KR102454082B1 - 백플레이트 및 이를 포함하는 폴더블 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴더블 표시장치에 관한 것으로, 특히 이종의 재료로 이루어져도 물리적인 경계가 시인되지 않는 폴더블 표시장치용 백플레이트와 이를 포함하는 폴더블 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 백플레이트를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역은 연질층 사이로 경질층이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에 대응하여 접힘영역으로부터 연장되는 연질층이 점차적으로 얇아지도록 형성하는 것이다.
이를 통해, 백플레이트의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, OLED패널의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 백플레이트의 접힘영역의 내충격성을 향상되어, 폴더블 표시장치의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다.
본 발명의 특징은 백플레이트를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역은 연질층 사이로 경질층이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에 대응하여 접힘영역으로부터 연장되는 연질층이 점차적으로 얇아지도록 형성하는 것이다.
이를 통해, 백플레이트의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, OLED패널의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 백플레이트의 접힘영역의 내충격성을 향상되어, 폴더블 표시장치의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다.
Description
본 발명은 폴더블 표시장치에 관한 것으로, 특히 이종의 재료로 이루어져도 물리적인 경계가 시인되지 않는 백플레이트와 이를 포함하는 폴더블 표시장치에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판형 표시장치(flat display device)가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 평판형 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판형 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
한편, 이러한 평판형 표시장치는 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리기판을 사용하므로 경량, 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다.
따라서 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 평판형 표시장치로 급부상중이다.
플렉서블 표시장치는 유리가 아닌 플라스틱 박막트랜지스터 기판을 활용하여 내구성이 높은 언브레이커블(unbreakable), 깨지지 않으면서도 구부릴 수 있는 밴더블(bendable), 둘둘 말 수 있는 롤러블(rollable), 접을 수 있는 폴더블(foldable) 등으로 구분될 수 있는데, 이러한 플렉서블 표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.
특히 최근에는 초박형, 경량화 및 소형화와 함께 대면적화를 구현하기 위해, 접힌 상태로 휴대가 가능하고 펼쳐진 상태에서 영상을 표시하는 폴더블 표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
폴더블 표시장치는 모바일폰, 울트라 모바일 피씨(ultra mobile PC), 전자책, 전자신문과 같은 모바일 장치뿐만 아니라, TV, 모니터 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이러한 폴더블 표시장치는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널과, 표시패널의 하부에 위치하여 표시패널을 지지하는 백플레이트(back plate) 그리고 표시패널을 보호하기 위해 표시패널의 전방에 위치하는 커버윈도우(cover window)를 포함한다.
한편, 폴더블 표시장치는 접힘과 펼침이 가능해야 하므로, 표시패널을 비롯한 백플레이트와 커버윈도우 모두 매우 얇은 필름형태로 이루어지는데, 이러한 폴더블 표시장치는 내충격성이 매우 약한 문제점을 갖는다.
따라서 최근에는 폴더블 표시장치의 내충격성을 향상시키기 위하여, 백플레이트를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고 접힘영역에 대응하여 연질의 재료로 이루어지도록 하고 비접힘영역에 대응하여는 강한 강성을 갖는 경질의 재료로 이루어지도록 하는 구성이 제안되고 있다.
그러나, 이러한 구성 또한 접힘영역에 대해서는 내충격성이 보완되지 않는 문제점을 갖는다.
특히, 백플레이트의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 표시패널의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 문제점이 발생되게 된다.
즉, 도 1a는 표시패널의 배면으로 이종의 재료로 이루어지는 백플레이트를 위치시키기 전으로, 표시패널 상에는 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되지 않으나, 도 1b를 참조하면, 표시패널의 배면으로 이종의 재료로 이루어지는 백플레이트를 위치시킬 경우 표시패널 상에는 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 확인할 수 있다.
