KR102417115B1

KR102417115B1 - 플렉서블 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102417115B1
Application number: KR1020150172648A
Authority: KR
Inventors: 김용관; 이상월; 정태혁; 서동우; 이아람; 이장두
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2022-07-06
Also published as: KR20170066764A; US10586942B2; KR20220099527A; KR102547692B1; US20170162823A1; CN106847086A; US11522154B2; CN106847086B; US20200212352A1

Abstract

본 발명은 가요성 및 복원성이 동시에 향상된 플렉서블 디스플레이 장치를 위하여, 제1 기능층, 상기 제1 기능층 상에 배치되는 제2 기능층, 상기 제2 기능층 상에 배치되는 제3 기능층, 상기 제1 기능층과 상기 제2 기능층 사이에 개재되며, 제1 복원률을 갖는제1 접착층 및 상기 제2 기능층과 상기 제3 기능층 사이에 개재되며, 제1 복원률 보다 작은 제2 복원률을 갖는, 제2 접착층을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치{Flexible display apparatus}

본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가요성 및 복원성이 동시에 향상된 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치들 중, 유기발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.

디스플레이 장치 중에서도, 최근 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 관심이 높아짐에 따라 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 종래의 글라스재 기판이 아닌 합성 수지 등과 같은 재질의 플렉서블 기판을 이용한다. 이와 같은 플렉서블 기판 상에 디스플레이부를 비롯한 각종 층들이 적층된 형태로 플렉서블 디스플레이 장치를 구현한다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치에서 각종 층들을 적층하는 과정에서 층들 사이에는 접착층이 개재된다.

그러나 이러한 종래의 플렉서블 디스플레이 장치에는, 플렉서블 디스플레이 장치를 구성하는 각종 층들 사이에 개재되는 접착층이 고연신의 물성을 갖는 경우 플렉서블 디스플레이 장치의 가요성은 우수하나 상대적으로 복원력이 저하되고, 반면에 접착층이 고복원의 물성을 갖는 경우 플렉서블 디스플레이 장치의 복원력은 우수하나 상대적으로 가요성이 저하된다는 문제점이 존재하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 가요성 및 복원성이 동시에 향상된 플렉서블 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 제1 기능층; 상기 제1 기능층 상에 배치되는 제2 기능층; 상기 제2 기능층 상에 배치되는 제3 기능층; 상기 제1 기능층과 상기 제2 기능층 사이에 개재되며, 제1 복원률을 갖는제1 접착층; 및 상기 제2 기능층과 상기 제3 기능층 사이에 개재되며, 제1 복원률 보다 작은 제2 복원률을 갖는, 제2 접착층;을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치가 제공된다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기능층, 상기 제2 기능층 및 상기 제3 기능층은 폴딩가능할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제3 기능층은 제1 축을 기준으로 상기 제1 축의 일 측에 위치한 제1 영역과 상기 제1 축의 타 측에 위치한 제2 영역을 가지며, 상기 제1 기능층 내지 상기 제3 기능층이 상기 제1 축을 중심으로 폴딩될 시 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 상호 마주보게 될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 제1 축을 기준으로 0° 이상 180° 이하의 각도를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 접착층은 80% 이상의 제1 복원률을 가지고, 상기 제2 접착층은 80% 이하의 제2 복원률을 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기능층은 하부보호필름을 포함하고, 상기 제2 기능층은 외부로 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하며, 상기 제3 기능층은 상기 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 기능층과 상기 제2 접착층 사이에 개재되는 제4 기능층; 및 상기 제2 기능층과 상기 제4 기능층 사이에 개재되는 제3 접착층;을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 접착층 및 상기 제3 접착층은 상기 제1 접착층보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제3 접착층은 제3 복원률을 갖고, 제3 복원률은 제2 복원률보다 크고 제1 복원률보다 작을 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기능층은 하부보호필름을 포함하고, 상기 제2 기능층은 외부로 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제3 기능층은 상기 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우를 포함하며, 상기 제4 기능층은 터치스크린층을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 기능층과 상기 제4 기능층 사이에 광학필름층을 포함하는 제5 기능층을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 기능층은 하부보호필름을 포함하고, 상기 제2 기능층은 외부로 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제3 기능층은 상기 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우를 포함하며, 상기 제4 기능층은 광학필름층을 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가요성 및 복원성이 동시에 향상된 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 사용시 실시 형태를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 디스플레이부의 단면 구조의 일부를 개랙적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(2)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(3)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(4)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

한편, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 사용시 실시 형태를 개략적으로 도시하는 측면도이며, 도 3은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 순차적으로 적층된 제1 기능층(100), 제2 기능층(200), 제3 기능층(300) 및 제1 기능층과 제2 기능층(200) 사이에 개재되는 제1 접착층(110), 제2 기능층(200)과 제3 기능층(300) 사이에 개재되는 제2 접착층(120)을 포함한다.

