KR102418967B1 - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

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KR102418967B1
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Abstract

일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극, 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막, 상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극, 상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고 상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바를 포함하는 표시 패널을 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있을 수 있다.

Description

플렉서블 표시 장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치 등의 표시 장치는 표시 패널을 포함하고, 표시 패널은 기판 위에 여러 층과 소자들을 형성하여 제조된다. 표시 패널의 기판으로 유리(glass)가 사용되고 있다. 하지만, 유리 기판은 리지드(rigid) 하기 때문에 표시 장치를 변형시키기가 어렵다. 최근에는 가볍고 변형이 쉬운 플렉서블(flexible) 기판을 사용하는 플렉서블 표시 장치가 개발되고 있다.
플렉서블 표시 장치는 그 용도나 형태에 따라 벤더블(bendable) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 롤러블(rollable) 표시 장치 등으로 구분될 수 있다. 이러한 플렉서블 표시 장치가 유연하게 변형되기 위해서는 표시 패널의 커버 윈도우(cover window)나 보호층(protector)으로 유리 같은 리지드한 재료를 사용할 수 없고, 대신 유연한 폴리머 필름이 사용될 수 있다. 하지만, 이 경우 충격에 매우 민감해져서, 예컨대 표시 장치의 화면에 충격이 가해지면 표시 패널의 층들과 소자들이 손상될 수 있고, 화소들이 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.
실시예들은 개선된 내충격성(anti-shock property)을 가진 플렉서블 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극, 상기 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막, 상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극, 상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고 상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바를 포함하는 표시 패널을 포함한다. 상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있을 수 있다.
상기 표시 패널은 표시 영역 및 상기 표시 영역 주변의 비표시 영역을 포함할 수 있고, 각각의 제1 선형 바는 상기 표시 영역을 완전히 가로질러 상기 제2 방향으로 뻗어 있을 수 있다.
각각의 제1 선형 바는 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역을 완전히 가로질러 상기 제2 방향으로 뻗어 있을 수 있다.
상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막 위에 위치할 수 있다.
상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막과 상기 공통 전극 사이에 위치할 수 있다.
각각의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막의 이웃하는 개구들 사이에 위치할 수 있다.
상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하지 않을 수 있다.
각각의 제1 선형 바는 폭이 높이보다 작을 수 있다.
각각의 제1 선형 바는 0.2 내지 1 마이크로미터의 폭과 1 내지 3 마이크로미터의 높이를 가질 수 있다.
상기 복수의 제1 선형 바는 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 공통 전극 위에 위치하는 박막 봉지층, 그리고 상기 박막 봉지층 위에 위치하는 복수의 제2 선형 바를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제2 선형 바는 상기 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있을 수 있다.
상기 복수의 제2 선형 바는 상기 복수의 제1 선형 바와 중첩할 수 있다.
상기 표시 패널은 터치 센서층을 더 포함할 수 있고, 상기 터치 센서층은 터치 전극으로 상기 복수의 제2 선형 바를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 박막 봉지층 위에 위치하는 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 보호막 위에 위치하는 탄성막을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막과 상기 기판 사이에 위치할 수 있다.
각각의 제1 선형 바의 양단이 상기 기판과 접할 수 있다.
