KR20230071933A - 윈도우, 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우는 베이스층, 및 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고, 무기막은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함한다.
Description
본 발명은 윈도우, 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 플렉서블 표시 장치 및 이에 사용되는 윈도우에 관한 것이다.
영상 정보를 제공하기 위하여 다양한 형태의 전자 장치가 사용되고 있으며, 최근 폴딩 또는 벤딩이 가능한 플렉서블 표시 장치를 포함하는 전자 장치들이 개발되고 있다. 플렉서블 표시 장치는 리지드 표시 장치와 달리, 접거나 말거나 휘는 등 형상이 다양하게 변경될 수 있어, 표시되는 화면 크기에 구애 받지 않고 휴대할 수 있는 특징을 가진다.
한편, 플렉서블 표시 장치에 사용되는 윈도우는 반복적인 벤딩으로 인해 스트레스가 가해질 수 있다. 이에 따라 사용자의 다양한 표시 장치 사용 환경에서 반복 벤딩에도 내구성이 강한 윈도우에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 신뢰성 환경에서 내구성이 향상된 윈도우를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 신뢰성 환경에서 내구성이 향상된 윈도우를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우는 베이스층, 및 상기 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고, 상기 무기막은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 무기막은 상기 베이스층의 상기 상면에 직접 배치되는 제1 무기막, 및 상기 베이스층의 상기 하면에 직접 배치되는 제2 무기막을 포함할 수 있다.
상기 베이스층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
상기 무기막은 상기 무기막에 포함된 전체 원자량에 대하여, 산소 원자 57.1 at % 내지 60.5 at %, 규소 원자 27.0 at % 내지 30.6 at %, 탄소 원자 6.0 at % 내지 10.8 at %, 및 질소 원자 3.4 at % 내지 3.6 at % 를 포함할 수 있다.
상기 무기막의 두께는 10 nm 이상 50 nm 이하일 수 있다.
상기 베이스층의 두께는 30㎛ 이상 90㎛ 이하일 수 있다.
제1 온도 및 제1 습도를 가지는 제1 조건 하에서 흡습율이 2.7 % 이하이고, 상기 제1 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제1 습도는 70% 이상일 수 있다.
상기 제1 온도는 60℃ 이상 85℃ 이하이고, 상기 제1 습도는 70% 이상 98% 이하일 수 있다.
상기 흡습율은 상기 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 수치일 수 있다.
상기 흡습율은 하기 수학식 1로 표시될 수 있다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, M은 윈도우의 흡습률(%)이고, Ww는 상기 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 윈도우의 무게이고, Wd는 제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 건조된 후 측정된 윈도우의 무게이고, 상기 제2 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제2 습도는 0%일 수 있다.
제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 제1 속도로 상기 제2 습도로부터 상기 제1 습도까지 변화시켰을 때 수분 팽창율이 8.03 ppm/% 이하이고, 상기 제2 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제2 습도는 0%이고, 상기 제1 속도는 1%/분일 수 있다.
상기 제1 조건 하에서 수분투과도가 1.73 g/m2day 이하일 수 있다.
-40℃ 이상 85℃ 이하의 온도 구간에서의 열팽창계수가 28.05 ppm/℃ 이하일 수 있다.
유리전이온도가 87.2℃ 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우는 베이스층, 상기 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고, 상기 수학식 1로 표시되는 흡습율이 2.7 % 이하이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 모듈, 및 상기 표시 모듈 상에 배치된 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우는 베이스층, 상기 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고, 상기 무기막은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 무기막은 상기 베이스층의 상기 상면에 직접 배치되는 제1 무기막, 및 상기 베이스층의 상기 하면에 직접 배치되는 제2 무기막을 포함할 수 있다.
일 실시예의 윈도우는 베이스층, 및 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하여 신뢰성 환경에서 우수한 내구성을 나타낼 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 표시 모듈 상부에 배치되고, 베이스층, 및 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하여 신뢰성 환경에서 우수한 내구성을 나타낼 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 일 실시예의 전자 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 일 실시예에 따른 전자 장치의 아웃-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 일 실시예의 전자 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 윈도우의 단면도이다.
도 5b는 일 실시예에 따른 윈도우의 단면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 일 실시예의 전자 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 일 실시예에 따른 전자 장치의 아웃-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 일 실시예의 전자 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 윈도우의 단면도이다.
도 5b는 일 실시예에 따른 윈도우의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 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.
"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, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, "직접 배치"된다는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 배치"된다는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
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 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우, 표시 장치, 및 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 전자 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다. 도 1c는 도 1a에 도시된 전자 장치의 아웃-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
일 실시예의 전자 장치(ED)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(ED)는 휴대폰, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1a 등의 본 발명 명세서에서는 전자 장치(ED)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
한편, 도 1a 및 이하 도면들에서는 제1 방향(DR1) 내지 제3 방향(DR3)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)이 정의하는 제1 표시면(FS)을 포함할 수 있다. 전자 장치(ED)는 제1 표시면(FS)을 통해 이미지(IM)를 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 제1 표시면(FS)으로 제3 방향(DR3)을 향해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 본 명세서에서는 이미지(IM)가 표시되는 방향을 기준으로 각 구성들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 제1 표시면(FS) 및 제2 표시면(RS)을 포함할 수 있다. 제1 표시면(FS)은 제1 액티브 영역(F-AA) 및 제1 주변 영역(F-NAA)을 포함할 수 있다. 제1 액티브 영역(F-AA)에는 전자 모듈 영역(EMA)이 포함될 수 있다. 제2 표시면(RS)은 제1 표시면(FS)의 적어도 일부와 대향하는 면으로 정의될 수 있다. 즉, 제2 표시면(RS)은 전자 장치(ED)의 배면(rear surface)의 일부분으로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 전자 장치(ED)의 외부에서 제공되는 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 입력은 사용자의 손 등 신체의 일부에 의한 접촉은 물론 전자 장치(ED)와 근접하거나, 소정의 거리로 인접하여 인가되는 외부 입력(예를 들어, 호버링)을 포함할 수 있다. 또한, 힘, 압력, 온도, 광 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
전자 장치(ED)는 폴딩 영역(FA1) 및 비폴딩 영역(NFA1, NFA2)을 포함할 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 폴딩 영역(FA1)을 사이에 두고 배치된 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 한편, 도 1a 내지 도 1c에서는 하나의 폴딩 영역(FA1)을 포함하는 전자 장치(ED)의 실시예를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되지 않으며 전자 장치(ED)에는 복수 개의 폴딩 영역들이 정의될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 제1 폴딩축(FX1)을 기준으로 폴딩되는 것일 수 있다. 제1 폴딩축(FX1)은 제1 방향(DR1)으로 연장되는 가상의 축으로 제1 폴딩축(FX1)은 전자 장치(ED)의 장변 방향과 나란한 것일 수 있다. 제1 폴딩축(FX1)은 제1 표시면(FS) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 것일 수 있다.
일 실시예에서 비폴딩 영역들(NFA1, NFA2)은 폴딩 영역(FA1)을 사이에 두고 폴딩 영역(FA1)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 비폴딩 영역(NFA1)은 제2 방향(DR2)을 따라 폴딩 영역(FA1)의 일 측에 배치되고, 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 제2 방향(DR2)을 따라 폴딩 영역(FA1)의 타 측에 배치될 수 있다.
