KR102438579B1 - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 벤딩 영역과 벤딩 영역을 제외한 영역에서 접착 부재의 높이 사이에 단차를 제거하여 전사 현상을 방지하면서도 벤딩 영역에서 가요성을 가질 수 있는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다. 본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널 및 표시 패널의 하부에 배치되는 지지 플레이트를 포함하며, 지지 플레이트는 제 1 지지 플레이트 및 제 1 지지 플레이트의 하부에 배치된 제 2 지지 플레이트를 포함하고, 제 2 지지 플레이트의 연성은 제 1 지지 플레이트의 연성보다 크다.
Description
본 출원은 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치(Display Device)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등 여러 가지 종류의 평판 표시 장치가 상용화되고 있다.
평판 표시 장치 중에서 유기 발광 표시 장치는 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성으로 인하여 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 태블릿 컴퓨터, 모니터, 스마트폰, 휴대용 표시 기기, 휴대용 정보 기기 등의 표시 장치로 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블(Flexible) 표시 장치가 개발되고 있다. 플렉서블 표시 장치는 사용자의 편의성을 위해 표시 패널을 벤딩(Bending), 폴딩(Folding)시키거나 구부릴 수 있다. 플렉서블 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 영역과 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역 모두 벤딩되거나 구부러질 수 있어 다양한 형태의 화상을 구현할 수 있다.
플렉서블 표시 장치는 표시 패널의 내충격성 및 편평도(Flatness)를 확보하기 위하여 표시 패널의 하부에 강성(rigidity)을 갖는 지지 플레이트(back plate)를 배치한다. 지지 플레이트에서 벤딩 또는 폴딩되는 벤딩 영역에 절단(cutting) 또는 식각(Etching)을 통해 패턴(pattern)을 형성하여 가요성을 가지면서도 벤딩 영역을 제외한 영역의 편평도를 확보하였다.
그러나, 지지 플레이트에 패턴을 형성하는 경우, 지지 플레이트와 표시 패널을 접착 부재로 합착하는 과정에서 압력을 가할 때 접착 부재가 패턴 사이로 침투한다. 접착 부재가 패턴 사이로 침투하는 경우, 패턴이 마련된 벤딩 영역에서의 접착 부재의 높이가 벤딩 영역을 제외한 영역에서의 접착 부재의 높이보다 낮아진다. 벤딩 영역과 벤딩 영역을 제외한 영역에서 접착 부재의 높이 사이에 단차가 발생하는 경우, 벤딩 영역과 벤딩 영역을 제외한 영역의 경계선이 시인되는 전사 현상이 발생한다.
이에 본 명세서의 발명자들은 위에서 언급한 문제점을 인식하고, 벤딩 영역의 경계선이 시인되지 않는 플렉서블 표시 장치를 발명하였다.
본 출원은 벤딩 영역과 벤딩 영역을 제외한 영역에서 접착 부재의 높이 사이에 단차를 제거하여 전사 현상을 방지하면서도 벤딩 영역에서 가요성을 가질 수 있는 플렉서블 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널 및 표시 패널의 하부에 배치되는 지지 플레이트를 포함하며, 지지 플레이트는 제 1 지지 플레이트 및 제 1 지지 플레이트의 하부에 배치된 제 2 지지 플레이트를 포함하고, 제 2 지지 플레이트의 연성은 제 1 지지 플레이트의 연성보다 크다.
본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치는 지지 플레이트에 패턴을 형성하지 않고, 강성 지지 플레이트와 연성 지지 플레이트를 결합한 구조를 적용하여 제 1 접착 부재가 패턴 사이로 스며드는 현상을 원천적으로 방지하여, 벤딩 영역과 벤딩 영역을 제외한 영역에서 접착 부재의 높이 사이에 단차를 제거하여 전사 현상을 방지하면서도 벤딩 영역에서 가요성을 가질 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 일 예에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.
도 5는 일 예에 따른 지지 플레이트를 벤딩시킨 경우의 단면도이다.
도 6은 다른 예에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.
도 7은 다른 예에 따른 지지 플레이트를 벤딩시킨 경우의 단면도이다.
도 8은 또 다른 예에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.
도 9는 또 다른 예에 따른 지지 플레이트를 벤딩시킨 경우의 단면도이다.
도 2는 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 일 예에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.
도 5는 일 예에 따른 지지 플레이트를 벤딩시킨 경우의 단면도이다.
도 6은 다른 예에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.
도 7은 다른 예에 따른 지지 플레이트를 벤딩시킨 경우의 단면도이다.
도 8은 또 다른 예에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.
도 9는 또 다른 예에 따른 지지 플레이트를 벤딩시킨 경우의 단면도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"제 1 수평 축 방향", "제 2 수평 축 방향" 및 "수직 축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 출원의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)의 사시도이다. 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 벤딩 영역(FDA)을 포함한다.
본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display)로 구현될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 양자점(Quantum Dot) 표시 장치, 마이크로 발광 다이오드(μ-LED) 표시 장치 등에 적용할 수 있다.