제1 기능층(100)은 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 하면을 보호하는 기능을 하는 것으로, 하부보호필름(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 기능층(100)은 예컨대, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), PI(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재로 형성될 수 있다. 이러한 제1 기능층(100)은 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 이미지가 디스플레이되는 측의 반대측에 위치하여, 외부에서 유입될 수 있는 불순물이나 외부 충격으로부터 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 보호하는 역할을 한다.

제2 기능층(200)은 제1 기능층(100) 상에 배치될 수 있다. 제2 기능층(200)은 이미지를 생성하고 생성된 이미지를 외부로 디스플레이하는 기능을 하는 것으로, 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 기능층(200)은 플렉서블 디스플레이 장치(1)에 있어서 패널에 대응하는 것으로 이해될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 제2 기능층(200)은 박막트랜지스터(TFT, 도 4 참조) 및 발광소자를 포함하는 표시 영역(DA)과 이러한 표시 영역(DA) 외곽의 비표시 영역(NDA)을 가질 수 있다. 디스플레이부는 표시 영역(DA) 상에 위치할 수 있으며, 디스플레이부가 위치하지 않는 비표시 영역(NDA)에는 디스플레이부를 지지하는 플렉서블 기판(250, 도 4 참조)이 노출될 수 있다. 상술한 것과 같이 디스플레이부는 발광소자를 포함할 수 있는데, 발광소자의 종류에 따라 디스플레이부는 액정 디스플레이부일 수도 있고, 유기발광 디스플레이부일 수도 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이부의 상세한 구조에 관하여는 도 4에서 상세하게 설명한다.

제3 기능층(300)은 제2 기능층(200) 상에 배치될 수 있다. 제3 기능층(300)은 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우(미도시)를 포함할 수 있다. 윈도우는 이미지를 생성하는 제2 기능층(200)의 전면에 배치되어, 산소 및 수분의 투습이나 외부 충격으로부터 제2 기능층(200)을 보호하는 기능을 할 수 있다. 이러한 제3 기능층(300)은 글라스재나 배리어층이 코팅된 플라스틱재 등으로 형성될 수 있다. 제3 기능층(300)은 제2 기능층(200)을 비롯한 제3 기능층(300) 하부에 위치한 각종 층들을 전면에서 보호하는 기능을 하기 때문에, 다른 기능층들에 비해 2배 이상 두껍게 형성될 수 있다.

이러한 제1 기능층(100), 제2 기능층(200) 및 제3 기능층(300)은 순차적으로 적층된 형태로 폴딩될 수 있다. 즉, 제1 기능층(100), 제2 기능층(200) 및 제3 기능층(300)을 포함하는 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 폴딩될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 제1 축(A-A)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 도 1에서는 제1 축(A-A)이 디스플레이 영역의 중앙을 가로질러 위치한 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 축(A-A)이 도 1과 같이 위치할 경우, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 측면에서 볼 때 도 2와 같이 폴딩될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 제1 축(A-A)을 기준으로 접었다(folding) 폈다(unfolding)를 반복적으로 수행하도록 구현될 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 제1 축(A-A)을 기준으로 폴딩될 수 있으며, 따라서 순차적으로 적층된 제1 기능층(100) 내지 제3 기능층(300)이 함께 제1 축(A-A)을 기준으로 폴딩될 수 있다.

