KR101720588B1 - 접이식 유기 발광 다이오드 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

유기 발광 다이오드를 이용하는 접이식 디스플레이에 관해 개시되어 있다. 개시된 접이식 디스플레이는 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 포함하는, 표시될 영상을 나누어 표시하는 제1 및 제2 플레이트을 포함한다. 이와 함께 상기 제1 및 제2 플레이트 상에 각각 위치한 제1 및 제2 보호 윈도우를 포함하고, 상기 제1 및 제2 보호 윈도우 사이에 연질 물질층을 구비한다. 또한, 상기 연질 물질층과 상기 제1 및 제2 보호 플레이트의 측면 사이에 휘도 조절용 중간층을 포함한다.

Description

접이식 유기 발광 다이오드 디스플레이{Foldable organic light emitting diode display}
본 발명의 일 실시예는 디스플레이에 대한 것으로써, 보다 자세하게는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, 이하, OLED)를 이용한, 접을 수 있는 디스플레이(이하, 접이식 디스플레이)에 관한 것이다.
접이식 디스플레이는 큰 화면을 만드는데 필요한 기구적 체적이 상대적으로 작다. 따라서 접이식 디스플레이는 휴대용 전자 장비에 널리 사용될 것으로 예상된다. 접이식 디스플레이는 외부 충격으로부터 화면 부분을 보호하기 위한 보호 윈도우(protecting window)를 구비한다. 보호 윈도우 또한 접힐 수 있어야 하나, 보호 윈도우는 통상 경질 재료이다. 따라서 접이식 디스플레이에서 접히는 부분은 보호 윈도우 재료보다 부드러운 연질 재료가 사용된다.
그런데, 보호 윈도우와 상기 연질 재료의 굴절률 차이로 인해 보호 윈도우에서 상기 연질 재료로 진행하는 빛은 보호 윈도우와 상기 연질 재료의 경계면에서 전반사가 일어날 수 있다. 이에 따라 상기 연질 재료가 존재하는 상기 접히는 부분의 양측 보호 윈도우를 통해 보여지는 영상이 상기 접히는 부분에서 단절되는 듯한 결과를 초래할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 화면의 특정 부분에서의 영상 단절감을 제거할 수 있는 접이식 디스플레이를 제공한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이는 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 포함하고, 표시될 영상을 나누어 표시하는 제1 및 제2 플레이트를 포함한다. 이와 함께 상기 제1 및 제2 플레이트 상에 각각 위치한 제1 및 제2 보호 윈도우를 포함하고, 상기 제1 및 제2 보호 윈도우 사이에 연질 물질층을 구비한다. 또한, 상기 연질 물질층과 상기 제1 및 제2 보호 플레이트의 측면 사이에 휘도 조절용 중간층을 포함한다.
이러한 디스플레이에서, 상기 중간층은 상기 제1 및 제2 보호 플레이트의 밑면을 통과해서 제1 및 제2 보호 플레이트의 측면에 입사되는 광의 반사율을 감소시키는 물질층일 수 있다.
상기 중간층은 상기 제1 및 제2 보호 플레이트의 밑면을 통과해서 제1 및 제2 보호 플레이트의 측면에 입사되는 광의 전반사각을 증가시키는 물질층일 수 있다.
상기 중간층의 굴절률은 상기 제1 및 제2 보호 플레이트의 굴절률과 상기 연질 물질층의 굴절률 사이에 있을 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호 윈도우에 평행한 방향으로 상기 중간층의 두께는 3㎛ ~10㎛일 수 있다.
상기 중간층의 굴절률은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우에서 상기 연질 물질층으로 갈수록 점차 작아질 수 있다.
상기 중간층은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우와 평행한 방향으로 단일층 또는 멀티층일 수 있다.
상기 중간층이 멀티층일 때, 상기 멀티층의 굴절률은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우에서 상기 연질 물질층으로 갈수록 작아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 보호 윈도우와 연질 재료로 된 접히는 부분 사이에 상기 보호 윈도우의 굴절률과 상기 연질 재료의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 투명 물질층을 구비한다. 이에 따라 상기 보호 윈도우와 상기 접히는 부분의 경계에서의 전반사를 줄일 수 있고, 그 결과 상기 보호 윈도우와 상기 접히는 부분 사이의 굴절률 차이로부터 비롯되는 영상 단절감을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이의 단면도를 나타낸 것으로써, 양쪽의 디스플레이 면이 펼쳐진 상태의 단면도이다.