전자 장치(ED)는 제1 폴딩축(FX1)을 기준으로 폴딩되어 제1 표시면(FS) 중 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 중첩하는 일 영역 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩하는 타 영역이 서로 마주하는 인-폴딩(in-folding) 상태로 변형될 수 있다. 한편, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 인-폴딩된 상태에서 제2 표시면(RS)이 사용자에게 시인될 수 있다. 제2 표시면(RS)은 다양한 구성들을 포함하는 전자 모듈이 배치되는 전자 모듈 영역을 더 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 제1 폴딩축(FX1)을 기준으로 폴딩되어 제2 표시면(RS) 중 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 중첩하는 일 영역 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)과 중첩하는 타 영역이 서로 마주하는 아웃-폴딩(out-folding) 상태로 변형될 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 폴딩 축들을 기준으로 폴딩되어 제1 표시면(FS) 및 제2 표시면(RS) 각각의 일부가 마주하도록 폴딩될 수 있으며, 폴딩축의 개수 및 이에 따른 비폴딩 영역의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
전자 모듈 영역(EMA)에는 다양한 전자 모듈들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 모듈은 카메라, 스피커, 광 감지 센서, 및 열 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전자 모듈 영역(EMA)은 제1 또는 제2 표시면들(FS, RS)을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 제1 또는 제2 표시면들(FS, RS)을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 전자 모듈은 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 2a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 전자 장치의 인-폴딩 과정을 나타낸 사시도이다.
일 실시예의 전자 장치(ED-a)는 제1 방향(DR1)과 나란한 일 방향으로 연장되는 제2 폴딩축(FX2)을 기준으로 폴딩되는 것일 수 있다. 도 2b에서 제2 폴딩축(FX2)의 연장 방향이 전자 장치(ED-a)의 단변의 연장 방향과 나란한 경우를 도시하였다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED-a)는 적어도 하나의 폴딩 영역(FA2) 및 폴딩 영역(FA2)에 인접한 비폴딩 영역들(NFA3, NFA4)을 포함할 수 있다. 비폴딩 영역들(NFA3, NFA4)은 폴딩 영역(FA2)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다.
폴딩 영역(FA2)은 소정의 곡률 및 곡률반경을 갖는다. 일 실시예에서 제1 비폴딩 영역(NFA3) 및 제2 비폴딩 영역(NFA4)은 서로 마주보고, 전자 장치(ED-a)는 표시면(FS)이 외부에 노출되지 않도록 인-폴딩(in-folding)될 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 일 실시예에서 전자 장치(ED-a)는 표시면(FS)이 외부에 노출되도록 아웃-폴딩(outer-folding)될 수 있다. 또한, 일 실시예의 전자 장치(ED-a)는 제1 표시면(FS) 및 제2 표시면(RS)을 포함하고, 제1 표시면(FS)은 액티브 영역(F-AA) 및 주변 영역(F-NAA)을 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(ED-a)는 전자 모듈 영역(EMA, EMA-B)을 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 2b를 참조하여 설명한 일 실시예의 전자 장치(ED, ED-a)는 펼침 동작으로부터 인-폴딩 또는 아웃-폴딩 동작이 상호 반복되도록 구성될 수 있으나 실시예가 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서 전자 장치(ED, ED-a)는 펼침 동작, 인-폴딩 동작, 및 아웃-폴딩 동작 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 일 실시예의 전자 장치는 복수의 폴딩 영역을 포함하거나, 또는 적어도 일부 영역이 벤딩되거나 롤링될 수 있는 플렉서블 전자 장치일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 3은 도 1a에 도시된 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 예시적으로 나타낸 것이다. 도 4는 도 3의 I-I'선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 표시 장치 및 표시 장치 하측에 배치되는 전자 모듈(미도시)를 포함하는 것일 수 있다. 표시 장치는 표시 모듈(DM) 및 표시 모듈(DM) 상에 배치된 윈도우(WM)를 포함하는 것일 수 있다. 전자 모듈(미도시)은 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 한편, 일 실시예의 표시 장치는 표시 모듈(DM)과 윈도우(WM) 사이에 배치된 접착층(AP-W), 표시 모듈(DM) 하측에 배치된 하부 모듈(SM) 및 지지층(PF)을 포함하는 것일 수 있다.
윈도우(WM)는 표시 모듈(DM)의 상면 전체를 커버하는 것일 수 있다. 윈도우(WM)는 표시 모듈(DM)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다. 윈도우(WM)는 전자 장치(ED)의 폴딩 또는 벤딩의 변형에 따라 변형되는 가요성(Flexibility)을 갖는 것일 수 있다. 또한, 윈도우(WM)는 표시 모듈(DM)을 외부 충격으로부터 보호하는 기능을 하는 것일 수 있다.
전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM) 및 하부 모듈(SM) 등을 수납하는 하우징(HAU)을 포함할 수 있다. 하우징(HAU)은 윈도우(WM)와 결합될 수 있다. 도시되지는 않았으나 하우징(HAU)은 폴딩 또는 벤딩이 용이하도록 하기 위한 힌지구조물을 더 포함할 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에서 윈도우(WM)와 표시 모듈(DM) 사이에 배치된 접착층(AP-W)은 광학 투명 접착 필름(OCA, optically clear adhesive film) 또는 광학 투명 접착 수지층(OCR, optically clear adhesive resin layer)일 수 있다. 한편, 일 실시예에서 접착층(AP-W)은 생략될 수도 있다.
표시 모듈(DM)은 전기적 신호에 따라 영상을 표시하고, 외부 입력에 대한 정보를 송/수신할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 영역(DP-DA) 및 비표시 영역(DP-NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DP-DA)은 표시 모듈(DM)에서 제공되는 영상을 출사하는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 입력센서(IS)를 포함하는 것일 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시 소자층을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 표시 소자층은 유기 전계 발광 소자, 양자점 발광 소자, 또는 액정 소자층 등을 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
입력센서(IS)는 외부의 입력을 감지하기 위한 복수 개의 감지전극들을 포함할 수 있다. 입력센서(IS)는 정전용량식 센서일 수 있으나, 특별히 제한되지 않는다. 입력센서(IS)는 표시 패널(DP)의 제조 시, 연속 공정을 통해서 표시 패널(DP) 상에 직접 형성될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되지 않고, 입력센서(IS)는 표시 패널(DP)과는 별도의 패널로 제조되어, 접착층(미도시)에 의해 표시 패널(DP)에 부착될 수도 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED)에서 표시 모듈(DM)은 폴딩 표시부(FA-D) 및 비폴딩 표시부(NFA1-D, NFA2-D)를 포함하는 것일 수 있다. 폴딩 표시부(FA-D)는 폴딩 영역(FA1, 도 1a)에 대응하는 부분이고, 비폴딩 표시부(NFA1-D, NFA2-D)는 비폴딩 영역(NFA1, NFA2, 도 1a)에 대응하는 부분일 수 있다.
표시 모듈(DM) 상에 일 실시예에 따른 윈도우(WM)가 배치된다. 윈도우(WM)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 윈도우(WM)는 표시 패널(DP) 및 입력센서(IS) 등을 보호하는 것일 수 있다. 표시 패널(DP)에서 생성된 이미지(IM, 도 1a)는 윈도우(WM)를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다. 윈도우(WM)는 전자 장치(ED)의 터치면을 제공하는 것일 수 있다. 폴딩 영역(FA1)을 포함하는 전자 장치(ED)에서 윈도우(WM)는 폴딩 또는 벤딩될 수 있는 플렉서블 윈도우일 수 있다.
윈도우(WM)는 고분자 필름을 베이스층(BS, 도 5a)으로 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 윈도우(WM)는 베이스층(BS, 도 5a), 및 베이스층(BS, 도 5a)의 상면 또는 하면 중 적어도 하나에 배치되는 무기막을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에 따른 윈도우(WM)에 대하여는 이후 보다 상세히 설명한다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED)에서 하부 모듈(SM)은 지지 플레이트, 쿠션층, 차폐층, 충전층, 및 층간접합층 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 하부 모듈(SM)은 표시 모듈(DM)을 지지하거나, 외부의 충격 또는 힘에 의한 표시 모듈(DM)의 변형을 방지할 수 있다.
지지 플레이트는 금속 재료 또는 고분자 재료로 형성된 것일 수 있다. 쿠션층은 스펀지, 발포폼, 또는 우레탄 수지와 같은 탄성 중합체(elastomer) 등을 포함할 수 있다. 차폐층은 전자파 차폐층 또는 방열층일 수 있다. 또한, 차폐층은 접합층의 기능을 하는 것일 수 있다. 층간접합층은 접합수지층 또는 접착테이프의 형태로 제공될 수 있다. 충전층은 지지층(PF)과 하우징(HAU) 사이의 공간을 채우고, 지지층(PF)을 고정시키는 것일 수 있다.
