KR20200030663A - 플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치 - Google Patents

플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치 Download PDF

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Abstract

플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 윈도우는 위상차층과, 위상차층 상부에 배치된 내충격 완화층 및 내충격 완화층 상부에 배치된 표면층을 포함하고, 위상차층은 λ/4 위상차판을 포함한다.

Description

플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치{FLEXIBLE WINDOW AND FLEXIBLE DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
표시 장치의 대표적인 예로서, 액정 표시 장치(liquid crystal display) 및 유기 발광 표시장치(organic light emitting display) 등을 들 수 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치와 달리 백라이트 유닛이 필요하지 않아 두께를 최소화할 수 있기 때문에, 최근에는 플렉서블(flexible), 스트렛쳐블(stretable), 폴더블(foldable), 벤더블(bendable) 또는 롤러블(rollable)한 유기 발광 표시장치에 대한 연구가 진행 중이다.
이러한 플렉서블 표시장치는 이미지를 표시하는 표시 패널 상에 플렉서블 윈도우를 구비하여 표시장치를 보호하는 동시에 유연성을 확보할 수 있다.
그러나, 플렉서블 윈도우에 유연성을 부여하기 위해 유리(Glass) 대신 투명한 플라스틱 필름을 사용함에 따라 플렉서블 표시장치가 외부충격에 취약해지고, 편광 선글라스 착용시 특정 각도에서 블랙 아웃(Black Out) 및 디스플레이 장치 표면에서 무지개 형태의 얼룩이 발생하는 레인보우 무라(Rainbow Mura)에 따라 화상의 품위가 저하된다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내충격성과 유연성을 동시에 확보한 플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 편광 선글라스를 착용한 경우에도 블랙 아웃 및 레인보우 무라를 방지할 수 있는 플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 플렉서블 윈도우는, 위상차층, 상기 위상차층 상부에 배치된 내충격 완화층 및 상기 내충격 완화층 상부에 배치된 표면층을 포함하고, 상기 위상차층은 λ/4 위상차판을 포함한다.
상기 내충격 완화층은 폴리우레탄 계열의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 내충격 완화층의 두께는 70um 내지 150um일 수 있다.
상기 내충격 완화층의 모듈러스(Modulus)는 0.001Gpa 내지 0.5Gpa일 수 있다.
상기 내충격 완화층은 상기 표면층의 배면에 직접 코팅될 수 있다.
상기 위상차층은 상기 내충격 완화층의 배면에 직접 코팅될 수 있다.
상기 위상차층 하부에 배치된 포지티브 C 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 내충격 완화층은 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 및 아크릴(Acryl)로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어진 필름 형태일 수 있다.
상기 내충격 완화층의 두께는 30um 내지 80um이며, 상기 내충격 완화층의 모듈러스(Modulus)는 1Gpa 내지 5Gpa일 수 있다.
상기 표면층은, 베이스층과, 상기 베이스층 상부에 배치된 하드 코팅층 및 상기 하드 코팅층 상부에 배치된 지문 방지 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우는, 고위상차층 및 상기 고위상차층 상부에 배치된 표면층을 포함하고, 상기 표면층은, 베이스층과, 상기 베이스층 상부에 배치된 하드 코팅층과, 상기 하드 코팅층 상부에 배치된 지문 방지 코팅층을 포함하며, 상기 고위상차층의 면내 위상차는 6000nm 내지 10000nm이다.
상기 고위상차층은 시클로-올레핀 중합체(Cyclo-Olefin Polymer; COP) 필름, 시클로-올레핀 공중합체(Cyclo-Olefin Co-polymer; COC) 필름, 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate; PET) 필름, 폴리프로필렌(Polypro-Pylene; PP) 필름, 폴리술폰(Polysulfone; PSF) 필름, 아크릴(Polymethylmethacrylate; PMMA) 필름 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 고위상차층의 두께는 30um 내지 80um이며, 상기 고위상차층의 모듈러스(Modulus)는 1Gpa 내지 5Gpa일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 표시패널과, 상기 표시패널 상부에 배치되는 플렉서블 윈도우 및 상기 표시패널과 상기 플렉서블 윈도우 사이에 배치된 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA) 를 포함하고, 상기 플렉서블 윈도우는, 위상차층과, 상기 위상차층 상부에 배치된 내충격 완화층 및 상기 내충격 완화층 상부에 배치된 표면층을 포함하고, 상기 위상차층은 λ/4 위상차판을 포함한다.
상기 내충격 완화층은 폴리우레탄 계열의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 내충격 완화층의 두께는 70um 내지 150um일 수 있다.
상기 내충격 완화층의 모듈러스(Modulus)는 0.001Gpa 내지 0.5Gpa일 수 있다.
상기 내충격 완화층은 상기 표면층의 배면에 직접 코팅될 수 있다.
상기 위상차층은 상기 내충격 완화층의 배면에 직접 코팅될 수 있다.
상기 위상차층 하부에 배치된 포지티브 C 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 플렉서블 윈도우 및 이를 포함하는 플렉서블 표시장치에 의하면, 내충격성과 유연성을 동시에 확보함과 동시에 화상의 품위를 향상 시킬 수 있게 된다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플렉서블 표시장치의 A 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 위상차층에 의하여 블랙 아웃 현상이 방지되는 것을 설명하기 위하여 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 고위상차 필름의 가시광선 영역내에서 파장별 위상지연을 설명하기 위하여 참조되는 그래프이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 플렉서블 표시장치의 A 부분의 확대 단면도이다.
도 1 및 도2를 참조하면, 플렉서블 표시장치(10)는 표시패널(100)과 상기 표시패널(100) 상에 배치된 플렉서블 윈도우(200)를 포함한다.
표시패널(100)은 플렉서블 기판(20), 버퍼층(110), 활성층(121), 게이트 절연층(140), 게이트 전극(151), 층간 절연층(160), 소스 전극(172), 드레인 전극(173), 패시베이션층(180), 유기 발광 소자(E) 및 봉지층(194)을 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(20)은 표시패널(100)의 베이스 기판 역할을 할 수 있다. 플렉서블 기판(20)은 플렉서블 표시장치가 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있도록 유연한 특성을 가질 수 있다. 이를 위해, 플렉서블 기판(20)은 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 탄성을 갖는 소재를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 플렉서블 기판(20)은 폴리이미드(Polyimide)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 플렉서블 글래스(Flexible glass) 등의 소재를 포함할 수도 있다.
