KR101950847B1 - 플렉서블 디스플레이 모듈, 그 제조방법 및 이를 구동 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉서블 디스플레이 모듈, 제조방법 및 그 구동 제어방법에 관한 것으로, 개시된 발명은 플렉서블 디스플레이 패널; 상기 플렉서블 디스플레이 패널 상부에 형성되고, 형상 기억 커버층들로 구성된 커버 윈도우; 및 상기 플렉서블 디스플레이 패널 하부에 배치되고, 형상 기억 프레임층들로 구성된 하부 프레임을 포함하여 구성된다.

Description

플렉서블 디스플레이 모듈, 그 제조방법 및 이를 구동 제어하는 방법 {FLEXIBLE DISPLAY MODULE, METHOD FOR FABRICATING FLEXIBLE DISPLAY MODULE AND METHOD FOR CONTROLING DRIVING THE SAME}

본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Luminesence Emitted Diode Device, 이하 "OLED"라 칭함)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플렉서블 디스플레이 패널에서 일정 형상을 기억하여 벤딩 형태, 또는 평면(flat) 형태로 사용자의 필요에 따라 그 모양이 변할 수 있는 플렉서블 디스플레이 모듈, 그 제조방법 및 구동 제어방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display) 중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한, 스스로 빛을 내는 자체 발광형이기 때문에 명암 대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(μs) 정도로 동화상 구형이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며, 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15 V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.

또한, 상기 유기전계 발광소자의 제조공정은 증착(Deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에 제조 공정이 매우 단순하다.

이러한 특성을 갖는 유기전계 발광소자는 크게 패시브 매트릭스 타입과 매트릭스 타입으로 나뉘어지는데, 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하며, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인 수를 곱한 것만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.

그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 화소영역을 온(on)/오프(off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 각 화소영역별로 위치하고, 이러한 스위칭 박막트랜지스터와 연결되며 구동 박막트랜지스터가 전원배선 및 유기전계 발광 다이오드와 연결되며, 각 화소영역별로 형성되고 있다.

이때, 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제1 전극은 화소영역 단위로 온(on)/오프(off)되고, 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극은 공통전극의 역할을 함으로써 이들 두 전극 사이에 개재된 유기 발광층과 더불어 상기 유기전계 발광 다이오드를 이룬다.

이러한 특징을 갖는 액티브 매트릭스 방식에서는 화소영역에 인가되는 전압이 스토리지 커패시터(Cst)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다.

따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가지므로 최근에는 액티브 매트릭스 타입의 유기전계 발광소자가 주로 이용되고 있다.

일반적으로, 종래에 제안된 플렉서블 디스플레이 패널에서는 평면 상태를 유지하거나 곡선(curve) 형태를 유지하는 하나의 고정적인 형태로써 유지되는 방식이 일반적이다.

그러나, 디스플레이 패널이 플렉서블(flexible)하다 하더라도, 세트에서 고정이 되어 버리면 그 장점이 반감되게 되어 플렉서블 디스플레이 장점이 반감되게 된다. 특히, 일반적으로 실사용자가 필요한 환경은 디스플레이를 사용할 경우에는 몰입도 향상을 위해 곡선 형태를 갖는 것이 유리하며, 휴대를 할 경우에는 평편 (flat)한 형태를 유지하여 보관이 용이하게 되어야 실제 플렉서블 디스플레이의 장점을 살릴 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 유기전계 발광소자와 상부 커버로 이루어진 디스플레이 모듈의 분해 사시도이다.

도 2는 종래기술에 따른 플랫(flat) 상태의 디스플레이 모듈의 개략적인 단면도이다.

도 3은 종래기술에 따른 곡선(flact) 상태의 디스플레이 모듈의 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 디스플레이 모듈(1)은 플렉서블 유기전계 발광소자(10)와 터치 기능이 포함된 커버 윈도우(cover window)(20)를 포함한다.

여기서, 상기 디스플레이 모듈(1)은, 도 2에서와 같이, 사용자(50)가 인위적으로 구부릴 수 있도록 플랫(flat)한 상태, 즉 외력을 가하지 않은 상태로 구성된다.

