서, 상기 탄소 복합 재료, 금속 입자를 포함한 금속 복합 재료, 및 세라믹 파우더를 포함하는 세라믹 복합 재료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
금속 복합 재료는 금속 입자 및 고분자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자는 열 전도도를 향상시키는 역할을 한다. 상기 금속 입자는 Al, Ag, Cu, 및 Ni 중 어느 하나일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
세라믹 복합 재료는 세라믹 파우더 및 고분자를 포함할 수 있다. 상기 세라믹 파우더는 열 전도성을 가짐으로써 방열 기능을 한다. 세라믹 파우더는 AlN, Al2O3, BN, SiC, 및 BeO 중 어느 하나 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제3 보조층(710c, 720c)이 포함하는 방열 재료는 전술한 바에 한정되지 않는다.
제3 보조층(710c, 720c)은 분산재를 더 포함할 수 있다. 분산재는 제3 보 조층(710c, 720c)이 포함하는 재료를 분말(powder) 형태로 존재할 수 있게 한다. 상기 분산재는 분산용 광경화성 수지일 수 있다. 상기 분산용 광경화성 수지는 탄소 등이 뭉쳐있을 경우 입자(particle)나 불순물로 작용하여 방열 효과가 저하될 수 있다. 따라서, 분산재를 첨가함으로써 입자를 독립적으로 분포시켜 방열 효과를 극대화할 수 있다. 실시예에 따라서, 상기 방열 재료 자체가 분산재의 기능을 할 수도 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에서, 발광 소자나 회로 기판(100) 등이 표시 장치의 구동을 위해 작동하는 중에 열을 발생시킨다. 표시 장치를 최대 부하나 오랜 시간 하에 사용할 경우, 과도한 발열로 인해 표시 장치의 전자 부품들이 과열되고 표시 장치의 오동작 및 파손될 수 있는 문제점이 있다. 이에, 일 실시예에 따른 제3 보조층(710c, 720c)은 방열 재료를 포함함으로써 표시 장치에서 발생하는 열을 방열시킬 수 있고, 분산재를 더 포함함으로써 방열 효과를 극대화할 수 있다.
제3 보조층(710c, 720c)의 최대 두께(tc)는 약 10 μm 내지 약 30 μm 일 수 있다. 제3 보조층(710c, 720c)의 최대 두께(tc)가 약 10 μm 보다 작은 경우 다른 보조층을 보호하는 기능을 수행하기 어려우며, 제3 보조층(710c, 720c)의 최대 두께(tc)가 약 30 μm 보다 큰 경우 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)이 차지하는 두께가 과도한 문제가 있을 수 있다.
이하, 도 11을 사용하여 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 11은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 구체적으로, 도 11은 보호층이 다층 구조를 가지고, 각 보조층의 얼라인이 변경된 실시예에 관한 것이다.
도 11을 참고하면, 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 각 단부는 도 10에 도시된 형태와 다른 형태를 가질 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a)의 단부는 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)에 의해 노출되는 형태를 가지고, 제2 보조층(710b, 720b)의 단부는 제3 보조층(710c, 720c)에 의해 노출되는 형태를 가질 수 있다.
제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 단부는 일 예로 스무스한 계단 형태를 나타낼 수 있다. 도 10의 실시예와 달리 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 단부는 정렬되지 않은 형태를 가질 수 있다. 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 각 단부는 제1 보조층(710a, 720a), 제2 보조층(710b, 720b) 및 제3 보조층(710c, 720c)의 순으로 벤딩 영역(BA)에서 멀리 위치할 수 있다.
이하, 도 12 내지 도 15를 사용하여 벤딩 영역(BA)에 보호층이 형성되는 실시예에 대하여 설명한다. 도 12는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 14는 도 12의 실시예에 따른 표시 장치에서 기판(100)을 접은 상태를 나타낸 단면도이고, 도 15는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
이하, 도 12 및 도 13을 참고하면, 제1 보호층(710)이 포함하는 제2 보조층(710b)과 제2 보호층(720)이 포함하는 제2 보조층(720b)은 서로 연결될 수 있다. 상기 연결되는 부분을 제2 연결부(715b)라 하고, 제2 연결부(715b)는 벤딩 영역(BA)에서 기판(100)의 제2 면(PL2) 상에 위치할 수 있다. 제1 보호층(710)이 포함하는 제2 보조층(710b), 제2 연결부(715b), 및 제2 보호층(720)이 포함하는 제2 보조층(720b)은 일체로 형성되어 하나의 층을 이룰 수 있다. 즉, 제2 연결부(715b)는 제2 보조층(710b, 720b)과 동일한 물질을 포함한다. 제2 보조층(710b, 720b) 및 제2 연결부(715b)는 단일 공정으로 형성될 수 있다.
