KR20240057507A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20240057507A
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alcohol barrier
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강수형
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 플렉서블 윈도우, 베이스 필름, 제1 굴절률층, 제2 굴절률층 및 알코올 배리어층을 포함한다. 베이스 필름은 윈도우의 일면 상에 배치된다. 제1 굴절률층은 베이스 필름 상에 배치되고, 제1 굴절률을 갖는다. 제2 굴절률층은 제1 굴절률층 상에 배치되고, 제2 굴절률을 가지며, 중공 실리카(hollow silica)를 포함한다. 제1 굴절률과 제2 굴절률은 서로 다르다. 알코올 배리어층은 제2 굴절률층 상에 배치되고, 소수성 물질을 포함한다. 표시 장치는 알코올, 수분, 가스 등의 침투를 방지하기 위해 알코올 배리어층을 포함할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 내구성이 보다 향상될 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICES}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 내구성이 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어 다양한 형태로 변형이 가능한 플렉서블(flexible) 표시 장치가 개발되고 있다. 플렉서블 표시 장치는 평판 표시 장치와 달리 접거나(fold) 구부리거나(bend) 종이처럼 말릴(roll) 수 있다. 플렉서블 표시 장치는 휴대가 간편하고, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
최근 플렉서블 표시 장치 중 폴더블(foldable) 표시 장치가 각광을 받고 있다. 폴더블 표시 장치는 접었다(folded) 폈다(unfolded)를 반복할 수 있다. 폴더블 표시 장치는 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 및 보호층을 포함할 수 있다. 보호층은 윈도우 상에 배치될 수 있으며, 경도가 큰 물질을 포함할 수 있다. 보호층은 경도가 큰 물질을 포함함으로써 보호층은 사용자의 터치 등에 의해 윈도우가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 목적은 내구성이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 플렉서블 윈도우, 베이스 필름, 제1 굴절률층, 제2 굴절률층 및 알코올 배리어층을 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 상기 윈도우의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 굴절률층은 상기 베이스 필름 상에 배치될 수 있고, 제1 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 상기 제1 굴절률층 상에 배치될 수 있고, 제2 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률은 상기 제1 굴절률과 다를 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 중공 실리카(hollow silica) 입자를 포함할 수 있다. 상기 알코올 배리어층은 상기 제2 굴절률층 상에 배치될 수 있고, 소수성 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 그래핀은 단층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 그래핀은 다층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 방오층을 더 포함할 수 있다. 상기 방오층은 상기 알코올 배리어층 상에 배치될 수 있다. 상기 방오층은 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)층 및 프라이머(primer)층을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 플렉서블 윈도우, 베이스 필름, 제1 굴절률층, 제2 굴절률층, 알코올 배리어층 및 무기층을 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 상기 윈도우의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 굴절률층은 상기 베이스 필름 상에 배치될 수 있고, 제1 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 상기 제1 굴절률층 상에 배치될 수 있고, 제2 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률은 상기 제1 굴절률과 다를 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 중공 실리카(hollow silica) 입자를 포함할 수 있다. 상기 알코올 배리어층은 상기 제2 굴절률층 상에 배치되고, 소수성 물질을 포함할 수 있다. 상기 무기층은 상기 알코올 배리어층 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 그래핀은 단층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 그래핀은 다층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 방오층을 더 포함할 수 있다. 상기 방오층은 상기 무기층 상에 배치될 수 있다. 상기 방오층은 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)층 및 프라이머(primer)층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 플렉서블 윈도우, 베이스 필름, 제1 굴절률층, 제2 굴절률층 및 알코올 배리어층을 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 상기 윈도우의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 굴절률층은 상기 베이스 필름 상에 배치될 수 있고, 제1 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 상기 제1 굴절률층 상에 배치될 수 있고, 제2 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률은 상기 제1 굴절률과 다를 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 중공 실리카(hollow silica) 입자를 포함할 수 있다. 