KR102417119B1 - 플렉서블 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 가요성 기판, 상기 가요성 기판 상에 위치하고, 화상을 구현하는 표시 영역을 포함한 표시부 및 상기 표시부를 밀봉하고, 적어도 하나의 무기 봉지막과 적어도 하나의 유기 봉지막을 구비한 박막 봉지층을 포함하고, 상기 유기 봉지막은, 제1 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제1 유기 영역과, 상기 제1 유기물질과 상이한 제2 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제2 유기 영역을 포함하고, 상기 제1 유기 영역은 제1 방향을 따라 직선 형태로 연장되고, 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역은 서로 나란하게 인접하여 배치되며, 상기 제1 유기 영역의 제1 영률과 상기 제2 유기 영역의 제2 영률은 서로 상이할 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치{Flexible display device}
본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 전자 장치를 다양한 형태로 제공하려는 노력과 함께, 전자 장치에 장착되는 디스플레이를 다양한 형태로 제공하기 위한 연구/개발이 진행되고 있다.
한편, 자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트(contrast) 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성으로 인해 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
본 발명의 실시예들은 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 가요성 기판, 상기 가요성 기판 상에 위치하고, 화상을 구현하는 표시 영역을 포함한 표시부 및 상기 표시부를 밀봉하고, 적어도 하나의 무기 봉지막과 적어도 하나의 유기 봉지막을 구비한 박막 봉지층을 포함하고, 상기 유기 봉지막은, 제1 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제1 유기 영역과, 상기 제1 유기물질과 상이한 제2 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제2 유기 영역을 포함하고, 상기 제1 유기 영역은 제1 방향을 따라 직선 형태로 연장되고, 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역은 서로 나란하게 인접하여 배치되며, 상기 제1 유기 영역의 제1 영률과 상기 제2 유기 영역의 제2 영률은 서로 상이할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 영률은 상기 제2 영률보다 작고, 상기 제1 영률과 상기 제2 영률의 비율은 4×10 내지 2×104일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유기 물질은 실리콘계 수지를 포함하고, 상기 제2 유기 물질은 아크릴계 수지 및 에폭시계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 디스플레이 장치는 적어도 하나의 폴딩 영역을 포함하고, 상기 폴딩 영역은 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 유기 영역은 상기 폴딩 영역과 중첩할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유기 영역의 폭은 상기 폴딩 영역의 폭 이상일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역이 교번하여 반복적으로 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 제1 방향과 나란한 권취축을 중심으로 롤 형태로 권취될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제1 연신율은, 상기 제2 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제2 연신율보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자와 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기 봉지막과 상기 유기 봉지막은 각각 복수 개 구비되며, 서로 교번적으로 적층될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 형태가 변하는 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것으로, 화상을 구현하는 표시 영역을 포함한 표시부, 상기 플렉서블 디스플레이 장치의 형태를 검출하는 감지부 및 상기 감지부의 검출 결과에 따라, 상기 표시부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 표시부는, 적어도 하나의 무기 봉지막과 적어도 하나의 유기 봉지막을 구비한 박막 봉지층에 의해 밀봉되며,상기 유기 봉지막은, 측면끼리 서로 맞닿는 적어도 하나의 제1 유기 영역과, 적어도 하나의 제2 유기 영역을 포함하며, 상기 제1 유기 영역의 제1 영률과 상기 제2 유기 영역의 제2 영률은 서로 상이할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유기 영역은 제1 방향을 따라 직선 형태로 연장되고, 상기 제1 영률은 상기 제2 영률보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 영률과 상기 제2 영률의 비율은 4×10 내지 2×104일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 디스플레이 장치는 적어도 하나의 폴딩 영역을 포함하고, 상기 폴딩 영역은 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 유기 영역은 상기 폴딩 영역과 중첩할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 폴딩 영역은 상기 제1 유기 영역 내에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역이 교번하여 반복적으로 배치되고, 상기 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 제1 방향과 나란한 권취축을 중심으로 롤 형태로 권취될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제1 연신율은, 상기 제2 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제2 연신율보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 가요성 기판을 더 포함하고, 상기 표시부는 상기 가요성 기판과 상기 박막 봉지층 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자와 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 플렉서블 디스플레이 장치의 형상 변형시 스트레스를 효과적으로 분산시켜 플렉서블 디스플레이 장치의 기구적 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 구성를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 I-I' 선을 따라 절취한 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 박막 봉지층의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 전자 장치에 포함된 플렉서블 디스플레이 장치의 유기 봉지막을 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 구성를 개략적으로 도시한 블록도, 도 3은 도 1의 I-I'선을 따라 절취한 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고 도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(10)는, 접거나 롤 형상으로 말수 있는 등과 같이 형태가 변할 수 있고, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 웨어러블 장치, 전자책 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.
