KR20220034947A - 표시 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20220034947A
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박병규
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이동엽
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Abstract

일 실시예의 표시 모듈은 표시 영역 및 표시 영역에 인접한 비표시 영역이 정의된 표시 패널, 표시 패널 하부에 배치된 보호 필름 및 표시 패널과 보호 필름을 접착하는 점착층을 포함하며, 보호 필름은 PET 필름을 포함하고 PET 필름의 유리 전이 온도가 95℃ 이상인 특징을 가짐으로써, 고온 고습의 신뢰성 평가에 적합하면서도 광 투과도 및 헤이즈가 개선된 표시 모듈을 제공한다.

Description

표시 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치{DISPLAY MODULE AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE DISPLAY MODULE}
본 발명은 표시 모듈에 관한 발명이며, 보다 상세하게는 신뢰성이 개선된 표시 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 발명이다.
최근 휴대폰, 노트북, 태블릿, 내비게이션, 게임기, 텔레비전 등과 같은 멀티 미디어 장치에 사용되는 다양한 전자 장치들이 개발되고 있다. 전자 장치들은 용도 및 사용자의 편의성을 위해 그 형태가 다양하게 변화되고 있다.
더 넓은 면적의 표시 영역 및 더 좁은 면적의 베젤 영역을 갖는 전자 장치를 위해 다양한 형태의 전자 장치가 개발되고 있다. 일 예로 영상이 표시 되는 영역의 증가를 위해 전자 모듈을 영상이 표시되는 영역에 중첩하도록 배치하는 형태를 연구하고 있다. 또한, 사용자의 사용 편의성 및 휴대 용이성을 위해, 롤러블, 폴더블 전자 장치 등 다양한 형태의 플렉서블 전자 장치들이 개발되고 있다.
한편, 더 넓은 면적의 표시 영역을 가지면서 플렉서블한 특성이 있는 전자 장치를 위해 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 표시 영역에서의 투과도 개선, 폴딩 신뢰성을 갖는 표시 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역이 정의된 표시 패널; 상기 표시 패널 하부에 배치된 보호 필름; 및 상기 표시 패널과 상기 보호 필름을 접착하는 점착층을 포함하며, 상기 보호 필름은 PET(Polyethylene terephtalate) 필름을 포함하고, 상기 PET 필름의 유리 전이 온도가 95℃ 이상인 표시 모듈을 제공한다.
400nm 내지 700nm의 파장 범위에서 상기 PET 필름의 광 투과도는 90% 이상일 수 있다.
150℃에서 상기 PET 필름의 열 수축율은 0.2% 이하일 수 있다.
상기 PET 필름의 헤이즈(Haze)는 1% 이하일 수 있다.
상기 PET 필름의 모듈러스는 4Gpa 이상일 수 있다.
상기 보호 필름은 상기 PET 필름 일면에 접촉하는 코팅막을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅막은 대전을 방지(anti-static)하는 이온 물질을 포함할 수 있다.
상기 코팅막의 두께는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하일 수 있다.
상기 점착층은 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive)를 포함할 수 있다.
상기 점착층의 두께는 15㎛ 이상 18㎛ 이하일 수 있다.
상기 비표시 영역에 중첩되도록 상기 표시 패널 상에 실장된 구동칩을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 일 방향을 따라 연장된 폴딩축을 중심으로 폴딩 및 언폴딩될 수 있다.
다른 일 실시예는 일 방향을 따라 연장된 폴딩축을 중심으로 폴딩 및 언폴딩되고, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널 상부에 배치된 윈도우; 상기 표시 패널 하부에 배치된 보호 필름; 상기 표시 패널과 상기 보호 필름을 사이에 배치된 점착층; 상기 보호 필름 하부에 배치되고 상기 표시 패널과 중첩하는 홀이 정의된 지지부재; 및 상기 홀 내부에 배치된 전자 모듈을 포함하고, 상기 보호 필름은 PET(Polyethylene terephtalate) 필름을 포함하며, 상기 PET 필름의 유리 전이 온도가 95℃ 이상인 전자 장치를 제공한다.
150℃에서 상기 PET 필름의 열 수축율은 0.2% 이하일 수 있다.
상기 보호 필름은 상기 PET 필름 일면에 배치된 코팅막을 더 포함하고 상기 코팅막의 두께는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하일 수 있다.
상기 보호 필름의 헤이즈(Haze)는 0.4% 이하일 수 있다.
430nm 내지 700nm의 파장 범위에서 상기 보호 필름의 광 투과도는 92% 이상일 수 있다.
상기 코팅막은 대전을 방지(anti-static)하는 이온 물질을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널에 실장되어 상기 화소들에 전기적 신호를 제공하는 구동칩을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 모듈은 카메라 모듈일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치는 열적 특성 및 광학적 특성이 개선된 보호 필름을 포함하여, 고온, 고습 환경에서 폴딩 신뢰성 및 높은 광 투과도를 갖는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 전자 장치의 폴딩 상태를 도시한 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 전자 장치의 폴딩 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1의 파장에 따른 광 투과도 그래프이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 2의 시간에 따른 헤이즈 그래프이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 2의 온도에 따른 저장 탄성률 및 손실 탄성률 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 모듈의 평가 방법 일 단계를 도시한 단면도 이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다. 도 1b 및 도 1c는 도 1a에 도시된 전자 장치의 폴딩 상태를 도시한 사시도이다.
일 실시예의 전자 장치(EA)는 전기적 신호에 띠라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 휴대폰, 노트북, 태블릿, 내비게이션, 게임기, 텔레비전 등을 포함할 수 있다. 이에 제한되지 않고, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 장치로도 채용될 수 있다. 본 명세서에서 전자 장치(EA)는 휴대폰을 예시적으로 도시하였다.
도 1a을 참조하면, 전자 장치(EA)는 제1 방향(DR1)으로 단변을 갖고, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향으로(DR2)으로 장변을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 전자 장치(EA)의 상면은 표시면(IS)으로 정의될 수 있다. 표시면(IS)은 1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면에 대응될 수 있다. 그러나 전자 장치(EA)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 형상의 전자 장치(EA)가 제공될 수 있다.
표시면(IS)은 표시 영역(AA) 및 표시 영역(AA)에 인접하는 비표시 영역(NAA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(AA)은 영상(IM)이 표시되는 영역이고, 비표시 영역(NAA)은 영상(IM)이 표시되지 않는 영역이다. 영상(IM)은 동적 영상 또는 정적 영상일 수 있다. 도 1a 및 도 1c 에서는 영상(IM)의 일 예로 복수의 어플리케이션 아이콘들을 도시하였다.
표시 영역(AA)은 사각 형상일 수 있다. 비표시 영역(NAA)은 표시 영역(AA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 표시 영역(AA)과 비표시 영역(NAA)의 형상은 다른 형상으로 디자인될 수 있다. 비표시 영역(NAA)은 표시 영역(DA)의 일측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 생략될 수도 있다.
전자 장치(EA)의 표시 영역(AA) 내에는 센싱 영역(SA)이 정의될 수 있다. 도 1a에서는 하나의 센싱 영역(SA)을 예시적으로 도시하였으나, 센싱 영역(SA)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 센싱 영역(SA)은 표시 영역(AA)의 일부분일 수 있고, 센싱 영역(SA)을 통해 영상(IM)을 표시할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 영상(IM)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 상면(또는 전면)과 하면(또는 배면)이 정의된다. 상면과 하면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향되고, 상면과 하면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다.