표시 영역(DA)은 플렉서블 표시 장치(100)의 전면에 마련된다. 표시 영역(DA)은 화상을 표시하는 영역이다. 표시 영역(DA)에는 화소들이 마련되어 화상을 표시할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 표시 영역(DA)의 외곽에 배치된다. 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)에서 화상을 표시할 수 있도록 하는 구동 신호들 및 구동 전압들을 공급하기 위한 회로들이 마련된다.
벤딩 영역(FDA)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)에 정의된다. 벤딩 영역(FDA)은 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩(Bending)되거나 구부러진 영역을 정의한다. 벤딩 영역(FDA)은 플렉서블 표시 장치(100)가 접히거나 벤딩될 수 있는 영역이다. 벤딩 영역(FDA)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 가로질러 형성될 수 있다. 벤딩 영역(FDA)은 플렉서블 표시 장치(100)가 접히거나 벤딩될 때 플렉서블 표시 장치(100)의 일 측 모서리부터 타 측 모서리까지 형성될 수 있다. 이 경우, 벤딩 영역(FDA)은 비표시 영역(NDA)의 외곽 경계로부터 연장되어, 표시 영역(DA)의 일 측부터 타 측까지 가로지르도록 형성된다.
일 예로, 플렉서블 표시 장치(100)의 중앙부를 벤딩시키는 경우, 벤딩 영역(FDA)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)의 중앙부를 가로지르도록 형성될 수 있다.
벤딩 영역(FDA)에서 플렉서블 표시 장치(100)는 높이 방향인 Z축 방향으로 벤딩되거나, 소정의 곡률을 갖도록 폴딩되거나, 소정의 경사 각도를 갖도록 접힐 수 있다. 벤딩 영역(FDA)에서 플렉서블 표시 장치(100)를 Z축 방향으로 벤딩시키는 경우 표시 영역(DA)이 높이 방향으로 돌출된 상태에서 화상을 표시하도록 할 수 있다. 벤딩 영역(FDA)에서 플렉서블 표시 장치(100)를 소정의 곡률을 갖도록 폴딩시키는 경우 표시 영역(DA)이 안쪽 면으로 접힌 상태를 유지할 수 있다. 벤딩 영역(FDA)에서 플렉서블 표시 장치(100)를 소정의 경사 각도를 갖도록 접는 경우 표시 영역(DA)이 소정의 경사를 유지하면서 화상을 표시할 수 있다. 이에 따라, 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 평면 표시 장치에 비해 다양한 종류의 화상 및 입체적인 화상을 구현할 수 있다.
도 2는 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)의 블록도이다. 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 표시 영역(DA), 타이밍 컨트롤러(10), 데이터 구동 회로부(20), 및 게이트 구동 회로부(30)를 포함한다. 도 2에서는 기능에 따른 블록도를 표현하였으나, 타이밍 컨트롤러(10), 데이터 구동 회로부(20), 및 게이트 구동 회로부(30)는 유기 발광 표시 장치의 표시 영역(DA) 외부 영역에 실장된 단일한 구동 칩인 구동 집적 회로(Driver IC)로 구현될 수 있다.
표시 영역(DA)에는 스캔 신호들을 공급하는 스캔 라인들(SL1~SLp, p는 2 이상의 양의 정수), 데이터 전압들을 공급하는 데이터 라인들(DL1~DLq, q는 2 이상의 양의 정수), 및 구동 전원을 공급하는 구동 전원 라인들(RL1~RLq)이 마련된다. 데이터 라인들(DL1~DLq) 및 구동 전원 라인들(RL1~RLq)은 스캔 라인들(SL1~SLp)과 교차할 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLq)과 구동 전원 라인들(RL1~RLq)은 서로 평행할 수 있다. 표시 영역(DA)은 화소(P)들이 마련되는 하부 기판과 봉지(Encapsulation) 기능을 수행하는 상부 기판을 포함할 수 있다.
화소(P)들 각각은 스캔 라인들(SL1~SLp) 중 어느 하나, 데이터 라인(DL)들(DL1~DLq) 중 어느 하나 및 구동 전원 라인들(RL1~RLq) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)와 유기 발광 소자(OLED)에 전류를 공급하는 화소 회로를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(10)는 유기 발광 표시 장치에 화상을 구현하기 위한 디지털 비디오 데이터(DATA)와 유기 발광 표시 장치를 구동시키는 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 신호들을 생성한다. 타이밍 신호는 수직 동기 신호(Vertical sync signal), 수평 동기 신호(Horizontal sync signal), 데이터 인에이블 신호(Data Enable signal), 및 도트 클럭(Dot clock)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(10)는 타이밍 신호들을 이용하여 데이터 구동 회로부(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS) 및 게이트 구동 회로부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 제어 신호(SCS)를 생성한다. 타이밍 컨트롤러(10)는 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동 회로부(20)로 출력한다. 타이밍 컨트롤러(10)는 스캔 제어 신호(SCS)를 게이트 구동 회로부(30)로 출력한다.