또한, 상기 디스플레이 모듈(1)은, 도 3에서와 같이, 플랫(flat)한 상태에서, 사용자(50)가 인위적으로 외력을 가해 상기 커버 윈도우(20)를 눌러 곡선(curve) 형태로 구성된다.

상기한 바와 같이, 종래기술에 따른 디스플레이 모듈(1)에 따르면, 고정된 형태를 갖는 디스플레이 모듈(1)은 외력이 인가 (즉, 사용자가 눌러 주거나 또는 구부려 주는 행위)시에 형태가 변경되었다가 외력이 제거될 경우, 원 상태로 복원이 된다.

현재까지 소개된 플렉서블 디스플레이는 이러한 모듈 구성에서는 플랫(flat)한 상태의 플렉서블 디스플레이는 화면 몰입도를 높여주기 위해 사용자가 디스플레이를 보는 환경이나, 통화를 위한 환경에서 플랫(flat)한 상태가 유지되며 인위적인 외력을 인가해 주어야 휘어진 상태가 유지되는 불편을 초래하게 된다.

뿐만 아니라, 구부러진 형태의 플렉서블 디스플레이(flexible display)는 플랫(flat)한 상태로 만들기 어렵기 때문에 사용자 환경은 제약하는 문제점이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 플렉서블 디스플레이 패널에서 일정 형상을 기억하여 벤딩 형태, 또는 평면 (flat) 형태로 사용자의 필요에 따라 그 모양이 변할 수 있는 플렉서블 디스플레이 모듈, 그 제조방법 및 구동 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈은, 플렉서블 디스플레이 패널; 상기 플렉서블 디스플레이 패널 상부에 형성되고, 형상 기억 커버층들로 구성된 커버 윈도우; 및 상기 플렉서블 디스플레이 패널 하부에 배치되고, 형상 기억 프레임층들로 구성된 하부 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈 제조방법은, 플렉서블 디스플레이 패널을 제공하는 단계; 상기 플렉서블 디스플레이 패널 상부에 형상 기억 커버층들로 구성된 커버 윈도우를 배치하는 단계; 및 상기 플렉서블 디스플레이 패널 하부에 형상 기억 프레임층들로 구성된 하부 프레임을 배치하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈 구동제어 방법은, 사용자가 어떤 모드를 선택하여 메인 처리기로 전송하는 단계; 상기 메인 처리기로부터 모드별 저항 스트링(R-string)을 변경하여 R-스트링부로 전송하는 단계; 디스플레이 모듈의 전원을 통해 구동된 저항 스트링부로부터 모드에 따른 저항 값을 선택하여 디스플레이 모듈의 커버 윈도우와 하부 프레임에 전송하는 단계; 상기 커버 윈도우와 하부 프레임의 상태가 변형되는 단계; 상기 커버 윈도우와 하부 프레임의 변형된 상태를 감지하는 단계; 이렇게 감지된 상기 커버 윈도우와 하부 프레임의 변형된 상태를 상기 메인 프로세서로 피드백하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디스플레이 모듈, 제조방법 및 구동 제어방법에 따르면, 형상 기억 부재들을 이용하여 커버 윈도우(cover window) 및 하부 프레임(bottom frame)을 형성함으로써, 시스템에서 사용자 환경(User Mode)에 따라 피드백 (Feedback)을 구현하여 줄 경우 사용자에게 다양한 방식의 사용자 경험(UX; User Experience)를 제공하여 줄 수 있어 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 부가 가치를 창출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈, 제조방법 및 구동 제어방법에 따르면, 형상 기억 부재들을 이용하여 커버 윈도우(cover window) 및 하부 프레임(bottom frame)을 형성함으로써, 화면을 시청하는 상황에서 곡선(curve) 상태로 만들어 사용자의 몰입감을 높여 줄 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈, 제조방법 및 구동 제어방법에 따르면, 형상 기억 부재들을 이용하여 커버 윈도우(cover window) 및 하부 프레임(bottom frame)을 형성함으로써, 휴대중에는 플랫(flat)한 상태를 만들어 휴대를 위한 편의성을 높여 줄 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 유기전계 발광소자와 커버 윈도우로 이루어진 디스플레이 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 플랫(flat) 상태의 디스플레이 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 곡선(flact) 상태의 디스플레이 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자와 커버 윈도우 및 하부 프레임으로 이루어진 디스플레이 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자와 커버 윈도우 및 하부 프레임으로 이루어진 디스플레이 모듈에 따른 플랫(flat) 상태의 디스플레이 모듈의 개략적인 결합 단면도이다.
도 6은 도 6의 "A"부 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 커버 윈도우의 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6의 "B"부 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 하부 프레임의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 모드 별 형상 변경 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 모듈의 벤딩 제어 시스템 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 발광된 빛의 투과 방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 상부 발광방식을 일례로 설명하도록 하겠다.