제1 내지 제3 방향들(DR1, DR3, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향으로 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 발명의 전자 장치(EA)는 플렉서블(flexible)한 것일 수 있다. 이는 휘어질 수 있는 특성을 의미하며, 완전히 접히는 구조에서부터 수 나노미터 수준으로 휠 수 있는 구조까지 모두 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(EA)는 커브드(curved) 전자 장치 또는 폴더블(foldable) 전자 장치일 수 있다. 이에 한정되지 않고, 전자 장치(EA)는 리지드(rigid)한 것일 수 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 것처럼, 일 실시예에 따른 전자 장치(EA)는 일 방향을 따라 연장된 폴딩축(FX)을 중심으로 폴딩(folding) 및 언폴딩(unfolding)될 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(EA)는 폴딩축(FX)을 중심으로 인 폴딩(in-folding) 또는 아웃 폴딩(out-folding)될 수 있다. 도 1a는 언폴딩된 전자 장치(EA)를 도시하였고, 도 1b는 인 폴딩 된 전자 장치(EA)를 도시하였으며, 도 1c는 아웃 폴딩된 전자 장치(EA)를 도시하였다.
폴딩축(FX)은 전자 장치(EA)의 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 폴딩축(FX)은 도 1a 내지 도 1c 도시된 것처럼, 표시 장치의 단변에 평행한 축으로 정의될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 폴딩축은 표시 장치의 장변에 평행한 축으로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(EA)는 폴딩축(FX)을 중심으로 변형이 일어나는 폴딩 영역(FA) 및 폴딩 영역(FA)을 사이에 두고 폴딩 영역(FA)의 양 측에 인접한 비폴딩 영역(NFA1, NFA2)이 정의될 수 있다. 도 1a를 참조하면, 전자 장치(EA)는 폴딩 영역(FA)의 폴딩축(FX)에 평행한 일측에 인접한 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 타측에 인접한 제2 비폴딩 영역(NFA2)이 정의될 수 있다. 도 1a 내지 도 1c는 하나의 폴딩 영역(FA)을 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 전자 장치(EA)는 복수 개의 폴딩 영역들이 정의될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(EA)는 폴딩축(FX)을 중심으로 인 폴딩 될 수 있다. 인 폴딩된 전자 장치(EA)는 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 표시면(IS)이 서로 마주볼 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(EA)의 표시면(IS)에 대향하는 배면이 외부로 노출될 수 있고, 외부로부터 전자 장치(EA)의 표시면(IS)을 보호할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(EA)는 폴딩축(FX)을 중심으로 아웃 폴딩 될 수 있다. 아웃 폴딩된 전자 장치(EA)는 전자 장치(EA)의 배면이 서로 마주하도록 폴딩될 수 있고, 표시면(IS)이 외부로 노출될 수 있다. 이로 인해, 사용자는 폴딩된 전자 장치(EA)의 외부에 노출된 표시면(IS)을 통해 영상(IM)을 제공받을 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다. 일 실시예에 따른 전자 장치(EA)는 윈도우(WM), 표시 모듈(DM), 지지부재(SP) 및 전자 모듈(EM)을 포함할 수 있다. 윈도우(WM)는 표시 모듈(DM) 상부에 배치될 수 있고, 지지부재(SP) 및 전자 모듈(EM)은 표시 모듈(DM) 하부에 배치될 수 있다.
일 실시예의 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 점착층(AD) 및 보호 필름(PF)을 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 영상을 생성하여 사용자에게 영상을 제공할 수 있다.
표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 액정(Liquid crystal) 표시 패널, 유기발광(Organic Electroluminescence) 표시 패널 또는 퀀텀닷(Quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다.
표시 패널(DP)은 영상(IM, 도 1a)이 표시되는 표시 영역(AA) 및 표시 영역(AA)에 인접하는 비표시 영역(NAA)을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시 영역(AA)에 대응하는 영역에 복수 개의 화소들을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)의 비표시 영역(NAA)에 대응되는 영역에 구동 회로나 구동 배선, 전기적 신호를 제공하는 신호 라인 등이 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 일 실시예의 표시 모듈(DM)은 구동칩(DC)을 더 포함할 수 있다. 구동칩(DC)은 비표시 영역(NAA)에 중첩하도록 표시 패널(DP) 상에 실장될 수 있다. 구동칩(DC)은 표시 패널(DP)에 포함되는 복수 개의 화소들에 전기적 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 구동칩(DC)은 외부로부터 전달된 제어 신호에 기반하여 표시 패널(DP)의 동작에 필요한 구동 신호를 생성할 수 있고, 구동칩(DC)은 복수 개의 화소들을 제어하는 신호들을 제공할 수 있다. 구동칩(DC)에 의해 제공된 전기적 신호에 의해 화소들은 영상을 생성할 수 있고, 전자 장치(EA)는 표시 영역(AA)을 통해 영상을 제공할 수 있다.
보호 필름(PF)은 표시 패널(DP) 하부에 배치될 수 있다. 보호 필름(PF)은 표시 패널(DP)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 보호 필름(PF)은 표시 패널(DP) 제조 공정 중에 표시 패널(DP)의 배면에 스크래치가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
보호 필름(PF)은 플렉서블(flexible) 필름일 수 있다. 플렉서블한 필름은 전자 장치(EA)를 폴딩 및 언폴딩 반복하는 동작에 의해서 깨지지 않을 수 있다. 보호 필름(PF)은 광 투과도가 높은 필름일 수 있다. 보호 필름(PF)은 PET(Polyethylene terephtalate) 필름을 포함할 수 있다.
점착층(AD)은 표시 패널(DP)과 보호 필름(PF) 사이에 배치될 수 있다. 점착층(AD)은 표시 패널(DP)의 하면과 보호 필름(PF) 상면에 접촉하도록 배치되어 표시 패널(DP) 하면에 보호 필름(PF)을 접착시킬 수 있다.
점착층(AD)은 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다. 예를 들어, 점착층(AD)은 아크릴계 화합물 또는 실리콘계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 아크릴계 화합물은 부틸아크릴레이트(buthylacrylate), 에틸아크릴레이트(ethylacrylate) 및 아크릴산(acrylic acid) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 그러나 점착층(AD)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
점착층(AD)의 두께는 15㎛ 이상 18㎛ 이하일 수 있다. 점착층(AD)의 두께가 얇으면 폴딩 및 언폴딩 반복 동작에 의해 표시 패널(DP)이 손상될 수 있고, 점착층(AD)의 두께가 두꺼우면 표시 패널(DP) 상에 구동칩(DC)을 실장하는 공정 단계에서 표시 패널(DP)에 가해지는 응력이 증가할 수 있다.
윈도우(WM)는 표시 모듈(DM) 상에 배치될 수 있다. 윈도우(WM)는 표시 모듈(DM)을 외부 충격이나 스크래치로부터 보호할 수 있다. 윈도우(WM)는 표시 패널(DP)의 전면(front surface)을 커버하는 것일 수 있다.
윈도우(WM)는 외부에 노출되는 상면(FS)을 포함할 수 있다. 전자 장치(EA)의 상면은 윈도우(WM)의 상면(FS)에 의해 정의될 수 있다. 윈도우(WM)의 상면(FS)은 투과 영역(TA) 및 투과 영역(TA)에 인접한 베젤 영역(BZA)을 포함할 수 있다
윈도우(WM)의 투과 영역(TA)은 광학적으로 투명한 영역일 수 있다. 투과 영역(TA)은 표시 패널(DP)의 표시 영역(AA)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 표시 영역(AA)의 전면 또는 적어도 일부와 중첩할 수 있다. 표시 패널(DP)의 표시 영역(AA)에 표시되는 영상은 투과 영역(TA)을 통해 외부에 시인될 수 있다.