데이터 구동 회로부(20)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 데이터 제어 신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 구동 회로부(20)는 데이터 제어 신호(DCS)에 기초하여 데이터 전압들을 생성한다. 데이터 구동 회로부(20)는 데이터 전압들을 데이터 라인(DL)들(DL1~DLq)에 공급한다.
게이트 구동 회로부(30)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 공급받는다. 게이트 구동 회로부(30)는 스캔 제어 신호(SCS)에 기초하여 스캔 신호들을 생성한다. 게이트 구동 회로부(30)는 스캔 신호들을 스캔 라인들(SL1~SLp)에 공급한다.
상술한 바와 같이, 타이밍 컨트롤러(10), 데이터 구동 회로부(20), 및 게이트 구동 회로부(30)는 유기 발광 표시 장치의 표시 영역(DA) 외부 영역에 실장된다. 이 때, 타이밍 컨트롤러(10), 데이터 구동 회로부(20), 및 게이트 구동 회로부(30)는 게이트 드라이브 인 패널(Gate Drive in Panel, GIP) 방식으로 표시 영역(DA)을 둘러싸고 있는 외부 영역인 비표시 영역(NDA)에 실장될 수 있다.
데이터 구동 회로부(20), 및 게이트 구동 회로부(30)를 실장하고 있는 드라이버 IC는 인쇄회로보드(FPCB)와 연결될 수 있다. 인쇄회로보드는 유기 발광 표시 장치의 내부 중, 전면 가장자리와 배면 가장자리 영역에 부착될 수 있다.
이 경우, 인쇄회로보드 상에 타이밍 컨트롤러(10)를 실장할 수 있으며, 제어 인쇄회로보드 상에서 구동 집적 회로(Driver IC)로 데이터 제어 신호(DCS) 및 스캔 제어 신호(SCS)를 전달할 수 있다. 인쇄회로보드는 유기 발광 표시 장치의 내부에서 가장자리 영역에서 접힌 상태로 배치되어 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치의 내부에 별도의 공간을 마련하지 않고도 않고도 인쇄회로보드를 실장할 수 있다. 또한, 인쇄회로보드 상에 타이밍 컨트롤러(10)를 실장하는 경우, 구동 집적 회로 내부의 회로에서 수행하는 기능을 감소시킬 수 있어, 구동 집적 회로의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 블록도이다. 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치는 지지 플레이트(110), 제 1 접착 부재(120), 표시 패널(130), 제 2 접착 부재(140), 및 커버 윈도우(150)를 포함한다.
지지 플레이트(110)는 플렉서블 표시 장치(100)의 최하단에 배치된다. 지지 플레이트(110)는 플렉서블 표시 장치(100)의 하면을 형성한다. 지지 플레이트(110)는 플렉서블 표시 장치(100)를 하면의 충격으로부터 보호한다. 지지 플레이트(110)는 표시 패널(130)의 충격에 견디는 능력인 내충격성을 확보할 수 있도록 한다. 지지 플레이트(110)는 표시 패널(130)이 외부로부터 힘을 받지 않아 벤딩되지 않는 경우 평평한 상태를 유지하는 편평도(Flatness)를 확보할 수 있도록 한다.
제 1 접착 부재(120)는 보호 부재(110)의 상부에 배치된다. 제 1 접착 부재(120)는 보호 부재(110)의 상면 전체에 배치될 수 있다. 제 1 접착 부재(120)는 예를 들어, OCR(Optical Clear Resin) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 등의 투명 접착 부재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제 1 접착 부재(120)는 지지 플레이트(110)와 표시 패널(130)을 부착시킨다.
표시 패널(130)은 제 1 접착 부재(120)의 상부에 배치된다. 표시 패널(130)은 화상을 표시하기 위한 화소(P)들이 마련된 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치된 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 일 예에 따른 표시 패널(130)은 유기 발광층에 의해 구현되는 유기 발광 다이오드가 발광하여 화상을 표시하는 유기 발광 표시 패널일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 표시 패널(130)은 양자점(Quantum-Dot) 표시 패널 또는 마이크로 발광 다이오드(μ-LED) 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(130)에 마련된 화소(P)들 각각은 게이트 신호에 의해 턴-온 되어, 데이터 전압에 따라 소정의 밝기로 발광하여 화상을 표시한다. 플렉서블 표시 장치(100)에 적용되는 표시 패널(130)은 가요성을 갖는다. 표시 패널(130)은 벤딩 능력이 우수한 폴리이미드(Polyimide) 등의 고분자 물질, 플라스틱 박막 또는 필름으로 구현될 수 있다.
제 2 접착 부재(140)는 표시 패널(130)의 상부에 배치된다. 제 2 접착 부재(140)는 표시 패널(130)의 상면 전체에 배치될 수 있다. 제 2 접착 부재(140)는 예를 들어, OCR(Optical Clear Resin) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 등의 투명 접착 부재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제 2 접착 부재(140)는 표시 패널(130)과 커버 윈도우(150)를 부착시킨다.