도 4는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자와 커버 윈도우 및 하부 프레임으로 이루어진 디스플레이 모듈의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자와 커버 윈도우 및 하부 프레임으로 이루어진 디스플레이 모듈에 따른 플랫(flat) 상태의 디스플레이 모듈의 개략적인 결합 단면도이다.

도 6은 도 6의 "A"부 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 커버 윈도우의 개략적인 단면도이다.

도 7은 도 6의 "B"부 확대 단면도로서, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 하부 프레임의 개략적인 단면도이다.

도 5 내지 7을 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈(100)은, 플렉서블 디스플레이 패널(110)과; 상기 플렉서블 디스플레이 패널(110) 상부에 형성되고, 제1, 2 형상 기억 커버층(120a, 120b)으로 구성된 커버 윈도우(120); 및 상기 플렉서블 디스플레이 패널(110) 하부에 배치되고, 제1, 2 형상 기억 프레임층(130a, 130b)으로 구성된 하부 프레임(130)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 플렉서블 디스플레이 패널(110)은 유기전계 발광소자(OLED; Organic Luminescence Emitted Diode), LCD(Liquid Crystal Display Device)를 포함하는 표시장치 중에서 어느 하나를 사용한다. 본 발명에서는 유기전계 발광소자 (OLED)를 실례로 들어 설명하기로 한다.

상기 플렉서블 디스플레이 패널(110)은, 도면에는 도시하지 않았지만, 다수의 화소를 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 기판과; 상기 기판 상의 상기 각 화소에 형성된 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터; 상기 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터를 포함한 기판 전면에 형성된 평탄화 막; 상기 평탄화 막 상에 형성되고, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제1 전극; 상기 제1 전극을 포함한 기판의 각 화소 주위에 형성된 뱅크; 상기 제1 전극 위로 각 화소 별로 분리 형성된 유기 발광층; 상기 유기 발광층을 포함한 상기 기판 전면에 형성된 제2 전극; 상기 제2 전극을 포함한 기판 전면에 형성된 제1 패시베이션막; 상기 제1 패시베이션막 상에 형성된 유기막; 및 상기 유기막 및 제1 패시베이션막 상에 형성된 제2 패시베이션막을 포함한다.

본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 패널(110)을 구체적으로 설명하면, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판에는 표시영역이 정의되어 있으며, 상기 표시영역 외측으로 비표시영역이 정의되어 있으며, 상기 표시영역에는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)에 의해 포획되는 영역으로 정의되는 다수의 화소영역이 구비되어 있으며, 상기 데이터 배선(미도시)과 나란하게 전원배선(미도시)이 구비되어 있다.

여기서, 상기 표시영역에는 다수의 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 구동 박막트랜지스터(미도시)들이 형성되어 있다.

