KR102454065B1 - 폴더블 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
폴딩선을 기준으로 휘어지는 폴딩부를 갖는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우를 포함하며, 상기 커버 윈도우는, 상기 표시 패널 상의 상기 폴딩부에 배치된 적어도 하나 이상의 소프트 패턴, 및 상기 소프트 패턴이 형성된 상기 표시 패널 상에 배치된 하드 코팅층을 포함하며, 상기 소프트 패턴은 삼각형 단면을 갖는 폴더블 표시 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 폴더블 표시 장치에 관한 것으로, 유연성이 향상된 폴더블(foldable) 표시 장치에 관한 것이다.
최근 휘어질 수 있는 플렉시블(flexible) 표시 장치가 개발되고 있다. 이러한 플렉시블 표시 장치는 접히거나 만곡된 형태로 사용될 수 있어 다양한 분야에 활용될 수 있다. 플렉시블 표시 장치는 플렉시블 기판 상에 표시 소자가 배치된 것이다.
플렉시블 표시 장치에 적용될 수 있는 표시 소자로 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 액정 표시(Liquid Crystal Display, LCD) 소자, 및 마리 전기 영동 표시(Electrophoretic Display, EPD) 소자 등이 있다. 이 중 유기 발광 소자는 박막 형태의 적층 구조로 제조될 수 있기 때문에 뛰어난 유연성을 갖고 있어 플렉시블 표시 장치의 표시 소자로 각광받고 있다.
플렉시블 표시 장치는 휘어지는 정도에 따라 두루마리처럼 말 수 있는 롤러블(rollable) 표시 장치, 종이처럼 접을 수 있는 폴더플(foldable) 표시 장치, 및 크기를 늘렸다 줄였다 할 수 있는 스트레처블(stretchable) 표시 장치 등으로 분류된다.
이 중 폴더블 표시 장치는 화면을 접으면 휴대가 용이하고, 화면을 펼치면 대면적 표시 화면을 구현할 수 있다는 장점 때문에 차세대 표시 기술로 주목 받고 있다.
한편, 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 및 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우를 포함할 수 있다. 커버 윈도우는 일정 경도 이상의 하드 코팅층을 포함할 수 있는데, 이러한 하드 코팅층은 표시 패널을 보호하는 측면에서 유리하지만, 휘어지면 깨지는(brittle) 특성 때문에 폴더블 표시 장치와 같이 휘어지는 특성을 가진 표시 장치에 사용하기 어려운 문제가 있다.
이에 본 발명은 경도 저하 없이, 우수한 유연성을 갖는 커버 윈도우를 포함하는 폴더블 표시 장치를 제공하고자 한다.
폴딩선을 기준으로 휘어지는 폴딩부를 갖는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우를 포함하며, 상기 커버 윈도우는, 상기 표시 패널 상의 상기 폴딩부에 배치된 적어도 하나 이상의 소프트 패턴, 및 상기 소프트 패턴이 형성된 상기 표시 패널 상에 배치된 하드 코팅층을 포함하며, 상기 소프트 패턴은 삼각형 단면을 갖는 폴더블 표시 장치를 제공한다.
상기 소프트 패턴은 상기 폴딩선과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 소프트 패턴은 상기 하드 코팅층보다 낮은 경도를 가질 수 있다.
상기 소프트 패턴은 2H 미만의 경도를 가질 수 있다.
상기 하드 코팅층은 2H 이상의 경도를 가질 수 있다.
상기 소프트 패턴은 상기 표시 패널로부터 멀어질수록 감소된 폭을 가질 수 있다.
상기 커버 윈도우는 10㎛ 내지 100㎛ 간격으로 이격될 수 있다.
상기 하드 코팅층은 상기 소프트 패턴들 사이에 배치될 수 있다.
상기 하드 코팅층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 하드 코팅층은 상기 소프트 패턴을 덮도록 배치될 수 있다.