실시예들에 따르면, 플렉서블 표시 장치의 벤딩 방향과 교차하는 방향으로 표시 패널을 가로지르는 선형 바들을 표시 패널 내에 형성하여, 플렉서블 표시 장치의 플렉서블 특성을 방해하지 않으면서 표시 패널의 내충격 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 벤딩을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 각각 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 전체적인 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 표시 장치의 벤딩을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 표시 장치는 전체적으로 대략 직사각형의 평면 형상을 갖는 표시 패널(10)을 포함한다. 표시 패널(10)은 적어도 한 방향으로 벤딩되거나, 폴딩되거나, 롤링될 수 있다. 도시된 실시예에서, 표시 패널(10)은 제2 방향(D2)과 나란한 축을 중심으로 제1 방향(D1)으로 벤딩되거나, 폴딩되거나, 롤링될 수 있다. 이하 표시 패널(10)이 벤딩되거나 폴딩되거나 롤링되는 방향을 간단하게 벤딩 방향이라고 한다. 벤딩의 중심이 되는 벤딩축은 가상의 축일 수 있고, 물리적인 축일 수도 있으며, 벤딩축은 표시 패널(10)의 앞쪽(화면이 있는 쪽)이나 뒤쪽에 위치할 수 있다. 예컨대 표시 패널(10)은, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(10)의 뒤쪽에 위치하는 가상의 벤딩축(X)을 중심으로 벤딩되거나, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(10)의 앞쪽에 위치하는 가상의 벤딩축(X)을 중심으로 벤딩될 수 있다. 표시 장치는 이러한 표시 패널(10)의 적어도 일부를 수용하거나 고정할 수 있는 케이스, 프레임 등을 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 영상을 표시하는 표시 영역(display area, DA), 그리고 표시 영역(DA)에 인가되는 각종 신호들을 생성 및/또는 전달하기 위한 소자들 및/또는 배선들이 배치되어 있는, 표시 영역(DA) 주변의 비표시 영역(non-display area, NDA)을 포함한다.
표시 패널(10)의 표시 영역(DA)에는 화소들(PX)이 예컨대 행렬로 배치되어 있다. 화소(PX)는 명암을 나타낼 수 있는 최소 단위이고, 화소들(PX)은 예컨대 적색 화소들, 녹색 화소들 및 청색 화소들을 포함할 수 있다. 도 1에서 동일한 크기의 사각형의 화소들(PX)이 같은 간격으로 배치되어 있지만, 화소들(PX)의 크기와 형상과 간격은 다양할 수 있고 일정하지 않을 수 있다. 표시 영역(DA)에는 데이터선들, 게이트선들, 구동 전압선들 같은 신호선들이 또한 배치되어 있다. 데이터선들과 구동 전압선들은 주로 제1 방향(D1)으로 뻗어 있을 수 있고, 게이트선들은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 뻗어 있을 수 있다. 각각의 화소(PX)에는 게이트선, 데이터선 및 구동 전압선이 연결되어, 이들 신호선으로부터 게이트 신호, 데이터 신호 및 구동 전압을 인가받을 수 있다.
표시 패널(10)은 사용자의 접촉 또는 비접촉 터치를 감지하기 위한 터치 전극들을 포함하는 터치 센서층을 포함할 수 있고, 터치 전극들을 주로 표시 영역(DA)에 위치할 수 있다.
표시 패널(10)의 비표시 영역(NDA)에는 표시 패널(10)의 외부로부터 신호들을 전달받기 위한 패드들을 포함하는 패드부(도시되지 않음)가 위치할 수 있고, 패드부에는 연성 인쇄 회로막이 접합(bonding)되어 있을 수 있다. 표시 패널(10)을 구동하기 위한 각종 신호들을 생성 및/또는 처리하는 구동 장치로서, 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부, 게이트선에 인가되는 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부, 그리고 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하는 신호 제어부를 포함할 수 있다. 이들 구동 장치는 별개로 또는 조합하여 표시 패널(10)에 집적되거나, 집적회로 칩 형태로 표시 패널(10)이나 연성 인쇄 회로막에 실장되어 있을 수 있다.
표시 패널(10)에는 선형 바들(liner bar)(51, 52)이 제2 방향(D2)으로 뻗어 있다. 즉, 선형 바들(51, 52)은 벤딩축(X)과 나란하고 벤딩 방향과 교차하는 방향으로 뻗어 있다. 선형 바들(51, 52)은 제1 방향(D1)으로 2개의 화소(PX)마다 하나씩 위치할 수 있지만 이에 제한되지 않으며, 예컨대 제1 방향(D1)으로 1개의 화소(PX)마다 하나씩 위치하거나 3개 이상의 화소(PX)마다 하나씩 위치할 수 있다. 선형 바들(51, 52)은 제1 방향(D1)으로 같은 간격으로 위치할 수 있지만, 다른 간격으로 위치할 수도 있다. 선형 바들(51, 52)은 화소(PX)와 중첩하지 않을 수 있고, 제1 방향(D1)으로 인접하는 두 화소(PX) 사이에 위치할 수 있다. 선형 바들(51, 52)은 표시 패널(10)의 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 제2 방향(D2)으로 가로질러 표시 패널(10)의 전체 폭에 걸쳐 형성되어 있다. 선형 바들(51, 52)은 도 3을 참고하여 후술하는 바와 같이, 화소 정의막(360) 위에 위치하는 선형 바(51)와 봉지층(390) 위에 위치하는 선형 바(52)를 포함할 수 있다.
