KR102458678B1 - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널; 상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린; 상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상의 코팅층을 포함하는 커버 윈도우; 상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이에 배치된 제2 층; 및 상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 제3 층;을 포함하는 플렉서블 표시 장치로서, 상기 플렉서블 표시 패널은, 폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 무기물을 포함하는 버퍼층; 상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및 상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고, 상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치를 제공한다.

Description

플렉서블 표시 장치{Flexible display apparatus}
본 발명의 실시예들은 접을 수 있는 플렉서블(flexible) 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 소자를 이용한 유기 발광 표시 장치는 현재 널리 상용화되어 있는 액정 표시 장치에 비하여 빠른 응답 속도를 가지고 있어 동영상의 구현이 가능하고, 자체적으로 발광하여 시야각이 넓으며 높은 휘도를 낼 수 있어 차세대 표시 장치로 각광을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 하부 기판과 봉지 기판을 플렉서블 소재로 변경함으로써 구부릴 수 있거나 나아가 접을 수 있도록 진화하고 있다. 이렇게 유연성이 있는 유기 발광 표시 장치의 경우, 봉지 기판 상에 구비되는 윈도우 필름도 구부릴 수 있거나, 나아가 접을 수 있는 소재나 두께로 변경되어야 한다. 또한 유연성 있는 유기 발광 표시 장치의 표면은 구부리거나 접는 기능과는 관계없이 일정한 강도를 갖고 있어야 외부의 손상으로부터 보호될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 접을 수 있는 플렉서블 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널; 상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린; 상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상의 코팅층을 포함하는 커버 윈도우; 상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이에 배치된 제2 층; 및 상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 제3 층;을 포함하는 플렉서블 표시 장치로서, 상기 플렉서블 표시 패널은, 폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 무기물을 포함하는 버퍼층; 상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및 상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고, 상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 각각 질화규소 및 산질화규소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 버퍼층은 산화규소를 포함하는 제1 버퍼층 및 질화규소를 포함하는 제2 버퍼층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 표시 패널과 상기 터치 스크린 사이의 제1 층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제3 층의 두께는 30㎛ 이상 70㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널; 상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린; 상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함하는, 커버 윈도우; 상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이의 제1 접착층; 및 상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이의 제2 접착층;을 포함하는 플렉서블 표시 장치에 있어서, 상기 플렉서블 표시 패널은, 폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및 상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;를 더 포함하고, 상기 터치 스크린은, 절연층; 상기 절연층 상에 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 배치된 보호층;을 포함하고, 상기 제2 전극은 복수의 본체부 및 이웃한 상기 복수의 본체부를 각각 연결하는 복수의 연결부를 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 복수의 본체부는 동일한 층에 배치되고, 상기 복수의 본체부와 상기 복수의 연결부는 서로 다른 층에 배치되고, 상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 각각 질화규소 및 산질화규소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면,상기 플렉서블 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이에 배치되는 버퍼층을 더 포함하고, 상기 버퍼층은 산화규소를 포함하는 제1 버퍼층 및 질화규소를 포함하는 제2 버퍼층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2 접착층의 두께는 30㎛ 이상 70㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널; 상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린; 상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상의 코팅층을 포함하는, 커버 윈도우; 상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이의 제1 접착층; 및 상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이의 제2 접착층을 포함하는, 플렉서블 표시 장치로서, 상기 플렉서블 표시 패널은, 폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 다중층을 포함하는 버퍼층; 