도 2는 도 1의 특정 부분(A1)을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이에서, 보호 윈도우와 연질 물질층 사이에 구비되는 중간층의 굴절률에 따른 보호 윈도우 측면을 통해 방출되는 광의 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이는 제1 및 제2 플레이트(30, 32)를 포함한다. 제1 및 제2 플레이트(30, 32)는 광에 대해 투명할 수 있다. 제1 및 제2 플레이트(30, 32)는 어레이를 이루는 복수의 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함한다. 디스플레이가 펼쳐진 상태에서 제1 및 제2 플레이트(30, 32)는 수평으로 서로 평행하게 배열되고, 제1 및 제2 플레이트(30, 32)의 만나는 부분에서 양 플레이트(30, 32)의 일부는 겹친다. 제1 플레이트(30)는 제1 영상이 표시되는 제1 영역(34)을 구비하고, 제2 플레이트(32)는 제2 영상이 표시되는 제2 영역(36)을 구비한다. 상기 제1 및 제2 영상은 디스플레이에 의해 표시되는 전체 영상을 이룬다. 디스플레이가 펼쳐진 상태에서 제1 및 제2 영역(34, 36)은 수평으로 연속된 화면을 구성하도록 구비될 수 있다. 곧, 도면 기준으로 제1 영역(34)의 좌측단은 제2 영역(36)의 우측단과 동일 수직선 상에 있을 수 있다. 제1 영역(34)의 일부를 제외한 대부분은 제1 보호 윈도우(38)로 덮여있다. 제1 보호 윈도우(38)는 투광성 경질 물질일 수 있는데, 예를 들면 굴절률이 1.51인 유리 기판일 수 있다. 제1 보호 윈도우(38)는 제1 영역(34)과 평행하며, 제1 영역(34)으로부터 이격되어 있다. 제1 영역(34) 중 제1 보호 윈도우(38)로 덮이지 않은 부분은 제1 보호 윈도우(38)보다 소프트한 연질 물질층(42)으로 덮여있다. 연질 물질층(42)은 투광성 물질이면서 제1 보호 윈도우(38)보다 굴절률이 작은 물질층일 수 있는데, 예를 들면 실리콘층일 수 있다. 연질 물질층(42)은 제1 플레이트(30)와 제1 보호 윈도우(38) 사이를 채운다. 연질 물질층(42)의 외부면과 제1 플레이트(38)의 외부면은 동일면을 이룬다. 제1 보호 윈도우(38)의 측면과 연질 물질층(42) 사이에 제1 중간층(44)이 구비되어 있다. 제1 보호 윈도우(38)의 측면은 제1 중간층(44)으로 덮여있다. 제1 중간층(44)의 두께는 100nm 이상일 수 있는데, 예를 들면, 100nm ~10㎛, 100nm ~ 30㎛ 또는 3㎛ ~ 10㎛일 수 있다. 제1 중간층(44)은 투광성 물질층이다. 제1 중간층(44)의 굴절률은 제1 보호 윈도우(38)의 굴절률과 연질 물질층(42)의 굴절률 사이에 있다. 예를 들면, 제1 보호 윈도우(38)와 연질 물질층(42)의 굴절률이 각각 1.51과 1.41일 때, 제1 중간층(44)의 굴절률은 1.48일 수 있다. 따라서 제1 보호 윈도우(38) 아래의 제1 영역(34)으로부터 제1 보호 윈도우(38)의 밑면을 통해서 제1 보호 윈도우(38)의 측면에 입사된 광에 대한 전반사 각은 제1 중간층(44)이 없을 때보다 훨씬 커지게 된다. 그러므로 제1 보호 윈도우(38)의 측면에 입사되는 광 중에서 전반사되는 광의 비율은 제1 중간층(44)이 없을 때보다 훨씬 작아진다. 달리 말하면, 제1 중간층(44)이 구비됨으로써, 제1 보호 윈도우(38)의 밑면을 통해서 제1 보호 윈도우(38)의 측면에 입사되는 광의 대부분은 상기 측면을 통과해서 상기 측면에 입사된 방향과 동일한 방향으로 진행될 수 있다. 제2 플레이트(32)의 제2 영역(36)은 제2 보호 윈도우(40)로 덮여 있다. 제2 보호 윈도우(40)는 제1 보호 윈도우(38)와 동일한 물질이고, 동일한 두께일 수 있다. 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)는 이격되어 있고, 양쪽의 사이는 연질 물질층(42)으로 채워져 있다. 제2 보호 윈도우(40)의 측면과 연질 물질층(42) 사이에 제2 중간층(46)이 구비되어 있다. 제2 보호 윈도우(40)의 측면은 제2 중간층(46)으로 덮여 있다. 제2 중간층(46)의 두께와 물질은 제1 중간층(44)과 동일할 수 있다. 이에 따라 제1 보호 윈도우(38)의 경우와 마찬가지로 제2 보호 윈도우(40)의 밑면을 통해 제2 보호 윈도우(40)의 측면에 입사되는 광의 전반사율도 제2 중간층(46)이 없을 때보다 감소하게 된다. 