상기 알코올 배리어층은 상기 제2 굴절률층 상에 배치되고, 소수성 물질을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 표시 장치의 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 플렉서블 윈도우, 베이스 필름, 제1 굴절률층, 제2 굴절률층, 알코올 배리어층 및 무기층을 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 상기 윈도우의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 굴절률층은 상기 베이스 필름 상에 배치될 수 있고 제1 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 상기 제1 굴절률층 상에 배치될 수 있고, 제2 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제2 굴절률은 상기 제1 굴절률과 다를 수 있다. 상기 제2 굴절률층은 중공 실리카(hollow silica) 입자를 포함할 수 있다. 상기 알코올 배리어층은 상기 제2 굴절률층 상에 배치되고, 소수성 물질을 포함할 수 있다. 상기 무기층은 상기 알코올 배리어층 상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 표시 장치의 내구성이 더 향상될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 전술한 효과들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도 들이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다
도 4는 도 3의 표시 장치의 내구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 알코올 배리어층에 포함된 물질을 분석한 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 표시 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도 들이다. 예를 들어, 도 1은 표시 장치(10)가 펼쳐진 상태(unfolded state)를 나타내는 사시도 이고, 도 2는 표시 장치(10)가 접힌 상태(folded state)를 나타내는 사시도일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 광을 생성하여 영상을 표시할 수 있는 영역일 수 있다. 표시 영역(DA)에는 발광하는 복수의 화소들이 배치될 수 있다. 이에 따라, 표시 영역(DA)에 상기 영상이 표시 될 수 있다. 상기 복수의 화소들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)과 교차할 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)에 수직할 수 있다. 이 경우, 상기 영상은 제3 방향(DR3)으로 표시 영역(DA)에 표시될 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 수직할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 상기 영상을 표시하지 않는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
표시 장치(10)는 폴더블 표시 장치일 수 있다. 표시 장치(10)는 폴딩 여부에 따라 제1 비폴딩 영역(NFA1), 제2 비폴딩 영역(NFA2) 및 폴딩 영역(FDA)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 서로 이격될 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 사이에 위치할 수 있다.
폴딩 영역(FDA)은 표시 장치(10)가 접히는 영역일 수 있다. 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 각각은 표시 장치(10)가 접히지 않는 영역일 수 있다. 표시 장치(10)는 폴딩 영역(FDA)을 기준으로 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)이 서로 마주보도록 접힐 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 곡률을 갖도록 접힐 수 있다.
도 1 및 도 2에서 표시 장치(10)는 하나의 폴딩 영역(FDA)을 포함할 수 있으며, 한 번 접힐 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 복수의 폴딩 영역들을 포함할 수 있다. 이 경우, 표시 장치(10)는 2회 이상 접힐 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서 폴딩 영역(FDA)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있고, 표시 장치(10)는 제2 방향(DR2)으로 접힐 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴딩 영역(FDA)은 제2 방향(DR2)으로도 연장될 수 있고, 표시 장치(10)는 제1 방향(DR1)으로도 접힐 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다
도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 플렉서블 윈도우(flexible window, WN) 및 보호층(protect layer, PL)을 포함할 수 있다.
플렉서블 윈도우(WN)는 플렉서블(flexible) 속성을 가질 수 있다. 즉, 플렉서블 윈도우(WN)는 구부러지거나 접히거나 말릴 수 있다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 플렉서블 윈도우(WN)는 적어도 하나의 폴딩 영역(FDA)을 포함할 수 있다.
플렉서블 윈도우(WN)는 구부러지거나 접히거나 말릴 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 윈도우(WN)는 유리, 플라스틱 등을 포함할 수 있다.
보호층(PL)은 플렉서블 윈도우(WN)의 일면 상에 배치될 수 있고, 플렉서블 윈도우(WN)를 보호할 수 있다. 이하, 보호층(PL)에 대해 상세히 설명한다.