플렉서블 기판(20) 상에는 버퍼층(110)이 배치된다. 버퍼층(110)은 플렉서블 기판(20)의 바로 위에 형성될 수 있다. 버퍼층(110)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 버퍼층(110)은 반도체의 특성을 열화(degradation)시키는 불순물 또는 수분이나 외기의 침투를 방지하고, 표면을 평탄화시키는 역할을 수행한다.
버퍼층(110) 상에는 활성층(121)이 배치된다. 활성층(121)은 반도체를 포함할 수 있으며, 다결정 실리콘(polysilicon)으로 이루어질 수 있다.
활성층(121)은 채널 영역(123)과 상기 채널 영역(123)의 양 옆에 위치하는 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)을 포함할 수 있다. 채널 영역(123)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 실리콘인 진성 반도체(intrinsic semiconductor)일 수 있고, 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)은 도전성 불순물이 도핑된 다결정 실리콘인 불순물 반도체(impurity semiconductor)일 수 있다.
활성층(121) 상에는 게이트 절연층(140)이 배치된다. 게이트 절연층(140)은 질화규소, 산화규소, 산질화규소 등을 포함하는 절연층으로 이루어질 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연층(140) 상에는 게이트 전극(151)이 배치된다. 게이트 전극(151)은 상술한 게이트 라인(미도시) 및 게이트 패드(미도시)와 연결될 수 있다. 게이트 전극(151)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 다중층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 전극(151) 상에는 층간 절연층(160)이 배치된다. 층간 절연층(160)은 질화규소, 산화규소, 산질화규소 등을 포함하는 절연층으로 이루어질 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
층간 절연층(160) 상에는 소스 전극(172)과 드레인 전극(173)이 배치된다. 소스 전극(172)은 활성층(121)의 소스 영역(122)에 중첩되도록 배치될 수 있고, 드레인 전극(173)은 활성층(121)의 드레인 영역(124)에 중첩되도록 배치될 수 있다. 소스 전극(172) 및 드레인 전극(173)은 상술한 데이터 라인 및 데이터 패드와 연결될 수 있다.
데이터 금속층은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 및 기타 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 다중층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연층(140) 및 층간 절연층(160)에는 소스 전극(172)과 드레인 전극(173)을 활성층(121)의 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)에 각각 전기적으로 접촉시키는 소스 콘택홀(161) 및 드레인 콘택홀(162)이 형성될 수 있다.
플렉서블 표시장치(10)의 활성층(121), 게이트 전극(151), 소스 전극(172) 및 드레인 전극(173)은 박막 트랜지스터(T)를 구성할 수 있다. 박막 트랜지스터(T)의 제어 단자인 게이트 전극(151)은 상술한 게이트 라인에 연결되고, 입력 단자인 소스 전극(172)은 상술한 데이터 라인에 연결되며, 출력 단자인 드레인 전극(173)은 콘택홀(181)을 통해 애노드 전극(191)과 전기적으로 연결될 수 있다.
소스 전극(172) 및 드레인 전극(173) 상에는 패시베이션층(180)이 형성된다. 패시베이션층(180)은 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB(Benzocyclobutane) 또는 PFCB(Perfluorocyclobutane) 등을 포함할 수 있다.
패시베이션층(180)은 소스 전극(172) 및 드레인 전극(173)을 보호하는 역할을 하며, 그 상면을 평탄화시키는 평탄화막의 역할을 할 수도 있다. 패시베이션층(180)에는 드레인 전극(173)이 노출되도록 하는 콘택홀(181)이 패시베이션층(180)을 관통하여 형성될 수 있다.
패시베이션층(180) 상에는 유기 발광 소자(E)가 배치된다. 유기 발광 소자(E)는 애노드 전극(191), 화소 정의막(190), 유기 발광층(192) 및 캐소드 전극(193)을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(E)의 최하부에는 애노드 전극(191)이 배치된다. 애노드 전극(191)은 패시베이션층(180)에 형성된 콘택홀(181)을 통해 드레인 전극(173)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 유기 발광 소자(E)의 화소 전극이 될 수 있다.
애노드 전극(191)은 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 일함수가 높은 물질층을 포함할 수 있다. 더 나아가, 애노드 전극(191)은 상술한 일함수가 높은 물질층과 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화 리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화 리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au) 등의 반사성 금속층의 적층막으로 이루어질 수 있다.
애노드 전극(191) 상에는 화소 정의막(190)이 배치된다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(Polyacrylates) 또는 폴리이미드계(Polyimides) 등의 수지를 포함할 수 있다. 화소 정의막(190)은 유기 발광 소자(E)의 각 화소를 구분하는 역할을 하며, 애노드 전극(191)이 노출되도록 하는 개구부(195)를 포함할 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부(195)를 통해 노출되는 애노드 전극(191) 상에는 유기 발광층(192)이 배치된다. 유기 발광층(192)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 하나 이상과 발광층(EML)을 포함하는 다중층으로 형성될 수 있다.
화소 정의막(190) 및 유기 발광층(192) 상에는 캐소드 전극(193)이 배치된다. 캐소드 전극(193)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)을 포함할 수 있다. 캐소드 전극(193)은 유기 발광 소자(E)의 공통 전극이 될 수 있다.
캐소드 전극(193) 상에는 봉지층(194)이 배치된다. 봉지층(194)은 외부로부터 수분 또는 공기가 침투하여 유기 발광 소자(E)를 산화시키는 것을 방지하는 역할을 할 수 있으며, 상면을 평탄화시키는 역할을 할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 표시패널(100)은 부착되거나 내장된 터치 센싱 유닛(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 터치 센싱 유닛은 봉지층(194)과 윈도우(200) 사이에 개재될 수 있으며, 터치 센싱 유닛은 입력지점의 좌표정보를 획득한다. 그리고, 터치 센싱 유닛은 표시패널(100)의 전면 상에 배치될 수 있다. 다만, 표시패널(100)과 터치 센싱 유닛의 위치관계는 이에 제한되지 않는다. 터치 센싱 유닛은 접촉식 또는 비접촉식 일 수 있으며, 저항막 방식, 전자기 유도방식, 정전용량 방식 등의 그 종류가 제한되지 않는다.
표시패널(100)은 터치센싱 유닛과 봉지층(194) 사이에 배치되는 편광유닛을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 터치센싱 유닛과 봉지층(194) 사이에 배치되는 편광유닛이 생략된 구조일 수도 있다.
플렉서블 윈도우(200)는 표시패널(100) 상에 배치되어 표시패널(100)을 물리적인 충격, 외기의 침투 등으로부터 보호하고, 플렉서블 표시장치(10)에 유연성을 부여할 수 있다.