윈도우(WM)의 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)에 인접할 수 있고, 베젤 영역(BZA)에 의해 투과 영역(TA)의 형상이 정의될 수 있다. 일 예로 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)을 에워쌀 수 있다. 이에 한정되지 않고, 베젤 영역(BZA)은 투과 영역(TA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수 있고, 생략될 수도 있다. 베젤 영역(BZA)은 표시 패널(DP)의 비표시 영역(NAA)을 커버하여 비표시 영역(NAA)이 외부에 시인되는 것을 차단할 수 있다.
윈도우(WM)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WM)는 고분자 필름, 플라스틱 기판, 박막 유리 등을 포함할 수 있다. 윈도우(WM)는 단층 또는 다층구조를 가질 수 있다. 윈도우(WM) 상에는 반사 방지층, 지문 방지층, 위상 제어층 등과 같은 다양한 기능층들이 더 배치될 수 있다.
표시 모듈(DM) 하부에는 지지부재(SP)가 배치될 수 있다. 지지부재(SP)는 보호 필름(PF)의 하면에 접촉할 수 있다. 지지부재(SP)는 외부 충격을 흡수하고 표시 모듈(DM)의 변형을 방지할 수 있다.
지지부재(SP)에는 홀(HH)이 정의될 수 있다. 홀(HH)은 지지부재(SP)를 관통하도록 형성된 것일 수 있다. 전자 모듈(EM)은 홀(HH)에 중첩하는 것일 수 있다. 전자 모듈(EM)의 적어도 일부가 홀(HH) 내부에 삽입되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(EA)에서 전자 모듈(EM)은 광 신호를 출력하거나 수신하는 전자 부품일 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈(EM)은 외부 이미지를 촬영하는 카메라 모듈이거나, 근접 센서 또는 적외선 발광 센서 등의 센서 모듈일 수 있다.
홀(HH)의 형상은 다양하게 정의될 수 있다. 도 2에서는 원 형상을 갖는 홀(HH)을 도시하였으나, 홀(HH)의 형상은 이에 한정되지 않고, 타원 형상, 사각 형상 또는 곡선 및 직선의 변을 포함하는 도형의 형상 등 다양한 형상으로 정의될 수 있다.
홀(HH)은 표시 패널(DP)의 표시 영역(AA)에 중첩하도록 정의된 것일 수 있다. 홀(HH)은 표시 영역(AA) 내에 정의된 센싱 영역(SA)에 대응할 수 있다. 홀(HH) 내에 배치된 전자 모듈(EM)과 센싱 영역(SA)은 평면상 중첩할 수 있다. 센싱 영역(SA)에 대응하여 표시 패널(DP)은 구멍이 형성되지 않을 수 있고, 따라서, 센싱 영역(SA)을 통해서도 영상을 외부에 제공할 수 있다.
홀(HH)은 윈도우(WM)의 투과 영역(TA), 표시 패널(DP)의 센싱 영역(SA) 및 보호 필름(PF)의 일부 영역(SA-PF)에 평면상 중첩할 수 있다. 보호 필름(PF) 일부 영역(SA-PF)의 광 투과도 값은 높을 수 있다. 외부의 광이 보호 필름(PF)의 일부 영역(SA-PF)을 통과한 후, 홀(HH)을 관통하여 전자 모듈(EM)에 전달될 수 있다. 전자 모듈(EM)은 보호 필름(PF)의 일부 영역(SA-PF)을 통해 광 신호를 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 전자 장치(EA)는 표시 패널(DP)과 윈도우(WM) 사이에 배치된 기능층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기능층은 반사 방지층 또는 입력 감지층일 수 있고, 이에 한정되지 않고, 입력 감지층 상에 반사 방지층이 적층된 다층 구조일 수 있다.
입력 감지층은 복수의 절연층 및 복수의 도전층들을 포함할 수 있다. 복수의 도전층들은 외부의 입력을 감지하는 감지 전극, 감지 전극과 연결된 감지 배선 및 감지 배선과 연결된 감지 패드를 구성할 수 있다. 반사 방지층은 외광 반사율을 감소시키고 혼색을 방지하는 기능층 일 수 있다. 반사 방지층은 소정의 배열을 갖는 컬러필터부들을 포함하거나 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다.
전자 장치(EA)는 표시 모듈(DM), 지지부재(SP) 및 전자 모듈(EM)을 수납하는 하우징을 더 포함할 수 있다. 하우징은 윈도우(WM)와 결합되어 전자 장치(EA)의 외관을 구성할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도를 도시한 것이다. 표시 모듈(DM)은 제3 방향(DR3)을 따라 순차적으로 적층된 보호 필름(PF1), 점착층(AD) 및 표시 패널(DP)을 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명 일 실시예의 보호 필름(PF1)을 도시하였다.
보호 필름(PF1)은 PET 필름(PF-P) 및 코팅막(HC)을 포함할 수 있다. 코팅막(HC)은 PET 필름(PF-P)의 일면에 접촉하여 형성될 수 있다. 도 3은 코팅막(HC)이 PET 필름(PF-P)의 상면에 접촉하도록 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 PET 필름(PF-P)의 하면에 접촉하여 형성될 수 있다.
본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은 우수한 광 투과도를 가질 수 있다. PET 필름(PF-P)의 일부 영역은 전자 모듈(EM, 도 9)에 중첩될 수 있고, 전자 모듈(EM, 도 9)로 수신되는 광 입력이나 전자 모듈(EM, 도 9)로부터 출력되는 광 출력이 PET 필름(PF-P)을 통과할 수 있다. PET 필름(PF-P)이 우수한 광 투과도를 가짐으로써, 전자 모듈(EM, 도 9)에서 수신 또는 출력되는 광 신호를 잘 투과시킬 수 있다. 일 실시예의 PET 필름(PF-P)의 광 투과도는 가시광 영역에서 90% 이상일 수 있다. 예를 들어, 400nm 내지 700nm 파장 범위에서 PET 필름(PF-P)의 광 투과도는 90% 이상일 수 있다.
본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)의 헤이즈(Haze)는 낮을 수 있다. 예를 들어, PET 필름(PF-P)의 헤이즈는 1.2% 이하일 수 있고, 구체적으로, 1.0% 이하일 수 있다.
한편, 본 명세서에서 헤이즈는 하기 식 1의 값을 의미한다.
[식 1]
Td / (TP + Td)
Tp는 광이 입사한 방향으로 투과된 광 투과율을 의미하며 Td는 입사한 방향과 상이한 방향으로 확산된 광 투과율을 의미한다. 헤이즈가 높을수록 광의 입사 방향으로 투과하는 광 투과율이 낮아져서 광을 수신하거나 출력하는 효율이 저하된다.
본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은 비열처리를 통해 필름 내에 포함된 올리고머(Oligomer)를 제거한 필름일 수 있다. 올리고머(Oligomer)는 단량체가 수 개 내지 수십 개가 중합된 화합물을 의미한다. 고분자(Polymer)에 비해 상대적으로 분자량이 작은 올리고머는 낮은 비열 값을 가질 수 있다. 올리고머의 비열에 근사한 온도를 갖는 열을 보호 필름(PF)에 제공하면 비열 차이에 의해 올리고머가 제거될 수 있다.