보호층(PL)은 베이스 필름(base film, BF), 제1 굴절률층(high refractive index layer, HR), 제2 굴절률층(low refractive index layer, LR), 알코올 배리어층(alcohol barrier layer, ABL) 및 방오층(anti finger layer, AF)을 포함할 수 있다.
베이스 필름(BF)은 플렉서블 윈도우(WN) 상에 배치될 수 있다.
베이스 필름(BF)은 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 물질은 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 설파이드(polyethylene sulfide, PES), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리아마이드(polyamide, PA), 폴리에테르 블록 아마이드(polyether block amide, PEBA) 등을 포함할 수 있다.
베이스 필름(BF)의 모듈러스(modulus)는 약 200MPa 이상일 수 있다. 베이스 필름(BF)의 모듈러스가 약 200MPa 미만인 경우, 플렉서블 윈도우(WN)와 베이스 필름(BF) 사이에 기포가 존재할 수 있다. 이에 따라, 베이스 필름(BF)과 플렉서블 윈도우(WN) 사이의 점착력이 감소될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 베이스 필름(BF)은 다양한 고분자 물질들을 포함할 수 있으며, 상기 다양한 고분자 물질들은 플렉서블 윈도우(WN)와의 점착성을 고려하여 다양한 모듈러스 값을 가질 수 있다.
제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR)은 베이스 필름(BF) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 굴절률층(HR)은 베이스 필름(BF) 상에 배치될 수 있고, 제2 굴절률층(LR)은 제1 굴절률층(HR) 상에 배치될 수 있다. 선택적으로, 제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR)은 베이스 필름(BF) 상에 복수의 층으로 교대로 배치될 수도 있다.
제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR)은 반사율을 조절할 수 있다. 이를 위해, 제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR)은 굴절률이 서로 다른 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 굴절률층(HR)은 제1 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있고, 제2 굴절률층(LR)은 제2 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률보다 상대적으로 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 굴절률층(HR)은 굴절률이 약 1.67 내지 약 1.7의 굴절률을 갖는 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물은 산화주석(SnOx), 산화티타늄(TiOx), 산화지르코늄(ZrOx) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 굴절률층(LR)은 굴절률이 약 1.42 내지 약 1.5 의 굴절률을 갖는 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물은 중공 실리카(hollow silica) 입자 등을 포함할 수 있다. 상기 중공 실리카 입자는 탁구공과 같이 내부에 공기가 채워진 실리카 입자를 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 굴절률층(HR)의 두께는 약 3000 nm 내지 약 5000 nm일 수 있다. 제2 굴절률층(LR)의 두께는 약 50 nm 내지 약 90 nm 일 수 있다. 제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR) 각각의 두께 범위를 벗어나는 경우 상기 반사율 조절 효과가 감소할 수 있다.
본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR) 각각은 상기 반사율을 고려하여 다양한 산화물들을 포함할 수 있고, 다양한 두께를 가질 수 있다.
알코올 배리어층(ABL)은 제2 굴절률층(LR) 상에 배치될 수 있다.
알코올 배리어층(ABL)은 소수성 물질을 포함할 수 있다. 알코올 배리어층(ABL)이 상기 소수성 물질을 포함하므로, 알코올 배리어층(ABL)은 제2 굴절률층(LR)으로 오염 물질(예를 들어, 알코올 등)이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 알코올 배리어층(ABL)은 그래핀(graphene) 또는 그라파이트(graphite)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 그래핀 은 단층 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 상기 그래핀 또는 상기 그라파이트는 다층 구조를 가질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 알코올 배리어층(ABL)은 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 또는 그라파이트 옥사이드(graphite oxide)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 그래핀 옥사이드는 단층 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 상기 그래핀 옥사이드 또는 상기 그라파이트 옥사이드는 다층 구조를 가질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 알코올 배리어층(ABL)은 기능화기(functional group)를 포함하는 그래핀(이하, "기능화 그래핀"이라 한다.) 또는 기능화기를 포함하는 그라파이트(이하, "기능화 그라파이트"라 한다.) 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 알코올 배리어층(ABL)은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀(fluorographene) 또는 불소(F)기로 기능화 된 그라파이트(graphite fluoride)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 기능화 그래핀은 단층 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 상기 기능화 그래핀 또는 상기 기능화 그라파이트는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 기능화 그래핀 또는 상기 기능화 그라파이트는 다양한 분자 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 불소화 그래핀의 경우 CFx 구조를 포함할 수 있다. 상기 CFx 구조는 의자 형태(chair form), 보트 형태(boat form) 등을 가질 수 있다.