이는 결국 표시패널의 표시품질을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴더블 표시장치의 백플레이트의 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성이 표시패널로 전이되는 것을 방지하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 표시패널의 표시품질이 저하되는 것을 방지하는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, 폴더블 표시장치의 내충격성을 향상시키고자 하는 것을 제 3 목적으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 폴더블 표시장치의 백플레이트를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역은 연질층 사이로 경질층이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에 대응하여 접힘영역으로부터 연장되는 연질층이 점차적으로 얇아지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 백플레이트를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역은 연질층 사이로 경질층이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에 대응하여 접힘영역으로부터 연장되는 연질층이 점차적으로 얇아지도록 형성함으로써, 백플레이트의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, OLED패널의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 백플레이트의 접힘영역의 내충격성을 향상되어, 폴더블 표시장치의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 되는 효과가 있다.
도 1a ~ 1b는 백플레이트의 유무에 따른 접힘영역과 비접힘영역의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도.
도 3은 도 2의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트의 구성을 개략적으로 도시한 개략도.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트의 다양한 구성을 개략적으로 도시한 개략도.
도 6a는 일반적인 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진.
도 7a ~ 7b와 도 8a ~ 8b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 다양한 접힘 모습을 개략적으로 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도.
도 3은 도 2의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트의 구성을 개략적으로 도시한 개략도.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트의 다양한 구성을 개략적으로 도시한 개략도.
도 6a는 일반적인 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진.
도 7a ~ 7b와 도 8a ~ 8b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 다양한 접힘 모습을 개략적으로 도시한 개략도.
본원발명은 중심부의 접힘영역과, 상기 접힘영역의 양측으로 비접힘영역이 정의되는 백플레이트에 있어서, 상기 접힘영역에 대응하여 위치하는 제 1 및 제 2 연질층과; 상기 접힘영역에 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 연질층 사이로 위치하는 경질층을 포함하며, 상기 접힘영역으로부터 상기 비접힘영역으로 갈수록 상기 제 1 및 제 2 연질층이 두께가 얇아지도록 연장되는 백플레이트를 제공한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 연질층은 상기 비접힘영역의 끝단까지 연장되며, 상기 제 1 및 제 2 연질층은 상기 비접힘영역의 일부까지 연장된다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 연질층은 폴리우레탄(polyurethane, PU), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 실리콘(Si), 폴리디메틸아크릴아미드(polydimethylacrylamide, PDMA) 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 경질층은 비정질 금속(amorphous Metal)과 같은 금속 물질 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 선택된 하나로 이루어진다.
또한, 상기 접힘영역의 상기 경질층은 100 ~ 200um의 두께를 가지며, 상기 경질층은 상기 접힘영역으로부터 상기 비접힘영역으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 연장되고, 상기 비접힘영역의 상기 경질층은 1 ~ 2mm의 두께를 갖는다.
그리고, 상기 백플레이트 상에 화상이 구현되는 표시패널을 포함하며, 상기 제 1 연질층은 상기 표시패널의 배면과 밀착되며, 상기 제 2 연질층은 상기 백플레이트의 배면 일부를 이룬다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 3은 도 2의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 폴더블 표시장치(100)는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널(110)과, 터치센서(미도시)를 이루는 터치패널(120) 그리고 표시패널(110)을 지지하는 백플레이트(back plate : 130) 그리고 표시패널(110)을 보호하기 위한 커버윈도우(cover window : 140)를 포함한다.
이때, 설명의 편의를 위해 도면상의 방향을 정의하면, 표시패널(110)의 표시면이 전방을 향한다는 전제 하에 백플레이트(130)가 표시패널(110)의 배면으로 위치하며, 표시패널(110)의 전방으로는 커버윈도우(140)가 위치한다.
그리고, 표시패널(110)과 커버윈도우(140) 사이로 터치패널(120)이 위치한다.
여기서, 표시패널(110)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 중의 하나로 이루어질 수 있는데, 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장치의 대표주자인 OLED를 사용하는 것이 바람직하다.