플렉서블 윈도우(200)는 표시패널(100) 상부에 배치된 위상차층(210), 위상차층(210) 상부에 배치된 내충격 완화층(220), 내충격 완화층(220) 상부에 배치된 표면층(230)을 포함할 수 있다.
위상차층(210)은 λ/4 위상차 값을 가질 수 있으며, 선편광을 원편광으로 또는 원편광을 선편광으로 바꾸는 QWP(Quarter Wave Plate)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 반응성 메조겐막(reactive mesogen film)과 같은 λ/4 위상차막을 이용할 수도 있다. 위상차층(210)은 표시패널(100)로부터 출력되는 선편광을 원편광으로 변환하여 편광 선글라스 착용시 표시패널(100)로부터 출력된 광이 편광 선글라스의 흡수축과 일치하여 시인되지 않는 블랙 아웃 현상 및 표면층(230)의 위상차로 인하여 서로 다른 파장 대역의 빛, 즉, 서로 다른 색상의 빛이 투과되어 무지개 형태의 얼룩이 시인되는 색상 왜곡 현상을 방지할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 위상차층에 의하여 블랙 아웃 현상이 방지되는 것을 설명하기 위하여 참조되는 도면이다. 도 3을 참조하면, 표시패널(100)로부터 출력된 광(FL)은 편광 유닛(PU)을 통과하면서 편광 유닛(PU)의 제1 흡수축(OX1)에 수직한 제1 선편광(L1)이 출력되어 관찰자의 눈에 시인된다(A1).
편광 선글라스(PS)를 착용한 경우에는 편광 선글라스(PS)의 제2 흡수축(OX2)과 편광 유닛(PU)의 제1 흡수축(OX1)이 수직하게 배치되는 경우 제1 선편광(L1)은 편광 선글라스(PS)를 투과하지 못하게 되어 관찰자의 입장에서는 블랙 아웃(Black Out)으로 시인된다(A2). 반면에, 편광 유닛(PU)과 편광 선글라스(PS) 사이에 위상차층(210)이 배치된 경우에는, 제1 선편광(L1)은 λ/4만큼 위상이 지연되므로, 제1 선편광(L1)은 원편광(L2)으로 변환되고, 변환된 원편광(L2)은 편광 선글라스(PS)를 투과하면서 제2 선편광(L3)으로 변환되어 관찰자의 눈에 시인될 수 있게 된다(A3). 또한, 제1 선편광(L1)이 원편광(L2)으로 변환되므로 표면층(230)의 위상차로 인한 무지개 형태의 얼룩이 시인되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 편광 선글라스(PS)를 착용함에 따라 발생되는 블랙 아웃 현상 및 색상 왜곡 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 즉, 편광 기능이 있는 편광 선글라스(PS) 없이 일반적으로 시청하는 경우뿐만 아니라, 편광 선글라스(PS)를 착용한 상태에서도 표시장치(10)의 영상을 안정적으로 시청할 수 있게 된다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예에서 위상차층(210)과 표시패널(100) 사이에는 제1 접착부재(CP1)가 배치될 수 있다. 제1 접착부재(CP1)는 광학투명 접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명 접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 등으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서는 제1 접착부재(CP1)는 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA)일 수 있다. 감압 접착제는 아크릴(acryl) 또는 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있고, 감압 접착제의 두께는 25um 내지 50um일 수 있으며, 이형력(박리력)은 16 gf/in 내지 35 gf/in일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 접착부재(CP1)는 위상차층(210)과 표시패널(100)을 서로 부착 및 고정시키는 역할을 할 수 있다.
제1 접착부재(CP1)는 위상차층(210)과 표시패널(100)이 중첩되는 영역의 전면에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 위상차층(210)과 표시패널(100)이 중첩되는 영역의 일부에만 배치될 수도 있다. 예를 들어, 위상차층(210)과 표시패널(100)이 중첩되는 영역의 가장자리를 따라 제1 접착부재(CP1)가 배치될 수도 있으며, 제1 접착부재(CP1)는 위상차층(210)과 표시패널(100)이 중첩되는 영역에 바(Bar) 형상으로 다수가 이격되어 배치될 수도 있고, 도트(Dot) 형상으로 다수가 이격되어 배치될 수도 있다.
펜과 같은 날카로운 물체가 플렉서블 윈도우(200)의 표면에 충격을 가하게 되면 표면에 찍힘에 의한 크랙이 발생되어, 시인성 및 내구성을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 그러므로 이와 같은 불량 발생을 방지하기 위해서는 플렉서블 윈도우(200) 전체의 내충격 특성을 향상시키는 것이 바람직하다. 이를 위해 플렉서블 윈도우(200)는 내충격 완화층(220)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 내충격 완화층(220)은 위상차층(210) 상부에 배치될 수 있다.
내충격 완화층(220)은 단일층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 외부 충격이 가해졌을 때 충격력이 전달되는 시간을 지연시킴으로써 충격을 완화시키기 위하여 탄성을 가지는 물질을 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서 내충격 완화층(220)은 폴리우레탄(polyurethane) 계열의 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 고무(Rubber) 등으로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 내충격 완화층(220)은 외부로부터의 충격력을 완화시킴과 동시에 투명하면서 플렉서블한 성질을 가질 수 있다.
플렉서블 윈도우(200)에 포함된 내충격 완화층(220)의 두께 및 모듈러스를 제어함으로써 충격에 의해 발생된 충격력이 전달되는 시간을 증가시켜 완화시킬 수 있다. 내충격 완화층(220)의 두께를 무한히 증가시키기에는 전체 두께의 최대치에 대한 제약과 함께 곡률 반경에 대한 제약이 존재한다. 이와 같은 관점에서 플렉서블 윈도우(200)에 포함된 내충격 완화층(220)의 두께는 70um 내지 150um일 수 있다. 즉, 내충격 완화층(220)의 두께가 70um 이상이면 외부로부터의 충격력에 대한 완화력을 충분히 확보할 수 있고, 150um 이하이면 폴딩시 크랙 발생을 억제할 수 있기 때문에 내충격 완화층(220)의 두께는 70um 내지 150um일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
내충격 완화층(220)의 충격 저항성을 확인하기 위해 테스트 대상에 펜을 낙하시키는 낙하 테스트를 수행하였다. 낙하 테스트에 사용된 펜은 0.7 밀리미터의 점 직경과 5.8 g의 중량을 갖는 BIC ®ORANGE TMFINE 이였다. 낙하 테스트는, 테스트 대상이 패스하지 못할 때까지, 테스트 대상이 테스트를 통과한 후 낙하 높이를 1 센티미터(cm)씩 증가시키면서 수행하였다. 하기 표 1에 낙하 테스트 결과나 기재되어 있다.