상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및 상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고, 상기 버퍼층은 실리콘 산화물을 포함하는 제1 버퍼층 및 실리콘 질화물을 포함하는 제2 버퍼층을 포함하고, 상기 제2 접착층의 두께는 30㎛ 이상 70㎛ 이하이고, 상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 각각 질화규소 및 산질화규소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널; 상기 플렉서블 표시 패널에 배치된 터치 스크린; 상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름; 상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함하는, 커버 윈도우; 상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이의 제1 접착층; 및 상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이의 제2 접착층;을 포함하는, 플렉서블 표시 장치로서, 상기 플렉서블 표시 패널은, 폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 다중층을 포함하는 버퍼층; 상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및 상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고, 상기 코팅층의 두께는 상기 커버 윈도우 두께의 45% 이상인, 플렉서블 표시 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 광학 필름은 편광 필름을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 의한 플렉서블 표시 장치는 접을 수 있으면서도 표면이 외부의 손상에 강건한 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 접을 수 있는 플렉서블 표시 장치를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 표시 장치의 적층 구조를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 포함된 플렉서블 표시 패널 중 표시 영역의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 4 는 도 2에 포함된 터치 스크린 패널의 개략적인 평면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 커버 윈도우의 개략적인 단면을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 코팅층에 사용되는 재료인 하이브리머의 반응과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 연필 경도 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 커버 윈도우의 벤딩 스티프니스 실험 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 접을 수 있는 플렉서블 표시 장치(1)를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 플렉서블 표시 장치(1)는 휘어질 수 있는 유연한 성질 외에도 구부리거나 더 나아가 접을 수 있는 성질을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인하여 플렉서블 표시 장치(1)를 보관 시에는 접어서 부피를 작게 함으로써 보관을 용이하게 할 수 있고, 사용 시에는 펼쳐서 사용자가 사용을 용이하게 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 플렉서블 표시 장치(1)는 화상(image)이 표시되는 적어도 일면(1a)을 포함할 수 있는데, 일면(1a)이 마주보도록 접을 수 있는 것을 특징으로 한다. 도 1에서는 플렉서블 표시 장치(1)를 한번 접는 것을 도시하고 있는데, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고 두번 이상 접을 수 있는 플렉서블 표시 장치(1)를 포함하고 있으며, 플렉서블 표시 장치(1)를 접는 방향, 접는 형태도 도 1에 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 구현할 수 있다.
도 2는 도 1의 플렉서블 표시 장치(1)의 적층 구조를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2를 참조하면, 플렉서블 표시 장치(1)는 하부로부터 사용자가 화상을 바라보는 측까지 순차적으로 플렉서블 표시 패널(100), 터치 스크린 패널(200), 광학 필름(300) 및 커버 윈도우(400)를 포함한다.
플렉서블 표시 패널(100)은 화상을 표시 하는 디스플레이의 일종으로 접을 수 있는 유연한 성질을 가진다. 플렉서블 표시 패널(100)의 일면은 화상을 방출하는 표시 영역(DA)을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 복수개의 화소들이 배치되며, 화소들 각각이 광을 방출함으로써, 표시 영역(DA) 전체가 소정의 화상을 구현하게 된다. 표시 영역(DA)에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
표시 영역(DA)의 주변에는 비표시 영역(NDA)이 배치되는데, 비표시 영역(NDA)에는 복수개의 패드들(미도시)이 배치되고, 복수개의 패드들은 표시 영역(DA)으로부터 연장된 배선들(미도시)과 연결된다. 복수개의 패드들에는 표시 영역(DA)으로 각종 신호를 인가하기 위한 칩들이 배치될 수 있다. 이러한 칩은 도 2에 도시된 바와 같이 칩온필름(COF)(131)방식으로 베어 칩을 플렉서블 기판에 탑재하여 접속하는 방식을 사용하여 배치될 수 있다. 한편 이러한 칩들에 각종 전원을 인가하기 위하여 배선판(132)이 더 구비될 수 있다. 이러한 배선판(132)은 칩들과 전기적으로 연결될 수 있으며 예를 들어 배선판은 플렉서블회로기판(FPCB) 일 수 있다. 한편, 플렉서블회로기판은 플렉서블 표시 장치(1)에 포함된 다른 구성, 예컨대 터치 스크린 패널(200)과 플렉서블 표시 패널(100)을 전기적으로 연결시켜주는 역할을 할 수 있다.
도 3은 도 2에 포함된 플렉서블 표시 패널(100) 중 표시 영역(DA)의 개략적인 단면을 도시한 것이다. 도 3을 참조하여, 표시 영역(DA)의 구체적인 구성 및 제조 방법을 함께 알아보기로 한다.
먼저 플렉서블 표시 기판(100a)을 준비한다. 플렉서블 표시 기판(100a)은 휘거나 접힐 수 있는 유연한 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다. 예를 들어 플렉서블 표시 기판(100a)은 폴리이미드 필름과 같은 플라스틱 필름으로 이루어지거나, 박판 유리, 박막의 금속 필름 등으로 이루어질 수 있다.