도 13을 참고하면, 벤딩 영역(BA)에 제2 연결부(715b)가 위치함으로써 표시 장치의 벤딩 시 기판(100)에 탄성을 제공하여 벤딩을 유연하게 하고 표시 장치의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 기판(100)으로의 불순물의 유입을 방지할 수 있다.
도 12 및 도 13에서는 벤딩 영역(BA)에 제2 보조층(710b, 720b)과 일체로 형성되는 제2 연결부(715b)가 위치하는 실시예를 설명하였다. 실시예에 따라서, 후술하는 도 14 및 도 15와 같이 벤딩 영역(BA)에 제1 연결부(715a) 및 제3 연결부(715c) 중 적어도 하나를 포함하는 연결부가 위치할 수도 있다.
도 14를 참고하면, 제1 보호층(710)이 포함하는 제1 보조층(710a)과 제2 보호층(720)이 포함하는 제1 보조층(720a)은 서로 연결될 수 있다. 상기 연결되는 부분을 제1 연결부(715a)라 하고, 제1 연결부(715a)는 벤딩 영역(BA)에서 기판(100)의 제2 면(PL2) 상에 위치할 수 있다. 제1 보호층(710)이 포함하는 제1 보조층(710a), 제1 연결부(715a), 및 제2 보호층(720)이 포함하는 제1 보조층(720a)은 일체로 형성되어 하나의 층을 이룰 수 있다. 즉, 제1 연결부(715a)는 제1 보조층(710a, 710a)과 동일한 물질을 포함한다. 제1 보조층(710a, 720a) 및 제1 연결부(715a)는 단일 공정으로 형성될 수 있다.
도 15를 참고하면, 제1 보호층(710)이 포함하는 제3 보조층(710c)과 제2 보호층(720)이 포함하는 제3 보조층(720c)은 서로 연결될 수 있다. 상기 연결되는 부분을 제3 연결부(715c)라 하고, 제3 연결부(715c)는 벤딩 영역(BA)에서 기판(100)의 제2 면(PL2) 상에 위치할 수 있다. 제1 보호층(710)이 포함하는 제3 보조층(710c), 제3 연결부(715c), 및 제2 보호층(720)이 포함하는 제3 보조층(720c)은 일체로 형성되어 하나의 층을 이룰 수 있다. 즉, 제3 연결부(715c)는 제3 보조층(710c, 720c)과 동일한 물질을 포함한다. 제3 보조층(710c, 720c) 및 제3 연결부(715c)는 단일 공정으로 형성될 수 있다.
도 12 내지 도 15에 따른 실시예에 의하면, 벤딩 영역(BA)에는 제1 연결부(715a), 제2 연결부(715b), 및 제3 연결부(715c) 중 적어도 하나를 포함하는 연결부가 위치할 수 있다. 벤딩 영역(BA)에 위치하는 연결부는 단일층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 벤딩 영역(BA)에 적어도 하나의 보조층이 위치함으로써 기판(100)으로의 불순물의 유입을 방지할 수 있다.
이하, 도 16을 사용하여 표시부(200)가 포함하는 박막 트랜지스터 및 발광 소자에 대해 설명한다. 도 16은 일 실시예에 따른 표시부(200)가 포함하는 박막 트랜지스터 및 발광 소자에 대한 단면도이다.
도 16을 참고하면, 일 실시예에 따른 표시부(200)는 기판(100) 위에 위치하는 버퍼층(111)을 포함한다. 버퍼층(111)은 기판(100)의 전면과 중첩할 수 있다. 버퍼층(111)은 산화규소(SiOx), 질화규소(SiNx) 등과 같은 무기 물질을 포함할 수 있다. 버퍼층(111)은 단일층이거나 복수층일 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(100)의 일면을 평탄하게 하거나 후술할 반도체층(151)의 특성을 열화시키는 불순물의 확산을 방지하고 수분 등의 침투를 방지할 수 있다. 실시예에 따라 버퍼층(111)은 생략될 수 있다.