내충격 완화층
두께(um)		 60 70 80 100 150 160
테스트 통과
펜 낙하 높이(cm)		 1 6 7 9 12 13
Folding 특성 (곡률 3R In/Out) OK OK OK OK OK Buckling
상기 표 1을 참조하면, 내충격 완화층(220)의 두께가 증가할수록 테스트 통과 펜 낙하 높이도 증가하나, 내충격 완화층(220)의 두께가 160um에서는 폴딩시 내충격 완화층(220)과 위상차층(210) 또는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 계면에 버클링(Buckling)이 발생되는 것을 알 수 있다. 또한, 내충격 완화층(220)의 두께가 70um 미만인 경우 테스트 통과 펜 낙하 높이가 급격히 감소하는 것을 볼 수 있다. 즉, 내충격 완화층(220)의 두께가 70um 이상인 경우 충분한 낙하 높이가 확보되는 것을 알 수 있다. 따라서, 내충격 완화층(220)의 두께는 70um 이상인 것이 바람직하다. 한편, 내충격 완화층(220)의 두께가 두꺼워질수록 낙하 높이는 상승하나, 폴딩시 버클링(Buckling)이 발생할 우려가 있음을 고려하면 내충격 완화층(220)의 두께는 플렉서블한 성질을 충분히 유지할 수 있는 범위, 예컨대 150um 이하의 두께를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
내충격 완화층(220)의 표면경도를 비교하기 위하여 연필경도 시험기(PHT, 한국 석보과학사)를 이용하여 500g 하중을 걸고 연필경도를 측정하였다. 연필은 6B ~ 9H로 변화시키면서 45도 각도를 유지하여 스크래치를 가하여 표면의 변화를 관찰하였다. 한 연필경도당 5회 실시로 긁힘(scretch)이 발생되는 연필심의 경도를 측정하였다
내충격 완화층
Modulus (Gpa)		 0.05 0.01 0.25 0.5 0.5 <
연필 경도 (Module 구조상) 3B H~3H H~3H H~3H 4H
Folding 특성 (곡률 3R In/Out) OK OK OK OK Buckling
상기 표 2를 참조하면, 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 증가할수록 내충격완화층(220)의 표면경도가 증가하는 것을 볼 수 있다. 다만, 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 0.5Gpa를 초과하는 경우 내충격 완화층(220)과 위상차층(210) 또는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 계면에 버클링(Buckling)이 발생되는 것을 알 수 있으며, 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 0.01Gpa미만인 경우 표면경도가 3B로 떨어지는 것을 알 수 있다.내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 높은 경우 경도는 우수하나 내충격 완화층을 적층시 다른 층과의 전단 응력(shear stress)의 차이로 버클링(buckling)이 발생될 확률이 증가하고, 모듈러스가 낮은 경우 충격 흡수는 우수하나 핸들링 하기 어렵다. 이에, 예시적인 실시예에서 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)는 0.01Gpa 내지 0.5Gpa 일 수 있다. 이와 같이 모듈러스(Modulus)가 0.01Gpa 내지 0.5Gpa인 내충격 완화층(220)을 플렉서블 윈도우(200)내에 배치하여, 플렉서블 윈도우(200)의 내충격성을 향상시킴과 동시에 버클링(buckling)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.내충격 완화층(220)의 면내 위상 지연 값(Re)과 두께 방향 위상 지연 값(Rth)은 xyz 좌표계에서 각 방향의 굴절률로 표현될 수 있다. 예를 들어, 내충격 완화층(220)이 xy 평면에 존재한다고 할 경우, x축 및 y축은 내충격 완화층(220)의 평면 방향을 의미하며, z축은 두께 방향을 의미한다. 즉, 내충격 완화층(220)은 x축, y축, z축에 따라 각각 nx, ny 및 nz의 굴절률(refractive index)을 갖는다. 여기서, Re는 평면방향의 위상 지연 값을 의미하며, Rth는 두께방향의 위상 지연 값을 의미한다. 또한, Nz는 2축성(biaxiality) 정도를 의미한다.
상술한 내용은 다음의 수학식 1과 같이 정리될 수 있다.
[수학식 1]
Re= (nx-ny)*d
Rth= ((nx+ny)/2 - nz) *d
Nz = Rth / Ro
여기서, d는 필름의 두께를 의미한다.
예시적인 일 실시예의 내충격 완화층(220)의 면내 위상 지연 값(Re)과 두께 방향 위상 지연 값(Rth)은 각각 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시예에서 내충격 완화층(220)은 필름형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 투명 폴리이미드(colorless polyimide, CPI), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 트리 아세틸 셀룰로오스 필름(tri-acetyl-cellulose film, TAC film), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate), PMMA), 사이클로 올레핀 폴리머(cyclo olefinpolymer, COP), 폴리우레탄(polyurethane), 실리콘(silicon), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 그리고 연신 폴리프로필렌(oriented polypropylene,OPP) 중 하나 이상을 포함하는 필름일 수 있다. 이와 같이 내충격 완화층(220)을 필름 형태로 구현하는 경우 내충격 완화층(220)을 박형으로 배치할 수 있게 되어 플렉서블 윈도우(200)의 두께를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 이와 같은 필름 형태의 내충격 완화층(220)에 대하여 전술한 충격 저항성 테스트를 수행한 결과는 하기 표 3에 나타나 있다.