올리고머가 제거된 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은 제거되지 않은 PET 필름보다 유리 전이 온도가 높을 수 있다. 한편, 유리 전이 온도는 제공된 열에 의해 고분자 물질의 분자들이 활성을 가지고 움직이기 시작하는 시점의 온도를 의미한다. 고분자에 비해 분자량 값이 상대적으로 작은 올리고머는 고분자에 비해 낮은 온도에서도 활성을 가지면서 움직일 수 있다. 따라서, PET 필름에 함유된 올리고머의 비중이 작아질수록 PET 필름의 유리 전이 온도는 높아질 수 있다.
본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)의 유리 전이 온도는 95℃ 이상일 수 있다. 일 실시예의 PET 필름(PF-P)의 유리 전이 온도는 올리고머 제거 과정을 거치지 않은 PET 필름의 유리 전이 온도 보다 약 9 내지 10℃ 높을 수 있다. PET 필름(PF-P)의 유리 전이 온도가 낮을수록, PET 필름을 포함하는 전자 장치(EA)는 고온/고습 조건의 신뢰성 평가에서 빠르게 소성변형이 일어날 수 있고, 이로 인해 필름이 영구적으로 변형될 수 있다. PET 필름(PF-P)의 유리 전이 온도가 높을수록 고온의 환경에서도 변형이 쉽게 일어나지 않아 PET 필름을 포함하는 전자 장치(EA)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은 열 수축율이 개선된 필름일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 PET 필름(PF-P)의 열 수축율은 0.2% 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 PET 필름(PF-P)의 열 수축율은 횡방향 및 종방향에서 각각 0.3% 이하일 수 있다. 한편, 플렉서블 필름은 열을 가하면 연신된 방향의 반대 방향으로 수축하려는 경향을 갖고 있다. 플렉서블 필름의 열 수축 정도를 감소시키기 위해, 필름 제조 공정 과정에서 열 고정 단계를 거칠 수 있다.
올리고머 제거 과정을 거치지 않은 PET 필름은 필름의 열 고정 단계에서 올리고머가 필름의 표면으로 이동할 수 있다. 이로 인해, 필름이 하얗게 변하거나, 필름의 표면 요철이 심해질 수 있고, 이로 인해 필름의 광 투과도가 저하되거나 헤이즈가 증가할 수 있다. 올리고머 제거 과정을 거친 본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은, 필름의 광 투과도를 저하시키지 않으면서 필름의 열 수축율 감소를 위한 열 고정 단계를 거칠 수 있다.
따라서, 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은 통상의 PET 필름에 비해 상대적으로 높은 광 투과도 및 낮은 헤이즈를 가질 수 있고, 동시에 열에 대한 변형에 저항하는 정도가 강할 수 있다. 즉, 열에 의해 필름의 표면으로 이동하는 올리고머가 제거됨에 따라, 광 투과도 및 헤이즈와 같은 필름의 광학적 특성을 저하시키지 않으면서, 필름의 열적 특성이 개선될 수 있다.
본 발명 일 실시예의 PET 필름(PF-P)은 모듈러스가 개선될 수 있다. 예를 들어 PET 필름(PF-P)의 모듈러스는 4Gpa 이상일 수 있다. 필름 내에 분자량 단위가 작은 올리고머 대비 분자량이 큰 고분자의 비중이 클수록, 필름의 외력에 의한 변형에 저항하는 성질이 강해질 수 있다. 따라서 필름의 모듈러스가 개선되면, 폴딩 및 언폴딩 반복에 의해 필름이 쉽게 변형되지 않을 수 있고, 표시 모듈 제조 공정 단계에서 필름 상에 압력이 가해져도 쉽게 손상을 입지 않을 수 있다.
코팅막(HC)은 PET 필름(PF-P)의 일면에 접촉하여 배치될 수 있다. 코팅막(HC)은 PET 필름(PF-P)의 일면에 배치됨으로써, PET 필름(PF-P)의 일면을 평탄화시킬 수 있다. 따라서, 코팅막(HC)이 포함된 보호 필름(PF1)은 매끈한 표면을 가질 수 있다.
보호 필름(PF1)의 표면이 매끈할수록, 보호 필름(PF1)의 광 투과도가 증가할 수 있다. 코팅막(HC)을 포함하는 보호 필름(PF1)의 광 투과도는 가시광 영역에서 92% 이상일 수 있다. 예를 들어, 430nm 내지 700nm 파장 범위에서 보호 필름(PF1)의 광 투과도는 92% 이상일 수 있다.
보호 필름(PF1)의 표면이 매끈할수록, 보호 필름(PF1)의 헤이즈는 개선될 수 있다. 예를 들어, 코팅막(HC)을 포함하는 보호 필름(PF1)의 헤이즈는 0.4% 이하일 수 있다.
코팅막(HC)의 두께는 3㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로 코팅막(HC)의 두께는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하일 수 있다. 코팅막(HC)의 두께가 두꺼운 경우, 표시 모듈(DM)의 폴딩 및 언폴딩 반복에 의해 표시 모듈(DM)에 포함된 코팅막(HC)이 깨질 수 있다.
코팅막(HC)은 대전 방지(anti-static) 기능을 가질 수 있다. 코팅막(HC)은 대전 방지를 위해 이온 물질을 포함할 수 있다. 코팅막(HC)을 형성하는 단계에서, 코팅막(HC)은 수지에 이온 물질을 섞어서 형성할 수 있다. 코팅막(HC)이 대전 방지 기능을 가짐으로써, 코팅막(HC)은 코팅막(HC) 상에 배치된 표시 패널(DP)이 정전기 영향 받는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 코팅막(HC)은 보호 필름(PF)의 광 투과도 및 헤이즈를 개선시키면서, 동시에 대전 방지 기능을 가질 수 있고, 코팅막(HC) 상에 별도의 대전 방지층을 배치하여 보호 필름(PF)의 광 투과도가 저하되는 문제를 개선할 수 있다.
한편, 도 3은 코팅막(HC)이 포함된 일 실시예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 코팅막(HC)은 생략될 수 있다.
도 4는 일 실시예의 표시 패널 단면도를 도시한 것이다. 표시 패널(DP)은 제3 방향(DR3)을 따라 순차적으로 적층된 베이스층(BL), 회로층(DP-CL), 발광 소자층(DP-OLED) 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 합성수지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합성수지층은 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나 베이스층(BL)에 포함되는 물질이 이에 제한되는 것은 아니며, 베이스층(BL)은 유기 기판, 금속 기판 또는 유/무기 복합 재료 기판 등을 포함할 수 있다. 보호 필름(PF, 도 3)은 점착층(AD, 도 3)에 의해 베이스층(BL) 하면에 접착될 수 있다.
회로층(DP-CL)은 베이스층(BL) 상에 배치될 수 있다. 회로층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함할 수 있다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함할 수 있다. 코팅, 증착 등의 절연층, 반도체층 및 도전층 형성 공정과 포토리소그래피 공정 등의 절연층, 반도체층 및 도전층의 패터닝 공정을 통해 회로층(DP-CL)이 형성될 수 있다. 일 예로, 회로층(DP-CL)은 버퍼층(BFL), 복수의 절연층들(10, 20, 30) 및 복수의 트랜지스터들(T1, T2)를 포함할 수 있다.