상기 기판으로는 유리기판 또는 플렉서블(Flexible)한 기판을 사용할 수 있는데, 플렉서블한 기판으로는 플렉서블 유기전계 발광소자(OLED)가 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있도록 유연한 특성을 갖는 플렉서블 (flexible) 유리기판이나 플라스틱 재질로 이루어진다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판상에는 절연물질 예를 들면 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 버퍼층(미도시)을 후속 공정에서 형성되는 반도체층 하부에 형성하는 이유는 상기 반도체층의 결정화시에 상기 기판의 내부로부터 나오는 알칼리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층의 특성 저하를 방지하기 위함이다.

또한, 상기 버퍼층(미도시) 상부의 표시영역 내의 각 화소에는 상기 구동 영역(미도시) 및 스위칭 영역(미도시)에 대응하여 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며, 그 중앙부는 채널을 이루는 제1 영역 그리고 상기 제1 영역 양 측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제2 영역으로 구성된 반도체층이 형성되어 있다.

상기 반도체층을 포함한 버퍼층 상에는 게이트 절연막이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막 위로는 상기 구동 영역(미도시) 및 스위칭 영역(미도시)에 있어 상기 각 반도체층의 제1 영역에 대응하여 게이트 전극이 형성되어 있다.

또한, 상기 게이트 절연막 위로는 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성된 게이트 전극과 연결되며 일 방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 전극과 게이트 배선(미도시)은 저저항 특성을 갖는 제1 금속물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나로 이루어져 단일층 구조를 가질 수도 있으며, 또는 둘 이상의 상기 제1 금속물질로 이루어짐으로써 이중 층 또는 삼중 층 구조를 가질 수도 있다. 도면에 있어서는 상기 게이트 전극(107)과 게이트 배선(미도시)이 단일 층 구조를 갖는 것을 일례로 도시하였다.

한편, 상기 게이트 전극과 게이트 배선(미도시)을 포함한 기판의 표시영역 전면에 절연물질, 예를 들어 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화 실리콘 (SiNx)으로 이루어진 층간 절연막이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간 절연막과 그 하부의 게이트 절연막에는 상기 각 반도체층의 제1 영역 양 측면에 위치한 상기 제2 영역 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(미도시)이 구비되어 있다.

상기 반도체층 콘택홀(미도시)을 포함하는 상기 층간 절연막 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하며, 상기 화소영역을 정의하며 제2 금속 물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 이루어진 데이터배선(미도시)과, 이와 이격하여 전원배선(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 전원배선(미도시)은 상기 게이트 배선(미도시)이 형성된 층, 즉 게이트 절연막 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 이격하며 나란히 형성될 수도 있다.

상기 층간 절연막 상의 각 구동영역 (미도시) 및 스위칭 영역(미도시)에는 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(미도시)을 통해 노출된 상기 제2 영역과 각각 접촉하며 상기 데이터 배선(미도시)과 동일한 제2 금속물질로 이루어진 소스전극 및 드레인 전극이 형성되어 있다. 이때, 상기 스위칭 영역(미도시) 및 구동영역(미도시)에 순차적으로 적층된 상기 반도체층과 게이트 절연막 및 게이트 전극과 층간 절연막과 서로 이격하며 형성된 상기 소스전극 및 드레인 전극113b)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다.

한편, 상기 데이터배선(미도시)과 소스전극 및 드레인 전극은 모두 단일 층 구조를 갖는 것을 일례로 나타내고 있지만, 이들 구성 요소는 이중 층 또는 삼중 층 구조를 이룰 수도 있다.

이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 구동 박막트랜지스터와 동일한 적층 구조를 갖는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 또한 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성되어 있다. 이때, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터와 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)은 각각 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시) 및 소스 전극(미도시)과 연결되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)은 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 상기 구동 박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층을 가지며, 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 나타내고 있지만, 상기 구동 스위칭 박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 비정질 실리콘의 반도체층을 갖는 바텀 게이트 타입 (Bottom gate type)으로 구성될 수 있음은 자명하다.

