플렉서블 디스플레이 기판용 투광성 유리섬유 복합체 필름의 표면조도 제어 연구

Abstract

지난 몇 년간 차세대 플렉서블 디스플레이의 기술실현을 위하여, 기존의 유리 기판을 대체할 수 있는 플렉서블 디스플레이 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Plastic film은 높은 내구성, 광학특성, 유연성을 가지고 가공이 용이하다는 장점 때문에 플렉서블 디스플레이용 기판으로 가장 많이 고려되고 있는 소재이다. 하지만 대부분의 투광성 고분자 기판은 높은 열팽창계수(CTE; Coefficient of Thermal Expansion, 55~80ppm/℃)를 가짐으로 인하여, 디스플레이 기판 공정 시 전극/무기박막과의 계면에서 구성 소재 간 CTE -mismatch로 인해 crack 등 여러 가지 문제들이 발생하는 문제점이 있다. 그리하여 최근 이 같은 기존기판소재의 높은 CTE 문제를 개선하기 위해 비교적 낮은 CTE 값을 갖고, 광학적·열적 특성이 뛰어난 에폭시-유리섬유 복합체 기판에 대한 연구가 진행되어 CTE 및 광학특성 면에서 큰 진전이 보고되었다. 하지만 유리섬유 복합체의 경우 경화 과정 중에 발생하는 경화 수축으로 인해 표면에 요철이 발생하기 때문에 기판으로서 요구조건을 만족시키지 못하는 문제점이 발생하였다. 따라서 본 연구에서는 경화 수축으로 인한 표면의 거칠기를 제어하기 위해 기판의 표면조도에 영향을 미치는 여러 가지 인자들에 대한 연구를 수행하여 표면조도 제어요인을 규명하고 표면평탄특성이 매우 우수한 기판 제조에 대한 연구를 수행하였다. 즉, 에폭시당량(EEW : Epoxy Equivalent Weight)의 표면조도에의 영향과 경화 시 수축하지 않고 팽창하는 바인더를 첨가함으로써 나타나는 표면조도 개선 효과를 확인하였다. 또한 열처리가 표면조도에 미치는 영향을 연구하였고, 최종적으로 표면 평탄층을 적용해 표면특성이 약 36㎚수준의 우수한 표면특성을 갖는 디스플레이 기판용 유리섬유 복합체 필름을 제조하였다.| Research on the flexible display substrate, which can replace the existing glass substrates, has been conducted actively for the last few years in order to realize the next-generation flexible display technology. Plastic film is the material which is considered most as the flexible display substrate because of its strengths of good durability, optical feature, flexibility and easy processing. However, because most kinds of transparent plastic film have a high level of CTE, there are many faults, such as cracks, occurring due to the CTE-mismatch among component materials on the interface with magnetic poles/inorganic thin film during the display substrate process. Therefore, in order to improve the problem of a high level of CTE of the existing substrate materials, research has been carried out on the epoxy-glass fiber substrate with relatively lower CTE value and great optical thermal features, and findings and progress have been reported in terms of CTE and optical features. However, in the case of glass fiber composites, curing shrinkage occurring in the curing process causes surface roughness and therefore it cannot satisfy the requirements for display substrates. Therefore, in this study, the factors affecting the surface roughness of substrates were investigated, in order to prepare the substrate with excellent surface roughness. That is, the effect of EEW(epoxy equivalent weight), expandable monomer during curing, and the glass transition temperature of binder were investigated(heat treatment). Finally the glass fiber composite film with the very fine roughness of 35㎚ was successfully prepared after the application of surface coating layer.; Research on the flexible display substrate, which can replace the existing glass substrates, has been conducted actively for the last few years in order to realize the next-generation flexible display technology. Plastic film is the material which is considered most as the flexible display substrate because of its strengths of good durability, optical feature, flexibility and easy processing. However, because most kinds of transparent plastic film have a high level of CTE, there are many faults, such as cracks, occurring due to the CTE-mismatch among component materials on the interface with magnetic poles/inorganic thin film during the display substrate process. Therefore, in order to improve the problem of a high level of CTE of the existing substrate materials, research has been carried out on the epoxy-glass fiber substrate with relatively lower CTE value and great optical thermal features, and findings and progress have been reported in terms of CTE and optical features. However, in the case of glass fiber composites, curing shrinkage occurring in the curing process causes surface roughness and therefore it cannot satisfy the requirements for display substrates. Therefore, in this study, the factors affecting the surface roughness of substrates were investigated, in order to prepare the substrate with excellent surface roughness. That is, the effect of EEW(epoxy equivalent weight), expandable monomer during curing, and the glass transition temperature of binder were investigated(heat treatment). Finally the glass fiber composite film with the very fine roughness of 35㎚ was successfully prepared after the application of surface coating layer.