버퍼층(BFL)은 베이스층(BL) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 베이스층(BL) 상면에 형성될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 적어도 하나의 무기층일 수 있다. 예를 들어, 무기층은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층이 교번하게 적층된 층일 수 있다. 그러나 버퍼층(BFL)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
버퍼층(BFL) 상에는 반도체 패턴이 배치될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 베이스층(BL)과 반도체 패턴 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다. 반도체 패턴은 폴리실리콘, 비정질실리콘 또는 금속 산화물을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 도 4는 버퍼층(BFL) 상에 배치된 반도체 패턴의 일부를 도시하였다.
도 4에 도시된 것과 같이, 제1 트랜지스터(T1)의 소스(S1), 액티브(A1), 드레인(D1) 및 제2 트랜지스터(T2)의 소스(S2), 액티브(A2), 드레인(D2)이 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스(S1, S2) 및 드레인(D1, D2)은 단면 상에서 액티브(A1, A2)로부터 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다.
버퍼층(BFL) 상에 제1 절연층(10)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(10)은 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 제1 절연층(10)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 절연층(10) 상에 게이트(G1, G2)가 배치될 수 있다. 게이트(G1, G2)는 금속패턴의 일부일 수 있다. 게이트(G1, G2)는 액티브(A1, A2)에 중첩할 수 있다.
제1 절연층(10) 상에 게이트(G1, G2)를 커버하는 제2 절연층(20)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(20)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
제2 절연층(20) 상에 상부전극(UE)이 배치될 수 있다. 상부전극(UE)은 제2 트랜지스터(T2)의 게이트(G2)와 중첩할 수 있다. 상부전극(UE)은 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(G2)의 일부분과 그에 중첩하는 상부전극(UE)은 커패시터를 정의할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상부전극(UE)은 생략될 수도 있다.
제2 절연층(20) 상에 상부전극(UE)을 커버하는 제3 절연층(30)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(30)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 절연층(10), 제2 절연층(20) 및 제3 절연층(30) 각각은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘 옥시 나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 제1 절연층(10), 제2 절연층(20) 및 제3 절연층(30)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자층(DP-OLED)은 회로층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(DP-OLED)은 발광소자(OLED) 및 화소정의막(PDL)을 포함할 수 있다. 화소정의막(PDL)은 개구부(OP)가 정의될 수 있다.
발광소자(OLED)는 제1 전극(AE), 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL) 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다. 발광소자(OLED)는 화소정의막(PDL)의 개구부(OP)에 배치될 수 있다.
제1 전극(AE)과 제2 전극(CE) 사이에 발광층(EML)이 배치될 수 있다. 제1 전극(AE) 및 제2 전극(CE) 사이의 전위차에 따라 발광층(EML)이 활성화되어 광이 생성될 수 있다.
일 실시예의 발광소자(OLED)는 제1 전극(AE)과 제2 전극(CE) 사이에 순차적으로 적층된 정공 제어층(HCL), 발광층(EML) 및 전자 제어층(ECL)을 포함할 수 있다. 정공 제어층(HCL)은 정공 수송층 및 정공 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 제어층(ECL)은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표시 영역(AA, 도 2)은 발광 영역(PXA)과 발광 영역(PXA)에 인접한 비발광 영역(NPXA)을 포함할 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역(PXA)을 둘러쌀 수 있다. 발광 영역(PXA)은 발광층(EML)이 배치된 영역에 대응될 수 있고 발광층(EML)은 화소들 각각에 분리되어 형성될 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 화소정의막(PDL)이 배치된 영역에 대응될 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 발광 소자층(DP-OLED) 상에 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)는 발광 소자층(DP-OLED)을 밀봉할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 봉지 유기막 및 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함할 수 있다.
봉지 무기막은 수분/산소로부터 발광 소자층(DP-OLED)을 보호할 수 있고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(DP-OLED)을 보호할 수 있다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기막은 아크릴 계열 유기막을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1의 파장 범위에 따른 광 투과도를 도시한 그래프 이다. 도 6은 실시예 1 및 비교예 2의 시간에 따른 헤이즈를 도시한 그래프이다. 도 7은 실시예1 및 비교예 2의 온도 범위에 따른 저장 탄성률 및 손실 탄성률의 그래프를 도시한 것이다.
실시예 1은 도 3에 도시된 일 실시예의 보호 필름(PF1)의 구성처럼, 올리고머가 제거되고 일면에 코팅막(HC)이 배치된 PET 필름(PF-P)이다. 비교예 1은 PI(Polyimide) 필름이고, 비교예 2는 올리고머가 제거되지 않은 PET 필름이다.
도 5를 참조하면, 실시예 1의 광 투과도는 400nm 내지 700nm 파장 범위에서 90% 이상일 수 있다. 비교예 1의 광 투과도는 400nm 내지 700nm 파장 범위에서 평균 56%일 수 있다. 비교예 1인 PI 필름은 황색을 띌 수 있고, 특히, 청색광 파장 영역에 대응되는 400 nm 내지 500nm 파장 범위에서 매우 낮은 광 투과도 값을 가질 수 있다.
전자 모듈(EM, 도 9) 상에 배치되는 보호 필름(PF)의 광 투과도는 전자 모듈(EM)의 광 신호 수신 및 출력에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, PI 필름 대비 개선된 광 투과도를 갖는 PET 필름(PF-P)을 포함하는 일 실시예의 보호 필름(PF)이 전자 모듈(EM) 상에 배치됨으로써, 전자 모듈(EM)은 효과적으로 광 신호를 수신하거나 출력할 수 있다.
도 6에 도시된 그래프는 실시예 1 및 비교예 2의 시간에 따른 필름의 헤이즈 변화 정도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 그래프를 통해, 올리고머가 제거된 실시예 1 필름의 헤이즈 값은 4시간 동안 0.4% 이하로 유지됨을 확인할 수 있다. 반면, 올리고머가 제거되지 않은 비교예 2 필름의 헤이즈 값은 시간이 지남에 따라 점차적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 비교예 2 필름의 헤이즈 값은 시간에 따라, 각각 1.5%, 7.6%, 14.4%, 16.3% 값을 가지며, 실시예 1 필름의 헤이즈 값과 비교했을 때, 1시간 단위로 헤이즈 값이 약 1.1%, 7.2%, 14.0%, 15.9% 정도 증가했음을 알 수 있다.
실시예 1의 필름과 동일 물질을 포함하지만, 올리고머 제거 공정을 거치지 않은 비교예 2의 필름은, 실시예 1 대비 필름에 포함된 올리고머 비중이 크다. 따라서, 높은 온도에 필름이 노출된 경우, 필름에 포함된 올리고머가 필름의 표면으로 이동함으로써, 필름 표면의 요철이 증가하고, 헤이즈 값이 증가할 수 있다. 또한, 열에 노출하는 시간이 길어질수록 더 큰 비중의 올리고머를 포함하는 필름의 헤이즈 증가 정도는 점차적으로 증가할 수 있다.
따라서, 일 실시예의 PET 필름(PF-P)을 포함하는 보호 필름(PF)은 고온의 환경에 노출되어도, 개선된 광학적 성질을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 일 실시예의 보호 필름(PF)을 포함하는 전자 장치(EA)는 고온 및 고습한 환경에서도 신뢰성이 유지될 수 있다.
도 7에 도시된 그래프를 통해, 실시예 1 및 비교예 2의 저장 탄성률은 특정 온도 이상에서 점차 감소하는 경향을 갖고, 실시예 1 및 비교예 2의 손실 탄성률은 특정 온도 범위에서 포물선을 그리며 증가했다가 다시 감소하는 경향을 가짐을 확인할 수 있다.