일 예로, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 도 1의 (a)와 같이 접힘 상태와, 도 1의 (b)와 같이 펼침 상태로 형태가 변할 수 있다. 여기서, '접힌다'라는 의미는, 구부러지는 것을 포함하는 것으로, 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 폴딩 영역(F)을 기준으로 접혔을 때, 서로 마주보는 면이 접촉하는 상태뿐 아니라, 접촉하지 않고 근접하여 서로 마주보는 상태를 포함한다.
본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 접힘 상태 또는 펼침 상태에 따라 화면을 전환할 수 있다. 일 예로, 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 펼침 상태가 되면, 표시 영역(DA)에는 화상이 구현될 수 있다.
이를 위해, 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 표시 영역(DA)을 포함한 표시부(200), 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 형태를 검출하는 감지부(130), 및 감지부(130)의 검출 결과에 따라, 표시부(200)의 동작을 제어하는 제어부(120)를 포함할 수 있다.
표시부(200)는 일 예로, 유기 발광 소자(200b)를 포함할 수 있다. 표시부(200)에 대하여서는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
감지부(130)는 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 형태를 검출한다. 일 예로, 감지부(130)는 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 접힘 동작 및 펼침 동작을 검출할 수 있다.
일 실시예로, 감지부(130)는 홀 센서 또는 자기 센서 등을 이용하여 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 접힘 상태에서 펼침 상태로 상태가 변화되는 동작, 또는 펼침 상태에서 접힘 상태로 변화되는 동작 자체를 검출할 수 있다. 감지부(130)는 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 구부러짐 또는 접힘에 의해 서로 근접하는 지점에 상태 검출 센서를 배치하여, 접힘 상태를 검출할 수 있다. 상기 상태 검출 센서는 근접 센서, 조도 센서, 자기 센서, 홀 센서, 터치 센서, 벤딩 센서, 적외선 센서 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 감지부(130)는 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 현재 상태가 펼침 상태인지 접힘 상태인지를 검출하고, 현재 상태가 변화되면, 접힘 동작 또는 펼침 동작을 검출할 수 있다.
제어부(120)는 감지부(130)의 검출 결과에 따라, 표시부(200)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 접힘 상태에서는 표시부(200)로 공급되는 신호 및 전원을 차단할 수 있다. 또한, 표시부(200)가 양면 발광형인 경우, 접힘상태에서 외부로 노출된 기판(100)을 통해 또 다른 화면이 구현되는 경우는, 접힘 상태 및 펼침 상태에 따른 화면의 크기 및 배치 등을 조정할 수 있다.
표시부(200)는, 가요성 기판(100) 상에 형성되고, 박막 봉지층(300)에 의해 밀봉될 수 있다.
가요성 기판(100)은, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphtalate), 폴리아릴레이트(PAR; polyarylate) 및 폴리에테르이미드(polyetherimide) 등과 같이 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱으로 구성될 수 있다.
표시부(200)는 화상을 구현하는 표시 영역(DA)을 포함하며, 표시 영역(DA)의 주변에는 패드부가 배치되어, 전원 공급장치 또는 신호 생성장치로부터 전기적 신호를 표시 영역(DA)으로 전달할 수 있다.
표시부(200)는 박막 트랜지스터(200a)와 유기 발광 소자(200b)를 구비할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 표시부(200)가 액정 소자, 기타 표시 소자를 구비할 수 있음은 물론이다. 이하에서는 도 4를 참조하여, 표시부(200)를 보다 자세히 설명한다.