커버 윈도우(150)는 제 2 접착 부재(140)의 상부에 배치된다. 커버 윈도우(150)는 플렉서블 표시 장치(100)의 상면을 형성한다. 커버 윈도우(150)는 플렉서블 표시 장치(100)를 상면의 충격으로부터 보호한다. 플렉서블 표시 장치(100)에 적용되는 커버 윈도우(150)는 가요성을 갖는다. 커버 윈도우(150)는 벤딩 능력이 우수한 투명 플라스틱 또는 투명 필름으로 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100) 화상을 표시하는 표시 패널(130) 및 표시 패널(130)의 하부에 배치되는 지지 플레이트(110)를 포함한다. 이에 따라, 표시 패널(130)의 내충격성 및 편평도를 확보할 수 있다.
도 4는 일 예에 따른 지지 플레이트(110)의 단면도이다. 일 예에 따른 지지 플레이트(110)는 제 1 지지 플레이트(111) 및 제 2 지지 플레이트(112)를 포함한다.
제 1 지지 플레이트(111)는 지지 플레이트(110)의 상부층을 형성한다. 제 1 지지 플레이트(111)의 상면은 제 1 접착 부재(120)와 접한다. 제 1 지지 플레이트(111)는 플렉서블 표시 장치(100)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 플렉서블 표시 장치(100)가 사각형인 경우, 제 1 지지 플레이트(111)는 사각형으로 형성되며, 플렉서블 표시 장치(100)가 비정형화된 형태를 갖는 이형 디스플레이인 경우, 제 1 지지 플레이트(111) 역시 플렉서블 표시 장치(100)의 형태와 대응하는 비정형화된 형태를 가질 수 있다.
제 1 지지 플레이트(111)는 표시 패널(130)과 대응하는 면적을 가질 수 있다. 제 1 지지 플레이트(111)는 강성(Rigidity)이 우수한 재료로 형성될 수 있다. 제 1 지지 플레이트(111)는 표시 패널(130)의 내충격성 및 편평도를 확보한다. 제 1 지지 플레이트(111)는 제 1 두께(T1)를 갖는다. 제 1 두께(T1)는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하이다.
제 2 지지 플레이트(112)는 제 1 지지 플레이트(111)의 하부에 배치된다. 제 2 지지 플레이트(112)의 상면은 제 1 지지 플레이트(111)와 접한다. 제 2 지지 플레이트(112)는 제 1 지지 플레이트(111)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 제 2 지지 플레이트(111)는 제 1 지지 플레이트(111)와 대응하는 면적을 가질 수 있다. 제 2 지지 플레이트(111)는 연성이 우수한 재료로 형성될 수 있다. 연성은 재료가 탄성 한도 이상의 잡아당기는 힘인 인장력에 의해서 끊어지거나 파괴되지 않고, 늘어나면서 소성 변형을 하는 성질로 정의할 수 있다. 인장 시험으로 신장율을 계산함으로써 대상 금속 재료에 대한 연성을 측정할 수 있다. 제 2 지지 플레이트(112)의 연성은 제 1 지지 플레이트(111)의 연성보다 크다. 제 2 지지 플레이트(112)는 표시 패널(130)의 가요성 및 벤딩 능력을 확보한다. 제 2 지지 플레이트(112)는 제 2 두께(T2)를 갖는다. 제 2 두께(T2)는 15 ㎛ 이상 45 ㎛ 이하이다.
일 예에 따른 제 2 지지 플레이트(112)의 연성은 제 1 지지 플레이트(111)의 연성보다 크다. 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 지지 플레이트(110) 중 벤딩 영역(FDA)에 별도의 패턴을 형성하지 않고도 가요성을 확보할 수 있다. 벤딩 영역(FDA)에 별도의 패턴을 형성하지 않는 경우, 제 1 접착 부재(120)가 패턴 사이로 스며드는 현상에 의해 벤딩 영역(FDA)과 벤딩 영역(FDA) 이외의 영역에서의 제 1 접착 부재(120)의 높이 차이가 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 제 1 접착 부재(120)의 높이 차이에 따라 벤딩 영역(FDA)이 벤딩 영역(FDA)을 제외한 영역과 다르게 시인되는 문제를 방지할 수 있다.
일 예에 따른 제 1 접착 부재(120)는 표시 패널(130)과 지지 플레이트(110)의 사이에 배치된다. 일 예에 따른 제 1 접착 부재(120)는 제 1 지지 플레이트(111)의 상면에 균일하게 마련된다. 제 1 지지 플레이트(111)의 상면은 패턴이 없는 평면이므로 제 1 접착 부재(120)가 균일한 두께로 마련될 수 있다. 이에 따라, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 벤딩 영역(FDA)과 벤딩 영역(FDA)을 제외한 영역 모두에서 제 1 접착 부재(120)를 이용하여 제 1 지지 플레이트(111)의 상면과 표시 패널(130)을 균일하게 부착할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 제 1 지지 플레이트(111)의 상면과 표시 패널(130) 사이를 안정적으로 접착시킬 수 있어, 제 1 지지 플레이트(111)의 상면과 표시 패널(130) 사이의 접착력을 증가시킬 수 있다.