상기 기능화기는 하나 이상의 불소(F) 원자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능화 그래핀 또는 상기 기능화 그라파이트는 상기 그래핀 또는 상기 그라파이트에 상기 불소기가 치환된 형태일 수 있다. 선택적으로, 상기 그래핀 또는 상기 그라파이트에 플루오르화 모이어티(moiety)가 결합된 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 알코올 배리어층(ABL)은 불소화 그래핀 옥사이드-실리콘 나노하이브리드(fluorinated graphene oxide-silica nanohybrid, GOSF)를 포함할 수 있다. 상기 불소화 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(GOSF)는 다음 순서로 형성될 수 있다.
먼저, 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)는 그래핀 옥사이드 합성법(Hummers modified method)으로 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀 옥사이드는 상기 그라파이트를 황산 및/또는 인산(H2SO4, H2PO4)으로 산화시켜 얻을 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드는 하기 그림 1과 같이 나타낼 수 있다.
<그림 1>
다음으로, 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(graphene oxide-silica nanohybrid, GOS)를 산-촉매 피셔 에스테르화(Fischer esterification)에 의해 얻을 수 있다. 예를 들어, 이산화규소 / 물 (SiO2 / H2O)과의 축합 반응을 통해 상기 그래핀 옥사이드(GO)의 말단에 수산화규소(SiOH) 작용기가 형성될 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(GOS)는 하기 그림 2와 같이 나타낼 수 있다.
<그림 2>
다음으로, 플루오르화 모이어티(3-pentadecafluoroheptyl, 5-perfluorophenyl-1,2,4-oxadiazole)와 특성화 된 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(GOS)가 공유결합 할 수 있다. 이를 통해 상기 불소화 그래핀 옥사이드-실리콘 나노하이브리드(GOSF)가 만들어 질 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(GOS)는 하이드록실 작용기(hydroxyl functionalities)에 의한 친핵성 치환 반응(nucleophilic substitution)을 거칠 수 있다. 상기 플루오르화 모이어티 및 상기 불소화 그래핀 옥사이드-실리콘 나노하이브리드(GOSF) 각각은 하기 그림 3 및 그림 4와 같이 나타낼 수 있다.
<그림 3>
<그림 4>
다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 알코올 배리어층(ABL)은 다양한 소수성 물질을 포함할 수 있고, 다양한 구조를 가질 수 있다.
방오층(AF)은 알코올 배리어층(ABL) 상에 배치될 수 있다.
방오층(AF)은 지문과 같은 오염물질의 부착을 방지하고, 제거할 수 있는 성질(방오성)을 가질 수 있다.
방오층(AF)은 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether) 및 프라이머(primer)를 포함할 수 있다. 상기 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether, PFPE)의 분자량은 약 2000 미만일 수 있다. 상기 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)의 접착 촉진 그룹(anchoring group)의 분자량은 약 1000 미만일 수 있다. 상기 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)의 상기 접착 촉진 그룹 말단은 아민(amine) 그룹, 에폭시(epoxy) 그룹, 비닐(vinyl) 그룹 등을 포함할 수 있다. 방오층(AF)은 약 100 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 방오층(AF)은 발수성, 발유성, 방오성 등을 향상시킬 수 있는 다양한 물질들을 더 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)의 표면 상태를 고려하여 방오층(AF)의 두께는 다양할 수 있다.