이러한 결과로, 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40) 앞쪽에서 각 보호 윈도우의 측면 부분, 곧 각 보호 윈도우(38, 40)와 연질 물질층(42)의 경계 부분을 보았을 때, 상기 경계 부분의 휘도가 화면의 각 보호 윈도우의 다른 부분의 휘도보다 커지는 것을 방지하거나 커지는 정도를 줄일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40) 중 어느 하나, 예컨대 제1 보호 윈도우(39)의 앞쪽에서 다른 보호 윈도우, 예컨대, 제2 보호 윈도우(40)의 측면 부분을 보았을 때, 측면 부분의 휘도가 각 보호 윈도우의 다른 부분보다 낮아지는 것을 방지하거나 낮아지는 정도를 줄일 수 있다. 결과적으로, 제1 및 제2 중간층(44, 46)이 구비됨으로써, 디스플레이에 표현되는 영상은 어느 한 부분도 단절됨이 없이 완전한 영상이 될 수 있다. 상기한 역할을 고려할 때, 제1 및 제2 중간층(44, 46)은 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)의 밑면을 통해서 측면에 입사되는 광의 반사율을 낮추는 물질층이라 할 수도 있다. 혹은 제1 및 제2 중간층(44, 46)은 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)의 밑면을 통해서 측면에 입사되는 광의 전반사각을 증가시키는 물질층이라 할 수도 있다.
도 2는 도 1에서 제1 및 제2 중간층(44, 46)과 그 사이의 연질 물질층(42)을 포함하는 영역(A1)을 확대하여 보여준다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 중간층(44)과 연질 물질층(42) 사이에 제3 중간층(54)이 더 구비될 수 있다. 제3 중간층(54)은 투광성 물질층일 수 있다. 제3 중간층(54)의 굴절률은 제1 중간층(44)의 굴절률과 연질 물질층(42)의 굴절률 사이에 있을 수 있다. 제3 중간층(54)의 두께는 제1 중간층(44)의 두께와 같거나 다를 수 있다. 제1 및 제3 중간층(44, 54)의 전체 두께(w1)는 100nm 이상일 수 있다. 예를 들면, 두께(w1)는 100nm ~10㎛ 또는 100nm ~ 30㎛일 수 있다. 제2 중간층(46)과 연질 물질층(42) 사이에 제4 중간층(56)이 더 구비될 수 있다. 제4 중간층(56)의 모든 조건은 제3 중간층(54)과 동일할 수 있다.
한편, 제3 및 제4 중간층(54, 56)과 연질 물질층(42) 사이에 각각 다른 중간층이 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 다른 중간층의 굴절률은 제3 및 제4 중간층(54, 56)과 연질 물질층(42)의 굴절률 사이에 있을 수 있다. 결과적으로 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)와 연질 물질층(42) 사이에는 각각 보호 윈도우(38, 40)의 굴절률보다 작고, 연질 물질층(42)의 굴절률보다 큰 투광성 물질층이 단층 또는 멀티층으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 멀티층의 굴절률은 보호 윈도우(38, 40)에서 연질 물질층(42)으로 가면서 점차 감소한다. 또한, 상기 단층 또는 상기 멀티층은, 예를 들면 불순물 도핑 방법을 사용하여 불순물 도핑 농도를 다르게 함으로써, 굴절률이 연속적으로 변할 수도 있다.
상기한 제1 내지 제4 중간층(44, 46, 54, 56)은 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)를 준비하는 과정에서 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)의 상기 중간층들(44, 46, 54, 56)이 형성될 측면이 같은 방향을 향하도록 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)를 적층한 다음, 제1 및 제2 보호 윈도우(38, 40)의 상기 측면에 상기 중간층들(44, 46, 54, 56)을 증착하여 형성할 수 있다.
도 3은 보호 윈도우(38, 40)의 측면에 구비되는 중간층(44, 54)의 굴절률에 따른 보호 윈도우(38, 40) 측면의 휘도의 변화를 보여준다. 곧, 중간층(44, 54)이 존재할 때, 보호 윈도우(38, 40) 측면을 통해 방출되는 광량의 변화를 보여준다.
보호 윈도우(38, 40)의 측면에서 광 투과와 반사는 서로 직접적인 관련이 있으므로, 도 3의 결과는 보호 윈도우(38, 40) 측면에 중간층(44, 54)이 존재하는 경우, 보호 윈도우(38, 40) 측면에서의 광 반사율의 변화에 대한 정보도 알려준다.