상기 구동 박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터가 바텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 그 적층 구조는 게이트 전극/ 게이트절연막/ 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹 콘택층으로 이루어진 반도체층과/ 서로 이격하는 소스전극 및 드레인 전극으로 이루어지게 된다. 이때, 게이트 배선은 상기 게이트 전극이 형성된 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선은 상기 스위칭 박막트랜지스터의 소스전극이 형성된 층에 상기 소스 전극과 연결되도록 형성된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 표시영역와 구동 박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)을 포함한 기판 전면에는 평탄화 막이 형성되어 있다. 이때, 상기 평탄화 막으로는 절연물질, 예를 들어 산화실리콘(SiO₂)과 질화 실리콘 (SiNx)을 포함하는 무기절연물질 중에서 어느 하나 또는 포토 아크릴 (Photo-Acyl)을 포함하는 유기 절연물질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용한다.

또한, 상기 기판의 표시영역에 대응하는 평탄화 막에는 후속 공정에서 형성되는 제1 전극이 상기 드레인 전극과 전기적으로 접촉시키기 위한 드레인 콘택홀(미도시)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 평탄화 막 위로는 상기 드레인 콘택홀(미도시)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉되며, 각 화소 별로 분리된 형태를 가지는 제1 전극이 형성되어 있다.

또한, 상기 제1 전극 위로는 각 화소를 분리 정의하도록 절연물질 특히 예를 들어 벤소사이클로부텐(BCB), 폴리 이미드(Poly -Imide) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 뱅크가 형성되어 있다. 이때, 상기 뱅크는 각 화소를 둘러싸는 형태로 상기 제1 전극의 테두리와 중첩되도록 형성되어 있으며, 표시영역 전체적으로는 다수의 개구부를 갖는 격자 형태를 이루고 있다. 또한, 상기 뱅크는 패널 외곽부인 비표시영역에도 형성되어 있다.

한편, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 뱅크로 둘러싸인 각 화소 내의 상기 제1 전극 위로는 각각 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기발광 패턴(미도시)으로 구성된 유기 발광층이 형성되어 있다. 상기 유기 발광층은 유기 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 또는 도면에 나타나지 않았지만 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자 수송층 (electron transporting layer) 및 전자 주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 유기 발광층과 상기 뱅크를 포함한 기판의 표시영역에는 제2 전극이 형성되어 있다. 이때, 상기 제1 전극과 제2 전극 및 이들 두 전극 사이에 개재된 유기 발광층은 유기전계 발광 다이오드를 이룬다.

따라서, 상기 유기전계 발광 다이오드는 선택된 색 신호에 따라 제1 전극과 제2 전극으로 소정의 전압이 인가되면, 제1 전극으로부터 주입된 정공과 제2 전극으로부터 제공된 전자가 유기발광층으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선 형태로 방출된다. 이때, 발광된 빛은 투명한 제2 전극을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기전계 발광소자는 임의의 화상을 구현하게 된다.

한편, 상기 제2 전극을 포함한 기판 전면에는 절연물질, 특히 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제1 패시베이션막이 형성되어 있다. 이때, 상기 제2 전극 만으로는 상기 유기발광층으로의 수분 침투를 완전히 억제할 수 없기 때문에, 상기 제2 전극 위로 상기 제1 패시베이션막을 형성함으로써 상기 유기발광층으로의 수분 침투를 완전히 억제할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 패시베이션막 상에는 폴리머(polymer)와 같은 고분자 유기 물질로 이루어진 유기막이 형성되어 있다. 이때, 상기 유기막을 구성하는 고분자 박막으로는 올레핀계 고분자(polyethylene, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 에폭시 수지(epoxy resin), 플루오르 수지(fluoro resin), 폴리실록산 (polysiloxane) 등이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 유기막 및 제1 패시베이션막을 포함한 기판 전면에는 상기 유기막을 통해 수분이 침투되는 것을 차단하기 위해 절연물질, 예를 들어 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제2 패시베이션막이 추가로 형성되어 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2 패시베이션막을 포함한 기판 전면에는 상기 유기발광 다이오드의 인캡슐레이션을 위해 보호 필름(미도시)이 대향하여 위치하게 되는데, 상기 기판과 보호 필름(미도시) 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 점착제(미도시)가 공기층 없이 상기 기판 및 보호 필름(Barrier film) (미도시)과 완전 밀착되어 개재되어 있다. 이때, 본 발명에서는 상기 점착제(미도시)로는 PSA (Press Sensitive Adhesive)를 이용하는 경우를 일례로 들어 설명한다.