이상에서는 알코올 배리어층(ABL)을 중심으로 플렉서블 윈도우(WN)의 일면 상에 배치되는 보호층(PL)을 위주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 쿠션을 포함하는 커버 필름, 점착층 등을 더 포함할 수 있다. 즉, 플렉서블 윈도우(WN)의 일면 상에 보호층(PL)이 배치될 수 있고, 플렉서블 윈도우(WN)의 타면 상에 상기 커버 필름 등이 더 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블 윈도우(WN)와 보호층(PL) 사이에 제1 점착층이 더 배치될 수 있고, 플렉서블 윈도우(WN)와 상기 커버 필름 사이에 제2 점착층이 더 배치될 수 있다.
표시 장치를 사용하는 동안 보호층(PL)의 내구성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 손가락이 보호층(PL)을 반복적으로 터치하거나, 보호층(PL)에 손가락을 반복적으로 미끄러뜨리거나, 보호층(PL)에 부착된 먼지 등을 천으로 반복적으로 닦으면 보호층(PL)의 내구성이 저하될 수 있다. 한편, 보호층(PL)을 약품으로 닦아내는 경우, 보호층(PL)의 내구성이 더욱 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 경우, 알코올 배리어층(ABL)을 포함함으로써 내구성을 향상시킬 수 있다. 이를 확인하기 위해 다음과 같이 보호층(PL) 표면에 대해 내마모성 및 내약품성 테스트를 수행하였다.
<테스트 방법>
대상 시료의 측정 면에 액적(예를 들어, 물방울)을 떨어뜨리고, 접촉각 측정 장치(contact angle meter)를 이용하여 액적법(해석 방법: θ/2)에 따라 측정 결과를 해석하였다.
<대상 시료>
비교예에 따른 보호층은 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
실시예에 따른 보호층(PL)은 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR), 알코올 배리어층(ABL) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
즉, 상기 실시예는 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함한다는 점에서 상기 비교예와 다르다.
<내마모 테스트>
먼저, 비교예에 따른 보호층과 실시예에 따른 보호층(PL)의 각 면에 마찰 테스트 스틱(rubbing test stick)을 이격 되도록 설치하였다. 다음으로, 상기 대상 시료의 표면을 커터로 절단하였다. 다음으로, 상기 마찰 테스트 스틱을 상기 대상 시료의 표면에 접촉시킨 상태에서 약 1000 g의 하중을 가하였다. 그 후, 상기 지우개를 약 20 mm의 이동거리 동안 약 40 rpm의 속도로 왕복 이동시킨 후 접촉각을 측정하였다.
<내약품 테스트>
상기 대상 시료의 표면에 에탄올을 떨어뜨렸다. 상기 마찰 테스트 스틱이 약 500회 왕복 할 때마다 약 1cc의 상기 에탄올을 떨어뜨렸다. 상기 에탄올을 떨어뜨리는 것을 제외하고는 상기 내마모 테스트와 동일한 절차를 수행하였다.
<테스트 결과>
상기 마찰 테스트 스틱이 약 1500회 이상 왕복한 후, 상기 액적의 상기 접촉각이 약 95도 미만이면 알코올 침투를 방지할 수 없다. 따라서, 상기 액적에 대한 상기 접촉각이 약 95도 이상이면 OK, 상기 액적에 대한 상기 접촉각이 약 95도 미만이면 NG로 표시하였다. 상기 내마모 테스트 및 상기 내약품 테스트 결과는 아래 표와 같다.
비교예 실시예
내마모 2K NG 4K OK
내약품 0.5K NG 2 ~ 3K OK
표 1을 참조하면, 상기 비교예는 상기 내마모 테스트 결과 약 2K, 상기 내약품 테스트 결과 약 0.5K의 성능을 가짐을 확인하였다. 한편, 실시예의 경우 상기 내마모 테스트 결과 약 4K 이상의 성능을 보였고, 상기 내약품 테스트 결과 약 2K 내지 약 3K의 성능을 가짐을 확인하였다.