지지층(PF)은 표시 모듈(DM) 하측에 배치되어 표시 모듈(DM)의 배면을 보호하는 층일 수 있다. 지지층(PF)은 표시 모듈(DM) 전체와 중첩하는 것일 수 있다. 지지층(PF)은 고분자 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지층(PF)은 폴리이미드(PI, polyimide) 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate) 필름일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 지지층(PF)의 재료가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 적어도 하나의 접착층(AP1, AP2)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 접착층(AP1)은 표시 모듈(DM)과 지지층(PF) 사이에 배치되고 제2 접착층(AP2)은 지지층(PF)과 하부 모듈(SM) 사이에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 접착층(AP1, AP2)은 광학 투명 접착 필름(OCA) 또는 광학 투명 접착 수지층(OCR)일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 각각 일 실시예에 따른 윈도우를 나타낸 단면도이다. 일 실시예의 윈도우(WM)는 베이스층(BS), 베이스층(BS)의 상면(BS-U) 및 하면(BS-B) 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막(IOL1, IOL2)을 포함하는 것일 수 있다.
도 5a를 참조하면, 윈도우(WM)는 베이스층(BS) 및 베이스층(BS) 상에 배치된 제1 무기막(IOL1)를 포함할 수 있다. 제1 무기막(IOL1)은 베이스층(BS) 상면(BS-U)에 직접 배치될 수 있다. 제1 무기막(IOL1)의 하면(IOL1-B)과 베이스층(BS)의 상면(BS-U)은 서로 접촉하는 것일 수 있다.
베이스층(BS)은 흡습율이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 외부의 수분이 베이스층(BS)에 흡수되어 윈도우(WM) 아래에 배치된 표시 모듈(DM)로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BS)의 흡습율은 1.0 % 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.8 % 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.7 % 이하일 수 있다. 베이스층(BS)의 흡습율을 상기 전술한 범위로 조절함으로써, 윈도우(WM)의 내투습성을 향상시킬 수 있다. 베이스층(BS)의 흡습율은 수분 흡착 무게 중량법을 통해 측정할 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BS)의 흡습율은 60℃ 이상 85℃ 이하의 온도 및 70% 이상 98%의 습도를 가지는 고온 고습 조건 하에서 일정 시간 동안 방치하기 전후의 베이스층(BS)의 중량 변화로부터 산출한 값일 수 있다.
베이스층(BS)은 소자 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지하기 위하여 낮은 수분 투과도(WVTR: Water Vapor Transmission Rate)를 가질 수 있다. 베이스층(BS)의 수분 투과도는 50 g/m2·day 이하일 수 있고, 바람직하게는 45 g/m2·day 이하일 수 있다. 베이스층(BS)의 수분 투과도가 전술한 범위를 만족하는 경우 외부의 수분 및 산소가 발광 소자로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으므로 소자 수명 특성이 개선될 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 베이스층(BS)은 고분자 필름일 수 있다. 베이스층(BS)이 고분자 필름인 경우 베이스층(BS)은 전술한 바와 같은 흡습율 및 수분 투과도 조건을 만족시키는 고분자로써, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethylenenaphthalate), 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride), 폴리불화비닐리덴(PVDF, polyvinylidene difluoride), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(ethylene vinylalcohol copolymer) 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 윈도우(WM)의 베이스층(BS)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate)를 포함할 수 있다. 베이스층(BS)은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 것일 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 함으로써, 낮은 흡습율 및 낮은 수분 투과율을 가지는 윈도우(WM)를 구현하는 것이 가능해질 수 있다. 베이스층(BS)이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 함으로써, 윈도우(WM)의 흡습율 및 수분 투과율이 낮아질 수 있어 전자 장치(ED, 도 1a)의 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 베이스층(BS)이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 한다는 것은 후술하는 윈도우(WM)의 목적하는 특성을 만족시킬 정도로 베이스층(BS)이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 함유하는 것을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 베이스층(BS) 중 폴리에틸렌테레프탈레이트의 함유량이 80 질량% 이상이고, 바람직하게는 90 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 베이스층(BS)이 폴리에틸렌테레프탈레이트만으로 이루어지는 것을 의미할 수 있다. 베이스층(BS)에서 폴리에틸렌테레프탈레이트의 함유량이 전술한 범위를 만족할 경우 일 실시예의 윈도우(WM)의 목적하는 특성을 나타내는 것이 가능할 수 있고, 베이스층(BS)을 이루는 폴리에틸렌테레프탈레이트 본래의 내투습성 및 내구성이 향상될 수 있다.
베이스층(BS)의 두께(tBS)는 30㎛ 이상 90㎛ 이하일 수 있다. 베이스층(BS)의 두께(tBS)가 30㎛ 미만인 경우 제1 무기막(IOL1)이 제공되는 지지층의 역할 또는 하부의 표시 모듈(DM, 도 3) 등을 보호하는 역할을 할 수 없다. 또한, 베이스층(BS)의 두께(tBS)가 90㎛ 초과인 경우 전자 장치(ED, 도 1a) 전체의 두께가 증가될 수 있다. 특히, 전자 장치(ED, 도 1a)가 도 1a 내지 도 2b 등에 도시된 바와 같이 폴딩되는 것일 경우 베이스층(BS)의 두께가 두꺼울수록 폴딩 특성이 저하될 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)는 하나의 베이스층(BS)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예의 윈도우(WM)는 베이스층(BS)으로 하나의 고분자 필름을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 윈도우(WM)는 제1 무기막(IOL1)과 접촉하는 베이스층(BS) 이외에 추가의 고분자 필름을 미포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1)은 하나의 층(single layer)으로 제공되는 것일 수 있다. 일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1)은 하나의 층으로서 윈도우(WM)의 내구성을 증가시키는 역할을 하는 기능층일 수 있다.
고분자 필름을 가지는 베이스층(BS)은 수분 침투에 의해 팽창되거나 물성이 저하되기 때문에, 전자 장치(ED, 도 1a)에 적용되었을 때 치수 안정성(dimensional stability)이 저하될 수 있다. 본 발명에 따르면, 베이스층(BS)의 상면(BS-U)에 제1 무기막(IOL1)을 직접 배치시킴으로써 수분 침투에 의한 윈도우(WM)의 팽창 및 물성 저하를 방지할 수 있으므로 전자 장치(ED, 도 1a)의 내구성 및 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1)의 두께(tIOL1)는 10 nm 이상 50 nm 이하일 수 있다. 제1 무기막(IOL1)의 두께(tIOL1)가 10 nm 미만인 경우 산소 및 수분에 대한 배리어 특성이 저하되거나, 베이스층(BS)을 보호하는 기능이 저하되어 윈도우(WM)의 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 제1 무기막(IOL1)의 두께(tIOL1)가 50 nm 초과일 경우 윈도우(WM)이 두께가 두꺼워져 얇은 두께의 전자 장치, 또는 폴더블 전자 장치의 구현에 적합하지 않을 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1)의 하면(IOL1-B)은 베이스층(BS)의 상면(BS-U)에 접촉하고, 제1 무기막(IOL1)의 상면(IOL1-U)은 외부로 노출된 최상면일 수 있다. 제1 무기막(IOL1) 상에는 다른 층이 배치되지 않을 수 있다. 일 실시예의 윈도우(WM)는 베이스층(BS) 이외에 제1 무기막(IOL1)의 상부 또는 하부에 추가의 고분자 필름을 미포함하는 것일 수 있다.
제1 무기막(IOL1)은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 무기막(IOL1)은 SiO, SiOC, 또는 SiOCN를 포함하거나, 이들 중 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 명세서에서, SiO는 규소 원자(Si) 및 산소 원자(O)를 함유하는 물질을 의미하고, SiOC는 규소 원자(Si), 산소 원자(O), 및 탄소 원자(C)를 함유하는 물질을 의미하고, SiOCN는 규소 원자(Si), 산소 원자(O), 탄소 원자(C), 및 질소 원자(N)를 함유하는 물질을 의미한다.