표시 패널(10)에 충격이나 압축이 가해지면 그 에너지가 표시 패널 내부로 전파되어 표시 패널(10) 내부의 소자들을 파손시킬 수 있다 (예컨대, 트랜지스터, 발광층, 신호선 등이 깨짐). 봉지층(390) 위에 제공하는 보호막으로 모듈러스가 큰 막(high modulus film)을 사용하면 표시 패널(10)의 내충격성(anti-shock property)을 증가시킬 수 있지만, 이것은 표시 패널(10)의 코어 강도(core stiffness)를 증가시켜 표시 패널(10)의 벤딩을 방해한다.
일 실시예에 따르면 고 모듈러스 재료로 선형 바들(51, 52)을 소정 간격으로 표시 패널(10)을 가로질러 형성하여, 표시 패널(10)의 전면(entire surface)에 걸쳐 내충격성을 증가시킬 수 있다. 하지만, 표시 패널(10)의 벤딩 방향에 교차하는 방향으로 연장하게 선형 바들(51, 52)이 형성되어 있으므로, 표시 패널(10)의 벤딩 방향으로 유연성(flexibility)에 영향을 주지 않으면서 강도를 증가시킬 수 있다.
선형 바들(51, 52)을 형성하는 고 모듈러스 재료로서 금속이 사용될 수 있다. 선형 바들(51, 52)은 예컨대 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈늄(Ta), 니오븀(Nb), 하프늄(Hf), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 망간(Mn), 철(Fe), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 물체의 강성(stiffness)은 모듈러스에 비례하므로, 고 모듈러스 재료로 형성된 선형 바들(51, 52)은 표시 패널(10)의 강성을 증가시켜 표시 패널(10)의 내충격성을 증가시킬 수 있다. 따라서 외부 충격 등으로부터 표시 패널(10)을 보호하여 표시 패널(10) 내부의 화소 등이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 하지만, 선형 바들(51, 52)이 벤딩 방향과 교차하는 방향으로 형성되어 있으므로, 표시 패널(10)의 벤딩을 제한하지 않는다.
도 3을 참고하면, 표시 패널(10)의 단면 구조가 도시된다. 표시 패널(10)은 기판(110) 및 그 위에 형성된 여러 층들, 배선들, 소자들을 포함한다. 각각의 화소는 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있지만, 화소 전극(191)과 연결되어 있는 하나의 트랜지스터를 중심으로 설명하기 한다.
기판(110)은 플렉서블 기판(flexible substrate)일 수 있다. 기판(110)은 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terephthalate) 같은 폴리머로 이루어질 수 있는 기저층(base layer)(111, 113)을 포함한다. 기판은 기저 층(111)과 기저 층(113) 사이에 위치하는 배리어층(112)과, 기저층(113) 위에 위치하는 배리어층(114)을 포함한다. 따라서 기판(110)은 기저층(111, 113)과 배리어층(112, 114)을 교대로 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 배리어층(112, 114)은 수분, 산소 등이 침투하는 것을 막아주는 역할을 할 수 있다. 배리어층(112, 114)은 규소 산화물(SiOx), 규소 질화물(SiNx), 비정질 반도체 등을 포함할 수 있다.