필름에 열을 가하면 필름의 저장 탄성률이 감소하면서 소성 변형이 일어날 수 있다. 한편, 외력에 의해 소성 변형이 일어난 필름은 외력을 제거해도 원래 상태로 돌아오지 못하고 영구적이 변형이 일어날 수 있다. 저장 탄성률 감소되기 시작하는 온도 값을 통해, 필름의 소성 변형이 일어나는 온도를 예측할 수 있고, 필름의 열적 특성을 평가할 수 있다.
도 7을 참조하면, 실시예 1의 저장 탄성률이 감소하기 시작하는 온도가 비교예 2의 저장 탄성률이 감소하기 시작하는 온도보다 높다. 이는 동일한 열을 가했을 때, 필름의 변형이 일어나는 정도가 비교예 2 대비 실시예 1이 작음을 의미한다. 따라서, 필름의 소성 변형이 일어나기 시작하는 온도 값은 실시예 1의 값이 비교예 2의 값보다 높을 수 있다.
필름의 손실 탄성률 값이 가장 높을 때의 온도는 필름의 유리 전이 온도를 의미한다. 도 7을 참조하면, 실시예 1의 유리 전이 온도는 97.47℃로, 비교예 2의 유리 전이 온도인 87.57℃ 대비 9.90℃ 더 높다. 이를 통해, 실시예 1의 필름은 비교예 2의 필름 대비 올리고머의 비중이 작으며, 필름에 포함된 분자의 이동을 활성화 시키기 위해서는 더 높은 온도로 열을 가해주어야 함을 알 수 있다.
따라서, 일 실시예의 PET 필름(PF-P)을 포함하는 보호 필름(PF)은 열에 의해 변형하려는 정도가 감소되며, 이에 따라 필름의 유리 전이 온도가 증가할 수 있다. 고온의 환경에서 변형의 정도가 감소된 보호 필름(PF)을 포함하는 전자 장치(EA)는 고온의 환경에서 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
표 1은 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1의 물성 값을 비교한 표이다. "광 투과도"는 400nm 내지 700nm 파장 범위에서 입사한 광이 투과한 정도를 의미한다. "헤이즈"는 전체 광 투과율 값 중 광의 입사 방향과 다른 방향으로 확산된 광 투과율의 비중을 의미한다. "종방향 모듈러스"는 종방향에 가해진 힘에 대한 모듈러스를 의미하고 "횡방향 모듈러스"는 횡방향에 가해진 힘에 대한 모듈러스를 의미한다. "압축 변형률"은 10N의 힘으로 압축시켰을 때 필름의 변형 정도를 의미한다. "유리 전이 온도"는 필름에 포함된 고분자 물질이 활성을 가지고 움직이기 시작하는 온도를 의미한다. "열 수축율"은 필름을 150℃의 온도에서 30분간 두었을 때 필름의 변형이 일어난 정도를 의미한다.
실시예 1은 올리고머가 제거되고 일면에 코팅막(HC)이 배치된 PET 필름(PF-P)이다. 비교예 1은 PI(Polyimide) 필름이고, 비교예 2는 올리고머가 제거되지 않은 PET 필름이다.
구분 비교예 1 비교예 2 실시예 1
광 투과도(%) 54.0 91.0 92.8
헤이즈(%) 5.0 1.1 0.3
종방향 모듈러스(GPa) 3.9 4.3 4.7
횡방향 모듈러스(GPa) 3.9 5.8 6.4
압축 변형률(%) 31.0 29.2 25.4
유리 전이 온도(℃) 300 88 99
열 수축률(%) 0.05 1.10 0.20
필름의 광 투과도 및 헤이즈는 필름의 광학적 특성을 나타낸다. 표 1을 참조하면, 가시광 영역에서 비교예 1의 광 투과도는 가시광 영역에서 평균적으로 56%이며, 비교예 2 및 실시예 1의 광 투과도는 가시광 영역에서 평균적으로 90% 이상임을 확인할 수 있다. 실시예 1의 광 투과도는 92.8%로 비교예 2의 광 투과도 보다 1.8% 더 높은 것을 확인할 수 있다.
실시예 1의 헤이즈 값은 비교예 1 및 비교예 2의 헤이즈 값보다 더 작은 것을 확인 할 수 있다. 실시예 1의 헤이즈 값은 0.3%로, 비교예 1의 헤이즈 값보다 4.7% 작으며, 비교예 2의 헤이즈 값보다 0.8% 작다.
필름의 광 투과도가 크고, 헤이즈 값이 작을수록 필름의 광학적 특성이 우수함 의미한다. 실시예 1의 필름은 PI 필름보다 광 투과도가 좋은 PET 필름을 포함함으로써, 비교예 1보다 높은 광 투과도 및 낮은 헤이즈 값을 가질 수 있다.
실시예 1의 필름은 PET 필름의 일면에 접촉하는 코팅막을 더 포함함으로써, 필름의 표면이 매끄럽게 평탄화 될 수 있다. 따라서, 동일한 PET 필름을 포함하는 비교예 2와 비교했을 때, 평탄화된 표면에 의해 필름의 광 투과도가 개선되고, 헤이즈 값이 낮아짐을 알 수 있다.
광학적 특성이 개선된 일 실시예의 보호 필름(PF)이 전자 모듈(EM)과 평면상 중첩하게 배치됨으로써, 보호 필름(PF)은 전자 모듈(EM)로 전달되는 광 신호 및 전자 모듈(EM)이 출력하는 광 신호를 효과적으로 투과시킬 수 있다.
필름의 종방향 모듈러스, 횡방향 모듈러스 및 압축 변형률은 필름의 기계적 특성을 나타낸다. 표 1을 참조하면, 실시예 1의 종방향 모듈러스는 4.7Gpa로 비교예 1 보다 0.8Gpa만큼 크며 비교예 2 보다 0.4Gpa만큼 크다. 실시예 1의 횡방향 모듈러스는 6.4Gpa로 비교예 1보다 2.5Gpa 만큼 크며 비교예 2보다 0.6Gpa 만큼 크다. 실시예 1의 압축 변형률은 25.4%로 비교예 1보다 5.6% 낮으며 비교예 2보다 3.8% 낮다.
필름의 모듈러스 값이 크고, 압축 변형률이 작을수록 필름은 외부의 힘에 대한 변형 정도가 작은 기계적 특성을 갖고 있음을 의미한다. 실시예 1은 분자량이 올리고머보다 큰 고분자의 비중이 올리고머 대비 클 수 있고, 이에 따라 기계적 특성이 개선될 수 있다.
기계적 특성이 개선된 일 실시예의 보호 필름(PF)이 표시 패널(DP) 하부에 배치됨으로써, 보호 필름(PF)은 표시 패널(DP)을 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 폴딩 및 언폴딩 반복에 의한 응력으로 보호 필름(PF)이 변하는 정도가 작을 수 있다.
한편, 표시 모듈(DM)은 제조 방법의 일 단계로, 열 압축을 이용한 구동칩(DC)을 표시 패널(DP) 상에 실장하는 단계를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP) 하부에 기계적 특성이 개선된 일 실시예의 보호 필름(PF)을 포함함으로써, 열 압축에 공정에 의한 보호 필름(PF)의 변형 정도를 감소시킬 수 있고, 보호 필름(PF)은 외력에 의한 표시 패널(DP)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
필름의 유리 전이 온도 및 열 수축률은 필름의 열적 특성을 나타낸다. 표 1을참조하면, 비교예 1의 유리 전이 온도는 실시예 1의 유리 전이 온도 보다 높으며, 비교예 1의 열 수축률은 실시예 1보다 작다. 따라서, 열적 특성은 PET 필름 대비 PI 필름이 상대적으로 우수할 수 있다.