일 실시예에서, 제1 무기막(IOL1)은 SiOCN를 포함할 수 있다. 제1 무기막(IOL1)이 SiOCN를 포함하는 경우, 제1 무기막(IOL1)에 포함된 전체 원자량에 대하여, 산소 원자 57.1 at % 내지 60.5 at %, 규소 원자 27.0 at % 내지 30.6 at %, 탄소 원자 6.0 at % 내지 10.8 at %, 및 질소 원자 3.4 at % 내지 3.6 at %를 포함할 수 있다. 제1 무기막(IOL1)에 포함된 산소 원자, 규소 원자, 탄소 원자, 및 질소 원자의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 제1 무기막(IOL1)이 윈도우(WM)에 적용될 때 내투습성을 유지하면서도 우수한 기계적 특성을 확보할 수 있다. 한편, 제1 무기막(IOL1)에 포함된 원자들의 함량 비율은 윈도우(WM)의 목적하는 특성에 맞추어 제조 공정 중에 조절하는 것이 가능하다. 제1 무기막(IOL1)에 포함된 원자들의 함량 비율은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 무기막(IOL1)은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 무기막(IOL1)은 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 향상 화학 기상증착(PECVD), 스퍼터(sputter), 원자층 증착(ALD), 또는 열증착(thermal evaporation) 등의 방법으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)의 단면도이다. 이하, 도 5b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)를 설명함에 있어, 도 5a에서 앞서 설명한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 자세한 설명은 생략한다.
도 5b를 참조하면, 윈도우(WM)는 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 제1 무기막(IOL1), 및 베이스층(BS) 아래에 배치된 제2 무기막(IOL2)을 포함할 수 있다. 제1 무기막(IOL1)은 베이스층(BS)의 상면(BS-U)에 직접 배치될 수 있다. 제1 무기막(IOL1)의 하면(IOL1-B) 및 베이스층(BS)의 상면(BS-U)은 서로 접촉하는 것일 수 있다. 제2 무기막(IOL2)은 베이스층(BS)의 하면(BS-B)에 직접 배치될 수 있다. 제2 무기막(IOL2)의 상면(IOL2-U) 및 베이스층(BS)의 하면(BS-B)은 서로 접촉하는 것일 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)는 하나의 베이스층(BS)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예의 윈도우(WM)는 하나의 고분자 필름을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 윈도우(WM)는 제1 무기막(IOL1) 및 제2 무기막(IOL2)과 접촉하는 베이스층(BS) 이외에 추가의 고분자 필름을 미포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1) 및 제2 무기막(IOL2)은 하나의 층(single layer)으로 제공되는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1) 및 제2 무기막(IOL2)은 하나의 층으로서 윈도우(WM)의 내구성을 증가시키는 역할을 하는 기능층일 수 있다. 특히, 제2 무기막(IOL2)은 베이스층(BS) 및 표시 모듈(DM, 도 4) 사이에 배치되어 발광 소자에 수분 및 산소가 침투하는 것을 추가로 방지하는 역할을 할 수 있다.
베이스층(BS)의 상면(BS-U) 및 하면(BS-B) 각각에 제1 무기막(IOL1) 및 제2 무기막(IOL2)을 직접 배치시킴으로써 수분 침투에 의한 윈도우(WM)의 팽창이나, 물성 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 윈도우(WM)의 치수 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 일 실시예의 윈도우(WM)가 적용된 전자 장치(ED, 도 1a)의 내구성 및 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 제2 무기막(IOL2)의 두께(tIOL2)는 10 nm 이상 50 nm 이하일 수 있다. 제2 무기막(IOL2)의 두께(tIOL2)가 10 nm 미만인 경우 산소 및 수분에 대한 배리어 특성이 저하되거나, 베이스층(BS)을 보호하는 기능이 저하되어 윈도우(WM)의 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 제2 무기막(IOL2)의 두께(tIOL2)가 50 nm 초과일 경우 윈도우(WM)이 두께가 두꺼워져 얇은 두께의 전자 장치, 또는 폴더블 전자 장치의 구현에 적합하지 않을 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)에서 제1 무기막(IOL1)의 하면(IOL1-B)은 베이스층(BS)의 상면(BS-U)에 접촉하고, 제1 무기막(IOL1)의 상면(IOL1-U)은 외부로 노출된 최상면일 수 있다. 즉, 일 실시예의 윈도우(WM)는 베이스층(BS) 이외에 제1 무기막(IOL1)의 상부 또는 하부에 추가의 고분자 필름을 미포함하는 것일 수 있다.
제2 무기막(IOL2)은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 무기막(IOL2)은 SiO, SiOC, 또는 SiOCN를 포함하거나, 이들 중 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 명세서에서, SiO는 규소 원자(Si) 및 산소 원자(O)를 함유하는 물질을 의미하고, SiOC는 규소 원자(Si), 산소 원자(O), 및 탄소 원자(C)를 함유하는 물질을 의미하고, SiOCN는 규소 원자(Si), 산소 원자(O), 탄소 원자(C), 및 질소 원자(N)를 함유하는 물질을 의미한다.
일 실시예에서, 제2 무기막(IOL2)이 SiOCN를 포함하는 경우, 제2 무기막(IOL2)에 포함된 전체 원자량에 대하여, 산소 원자 57.1 at % 내지 60.5 at %, 규소 원자 27.0 at % 내지 30.6 at %, 탄소 원자 6.0 at % 내지 10.8 at %, 및 질소 원자 3.4 at % 내지 3.6 at %를 포함할 수 있다. 제2 무기막(IOL2)에 포함된 산소 원자, 규소 원자, 탄소 원자, 및 질소 원자의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 제2 무기막(IOL2)이 윈도우(WM)에 적용될 때 내투습성을 유지하면서도 우수한 기계적 특성을 확보할 수 있다. 한편, 제2 무기막(IOL2)의 포함된 원자들의 함량 비율은 윈도우(WM)의 목적하는 특성에 맞추어 제조 공정 중에 조절하는 것이 가능하다. 제2 무기막(IOL2)에 포함된 원자들의 함량 비율은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 무기막(IOL2)은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 무기막(IOL2)은 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 향상 화학 기상증착(PECVD), 스퍼터(sputter), 원자층 증착(ALD), 또는 열증착(thermal evaporation) 등의 방법으로 형성할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
일반적으로 전자 장치는 표시 모듈 등을 보호하기 위한 윈도우를 구비한다. 종래 전자 장치는 폴리이미드를 포함하는 필름, 및 상기 폴리이미드 필름의 일면 위에 배치되는 하드코팅층을 포함하는 플라스틱 기판을 윈도우로 사용하여 왔다. 폴리이미드 필름은 열에 대한 안정성이 우수하고 높은 유연성을 가지고 있어 플렉서블 전자 장치에 적용되는 윈도우 재료로 적합한 특성을 가지고 있다. 그러나, 폴리이미드 필름은 습도에 따라 비교적 높은 흡습량을 나타내고, 수분 흡수에 따라 수분 팽창율이 비교적 크므로 윈도우에 균열이나 박리가 발생한다는 문제가 있다. 더하여, 플라스틱 필름의 경우 전자 장치의 윈도우로써 요구되는 기계적 물성과 고온 및 고습 등 다양한 환경에서 윈도우에 크랙이 발생하지 않는 물성을 동시에 만족시키기는 대단히 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)는 고분자 필름을 가지는 베이스층(BS) 및 베이스층(BS)의 상면(BS-U) 및 하면(BS-B) 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막(IOL1, IOL2)을 구비하여 고온 및 고습의 환경에서 낮은 흡습율, 낮은 수분 팽창율, 및 낮은 수분 투과도를 가지면서도 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있다. 일 실시예의 윈도우(WM)는 낮은 흡습율, 낮은 수분 팽창율, 및 낮은 수분 투과도를 가지므로 고습 환경에서 소자 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있고, 기재 필름이 팽창 및 수축하려고 하는 응력에 견딜 수 있으므로 습기 증가에 따른 치수 변화가 적을 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 윈도우(WM)가 전자 장치(ED, 도 1a)에 적용되었을 때 전자 장치(ED, 도 1a)의 신뢰성 및 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)는 2.7 % 이하의 흡습율을 가질 수 있다. 고분자 소재에 수분이 흡수되면 고분자 소재가 팽창될 수 있다. 각 층들의 수분 팽창율은 서로 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WM)의 수분 팽창율과 윈도우(WM) 하부에 배치된 표시 모듈(DM, 도 3)의 수분 팽창율은 서로 상이할 수 있다. 이는 윈도우의(WM)의 크랙, 예를 들어, 크레이징을 야기할 수 있다. 예를 들어, 흡습률이 2.7%을 초과하는 경우, 윈도우(WM)의 크랙이 발생할 확률이 증가할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 흡습률이 2.7% 미만인 윈도우(WM)가 전자 장치(ED, 도 1a)에 적용될 수 있다. 따라서, 수분 팽창율의 차이에 따른 윈도우(WM)의 크랙 현상이 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우(WM)의 흡습율은 제1 조건 하에서 측정된 것일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 조건은 고온의 제1 온도 및 고습의 제1 습도를 가질 수 있다. 제1 조건의 제1 온도는 60℃ 이상이고, 제1 습도는 70% 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 조건의 제1 온도는 60℃ 이상 85℃ 이하이고, 제1 습도는 70% 이상 98% 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우(WM)의 흡습율을 측정하기 위해 수분 흡착 무게 중량법이 사용될 수 있다. 윈도우(WM)의 흡습율을 측정하는 단계는 윈도우(WM)를 준비하는 단계, 제2 조건 하에서 윈도우(WM)를 건조시키는 단계, 및 제1 조건 하에서 윈도우(WM)를 소정의 시간 동안 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.