일 예에 따른 제 1 지지 플레이트(111)와 제 2 지지 플레이트(112)의 면적은 동일할 수 있다. 이 경우, 벤딩 영역(FDA)에 국한되지 않고, 지지 플레이트(110) 전체 영역에서 가요성 및 벤딩 능력을 향상시킬 수 있다.
도 5는 일 예에 따른 지지 플레이트(110)를 벤딩시킨 경우의 단면도이다. 일 예에 따른 지지 플레이트(110)는 제 1 및 제 2 지지 플레이트(111, 112)의 적층 구조를 갖는다. 제 2 지지 플레이트(112)의 연성이 제 1 지지 플레이트(111)의 연성보다 크므로, 제 2 지지 플레이트(112)가 보다 많이 늘어난다.
일 예에 따른 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩될 때 인장력을 받는 인장 중심축(TCA)을 내부에 위치시킨다. 인장력은 물체를 외부에서 잡아당기는 힘으로, 제 1 방향인 Y축의 양 쪽 방향으로 작용하는 힘이다. 인장 중심축(TCA)에서는 외부에서 지지 플레이트(110)를 제 1 방향으로 잡아당기고, 벤딩시키려는 인장력이 최대가 된다. 인장 중심축(TCA)에서 가장 많은 물리적 변형이 발생한다.
제 2 지지 플레이트(112)는 인장 중심축(TCA)을 내부에서 벗어나지 않도록 한다. 인장 중심축(TCA)은 지지 플레이트(110)의 벤딩 정도에 따라 제 2 지지 플레이트(112) 내에서 위치를 가변할 수 있다. 이에 따라, 제 2 지지 플레이트(112)는 인장력을 최대한 많이 받을 수 있어, 강성은 갖고 있으나 연성이 충분하지 않은 제 1 지지 플레이트(111)가 인장력에 의해 파손되는 것을 방지한다.
일 예로, 제 2 지지 플레이트(112)가 최대로 벤딩된 상태일 때, 즉, 곡률 반지름이 최소값을 갖는 경우, 인장 중심축(TCA)은 제 2 지지 플레이트(112)의 내부 중 높이를 기준으로 중앙부에 배치될 수 있다. 제 2 지지 플레이트(112)의 중앙부를 인장 중심축(TCA)이 지나는 경우 인장력을 견딜 수 있는 힘이 최대가 된다. 이에 따라, 플렉서블 표시 장치(100)에 인장력을 가하더라도 파손되지 않고 벤딩을 반복적으로 수행할 수 있다.
도 6은 다른 예에 따른 지지 플레이트(110)의 단면도이다. 다른 예에 따른 지지 플레이트(110) 역시 제 1 및 제 2 지지 플레이트(111, 112)를 포함한다.
다른 예에 따른 제 2 지지 플레이트(112)는 제 1 지지 플레이트(111)의 하부 중 일부 영역에 배치된다. 제 2 지지 플레이트(112)를 배치하는 경우 제 1 지지 플레이트(111)만 배치하는 경우 대비 해당 영역에서의 연성은 증가하지만, 강성은 감소한다. 이에 따라, 플렉서블 표시 장치(100) 중 벤딩 능력이 중요한 영역에는 제 1 및 제 2 지지 플레이트(111, 112)가 적층된 구조를 적용하고, 테두리 영역 등의 파손을 방지하기 위해 상대적으로 강성이 중요시 되는 영역에는 제 1 지지 플레이트(111)만 배치할 수 있다.
일 예로, 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩 영역(FDA)에만 배치될 수 있다. 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩 영역(FDA)을 제외한 영역인 제 1 및 제 2 강성 영역(RA1, RA2)에는 배치되지 않는다. 벤딩 영역(FDA)에서 지지 플레이트(110)의 반복적인 꺾임 및 접힘이 발생하므로, 벤딩 영역(FDA)에는 제 2 지지 플레이트(112)가 배치되어야 한다. 그러나, 제 1 및 제 2 강성 영역(RA1, RA2)에서는 지지 플레이트(110)가 꺾임 및 접힘이 덜 발생하므로, 표시 패널(130)을 보호하기 위한 강성을 갖는 것이 보다 중요하다.
다른 예에 따른 강성 영역(RA1, RA2)에서의 제 1 지지 플레이트(111)의 하면의 높이는 벤딩 영역(FDA)에서의 제 2 지지 플레이트(112)의 하면의 높이와 동일하다. 벤딩 영역(FDA)에서는 제 1 지지 플레이트(111)가 제 1 두께(T1)를 갖고, 제 2 지지 플레이트(112)가 제 2 두께(T2)를 갖는다. 강성 영역(RA1, RA2)에서는 제 1 지지 플레이트(111)가 제 1 두께(T1)와 제 2 두께(T2)를 합한 두께를 갖는다. 제 1 지지 플레이트(111)의 상면은 균일하게 형성된다. 제 2 지지 플레이트(112)는 제 1 지지 플레이트(111)의 하면 중 벤딩 영역(FDA)에 형성된 홈 사이에 형성된다.