그러나, 실시예 1은 광학적 특성 및 기계적 특성이 비교예 1에 비해 더 우수하다. 실시예 1은 고온 고습 신뢰성 평가에 적합한 정도의 열적 특성을 가지면서 동시에 우수한 광학적 특성을 갖고 있다. 하지만, 비교예 1은 고온 고습 신뢰성 평가에 적합한 열적 특성을 갖지만, 광학적 특성이 좋지 못하다. 따라서, 본 발명의 보호 필름(PF)은 고온, 고습의 환경에서 변형 정도가 작으면서 동시에 광학적 특성이 우수한 필름일 수 있다.
한편, 표 1을 참조하면, 동일 물질을 포함하는 비교예 2와 비교했을 때, 실시예 1은 열적 특성이 개선될 수 있다. 실시예 1의 유리 전이 온도는 99℃로 비교예 2 보다 11℃ 높으며, 실시예 1의 열 수축률은 0.2%로 비교예 2 보다 0.9% 낮다.
필름의 유리 전이 온도가 높을수록 고온에 대한 필름의 신뢰성이 향상되며, 필름의 열 수축률이 낮을수록 필름의 열에 대해 변형되는 정도가 작으며, 이는 필름의 열적 특성이 우수함을 의미한다. 실시예 1은 필름에 포함된 고분자의 움직임을 활성화 시키기 위해 상대적으로 올리고머의 비중이 큰 비교예 2보다 더 높은 열 에너지를 제공해야 한다. 또한, 실시예 1과 비교예 2는 제공된 열에 의해 표면으로 이동하는 올리고머의 정도가 다르다. 따라서, 실시예 1의 필름은 필름의 열 수축률을 개선시키기 위한 열 고정 공정을 거쳐도 광 투과도 저하되지 않을 수 있다.
열적 특성이 개선된 일 실시예의 보호 필름(PF)이 표시 패널(DP) 하부에 배치됨으로써, 고온 환경에서 표시 모듈(DM)의 신뢰성이 개선될 수 있다. 표시 모듈(DM)은 제조 방법의 일 단계로, 열 압축을 이용한 구동칩(DC) 실장 단계를 포함할 수 있고, 구동칩(DC) 실장 공정 과정에서 보호 필름(PF)은 열에 의해 손상되지 않고, 표시 모듈(DM)을 효과적으로 보호할 수 있다.
도 8은 표시 모듈의 특성 평가의 일 단계를 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 특성 평가 단계는, 표시 패널(DP) 상에 구동칩(DC)을 실장하는 공정 시뮬레이션을 통해, 실장 공정 과정에서 표시 패널(DP)이 받는 응력이 어느 정도인지 평가하는 단계이다.
구동칩(DC)은 열 압착(TP)을 통해 표시 패널(DP) 상에 실장될 수 있고, 열 압착 공정 과정에서 표시 패널(DP)은 응력을 받을 수 있다. 또한, 열 압착(TP)에 의해 표시 패널(DP) 하부에 배치된 보호 필름(PF)은 변형될 수 있다.
한편, 구동칩(DC) 실장 공정에 제공되는 표시 모듈(DM)은 하부에 캐리어 필름(CF)이 접착된 형태일 수 있다. 캐리어 필름(CF)은 캐리어 점착층(CAD)에 의해 표시 모듈(DM) 하부에 접착될 수 있다. 캐리어 필름(CF)은 보호 필름(PF) 하부에 접착되어 공정 단계에서 보호 필름(PF)이 외부 충격이나 스크래치에 의해 손상 입는 것을 방지할 수 있다.
아래 표 2는 도 8에 도시된 표시 모듈 특성 평가에 대한 실시예 2 및 비교예3의 결과를 나타낸 것이다. 실시예 2 및 비교예 3은 도 8에 도시된 구성을 가지며, 실시예 2는 보호 필름(PF)으로 본 발명의 PET 필름을 포함하고, 비교예 3은 보호 필름(PF)으로 PI(Polyimide) 필름을 포함한다.
표 2에 나타난 "구동 평가"는 열 압축 공정 후 전체 구동 소자에서 불량이 얼마나 발생했는지를 의미한다. "패널 스트레스"는 열 압착 공정 시뮬레이션을 통해 표시 패널이 받는 응력 값을 나타낸다.
구분 실시예 2 비교예 3
구동 평가 1F/177 5F/177
패널 스트레스(Mpa) 444.5 465.0
표 2를 참조하면, 구동 평가에서 실시예 2는 177 개의 구동 소자에 대해서 1개가 불량을 나타냈으며, 비교예 3은 177개의 구동 소자에 대해서 5개가 불량을 나타냈음을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명 일 실시예의 보호 필름(PF)을 포함하는 표시 모듈(DM)은 열 압착 공정을 거친 후에 불량이 나타날 확률이 낮음을 예측할 수 있다.
패널 스트레스 값을 비교하면, 실시예 2의 패널 스트레스가 444.5Mpa으로 비교예 3 보다 20.5Mpa 정도 낮음을 확인할 수 있다. 이를 통해, 실시예 2의 패널 스트레스가 비교예 3 대비 5% 정도 감소했음을 알 수 있다.
열 압착 공정 과정 중, 패널 스트레스에 영향을 주는 요인 중 하나는 점착층(AD) 및 캐리어 점착층(CAD)의 두께이다. 점착층(AD) 및 캐리어 점착층(CAD)의 두께가 두꺼운 경우에는 열 압착 공정 과정에서 표시 패널(DP)에 가해지는 응력이 증가할 수 있다. 그러나 점착층(AD)의 두께가 얇아지면 보호 필름(PF)이 박리되고 손상될 수 있다. 실시예 2는 비교예 3과 비교했을 때, 약 5㎛ 정도 더 얇은 캐리어 점착층(CAD)을 보호 필름(PF) 하부에 배치하여 구동칩(DC) 실장 공정을 수행할 수 있다. 이로 인해, 열 압착 공정에 과정에서 실시예 2에 포함된 표시 패널(DP)이 받는 스트레스가 감소될 수 있다.
추가적으로, 실시예 2의 경우에는 구동칩(DC) 실장 공정 후 구동칩(DC) 외부에 기포가 발생하는 문제가 나타나지 않았지만, 비교예 3의 경우에는 구동칩(DC) 실장 공정 후 구동칩(DC) 외부에 기포가 발생하는 문제가 나타났다.
따라서, 일 실시예의 PET 필름을 포함하는 보호 필름(PF)이 하부에 배치된 표시 패널(DP) 상에 구동칩(DC)을 실장하는 것이 PI 필름이 하부에 배치된 표시 패널 상에 구동칩(DC)을 실장하는 것보다 표시 패널(DP), 보호 필름(PF) 및 구동칩(DC)의 손상 정도가 감소될 수 있다.
도 9는 도 2의 I-I' 선에 대응하는 전자 장치의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치는 표시 모듈(DM)의 하부 구조에 홀(HH)이 정의되고, 표시 모듈(DM)에 포함된 표시 패널(DP)에는 홀(HH)이 정의되지 않을 수 있다. 홀(HH)에 중첩한 센싱 영역(SA)은 표시 패널(DP)의 구동영역에 해당할 수 있고, 센싱 영역(SA) 상으로 영상이 제공될 수 있다.