가요성 기판(100) 상에는 버퍼층(212)이 형성될 수 있다. 버퍼층(212)은 기판(100)상의 전체면, 즉 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 모두 형성될 수 있다. 버퍼층(212)은 기판(100)을 통한 불순 원소의 침투를 방지하며 기판(100) 상부에 평탄한 면을 제공하는 것으로서, 버퍼층(212)은 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 버퍼층(212)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 알루미늄나이트라이드, 티타늄옥사이드 또는 티타늄나이트라이드 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 박막 트랜지스터(200a)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(200a)는 활성층(221), 게이트 전극(222), 소스 전극(223) 및 드레이 전극(224)을 포함할 수 있다.
활성층(221)은 실리콘과 같은 무기질 반도체나, 유기 반도체에 의해 형성될 수 있다. 또한, 활성층(221)은 소스 영역, 드레인 영역과 이들 사이의 채널 영역을 갖는다. 예를 들어, 비정질 실리콘을 사용하여 활성층(221)을 형성하는 경우 비정질 실리콘층을 기판(100) 전면에 형성한 후 이를 결정화하여 다결정 실리콘층을 형성하고, 패터닝한 후 가장자리의 소스 영역 및 드레인 영역에 불순물을 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역 및 그 사이의 채널 영역을 포함하는 활성층(221)을 형성할 수 있다.
활성층(221) 상에는 게이트 절연막(213)이 형성된다. 게이트 절연막(213)은 활성층(221)과 게이트 전극(222)을 절연하기 위한 것으로 SiNx, SiO2 등과 같은 무기물로 형성할 수 있다.
게이트 절연막(213) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(222)이 형성된다. 게이트 전극(222)은 박막 트랜지스터(200a)의 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 게이트 전극(222)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo를 함유할 수 있고, Al:Nd, Mo:W 합금 등과 같은 합금을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고 설계 조건을 고려하여 다양한 재질로 형성할 수 있다.
게이트 전극(222) 상에 형성되는 층간 절연막(214)은 게이트 전극(222)과 소스 전극(223) 및 게이트 전극(222)과 드레인 전극(224) 사이의 절연을 위한 것으로, SiNx, SiO2 등과 같은 무기물로 형성할 수 있다.
층간 절연막(214)상에는 소스 전극(223) 및 드레인 전극(224)이 형성된다. 구체적으로, 층간 절연막(214) 및 게이트 절연막(213)은 활성층(221)의 소스 영역 및 드레인 영역을 노출하도록 형성되고, 이러한 활성층(221)의 노출된 소스 영역 및 드레인 영역과 접하도록 소스 전극(223) 및 드레인 전극(224)이 형성된다.
소스 전극(223)과 드레인 전극(224)은 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, 도 4는 활성층(221)과, 게이트 전극(222)과, 소스 전극(223) 및 드레인 전극(224)을 순차적으로 포함하는 탑 게이트 방식(top gate type)의 박막 트랜지스터(200a)를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 게이트 전극(222)이 활성층(221)의 하부에 배치될 수도 있다.
이와 같은 박막 트랜지스터(200a)는 유기 발광 소자(200b)에 전기적으로 연결되어 유기 발광 소자(200b)를 구동하기 위한 신호를 유기 발광 소자(200b)에 인가한다. 박막 트랜지스터(200a)는 평탄화막(215)으로 덮여 보호될 수 있다.
평탄화막(215)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함되도록 할 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 또한, 평탄화막(215)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.
평탄화막(215) 상에는 유기 발광 소자(200b)가 형성될 수 있다. 유기 발광 소자(200b)는 화소 전극(231), 중간층(232) 및 대향 전극(233)을 구비할 수 있다.
화소 전극(231)은 평탄화막(215)상에 형성되고, 평탄화막(215)에 형성된 컨택홀(230)을 통하여 소스 및 드레인 전극(223)과 전기적으로 연결된다.
화소 전극(231)은 반사 전극일 수 있으며, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
화소 전극(231)과 대향되도록 배치된 대향 전극(233)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극을 더 형성할 수 있다.
따라서, 대향 전극(233)은 중간층(232)에 포함된 유기 발광층(미도시)에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 즉, 유기 발광층(미도시)에서 방출되는 광은 직접 또는 반사 전극으로 구성된 화소 전극(231)에 의해 반사되어, 대향 전극(233) 측으로 방출될 수 있다.