정리하면, 실시예에 따른 보호층(PL)은 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함할 수 있다. 알코올 배리어층(ABL)은 알코올, 수분, 가스(gas) 등의 침투를 방지하기 위해 소수성 물질을 포함할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 내구성이 향상될 수 있다.
도 4는 도 3의 표시 장치의 내구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 가로축(X축)은 운동 직경(kinetic diameter, 단위: Å)이고, 세로축(Y축)은 가스 투과율(gas permeability, 단위: barrer)을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 제1 표시 장치(A)의 가스 투과율이 비교예(REF)보다 작음을 알 수 있다. 다시 말하면, 표시 장치(A)의 가스 침투 방지 효과가 비교예(REF)보다 크다는 것을 알 수 있다.
비교예에 따른 표시 장치는 플렉서블 윈도우(WN) 상에 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
제1 표시 장치(A)는 플렉서블 윈도우(WN) 상에 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR), 알코올 배리어층(ABL) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
즉, 제1 표시 장치(A)는 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함하는 점에서 상기 비교예와 다르다.
정리하면, 제1 표시 장치(A)는 상기 비교예와 달리 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함할 수 있다. 알코올 배리어층(ABL)은 알코올, 수분, 가스(gas) 등의 침투를 방지하기 위해 소수성 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 표시 장치(A)는 상기 전체 운동 직경 걸쳐 상기 가스 침투 방지 효과가 상기 비교예에 따른 표시 장치보다 크다는 것을 알 수 있다.
도 5는 도 3의 알코올 배리어층에 포함된 물질을 분석한 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 가로축(X축)은 라만 시프트(Raman shift, 단위: cm-1)를 나타내고, 세로축(Y축)은 강도(intensity, 단위: a.u.)를 나타낸다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 알코올 배리어층(ABL)에 포함된 물질은 라만 분광기를 이용하여 확인할 수 있다. 알코올 배리어층(ABL)은 소수성 물질을 포함할 수 있다. 상기 소수성 물질은 그래핀, 그라파이트, 그래핀 옥사이드(GO), 그라파이트 옥사이드, 불소(F)기로 기능화 된 그래핀, 불소(F)기로 기능화 된 그라파이트, 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(GOS), 불소화 그래핀 옥사이드-실리콘 나노하이브리드(GOSF) 등이 포함될 수 있다.
표시 장치(10)에 포함된 상기 그래핀 등은 라만 스펙트럼을 통해 확인할 수 있다. 구체적으로, 상기 라만 스펙트럼의 D 피크(peak), G 피크(peak) 및 상기 D 피크와 상기 G 피크의 세기비(ID/G)를 통해 상기 그래핀 등을 확인할 수 있다.
상기 그래핀 옥사이드(GO)가 알코올 배리어층(ABL)에 포함된 경우, 상기 세기비는 약 2 일 수 있다. 상기 그래핀 옥사이드-실리카나노하이브리드(GOS) 가 알코올 배리어층(ABL)에 포함된 경우 상기 세기비는 약 1.91 일 수 있다. 상기 불소화 그래핀 옥사이드-실리콘 나노하이브리드(GOS)가 알코올 배리어층(ABL)에 포함하는 경우 상기 세기비는 약 1.94 일 수 있다. 이를 통해 표시 장치가 상기 그래핀 등을 포함하는 알코올 배리어층(ABL)을 포함하는 지 여부를 확인할 수 있다.
도 6은 도 1의 표시 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(10')는 플렉서블 윈도우(WN) 및 보호층(PL)을 포함할 수 있다. 표시 장치(10')에 관한 설명은 도 1 내지 도 6을 참조하여 전술한 표시 장치(10)에 관한 설명과 중복될 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 이하 생략하거나 간략히 한다.