상술한 것과 같이 제3 기능층(300)은 윈도우를 포함하여 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 가장 상층부에 위치할 수 있다. 이러한 제3 기능층(300)은 도 1에 도시된 것과 같이, 제1 축(A-A)을 기준으로 제1 축(A-A)의 일측에 위치한 제1 영역(300a)과 제1 축(A-A)의 타측에 위치한 제2 영역(300b)을 가질 수 있다. 이때 제3 기능층(300)이 제1 축(A-A)을 중심으로 폴딩될 시 제3 기능층(300)의 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)은 상호 마주보게 될 수 있다. 이는 다시 말해, 도 2에 도시된 것과 같이 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 제1 축(A-A)을 기준으로 폴딩되는 경우, 제3 기능층(300)이 내측에 위치하고, 제1 기능층(100)이 외측에 위치하도록 폴딩되는 것으로 이해될 수 있다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 완전히 폴딩되었을 때에는 외부에는 제1 기능층(100) 만이 노출되게 되고, 제3 기능층(300)의 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)은 서로 컨택하게 된다. 더불어 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 완전히 폴딩되었을 때 디스플레이부 역시 외부로 노출되지 않게 된다.

도 2를 참조하면, 제1 축(A-A)을 기준으로 제3 기능층(300)이 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)을 구비하며, 제3 기능층(300)의 제1 영역(300a)이 폴딩 방향(B)을 따라 폴딩된다. 이때 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)은 제1 축(A-A)을 기준으로 0° 이상 180° 이하의 각도를 가질 수 있다. 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)이 제1 축(A-A)을 기준으로 0°의 각도를 갖는다고 함은, 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 완전히 폴딩되어 접힌 형태를 의미하는 것일 수 있다. 이때 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)은 서로 면접촉하여 컨택하게 된다. 또한 제1 영역(300a)과 제2 영역(300b)이 제1 축(A-A)을 기준으로 180°의 각도를 갖는다고 함은, 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 완전히 펴진 편평한 상태를 의미하는 것일 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)는 제1 축(A-A)을 기준으로 0° 이상 180° 이하의 각도 내에서 자유롭게 접었다 폈다를 반복할 수 있다.

한편, 제1 접착층(110)은 제1 기능층(100)과 제2 기능층(200) 사이에 개재될 수 있다. 제1 접착층(110)은 사이의 공기층 등이 형성되지 않도록 제1 기능층(100)과 제2 기능층(200)에 완전히 밀착되어 제1 기능층(100)과 제2 기능층(200)을 합착시키는 역할을 할 수 있다. 제1 접착층(110)은 접착 특성을 갖는 유기절연물질, 고분자 물질 등을 포함할 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 접착 물질의 일 예로서 PSA(Press Sensitive Adhesive)를 이용할 수 있다.

제2 접착층(120)은 제2 기능층(200)과 제3 기능층(300) 사이에 개재될 수 있다. 제2 접착층(120)은 사이의 공기층 등이 형성되지 않도록 제2 기능층(200)과 제3 기능층(300)에 완전히 밀착되어 제2 기능층(200)과 제3 기능층(300)을 합착시키는 역할을 할 수 있다. 제2 접착층(120)은 접착 특성을 갖는 유기절연물질, 고분자 물질 등을 포함할 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 접착 물질의 일 예로서 PSA(Press Sensitive Adhesive)를 이용할 수 있다.

제1 접착층(110)과 제2 접착층(120)은 각각 제1 기능층(100) 내지 제3 기능층(300) 사이에 개재되어 있으므로, 상술한 것과 같이 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 폴딩되는 경우 제1 기능층(100) 내지 제3 기능층(300)과 함께 폴딩될 수 있다.

이러한 제1 접착층(110)은 제1 복원률을 가질 수 있으며, 제2 접착층(120)은 제2 복원률을 가질 수 있다. 여기서 복원률이라 함은 복원(recovery) 특성을 나타내는 것으로, 접착층의 양면에 필름을 부착한 후, 일면에 부착된 필름을 기준으로 타면에 부착된 필름에 수평 방향으로 일정한 힘(Load)을 인가한 후 힘을 제거하였을 때 접착층이 복원되는 정도를 측정한 것이다. 본 실시예에서는 일면에 부착된 필름을 기준으로 타면에 부착된 필름에 수평 방향으로 3N의 힘을 120분 동안 인가한 후 힘을 제거하였을 때 6초 후에 접착층이 복원되는 정도를 측정하였다.