플렉서블 표시 기판(100a) 상에는 버퍼막(101)이 형성된다. 버퍼막(101)(buffer layer)은 상면을 평활하게 하며 불순물의 침투를 차단한다. 버퍼막(101)은 실리콘산화물(SiOx) 및/또는 실리콘질화물(SiNx) 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있으며, 다양한 증착 방법을 통해 형성할 수 있다. 버퍼막(101)은 필요에 따라 생략할 수 있다.
버퍼막(101) 상에는 화소 회로부가 형성된다. 화소 회로부는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 하지만 이에 한정되지 않고 화소 회로부는 적어도 하나의 커패시터를 더 포함할 수 있다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 화소에 대응하여 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 도시하였다. 그러나 이는 예시적인 것일 뿐, 하나의 화소에 대응하는 화소 회로는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터(TFT)와 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 또한, 도 3에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 활성층(102), 게이트 전극(104) 및 소스/드레인 전극(106a,b)을 플렉서블 표시 기판(100a)(100)으로부터 순차적으로 포함하는 탑 게이트 타입(top gate type)인 경우를 도시하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 바텀 게이트 타입(bottom gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터(TFT)가 채용될 수 있다.
활성층(102)(active layer)은 버퍼막(101) 상에 형성된다. 활성층(102)은 반도체 물질을 포함하며, 예컨대 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystalline silicon)을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 활성층(102)이 예컨대, G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c＞0의 조건을 만족시키는 실수)와 같은 산화물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 활성층(102)은 GIZO 외에도 예를 들어, 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 활성층(102)은 소스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)이 각각 접촉하는 소스 영역(102a) 및 드레인 영역(102b)과, 그 사이에 위치하는 채널 영역(102c)을 포함한다. 활성층(102)이 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 포함하는 경우, 필요에 따라 소스 영역(102a) 및 드레인 영역(102b)에는 불순물이 도핑될 수 있다.
게이트 절연막(103)(gate insulating layer)은 활성층(102) 상에 형성되며, 실리콘산화물 및/또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(103)은 활성층(102) 및 게이트 전극(104)을 절연하는 역할을 한다.
게이트 전극(104)은 게이트 절연막(103)의 상부에 형성된다. 게이트 전극(104)은 박막 트랜지스터에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)와 연결되어 있다. 게이트 전극(104)은 저저항 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(104) 상에는 층간 절연막(105)(inter layer dielectric)이 형성된다. 층간 절연막(105)은 소스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)과 게이트 전극(104)을 절연하는 역할을 한다. 층간 절연막(105)은 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
소스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)은 층간 절연막(105) 상에 형성된다. 예컨대 소스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 소스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)은 층간 절연막(105)과 게이트 절연막(103)에 형성된 컨택홀을 통해 활성층(102)의 소스 영역(102a) 및 드레인 영역(102b)과 각각 접촉한다.
다음으로, 이러한 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 평탄화막(107)이 형성된다. 평탄화막(107)은 박막 트랜지스터(TFT)로부터 비롯된 단차를 해소하고 상면을 평탄하게 하여, 하부 요철에 의해 유기 발광 소자(OLED)에 불량이 발생하는 것을 방지한다. 이러한 평탄화막(107)은 무기 물질 및/또는 유기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다. 한편, 유기 물질은 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate:PMMA)나, 폴리스타일렌(Polystylene:PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 또한, 평탄화막(107)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로 형성될 수도 있다.
이러한 박막 트랜지스터(TFT)는 유기 발광 소자(OLED)와 연결된다. 박막 트랜지스터(TFT)의 턴온 또는 턴오프에 따라 유기 발광 소자(OLED)가 발광 또는 비발광하게 된다. 이와 같이 도 3에는 액티브 방식(active type)으로 구동하는 플렉서블 표시 장치(1)를 개시한 것이다. 그러나 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 실시예는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하지 않는 패시브 방식의 구동에도 적용할 수 있을 것이다. 이 경우 박막 트랜지스터 어레이(TFT array)가 형성된 층이 생략된다.