강성 영역(RA1, RA2)에서의 제 1 지지 플레이트(111)의 하면의 높이는 벤딩 영역(FDA)에서의 제 2 지지 플레이트(112)의 하면의 높이와 동일한 경우, 지지 플레이트(110)의 하면을 모든 영역에서 요철 없이 균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 지지 플레이트(110)의 하면의 높이 차이에 따라 벤딩 영역(FDA)과 강성 영역(RA1, RA2)이 구분되어 시인되는 현상을 방지할 수 있다.
도 7은 다른 예에 따른 지지 플레이트(110)를 벤딩시킨 경우의 단면도이다. 지지 플레이트(110)의 벤딩 시 벤딩 영역(FDA)은 상대적으로 많은 인장력을 받고, 구부러지는 정도 또는 곡률 반경을 기준으로 평면 대비 변형 정도가 크다. 지지 플레이트(110)의 벤딩 시 강성 영역(RA1, RA2)은 상대적으로 적은 인장력을 받고, 구부러지는 정도 또는 곡률 반경을 기준으로 평면 대비 변형 정도가 작다. 반면, 강성 영역(RA1, RA2)은 외부로부터의 충격을 쉽게 받을 수 있다.
다른 예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 벤딩 영역(FDA)에만 연성이 우수한 제 2 지지 플레이트(112)를 형성하고, 제 1 지지 플레이트(111)가 제 2 지지 플레이트(112)의 상면 및 측면을 둘러싸도록 형성하였다. 다른 예에 따른 지지 플레이트(110)는 모든 영역에서 두께를 일정하게 유지하면서, 선택적으로 일부 영역에서 코어(core) 구조 및 클래딩(cladding) 구조를 적용하였다.
도 8은 또 다른 예에 따른 지지 플레이트(110)의 단면도이다. 또 다른 예에 따른 지지 플레이트(110) 역시 제 1 및 제 2 지지 플레이트(111, 112)로 이루어진다.
또 다른 예에 따른 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩 영역(FDA)과 강성 영역(RA1, RA2)의 경계선 상에서 경사 각도(θ1, θ2)를 갖는다. 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩 영역(FDA)에만 배치된다. 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩 영역(FDA)과 강성 영역(RA1, RA2)의 경계선에 인접해질수록 얇은 두께를 가질 수 있다.
제 1 지지 플레이트(111)는 제 2 지지 플레이트(112)가 배치된 벤딩 영역(FDA)의 중앙부에서는 제 1 두께(T1)를 갖는다. 제 1 지지 플레이트(111)는 벤딩 영역(FDA)과 강성 영역(RA1, RA2)의 경계선으로 인접해질수록 제 1 두께(T1)와 제 2 두께(T2)의 합까지 두께가 증가한다. 제 1 지지 플레이트(111)는 강성 영역(RA1, RA2)에서 제 1 두께(T1)와 제 2 두께(T2)의 합과 동일한 두께를 갖는다.
도 9는 또 다른 예에 따른 지지 플레이트(111)를 벤딩시킨 경우의 단면도이다. 지지 플레이트(110)가 벤딩될 때 벤딩 영역(FDA)과 강성 영역(RA1, RA2) 사이에는 경계 영역(EDG1, EDG2)이 형성될 수 있다. 또 다른 예에서 경계 영역(EDG1, EDG2)에서는 제 1 지지 플레이트(111)와 제 2 지지 플레이트(112) 사이의 경계 영역(EDG1, EDG2)은 제 1 지지 플레이트(111)와 제 2 지지 플레이트(112)의 경계선을 포함한다.
제 1 지지 플레이트(111)와 제 2 지지 플레이트(112)를 코어 및 클래딩 구조로 형성하는 경우, 제 1 지지 플레이트(111)로부터 제 2 지지 플레이트(112)가 분리되지 않도록 하는 것이 중요하다. 제 2 지지 플레이트(112)를 경계 영역(EDG1, EDG2) 상에서 수직하게 형성하는 경우, 벤딩 시 제 2 지지 플레이트(112)의 경계 영역(EDG1, EDG2)에서 바깥쪽으로 분리되려는 힘이 집중되어 제 2 지지 플레이트(112)가 분리될 수 있다.
또 다른 일 예에서, 벤딩 영역(FDA)과 강성 영역(RA1, RA2)의 경계에서 제 2 지지 플레이트(112)의 일 측면은 기울어진다. 또 다른 일 예에 따른 제 2 지지 플레이트(112)는 경계 영역(EDG1, EDG2) 상에서 경사 각도(θ1, θ2)를 갖도록 형성되어, 벤딩 시 경계 영역(EDG1, EDG2)에서 바깥쪽으로 분리되려는 힘을 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 또 다른 예에 따른 제 2 지지 플레이트(112)는 벤딩 시에도 제 1 지지 플레이트(111)로부터 분리되지 않고 안정적으로 제 1 지지 플레이트(111)에 결합될 수 있다.