본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)에서는 제2 접착층(120)의 제2 복원률은 제1 접착층(110)의 제1 복원률보다 작을 수 있다. 복원률이 작다는 것은, 고연신의 성질을 갖는다는 것을 의미하는바, 제1 복원률보다 작은 제2 복원률을 갖는 제2 접착층(120)은, 제1 접착층(110)에 비해 고연신의 성질을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 접착층(110)은 80% 이상의 제1 복원률을 가지고, 제2 접착층(120)은 80% 이하의 제2 복원률을 가질 수 있다. 이 경우 복원률이 80%라는 것은 힘을 가하지 않은 상태를 기준으로 80%의 복원력을 나타낸다는 것을 의미한다.

플렉서블 디스플레이 장치(1)를 폴딩하는 동안, 폴딩 영역을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치(1)에 스트레스가 가해진다. 이때 제1 기능층(100) 내지 제3 기능층(300) 사이에 각각 개재되는 제1 접착층(110) 및 제2 접착층(120)을 모두 복원률이 작은 고연신으로 형성하는 경우, 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 폴딩하는 경우에는 각 층에 걸리는 스트레스는 줄어들게 된다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치(1) 자체가 일정한 각도로 벤딩되거나 폴딩되는 형상으로 고정된 경우에는 이와 같이 고연신의 접착층을 사용하는 것이 용이하다. 하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)와 같이 접었다(folding) 폈다(unfolding)를 반복적으로 수행하도록 구현되는 경우에는, 상술한 것과 같이 고연신의 접착층을 사용하는 경우 폴딩 시에는 층간 스트레스가 완화되어 유리하지만, 폴딩된 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 복원시키는 경우 복원력이 현저히 떨어지게 되어 불량율이 증가한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(1)에서는 폴딩 방향에 따라 적층된 층들의 두께 및 곡률 반경이 다른 점을 감안하여 그 사이에 개재되는 접착층들의 복원률을 달리 구현하는 개념을 적용하였다. 플렉서블 디스플레이 장치(1)가 폴딩되는 경우 내측에 배치되는 제3 기능층(300)이 가장 저곡률 반경을 가지면서, 동시에 다른 기능층들에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 윈도우를 포함할 수 있다. 따라서 제3 기능층(300)에 접촉한 제2 접착층(120)이 제2 복원률을 갖고, 외측에 배치되는 제1 기능층(100)에 접촉한 제1 접착층(110)이 제1 복원률을 갖도록 형성하면서, 제2 복원률을 제1 복원률보다 작게 형성할 수 있다. 이러한 구조를 통해 접었다(folding) 폈다(unfolding)를 반복적으로 수행하도록 구현되는 플렉서블 디스플레이 장치(1)에 있어서 유연한 가요성과 우수한 복원력을 동시에 구비한 플렉서블 디스플레이 장치(1)를 구현할 수 있다.

도 4는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(1)의 제2 기능층(200)의 단면 구조의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 전술한 것과 같이, 제2 기능층(200)은 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부는 포함할 수 있으며, 디스플레이부는 액정 디스플레이부일수도 있고, 유기발광 디스플레이부일 수도 있다. 본 실시예에서는 디스플레이부가 유기발광 디스플레이부인 경우를 예를 들어 설명한다.

도 4를 참조하면, 디스플레이부는 플렉서블 기판(250) 상에 배치된다. 플렉서블 기판(250)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, 금속재, 또는PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다.

플렉서블 기판(250) 상에는 플렉서블 기판(250)의 면을 평탄화하기 위해 또는 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(202)으로 불순물 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성된 버퍼층(201)이 배치되고, 이 버퍼층(201) 상에 반도체층(202)이 위치하도록 할 수 있다.

반도체층(202)의 상부에는 게이트 전극(204)이 배치되는데, 이 게이트 전극(204)에 인가되는 신호에 따라 소스 전극(206s) 및 드레인 전극(206d)이 전기적으로 소통된다. 게이트 전극(204)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.

이때 반도체층(202)과 게이트 전극(204)과의 절연성을 확보하기 위하여, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성되는 게이트 절연막(203)이 반도체층(202)과 게이트 전극(204) 사이에 개재될 수 있다.

게이트 전극(204)의 상부에는 층간 절연막(205)이 배치될 수 있는데, 이는 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다.