유기 발광 소자(OLED)는 평탄화막(107) 상에 형성한다. 상세히, 유기 발광 소자(OLED)는 화소 전극(111), 이에 대향되는 대향 전극(112) 및 양 전극 사이에 개재되는 중간층(113)을 포함한다. 유기 발광 소자(OLED)의 발광 방향에 따라, 표시 장치는 배면 발광 타입(bottom emission type), 전면 발광 타입(top emission type) 및 양면 발광 타입(dual emission type) 등으로 구별되는데, 배면 발광 타입에서는 화소 전극(111)이 광투과 전극으로 구비되고 대향 전극(112)은 반사 전극으로 구비된다. 전면 발광 타입에서는 화소 전극(111)이 반사 전극으로 구비되고 대향 전극(112)이 반투과 전극으로 구비된다. 양면 발광 타입에서는 화소 전극(111) 및 대향 전극(112)이 모두 광을 투과하는 전극으로 구비된다. 도 3에서는 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 타입인 것을 도시하였다.
화소 전극(111)은 각 화소에 대응하는 아일랜드 형태로 패터닝되어 형성될 수 있다. 또한 화소 전극(111)은 화소 회로에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)와 평탄화막(107)의 홀을 통해 컨택하도록 형성한다. 한편, 도시되지 않았으나 화소 전극(111)은 하부의 화소 회로를 가리도록 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩되도록 배치될 수도 있다.
화소 전극(111)은 대향 전극(112)의 방향으로 광의 반사가 가능하도록 투명 전극층 외에도 반사 전극층을 포함한다. 화소 전극(111)이 애노드로 기능하는 경우, 투명 전극층은 일함수가 높은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zinc oxide: AZO)과 같은 투명도전성산화물을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 반사 전극층은 은(Ag)과 같이 반사율이 높은 금속을 포함할 수 있다.
평탄화막(107) 상에 화소 정의막(109)이 형성된다. 화소 정의막(109)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(109)은 화소 전극(111)의 가장자리를 덮고 적어도 중앙부를 개방하는 개구부(109a)를 포함한다. 이 개구부(109a)로 한정된 영역은 화소, 구체적으로 화소의 발광영역에 대응되며 개구부 내에는 중간층(113)이 형성된다.
중간층(113)은 적색, 녹색 또는 청색 광을 방출하는 유기 발광층을 포함하며, 유기 발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 사용할 수 있다. 유기 발광층이 저분자 유기물로 형성된 저분자 유기층인 경우에는 유기 발광층을 중심으로 화소 전극(111)의 방향으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL) 및 홀 주입층(hole injection layer:HIL)등이 위치하고, 대향 전극(112)의 방향으로 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer:EIL) 등이 적층된다. 물론, 이들 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 외에도 다양한 층들이 필요에 따라 적층되어 형성될 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 각 화소 별로 별도의 유기 발광층이 형성된 경우를 예로 도시하였다. 이 경우에는 화소 별로 적색, 녹색 및 청색의 광을 각각 방출할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유기 발광층이 표시 영역(DA)에 배치된 화소들 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색의 광을 방출하는 복수의 유기 발광층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성되어 백색광을 방출할 수 있다. 물론, 백색광을 방출하기 위한 색의 조합은 상술한 바에 한정되지 않는다. 한편, 이 경우 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나 컬러필터가 별도로 구비될 수 있다.
다음으로, 화소 정의막(109) 전체를 덮도록 대향 전극(112)이 형성된다. 대향 전극(112)은 도전성 무기 물질로 이루어질 수 있다. 대향 전극(112)이 캐소드로 기능하는 경우, 일함수가 작은 리튬(Li), 칼슘(Ca), LiF/Ca, LiF/Al, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag) 등으로 형성할 수 있으며, 광투과가 가능하도록 상기 금속들을 박막으로 형성할 수 있다. 대향 전극(112)은 화상이 구현되는 표시 영역(DA)부 전체에 걸쳐 공통 전극으로 형성될 수 있다. 이 때, 대향 전극(112)은 중간층(113)에 손상을 가하지 않는 증발(evaporation) 공정으로 형성할 수 있다. 한편, 화소 전극(111)과 대향 전극(112)은 그 극성이 서로 반대가 되어도 무방하다.
대향 전극(112) 상에는 절연성 캡핑층(114)이 더 형성될 수 있다. 절연성 캡핑층(114)은 스퍼터링(sputtering) 공정이나 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 봉지 박막(100b)을 형성할 때 대향 전극(112)의 일함수(work function)를 유지시켜 주고, 중간층(113)에 포함된 유기물이 손상을 막아줄 수 있다. 절연성 캡핑층(114)은 선택적인 구성이며 도 3과 같이 구비되지 않을 수도 있다.