이렇게 점착제에 의해 상기 기판과 보호필름(Barrier film) (미도시)이 고정되어 패널 상태를 이룸으로써 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 패널(100)이 구성된다.

한편, 도 6을 참조하면, 상기 커버 윈도우(120)는 열 변형 또는 전기적(즉, 전류) 변형 특성이 서로 다른 두 가지 이상의 재료로 이루어진 제1, 2 형상 기억 커버층들(120a, 120b)로 구성된다. 이때, 열 변형 특성을 이용하는 경우에, 상기 제1, 2 형상 기억 커버층들(120a, 120b)에 열 변형이 발생함으로써, 평면(flat) 형태에서 곡선(curve)을 형성할 수 있다. 특히, 상기 제1, 2 형상 기억 커버층들 (120a, 120b) 간의 열 변형 차이는 어떠한 일정 수준의 차이가 있는 것이 아니라 서로 동일하지 않은 열 변형 차이를 나타내면 가능하다고 볼 수 있다. 한편, 상기 커버 윈도우(120)는 터치 기능을 포함한다고 볼 수 있다. 이때, 상기 제1, 2 형상 기억 커버층들(120a, 120b)은 합금, 고분자 등을 포함한 재질 중에서 어느 하나로 사용된다.

또한, 도 7을 참조하면, 상기 하부 프레임(130)은 열 변형 또는 전기적(즉, 전류) 변형 특성이 서로 다른 두 가지 이상의 재료로 이루어진 제1, 2 형상 기억 프레임층들(130a, 130b)로 구성된다. 이때, 열 변형 특성을 이용하는 경우, 상기 제1, 2 형상 기억 프레임들(130a, 130b)에 열 변형이 발생함으로써, 평면(flat) 형태에서 곡선 (curve)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제1, 2 형상 기억 커버층들 (120a, 120b)은 합금, 고분자 등을 포함한 재질 중에서 어느 하나로 사용된다.

한편, 본 발명에서는 열 변형 특성을 이용하는 경우에 대해서만 설명하고 있지만, 전기적 변형 특성을 이용하는 경우에도 상기 열 변형 특성을 이용하는 경우와 동일하게 적용됨을 밝히기로 한다. 특히, 상기 제1, 2 형상 기억 프레임들(130a, 130b) 간의 열 변형 차이는 어떠한 일정 수준의 차이가 있는 것이 아니라 서로 동일하지 않은 열 변형 차이를 나타내면 가능하다고 볼 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈(100)은 상기 커버 윈도우 (120)을 구성하는 제1, 2 형상 기억 커버층(120a, 120b) 간의 상, 하부의 차이와, 하부 프레임 (130)을 구성하는 제1, 2 형상 기억 프레임층(130a, 130b) 간의 상, 하부의 차이에서 열 변형이 발생함으로써, 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 곡선 (curve) 형태를 형성할 수 있게 된다.

한편, 이러한 열 변형 또는 전기적 변형에 의해 패널 형태를 변경하는 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 모드 별 형상을 변경하는 시스템에 대해 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈의 모드 별 형상 변경 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 먼저 디스플레이 모듈(100)을 표시 잠금 모드(215) 상태, 즉 패널이 플랫(flat)한 상태에서 디스플레이를 구동하여 디스플레이 모듈(100)을 통화 모드(215)로 전환한다.

그 다음, 상기 통화 모드(215)에서, 상기 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 상기 커버 윈도우(120)을 구성하는 제1, 2 형상 기억 커버층(120a, 120b) 간의 상, 하부의 차이와, 하부 프레임 (130)을 구성하는 제1, 2 형상 기억 프레임층(130a, 130b) 간의 상, 하부의 차이를 이용한 열 변형을 통해 벤딩하거나 또는 플랫(flat)한 상태를 유지하게 된다.