층간 절연막(205)의 상부에는 소스 전극(206s) 및 드레인 전극(206d)이 배치된다. 소스 전극(206s) 및 드레인 전극(206d)은 층간 절연막(205)과 게이트 절연막(203)에 형성되는 컨택홀을 통하여 반도체층(202)에 각각 전기적으로 연결된다. 소스 전극(206s) 및 드레인 전극(206d)은 도전성 등을 고려하여 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.

한편 도면에는 도시되지 않았으나, 이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)의 보호를 위해 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(미도시)이 배치될 수 있다. 보호막은 예컨대 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물로 형성될 수 있다.

한편, 플렉서블 기판(250)의 상에 제1 절연막(207)이 배치될 수 있다. 이 경우 제1 절연막(207)은 평탄화막일 수도 있고 보호막일 수도 있다. 이러한 제1 절연막(207)은 박막트랜지스터(TFT) 상부에 유기발광소자가 배치되는 경우 박막트랜지스터(TFT) 의 상면을 대체로 평탄화하게 하고, 박막트랜지스터(TFT) 및 각종 소자들을 보호하는 역할을 한다. 이러한 제1 절연막(207) 은 예컨대 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다. 이때 도 5에 도시된 것과 같이, 버퍼층(201), 게이트 절연막(203), 층간 절연막(205) 및 제1 절연막(207)은 플렉서블 기판(250)의 전면(全面)에 형성될 수 있다.

한편, 박막트랜지스터(TFT) 상부에는 제2 절연막(208)이 배치될 수 있다. 이경우 제2 절연막(208)은 화소정의막일 수 있다. 제2 절연막(208)은 상술한 제1 절연막(207) 상에 위치할 수 있으며, 개구를 가질 수 있다. 이러한 제2 절연막(208)은 플렉서블 기판(250) 상에 화소영역을 정의하는 역할을 한다.

이러한 제2 절연막(208)은 예컨대 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 그러한 유기 절연막으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.

한편, 제2 절연막(208) 상에는 유기발광소자(OLED)가 배치될 수 있다. 유기발광소자(OLED)는 화소 전극(210), 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하는 중간층(220) 및 대향 전극(230)을 포함할 수 있다.

화소 전극(210)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. (반)투명 전극으로 형성될 때에는 예컨대 ITO, IZO, ZnO, In₂O₃, IGO 또는 AZO로 형성될 수 있다. 반사형 전극으로 형성될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO, In₂O₃, IGO 또는 AZO로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 그 구조 또한 단층 또는 다층이 될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

제2 절연막(208)에 의해 정의된 화소영역에는 중간층(220)이 각각 배치될 수 있다. 이러한 중간층(220)은 전기적 신호에 의해 빛을 발광하는 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하며, 발광층(EML)을 이외에도 발광층(EML)과 화소 전극(210) 사이에 배치되는 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 발광층(EML)과 대향 전극(230) 사이에 배치되는 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 물론 중간층(220)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.

발광층(EML)을 포함하는 중간층(220)을 덮으며 화소 전극(210)에 대향하는 대향 전극(230)이 플렉서블 기판(250) 전면(全面)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 대향 전극(230)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다.

대향 전극(230)이 (반)투명 전극으로 형성될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층과 ITO, IZO, ZnO 또는 In₂O₃ 등의 (반)투명 도전층을 가질 수 있다. 대향 전극(230)이 반사형 전극으로 형성될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 대향 전극(230)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

한편, 도 4에 도시되지는 않았으나, 대향 전극(230) 상에는 유기막과 무기막이 교번하여 적층된 박막봉지층(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(2)의 적층 형태를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(2)는 제4 기능층(400) 및 제3 접착층(130)을 더 포함할 수 있다. 제4 기능층(400)과 제3 접착제 이외의 구조는 전술한 도 1 내지 도 4의 실시예와 동일한 바, 이하에서는 제4 기능층(400)과 제3 접착제에 관하여 설명한다.

제4 기능층(400)은 제2 기능층(200)과 제2 접착층(120) 사이에 개재될 수 있다. 제4 기능층(400)은 외부로 노출되는 이미지 상에 직접적인 터치를 수행함으로써 플렉서블 디스플레이 장치(2)를 제어할 수 있는 터치스크린층(미도시)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로 제4 기능층(400)은 제2 기능층(200)에서 생성된 빛이 외부로 용이하게 발광할 수 있도록 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 광학필름층(미도시)을 포함할 수도 있다.