일 예로, 제 2 지지 플레이트(112)의 일 측면이 이루는 각도는 30° 내지 60°의 경사각을 갖는다. 경사 각도(θ1, θ2)가 30° 이상 60° 이하인 경우 경계 영역(EDG1, EDG2)에서 제 2 지지 플레이트(112)가 이탈하는 방향으로 힘이 집중되는 것을 방지할 수 있는 효과가 가장 크다.
본 출원의 예들에 따른 지지 플레이트(110)는 강성이 우수한 제 1 지지 플레이트(111)와 연성이 우수한 제 2 지지 플레이트(112)로 이루어진다.
본 출원의 예들에 따른 제 1 지지 플레이트(111)의 인장 계수(modulus)는 150 ㎬ 이상 250 ㎬ 이하이고, 제 2 지지 플레이트(112)의 인장 계수는 40 ㎬ 이상 140 ㎬ 이하이다. 제 1 및 제 2 지지 플레이트(111, 112)의 인장 계수가 상술한 범위를 만족하는 경우, 기준 물체를 지지 플레이트(110)에 낙하시키는 시험을 통해 내충격 테스트를 수행한 결과, 기준 높이의 150% 이상 300% 이하의 높이에서 낙하시키는 경우에도 충격을 견딜 수 있음을 확인하였다. 일 예로, 22g의 무게를 갖는 강철 공을 1.5m 이상 3.0m 이하의 높이에서 낙하시키는 경우에도 파손되지 않음을 확인하였다.
본 출원의 예들에 따른 제 1 지지 플레이트(111)의 두께는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하이고, 제 2 지지 플레이트(112)의 두께는 15 ㎛ 이상 45 ㎛ 이하이다. 제 1 지지 플레이트(111)의 두께가 50 ㎛를 초과하는 경우 표시 패널(130)이 벤딩 영역(FDA)에서 벤딩될 수가 없다. 또한, 제 1 지지 플레이트(111)와 제 2 지지 플레이트(112)의 두께가 100 ㎛를 초과하는 경우에도 표시 패널(130)이 벤딩 영역(FDA)에서 벤딩될 수가 없다. 그러므로, 제 1 및 제 2 지지 플레이트(111, 112)의 두께는 표시 패널(130)이 벤딩 영역(FDA)에서 벤딩될 수 있는 범위 내에서 최소한의 내충격성을 확보할 수 있도록 설정되어야 한다.
본 출원의 예들에 따른 제 1 지지 플레이트(111)의 두께를 제 1 두께(T1)로 정의하고, 제 2 지지 플레이트(112)의 두께를 제 2 두께(T2)로 정의할 수 있다. 이 경우, 제 1 두께(T1)는 제 2 두께(T2) 대비 1배 이상 2배 이하인 경우 내충격성과 벤딩 능력을 모두 유지할 수 있음을 확인하였다.
제 1 두께(T1)가 제 2 두께(T2)보다 작은 경우, 내충격성 실험 결과 충격에 견디는 성능이 비효율적으로 감소하는 현상이 발생하였다. 또한, 제 1 두께(T1)가 제 2 두께(T2)의 2배를 초과하는 경우, 반복적인 벤딩 실험 결과 10,000회 미만의 벤딩 수행 시 불량이 발생하여 벤딩 능력이 유지되지 못함을 확인하였다.
이에 따라, 제 1 두께(T1)는 제 2 두께(T2) 대비 1배 이상 2배 이하인 경우 내충격성과 벤딩 능력을 모두 유지할 수 있는 지지 플레이트(110)를 제공할 수 있음을 확인하였다. 특히, 제 1 두께(T1)가 제 2 두께(T2) 대비 1.6배인 경우 충격에 견디는 능력을 극대화 시키면서도 벤딩 능력을 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 일 예로, 제 1 두께(T1)가 48 ㎛, 제 2 두께(T2)가 30 ㎛ 인 경우, 총 두께가 78 ㎛이면서 벤딩 능력을 유지하는 지지 플레이트(110) 중 충격에 견디는 능력이 기준 충격 대비 2. 67배의 충격까지 견딜 수 있어, 가장 우수함을 확인하였다.
본 출원의 예들에 따른 제 1 지지 플레이트(111)는 고강성 스테인리스강(Stainless Steel) 또는 철(Fe)로 이루어지고, 제 2 지지 플레이트(112)는 연성 스테인리스강, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 또는 니켈(Ni)로 이루어진다.
고강성 스테인리스강은 일 예로 SUS301, SUS304 등을 사용할 수 있다. SUS301, SUS304는 강성이 높으면서도 잘 깨지거나 끊어지지 않고 박판의 가공이 상대적으로 용이하다. SUS301, SUS304는 철(Fe)에 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 니켈(Ni), 및 크롬(Cr)을 소정의 비율로 혼합하여 형성할 수 있다.