그러나, 본 실시예의 표시부(200)는 전면 발광형으로 제한되지 않으며, 유기 발광층(미도시)에서 방출된 광이 기판(100) 측으로 방출되는 배면 발광형일 수도 있다. 이 경우, 화소 전극(231)은 투명 또는 반투명 전극으로 구성되고, 대향 전극(233)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예의 표시부(200)는 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.
한편, 화소 전극(231)상에는 절연물로 화소 정의막(216)이 형성된다. 화소 정의막(216)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 화소 정의막(216)은 화소 전극(231)의 소정의 영역을 노출하며, 노출된 영역에 유기 발광층을 포함하는 중간층(232)이 위치한다.
중간층(232)에 포함된 유기 발광층(미도시)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 중간층(232)은 유기 발광층(미도시) 이외에 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
대향 전극(233) 상에는 박막 봉지층(300)이 배치된다. 박막 봉지층(300)은 표시부(200)를 전체적으로 덮도록 형성되어, 외부의 습기 및 산소가 표시부(200)로 침투하는 것을 방지한다. 박막 봉지층(300)은 표시부(200)의 면적 보다 넓은 면적으로 형성되어 그 가장자리가 모두 기판(100)과 접하도록 형성될 수 있고, 이에 의해 외기의 침투를 더욱 견고히 차단할 수 있다.
박막 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기 봉지막(310,330)과 적어도 하나의 유기 봉지막(320)을 구비할 수 있다. 적어도 하나의 무기 봉지막(310,330)과 적어도 하나의 유기 봉지막(320)은 서로 교번적으로 적층될 수 있다. 도 3에서는, 박막 봉지층(300)이 두 개의 무기 봉지막(310,330)들과 하나의 유기 봉지막(320)을 포함하는 예를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 박막 봉지층(300)은 교대로 배치된 복수 개의 추가적인 무기 봉지막 및 유기 봉지막을 더 포함할 수 있으며, 무기 봉지막 및 유기 봉지막의 적층 횟수는 제한되지 않는다.
제1 무기 봉지막(310)과 제2 무기 봉지막(330)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물(SiON)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 제1 무기 봉지막(310)과 제2 무기 봉지막(330)은 5000Å 내지 10000Å의 두께로 형성될 수 있으며, 이들 사이에 배치된 유기 봉지막(320)보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제2 무기 봉지막(330)은 제1 무기 봉지막(310) 보다 크게 형성되어, 표시 영역(DA)의 외부에서 층간 절연막(214)과 직접 접할 수 있다. 이때, 제2 무기 봉지막(330)과 층간 절연막(214)은 동일한 재질로 형성되어, 제2 무기 봉지막(330)과 층간 절연막(214) 간의 접합력이 향상될 수 있다. 따라서, 제2 무기 봉지막(330)의 박리를 방지하고, 이에 의해 외부의 수분이나 산소의 침투를 효과적으로 방지할 수 있다.
유기 봉지막(320)은 화소 정의막(216)에 의한 단차를 평탄화할 수 있도록 소정의 두께, 예를 들어, 30000Å 내지 500000Å의 두께로 형성될 수 있다. 유기 봉지막(320)은 제1 무기 봉지막(310) 및 제2 무기 봉지막(330)에 발생한 스트레스를 완화하고, 제1 무기 봉지막(310) 상에 파티클 등이 파티클 등이 존재하더라도 이를 평탄하게 덮을 수 있다. 한편, 유기 봉지막(320)은 제1 무기 봉지막(310) 및 제2 무기 봉지막(330)보다 작은 크기로 형성됨으로써, 제1 무기 봉지막(310)과 제2 무기 봉지막(330)에 의해 전체가 에워 쌓여, 외부의 수분이나 산소의 침투가 효과적으로 방지될 수 있다.
유기 봉지막(320)은, 제1 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제1 유기 영역(322)과, 제1 유기물질과 상이한 제2 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제2 유기 영역(324)을 포함할 수 있다. 제1 유기 영역(322)은 제1 방향(X)을 따라 직선 형태로 연장되고, 제1 유기 영역(322)과 제2 유기 영역(324)은 서로 나란하게 인접하여 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향(X)은 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 폴딩 영역(F)에서 접힐 때, 상기 폴딩 영역(F)이 형성된 방향을 의미한다. 따라서, 상기 제1 방향(X)은 도 1에 도시된 방향에 한정되는 것은 아니다.