OLED는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.
그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.
특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.
이러한 OLED로 이루어지는 표시패널(110)은 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 기판(101)이 보호필름(102)에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.
여기서, 도 3을 참조하여 OLED로 이루어지는 표시패널(110, 이하 OLED패널이라 함)에 대해 자세히 살펴보도록 하겠다.
기판(101) 상의 화소영역(P)에는 반도체층(104)이 형성되는데, 반도체층(104)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(104a) 그리고 액티브영역(104a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(104b, 104c)으로 구성된다.
이러한 반도체층(104) 상부로는 게이트절연막(105)이 형성되어 있다.
게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(104)의 액티브영역(104a)에 대응하여 게이트전극(107)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성되어 있다.
또한, 게이트전극(107)과 게이트배선(미도시) 상부 전면에 제 1 층간절연막(106a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(106a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(104a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(104b, 104c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 구비한다.
다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 포함하는 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(104b, 104c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인전극(108a, 108b)이 형성되어 있다.
그리고, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 두 전극(108a, 108b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부로 드레인전극(108b)을 노출시키는 드레인콘택홀(112)을 갖는 제 2 층간절연막(106b)이 형성되어 있다.
이때, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 이들 전극(108a, 108b)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(104b, 104c)을 포함하는 반도체층(104)과 반도체층(104) 상부에 형성된 게이트절연막(105) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.
그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 도면에서는 반도체층(104)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 코플라나(co-planar) 타입을 예로서 보이고 있으며, 이의 변형예로서 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 보텀 게이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.
또한, 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 발광다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로서 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)이 형성되어 있다.
제 1 전극(111)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(108b)과 연결되며
이러한 제 1 전극(111)은 각 화소영역(P) 별로 형성되는데, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.
즉, 뱅크(119)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 제 1 전극(111)이 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.
그리고 제 1 전극(111)의 상부에 유기발광층(113)이 형성되어 있다.
여기서, 유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.
그리고, 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 형성되어 있다.
이때, 제 2 전극(115)은 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막을 포함한다. 이때, 제 2 전극(115)은 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질이 두껍게 증착된 이층 구조일 수도 있다.
따라서, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 상부 발광방식(top emission type)으로 구동된다.
또는 제 2 전극(115)이 불투명 금속막으로 이루어져, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 1 전극(111)을 향해 방출되는 하부 발광방식(bottom emission type)으로 구동될 수도 있다.
이러한 OLED패널(110)은 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(115) 또는 제 1 전극(111)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED패널(110)은 임의의 화상을 구현하게 된다.
이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(102)이 형성되어, OLED패널(101)은 보호필름(102)을 통해 인캡슐레이션(encapsulation)되는데, 보호필름(102)은 외부 산소 및 수분이 OLED패널(110) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 무기보호필름(102a)을 적어도 2장 적층하여 사용하는데, 이때 2장의 무기보호필름(102a) 사이에는 무기보호필름(102a)의 내충격성을 보완하기 위한 유기보호필름(102b)이 개재되는 것이 바람직하다.
한편, 기판(101)은 유연한 성질을 갖기 위해 얇은 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있는데, 이러한 얇은 폴리이미드로 이루어지는 기판(101)은 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구성요소의 형성공정에 적합하지 않기 때문에 유리기판과 같은 캐리어기판에 폴리이미드로 이루어지는 기판을 부착한 상태에서 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구성요소의 형성공정을 진행한다. 이후, 캐리어기판과 폴리이미드로 이루어지는 기판을 분리함으로써, OLED패널(110)을 얻을 수 있다.
이러한 OLED패널(110)의 상부로는 터치패널(120)이 위치하는데, OLED패널(110)과 터치패널(120)은 터치패널(110)의 접착층(미도시)을 통해 서로 합착된다.