버퍼층(111) 위에 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체층(151)이 위치한다. 반도체층(151)은 채널 영역(154)과 채널 영역(154)의 양측에 위치하며 도핑되어 있는 소스 영역(153) 및 드레인 영역(155)을 포함한다.
반도체층(151)은 다결정 규소, 비정질 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체층(151) 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 기판(100)의 전면과 중첩하며 위치할 수 있다.
게이트 절연막(140)은 산화규소(SiOx), 질화규소(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 박막 트랜지스터의 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다. 게이트 전극(124)은 반도체층(151)의 채널 영역(154)과 중첩할 수 있다.
게이트 전극(124) 위에 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함하는 층간 절연막(160)이 위치한다.
층간 절연막(160) 위에는 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175), 데이터선(171), 구동 전압선(도시되지 않음) 등을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 각각은 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)이 가지는 접촉 구멍(163, 165)들을 통해 반도체층(151)의 소스 영역(153) 및 드레인 영역(155)에 연결될 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(151)과 함께 박막 트랜지스터(TFT)를 이룬다. 도시된 박막 트랜지스터(TFT)는 발광 표시 장치의 일 화소에 포함되는 구동 트랜지스터일 수 있다. 도시된 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(124)이 반도체층(151)보다 위에 위치하므로 탑 게이트형(top-gate) 트랜지스터로 불릴 수 있다. 트랜지스터의 구조는 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 바뀔 수 있으며, 예컨대, 게이트 전극이 반도체층 아래 위치하는 바텀 게이트형(bottom-gate) 트랜지스터일 수도 있다.
층간 절연막(160) 및 데이터 도전체 위에는 평탄화층(180)이 위치한다. 평탄화층(180)은 그 위에 형성될 발광 소자(OLED)의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 평탄화층(180)은 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩하며 박막 트랜지스터(TFT)를 덮을 수 있다.
평탄화층(180) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 평탄화층(180)이 가지는 접촉 구멍(185)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(175)과 연결될 수 있다.
평탄화층(180) 및 화소 전극(191) 위에는 격벽(360)이 위치한다. 격벽(360)은 화소 전극(191)의 일부와 중첩할 수 있다. 격벽(360)은 화소 전극(191)의 일부분과 중첩하는 개구부(361)를 가진다.
격벽(360)은 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
화소 전극(191) 위에 발광층(370)이 위치한다. 발광층(370)은 발광 영역을 포함한다. 발광층(370)은 추가적으로 정공 주입 영역, 정공 수송 영역, 전자 주입 영역 및 전자 수송 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광층(370)은 적색, 녹색 및 청색 등의 기본 색의 광을 고유하게 내는 유기 물질을 포함할 수 있다. 또는 서로 다른 색의 광을 내는 복수의 유기 물질이 적층된 구조를 가질 수도 있다. 또는 적색, 녹색 및 청색 등의 광을 방출하는 무기 물질을 포함할 수 있다.
발광층(370) 및 격벽(360) 위에는 공통 전압을 전달하는 공통 전극(270)이 위치한다.
각 화소의 화소 전극(191), 발광층(370) 및 공통 전극(270)은 발광 다이오드인 발광 소자(OLED)를 이룬다. 화소 전극(191)은 정공 주입 전극인 애노드(anode)일 수 있고, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있다. 이와 반대로, 화소 전극(191)이 캐소드일 수 있고, 공통 전극(270)이 애노드일 수도 있다. 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 발광층(370) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하게 된다.
공통 전극(270) 위에 봉지층(390)이 위치할 수 있다. 봉지층(390)은 복수의 무기층을 포함하거나 무기층과 유기층이 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 보호층(710, 720)은 전술한 제3 보조층(710c, 720c)(도 9 참고)이 방열 재료를 포함함으로써 상기 발광 소자나 트랜지스터 등에서 발생하는 열을 방열시켜 표시 장치의 손상을 방지할 수 있다.
이하, 도 17 및 도 18을 사용하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 17 및 도 18을 참고하면, 프린팅 장치(10) 및 기판(100)을 z축 방향에서 바라본 상면도가 도시되어 있다. 도 17에서 기판(100)의 보이는 부분이 기판(100)의 배면, 즉 제2 면(PL2)이다. 도 18을 참고하면, 프린팅 장치(10) 및 기판(100)은 z축 방향으로 일정 간격으로 이격되어 마련되어 있다.