제1 유기 영역(322)의 제1 영률(Young's modulus)과 제2 유기 영역(324)의 제2 영률은 서로 상이할 수 있다. 영률은, 물체를 양쪽에서 잡아 늘일 때, 물체의 늘어나는 정도와 변형되는 정도를 나타내는 탄성률을 의미하는 것으로, 영률이 증가할수록 유기 봉지막(320)은 딱딱한 성질이 증가하며, 접착력과 복원력이 향상될 수 있다. 반면에, 영률이 감소할수록 유기 봉지막(320)의 연신성이 증가할 수 있다.
제1 영률은 제2 영률보다 작을 수 있으며, 제1 영률과 제2 영률의 비는 4×10 내지 2×104일 수 있다. 제1 유기 영역(322)은 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 폴딩 영역(F)과 중첩하도록 형성될 수 있다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 폴딩 영역(F)에서 접히거나 작은 곡률 반경을 가지고 휘어지더라도, 폴딩 영역(F)에 가해지는 스트레스가 제1 유기 영역(322)에 의해 효과적으로 분산될 수 있다. 한편, 도 1에서는 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 하나의 폴딩 영역(F)을 포함하는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 이격된 두 개 이상의 폴딩 영역(F)을 포함할 수 있고, 제1 유기 영역(322)도 두 개 이상의 폴딩 영역(F)에 각각 대응하도록 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 접힐 때에 폴딩 영역(F)에 가해지는 스트레스를 효과적으로 분산시키기 위해, 제1 유기 영역(322)의 폭(W2)은 폴딩 영역(F)의 폭(W1) 이상으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 유기 영역(322)의 폭(W2)과 폴딩 영역(F)의 폭(W1)은 제1 방향(X)과 수직한 제2 방향(Y)을 따라 측정된 거리를 의미한다. 한편, 제1 유기 영역(322)의 폭(W2)이 너무 큰 경우는, 유기 봉지막(320)의 접착력이 감소될 수 있으므로, 제1 유기 영역(322)의 폭(W2)은 폴딩 영역(F)의 폭(W1)의 2배 이하로 형성될 수 있다. 반면에, 제1 유기 영역(322)의 폭(W2)이 너무 작은 경우는, 폴딩 영역(F)에 가해지는 스트레스를 효과적으로 분산시키기 어렵고, 공정상의 오차에 의해 폴딩 영역(F)과 중첩되지 않는 위치에 형성될 수 있으므로, 제1 유기 영역(322)의 폭(W2)은 폴딩 영역(F)의 폭(W1) 1.2배 이상으로 형성될 수 있다.
제1 유기 영역(322)과 제2 유기 영역(324)은 잉크젯 프린팅 공법을 이용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 유기 영역(322)이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역에 제2 유기 물질을 1차로 잉크젯 프린팅 하고, 이어서, 제1 유기 물질을 잉크젯 프린팅 함으로써 제1 유기 영역(322)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 제1 유기 영역(322)과, 제2 유기 영역(324)은 서로 측면에 맞닿도록 형성될 수 있다. 다른 예로, 제1 유기 영역(322)과 제2 유기 영역(324)의 형성 순서는 바뀔 수 있으며, 또한, 두 개의 헤드를 이용함으로써, 제1 유기 물질과 제2 유기 물질을 동시에 잉크젯 프린팅 함으로써, 제1 유기 영역(322)과 제2 유기 영역(324)을 일시에 형성할 수도 있다.