여기서, 자세히 도시하지는 않았지만 터치패널(120)은 제 1 터치전극(미도시)이 형성된 제 1 터치필름(미도시)과 제 2 터치전극(미도시)이 형성된 제 2 터치필름(미도시)이 서로 이격되어 대향하여 이루어진다.
제 1 터치전극(미도시)은 제 1 터치필름(미도시) 상의 전면에 증착되며, 제 1 터치전극(미도시)은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진다.
그리고, 제 1 터치필름(미도시)과 마주보는 제 2 터치필름(미도시) 상에는 제 2 터치전극(미도시)이 일정 간격 이격하는 바(bar) 형태로 이루어지며, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd), 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등의 금속물질로 이루어진다.
제 1 및 제 2 터치전극(미도시)은 터치센서(미도시)를 이루게 된다.
따라서, 제 1 터치필름(미도시) 상부로 손가락 또는 펜과 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 제 1 터치필름(미도시)에 형성된 제 1 터치전극(미도시)과 제 2 터치필름(미도시)에 형성된 제 2 터치전극(미도시)이 상호 통전되고, 그 위치의 저항 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어 들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾을 수 있다.
터치패널(120)과 합착된 OLED패널(110)은 커버윈도우(140)와 백플레이트(130)를 통해 일체로 모듈화되는데, 화상이 구현되는 OLED패널(110)의 전방으로는 터치패널(120)과 OLED패널(110)을 보호할 수 있는 커버윈도우(140)가 제 1 광학접착층(150)을 통해 부착되며, OLED패널(110)의 배면으로는 OLED패널(110)을 지지하기 위한 백플레이트(130)가 제 2 광학접착층(160)을 통해 부착된다.
여기서, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되며, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 100 ~ 300um의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 100um이하의 두께를 가질 경우 접착력이 약해 커버윈도우(140)와 백플레이트(130) 그리고 터치패널(120)과 OLED패널(110)을 모듈화하기 어려우며, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 300um 이상의 두께를 가질 경우 폴더블 표시장치(100)에 있어서 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
커버윈도우(140)는 외부 충격으로부터 OLED패널(110) 및 터치패널(120)을 보호하며, OLED패널(110)로부터 방출되는 빛을 투과시켜 OLED패널(110)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
이러한 커버윈도우(140)는 내충격성 및 광투과성을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
백플레이트(130)는 OLED패널(110)의 기판(101)이 너무 얇기 때문에, OLED패널(110)을 지지하고자 OLED패널(110)의 배면으로 부착된다.
여기서, 본 발명의 특징적인 구성은 OLED패널(110)의 배면으로 위치하는 백플레이트(130)가 연질층(131a, 131b)과 경질층(133)이 혼재된 구조로 이루어지는데, 특히 백플레이트(130)를 접힘영역과 비접힘영역으로 나누어 정의하고, 접힘영역에는 연질층(131a, 131b) 사이로 경질층(133)이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에는 접힘영역으로부터 연장되는 연질층(131a, 131b)이 점차적으로 얇아지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 백플레이트(130)의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널(110)의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, OLED패널(110)의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 폴더블 표시장치(100)의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 백플레이트(130)의 접힘영역의 내충격성이 향상되어, 폴더블 표시장치(100)의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다. 이에 대해 도 4를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 5a ~ 5b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트의 다양한 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
여기서, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)에서 커버윈도우(도 2의 140)와 터치패널(도 2의 120) 그리고 제 1 및 제 2 광학접착층(도 1의 150, 160)에 대한 설명 및 도시를 생략하고 특징적인 부분에 대해서만 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 4에 도시한 바와 같이, OLED패널(110)의 배면으로는 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의되는 백플레이트(130)가 위치한다.
즉, 백플레이트(130)는 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 시 곡률이 형성되도록 접히는 영역인 접힘영역과, 접힘영역의 양측으로 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 시에도 평평한 상태를 유지하는 비접힘영역으로 나뉘어 정의된다.