일 실시예의 보호 필름(PF)은 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한 것처럼, 광학적 특성, 열적 특성 및 기계적 특성이 개선된 필름일 수 있다. 보호 필름(PF)은 도 9에 도시된 것처럼 평면상 전자 모듈(EM)에 중첩할 수 있다. 일 실시예의 보호 필름(PF)은 광 투과도 및 헤이즈가 개선된 필름일 수 있다. 이로 인해, 일 실시예의 보호 필름(PF)은 전자 모듈(EM)로부터 출력되는 광 신호 및 외부로부터 전자 모듈(EM)로 수신되는 광 신호를 효과적으로 투과시킬 수 있다.
일 실시예의 보호 필름(PF)은 고온의 환경에서도 광 투과도가 저하되거나 헤이즈가 높아지지 않을 수 있다. 따라서, 일 실시예의 보호 필름(PF)이 포함된 전자 장치(EA)는 고온의 환경에서도 광 투과에 대한 신뢰성이 유지될 수 있다. 전자 장치(EA)가 고온의 환경에 노출되어도 센싱 영역(SA)에 중첩하는 보호 필름(PF) 일 영역의 광 투과도가 저하되지 않을 수 있고, 보호 필름(PF)은 광 신호를 잘 투과시킬 수 있다.
한편, 전자 장치(EA)에 포함된 지지부재(SP)는 쿠션층(CL) 및 지지층(SL)을 포함할 수 있다. 지지층(SL)은 쿠션층(CL) 하부에 배치될 수 있다. 쿠션층(CL) 및 지지층(SL)에는 홀(HH)이 정의될 수 있다.
쿠션층(CL)은 표시 모듈(DM) 하부에 배치될 수 있다. 쿠션층(CL)은 보호 필름(PF) 하면에 배치될 수 있다. 쿠션층(CL)은 전자 장치(EA) 외부에서 가해지는 물리적 충격에 대해서 표시 패널(DP) 및 전자 모듈(EM) 등을 보호할 수 있다.
쿠션층(CL)은 전자 모듈(EM)의 적어도 일부를 삽입하는 홀(HH)을 구현하기 위해 소정의 두께 이상으로 제공되는 것일 수 있다. 예를 들어, 쿠션층(CL)의 두께는 50㎛ 이상일 수 있으나 두께가 상기 수치 예에 한정되는 것은 아니다.
쿠션층(CL)은 충격 흡수력이 우수하면서 일정 강도 값을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쿠션층(CL)은 아크릴계 고분자, 우레탄계 고분자, 실리콘계 고분자, 및 이미드계 고분자 중 적어도 하나를 포함하여 형성된 것일 수 있다. 그러나 쿠션층(CL)의 물질은 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
지지층(SL)은 쿠션층(CL) 하부에 배치될 수 있다. 지지층(SL)은 지지층(SL) 상에 배치된 구성들을 지지하는 기판일 수 있다. 지지층(SL)은 박막의 금속 기판일 수 있으나, 지지층(SL) 상부에 배치된 구성들을 지지할 수 있다면 상기 실시예로 한정되지 않는다. 지지층(SL)은 방열 또는 전자파 차폐 등의 기능을 가질 수도 있다.
일 실시예의 표시 모듈은 표시 패널 하부에 배치된 보호 필름을 포함하며, 보호 필름은 올리고머 제거 단계를 거쳐 열적 특성 및 광학적 특성이 개선된 PET 필름을 포함함으로써, 표시 모듈의 신뢰성이 개선될 수 있다. 또한, 일 실시예의 보호 필름은 열 압착을 통해 구동칩을 실장하는 공정 단계에서, 표시 패널에 가해지는 응력을 감소시킬 수 있고, 압착에 의한 변형 정도가 감소될 수 있다.
일 실시예의 표시 모듈을 포함하는 전자 장치는 표시 모듈 하부에 배치된 전자 모듈을 포함할 수 있고, 전자 모듈에 중첩하는 보호 필름은 개선된 광학적 특성에 의해 전자 모듈로부터 출력되거나 전자 모듈에 수신되는 광을 효과적으로 투과시킬 수 있다. 또한, 고온, 고습의 환경 조건에서 폴딩 및 언폴딩이 반복되어도 손상이 적고 신뢰성이 개선된 전자 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 전자 장치는 폴딩이 가능하면서 동시에, 표시 모듈과 전자 모듈이 중첩하는 일 영역 상으로 영상을 제공하여 보다 넓은 표시 영역을 가질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
EA : 전자 장치 DP : 표시 패널
EM : 전자 모듈 WM : 윈도우
DM : 표시 모듈 AD : 점착층
PF : 보호 필름 PF-P : PET 필름
HC : 코팅막 SP : 지지부재
HH : 홀 DC : 구동칩

Claims (20)

  1. 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역이 정의된 표시 패널;
    상기 표시 패널 하부에 배치된 보호 필름; 및
    상기 표시 패널과 상기 보호 필름을 접착하는 점착층을 포함하며,
    상기 보호 필름은 PET(Polyethylene terephtalate) 필름을 포함하고, 상기 PET 필름의 유리 전이 온도가 95℃ 이상인 표시 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    400nm 내지 700nm의 파장 범위에서 상기 PET 필름의 광 투과도는 90% 이상인 표시 모듈.
  3. 제1 항에 있어서.
    150℃에서 상기 PET 필름의 열 수축율은 0.2% 이하인 표시 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 PET 필름의 헤이즈(Haze)는 1% 이하인 표시 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 PET 필름의 모듈러스는 4Gpa 이상인 표시 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 보호 필름은 상기 PET 필름 일면에 접촉하는 코팅막을 더 포함하는 표시 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 코팅막은 대전을 방지(anti-static)하는 이온 물질을 포함하는 표시 모듈.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 코팅막의 두께는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하인 표시 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 점착층은 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive)를 포함하는 표시 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 점착층의 두께는 15㎛ 이상 18㎛ 이하인 표시 모듈.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 비표시 영역에 중첩되도록 상기 표시 패널 상에 실장된 구동칩을 더 포함하는 표시 모듈.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 일 방향을 따라 연장된 폴딩축을 중심으로 폴딩 및 언폴딩되는 표시 모듈.
  13. 일 방향을 따라 연장된 폴딩축을 중심으로 폴딩 및 언폴딩되고, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상부에 배치된 윈도우;
    상기 표시 패널 하부에 배치된 보호 필름;
    상기 표시 패널과 상기 보호 필름을 사이에 배치된 점착층;
    상기 보호 필름 하부에 배치되고 상기 표시 패널과 중첩하는 홀이 정의된 지지부재; 및
    상기 홀 내부에 배치된 전자 모듈을 포함하고,
    상기 보호 필름은 PET(Polyethylene terephtalate) 필름을 포함하며, 상기 PET 필름의 유리 전이 온도가 95℃ 이상인 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서.
    150℃에서 상기 PET 필름의 열 수축율은 0.2% 이하인 전자 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 보호 필름은 상기 PET 필름 일면에 배치된 코팅막을 더 포함하고, 상기 코팅막의 두께는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하인 전자 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 보호 필름의 헤이즈(Haze)는 0.4% 이하인 전자 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    430nm 내지 700nm의 파장 범위에서 상기 보호 필름의 광 투과도는 92% 이상인 전자 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 코팅막은 대전을 방지(anti-static)하는 이온 물질을 포함하는 전자 장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 표시 패널에 실장되어 상기 화소들에 전기적 신호를 제공하는 구동칩을 더 포함하는 전자 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 전자 모듈은 카메라 모듈인 전자 장치.
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