프린팅 장치(10)는 제1 평탄 영역(F1), 벤딩 영역(BA), 및 제2 평탄 영역(F2)의 순으로 기판(100) 위를 지나가면서 광경화성 수지 용액을 도포한다. 그 후, 상기 도포된 광경화성 수지 용액을 광(일 예로, 자외선)으로 경화하여 기판(100)의 제2 면(PL2)에 보호층(710, 720)을 형성한다. 실시예에 따라서, 프린팅 장치(10)는 제2 평탄 영역(F2), 벤딩 영역(BA), 및 제1 평탄 영역(F1)의 순으로 기판(100) 위를 지나가면서 광경화성 수지 용액을 도포할 수도 있다.
프린팅 장치(10)는 헤드(11) 및 헤드(11) 아래에 구비된 적어도 하나 이상의 노즐(12)을 포함한다. 노즐(12)은 서로 다른 크기를 가지는 적어도 두 종류 이상의 노즐을 포함하는 멀티 노즐일 수 있다. 일 예로, 노즐(12)은 서로 다른 크기를 가지는 제1 노즐(12a) 및 제2 노즐(12b)을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 프린팅 장치(10)는 상기 광경화성 수지 용액을 저장하고 노즐(12)과 연결되는 레저버(reservoir)를 더 포함할 수 있다.
도 17에서 기판(100)의 제1 평탄 영역(F1)의 일 위치를 X1 위치라 한다. X1 위치보다 y축 방향으로 우측, 즉, 벤딩 영역(BA)에 더 가까운 위치를 X2 위치라 한다. 도 18에는 프린팅 장치(10)가 상기 X1 위치 및 X2 위치에서 프린팅 공정을 수행하는 모습이 도시되어 있다. 이하, 도 1 내지 도 3를 통해 설명한 구성요소와 동일 유사한 구성요소 에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 18을 참고하면, 프린팅 장치(10)가 X1 위치에서 X2 위치로 이동하면서 순차적으로 광경화성 수지를 도포한다. 프린팅 장치(10)의 노즐(12)은 광경화성 수지의 액적(droplet)을 토출할 수 있다. 프린팅 장치(10)는 X1 위치에서 노즐(12)을 통해 기판(100)의 제2 면(PL2)으로 제1 액적(L1)을 토출하고, X2 위치에서 노즐(12)을 통해 기판(100)의 제2 면(PL2)으로 제2 액적(L2)을 토출할 수 있다.
이때, X1 위치에서 제1 액적(L1)을 토출하는 노즐(12)은 제1 노즐(12a)이고, X2 위치에서 제2 액적(L2)을 토출하는 노즐(12)은 제2 노즐(12b)일 수 있다. 여기서, 제1 노즐(12a)의 크기가 제2 노즐(12b)의 크기보다 크고, 제1 액적(L1)의 부피는 제2 액적(L2)의 부피보다 클 수 있다. 즉, 제1 노즐(12a)이 제2 노즐(12b)보다 더 많은 양의 액적을 토출할 수 있다.
이에 따라, 제1 보호층(710)은 제1 평탄 영역(F1)에서 벤딩 영역(BA)으로 갈수록 얇은 두께로 형성되어 제1 경사부(711)를 형성할 수 있다. 즉, 기판(100)으로 토출된 제1 액적(L1) 및 제2 액적(L2)은 서로 합쳐지고 벤딩 영역(BA) 쪽으로 흐르면서 제1 경사부(711)를 형성한다.
실시예에 따라서, 제1 노즐(12a) 및 제2 노즐(12b)의 크기는 같으나 제1 노즐(12a)의 개수를 제2 노즐(12b)보다 많게 함으로써 토출되는 액적의 양을 조절할 수도 있다.
상기 공정으로 형성된 제1 보호층(710)의 제1 경사부(711)는 기판(100)의 제2 면(PL2)과 만나는 제1 접촉점(Q1)에서 기판(100)과 제1 경사각(θ1)을 가진다. 제1 경사각(θ1)은 약 10 도(˚) 초과 약 90 도 이하의 값을 가지며, 일 예로 30 도 이상 45 도 이하일 수 있다.