이러한 백플레이트(130)의 접힘영역은 OLED 패널(110)의 배면과 밀착되는 제 1 연질층(131a)과, 제 1 연질층(131a)과 마주보며 백플레이트(130)의 배면 일부를 이루는 제 2 연질층(131b) 그리고 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b) 사이의 경질층(133)이 위치하는 샌드위치 구조로 이루어지며, 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)은 접힘영역으로부터 비접힘영역으로 갈수록 점차적으로 그 두께가 얇아지는 구조를 갖는다.
여기서, 접힘영역의 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)이 비접힘영역으로 갈수록 점차적으로 그 두께가 얇아지게 되므로, 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(130)는 접힘영역과 비접힘영역 사이의 경계가 모호해지게 된다.
이를 통해, 백플레이트(130)가 이종의 재료로 이루어지더라도, 이종의 재료로 인한 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널(110)의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
따라서, OLED패널(110)의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 백플레이트(130)는 접힘영역과 비접힘영역이 나뉘어 정의됨에 따라, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 접힘영역에 경질층(133)이 위치함에 따라 백플레이트(130)의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다.
이를 통해, 폴더블 표시장치(도 2의 100) 자체의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다.
여기서, 비접힘영역은 접힘영역으로부터 점차적으로 그 두께가 얇아지는 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)이 비접힘영역의 끝단까지 위치할 수도 있으며, 경질층(133)만으로 이루어질 수도 있다. 이에 대한 다양한 구성은 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이때, 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)은 폴리우레탄(polyurethane, PU), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 실리콘(Si), 폴리디메틸아크릴아미드(polydimethylacrylamide, PDMA) 중 선택된 하나로 이루어지며, 경질층(133)은 비정질 금속(amorphous Metal)과 같은 금속 물질 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 접힘영역의 경질층(133)은 100 ~ 200um의 두께(t1)를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 즉, 백플레이트(130)의 두께가 1mm로 이루어질 경우, 접힘영역에서 경질층(133)은 200um의 두께를 갖도록 형성되고, 경질층(133)의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)이 각각 400um의 두께를 갖도록 형성된다.
접힘영역에서 경질층(133)이 100um 이하의 두께를 가질 경우, 접힘영역으로 경질층(133)을 위치시키는 효과를 기대하기 어려우며, 경질층(133)이 200um 이상의 두께를 갖도록 형성될 경우, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 및 펼침에 있어 제한을 가하게 된다.
즉, 접힘영역에서 경질층(133)이 100um 이하의 두께를 가질 경우, 백플레이트(130)의 이종의 재료로 인한 OLED패널(110)의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되게 되며, 접힘영역에서 경질층(133)이 200um 이상의 두께를 가질 경우, 폴더블 표시장치(도 2의 100)를 접는 과정에서 백플레이트(130)의 소성변형(plastic deformation)을 야기하게 된다.
이는 결국 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 및 펼침에 있어 제한을 가하게 되고, 소성변형에 따른 외관불량을 야기하게 되며, 결국 OLED패널(110)의 표시품질을 저하시키게 된다.
그리고, 비접힘영역의 경질층(133)은 1 ~ 2mm의 두께(t2)를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 비접힘영역이 경질층(133)만으로 이루어질 경우 비접힘영역의 경질층(133)이 1mm 이하의 두께를 가지면, 백플레이트(130)의 역할을 기대하기 어려우며, 비접힘영역의 경질층(133)이 2mm 이상의 두께를 가질 경우, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 전체적인 두께가 두꺼워지게 되는 문제점을 야기할 수 있다.
즉, 도 5a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(130)는 접힘영역의 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)이 비접힘영역의 끝단까지 연장되어 형성될 수 있는데, 이때 접힘영역의 경질층(133)의 두께(t1)는 100 ~ 200um의 두께를 갖도록 형성하고, 비접힘영역의 끝단의 두께(t2)는 1 ~ 2mm의 두께를 갖도록 형성하는 것이다.