기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 위치한다. 버퍼층(120)은 반도체층(131)을 형성하는 과정에서 기판(110)으로부터 반도체층(131)으로 확산할 수 있는 불순물을 차단하고 기판(110)이 받는 스트레스를 줄이는 역할을 할 수 있다. 버퍼층(120)은 반도체층(131)의 부착력을 증가시킬 수 있다. 버퍼층(120)은 규소 산화물(SiOx), 규소 질화물(SiNx) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(120) 위에는 트랜지스터의 반도체층(131)이 위치한다. 반도체층(131)은 게이트 전극(124)과 중첩하는 채널 영역(134)과, 채널 영역(134)의 양측에 위치하며 도핑되어 있는 소스 영역(133) 및 드레인 영역(135)을 포함한다. 반도체층(131)은 다결정 규소, 비정질 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체층(131) 위에는 제1 절연층(141)이 위치하고, 제1 절연층(141) 위에는 트랜지스터의 게이트 전극(124), 유지 축전기(Cst)의 제1 전극(C1), 게이트선 등을 포함하는 제1 게이트 도전체가 위치한다.
제1 게이트 도전체 위에는 제2 절연층(161)이 위치하고, 제2 절연층(161) 위에는 유지 축전기(Cst)의 제2 전극(C2) 등을 포함하는 제2 게이트 도전체가 위치한다.
제1 절연층(141)과 제2 절연층(161)은 규소 산화물, 규소 질화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 게이트 도전체와 제2 게이트 도전체는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 게이트 전극(124)은 반도체층(131)의 채널 영역(134)과 중첩할 수 있다.
제2 게이트 도전체 위에는 제3 절연층(162)이 위치한다. 제3 절연층(162)은 규소 산화물, 규소 질화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있고, 폴리이미드, 아크릴계 폴리머, 실록산계 폴리머 같은 유기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
제3 절연층(162) 위에는 트랜지스터의 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175), 데이터선(도시되지 않음), 구동 전압선(도시되지 않음) 등을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 제3 절연층(162), 제2 절연층(161) 및 제1 절연층(141)에 형성된 접촉 구멍들을 통해 반도체층(131)의 소스 영역(133) 및 드레인 영역(135)에 각각 연결될 수 있다. 데이터 도전체는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(131)과 함께 트랜지스터를 이룬다. 도시된 트랜지스터는 유기 발광 표시 장치의 화소에서 구동 트랜지스터 또는 발광 제어 트랜지스터일 수 있다. 도시된 트랜지스터는 게이트 전극(124)이 반도체층(131)보다 위에 위치하지는 상부 게이트형(top-gate type) 트랜지스터이지만, 트랜지스터의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
제3 절연층(162) 및 데이터 도전체 위에는 유기 절연 물질을 포함할 수 있는 평탄화층(180)이 위치한다. 평탄화층(180) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 각 화소(PX)의 화소 전극(191)은 평탄화층(180) 형성된 접촉 구멍을 통해 트랜지스터의 드레인 전극(175)에 연결될 수 있다. 화소 전극(191)은 반사성 도전 물질 또는 반투과성 도전 물질을 포함할 수 있고, 투명한 도전 물질을 포함할 수도 있다.
평탄화층(180) 위에는 화소 전극(191)과 중첩하는 개구(36)를 가지는 화소 정의막(360)이 위치한다. 화소 정의막(360)의 개구(36)는 각각의 화소 영역을 정의할 수 있고, 따라서 평면도(도 1)에서 사각형의 화소(PX) 영역에 대응할 수 있다. 화소 정의막(360)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 발광 부재(260)가 위치한다. 발광 부재(260)는 차례대로 적층된 제1 유기 공통층, 발광층 및 제2 유기 공통층 포함할 수 있다. 제1 유기 공통층은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광층은 적색, 녹색 및 청색 등의 기본 색의 광을 고유하게 내는 유기 물질로 만들어질 수도 있고, 서로 다른 색의 광을 내는 복수의 유기 물질층이 적층된 구조를 가질 수도 있다. 제2 유기 공통층은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광 부재(260) 위에는 공통 전압을 전달하는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전 물질로 형성되거나, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속을 얇게 형성함으로써 광 투과성을 가지도록 할 수 있다. 각 화소(PX)의 화소 전극(191), 발광 부재(260) 및 공통 전극(270)은 유기 발광 다이오드(OLED)를 이룬다.