상기 소프트 패턴은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
상기 하드 코팅층은 유리 또는 고경도 수지 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우는 폴딩부에 단면이 삼각 형태를 갖고, 하드 코팅층보다 낮은 경도를 갖는 적어도 하나 이상의 소프트 패턴을 배치함으로써, 하드 코팅층에 가해지는 인장 응력을 최소화함과 동시에 하드 코팅층의 경도 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 커버 윈도우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 커버 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우가 접힌 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 일부를 확대한 부분 확대도이다.
도 8는 도 7의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 커버 윈도우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 커버 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우가 접힌 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 일부를 확대한 부분 확대도이다.
도 8는 도 7의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)는 영상이 표시되는 표시부(101), 및 표시부(101) 주변의 비표시부(102)를 포함하며, 폴딩선(FL)을 기준으로 접힐 수 있다. 폴딩선(FL)은 폴더블 표시 장치(100)의 실제 구성 요소는 아니며, 설명의 편의를 위한 가상의 선이다.
도 1 및 도 2는 폴딩선(FL)을 기준으로 폴더블 표시 장치(100)가 좌우 대칭으로 접힌 경우를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 좌우가 비대칭으로 접힐 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)는 2이상의 폴딩선(FL)을 포함할 수도 있다.
또한, 폴더블 표시 장치(100)는 폴딩선(FL)을 기준으로 휘어지는 폴딩부(104)와 휘어지지 않는 평면부(105)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 커버 윈도우를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 커버 윈도우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)는 표시 패널(400), 표시 패널(400) 상의 터치 패널(500), 및 상기 터치 패널(500) 상의 커버 윈도우(600)을 포함할 수 있다.
표시 패널(400), 터치 패널(500), 및 커버 윈도우(600) 각각은 폴딩선(FL)을 기준으로 휘어지는 폴딩부(104)와 휘어지지 않는 평면부(105)를 갖는다.
표시 패널(400)은 영상을 표시한다. 표시 패널은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel), 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel), 및 전기 영동 표시 패널(electrophoretic display panel) 등의 다양한 표시 패널을 포함할 수 있다.
터치 패널(500)은 표시 패널(400)과 커버 윈도우(600) 사이에 배치되어, 커버 윈도우(600)의 외부로부터 제공되는 터치 신호를 수신한다. 터치 패널(500)은 터치 신호를 전기적 신호로 변환하여 표시 패널(400)에 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)의 구성 가운데 표시 패널(400)의 보다 자세한 구성은 후술하고, 이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우(600)의 보다 자세한 구성을 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우(600)는 필름 기재(610), 필름 기재(610) 상의 폴딩부(104)에 배치된 적어도 하나 이상의 소프트 패턴(621), 소프트 패턴(621)이 형성된 필름 기재(610) 전면 상에 배치된 하드 코팅층(623), 및 하드 코팅층(623) 상의 기능성 코팅층(630)을 포함할 수 있다.
커버 윈도우(600)를 구성하는 필름 기재(610), 하드 코팅층(623), 및 기능성 코팅층(630) 각각은 폴딩선(FL)을 기준으로 휘어지는 폴딩부(104)와 휘어지지 않는 평면부(105)를 갖는다.
필름 기재(610)는 공지된 투명한 소재의 필름 중에서 적절히 선택해서 이용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 투명한 소재의 필름으로는 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리비닐알코올 필름, 폴리이미드 필름, 시클로올레핀 수지필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름, 폴리에테르 설폰 필름, 폴리이미드 필름, 에폭시 수지 필름, 페놀 수지 필름, 멜라민 수지 필름, 폴리우레탄 필름 및 아크릴수지 필름 등이 있다.
소프트 패턴(621)은 필름 기재(610) 상의 폴딩부(104)에 배치된다. 소프트 패턴(621)은 폴딩선(FL)과 평행하게 연장된 바(bar) 형태를 가질 수 있으며, 표시 패널(미도시)으로부터 멀어질수록 단면의 폭이 감소될 수 있도록 삼각 형태의 단면을 갖는다. 즉, 소프트 패턴(621)은 단면이 삼각인 프리즘 형태를 가질 수 있다.