윈도우(WM)를 준비하는 단계에서, 윈도우는 폭 1cm 및 길이 1cm가 되도록 재단될 수 있다. 이 때, 윈도우(WM)의 무게는 10 mg 이상 30 mg 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이후, 윈도우(WM)를 시료 팬(pan)에 올려 둔 후 제2 조건 하에서 윈도우(WM)에 잔류하는 수분을 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 조건은 제2 온도 및 제2 습도를 가질 수 있다. 제2 온도는 60℃ 이상이고, 제2 습도는 0%일 수 있다. 예를 들어, 제2 온도는 60℃ 이상 85℃ 이하이고, 제2 습도는 0% 일 수 있다. 윈도우(WM)는 제2 조건 하에서 약 1시간 동안 건조될 수 있다.
이후, 건조된 윈도우(WM)의 무게를 측정할 수 있다. 윈도우(WM)를 제2 조건 하에서 건조시키는 단계 이후, 윈도우(WM)는 제1 무게를 가질 수 있다. 즉, 제1 무게는 수분이 제거된 상태의 윈도우(WM)의 무게일 수 있다.
이후, 윈도우(WM)를 제1 조건 하에서 소정의 시간 동안 유지시킬 수 있다. 건조된 상태의 윈도우(WM)는 제1 조건 하에서 수분을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WM)를 60℃ 이상 85℃ 이하의 온도, 및 70% 이상 98% 이하의 습도 조건에서 소정 시간 유지시킬 수 있다. 제2 조건 하에서 윈도우(WM)를 건조시키는 단계부터 윈도우(WM)를 제1 조건 하에서 소정의 시간 동안 유지시키는 단계에서까지 온도는 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 제2 조건의 제2 온도와 제1 조건의 제1 온도는 동일할 수 있다, 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 조건 하에서 소정 시간 유지한 후, 윈도우(WM)의 제2 무게를 측정한다. 소정의 시간은 예를 들어, 약 3시간 일 수 있다.
제1 무게는 제1 조건 하에 놓이기 전의 윈도우(WM)의 무게이고, 제2 무게는 제1 조건 하에서 소정 시간 동안 유지 후의 윈도우(WM)의 무게일 수 있다. 윈도우(WM)의 흡습율은 제1 무게, 및 제2 무게와 제1 무게의 차이 값의 비율을 백분율로 나타낸 값일 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우(WM)의 흡습율은 하기 수학식 1로 표시될 수 있다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, M은 윈도우의 흡습률(%)이고, Ww는 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 윈도우의 무게이고, Wd는 제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 건조된 후 측정된 윈도우의 무게이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)는 8.03 ppm/% 이하의 수분 팽창율을 가질 수 있다. 수분 팽창율이 전술한 범위를 만족하는 경우, 윈도우(WM)의 수분 흡수에 따른 치수 안정성이 향상될 수 있다. 일반적으로 고습 환경에서 윈도우(WM)는 팽창하여 치수 및 형태가 변화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 윈도우(WM)의 수분 팽창율이 8.03 ppm/% 이하의 값을 가짐에 따라, 윈도우(WM)의 치수 안정성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 윈도우(WM)가 전자 장치(ED, 도 1a)에 적용되는 경우 높은 내구성 및 신뢰성이 확보될 수 있다. 또한, 전자 장치(ED, 도 1a)의 제조 과정에서 웨트 프로세스가 수행될 경우에도, 윈도우(WM)의 수분 팽창율이 낮으므로 공정성이 향상될 수 있다. 윈도우(WM)의 수분 팽창율이 전술한 범위를 만족하지 않는 경우, 습도의 상승과 함께 윈도우(WM)의 치수 및 형태가 변화되어 윈도우(WM)가 휘거나, 다른 기능층과의 밀착성이 저하되어 박리 현상 등의 문제가 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우(WM)의 수분 팽창율을 측정하기 위해 동적 기계 분석기(DMA: dynamic mechanical analysis)가 사용될 수 있다. 윈도우(WM)의 수분 팽창율을 측정하는 단계는 윈도우(WM)를 준비하는 단계, 제2 조건 하에서 윈도우(WM)를 건조시키는 단계, 및 제1 속도로 제2 습도로부터 제1 습도까지 변화시켜 윈도우(WM)를 가습하는 단계를 포함할 수 있다.
윈도우(WM)를 준비하는 단계에서, 윈도우(WM) 폭이 6mm 및 길이 10mm가 되도록 재단될 수 있다. 이 때, 윈도우(WM)의 길이를 측정할 수 있다. 윈도우(WM)를 준비하는 단계에서, 윈도우(WM)는 제1 길이를 가질 수 있다. 제1 길이는 윈도우(WM)의 초기 길이로 지칭될 수 있다.
제2 조건 하에서 윈도우(WM)에 잔류하는 수분이 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 조건은 제2 온도 및 제2 습도를 가질 수 있다. 제2 온도는 60℃ 이상이고, 제2 습도는 0%일 수 있다. 예를 들어, 제2 온도는 60℃이고, 제2 습도는 0% 일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제2 습도가 0%를 만족하는 경우라면 제2 온도는 측정 조건에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 윈도우(WM)는 제2 조건 하에서 약 1시간 동안 건조될 수 있다. 건조된 윈도우(WM)의 길이를 측정할 수 있다. 윈도우(WM)를 건조시키는 단계에서, 윈도우(WM)는 제2 길이를 가질 수 있다. 즉, 제2 길이는 수분이 제거된 상태의 윈도우(WM)의 길이일 수 있다.