화소 정의막(360) 위에는 개구(36)와 중첩하지 않게 선형 바(51)가 위치한다. 선형 바(51)는 화소 정의막(360) 바로 위에 위치할 수 있고, 선형 바(51)의 하부면은 화소 정의막(360)의 상부층과 접할 수 있다. 전술한 바와 같이 선형 바(51)는 표시 패널(10)의 벤딩 방향에 교차하는 방향으로 표시 패널(10)을 가로질러 형성되어 있다. 선형 바(51)는 표시 패널(10)에 가해지는 충격으로부터 표시 패널(10)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
선형 바(51)는 대략 직사각형 내지 사다리꼴 단면 형상을 가질 수 있으며, 화소 정의막(360) 위에 소정의 폭(w)과 높이(h)로 형성되어 있다. 따라서 선형 바(51)는 스페이서를 대체할 수 있다. 화소 정의막(360) 위로 화소 정의막(360)보다 높게 위치하는 스페이서는 발광층의 형성 시 사용하는 미세 금속 마스크(FMM) 같은 마스크를 지지하는 역할을 하는데, 선형 바(51)는 구조적 및 위치적으로 스페이서와 같은 역할을 할 수 있다.
벤딩 강도(bending stiffness)는 면적 관성 모멘트(area moment of inertia)에 비례하고, 면적 관성 모멘트는 두께의 세제곱에 비례한다. 따라서 선형 바(51)의 폭(w)보다 높이(h)를 크게 형성하면 강도를 더욱 증가시킬 수 있고, 내충격성 또한 증가시킬 수 있다. 예컨대, 선형 바(51)는 약 0.2 내지 약 1 마이크로미터의 폭(w)과 약 1 내지 약 3 마이크로미터의 높이(h), 또는 약 약 0.4 내지 약 0.6 마이크로미터의 폭(w)과 약 1 내지 약 1.6 마이크로미터의 높이(h)를 가질 수 있다.
화소 정의막(360) 및 발광 부재(260) 위에 위치하는 공통 전극(270)은 선형 바(51, 52)를 덮도록 위치할 수 있다. 따라서 선형 바(51)는 화소 정의막(360)과 공통 전극(270) 사이에 위치할 수 있고, 화소 정의막(360)과 공통 전극(270)에 의해 실질적으로 둘러싸여 있을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 캐핑층(370) 및/또는 기능층(380)이 위치할 수 있다. 캐핑층(370)은 굴절률 조정을 통해 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 기능층(380)은 봉지층(390)의 형성 시 하부 층들의 손상을 방지하는 역할과 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있다.
기능층(380) 위에는 봉지층(encapsulation layer)(390)이 위치한다. 봉지층(390)은 발광 부재(260) 및 공통 전극(270)을 봉지하여 외부로부터 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 봉지층(390)은 무기 물질을 포함하는 층 (391, 393)과 유기 물질을 포함하는 층(392)을 교대로 포함할 수 있다.
봉지층(390) 위에는 선형 바(52)가 위치할 수 있다. 선형 바(52)는 선형 바(51)와 마찬가지로, 표시 패널(10)에 벤딩 방향에 교차하는 방향으로 표시 패널(10)을 가로질러 형성되어 있다. 선형 바(52)의 재질, 크기, 기능은 선형 바(51)와 대응할 수 있으며, 따라서 이에 대한 설명은 생략한다. 선형 바(52)는 선형 바(51)와 중첩할 수 있지만, 중첩하지 않을 수도 있다. 예컨대, 선형 바(52)는 선형 바(51)가 위치하지 않는 화소들(PX) 사이에 위치할 수 있다.
선형 바(52) 위에는 봉지층(390)을 덮는 보호막(protective film)(410)이 위치할 수 있다. 보호막(410)은 충격 등으로부터 표시 패널(10)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호막(410)은 예컨대 약 10 내지 약 500 마이크로미터, 또는 약 20 내지 약 50 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 보호막(410)은 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리머를 포함할 수 있고, 스테인리스 같은 금속을 포함할 수도 있다. 선형 바(52)로 인해 보호막(410)은 대략 선형 바(52)의 높이만큼 봉지층(390)으로부터 이격될 수 있는데, 그러한 이격된 공간은 유기 물질 같은 광학적 투명 충전제(optically clear filler)(60)로 충전될 수 있다. 보호막(410)은 PSA(pressure sensitive adhesive), OCA(optically clear adhesive) 같은 점착제에 의해 부착될 수 있고, 광학적 투명 충전제(60)는 OCA일 수도 있다.