봉지 박막(100b)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 모두 덮도록 플렉서블 표시 기판(100a)상에 전면적으로 형성된다. 봉지 박막(100b)은 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기 발광 소자(OLED)를 보호하기 위해 형성된다. 봉지 박막(100b)은 절연성 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 이루어질 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
한편 봉지 박막(100b)은 절연성 무기 물질로 이루어진 막 상에 유기 물질로 이루어진 박막 및 무기 물질로 이루어진 박막이 교대로 더 적층되어 봉지 구조를 이룰 수 있다. 이 경우, 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 이러한 봉지 구조에서 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다. 이러한 봉지 구조는 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 상기 봉지 구조는 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
예를 들어, 이러한 봉지 구조는 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 봉지 구조는 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 봉지 구조는 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층, 제3 유기층, 제4 무기층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 유기층은 상기 제2 무기층 보다 면적이 좁은 것을 특징으로 하며, 상기 제2 유기층도 상기 제3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다. 또한, 상기 제1 유기층은 상기 제2 무기층에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 유기층도 상기 제3 무기층에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 유연성 있는 플렉서블 표시 기판(100a)과 박막으로 형성되어 유연성이 있는 봉지 박막(100b)을 채용함으로써, 플렉서블 표시 패널(100)이 구부리거나, 접거나, 펼침이 가능하게 되는 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 플렉서블 표시 패널(100) 상에는 터치 스크린 패널(200)이 구비된다. 플렉서블 표시 패널(100)에서 광이 방출되는 일면과 터치 스크린 패널(200)의 후면은 접착제(151)에 의해 접착된다. 그리고 터치 스크린 패널(200)과 플렉서블 표시 패널(100)은 서로 전기적으로 연결된다.
도 4 는 도 2에 포함된 터치 스크린 패널(200)의 개략적인 평면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이다. 도 4 및 도 5를 참조하여, 터치 스크린 패널(200)의 구체적인 구성 및 제조 방법을 함께 알아보기로 한다.
도 4를 참조하면 사용자의 터치에 따라 전기적 신호를 형성하여 동작을 하는 터치 스크린 패널(200)이 도시되어 있다. 도 4에서는 정전 용량 타입(electrostatic capacitive type)의 터치 스크린 패널(200)을 도시하였으나, 이는 예시적인 것이다. 본 발명의 실시예는 저항막 타입(resistive type)이나, 전자기장 타입(electro-magnetic type)이나, 소오 타입(surface acoustic wave type, saw type)이나, 인프라레드 타입(infrared type)중 선택되는 어느 하나의 터치 스크린 패널(200)을 적용할 수 있다.
먼저 플렉서블 터치 기판(200a)을 준비한다. 플렉서블 터치 기판(200a)은 플렉서블 표시 기판(100a)과 마찬가지고 구부리거나 접힐 수 있는 유연한 소재를 사용한다.
플렉서블 터치 기판(200a) 상에는 복수의 제 1 전극 패턴부(210)와, 복수의 제 2 전극 패턴부(220)가 교대로 배치되어 있다. 상기 제 1 전극 패턴부(210)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 제 1 방향(X 방향)을 따라 서로 모서리를 맞대면서 나란하게 형성되어 있다. 인접한 한 쌍의 제 1 전극 패턴부(1210) 사이에는 제 2 전극 패턴부(220)가 배치되어 있다. 상기 제 2 전극 패턴부(220)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 제 2 방향(Y 방향)을 따라 서로 모서리를 맞대면서 나란하게 형성되어 있다.
상기 제 1 전극 패턴부(210)는 복수의 제 1 본체부(211), 복수의 제 1 연결부(212), 복수의 제 1 연장부(213), 및 복수의 제 1 접속부(214)를 포함한다.