하드 코팅층(623)은 소프트 패턴(621)이 형성된 필름 기재(610) 전면에 배치된다. 하드 코팅층(623)은 소프트 패턴(621)을 덮도록 소프트 패턴(621)의 최고점의 높이(h)보다 큰 두께(t)를 가질 수 있다. 하드 코팅층(623)은 10㎛ 내지 100㎛의 두께(t)를 가질 수 있다.
소프트 패턴(621)은 하드 코팅층(623)보다 낮은 경도를 가질 수 있다. 구체적으로, 소프트 패턴(621)은 2H 미만의 연필 경도를 가질 수 있으며, 하드 코팅층(623)은 2H 이상의 연필 경도를 가질 수 있다.
소프트 패턴(621)은 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 구체적으로 아크릴계 수지, 아크릴 우레탄 계 수지, 폴리에스테르 아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄 아크릴레이트계 수지, 에폭시 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에선 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하드 코팅층(623)은 유리 또는 고경도 필름 등과 같이 소프트 패턴(621)보다 큰 경도를 갖는 물질을 포함할 수 있다.
이와 같이, 소프트 패턴(621)과 하드 코팅층(623)은 서로 다른 경도를 갖는 물질을 사용하여 형성되거나, 동일한 물질의 경화 정도를 달리하여 서로 다른 경도를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 소프트 패턴(621)은 소정의 간격(w)을 갖도록 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 소프트 패턴(621)들은 10㎛ 내지 100㎛의 간격(w)을 가질 수 있다. 그 결과, 소프트 패턴(621)들 사이에 하드 코팅층(623)이 배치될 수 있다. 즉, 제 1 경도를 갖는 소프트 패턴(621)과 제 1 경도보다 높은 제 2 경도를 갖는 하드 코팅층(623)이 서로 교대로 배치된다.
또한, 인덱스 매칭(index matching)을 위해 소프트 패턴(621)은 하드 코팅층(623)과 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 소프트 패턴(621)과 하드 코팅층(623)의 인덱스 매칭이 되면 커버 윈도우(600)의 투과성 및 시인성이 향상된다.
사이의 간격을 채우며 층을 형성한다.
기능성 코팅층(630)은 커버 윈도우(600)에 여러 기능들을 부여하기 위한 층으로, 사용자의 지문이 묻는 것을 방지하는 지문 방지층(Anti-Finger coating, AF), 외부 광이 사용자에게 반사되는 것을 방지하는 반사 방지층(Anti-Reflection coating, AR), 및 눈부심 방지층(Anti-Glare coating, AG) 등을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우가 접힌 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우(600)가 접힐 때 받는 각종 응력(stress)을 나타낸 단면도이다.
응력(Stress)이란 외력이 어떠한 물체에 작용할 때, 물체 내부에 생기는 저항력 또는 변형력을 말한다. 응력은 외력이 증가함에 따라 계속 증가하지만 물체는 응력에 저항할 수 있는 한계가 있기 때문에, 물체 고유의 항복 응력에 도달하면 물질이 파괴된다. 이에 따라, 물체가 큰 항복응력을 가질 수록 큰 강성을 갖는다고 할 수 있다. 응력의 크기는 단위 면적당 작용하는 외력의 크기로 나타낼 수 있으며, 이를 단위 응력이라 한다. 이하에서 응력이라 함은 특별한 언급이 없는 이상 단위 응력을 말한다.
커버 윈도우(600)의 폴딩부(104)가 접히면, 커버 윈도우(600)의 폴딩부(104)에 서로 다른 굽힘 응력(Bending Stress, BS)이 발생한다. 중립면(Neutral Plane, 中立面)(NP)을 기준으로 일면에 인장 응력(Tensile Stress, TS)이 발생하고, 다른 일면에 압축 응력(Compressive Stress, CS)이 발생한다.
중립면(NP)은 어떠한 물질이 힘을 받아 휘어질 때, 늘어나거나 줄어들지 않고 본래의 길이를 유지하는 면을 말한다. 중립면(NP)의 위치는 커버 윈도우(600)를 구성하는 각 층의 두께와 탄성 계수 등에 따라 결정된다.