한편, 선형 바(51)와 선형 바(52)는 정전 용량 방식의 터치 센서를 형성할 수 있다. 예컨대, 선형 바(51)와 선형 바(52) 중 어느 하나에 구동 신호를 입력하고, 다른 하나로부터 출력되는 신호로부터 외부 물체의 터치에 의한 전하량 변화를 검출하여 터치를 감지할 수 있다.
보호막(410) 위에 탄성막(elastic film)(510)이 위치할 수 있고, 기판(110) 아래에 탄성막(520)이 위치할 수 있다. 탄성막(510, 520)은 표시 패널(10)을 보호하고, 표시 패널(10)의 벤딩 시 복원력(즉, 펼쳐진 상태로 되돌아가는 힘)을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 표시 장치가 예컨대 롤러블 표시 장치인 경우, 이와 같은 복원력은 중요할 수 있다. 탄성막(510, 520)은 PSA, OCA 같은 점착제에 의해 부착되거나, 전구 물질(precursor)을 코팅하고 경화시켜 형성될 수 있다. 탄성막(510, 520)은 예컨대 약 10 내지 500 마이크로미터, 또는 약 50 내지 약 200 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 탄성막(510, 520)은 예컨대, 열가소성 고무(thermoplastic rubber), 엘라스톨레핀(elastolefin), 열가소성 올레핀(thermoplastic olefin), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane), 합성 폴리이소프렌(synthetic polyisoprene), 폴리부타디엔(polybutadiene), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 부틸 고무(butyl rubber), 스티렌-부타디엔(styrene-butadiene), 에피클로로하이드린 고무(epichlorohydrin rubber), 폴리아크릴 고무(polyacrylic rubber), 실리콘 고무(silicone rubber), 플로로실리콘 고무(fluorosilicone rubber), 플로로엘라스토머(fluoroelastomer), 에틸렌-비닐 아세테이트(ethylene-vinyl acetate) 등을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 기판(110)과 탄성막(520) 사이에 보호막(410)과 같은 보호막이 위치할 수 있다.
이제, 도 4 내지 도 7을 참고하여 화소 정의막(360) 위에 위치하는 선형 바(51)를 형성하는 프로세스를 중심으로 전술한 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4 내지 도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 4를 참고하면, 당해 기술분야에서 알려진 방법으로 기판(110) 위에 버퍼층(120)으로부터 화소 전극(191)까지 표시 패널(10)의 구성요소들을 순차적으로 형성한다. 그 후, 화소 전극(191) 및 평탄화층(180) 위로 감광성 유기 물질층(350)과 금속층(51, 52)을 순차적으로 형성한다. 그 다음, 포토레지스트 같은 감광성 물질층을 형성한 후 패터닝하여, 선형 바(51)가 형성될 위치에 대응하는 감광막 패턴(P)을 형성한다.
도 5를 참고하면, 감광막 패턴(P)을 마스크로 하여 금속층(50)을 식각하여, 표시 패널(10)의 벤딩 방향에 교차하고 표시 패널(10)의 전체 폭을 가로지를 수 있는, 선형 바(51)를 형성한다. 식각 방법으로 건식 식각이 사용될 수 있지만, 습식 식각이 사용될 수도 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 감광성 유기 물질층(350)이 양의 감광성인 경우, 화소 정의막(360)의 개구(36)에 대응하는 투광 영역(T)을 가진 마스크(M)를 사용하여 감광성 유기 물질층(350)을 노광한 후 현상하여 개구(36)를 가진 화소 정의막(360)을 형성한다. 따라서 선형 바(51)가 화소 정의막(360) 위에 위치할지라도, 공정적으로 선형 바(51)를 완전히 형성한 후에 개구(36)를 가진 화소 정의막(360)이 형성될 수 있다. 감광성 유기 물질층(350)이 음의 감광성인 경우, 마스크(M)의 투광 영역(T)과 차광 영역(B)은 반대일 수 있다.