상기 제 1 본체부(211)는 마름모꼴 형상으로 형성되어 있다. 상기 제 1 본체부(211)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 제 1 방향(X 방향)을 따라 복수개가 일렬로 형성되어 있다. 상기 제 1 연결부(125)는 제 1 방향(X 방향)을 따라 인접하게 배열된 한 쌍의 제 1 본체부(211) 사이에 형성되어 있다. 상기 제 1 연결부(212)는 한 쌍의 제 1 본체부(211)를 서로 연결하고 있다. 상기 제 1 연장부(213)는 제 1 전극 패턴부(210)의 일 단부로부터 연장되어 있다. 상기 제 1 연장부(213)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 가장자리로 연장되며, 상기 플렉서블 터치 기판(200a)의 일측에 집합되어 있다. 상기 제 1 연장부(213)의 단부에는 제 1 접속부(214)가 형성되어 있다.
상기 제 2 전극 패턴부(220)는 복수의 제 2 본체부(221), 복수의 제 2 연결부(222), 복수의 제 2 연장부(223), 및 제 2 접속부(224)를 포함한다.
상기 제 2 본체부(221)는 마름모꼴 형상으로 형성되어 있다. 상기 제 2 본체부(221)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 제 2 방향(Y 방향)을 따라 복수개가 일렬로 형성되어 있다. 상기 제 2 연장부(223)는 상기 제 2 전극 패턴부(220)의 일 단부로부터 연장되어 있다. 상기 제 2 연장부(223)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 가장자리로 연장되어 있다. 상기 제 2 연장부(223)는 플렉서블 터치 기판(200a)의 일측에 집합되어 있다. 상기 제 2 연장부(223)의 단부에는 제 2 접속부(224)가 형성되어 있다.
이때, 인접하게 배치된 한 쌍의 제 1 전극 패턴부(210)는 동일한 평면상에 배치된 제 1 연결부(212)에 의하여 한 쌍의 제 1 본체부(211)가 서로 연결되어 있다. 이에 반하여, 인접하게 배치된 한 쌍의 제 2 전극 패턴부(220)는 상기 제 1 전극 패턴부(210)와의 간섭을 피하기 위하여 다른 평면상에 배치된 제 2 연결부(222)에 의하여 한 쌍의 제 2 본체부(221)가 서로 연결되어 있다.
도 5를 참조하면, 플렉서블 터치 기판(200a) 상에는 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)를 다같이 커버하는 절연층(201)이 형성되어 있다. 상기 절연층(201)은 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)을 서로 절연시키는 역할을 한다.
상기 절연층(201)은 인접하게 배치된 한 쌍의 제 2 본체부(221)가 서로 마주보고 있는 모서리 부분에 대하여 대응되는 영역에 형성된 컨택홀(201a)을 포함한다. 상기 컨택홀(201a)은 상기 제 1 전극 패턴부(210)와 제 2 전극 패턴부(220)가 교차하는 영역에 형성된다. 상기 제 2 연결부(222)는 상기 컨택홀(201a)을 통하여 형성되며, 상기 절연층(201)을 가로질러 한 쌍의 제 2 본체부(221)를 서로 연결시키고 있다. 상기와 같은 구성에 따라, 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)는 단락을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)는 투명 도전층, 예컨대, ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명한 소재로 형성가능하다.
또한, 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)는 포토 리소그래피 공정을 통하여 형성시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)는 증착, 스핀 코팅, 스퍼터링, 잉크젯 등과 같은 제조 방법을 이용하여 형성된 투명 도전층을 패터닝하는 것에 의하여 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220)를 형성할 수 있다.
한편, 상기 절연층(201) 상에는 복수의 제 2 전극 패턴부(220)를 연결하는 제 2 연결부(222)를 커버하기 위한 보호막층(203)이 형성되어 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 터치 스크린 패널(200)은 손가락 같은 입력 수단이 터치 스크린 패널(200) 상에 근접하거나 접촉하게 되면, 상기 제 1 전극 패턴부(210)와, 제 2 전극 패턴부(220) 사이에서 변화하는 정전 용량을 측정하여 터치 위치를 검출하게 된다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 의하면, 플레서블 터치 기판(200a)로 유연한 소재를 채용하므로, 터치 스크린 패널(200)은 쉽게 구부러지거나 접고 펼칠 수 있게 된다.
다시 도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널(200) 상에 광학 필름(300)이 구비된다. 터치 스크린 패널(200)의 상부와 광학 필름(300)의 후면은 접착제(151)에 의해 접착된다. 여기서 광학 필름(300)은 원평광 필름, 편광 필름 등일 수 있으며, 외광의 반사를 방지하여 사용자가 용이하게 화상을 관찰할 수 있도록 할 수 있다.