종래 커버 윈도우의 경우, 폴딩부에 응력이 반복해서 가해지거나, 파괴 강도 이상의 굽힘 응력(BS)이 가해지면, 상대적으로 유연성이 낮은 하드 코팅층이 깨질(brittle) 수 있다. 특히, 하드 코팅층은 인장 응력(TS)에 취약하다.
본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우(600)는 인장 응력(TS)에 취약한 하드 코팅층(623)의 폴딩부(104)에 하드 코팅층(623)보다 경도가 낮은 소프트 패턴(621)을 배치함으로써, 하드 코팅층(623)에 가해지는 인장 응력(TS)을 감소시킬 수 있다.
하드 코팅층(623)에 가해지는 인장 응력(TS)은 필름 기재(610)와 접하는 제 1 면(623a)에서 최대가 되는데, 제 1 면(623a)에 형성된 소프트 패턴(621)으로 인해 하드 코팅층(623)에 가해지는 인장 응력(TS)이 감소된다. 또한, 소프트 패턴(621)의 단면의 폭이 제 1 면(623a)로부터 멀어질수록 감소함에 따라 하드 코팅층(623)의 경도 저하를 최소화할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 커버 윈도우(600)는 폴딩부(104)에 단면이 삼각 형태를 갖고, 하드 코팅층(623)보다 낮은 경도를 갖는 적어도 하나 이상의 소프트 패턴(621)을 배치함으로써, 하드 코팅층(623)에 가해지는 인장 응력(TS)을 최소화함과 동시에 하드 코팅층(623)의 경도 저하를 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 일부를 확대한 부분 확대도이고, 도 8는 도 7의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널(400)은 플렉시블 기판(110) 상에 배치된 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전소자(30), 및 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(40)를 포함한다.
플렉시블 기판(110)은 캡톤(kapton), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate: PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR) 및 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic: FRP)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 폴리이미드(PI)는 내열성이 뛰어나 고온 공정을 거쳐야 하는 플렉시블 기판(110)의 소재로 적합하다.
플렉시블 기판(110)은 5㎛ 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다. 플렉시블 기판(110)이 5㎛ 미만의 두께를 가지면, 플렉시블 기판(110)이 구동 회로부(120) 및 표시 소자부(130)를 안정적으로 지지하기 어렵다. 반면, 플렉시블 기판(110)이 200㎛이상의 두께를 가지면 유연성이 저하될 수 있다. 또한, 플렉시블 기판(110)은 3ppm/℃ ~ 10ppm/℃ 의 열팽창계수(CTE)를 가질 수 있다.
플렉시블 기판(110) 상에 버퍼층(120)이 배치된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 버퍼층(120)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘옥시나이트라이드(SiOxNy) 중 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(120)은 반드시 필요한 것은 아니며, 플렉시블 기판(110)의 종류 및 공정 조건 등을 고려하여 생략될 수도 있다.
버퍼층(120) 상에 스위칭 반도체층(131) 및 구동 반도체층(132)이 배치된다. 스위칭 반도체층(131) 및 구동 반도체층(132)은 다결정 규소막, 비정질 규소막, 및 IGZO(Indium-Galuim-Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)와 같은 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 구동 반도체층(132)이 다결정 규소막으로 형성되는 경우, 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 이러한 불순물은 박막트랜지스터의 종류에 따라 달라진다. 본 발명의 일실시예에서 구동 박막트랜지스터(20)로 P형 불순물을 사용한 PMOS 구조의 박막트랜지스터가 사용되었으나, 구동 박막트랜지스터(20)가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 구동 박막트랜지스터(20)로 NMOS 구조 또는 CMOS 구조의 박막트랜지스터도 모두 사용될 수 있다.