플렉서블 윈도우(WN)는 플렉서블(flexible) 속성을 가질 수 있다. 즉, 플렉서블 윈도우(WN)는 구부러지거나 접히거나 말릴 수 있다. 플렉서블 윈도우(WN)는 적어도 하나의 폴딩 영역(FDA)을 포함할 수 있다.
플렉서블 윈도우(WN)는 구부러지거나 접히거나 말릴 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 윈도우(WN)는 유리, 플라스틱 등을 포함할 수 있다.
보호층(PL)은 플렉서블 윈도우(WN)의 일면 상에 배치될 수 있고, 플렉서블 윈도우(WN)를 보호할 수 있다. 이하, 보호층(PL)에 대해 상세히 설명한다.
보호층(PL)은 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR), 알코올 배리어층(ABL), 무기층(INL) 및 방오층(anti finger layer, AF)을 포함할 수 있다.
베이스 필름(BF)은 플렉서블 윈도우(WN) 상에 배치될 수 있다.
베이스 필름(BF)은 다양한 고분자 물질들을 포함할 수 있으며, 상기 다양한 고분자 물질들은 플렉서블 윈도우(WN)와의 점착성을 고려하여 다양한 모듈러스 값을 가질 수 있다.
제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR)은 베이스 필름(BF) 상에 배치될 수 있다.
제1 굴절률층(HR) 및 제2 굴절률층(LR) 각각은 상기 반사율을 고려하여 다양한 산화물들을 포함할 수 있고, 다양한 두께를 가질 수 있다.
알코올 배리어층(ABL)은 제2 굴절률층(LR) 상에 배치될 수 있다.
알코올 배리어층(ABL)은 다양한 소수성 물질을 포함할 수 있고, 다양한 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 알코올 배리어층(ABL)은 그래핀, 그라파이트, 그래핀 옥사이드(GO), 그라파이트 옥사이드, 불소(F)기로 기능화 된 그래핀, 불소(F)기로 기능화 된 그라파이트, 그래핀 옥사이드-실리카 나노하이브리드(GOS), 불소화 그래핀 옥사이드-실리콘 나노하이브리드(GOSF) 등을 포함할 수 있다.
무기층(INL)은 알코올 배리어층(ABL) 상에 배치될 수 있다.
무기층(INL)은 소수성 무기물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 무기층(INL)은 산화알루미늄(AlOx)을 포함할 수 있다.
무기층(INL)은 스퍼터링(sputtering), 물리 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD) 등에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 무기층(INL)은 원자층 증착 방식(atomic layer deposition, ALD)으로 형성할 수 있다.
상기 산화알루미늄(AlOx)을 상기 원자층 증착 방식으로 형성함으로써 무기층(INL)의 막질이 보다 조밀해질 수 있다. 상기 무기층(INL)의 막질이 조밀해짐으로써 내약품 성능이 보다 향상될 수 있다. 이를 통해 표시 장치(10')의 내구성이 더욱 향상될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 무기층(INL)은 다양한 무기물을 포함할 수 있고, 무기층(INL)을 형성하는 방법은 조밀한 막질을 형성할 수 있는 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
방오층(AF)은 무기층(INL) 상에 배치될 수 있다. 방오층(AF)은 발수성, 발유성, 방오성 등을 향상시킬 수 있는 다양한 물질들을 더 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(10')의 표면 상태를 고려하여 방오층(AF)의 두께는 다양할 수 있다.
표 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 내구성이 향상될 수 있다. 상기 비교예는 약 2K 미만의 성능을 보였다. 반면, 상기 실시예는 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함하여 상기 내구성 테스트 결과 약 2K 이상의 성능을 보였다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(10')는 상기 실시예보다 무기층(INL)을 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 표시 장치(10')는 내구성이 더 향상될 수 있다.