이후, 화소 정의막(360)의 개구(36)와 중첩하는 발광 부재(260)를 형성하고, 그 위로 공통 전극(270) 등을 통상의 방법으로 순차적으로 형성하거나 부착하여 도 3에 도시된 것과 같은 표시 패널(10)을 제조할 수 있다.
선형 바(51)는 전술한 것과 다른 방법으로도 형성될 수 있다. 예컨대, 선형 바(51)는 인쇄 및 방전 플라즈마 소결법(spark plasma sintering, SPS)으로 형성될 수 있다. 좀더 구체적으로, 금속 파우더를 용액(예컨대 비스코스 용액)과 혼합하여 페이스트를 만들고, 이것을 화소 정의막(360) 위에 인쇄한 후 SPS를 사용하여 경화(consolidation)시켜 형성될 수 있다. SPS는 매우 빠르게 수행되므로, OLED 같은 하부 층들에 손상을 주지 않고 선형 바(51)를 형성할 수 있다.
이하에는 몇몇 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 전술한 실시예와 차이점을 위주로 설명한다.
도 8 내지 도 10은 각각 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참고하면, 표시 패널(10)은 화소 정의막(360) 위에 위치하는 스페이서(365)를 포함한다. 스페이서(365)는 인접하는 화소들(PX) 사이에 위치할 수 있다. 예컨대, 제1 방향(D1)으로 인접하는 화소들(PX) 사이에, 선형 바(51, 52)와 스페이서(365)가 번갈아 가며 위치할 수 있다. 제2 방향(D2)으로 연속적으로 형성되어 있는 선형 바(51)와 달리, 스페이서(365)는 불연속적으로, 즉 아일랜드 형태로 형성될 수 있다. 스페이서(365)는 제2 방향(D2)으로 이웃하는 화소들(PX) 사이에도 위치할 수 있다. 이러한 스페이서(365)는 화소 정의막(360)과 동일한 재료로 형성될 수 있고, 예컨대 감광성 유기 물질층을 적층한 후 하프톤 마스크이나 슬릿 마스크를 사용하여 높이가 서로 다른 화소 정의막(360)과 스페이서(365)를 함께 형성할 수 있다. 스페이서(365)를 형성하더라도, 선형 바(51)는 스페이서(365)가 형성되지 않은 곳에서 스페이서와 같은 역할, 즉 마스크를 지지하는 역할을 표시 패널(10)의 내충격성을 증가시키는 역할과 함께 수행할 수 있다.
도 9를 참고하면, 표시 패널(10)은 봉지층(390)과 보호막(410) 사이에 터치 센서층(TSL)을 포함한다. 터치 센서층(TSL)은 상호 축전기 방식의 터치 센서를 구성하는 터치 전극으로 봉지층(390) 위의 선형 바(52)와 절연층(62) 위의 터치 전극(72)을 포함한다. 선형 바(52)와 터치 전극(72) 중 어느 하나는 구동 신호를 입력받고 다른 하나는 터치 여부에 따라 달라지는 감지 신호를 출력할 수 있다. 본 실시예에서, 표시 패널(10)의 내충격성을 강화시키기 위한 선형 바(52)는 터치 전극으로 또한 활용된다. 터치 센서층(TSL)의 위치는 도시된 것에 제한되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
전술한 실시예들에서 선형 바(51)는 화소 정의막(360)과 공통 전극(270) 사이에 위치하지만, 선형 바(51)는 다른 곳에 위치할 수도 있다. 예컨대 도 10을 참고하면, 선형 바(51)가 평탄화층(180)과 화소 정의막(360) 사이에 위치한다. 이 경우, 선형 바(51)와 중첩하는 화소 정의막(360)의 부분(367)은 화소 정의막(360)의 다른 부분보다 높게 형성될 수 있고, 따라서 스페이서와 같은 역할을 할 수 있다. 공정적으로, 선형 바(51)는 화소 전극(191)을 형성한 후 예컨대 인쇄 및 SPS로 형성될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 전체적인 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11은 표시 패널(10)에서 기판(110)과 봉지층(390) 사이에 있는 여러 층들과 소자들을 선형 바(51)를 제외하고 간단하게 하나의 층(BP)으로 도시하고 있다. 선형 바(51)는 벤딩 방향과 교차하는 제2 방향(D2)으로 표시 패널(10)의 전체 폭을 걸쳐 뻗어 있다. 선형 바(51)의 양단은 기판(110)을 향하여 연장되어, 기판(110)과 접할 수 있다. 이 경우, 선형 바(51)는 층(BP)의 상부는 물론 층(BP)의 측면에 걸쳐 있으므로, 표시 패널(10)의 화면에 가해지는 충격뿐만 아니라 측면 충격으로부터 표시 패널(10)을 보호하는데 더욱 효과적일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 표시 패널
110: 기판
180: 평탄화층
191: 화소 전극
260: 발광 부재
270: 공통 전극
360: 화소 정의막
365: 스페이서
370: 캐핑층
380: 기능층
390: 봉지층
410: 보호막
51, 52: 선형 바
510, 520: 탄성막
PX: 화소

Claims (18)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극,
    상기 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막,
    상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고
    상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바
    를 포함하는 표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 제1 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있고,
    상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막 위에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 표시 패널은 표시 영역 및 상기 표시 영역 주변의 비표시 영역을 포함하고,