제1 유기 물질은 실리콘계 수지를 포함할 수 있으며, 제1 유기 물질로 형성되는 제1 유기 영역(322)의 제1 영률은 0.001 내지 0.05Gpa 일 수 있다. 또한, 제2 유기 물질은 아크릴계 수지 및 에폭시계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 제2 유기 영역(324)의 제2 영률은 2 내지 20Gpa일 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 대향 전극(233)과 박막 봉지층(300) 사이에는 캐핑층(미도시)과 보호층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
캡핑층(미도시)은 a-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3 또는 CuPc 등의 유기물로 형성될 수 있으며, 유기 발광 소자(200b)를 보호하는 기능 이외에 유기 발광 소자(200b)로부터 발생한 광이 효율적으로 방출될 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
차단층(미도시)은 LiF, MgF2 또는 CaF2 등의 무기물로 형성될 수 있으며, 제1 무기 봉지막(310)을 형성하는 과정에서 사용되는 플라즈마 등이 유기 발광 소자(200b)에 침투하여 중간층(232) 및 대향 전극(233) 등에 손상을 일으키지 않도록 플라즈마 등을 차단하는 역할을 한다.
도 5는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 박막 봉지층의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 도 1과 함께 참조하면, 박막 봉지층(300')은 세 개의 무기 봉지막(310,330,350)들과 두 개의 유기 봉지막(320, 340)들을 포함하며, 무기 봉지막(310,330,350)들과 유기 봉지막(320, 340)들은 서로 교번적으로 적층될 수 있다.
제1 무기 봉지막(310), 제2 무기 봉지막(330) 및 제3 무기 봉지막(350)은 도 1 내지 도 4에서 도시하고 설명한 제1,2 무기 봉지막들(310,320)과 동일하다. 즉, 제1 무기 봉지막(310), 제2 무기 봉지막(330) 및 제3 무기 봉지막(350)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물(SiON)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으며, 각각 5000Å 내지 10000Å의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 제1 무기 봉지막(310)에서 제3 무기 봉지막(350)으로 갈수록 점차 면적이 증가할 수 있다.
제1 유기 봉지막(320)과 제2 유기 봉지막(340)은 도 1 내지 도 4에서 도시하고 설명한 유기 봉지막(320)과 실질적으로 동일하다. 즉, 제1 유기 봉지막(320)은 제1 무기 봉지막(310)과 제2 무기 봉지막(330) 보다 작은 크기를 가지며, 제1 유기 봉지막(320)의 가장자리에서 제1 무기 봉지막(310)과 제2 무기 봉지막(330)은 서로 접할 수 있다. 마찬가지로, 제2 유기 봉지막(340)의 가장자리에서 제2 무기 봉지막(330)과 제3 무기 봉지막(350)은 서로 접할 수 있다.
또한, 제1 유기 봉지막(320)은 제1 영률을 가지는 적어도 하나의 제1 유기 영역(322a)과, 제2 영률을 가지는 적어도 하나의 제2 유기 영역(324a)을 포함할 수 있으며, 제2 유기 봉지막(340)은 제1 영률을 가지는 적어도 하나의 제1 유기 영역(322b)과, 제2 영률을 가지는 적어도 하나의 제2 유기 영역(324b)을 포함할 수 있다.
제1 유기 봉지막(320)에 포함된 제1 유기 영역(322a)과 제2 유기 봉지막(340)에 포함된 제1 유기 영역(322b)은 모두 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 폴딩 영역(F)과 중첩하고, 제1 유기 봉지막(320)에 포함된 제1 유기 영역(322a)의 제3 폭(W3)과 제2 유기 봉지막(340)에 포함된 제1 유기 영역(322b)의 제4 폭(W4)은 폴딩 영역(F)의 폭 이상으로 형성될 수 있다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 폴딩 영역(F)에서 접히거나 작은 곡률 반경을 가지고 휘어지더라도, 폴딩 영역(F)에 가해지는 스트레스가 효과적으로 분산될 수 있다.