내충격 완화층
두께(um)		 20 30 50 80 90
테스트 통과
펜 낙하 높이(cm)		 0.5 3 5 7 8
Folding 특성 (곡률 3R In/Out) OK OK OK OK Buckling
상기 표 3을 참조하면, 필름 형태의 내충격 완화층(220)의 두께가 증가할수록 테스트 통과 펜 낙하 높이도 증가하나, 내충격 완화층(220)의 두께가 90um에서는 폴딩시 내충격 완화층(220)과 위상차층(210) 또는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 계면에 버클링(Buckling)이 발생되는 것을 알 수 있다. 또한, 내충격 완화층(220)의 두께가 30um 미만인 경우 테스트 통과 펜 낙하 높이가 급격히 감소하는 것을 볼 수 있다. 즉, 내충격 완화층(220)의 두께가 30um 이상인 경우 충분한 낙하 높이가 확보되는 것을 알 수 있다. 따라서, 내충격 완화층(220)의 두께는 30um 이상인 것이 바람직하다. 한편, 내충격 완화층(220)의 두께가 두꺼워질수록 낙하 높이는 상승하나, 폴딩시 버클링(Buckling)이 발생할 우려가 있음을 고려하면 내충격 완화층(220)의 두께는 플렉서블한 성질을 충분히 유지할 수 있는 범위, 예컨대 80um 이하의 두께를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
필름 형태의 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 높은 경우 경도는 우수하나 내충격 완화층을 적층시 다른 층과의 전단 응력(shear stress)의 차이로 버클링(buckling)이 발생될 확률이 증가하고, 모듈러스가 낮은 경우 충격 흡수는 우수하나 핸들링 하기 어렵다. 필름 형태의 내충격 완화층(220)에 대하여 연필심 경도 테스트를 수행한 결과는 하기 표 4에 나타나 있다.
내충격 완화층
Modulus (Gpa)		 0.5 1.0 3.0 5.0 6.0 7.0
연필 경도 (Module 구조상) 3B B H 2H 3H 5H
Folding 특성 (곡률 3R In/Out) OK OK OK OK Buckling Buckling
상기 표 4를 참조하면, 필름 형태의 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 증가할수록 내충격완화층(220)의 표면경도가 증가하는 것을 볼 수 있다. 다만, 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 5Gpa를 초과하는 경우 내충격 완화층(220)과 위상차층(210) 또는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 계면에 버클링(Buckling)이 발생되는 것을 알 수 있으며, 필름 형태의 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)가 1.0Gpa미만인 경우 표면경도가 3B로 떨어지는 것을 알 수 있다. 이에, 예시적인 실시예에서 필름 형태의 내충격 완화층(220)의 모듈러스(Modulus)는 1Gpa 내지 5Gpa 일 수 있다. 이와 같이 모듈러스(Modulus)가 1Gpa 내지 5Gpa인 내충격 완화층(220)을 플렉서블 윈도우(200)내에 배치하여, 플렉서블 윈도우(200)의 내충격성을 향상시킴과 동시에 버클링(buckling)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.예시적인 실시예에서 내충격 완화층(220)과 위상차층(210) 사이에는 제2 접착부재(CP2)가 배치될 수 있다. 제2 접착부재(CP2)는 광학투명 접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명 접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에, 한정되는 것은 아니다. 제2 접착부재(CP2)는 내충격 완화층(220)과 위상차층(210)을 서로 부착 및 고정시키는 역할을 할 수 있다.
제2 접착부재(CP2)는 내충격 완화층(220)과 위상차층(210)이 중첩되는 영역의 전면에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 내충격 완화층(220)과 위상차층(210)이 중첩되는 영역의 일부에만 배치될 수도 있다. 예를 들어, 내충격 완화층(220)과 위상차층(210)이 중첩되는 영역의 가장자리를 따라 제2 접착부재(CP2)가 배치될 수도 있으며, 제2 접착부재(CP2)는 내충격 완화층(220)과 위상차층(210)이 중첩되는 영역에 바(Bar) 형상으로 다수가 이격되어 배치될 수도 있고, 도트(Dot) 형상으로 다수가 이격되어 배치될 수도 있다.
내충격 완화층(220) 상부에는 표면층(230)이 배치될 수 있다. 표면층(230)은 베이스층(233)과, 베이스층(233) 상부에 배치된 하드 코팅(Hard coating)층(235)과, 하드 코팅층(235) 상부에 배치된 지문 방지 코팅(Anti-Finger coating, AF)층(237)을 포함할 수 있다.
베이스층(233)은 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 폴리 에틸렌테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타 크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 등의 고분자 물질을 포함할 수 있다. 유연성과 내구성을 고려하여 베이스층(233)은 두께는 5um 내지 50um 일 수 있으며, 모듈러스는 3.5Gpa 내지 7Gpa 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하드 코팅층(235)은 고경도 재질을 갖는 물질로 형성될 수 있으며, 하드 코팅층(235)은 휨 또는 접힘 변형이 가능하도록 어느 정도의 유연성을 가져야 하며, 외부에 직접적으로 노출되는 최상층이므로 내화학성, 내부식성 등도 양호할 필요가 있다. 이를 위해 하드 코팅층(235)은 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물, 유무기 복합 화합물을 포함하거나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물 이외의 다른 자외선 경화성 수지를 포함할 수도 있다. 그리고, 하드 코팅층(235)의 두께는 5um 내지 10um 일 수 있으며, 모듈러스는 3Gpa 내지 5Gpa 일 수 있으며, 압입경도 (Micro hardness)는 50HV 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 압입경도는, 비커스 경도와의 상관성이 공지되어 있기 때문에, 비커스 경도로도 환산할 수 있음은 자명하다.
하드 코팅층(235)은 베이스층(233) 상에 코팅 방식 등을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 하드 코팅층(235)은 슬립(slip) 코팅, 바(bar) 코팅, 스핀(spin)코팅 방식 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이 경우, 하드 코팅층(235)이 베이스층(233) 상에 얇게 형성되어 휨 또는 접힘이 용이한 이점이 있다.
지문 방지 코팅층(237)은 플루오르(F)계 화합물을 포함한 지문 방지층일 수 있으며, 이에 따라 외부로부터 플렉서블 윈도우(200)로 가해지는 간섭을 방지하는 동시에 이물질이 플렉서블 윈도우(200)에 흡착되는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예에서 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 사이에는 제3 접착부재(CP3)가 배치될 수 있다. 제3 접착부재(CP3)는 광학투명 접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명 접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에, 한정되는 것은 아니다. 제3 접착부재(CP3)는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 베이스층(233)을 서로 부착 및 고정시키는 역할을 할 수 있다.
제3 접착부재(CP2)는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 베이스층(233)이 중첩되는 영역의 전면에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 베이스층(233)이 중첩되는 영역의 일부에만 배치될 수도 있다. 예를 들어, 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 베이스층(233)이 중첩되는 영역의 가장자리를 따라 제3 접착부재(CP3)가 배치될 수도 있으며, 제3 접착부재(CP3)는 내충격 완화층(220)과 표면층(230)의 베이스층(233)이 중첩되는 영역에 바(Bar) 형상으로 다수가 이격되어 배치될 수도 있고, 도트(Dot) 형상으로 다수가 이격되어 배치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 고위상차 필름의 가시광선 영역내에서 파장별 위상지연을 설명하기 위하여 참조되는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예의 플렉서블 윈도우(200_1)는 표시패널(도1의 100) 상부에 배치된 고위상차층(223)과, 고위상차층(223) 상부에 배치된 표면층(230)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서 고위상차층(223)은 고위상차 필름으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예시적인 실시예의 고위상차층(223)을 구성하는 고위상차 필름은 면내 위상차가 6000nm 내지 10000nm의 범위의 것이 사용될 수 있다.