따로 도시하지는 않았으나, 프린팅 장치(10)는 제2 보호층(720)도 상기 제1 보호층(710)과 같은 잉크젯 공정으로 형성할 수 있다. 제2 평탄 영역(F2)에서도 프린팅 장치(10)가 벤딩 영역(BA)에 가까운 쪽에 위치할 때 토출하는 액적의 양이 더 적다. 따라서, 제2 보호층(720)은 제2 평탄 영역(F2)에서 벤딩 영역(BA)으로 갈수록 얇은 두께로 형성되어 제2 경사부(721)를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 평탄 영역(F2)의 각 위치에서 토출된 액적들이 서로 합쳐지고 벤딩 영역(BA) 쪽으로 흐르면서 제2 경사부(721)를 형성한다.
상기 공정으로 형성된 제2 보호층(720)의 제2 경사부(721)는 기판(100)의 제2 면(PL2)과 만나는 제2 접촉점(Q2)에서 기판(100)과 제2 경사각(θ2)을 가진다. 제2 경사각(θ2)은 약 10 도(˚) 초과 약 90 도 이하의 값을 가지며, 일 예로 30 도 이상 45 도 이하일 수 있다.
도 18을 참고하면, 표시부(200) 및 편광층(400)이 위치하는 기판(100) 상에 상부 보호 필름(도시하지 않음)이 부착되어 있을 수 있다. 기판(100)의 제2 면(PL2) 상에 광경화성 수지를 도포 및 경화하여 보호층(710, 720)을 형성한 후에 상기 상부 보호 필름(도시하지 않음)을 제거하여 일 실시예에 따른 표시 장치를 제공할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법(일 예로 잉크젯 공정)에 의하면, 프린팅 장치(10)를 통해 기판(100)으로 토출되는 광경화성 수지의 액적의 양을 조절함으로써, 보호층(710, 720)의 단부의 경사도를 용이하게 제어할 수 있다. 이에 따라, 벤딩 시 기판이 받는 변형율을 감소시키고 보호층(710, 720) 간의 간섭을 최소화하여 벤딩을 용이하게 할 수 있다.
또한, 제1 보호층(710) 및 제2 보호층(720)을 프린팅 공정(일 예로 잉크젯 공정)으로 광경화성 수지를 도포 및 경화하여 형성함으로써, 선택적 패터닝이 가능하고, 이에 따라 제조 비용을 감소시키고 공정을 간소화시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 기판 200: 표시부
400: 편광층 500: 구동부
710: 제1 보호층 720: 제2 보호층
θ1: 제1 경사각 θ2: 제2 경사각
711: 제1 경사부 721: 제2 경사부
F1: 제1 평탄 영역 F2: 제2 평탄 영역
BA: 벤딩 영역
PL1: 제1 면 PL2: 제2 면
710a, 720a: 제1 보조층 710b, 720b: 제2 보조층
710c, 720c: 제3 보조층 715b: 제2 연결부
10: 프린팅 장치 12, 12a, 12b: 노즐

Claims (20)

  1. 제1 평탄 영역, 제2 평탄 영역, 그리고 상기 제1 평탄 영역과 상기 제2 평탄 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 기판;
    상기 제1 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 일면 상에 위치하는 표시부;
    상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 위치하며 상기 제1 평탄 영역과 중첩하는 제1 보호층; 및
    상기 기판의 상기 타면 상에 위치하며 상기 제2 평탄 영역과 중첩하는 제2 보호층;
    을 포함하고,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 광경화성 수지의 경화체를 포함하고,
    상기 제1 보호층은 일 단부에 제1 경사부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 일 단부에 제2 경사부를 포함하며,
    상기 제1 경사부는 상기 기판의 상기 타면에 대하여 제1 경사각을 가지고, 상기 제2 경사부는 상기 기판의 상기 타면에 대하여 제2 경사각을 가지며,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 10 도(˚) 초과 90 도 이하인 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 30 도 이상 45 도 이하인 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각이 작을수록 상기 벤딩 영역에서 상기 기판이 받는 변형율(strain)이 감소하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 변형율은 상기 기판의 일 부분에서의 하기 [수학식 1]로 나타낼 수 있고,
    상기 표시 장치의 벤딩 시 상기 변형율의 최대값은 1.4 %인 표시 장치:
    [수학식 1]
    (변형 길이)/(초기 길이)×100 (%)
  5. 제1항에서,
    상기 제1 경사부는 상기 제1 평탄 영역이 상기 벤딩 영역과 인접하는 부분에 위치하고,
    상기 제2 경사부는 상기 제2 평탄 영역이 상기 벤딩 영역과 인접하는 부분에 위치하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 광경화성 수지는 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 광경화성 수지는 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층 각각은,