한편, 박막 봉지층(300')의 적층 구조에서 외측(또는 상부)에 배치된 제2 유기 봉지막(340)은, 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 휘어지거나 접힐 때, 내측(또는 하부)에 배치된 제1 유기 봉지막(320)보다 더 넓은 곡면을 형성하게 된다. 따라서, 제2 유기 봉지막(340)에 포함된 제1 유기 영역(322b)의 제4 폭(W4)은 제1 유기 봉지막(320)에 포함된 제1 유기 영역(322a)의 제3 폭(W3)보다 크게 형성될 수 있으며, 이에 의해, 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 접힘 동작을 원활하게 할 수 있고, 박막 봉지층(300')에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 마찬가지로, 박막 봉지층(300')이 세 개 이상의 유기 봉지막을 포함하는 경우, 박막 봉지층(300')의 외측으로 갈수록 유기 봉지막에 포함된 제1 유기 영역의 폭은 점차 증가될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 전자 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 전자 장치에 포함된 플렉서블 디스플레이 장치의 유기 봉지막을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6의 전자 장치(1)는 플렉서블 디스플레이 장치(30)를 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이 장치(30)는 도 1 내지 도 4에서 도시하고 설명한 플렉서블 디스플레이 장치(10)와 동일하므로 반복하여 설명하지 않고, 이하에서는 차이점만을 설명하기로 한다.
플렉서블 디스플레이 장치(30)는 롤 형태로 감길 수 있으며, 일측은 케이스(40)와 결합되고, 타측은 손잡이(46)와 결합함으로써 전자 장치(1)를 구현할 수 있다.
케이스(40)는 플렉서블 디스플레이 장치(30)가 말려 들어가는 공간을 제공하며, 플렉서블 디스플레이 장치(30)의 일측과 결합된 로드(42)를 내부에 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이 장치(30)는 로드(42)를 중심축으로 하여 권취되고, 또한 케이스(40)으로부터 권출될 수 있다. 케이스(40)는, 외부로 노출되는 보조 표시부(44)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조 표시부(44)에는 어플리케이션 선택 메뉴 등이 표시되고, 사용자는 터치 입력의 형태로 선택을 할 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치(30)는 도 1 내지 도 4에서 도시하고 설명한 플렉서블 디스플레이 장치(10)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 플렉서블 디스플레이 장치(30)는 표시 영역(DA)을 포함한 표시부, 플렉서블 디스플레이 장치(30)의 형태를 검출하는 감지부, 및 감지부의 검출 결과에 따라, 표시부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 표시부는 박막 봉지층에 의해 밀봉될 수 있다. 또한, 박막 봉지층은 적어도 하나의 무기 봉지막과 적어도 하나의 유기 봉지막(320')을 포함할 수 있다.
유기 봉지막(320'은 복수의 제1 유기 영역(322')들과 복수의 제2 유기 영역(324')들을 포함할 수 있다. 복수의 제1 유기 영역(322')들은 제1 방향(X)을 따라 직선 형태로 연장되어 형성되며, 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)을 따라 복수의 제2 유기 영역(324')들은 제1 유기 영역(322')들과 교번적으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향(X)은, 롤 형상으로 말리는 플렉서블 디스플레이 장치(30)의 권취축과 나란한 방향이며, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 수직한 방향 즉, 플렉서블 디스플레이 장치(30)가 케이스(40)로부터 권출되는 방향일 수 있다.
복수의 제1 유기 영역(322')들은 제1 영률을 가지고, 복수의 제2 유기 영역(324')들은 상기 제1 영률보다 큰 제2 영률을 가질 수 있다. 이와 같이, 제1 영률을 가지는 복수의 제1 유기 영역(322')들이 제2 방향(Y)을 따라 서로 이격되도록 배치됨에 따라, 제1 방향(X)에 따른 유기 봉지막(320')의 제1 연신율보다 제2 방향(Y)에 따른 유기 봉지막(320')의 제2 연신율이 커지게 된다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 장치(30)가 롤 형태를 가지도록 말리릴 때 발생하는 스트레스를 효과적으로 분산시킬 수 있다.
또한, 복수의 제1 유기 영역(322')들 간의 간격은 유기 봉지막(320')의 일단(A)에서 타단(B)으로 갈수록 감소할 수 있다. 여기서, 일단(A)은 케이스(40)와 근접한 측이고, 타단(B)은 일단(A)과 반대측을 의미한다. 이와 같이, 복수의 제1 유기 영역(322')들 간의 간격이 유기 봉지막(320')의 일단(A)에서 타단(B)으로 갈수록 감소하면, 일단(A)에서 타단(B)으로 갈수록 제2 연신율은 점차 증가할 수 있다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 장치(30)가 롤 형태를 가지도록 말릴 때, 일단(A)에서 타단(B)으로 갈수록 누적되는 스트레스를 더욱 효과적으로 분산시킬 수 있다.