고위상차 필름은, 시클로-올레핀 중합체(Cyclo-Olefin Polymer; COP) 필름, 시클로-올레핀 공중합체(Cyclo-Olefin Co-polymer; COC) 필름, 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate; PET) 필름, 폴리프로필렌(Polypro-Pylene; PP) 필름, 폴리술폰(Polysulfone; PSF) 필름, 아크릴(Polymethylmethacrylate; PMMA) 필름 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
도 5a는 PET 필름의 가시광선 영역내에서 파장 별 위상지연에 따른 투과광의 분포를 개략적으로 나타낸 그래프이고, 도 5b는 PI 필름의 가시광선 영역내에서 파장 별 위상지연에 따른 투과광의 분포를 개략적으로 나타낸 그래프이고, 도 5c는 고위상차 필름의 가시광선 영역내에서 파장 별 위상지연에 따른 투과광의 분포를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 표시패널(도 3의 '100')로부터 출력되어 편광 유닛(도3의 PU)을 통과하며 선편광된 광이 PET 필름 또는 PI 필름을 통과하는 경우, PET 필름 또는 PI 필름은 위상지연 현상을 가지므로 가시광선 영역내에서 파장 별 위상지연에 따른 투과광의 차이에 의하여 레인보우 무라 현상이 발생된다. 즉, PET 필름 또는 PI 필름으로 입사되어 통과하는 선편광된 광은 파장 별로 위상지연을 일으키게 된다. 가시광선영역(360nm에서 780nm)에서 파장 별로 파장대비 위상지연(즉 파장의 길이 λ(lambda)를 기준으로 표시된 위상지연)을 보이는 것으로, PET 필름 또는 PI 필름에 의한 위상지연이 발생하면 가시광선의 각 파장 별로 파장대비 위상지연이 서로 다르게 되고, 또 PET 필름 또는 PI 필름의 위상지연 정도가 변화함에 따라 각 파장 별 파장대비 위상지연이 변화함을 알 수 있다. 즉, 편광 유닛(도 3의 'PU')의 흡수축(도 3의 'OX1')과 일치되는 파장은 위상지연의 변화에 따라 780nm 파장에서 360nm으로 갈수록 주기가 짧아진다. 이에 따라, PET 필름 또는 PI 필름을 투과한 광은 가시광선의 각 파장 별로 투과율의 차이가 발생되어 무지개 형태의 얼룩이 시인되는 색상 왜곡 현상이 발생되며, 이와 같은 색상 왜곡 현상은 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용한 경우 더욱 두드러지게 나타난다.
반면, 도 5c를 참조하면, 표시패널(도 3의 '100')로부터 출력되어 편광 유닛(도3의 PU)을 통과하며 선편광된 광이 고위상차층(223)을 통과하는 경우, 파장 별 위상지연의 차이가 최소화되는 것을 볼 수 있다. 즉, 파장 별 위상지연이 골고루 분포되는 것을 볼 수 있다. 이에 따라, 편광 유닛(도 3의 'PU')의 흡수축(도 3의 'OX1')과 일치되는 파장은 360nm 내지 780nm 파장에 걸쳐 매우 짧은 주기를 가지며 골고루 분포되고, 고위상차층(223)을 투과한 광은 가시광선의 각 파장별로 투과율의 차이가 최소화되어 무지개 형태의 얼룩이 시인되는 색상 왜곡 현상을 방지할 수 있으며, 나아가, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용한 경우에도 무지개 형태의 얼룩이 시인되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 고위상차층(223)을 투과한 광은 편광 유닛(도 3의 'PU')의 흡수축(도 3의 'OX1')과 일치되는 파장이 360nm 내지 780nm 파장에 걸쳐 매우 짧은 주기를 가지며 골고루 분포되며 출력되므로, 플렉서블 윈도우(200_1)를 통해 출력된 광이 편광 선글라스(도 3의 'PS')의 흡수축(도 3의 'OX2')과 일치하여 시인되지 않는 블랙 아웃 현상 방지할 수 있다.
플렉서블 윈도우(200)에 포함된 고위상차층(223)의 두께는 30um 내지 80um일 수 있다. 즉, 필름 형태의 고위상차층(223)의 두께는 30um 미만으로 떨어지는 경우에는 외부로부터의 충격력에 대한 완화력이 급격히 감소되고, 80um 초과하는 경우에는 폴딩시 크랙이 발생될 수 있기 때문에 고위상차층(223)의 두께는 30um 내지 80um일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서 필름 형태의 고위상차층(223)의 모듈러스(Modulus)는 1Gpa 내지 5Gpa 일 수 있다. 이와 같이 모듈러스(Modulus)가 1Gpa 내지 5Gpa인 고위상차층(223)을 플렉서블 윈도우(200)내에 배치하여, 플렉서블 윈도우(200)의 내충격성을 향상시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서 고위상차층(223)과 표시패널(도 1의 100) 사이에는 제1 접착부재(CP1)가 배치될 수 있다. 제1 접착부재(CP1)는 광학투명접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 다른 실시예에서는 제1 접착부재(CP1)는 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA)를 더 포함할 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 접착부재(CP1)는 고위상차층(223)과 표시패널(도 1의 '100')을 서로 부착 및 고정시키는 역할을 할 수 있다.