이어서, 상기 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 벤딩된 상태 또는 플랫 (flat)한 상태에서 사용자가 통화 모드(235)를 유지한 이후에 통화가 끝나면 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 디스플레이를 오프(off) 시킨 후 표시 잠금 모드 (250) 상태로 전환하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실례로서, 상기 플렉서블 디스플레이 모듈(100)을 표시 잠금 모드(215) 상태, 즉 패널이 플랫(flat)한 상태에서 디스플레이를 구동하여 디스플레이 모듈(100)을 표시 모드(217)로 전환한다.

그 다음, 상기 표시 모드(217)에서, 상기 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 사용자가 어느 정도 벤딩할 건지를 사용자 곡률 반경(R)을 선택한 이후에 상기 플렉서블 디스플레이 모듈(100)을 벤딩한다. 이때, 상기 플렉서블 대스플레이 모듈 (100)의 벤딩시에, 상기 커버 윈도우(120)을 구성하는 제1, 2 형상 기억 커버층 (120a, 120b) 간의 상, 하부의 차이와, 하부 프레임 (130)을 구성하는 제1, 2 형상 기억 프레임층 (130a, 130b) 간의 상, 하부의 차이를 이용한 열 변형을 통해 벤딩하게 된다.

이어서, 사용자가 플렉서블 디스플레이 모듈(100)가 일정한 기울기로 벤딩된 상태에서 표시 모드(217) 상태를 유지한 이후에 사용자가 디스플레이를 정지(off)하여 표시 잠금 모드(250) 상태로 전환하게 된다.

또 한편, 이렇게 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 통화 모드 또는 표시 모드에서 벤딩하는 시스템에 대해 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈의 벤딩 제어 시스템 구성도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 모듈(100)의 전원 (310)을 구동한다.

그 다음, 상기 플렉서블 디스플레이 모듈(100)을 구동한 상태에서, 사용자가 원하는 모드를 선택할지를 선택하여 메인 처리기(335)로 전송한다.

이어서, 상기 메인 처리기(335)로부터 모드별 저항 스트링(R-string)을 변경하여 저항 스트링부(315)로 전송한다.

그 다음, 상기 메인 처리기(335)로부터 모드별 저항 스트링이 수신된 저항 스트링부(315)로부터 이 저항 스트링에 대응하는 저항값을 선택하여 이 저항값에 의한 전류를 상기 디스플레이 모듈(100)의 상기 커버 윈도우(120)와 하부 프레임 (130)에 인가한다.

이어서, 상기 저항값에 따른 전류 인가에 의해, 상기 커버 윈도우(120)의 제1, 2 형상 기억 커버층(120a, 120b)과, 상기 하부 프레임(130)를 구성하는 제1, 2 형상 기억 커버층(120a, 120b)의 열 변형 차이로 인해 패널의 형상 기억 상태가 변형된다.

그 다음, 온도/상태 변형을 감지하는 센서(330)를 이용하여 상기 커버 윈도우(120)와 하부 프레임(130)의 변형된 상태를 감지한다.

이어서, 이렇게 감지된 상기 커버 윈도우(120)와 하부 프레임(130)의 변형된 상태를 상기 메인 프로세서(335)로 피드백한다.

따라서, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈, 제조방법 및 구동방법에 따르면, 형상 기억 부재들을 이용하여 커버 윈도우(cover window) 및 하부 프레임(bottom frame)을 형성함으로써, 시스템에서 사용자 환경(User Mode)에 따라 피드백 (Feedback)을 구현하여 줄 경우 사용자에게 다양한 방식의 사용자 경험(UX; User Experience)를 제공하여 줄 수 있어 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 부가 가치를 창출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈, 제조방법 및 구동방법에 따르면, 형상 기억 부재들을 이용하여 커버 윈도우(cover window) 및 하부 프레임(bottom frame)을 형성함으로써, 화면을 시청하는 상황에서 곡선(curve) 상태로 만들어 사용자의 몰입감을 높여 줄 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈, 제조방법 및 구동방법에 따르면, 형상 기억 부재들을 이용하여 커버 윈도우(cover window) 및 하부 프레임(bottom frame)을 형성함으로써, 휴대중에는 플랫(flat)한 상태를 만들어 휴대를 위한 편의성을 높여 줄 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 플렉서블 디스플레이 모듈 110: 디스플레이 패널
120: 커버 윈도우 120a: 제1 형상 기억 커버층
120b: 제2 형상 기억 커버층 130: 하부 프레임
130a: 제1 형상 기억 프레임층 130b: 제2 형상 기억 프레임층