이후, 윈도우(WM)를 가습하는 단계가 수행될 수 있다. 이 때, 제2 조건의 제2 습도를 제1 속도로 제1 습도까지 변화시킬 수 있다. 이 때, 온도는 일정하게 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 습도는 70% 이상 98% 이하이고, 제1 속도는 1%/분일 수 있다. 예를 들어, 온도를 일정하게 유지시킨 상태에서 1%/분의 속도로 0%의 습도를 90%의 습도까지 변화시킬 수 있다. 건조된 상태의 윈도우(WM)는 가습되는 동안 수분을 흡수하여 신장될 수 있다. 신장된 윈도우(WM)의 길이를 측정할 수 있다. 신장된 윈도우(WM)는 제3 길이를 가질 수 있다. 윈도우(WM)의 수분 팽창율은 윈도우(WM)의 신장량으로부터 계산될 수 있다. 예를 들어, 제3 길이와 제2 길이의 차이를 습도 변화의 차이로 나누어, 그 값을 초기 윈도우(WM)의 초기 길이로 나눈 값을 수분 팽창율로 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우(WM)의 수분 팽창율은 하기 수학식 2로 표시될 수 있다.
[수학식 2]
H=((L3-L2/L1)/(Mw-Md))×106
상기 수학식 2에서, H는 윈도우의 수분 팽창율(ppm/%)이고, L1은 윈도우(WM)의 초기 길이인 제1 길이이고, L2는 제2 조건 하에서 측정된 건조된 상태의 윈도우(WM)의 제2 길이이고, L3은 가습 후 신장된 윈도우(WM)의 제3 길이이고, Mw는 제1 습도이고, Md는 제2 습도이다.
일 실시예의 윈도우(WM)는 소자 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지하기 위해 낮은 수분 투과도(WVTR: Water Vapor Transmission Rate)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우(WM)의 수분 투과도는 1.73 g/m2day 이하일 수 있다. 이 때, 윈도우(WM)의 수분 투과도는 고온인 제1 온도 및 고습인 제1 습도를 가지는 제1 조건 하에서 측정된 것일 수 있다. 예를 들어, 수분 투과도는 60℃의 온도 및 100%의 습도 하에서 윈도우(WM)를 일정 시간 동안 방치한 후 측정한 값일 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM)는 28.05 ppm/℃ 이하의 열팽창계수를 가질 수 있다. 윈도우(WM)의 열팽창계수가 28.05 ppm/℃ 초과일 경우, 전자 장치(ED, 도 1a)의 제조 과정에서 윈도우(WM)와 윈도우(WM) 아래에 배치된 기능층들(예컨대, 표시 모듈) 간의 열팽창계수 차이가 지나치게 커질 수 있다. 이와 같이, 열팽창계수의 차이가 커지면 전자 장치(ED, 도 1a)의 제조 과정에서 윈도우(WM)와 표시 모듈(DM)이 서로 박리될 가능성이 높아질 수 있다.
열팽창계수를 분석하기 위해 열 기계 분석기(TMA: Thermomechanical analysis)가 사용될 수 있다. 윈도우(WM)의 열팽창계수를 측정하는 단계는 윈도우(WM)를 준비하는 단계, 제3 온도 조건에서 윈도우(WM)를 냉각시키는 단계, 및 제3 온도 조건에서 제3 온도보다 높은 제4 온도 조건으로 윈도우(WM)를 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
윈도우(WM)를 준비하는 단계에서 윈도우(WM)는 폭이 4mm 및 길이가 16mm가 되도록 재단될 수 있다. 윈도우(WM)의 일부 구간이 열에 노출되도록 분석기기에 장착할 수 있다. 예를 들어, 상기 일부 구간의 길이는 10mm일 수 있다. 이 때, 윈도우(WM)의 길이를 측정할 수 있다. 윈도우(WM)를 준비하는 단계에서, 윈도우(WM)는 제4 길이를 가질 수 있다. 제4 길이는 윈도우(WM)의 초기 길이로 지칭될 수 있다.
제3 온도 조건에서 윈도우(WM)가 냉각될 수 있다. 제3 온도 조건은 저온 조건일 수 있다. 예를 들어, -50℃의 온도로 윈도우(WM)가 냉각될 수 있다. 냉각된 윈도우(WM)의 길이를 측정할 수 있다. 윈도우(WM) 냉각시키는 단계에서, 윈도우(WM)는 제5 길이를 가질 수 있다. 즉, 제5 길이는 냉각된 윈도우(WM)의 길이일 수 있다.
이후, 윈도우(WM)를 가열하는 단계가 수행될 수 있다. 제3 온도 조건에서 제3 온도보다 높은 제4 온도 조건으로 윈도우(WM)가 가열될 수 있다. 예를 들어, -50℃의 온도 조건에서 분당 5℃의 속도로 온도를 상승시켜, 150℃의 온도 조건까지 윈도우(WM)가 가열될 수 있다. 제3 온도 조건에서 냉각된 윈도우(WM)는 제4 온도 조건으로 가열되는 동안 열로 인해 신장될 수 있다. 열로 인해 신장된 윈도우(WM)의 길이를 측정할 수 있다. 신장된 윈도우(WM)는 제6 길이를 가질 수 있다. 윈도우(WM)의 열팽창계수는 윈도우(WM)의 신장량으로부터 계산될 수 있다.
일 실시예에서, 열팽창계수는 하기 수학식 3으로 표시될 수 있다.
[수학식 3]
T=(((L6-L5)/L4)/(T4/T3))×106
상기 수학식 3에서, T는 윈도우(WM)의 열팽창계수(ppm/℃)를 나타내고, L4는 윈도우(WM)의 초기 길이인 제4 길이를 나타내고, L5는 제3 온도 조건에서의 윈도우(WM)의 제5 길이를 나타내고, L6은 제4 온도 조건에서의 윈도우(WM)의 제6 길이를 나타내고, T3은 제3 온도를 나타내고, T4는 제4 온도를 나타낸다.
본 실시예에서 윈도우(WM)의 유리전이온도(Tg)는 87.2℃ 이상일 수 있다. 윈도우(WM)의 유리전이온도(Tg)가 87.2℃ 미만인 경우 윈도우(WM)를 휘거나 접는 경우에 환경 신뢰성 문제가 발생할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 환경 신뢰성이란 60℃ 이상 85℃ 이하의 고온 환경에서 윈도우(WM)를 휘거나 접을 때 윈도우(WM)가 깨지지 않는 특성을 의미할 수 있다. 윈도우(WM)가 87.2℃ 이상의 유리전이온도(Tg)를 가지므로 일 실시예의 윈도우(WM)를 전자 장치(ED, 도 1a)에 적용하였을 때 환경 신뢰성 문제가 방지될 수 있어 전자 장치(ED, 도 1a)의 내구성이 향상될 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WM) 고분자 재료로 형성된 베이스층(BS), 및 베이스층(BS)의 상면(BS-U) 및 또는 하면(BS-B) 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막(IOL1, IOL2)을 포함하여 플렉서블 전자 장치에 적합한 유연성을 가지면서도 외부의 수분 및 산소로부터 하부에 배치된 표시 모듈(DM)을 보호하는 내투습성을 나타낼 수 있다. 또한, 일 실시예의 윈도우(WM)는 고온 및 고습의 환경에서 우수한 치수 안정성을 나타내므로 윈도우(WM)의 크랙 현상 및 박리 현상을 방지할 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED, 도 1a)는 표시 모듈(DM) 상에 일 실시예의 윈도우(WM)를 포함하여 우수한 내투습성을 가지면서도, 폴딩 동작이 반복되는 사용 상태에서도 윈도우(WM)의 치수 및 형태가 변화 최소화될 수 있어 우수한 내구성 및 신뢰성을 나타낼 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 윈도우에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
1. 윈도우의 제조
실시예 및 비교예들의 윈도우의 구성은 하기 표 1과 같다. 실시예 1은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 베이스층 및 베이스층의 상면 및 하면에 각각 직접 배치된 제1 무기막 및 제2 무기막을 포함하는 윈도우이다. 실시예 1의 윈도우는 도 5b에 도시된 적층 구조를 갖는 것이다. 비교예 1은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 베이스층만을 포함하는 윈도우이고, 비교예 2는 폴리이미드를 포함하는 베이스층 및 베이스층 상면에 배치된 하드코팅층을 포함하는 윈도우이다.