연성 스테인리스강은 고강성 스테인리스강에 비해 탄소(C)의 비율을 낮추어서 형성할 수 있다. 또는, 연성 스테인리스강은 철(Fe)과 구리(Cu), 알루미늄(Al), 또는 니켈(Ni)의 합금으로 형성할 수 있다. 제 2 지지 플레이트(112)가 높은 연성을 갖도록 하기 위해서는 철(Fe)의 함량을 30% 이상 50% 이하로 하고, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리-알루미늄(Cu-Al) 합금, 또는 구리-니켈(Cu-Ni, 백동) 합금을 이용하는 것이 바람직하다.
본 출원에 따른 플렉서블 표시 장치는 지지 플레이트에 패턴을 형성하지 않고, 강성 지지 플레이트와 연성 지지 플레이트를 결합한 구조를 적용하여 제 1 접착 부재가 패턴 사이로 스며드는 현상을 원천적으로 방지하여, 벤딩 영역과 벤딩 영역을 제외한 영역에서 접착 부재의 높이 사이에 단차를 제거하여 전사 현상을 방지하면서도 벤딩 영역에서 가요성을 가질 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 이 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 플렉서블 표시 장치 DA: 표시 영역
NDA: 비표시 영역 FDA: 벤딩 영역
10: 타이밍 컨트롤러 20: 데이터 구동 회로부
30: 게이트 구동 회로부 P: 화소
110: 지지 플레이트 111: 제 1 지지 플레이트
112: 제 2 지지 플레이트 120: 제 1 접착 부재
130: 표시 패널 140: 제 2 접착 부재
150: 커버 윈도우
NDA: 비표시 영역 FDA: 벤딩 영역
10: 타이밍 컨트롤러 20: 데이터 구동 회로부
30: 게이트 구동 회로부 P: 화소
110: 지지 플레이트 111: 제 1 지지 플레이트
112: 제 2 지지 플레이트 120: 제 1 접착 부재
130: 표시 패널 140: 제 2 접착 부재
150: 커버 윈도우
Claims (13)
- 화상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 하부에 배치되는 지지 플레이트를 포함하며,
상기 지지 플레이트는 제 1 지지 플레이트 및 상기 제 1 지지 플레이트의 하부에 배치된 제 2 지지 플레이트를 포함하고,
상기 제 2 지지 플레이트의 연성은 상기 제 1 지지 플레이트의 연성보다 크고,
상기 제 2 지지 플레이트는 벤딩될 때 인장력을 받는 인장 중심축을 내부에 위치시키는, 플렉서블 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 표시 패널과 상기 지지 플레이트의 사이에 배치된 제 1 접착 부재를 더 포함하며,
상기 제 1 접착 부재는 상기 제 1 지지 플레이트의 상면에 균일하게 마련된 플렉서블 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지 플레이트와 상기 제 2 지지 플레이트의 면적은 동일한 플렉서블 표시 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 지지 플레이트의 곡률 반지름이 최소인 경우, 상기 인장 중심축은 상기 제 2 지지 플레이트의 내부 중 높이를 기준으로 중앙부에 배치된 플렉서블 표시 장치. - 삭제
- 화상을 표시하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 하부에 배치되는 지지 플레이트를 포함하며,
상기 지지 플레이트는 제 1 지지 플레이트 및 상기 제 1 지지 플레이트의 하부에 배치된 제 2 지지 플레이트를 포함하고,
상기 제 2 지지 플레이트의 연성은 상기 제 1 지지 플레이트의 연성보다 크고,
상기 제 2 지지 플레이트는 벤딩 영역에만 배치되고,
상기 제 1 지지 플레이트는 상기 제 2 지지 플레이트의 상면 및 측면 전체를 덮는, 플렉서블 표시장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 벤딩 영역을 제외한 영역인 강성 영역에서의 상기 제 1 지지 플레이트의 하면의 높이는 상기 벤딩 영역에서의 상기 제 2 지지 플레이트의 하면의 높이와 동일한 플렉서블 표시 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 벤딩 영역과 상기 강성 영역의 경계에서 상기 제 2 지지 플레이트의 일 측면은 기울어진 플렉서블 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 지지 플레이트의 일 측면이 이루는 각도는 30° 내지 60°의 경사각을 갖는 플렉서블 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 지지 플레이트의 인장 계수는 150 ㎬ 이상 250 ㎬ 이하이고,
상기 제 2 지지 플레이트의 인장 계수는 40 ㎬ 이상 140 ㎬ 이하인 플렉서블 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 지지 플레이트의 두께는 30 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하이고,
상기 제 2 지지 플레이트의 두께는 15 ㎛ 이상 45 ㎛ 이하인 플렉서블 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 지지 플레이트는 고강성 스테인리스강 또는 철로 이루어지고,
상기 제 2 지지 플레이트는 철의 함량이 30% 이상 50% 이하인 연성 스테인리스강, 구리, 알루미늄, 니켈, 구리-알루미늄 합금, 또는 구리-니켈 합금으로 이루어지는 플렉서블 표시 장치.
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