또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, 접힘영역의 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)이 비접힘영역의 일부까지만 연장되어 형성될 수 있는데, 이때 경질층(133) 만으로 이루어지는 비접힘영역은 1 ~ 2mm의 두께(t2)를 갖도록 형성하는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치(도 2의 100)는 백플레이트(130)를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역은 연질층(131a, 131b) 사이로 경질층(133)이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에 대응하여 접힘영역으로부터 연장되는 연질층(131a, 131b)이 점차적으로 얇아지도록 형성함으로써, 백플레이트(130)의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널(110)의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, OLED패널(110)의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 백플레이트(130)의 접힘영역의 내충격성이 향상되어, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다.
도 6a는 일반적인 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진이며, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 모습을 나타낸 사진이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 일반적인 백플레이트는 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역에 대응하여 연질의 재료로 이루어지도록 하고 비접힘영역에 대응하여는 강한 강성을 갖는 경질의 재료로 이루어지도록 하는데, 이러한 일반적인 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치는 접힘영역과 비접힘영역 사이의 경계에서 움 현상과 같은 물리적인 경계가 시인되는 것을 확인할 수 있다.
이는 백플레이트의 이종의 재료로 인한 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되기 때문이다.
이에 반해, 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(도 5b의 130)를 포함하는 폴더블 표시장치(도 2의 100)는 접힘영역과 비접힘영역 사이의 경계가 모호해, 접힘영역과 비접힘영역 사이의 경계가 시인되지 않는 것을 확인할 수 있다.
이는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(도 5b의 130)를 포함하는 폴더블 표시장치(도 2의 100)는 백플레이트(도 5b의 130)를, 접힘영역은 제 1 및 제 2 연질층(도 5b의 131a, 131b)과, 제 1 및 제 2 연질층(도 5b의 131a, 131b) 사이로 경질층(도 5b의 133)이 위치하도록 형성하고, 접힘영역의 양측으로 위치하는 비접힘영역에는 접힘영역으로부터 제 1 및 제 2 연질층(도 5b의 131a, 131b)이 연장되어 점차적으로 그 두께가 얇아지도록 형성함으로써, 접힘영역과 비접힘영역 사이의 경계가 모호해지도록 하여, OLED패널(도 4의 110)의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이를 통해, 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인됨에 따라, OLED패널(도 4의 110)의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 7a ~ 7b와 도 8a ~ 8b는 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치의 다양한 접힘 모습을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 7a와 도 8a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(130)는 2개의 접힘영역과 3개의 비접힘영역으로 나뉘어 정의될 수 있는데, 제 1 및 제 2 비접힘영역 사이로 제 1 접힘영역이 위치하며, 제 2 비접힘영역과 제 3 비접힘영역 사이로 제 2 접힘영역이 위치한다.
이때, 제 1 및 제 2 접힘영역은 각각 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)과, 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b) 사이로 경질층(133)이 위치하며, 제 1 및 제 2 접힘영역에 각각 형성된 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)은 제 1 내지 제 3 비접힘영역의 일부로 연장되어 형성된다.
이러한 백플레이트(130)는 도 7b에 도시한 바와 같이, 제 1 접힘영역이 곡률을 이루도록 접혀 제 1 및 제 2 비접힘영역이 서로 대면하도록 위치하며, 또한 제 3 비접힘영역이 제 2 비접힘영역과 서로 대면하도록 제 2 접힘영역이 곡률을 이루도록 접혀 구성될 수 있다.