| 실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 베이스층 | O (폴리에틸렌테레프탈레이트) |
O (폴리에틸렌테레프탈레이트) |
O (폴리이미드) |
| 무기막 | O | - | - |
| 하드코팅층 | - | - | O |
1) 실시예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 준비하고, 화학 기상 증착 방식으로 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 일면과 타면에 각각 Si, O, C 및 N을 포함하는 제1 무기막과 제2 무기막을 형성하는 방법으로 윈도우를 제조하였다. 제1 무기막과 제2 무기막의 표면의 조성을 XPS(X-ray photoelectron Spectroscopy)로 분석한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2는 제1 무기막 및 제2 무기막에 대한 표면 조성의 평균값 및 표준 편차를 나타내었다.
| 조성비(at%) | 표준편차 | |
| O | 58.8 | 1.7 |
| Si | 28.8 | 1.0 |
| C | 8.4 | 2.4 |
| N | 3.5 | 0.2 |
2) 비교예 1
베이스층 상부 및 하부에 각각 제1 무기막 및 제2 무기막을 형성하지 아니한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 윈도우를 제조하였다. 비교예 1은 제1 무기막 및 제2 무기막이 제공되지 않은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 해당한다. 실시예 1과 비교예 1에서 사용된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 동일한 종류에 해당한다.
3) 비교예 2
폴리이미드 필름을 준비하고, 상기 폴리이미드 필름의 일면에 대전방지제로 Sb2O5을 포함하는 폴리아크릴레이트 수지를 코팅하였다. 이 후, UV 광을 조사하여 폴리아크릴레이트 수지를 경화시켜 하드코팅층을 형성하였다.
2. 윈도우의 특성 평가
(1) 흡습율
표 3에서는 실시예 및 비교예의 흡습율을 측정하여 나타내었다. 표 3에서 흡습율은 (TAG-Sorption analysis Q5000 SA, TA Instruments 사)의 장비로 측정되었다. 흡습율 측정 시 테스트 시료는 1.0 cm X 1.0 cm의 크기(약 10 mg의 무게)로 재단하여 준비하였다. 준비된 테스트 시료를 구형 모양의 시료 팬(pan)에 올려 놓고 분석기기에 장착하였다. 60℃ 이상 85℃ 이하의 온도 및 0%의 습도 조건에서 시료에 잔류하는 수분을 제거하는 단계를 진행하였다. 이후, 온도를 유지한 상태에서 습도를 70℃ 이상 98℃ 이하로 조정하여 시료가 흡습하는 수분의 양을 무게 변화를 통해 분석하였다. 표 3에서는 상기 수학식 1을 통해 계산된 흡습율을 나타내었다.
| 테스트 시료1 | 테스트 시료2 | 테스트 시료3 | 평균 (%) | 표준편차 | |
| 실시예 1 | 0.497 | 0.472 | 0.474 | 0.48 | 0.014 |
| 비교예 1 | 0.549 | 0.650 | 0.548 | 0.58 | 0.059 |
| 비교예 2 | 2.839 | 2.808 | 2.743 | 2.80 | 0.049 |
상기 표 3을 참조하면, 실시예 1은 비교예 1 및 2와 비교하여 흡습율이 낮고, 내수성이 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 흡습율이 2.7 % 이하인 경우 습기 존재 하에서 높은 신뢰성을 가지는 윈도우(WM)를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우(WM)를 전자 장치(ED, 도 1a)에 적용할 경우 소자 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있으므로 전자 장치(ED, 도 1a)의 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 비교예 1 및 비교예 2의 결과를 비교하면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 포함하는 비교예 1은 폴리이미드 필름을 포함하는 비교예 2보다 흡습율이 낮으며 실시예 1과 유사한 정도의 흡습율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 폴리이미드 필름을 포함하는 비교예 2의 경우 습도가 높아짐에 따라 높은 흡습성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
(2) 수분 팽창율
표 4 및 표 5에서는 실시예 및 비교예의 수분 팽창율을 측정하여 나타내었다. 표 4 및 표 5에서 수분 팽창율은 동적 기계 분석기(Dynamic Mechanical Analysis, Q800)의 장비로 측정되었다. 수분 팽창율 측정 시 테스트 시료는 10mm X 6 mm의 크기로 재단하여 준비하였다. 준비된 테스트 시료를 분석기기에 장착한 후 특정 온도(30℃ 또는 60℃)로 고정하였다. 이후, 습도를 0%에서 최대 90%까지 분당 1%로 변화시키면서 테스트 시료에 0.05N의 하중을 가하여 신장량 변화를 측정하였다. 각 온도에서 습도가 상승하는 선형 구간에서 0%부터 90% 구간의 테스트 시료의 신장량 변화를 통해 수분 팽창율을 분석하였다. 표 4 및 표 5에서는 상기 수학식 2를 통해 계산된 수분 팽창율을 나타내었다. 하기 표 4에는 60℃의 온도에서 측정한 실시예 및 비교예의 수분 팽창율을 나타내었고, 하기 표 5에는 30℃의 온도에서 측정한 실시예 및 비교예의 수분 팽창율을 나타내었다.
| 60℃/90% | 테스트 시료 1 (ppm/%) |
테스트 시료 2 (ppm/%) |
평균 (ppm/%) |
표준편차 |
| 실시예 1 | 7.7 | 6.1 | 6.9 | 1.13 |
| 비교예 1 | 24.9 | 24.7 | 24.8 | 0.14 |
| 비교예 2 | 24.9 | 23.9 | 24.4 | 0.71 |
| 30℃/80% | 테스트 시료 1 (ppm/%) |
테스트 시료 2 (ppm/%) |
평균 (ppm/%) |
표준편차 |
| 실시예 1 | 1.4 | 1.0 | 1.2 | 0.28 |
| 비교예 1 | 11.0 | 11.2 | 11.1 | 0.14 |
| 비교예 2 | 15.7 | 16.4 | 16.1 | 0.49 |
상기 표 4 및 표 5를 참조하면, 실시예 1의 경우 비교예 1 및 2에 비하여 낮은 수분 팽창율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 실시예 1의 수분 팽창율은 8.03 ppm/% 이하를 나타내므로, 습도 증가에 따른 윈도우(WM)의 치수 안정성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 습도 증가에 따른 윈도우(WM)의 크랙 현상 및 박리 현상 등이 방지될 수 있다.
비교예 1의 경우, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 베이스층만을 포함하여 습기 증가에 따라 수분 팽창율이 실시예 1보다 증가된 것을 확인할 수 있다. 반면, 실시예 1의 경우, 베이스층이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하더라도 베이스층의 상부 및 하부에 각각 무기막이 배치됨에 따라, 수분 팽창율이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있다.
비교예 2의 경우, 폴리이미드를 포함하는 베이스층을 포함하여 수분 팽창율이 실시예 1보다 크게 증가함을 확인할 수 있다.
(3) 수분 투과율
표 6에서는 실시예 및 비교예에 대하여 수분 투과율(WVTR: water vapor transmission rate)을 측정하여 나타내었다. 표 6에서 수분 투과도는 (WVTR: water vapor transmission rate)의 장비로 측정되었다. 수분 투과도 측정 시 테스트 시료는 50㎠의 크기로 재단하여 준비하였다. 수분 투과도 측정은 60℃의 온도, 100%의 습도, 및 유량 100sccm 조건에서 측정되었다.
| 실시예 1 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 수분투과도 (g/m2day) |
1.7 | 42.1 | 168.4 |
| 표준편차 | 0.03 | 0.16 | 0.83 |
상기 표 6에서 보여지는 바와 같이 실시예 1은 비교예 1 및 2에 비해 낮은 수분 투과도를 나타낸다. 즉, 실시예 1은 비교예 1 및 2에 비해 향상된 수분 차단성을 보여주었다.