한편, 제어부는 감지부에서 감지한 플렉서블 디스플레이 장치(30)의 형태에 따라 표시부의 동작을 제할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 플렉서블 디스플레이 장치(30)가 펼침 상태인 경우에만 표시 영역(DA)을 통해 화면이 구현되도록 할 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 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 것이다.
10,30: 플렉서블 디스플레이 장치
100: 기판
120: 제어부
130: 감지부
200: 표시부
300: 박막 봉지층
310, 330: 무기 봉지막
320: 유기 봉지막
322: 제1 유기 영역
324: 제2 유기 영역

Claims (20)

  1. 가요성 기판;
    상기 가요성 기판 상에 위치하고, 화상을 구현하는 표시 영역을 포함한 표시부; 및
    상기 표시부를 밀봉하고, 적어도 하나의 무기 봉지막과 적어도 하나의 유기 봉지막을 구비한 박막 봉지층;을 포함하고,
    상기 유기 봉지막은, 제1 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제1 유기 영역과, 상기 제1 유기물질과 상이한 제2 유기물질을 포함하는 적어도 하나의 제2 유기 영역을 포함하고,
    상기 제1 유기 영역은 제1 방향을 따라 직선 형태로 연장되고, 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역은 서로 나란하게 인접하여 배치되며,
    상기 제1 유기 영역의 제1 영률은 상기 제2 유기 영역의 제2 영률보다 작고,
    적어도 하나의 폴딩 영역을 포함하고, 상기 폴딩 영역은 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 유기 영역은 상기 폴딩 영역과 중첩하고,
    상기 제1 유기 영역의 폭은 상기 폴딩 영역의 폭의 1.2배 이상 2배 이하인 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영률과 상기 제2 영률의 비율은 4×10 내지 2×104인 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유기 물질은 실리콘계 수지를 포함하고, 상기 제2 유기 물질은 아크릴계 수지 및 에폭시계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역이 교번하여 반복적으로 배치된 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직인 플렉서블 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 제1 방향과 나란한 권취축을 중심으로 롤 형태로 권취되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제1 연신율은, 상기 제2 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제2 연신율보다 작은 플렉서블 디스플레이 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 표시부는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자와 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 무기 봉지막과 상기 유기 봉지막은 각각 복수 개 구비되며, 서로 교번적으로 적층된 플렉서블 디스플레이 장치.
  12. 형태가 변하는 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것으로,
    화상을 구현하는 표시 영역을 포함한 표시부,
    상기 플렉서블 디스플레이 장치의 형태를 검출하는 감지부; 및
    상기 감지부의 검출 결과에 따라, 상기 표시부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 표시부는, 적어도 하나의 무기 봉지막과 적어도 하나의 유기 봉지막을 구비한 박막 봉지층에 의해 밀봉되며,
    상기 유기 봉지막은, 측면끼리 서로 맞닿는 적어도 하나의 제1 유기 영역과, 적어도 하나의 제2 유기 영역을 포함하며,
    상기 제1 유기 영역의 제1 영률은 상기 제2 유기 영역의 제2 영률보다 작고,
    상기 플렉서블 디스플레이 장치는 적어도 하나의 폴딩 영역을 포함하고, 상기 폴딩 영역은 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 유기 영역은 상기 폴딩 영역과 중첩하고,
    상기 제1 유기 영역의 폭은 상기 폴딩 영역의 폭의 1.2배 이상 2배 이하인 플렉서블 디스플레이 장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영률과 상기 제2 영률의 비율은 4×10 내지 2×104인 플렉서블 디스플레이 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 상기 제1 유기 영역과 상기 제2 유기 영역이 교번하여 반복적으로 배치되고,
    상기 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 제1 방향과 나란한 권취축을 중심으로 롤 형태로 권취되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제1 연신율은, 상기 제2 방향에 따른 상기 유기 봉지막의 제2 연신율보다 작은 플렉서블 디스플레이 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    가요성 기판을 더 포함하고,
    상기 표시부는 상기 가요성 기판과 상기 박막 봉지층 사이에 위치한 플렉서블 디스플레이 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 표시부는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자와 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
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