고위상차층(223) 상부에는 표면층(230)이 배치될 수 있다. 표면층(230)은 베이스층(233)과, 베이스층(233) 상부에 배치된 하드 코팅(Hard coating)층(235)과, 하드 코팅층(235) 상부에 배치된 지문 방지 코팅(Anti-Finger coating, AF)층(237)을 포함할 수 있으며, 고위상차층(223)과 표면층(230)의 사이에는 제2 접착부재(CP2)가 배치될 수 있다. 제2 접착부재(CP2)는 광학투명 접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명 접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에, 한정되는 것은 아니다. 제2 접착부재(CP2)는 고위상차층(223)과 표면층(230)의 베이스층(233)을 서로 부착 및 고정시키는 역할을 할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6의 플렉서블 윈도우(200_2)는 내충격 완화층(220)과 표면층(230) 사이에 위상차층(210)이 배치된다는 점을 제외하고 도 1의 설명에서 상술한 바와 같다. 이하에서는 중복되는 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 6을 참조하면 플렉서블 윈도우(200_2)는 제1 접착부재(CP1)와 제2 접착부재(CP2) 사이에 내충격 완화층(220)이 배치되고, 제2 접착부재(CP2)와 제3 접착부재(CP3) 사이에 위상차층(210)이 배치되며, 제3 접착부재(CP3) 상부에는 표면층(230)이 배치되는 적층구조일 수 있다. 내충격 완화층(220)은 폴리우레탄(polyurethane) 계열의 물질로 이루어지거나, PET, PC, Acryl등의 필름 형태로 이루어질 수 있다.
위상차층(221)은 λ/4 위상차 값을 가질 수 있으며, 선편광을 원편광으로 또는 원편광을 선편광으로 바꾸는 QWP(Quarter Wave Plate)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 반응성 메조겐막(reactive mesogen film)과 같은 λ/4 위상차막을 이용할 수도 있다. 이와 같이, 내충격 완화층(220)이 하부에 배치되고, 그 상부에 위상차층(210)이 배치된 경우에도, 하부에 배치된 내충격 완화층(220)에 의하여 플렉서블 윈도우(200_2) 전체의 내충격 특성이 향상되고, 내충격 완화층(220) 상부에 배치된 위상차층(221)이 편광 유닛(도 3의 'PU')을 통과하며 선편광된 광을 원편광으로 변환하므로, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용함에 따라 발생되는 블랙 아웃 현상 및 색상 왜곡 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 즉, 편광 기능이 있는 편광 선글라스(도 3의 'PS') 없이 일반적으로 시청하는 경우뿐만 아니라, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용한 상태에서도 표시장치(도 1의 '10')의 영상을 안정적으로 시청할 수 있게 된다.
도 7 및 도 8은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 플렉서블 윈도우(200_3)는 제1 접착부재(CP1) 상부에 내충격 완화층(220)이 배치되고, 내충격 완화층(220) 상부에 위상차층(210)이 배치되며, 위상차층(210) 상부에 표면층(230)이 배치된다.
즉, 제2 접착부재(CP2) 및 제3 접착부재(CP3)를 생략하고, 표면층(230)의 베이스층(233)을 위상차층(210)의 전사기재로 활용하여, 베이스층(233)에 하드 코팅층(235)이 배치되는 상면에 반대인 배면에 위상차층(210)을 직접 코팅하고, 위상차층(210)의 배면에 내충격 완화층(220)을 직접 코팅할 수 있다. 하부에 배치된 내충격 완화층(220)에 의하여 플렉서블 윈도우(200_3) 전체의 내충격 특성이 향상되고, 내충격 완화층(220) 상부에 배치된 위상차층(221)이 편광 유닛(도 3의 'PU')을 통과하며 선편광된 광을 원편광으로 변환하므로, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용함에 따라 발생되는 블랙 아웃 현상 및 색상 왜곡 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 즉, 편광 기능이 있는 편광 선글라스(도 3의 'PS') 없이 일반적으로 시청하는 경우뿐만 아니라, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용한 상태에서도 표시장치(도 1의 '10')의 영상을 안정적으로 시청할 수 있게 된다. 나아가, 코팅 형태로 위상차층(210) 및 내충격 완화층(220)을 형성할 경우 플렉서블 윈도우(200_3)를 박형화함과 동시에 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
도 8을 참조하면, 플렉서블 윈도우(200_4)는 제2 접착부재(CP2) 및 제3 접착부재(CP3)를 생략하고 베이스층(233)에 하드 코팅층(235)이 배치되는 상면에 반대인 배면에 내충격 완화층(220)을 직접 코팅하고, 내충격 완화층(220)의 배면에 위상차층(210)을 직접 코팅할 수도 있다.
즉, 제2 접착부재(CP2) 및 제3 접착부재(CP3)를 생략하고, 베이스층(233)에 하드 코팅층(235)이 배치되는 상면에 반대인 배면에 내충격 완화층(220)을 직접 코팅하고, 내충격 완화층(220)의 배면에 위상차층(210)을 직접 코팅할 수 있다. 하드 코팅층(235)과 내충격 완화층(220)이 베이스층(233)을 사이에 두고 배치되어 외부 충격을 표면층(230) 부근에서 효과적으로 흡수할 수 있게 되어 플렉서블 윈도우(200_4) 전체의 내충격 특성이 더욱 향상되고, 내충격 완화층(220) 하부에 배치된 위상차층(221)이 편광 유닛(도 3의 'PU')을 통과하며 선편광된 광을 원편광으로 변환하므로, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용함에 따라 발생되는 블랙 아웃 현상 및 색상 왜곡 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 즉, 편광 기능이 있는 편광 선글라스(도 3의 'PS') 없이 일반적으로 시청하는 경우뿐만 아니라, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용한 상태에서도 표시장치(도 1의 '10')의 영상을 안정적으로 시청할 수 있게 된다. 나아가, 코팅 형태로 내충격 완화층(220) 및 위상차층(210)을 형성함으로써 플렉서블 윈도우(200_4)를 박형화함과 동시에 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
도 9 및 도 10은 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 윈도우의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 플렉서블 윈도우(200_5)는 제1 접착부재(CP1)와, 제1 접착부재(CP1) 상부에 배치된 광학 플레이트(PCP)와, 광학 플레이트(PCP) 상부에 배치된 제2 접착부재(CP2)와, 제2 접착부재(CP2) 상부에 배치된 내충격 완화층(220)과, 내충격 완화층(220) 상부에 배치된 위상차층(210)과, 위상차층(210) 상부에 배치된 표면층(230)을 포함할 수 있다.
도 9의 플렉서블 윈도우(200_5)는 내충격 완화층(220) 하부에 제2 접착부재(CP2)를 통하여 광학 플레이트(PCP)가 부착되는 점을 제외하고 도 7의 구조와 동일하다. 이하에서는 중복되는 내용은 생략한다.
내충격 완화층(220) 하부에 제2 접착부재(CP2)를 통하여 부착되는 광학 플레이트(PCP)는 위상차 필름일 수 있다. 광학 플레이트(PCP)는 포지티브 C 플레이트일 수 있다. 전술한 [수학식 1을] 참고하면, 광학 플레이트(PCP)의 굴절률 관계는 nz > nx = ny일 수 있다. 광학 플레이트(PCP)의 평면 방향의 위상 지연 값(Re)과 두께 방향의 위상 지연 값(Rth)을 조절하여 편광 유닛(도 3의 'PU')을 통과하며 선편광되어 광학 플레이트(PCP)로 입사되는 광의 위상을 지연시킬 수 있다.