제3 접착층(130)은 제2 기능층(200)과 제4 기능층(400) 사이에 개재될 수 있다. 제3 접착층(130)은 사이의 공기층 등이 형성되지 않도록 제2 기능층(200)과 제4 기능층(400)에 완전히 밀착되어 제2 기능층(200)과 제4 기능층(400)을 합착시키는 역할을 할 수 있다. 제3 접착층(130)은 접착 특성을 갖는 유기절연물질, 고분자 물질 등을 포함할 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 접착 물질의 일 예로서 PSA(Press Sensitive Adhesive)를 이용할 수 있다.

이러한 제3 접착층(130)은 제3 복원률을 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(2)에서는 제3 접착층(130)의 제3 복원률은 제2 복원률보다 크고, 제1 복원률보다 작을 수 있다. 즉, 윈도우를 포함하며 최상층부에 위치하는 제3 기능층(300)을 기준으로 제2 접착층(120), 제3 접착층(130), 제1 접착층(110)이 순차적으로 개재될 수 있으며, 제2 접착층(120), 제3 접착층(130), 제1 접착층(110) 순으로 점차적으로 큰 값의 복원률을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(3)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(3)는 제5 기능층(500) 및 제4 접착층(140)을 더 포함할 수 있다. 제5 기능층(500)과 제4 접착층(140) 이외의 구조는 전술한 도 5의 실시예와 동일한 바, 이하에서는 제5 기능층(500)과 제4 접착층(140)에 관하여 설명한다.

제5 기능층(500)은 제3 접착층(130)과 제4 기능층(400) 사이에 개재될 수 있다. 본 실시예와 같이 제4 기능층(400)과 제5 기능층(500)을 모두 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치(3)의 경우, 제4 기능층(400)은 터치스크린층을 포함할 수 있고, 제5 기능층(500)은 광학필름층을 포함할 수 있다. 다른 실시예로 제4 기능층(400)이 광학필름층을 포함할 수 있고, 제5 기능층(500)이 터치스크린층을 포함할 수 있다.

제4 접착층(140)은 제4 기능층(400)과 제5 기능층(500) 사이에 개재될 수 있다. 제4 접착층(140)은 사이의 공기층 등이 형성되지 않도록 제4 기능층(400)과 제5 기능층(500)에 완전히 밀착되어 제4 기능층(400)과 제5 기능층(500)을 합착시키는 역할을 할 수 있다. 제4 접착층(140)은 접착 특성을 갖는 유기절연물질, 고분자 물질 등을 포함할 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 접착 물질의 일 예로서 PSA(Press Sensitive Adhesive)를 이용할 수 있다.

이러한 제4 접착층(140)은 제4 복원률을 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(3)에서는 제4 접착층(140)의 제4 복원률은 제2 복원률보다 크고, 제3 복원률보다 작을 수 있다. 즉, 윈도우를 포함하며 최상층부에 위치하는 제3 기능층(300)을 기준으로 제2 접착층(120), 제4 접착층(140), 제3 접착층(130), 제1 접착층(110)이 순차적으로 개재될 수 있으며, 제2 접착층(120), 제4 접착층(140), 제3 접착층(130), 제1 접착층(110) 순으로 점차적으로 큰 값의 복원률을 가질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(4)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(4)에서는 도 6에 도시된 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(3)와 동일한 적층 구조를 갖되, 각각의 기능층들의 두께 및 기능에 의해 제1 접착층(110) 내지 제4 접착층(140)의 두께를 다르게 구현한 실시예를 도시하고 있다.

본 실시예에 있어서, 제3 기능층(300)은 다른 기능층들에 비해 두꺼운 두께(t5)를 갖도록 구비될 수 있다. 제3 기능층(300) 하부에 위치한 각종 층들을 전면에서 보호하는 기능을 하기 때문에, 다른 기능층들에 비해 2배 이상 두껍게 형성될 수 있다.