또한, 도 8b에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(130)는 제 1 접힘영역이 곡률을 이루도록 접혀 제 1 및 제 2 비접힘영역이 서로 대면하도록 위치하며, 또한 제 1 비접힘영역과 제 3 비접힘영역이 서로 대면하여 위치하도록 제 2 접힘영역이 곡률을 이루도록 접혀 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 백플레이트(130)는 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)과 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b) 사이로 경질층(133)이 위치하는 다수의 접힘영역을 정의하고, 다수의 접힘영역의 양측으로 제 1 및 제 2 연질층(131a, 131b)이 연장되어 형성되는 다수의 비접힘영역을 정의함으로써, 다양한 접힘 모습을 구현할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치(도 2의 100)는 백플레이트(130)를 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 정의하고, 접힘영역은 연질층(131a, 131b) 사이로 경질층(133)이 위치하는 샌드위치 구조를 갖도록 형성하고, 비접힘영역에 대응하여 접힘영역으로부터 연장되는 연질층(131a, 131b)이 점차적으로 얇아지도록 형성함으로써, 백플레이트(130)의 이종의 재료로 인하여 물리적인 단차 또는 접힘영역과 비접힘영역의 다른 눌림특성에 의해 OLED패널(도 4의 110)의 상부로 접힘영역과 비접힘영역 사이의 물리적인 경계가 시인되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, OLED패널(도 4의 110)의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으면서도, 백플레이트(130)의 접힘영역의 내충격성을 향상되어, 폴더블 표시장치(도 2의 100)의 접힘영역의 내충격성 또한 향상되게 된다.
한편, 지금까지의 설명에서는 폴더블 표시장치(도 2의 100)에 있어서, 화상이 구현되는 표시패널(도 4의 110)의 상부로 터치패널(도 2의 120)이 위치함을 설명 및 도시하였으나, 터치패널(도 2의 120)은 삭제 가능하다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 폴더블 표시장치
110 : 표시패널(OLED패널)
120 : 터치패널
130 : 백플레이트(131a, 131b : 제 1 및 제 2 연질층, 133 : 경질층)
140 : 커버윈도우
150, 160 : 제 1 및 제 2 광학접착층
110 : 표시패널(OLED패널)
120 : 터치패널
130 : 백플레이트(131a, 131b : 제 1 및 제 2 연질층, 133 : 경질층)
140 : 커버윈도우
150, 160 : 제 1 및 제 2 광학접착층
Claims (10)
- 중심부의 접힘영역과, 상기 접힘영역의 양측으로 비접힘영역이 정의되는 백플레이트에 있어서,
상기 접힘영역 및 비접힘영역에 대응하여 위치하는 제 1 및 제 2 연질층과;
상기 접힘영역 및 비접힘영역에 대응하여, 상기 제 1 및 제 2 연질층 사이로 위치하는 경질층
을 포함하며,
상기 접힘영역으로부터 상기 비접힘영역으로 갈수록 상기 제 1 및 제 2 연질층이 두께가 얇아지도록 연장되는 백플레이트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 연질층은 상기 비접힘영역의 끝단까지 연장되는 백플레이트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 연질층은 상기 비접힘영역의 일부까지 연장되는 백플레이트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 연질층은 폴리우레탄(polyurethane, PU), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 실리콘(Si), 폴리디메틸아크릴아미드(polydimethylacrylamide, PDMA) 중 선택된 하나로 이루어지는 백플레이트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 경질층은 비정질 금속(amorphous Metal)과 같은 금속 물질 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 선택된 하나로 이루어지는 백플레이트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 접힘영역의 상기 경질층은 100 ~ 200um의 두께를 갖는 백플레이트.
- 제 6 항에 있어서,
상기 경질층은 상기 접힘영역으로부터 상기 비접힘영역으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 연장되고, 상기 비접힘영역의 상기 경질층은 1 ~ 2mm의 두께를 갖는 백플레이트.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 백플레이트에 있어서,
상기 백플레이트 상에 화상이 구현되는 표시패널을 포함하는 폴더블 표시장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 연질층은 상기 표시패널의 배면과 밀착되며, 상기 제 2 연질층은 상기 백플레이트의 배면 일부를 이루는 폴더블 표시장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 표시패널의 전방으로 커버윈도우가 위치하는 폴더블 표시장치.
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