(4) 열팽창계수
표 7에서는 실시예 및 비교예의 열팽창계수를 측정하여 나타내었다. 표 7에서 열팽창계수는 열 기계 분석기(TMA: Thermomechanical analysis)의 장비로 측정되었다. 열팽창계수 측정 시 테스트 시료는 4 mm X 16 mm의 크기로 재단되었다. 테스트 시료의 일부 구간이 열에 노출되도록 분석기기에 장착하였다. 예를 들어, 상기 일부 구간의 길이는 10mm일 수 있다. 테스트 시료에 0.05N의 하중을 가한 상태에서 온도를 1차로 -50℃로 하강 후 분당 5℃의 속도로 90℃까지 가열한 뒤 테스트 시료의 신장량 변화를 측정하였다. 이후, 온도를 2차로 -50℃로 하강 후 다시 5℃의 속도 90℃까지 가열한 뒤 테스트 시료의 신장량 변화를 측정하였다. 1차 및 2차 온도가 상승하는 선형 구간에서 -40℃부터 60℃ 또는 -40℃부터 85℃ 구간의 열팽창계수를 확인할 수 있다. 예를 들어, 열팽창계수가 25.4 ppm/℃인 경우, 1℃ 증가할 때마다 1미터당 25.4㎛씩 팽창되는 것으로 이해될 수 있다.
| 횟수 | 1차 CTE (ppm/℃) | 2차 CTE (ppm/℃) | |||
| -40~60℃ | -40~85℃ | -40~60℃ | -40~85℃ | ||
| 실시예 1 | 테스트 시료 1 | 27.3 | 27.5 | 25.3 | 25.8 |
| 테스트 시료 2 | 26.2 | 28.0 | 25.2 | 25.6 | |
| 테스트 시료 3 | 26.5 | 26.5 | 25.2 | 25.6 | |
| 평균 | 26.7 | 27.3 | 25.2 | 25.7 | |
| 편차 | 0.57 | 0.75 | 0.09 | 0.09 | |
상기 표 7 결과를 살펴보면, 실시예 1의 열팽창계수는 28.05 ppm/℃ 이하의 낮은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
(5) 유리전이온도
표 8에서는 실시예 및 비교예의 유리전이온도를 측정하여 나타내었다. 표 8에서 유리전이온도는 동적 기계 분석기(Dynamic Mechanical Analysis, Q800)로 측정되었다. 유리전이온도 측정 시 테스트 시료는 10 mm X 6 mm의 크기로 재단하여 분석기기에 장착하였다. 승온 속도를 3℃/분으로 200℃까지 가열한 뒤, 탄 델타(tan delta) 최대값을 유리전이온도로써 확인하였다.
| 유리전이온도 (℃) | 편차 | ||||
| 테스트 시료 1 |
테스트 시료 2 |
테스트 시료 3 |
평균 | ||
| 실시예 1 | 87.2 | 91.2 | 88.6 | 89.0 | 2.01 |
상기 표 8 결과를 살펴보면, 실시예 1의 유리전이온도는 87.2℃ 이상의 높은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 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 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ED, ED-a: 전자 장치
WM: 윈도우
DM: 표시 모듈 BS: 베이스층
IOL1: 제1 무기막 IOL2: 제2 무기막
DM: 표시 모듈 BS: 베이스층
IOL1: 제1 무기막 IOL2: 제2 무기막
Claims (20)
- 베이스층; 및
상기 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고,
상기 무기막은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는 윈도우. - 제1항에 있어서,
상기 무기막은
상기 베이스층의 상기 상면에 직접 배치되는 제1 무기막; 및
상기 베이스층의 상기 하면에 직접 배치되는 제2 무기막을 포함하는 윈도우. - 제1항에 있어서,
상기 베이스층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 윈도우. - 제1항에 있어서,
상기 무기막은 실리콘 옥시 카보나이트라이드를 포함하고,
상기 무기막에 포함된 전체 원자량에 대하여,
산소 원자 57.1 at % 내지 60.5 at %;
규소 원자 27.0 at % 내지 30.6 at %;
탄소 원자 6.0 at % 내지 10.8 at %; 및
질소 원자 3.4 at % 내지 3.6 at % 를 포함하는 윈도우. - 제1항에 있어서,
상기 무기막의 두께는 10 nm 이상 50 nm 이하인 윈도우. - 제1항에 있어서,
상기 베이스층의 두께는 30㎛ 이상 90㎛ 이하인 윈도우. - 제1항에 있어서,
제1 온도 및 제1 습도를 가지는 제1 조건 하에서 흡습율이 2.7 % 이하이고,
상기 제1 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제1 습도는 70% 이상인 윈도우. - 제7항에 있어서,
상기 제1 온도는 60℃ 이상 85℃ 이하이고, 상기 제1 습도는 70% 이상 98% 이하인 윈도우. - 제7항에 있어서,
상기 흡습율은 상기 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 수치인 윈도우. - 제7항에 있어서,
상기 흡습율은 하기 수학식 1로 표시되는 윈도우:
[수학식 1]
상기 수학식 1에서,
M은 윈도우의 흡습률(%)이고,
Ww는 상기 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 윈도우의 무게이고,
Wd는 제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 건조된 후 측정된 윈도우의 무게이고,
상기 제2 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제2 습도는 0%인 윈도우. - 제7항에 있어서,
제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 제1 속도로 상기 제2 습도로부터 상기 제1 습도까지 변화시켰을 때 수분 팽창율이 8.03 ppm/% 이하이고,
상기 제2 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제2 습도는 0%이고, 상기 제1 속도는 1%/분인 윈도우. - 제7항에 있어서,
상기 제1 조건 하에서 수분투과도가 1.73 g/m2day 이하인 윈도우. - 제1항에 있어서,
-40℃ 이상 85℃ 이하의 온도 구간에서의 열팽창계수가 28.05 ppm/℃ 이하인 윈도우. - 제1항에 있어서,
유리전이온도가 87.2℃ 이상인 윈도우. - 베이스층; 및
상기 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고,
하기 수학식 1로 표시되는 흡습율이 2.7 % 이하인 윈도우:
[수학식 1]
상기 수학식 1에서,
M은 윈도우의 흡습률(%)이고,
Ww는 제1 온도 및 제1 습도를 가지는 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 윈도우의 무게이고,
Wd는 제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 건조된 후 측정된 윈도우의 무게이고,
상기 제1 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제1 습도는 70% 이상이고,
상기 제2 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제2 습도는 0%이다. - 제15항에 있어서,
상기 제2 조건 하에서 제1 속도로 상기 제2 습도로부터 상기 제1 습도까지 변화시켰을 때 수분 팽창율이 8.03 ppm/% 이하이고,
상기 제1 속도는 1%/분인 윈도우. - 제15항에 있어서,
상기 제1 조건 하에서 수분투과도가 1.73 g/m2day 이하인 윈도우. - 표시 모듈; 및
상기 표시 모듈 상에 배치된 윈도우를 포함하고,
상기 윈도우는
베이스층;
상기 베이스층의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 직접 배치되는 무기막을 포함하고,
상기 무기막은 실리콘 옥시 카바이드, 실리콘 옥시 카보나이트라이드, 및 실리콘 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치. - 제18항에 있어서,
상기 무기막은
상기 베이스층의 상기 상면에 직접 배치되는 제1 무기막; 및
상기 베이스층의 상기 하면에 직접 배치되는 제2 무기막을 포함하는 표시 장치. - 제18항에 있어서,
상기 윈도우는 하기 수학식 1로 표시되는 흡습율이 2.7 % 이하인 표시 장치:
[수학식 1]
상기 수학식 1에서,
M은 윈도우의 흡습률(%)이고,
Ww는 제1 온도 및 제1 습도를 가지는 제1 조건 하에서 3시간 동안 유지 후 측정된 윈도우의 무게이고,
Wd는 제2 온도 및 제2 습도를 가지는 제2 조건 하에서 건조된 후 측정된 윈도우의 무게이고,
상기 제1 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제1 습도는 70% 이상이고,
상기 제2 온도는 60℃ 이상이고, 상기 제2 습도는 0%이다.
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