도 3에서 가로축은 중간층(44, 54)의 굴절률을 나타내고, 세로축은 상대적 휘도(%)로써, 보호 윈도우(38, 40)의 밑면을 통해 측면으로 방출되는 광량의 변화를 나타낸다. 편의 상, 가로축의 시작점(굴절률 1.41)에서 보호 윈도우(38, 40)의 측면을 통해 방출되는 광의 휘도를 100%로 간주한다. 굴절률 1.41은 연질 물질층(42)이 실리콘 일 때의 굴절률이므로, 가로축의 시작점에서의 휘도는 어떠한 중간층도 존재하지 않을 때, 보호 윈도우(8, 40) 측면을 통해 방출되는 광의 휘도를 의미한다.
도 3을 참조하면, 중간층(44, 54)의 굴절률이 보호 윈도우(38, 40)의 굴절률, 1.51보다 작은 범위에서 증가하면서 상대적 휘도 역시 증가하는 것을 볼 수 있다. 도 3의 결과로부터 보호 윈도우(38, 40)와 연질 물질층(42) 사이에 제1 및 제2 중간층(44, 46) 또는 제1 내지 제4 중간층(44, 46, 54, 56)이 구비됨으로써, 보호 윈도우(38, 40)의 측면을 통한 휘도는 증가된다는 것을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이에서 어느 한 보호 윈도우, 예컨대 제1 보호 윈도우(38)를 벗어난 위치에서, 곧 제2 보호 윈도우(40)의 앞쪽에서 제1 보호 윈도우(38)의 측면과 마주하는 시야각에서 나타날 수 있는 상대적으로 어두운 영역, 곧 암선은 사라지거나 상기 암선의 휘도는 증가될 수 있다.
한편, 도 3의 결과로부터 중간층(42)이 존재할 때, 보호 윈도우(38, 40)의 측면에서 광 반사율은 감소한다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 접이식 디스플레이에서 어느 한 보호 윈도우, 예컨대 제1 보호 윈도우(38)의 앞쪽에서 제1 보호 윈도우(38)의 측면과 마주하는 시야각에서 나타날 수 있는 상대적으로 밝은 영역, 곧 휘선은 사라지거나 상기 휘선의 휘도는 감소될 수 있다. 이에 따라 디스플레이에 표시되는 영상에서 단절감이 제거될 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
30, 32:제1 및 제2 플레이트 34, 36:제1 및 제2 영역
38, 40:제1 및 제2 보호 윈도우 42:연질 물질층
44, 46, 54, 56:제1 내지 제4 중간층
A1:연질 물질층과 제1 및 제2 중간층을 포함하는 영역
W1:제1 및 제2 보호 윈도우에 평행한 방향으로 제1 및 제2 중간층 전체의 두께

Claims (8)

  1. 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 포함하고, 표시될 영상의 적어도 일부를 표시하는 제1 플레이트;
    박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 포함하고, 상기 영상의 나머지를 표시하는 제2 플레이트;
    상기 제1 플레이트 상에 위치한 제1 보호 윈도우;
    상기 제2 플레이트 상에 위치한 제2 보호 윈도우;
    상기 제1 및 제2 보호 윈도우 사이에 구비된 연질 물질층; 및
    상기 연질 물질층과 상기 제1 및 제2 보호 윈도우의 측면 사이에 구비된 휘도 조절용 중간층;을 포함하고,
    상기 연질 물질층의 측면은 상기 휘도 조절용 중간층으로 덮여 있는 접이식 유기 발광 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우의 밑면을 통과해서 제1 및 제2 보호 윈도우의 측면에 입사되는 광의 반사율을 감소시키는 물질층인 접이식 유기 발광 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우의 밑면을 통과해서 제1 및 제2 보호 윈도우의 측면에 입사되는 광의 전반사각을 증가시키는 물질층인 접이식 유기 발광 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층의 굴절률은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우의 굴절률과 상기 연질 물질층의 굴절률 사이에 있는 접이식 유기 발광 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 보호 윈도우에 평행한 방향으로 상기 중간층의 두께는 3㎛ ~10㎛인 접이식 유기 발광 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층의 굴절률은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우에서 상기 연질 물질층으로 갈수록 점차 작아지는 접이식 유기 발광 디스플레이.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우와 평행한 방향으로 단일층 또는 멀티층인 접이식 유기 발광 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중간층이 멀티층일 때, 상기 멀티층의 굴절률은 상기 제1 및 제2 보호 윈도우에서 상기 연질 물질층으로 갈수록 작아지는 접이식 유기 발광 디스플레이.
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