    각각의 제1 선형 바는 상기 표시 영역을 완전히 가로질러 상기 제2 방향으로 뻗어 있는 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    각각의 제1 선형 바는 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역을 완전히 가로질러 상기 제2 방향으로 뻗어 있는 플렉서블 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  6. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극,
    상기 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막,
    상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고
    상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바
    를 포함하는 표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 제1 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있고,
    각각의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막의 이웃하는 개구들 사이에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하지 않는 플렉서블 표시 장치.
  8. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극,
    상기 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막,
    상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고
    상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바
    를 포함하는 표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 제1 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있고,
    각각의 제1 선형 바는 폭이 높이보다 작은 플렉서블 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    각각의 제1 선형 바는 0.2 내지 1 마이크로미터의 폭과 1 내지 3 마이크로미터의 높이를 갖는 플렉서블 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 복수의 제1 선형 바는 금속으로 이루어진 플렉서블 표시 장치.
  11. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극,
    상기 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막,
    상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고
    상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바
    를 포함하는 표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 제1 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있고,
    상기 표시 패널은
    상기 공통 전극 위에 위치하는 박막 봉지층, 그리고
    상기 박막 봉지층 위에 위치하는 복수의 제2 선형 바
    를 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 복수의 제2 선형 바는 상기 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있는 플렉서블 표시 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 복수의 제2 선형 바는 상기 복수의 제1 선형 바와 중첩하는 플렉서블 표시 장치.
  14. 제11항에서,
    상기 표시 패널은 터치 센서층을 더 포함하고,
    상기 터치 센서층은 터치 전극으로 상기 복수의 제2 선형 바를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 표시 패널은 상기 박막 봉지층 위에 위치하는 보호막을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 표시 패널은 상기 보호막 위에 위치하는 탄성막을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  17. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소 전극,
    상기 기판 위에 위치하며 상기 복수의 화소 전극과 중첩하는 개구들을 가진 화소 정의막,
    상기 복수의 화소 전극 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 복수의 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하며 상기 화소 정의막의 개구들과 중첩하는 복수의 발광층, 그리고
    상기 기판을 가로질러 위치하는 복수의 제1 선형 바
    를 포함하는 표시 패널을 포함하며,
    상기 표시 패널은 제1 방향으로 벤딩될 수 있고, 각각의 제1 선형 바는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속적으로 뻗어 있고,
    상기 복수의 제1 선형 바는 상기 화소 정의막과 상기 기판 사이에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    각각의 제1 선형 바의 양단이 상기 기판과 접하는 플렉서블 표시 장치.
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