즉, 플렉서블 윈도우(200_5)는 표면층(230)의 베이스층(233)을 위상차층(210)의 전사기재로 활용하여, 베이스층(233)에 하드 코팅층(235)이 배치되는 상면에 반대인 배면에 위상차층(210)을 직접 코팅하고, 위상차층(210)의 배면에 내충격 완화층(220)을 직접 코팅하며, 제2 접착부재(CP2)를 통하여 내충격 완화층(220)의 배면에 광학 플레이트(PCP)를 배치할 수 있다. 이에 따라, 편광 유닛(도 3의 'PU')을 통과하며 선편광되어 플렉서블 윈도우(200_5)로 입사되는 광을 하부에 배치된 광학 플레이트(PCP)를 통하여 위상을 지연시키고, 광학 플레이트(PCP) 상부에 배치된 위상차층(221)을 통하여 재차 위상을 지연시켜, 편광 선글라스(도 3의 'PS')를 착용함에 따라 발생되는 블랙 아웃 현상 및 색상 왜곡 현상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 나아가, 광학 플레이트(PCP)와 위상차층(221) 사이에 내충격 완화층(220)이 배치되어 플렉서블 윈도우(200_5) 전체의 내충격 특성이 향상시킨다. 또한, 코팅 형태로 내충격 완화층(220) 및 위상차층(210)을 형성함으로써 플렉서블 윈도우(200_5)를 박형화함과 동시에 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
도 10을 참조하면, 플렉서블 윈도우(200_6)는 제1 접착부재(CP1)와, 제1 접착부재(CP1) 상부에 배치된 광학 플레이트(PCP)와, 광학 플레이트(PCP) 상부에 배치된 제2 접착부재(CP2)와, 제2 접착부재(CP2) 상부에 배치된 위상차층(210)과, 위상차층(210)상부에 배치된 내충격 완화층(220)과, 내충격 완화층(220) 상부에 배치된 표면층(230)을 포함할 수 있다.
도 10의 플렉서블 윈도우(200_6)는 내충격 완화층(220)과 위상차층(210)의 위치가 바뀐 것을 제외하고 도 9의 구조와 동일하다. 즉, 광학 플레이트(PCP)와 내충격 완화층(220) 사이에 위상차층(210)층이 배치되는 구조이므로, 중복 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 플렉서블 표시장치 100: 표시패널
200: 플렉서블 윈도우 210: 위상차층
220: 내충격 완화층 230: 표면층
233: 베이스층 235: 하드 코팅층
237 지문 방지 코팅층 CP1: 제1 접착부재
CP2: 제2 접착부재 CP3:제3 접착부재

Claims (20)

  1. 위상차층;
    상기 위상차층 상부에 배치된 내충격 완화층; 및
    상기 내충격 완화층 상부에 배치된 표면층을 포함하고,
    상기 위상차층은 λ/4 위상차판을 포함하는 플렉서블 윈도우.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층은 폴리우레탄 계열의 물질로 이루어진 플렉서블 윈도우.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층의 두께는 70um 내지 150um인 플렉서블 윈도우.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층의 모듈러스(Modulus)는 0.001Gpa 내지 0.5Gpa 인 플렉서블 윈도우.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층은 상기 표면층의 배면에 직접 코팅된 플렉서블 윈도우.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 위상차층은 상기 내충격 완화층의 배면에 직접 코팅된 플렉서블 윈도우.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 위상차층 하부에 배치된 포지티브 C 플레이트를 더 포함하는 플렉서블 윈도우.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층은 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 및 아크릴(Acryl)로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어진 필름 형태인 플렉서블 윈도우.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층의 두께는 30um 내지 80um이며, 상기 내충격 완화층의 모듈러스(Modulus)는 1Gpa 내지 5Gpa 인 플렉서블 윈도우.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 표면층은, 베이스층과, 상기 베이스층 상부에 배치된 하드 코팅층 및 상기 하드 코팅층 상부에 배치된 지문 방지 코팅층을 포함하는 플렉서블 윈도우.
  11. 고위상차층; 및
    상기 고위상차층 상부에 배치된 표면층을 포함하고,
    상기 표면층은, 베이스층과, 상기 베이스층 상부에 배치된 하드 코팅층과, 상기 하드 코팅층 상부에 배치된 지문 방지 코팅층을 포함하며,
    상기 고위상차층의 면내 위상차는 6000nm 내지 10000nm인 플렉서블 윈도우.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 고위상차층은 시클로-올레핀 중합체(Cyclo-Olefin Polymer; COP) 필름, 시클로-올레핀 공중합체(Cyclo-Olefin Co-polymer; COC) 필름, 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate; PET) 필름, 폴리프로필렌(Polypro-Pylene; PP) 필름, 폴리술폰(Polysulfone; PSF) 필름, 아크릴(Polymethylmethacrylate; PMMA) 필름 중 어느 하나로 이루어진 플렉서블 윈도우.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 고위상차층의 두께는 30um 내지 80um이며, 상기 고위상차층의 모듈러스(Modulus)는 1Gpa 내지 5Gpa인 플렉서블 윈도우.
  14. 표시패널;
    상기 표시패널 상부에 배치되는 플렉서블 윈도우; 및
    상기 표시패널과 상기 플렉서블 윈도우 사이에 배치된 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA) 를 포함하고,
    상기 플렉서블 윈도우는, 위상차층과, 상기 위상차층 상부에 배치된 내충격 완화층 및 상기 내충격 완화층 상부에 배치된 표면층을 포함하고, 상기 위상차층은 λ/4 위상차판을 포함하는 플렉서블 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층은 폴리우레탄 계열의 물질로 이루어진 플렉서블 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층의 두께는 70um 내지 150um인 플렉서블 표시장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층의 모듈러스(Modulus)는 0.001Gpa 내지 0.5Gpa 인 플렉서블 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 내충격 완화층은 상기 표면층의 배면에 직접 코팅된 플렉서블 표시장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 위상차층은 상기 내충격 완화층의 배면에 직접 코팅된 플렉서블 표시장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 위상차층 하부에 배치된 포지티브 C 플레이트를 더 포함하는 플렉서블 표시장치.

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