스위칭 반도체층(131) 및 구동 반도체층(132) 상에 게이트 절연막(140)이 배치된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(TetraEthylOrthoSilicate, TEOS), 질화 규소(SiNx) 및 산화 규소(SiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에 게이트 전극(152, 155)을 포함하는 게이트 배선이 배치된다. 게이트 배선은 게이트 라인(151), 제 1 축전판(158) 및 그 밖의 배선을 더 포함한다. 게이트 전극(152, 155)은 반도체층(131, 132)의 적어도 일부, 특히 채널 영역(135)과 중첩되도록 배치된다. 게이트 전극(152, 155)은 반도체층(131, 132) 형성과정에서 반도체층(131, 132)의 소스 영역(136)과 드레인 영역(137)에 불순물이 도핑될 때 채널 영역(135)에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
게이트 전극(152, 155)과 제 1 축전판(158)은 동일한 층에 배치되며, 실질적으로 동일한 금속으로 만들어진다. 게이트 전극(152, 155)과 제 1 축전판(158)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에 게이트 전극(152, 155)을 덮는 층간 절연막(160)이 배치된다. 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로, 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx) 또는 테트라에톡시실란(TEOS) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
층간 절연막(160)상에 소스 전극(173, 176) 및 드레인 전극(174, 177)을 포함하는 데이터 배선이 배치된다. 데이터 배선은 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제 2 축전판(178) 및 그 밖에 배선을 더 포함한다. 소스 전극(173, 176) 및 드레인 전극(174, 177)은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍을 통하여 반도체층(131, 132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)과 각각 연결된다.
층간 절연막(160)상에 배치된 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 소스 전극(173, 176), 드레인 전극(174, 177), 및 제 2 축전판(178)을 덮는 평탄화막(180)이 배치된다. 평탄화막(180)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자(40)의 발광 효율을 높이기 위해, 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 평탄화막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 만들어질 수 있다.
이와 같이, 스위칭 박막트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173) 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함하며, 구동 박막트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다. 박막 트랜지스터(10, 20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다. 또한, 축전 소자(30)는 층간 절연막(160)을 사이에 두고 배치된 제 1 축전판(158)과 제 2 축전판(178)을 포함한다.
이 때, 절연층(160)은 유전체가 될 수 있으며, 축전 소자(30)에 축적된 전하와 제 1 축전판(158)과 제 2 축전판(178) 사이의 전압에 의해 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며, 제 1 축전판(158)과 연결된다.
구동 박막트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(40)를 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 제 1 축전판(158)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제 2 축전판(178)은 각각 공통 전원 라인(172)과 연결된다. 구동 드레인 전극(177)은 컨택홀을 통해 유기 발광 소자(210)의 화소 전극(211)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(30)에 저장되고, 축전 소자(30)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(40)로 흘러 유기 발광 소자(40)가 발광하게 된다.
유기 발광 소자(40)는 화소 전극(210)과, 화소 전극(210) 상에 배치된 발광층(230), 및 유기 발광층(230) 상에 형성된 공통 전극(240)을 포함한다. 화소 전극(210)은 각 화소 영역마다 하나 이상씩 배치될 수 있다.
평탄화막(180)상에 유기 발광 소자(40)의 화소 전극(210)이 배치된다. 화소 전극(210)은 평탄화막(180)에 형성된 컨택홀(181)을 통하여 드레인 전극(177)과 연결된다.
평탄화막(180)상에 화소 전극(210)의 적어도 일부를 드러내어 화소 영역을 정의하는 화소정의막(220)이 배치된다. 화소정의막(220)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질 수 있다.
화소 영역 내의 화소 전극(210)상에 발광층(230)이 배치되고, 화소정의막(220) 및 발광층(230) 상에 공통 전극(240)이 배치된다. 발광층(230)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 화소전극(210)과 발광층(230) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL) 및 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있고, 발광층(230)과 공통 전극(240) 사이에 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
화소 전극(210) 및 공통 전극(240)은 투과형 전극, 반투과형 전극 및 반사형 전극 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
투과형 전극 형성을 위하여 투명 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)이 사용될 수 있다. 투명한 도전성 산화물(TCO)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 산화 아연(ZnO), 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반투과형 전극 및 반사형 전극 형성을 위하여 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 반투과형 전극과 반사형 전극은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과형 전극은 약 200nm 이하의 두께를 가지며, 반사형 전극은 300nm 이상의 두께를 가진다. 반투과형 전극은 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지지만 저항이 커지고, 두께가 두꺼워질수록 빛의 투과율이 낮아진다.