    상기 기판의 상기 타면으로부터 순차적으로 적층된 제1 보조층, 제2 보조층 및 제3 보조층을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제3 보조층은 열 전도성을 가지는 방열 재료를 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 방열 재료는 그래파이트(graphite), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube; CNT), 탄소 섬유(carbon fiber), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 탄소 복합 재료인 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 제3 보조층은 분산용 광경화성 수지를 포함하는 분산재를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 제1 보조층은 아크릴계 수지, 부틸고무, 초산 비닐 수지, 에틸렌 초산 비닐 수지(EVA), 천연 고무, 니트릴(Nitriles), 규산화 수지, 실리콘 고무, 및 스타이렌 블록 중합체 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 보조층은 아크릴레이트계 중합체, 폴리우레탄 및 SiO를 포함하는 아크릴레이트계 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 벤딩 영역에서 상기 기판의 상기 타면 상에 연결부가 위치하고,
    상기 연결부는 상기 제2 보조층과 동일한 물질을 포함하는 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층은 이격되고,
    상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이의 이격된 공간은 상기 벤딩 영역과 중첩하는 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 표시 장치는 상기 표시부 상에 위치하는 편광층을 더 포함하고,
    상기 표시 장치는 상기 제2 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 상기 일면 상에 위치하는 구동부를 더 포함하고,
    상기 제1 보호층은 상기 표시부 및 상기 편광층과 중첩하고,
    상기 제2 보호층은 상기 구동부와 중첩하는 표시 장치.
  15. 제1 평탄 영역, 제2 평탄 영역, 그리고 상기 제1 평탄 영역과 상기 제2 평탄 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 기판;
    상기 제1 평탄 영역과 중첩하고, 상기 기판의 일면 상에 위치하는 표시부;
    상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 위치하며 상기 제1 평탄 영역과 중첩하는 제1 보호층; 및
    상기 기판의 상기 타면 상에 위치하며 상기 제2 평탄 영역과 중첩하는 제2 보호층;
    을 포함하고,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 광경화성 수지의 경화체를 포함하고,
    상기 제1 보호층은 일 단부에 제1 경사각을 가지는 제1 경사부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 일 단부에 제2 경사각을 가지는 제2 경사부를 포함하며,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 열 전도성을 가지는 방열 재료를 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 10 도(˚) 초과 90 도 이하인 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 방열 재료는 그래파이트(graphite), 탄소 나노 튜브(carbon nanotube; CNT), 탄소 섬유(carbon fiber), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나를 포함하는 탄소 복합 재료인 표시 장치.
  18. 제15항에서,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 분산용 광경화성 수지를 포함하는 분산재를 더 포함하는 표시 장치.
  19. 기판의 일면 상에 복수의 박막 트랜지스터를 포함하는 표시부를 준비하는 단계;
    상기 기판의 상기 일면과 중첩하는 상기 기판의 타면 상에 광경화성 수지를 도포 및 경화하여 제1 보호층 및 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 광경화성 수지는 잉크젯 공정을 통해 도포되는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 광경화성 수지가 도포되는 단계는 노즐을 구비하는 프린팅 장치에 의해 상기 광경화성 수지가 도포되는 단계를 포함하고,
    상기 노즐은 상기 광경화성 수지의 액적(droplet)을 토출하며,
    상기 표시 장치는 상기 표시부가 구비되는 제1 평탄 영역, 상기 제1 평탄 영역과 인접하는 벤딩 영역, 및 상기 벤딩 영역과 인접하는 제2 평탄 영역을 포함하고,
    상기 노즐은 상기 광경화성 수지의 액적을 상기 제1 평탄 영역에서 상기 벤딩 영역으로 갈수록 적게 토출하고, 상기 광경화성 수지의 액적을 상기 제2 평탄 영역에서 상기 벤딩 영역으로 갈수록 적게 토출하는 표시 장치의 제조 방법.
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