한편 제3 접착층(130)의 두께(t3) 및 제2 접착층(120)의 두께(t2)는 제1 접착층(110)의 두께(t1) 또는 제4 접착층(140)의 두께(t4) 보다 두껍게 형성될 수 있다. 대체적으로 제3 접착층(130)의 두께(t3) 및 제2 접착층(120)의 두께(t2)는 제1 접착층(110)의 두께(t1) 또는 제4 접착층(140)의 두께(t4) 보다 약 2배 정도 두껍게 형성될 수 있으나, 이와 같은 두께의 수치적 제한에 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 접착층(120)은 제3 기능층(300)과 제4 기능층(400) 사이에 개재되어, 제3 기능층(300)과 직접 접촉하도록 배치되는바, 윈도우를 포함하는 제3 기능층(300)이 다른 기능층들에 비해 고경도, 두꺼운 두께로 형성되고, 폴딩 시 제3 기능층(300)이 내측에 위치하여 제3 기능층(300)에 걸리는 스트레스 증가함에 따라 제3 기능층(300)의 하부에 위치하는 제2 접착층(120)은 단순한 접착 역할을 하는 제1 접착층(110) 또는 제4 접착층(140)에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 유리하다.

또한 제3 접착층(130)은 제2 기능층(200)과 제4 기능층(400) 사이에 배치되는바, 외부 충격이나 투습에 취약한 디스플레이부를 포함하는 제2 기능층(200)을 보호하기 위해 제2 기능층(200) 상에 배치되는 제3 접착층(130)이 단순히 접착 역할만을 수행하는 제1 접착층(110) 또는 제4 접착층(140)에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 유리하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.

1, 2, 3, 4: 플렉서블 디스플레이 장치
100: 제1 기능층
110: 제1 접착층
120: 제2 접착층
130: 제3 접착층
140: 제4 접착층
200: 제2 기능층
300: 제3 기능층
300a: 제1 영역
300b: 제2 영역
400: 제4 기능층
500: 제5 기능층

Claims

제1 기능층;
상기 제1 기능층 상에 배치되는 제2 기능층;
상기 제2 기능층 상에 배치되는 제3 기능층;
상기 제1 기능층과 상기 제2 기능층 사이에 개재되며, 제1 복원률을갖는, 제1 접착층; 및
상기 제2 기능층과 상기 제3 기능층 사이에 개재되며, 제1 복원률 보다 작은 제2 복원률을 갖는, 제2 접착층;을 구비하고,
상기 제1 기능층, 상기 제2 기능층 및 상기 제3 기능층이 폴딩될 시, 상기 제1 기능층은 외측에 위치하고 상기 제3 기능층은 내측에 위치하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제3 기능층은 제1 축을 기준으로 상기 제1 축의 일 측에 위치한 제1 영역과 상기 제1 축의 타 측에 위치한 제2 영역을 가지며, 상기 제1 기능층 내지 상기 제3 기능층이 상기 제1 축을 중심으로 폴딩될 시 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 상호 마주보게 되는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 제1 축을 기준으로 0° 이상 180° 이하의 각도를 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
힘을 가하지 않은 상태를 기준으로 소정의 변형을 가했을 경우, 힘을 가하지 않은 상태로 완전히 복원되는 상태를 100%의 복원력이라 할 때,
상기 제1 접착층은 80% 이상의 제1 복원률을 가지고, 상기 제2 접착층은 80% 이하의 제2 복원률을 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 기능층은 하부보호필름을 포함하고, 상기 제2 기능층은 외부로 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하며, 상기 제3 기능층은 상기 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 기능층과 상기 제2 접착층 사이에 개재되는 제4 기능층; 및
상기 제2 기능층과 상기 제4 기능층 사이에 개재되는 제3 접착층;
을 더 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 접착층 및 상기 제3 접착층은 상기 제1 접착층보다 두꺼운 두께를 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 제3 접착층은 제3 복원률을 갖고, 제3 복원률은 제2 복원률보다 크고 제1 복원률보다 작은, 플렉서블 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 기능층은 하부보호필름을 포함하고, 상기 제2 기능층은 외부로 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제3 기능층은 상기 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우를 포함하며, 상기 제4 기능층은 터치스크린층을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 기능층과 상기 제4 기능층 사이에 광학필름층을 포함하는 제5 기능층을 더 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 기능층은 하부보호필름을 포함하고, 상기 제2 기능층은 외부로 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제3 기능층은 상기 디스플레이부에서 형성된 이미지가 외부로 노출되도록 하는 윈도우를 포함하며, 상기 제4 기능층은 광학필름층을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.