도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 제1 표시 장치(A)의 가스 투과율이 비교예(REF)보다 작음을 알 수 있다. 다시 말하면, 표시 장치(A)의 가스 침투 방지 효과가 비교예(REF)보다 크다는 것을 알 수 있다. 제2 표시 장치(B)의 가스 투과율이 제1 표시 장치(A)보다 작음을 알 수 있다. 다시 말하면, 제2 표시 장치(B)의 가스 침투 방지 효과가 제1 표시 장치(A)보다 크다는 것을 알할 수 있다.
비교예에 따른 표시 장치는 플렉서블 윈도우(WN) 상에 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
제1 표시 장치(A)는 플렉서블 윈도우(WN) 상에 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR), 알코올 배리어층(ABL) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
즉, 제1 표시 장치(A)는 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함하는 점에서 상기 비교예와 다르다.
제2 표시 장치(B)는 플렉서블 윈도우(WN) 상에 베이스 필름(BF), 제1 굴절률층(HR), 제2 굴절률층(LR), 알코올 배리어층(ABL), 무기층(INL) 및 방오층(AF)을 순차로 적층 하여 형성하였다.
즉, 제2 표시 장치(B)는 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 알코올 배리어층(ABL) 및 무기층(INL)을 더 포함하는 점에서 상기 비교예와 다르다.
정리하면, 제2 표시 장치(B)는 상기 비교예와 달리 제2 굴절률층(LR)과 방오층(AF) 사이에 무기층(INL) 및 알코올 배리어층(ABL)을 더 포함할 수 있다. 알코올 배리어층(ABL)은 알코올, 수분, 가스(gas) 등의 침투를 방지하기 위해 소수성 물질을 포함할 수 있다. 무기층(INL)은 상기 원자층 증착 방식으로 형성하여 상기 조밀한 막질을 가질 수 있다. 따라서, 제2 표시 장치(B)는 상기 전체 운동 직경 걸쳐 상기 가스 침투 방지 효과가 상기 비교예에 따른 표시 장치 및 제1 표시 장치(A)보다 크다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어 등에 포함되는 표시 장치 및 상기 표시 장치의 제조 방법에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
WN : 윈도우 BF : 베이스 필름
HR : 제1 굴절률층 LR : 제2 굴절률층
ABL : 알코올 배리어층 INL : 무기층
AF : 방오층 PL : 보호층
10 : 표시 장치 NFA1 : 제1 비폴딩 영역
NFA2 : 제2 비폴딩 영역 FDA : 폴딩 영역

Claims (20)

  1. 플렉서블 윈도우;
    상기 윈도우의 일면 상에 배치되는 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 배치되고 제1 굴절률을 갖는 제1 굴절률층;
    상기 제1 굴절률층 상에 배치되고, 상기 제1 굴절률과 다른 제2 굴절률을 가지며, 중공 실리카(hollow silica) 입자를 포함하는 제2 굴절률층; 및
    상기 제2 굴절률층 상에 배치되고, 소수성 물질을 포함하는 알코올 배리어층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 그래핀은 단층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 그래핀은 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 알코올 배리어층 상에 배치되는 방오층을 더 포함하고,
    상기 방오층은,
    퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)층; 및
    프라이머(primer)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 플렉서블 윈도우;
    상기 윈도우의 일면 상에 배치되는 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 배치되고 제1 굴절률을 갖는 제1 굴절률층;
    상기 제1 굴절률층 상에 배치되고, 상기 제1 굴절률과 다른 제2 굴절률을 가지며, 중공 실리카(hollow silica) 입자를 포함하는 제2 굴절률층;
    상기 제2 굴절률층 상에 배치되고, 소수성 물질을 포함하는 알코올 배리어층; 및
    상기 알코올 배리어층 상에 배치되는 무기층을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 굴절률은 상기 제2 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 그래핀은 단층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 그래핀은 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 불소(F)기로 기능화 된 그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 알코올 배리어층은 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 무기층 상에 배치되는 방오층을 더 포함하고,
    상기 방오층은,
    퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)층; 및
    프라이머(primer)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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