또한, 반투과형 및 반사형 전극은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층상에 적층된 투명 도전성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층구조로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(300) 형성 전 유기 발광 소자(40)를 보호하고, 아울러 박막 봉지층(300) 형성 과정에서 유기 발광 소자(40)가 손상되는 것을 방지하기 위하여, 공통 전극(240) 상에 캐핑층(capping layer; 250)을 배치 한다. 캐핑층(250)은 단일층 또는 2개 이상의 층으로 형성될 수도 있으며, 수분 또는 산소 차단 특성을 가질 수 있다. 물론, 캐핑층(250)은 생략 가능하고, 캐핑층(250) 대신 박막 봉지층(300)의 유기막(320)이 배치될 수도 있다.
캐핑층(250) 상에 박막 봉지층(300)이 형성된다. 박막 봉지층(300)은 적어도 하나 이상의 무기막(310) 및 적어도 하나 이상의 유기막(320)을 포함한다. 또한, 박막 봉지층(300)은 무기막(310)과 유기막(320)이 교호적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이때, 무기막(310)이 최하부에 배치된다. 박막 봉지층(300)은 10㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 무기막(310)과 유기막(320)의 개수는 도시한 예에 한정되지 않는다.
무기막(310)은 알루미늄 산화물 또는 실리콘 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기막(320)은 에폭시, 아크릴레이트, 및 우레탄아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기막(310)은 수분과 산소의 침투를 억제하는 기능을 하고, 유기막(320)은 무기막(310)의 내부 스트레스를 완화시키거나 무기막(310)의 미세 크랙 및 핀홀 등을 채우는 기능을 한다.
이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
400: 표시 패널
500: 터치 패널
600: 커버 윈도우
500: 터치 패널
600: 커버 윈도우
Claims (12)
- 폴딩선을 기준으로 휘어지는 폴딩부를 갖는 표시 패널; 및
상기 표시 패널 상에 배치된 커버 윈도우;를 포함하며,
상기 커버 윈도우는,
필름 기재;
상기 필름 기재 상에 배치된 적어도 하나 이상의 소프트 패턴; 및
상기 소프트 패턴이 형성된 상기 필름 기재 상에 배치된 하드 코팅층;을 포함하고,
상기 소프트 패턴은 상기 표시 패널로부터 상기 필름 기재 반대측의 상기 커버 윈도우에 가까워질수록 감소된 폭을 갖는 삼각형 단면을 갖고, 상기 소프트 패턴의 바닥은 상기 필름 기재와 직접 접촉하고,
상기 소프트 패턴은 상기 하드 코팅층의 일면으로부터 상기 하드 코팅층의 중립면까지의 두께보다 낮은 높이를 갖고,
상기 하드 코팅층의 상기 일면은 상기 필름 기재와 접촉하는 폴더블 표시 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 소프트 패턴은 상기 폴딩선과 평행하게 배치된 폴더블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 소프트 패턴은 상기 하드 코팅층보다 낮은 경도를 갖는 폴더블 표시 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 소프트 패턴은 2H 미만의 경도를 갖는 폴더블 표시 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 하드 코팅층은 2H 이상의 경도를 갖는 폴더블 표시 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 10㎛ 내지 100㎛ 간격으로 이격된 복수의 소프트 패턴을 포함하는 폴더블 표시 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 하드 코팅층은 상기 소프트 패턴들 사이에 배치된 폴더블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하드 코팅층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖는 폴더블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하드 코팅층은 상기 소프트 패턴을 덮도록 배치된 폴더블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 소프트 패턴은 고분자 수지를 포함하는 폴더블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하드 코팅층은 유리 또는 고경도 수지 필름 중 어느 하나를 포함하는 폴더블 표시 장치.
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