Claims (11)

1. 플렉서블 디스플레이 패널;
   상기 플렉서블 디스플레이 패널 상부에 형성되고, 형상 기억 커버층들로 구성된 커버 윈도우; 및
   상기 플렉서블 디스플레이 패널 하부에 배치되고, 형상 기억 프레임층들로 구성된 하부 프레임을 포함하고,
   상기 커버 윈도우와 하부 프레임 중 적어도 하나의 외형이 곡면 또는 평면으로 변형되는 플렉서블 디스플레이 모듈.
2. 제1 항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 열 변형 또는 전기적 변형이 서로 차이가 나는 제1 형상 기억 커버층과 제2 형상 기억 커버층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈.
3. 제1 항에 있어서, 상기 하부 프레임은 열 변형 또는 전기적 변형이 서로 차이가 나는 제1 형상 기억 프레임층과 제2 형상 기억 프레임층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈.
4. 제1항에 있어서, 상기 형상 기억 커버층과 형상 기억 프레임층은 합금, 고분자를 포함하는 재질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈.
5. 제1항에 있어서, 상기 플렉서블 디스플레이 패널은 유기전계 발광소자, 액정표시장치를 포함하는 표시장치 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈.
6. 플렉서블 디스플레이 패널을 제공하는 단계;
   상기 플렉서블 디스플레이 패널 상부에 형상 기억 커버층들로 구성된 커버 윈도우를 배치하는 단계; 및
   상기 플렉서블 디스플레이 패널 하부에 형상 기억 프레임층들로 구성된 하부 프레임을 배치하는 단계를 포함하고,
   상기 커버 윈도우와 하부 프레임 중 적어도 하나의 외형이 곡면 또는 평면으로 변형되는 플렉서블 디스플레이 모듈 제조방법.
7. 제6 항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 열 변형 또는 전기적 변형이 서로 차이가 나는 제1 형상 기억 커버층과 제2 형상 기억 커버층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈 제조방법.
8. 제6 항에 있어서, 상기 하부 프레임은 열 변형 또는 전기적 변형이 서로 차이가 나는 제1 형상 기억 프레임층과 제2 형상 기억 프레임층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈 제조방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 형상 기억 커버층과 형상 기억 프레임층은 합금, 고분자를 포함하는 재질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈 제조방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 플렉서블 디스플레이 패널은 유기전계 발광소자, 액정표시장치를 포함하는 표시장치 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 모듈 제조방법.
11. 사용자가 어떤 모드를 선택하여 메인 처리기로 전송하는 단계;
    상기 메인 처리기로부터 모드별 저항 스트링(R-string)을 변경하여 R-스트링부로 전송하는 단계;
    디스플레이 모듈의 전원을 통해 구동된 저항 스트링부로부터 모드에 따른 저항값을 선택하여 디스플레이 모듈의 커버 윈도우와 하부 프레임에 전송하는 단계;
    상기 커버 윈도우와 하부 프레임의 외형 형상이 곡면 또는 평면으로 변형되는 단계;
    상기 커버 윈도우와 하부 프레임의 외형이 변형된 상태를 감지하는 단계; 및
    이렇게 감지된 상기 커버 윈도우와 하부 프레임의 외형이 변형된 상태를 상기 메인 프로세서로 피드백하는 단계;를 포함하여 구성되는 플렉서블 디스플레이 구동 제어방법.

Images