광학 필름(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 구비된다.
광학 필름(300) 상면과 커버 윈도우(400)의 후면은 접착층(351)에 의해 접착된다. 접착층(351)은 수십 마이크로미터, 예를 들어 약 30 내지 70μm 정도의 두께를 가질 수 있다. 접착층(351)은 탄성을 가지는 부드러운 소재로 이루어질 수 있는데 예를 들면 실리콘 계열의 엘라스토머(elastomer)로 이루어질 수 있다.
커버 윈도우(400)는 플렉서블 표시 장치(1)의 구부림, 접고 펼침이 가능하도록 유연한 소재로 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 유연한 소재는 상대적으로 외부 충격에 의해 쉽게 손상을 받는 문제가 있다. 커버 윈도우(400)는 크랙, 흠과 같은 손상으로부터 보호되기 위하여, 유연한 소재로 이루어진 윈도우 필름(410), 윈도우 필름(410)의 표면에 형성되어 윈도우 필름(410)을 손상으로부터 보호하기 위한 코팅층(420)을 포함한다. 그런데, 이러한 구성을 가진 커버 윈도우(400)를 광학 필름(300)의 상부에 접착시키기 위한 접착층(351)이 탄성을 갖는 부드러운 소재로 이루어져 있기 때문에 코팅층(420)의 표면 경도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 구체적으로, 플렉서블 표시 장치(1) 최외각에 배치된 코팅층(420)에 외압을 가할 경우 가해진 압력만큼 눌림이 발생하는데, 커버 윈도우(400) 하부의 접착층(351)이 탄성을 갖는 부드러운 소재로 이루어진바 눌림은 접착층(351)의 두께만큼 발생할 수 있다. 예를 들어 접착층(351) 전체 두께 만큼 눌리게 되는 경우 코팅층(420)의 표면이 크게 변형되게 되고, 코팅층(420)에 눌림 얼룩, 흠 등이 발생하는 문제가 있다.
따라서, 플렉서블 표시 장치(1)의 구부림, 접힘 및 펼침을 저하시키지 않으면서, 코팅층(420)의 표면 경도 저하를 막기 위한 커버 윈도우(400)의 개발이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 소정의 모듈러스(modulus)를 갖는 윈도우 필름(410)을 채용하고, 커버 윈도우(400) 전체 두께를 조절함으로써 유연성을 해치지 않고 외부 손상에 강한 플렉서블 표시 장치(1)를 제조할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 커버 윈도우(400)의 개략적인 단면을 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 커버 윈도우(400)는 광학 필름(300) 상에 접착층(351)으로 접착되는 윈도우 필름(410) 및 윈도우 필름(410) 상에 형성된 코팅층(420)을 포함한다.
윈도우 필름(410)은 6.3기가파스칼(GPa) 이상의 모듈러스를 갖는 투명한 플라스틱 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이러한 조건을 만족하는 물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등이 있으나, 이러한 물질은 예시적인 것이고 윈도우 필름(410)의 재료가 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 윈도우 필름(410)은 폴리이미드를 포함할 수 있으며, 표시 영역(DA)에서 구현되는 화상을 사용자가 볼 수 있도록 하기 위하여 폴리이미드는 황색 폴리이미드가 아닌 투명한 폴리이미드를 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9의 실험 그래프와 함께 자세히 설명하겠으나, 윈도우 필름(410)이 6.3GPa 이상의 모듈러스를 갖는 경우에는, 커버 윈도우(400)가 고경도 조건을 만족할 수 있었다. 여기서 고경도 조건이란, 도 8에서 자세히 설명하겠으나 연필 경도 실험에서 연필 경도 8H 이상을 만족한 경우를 의미한다.
코팅층(420)은 하이브리머(hybrimer)로 이루어진 것을 특징으로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 코팅층(420)에 사용되는 재료인 하이브리머의 반응과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 코팅층(420)은 하이브리머 중에서도, 유기알콕시실란과 유기실란디올의 축합 반응에 의해 형성된 올리고실록산 하이브리드, 또는 이를 중합한 실록세인폴리머 하이브리드가 사용될 수 있다.
올리고실록산 하이브리드는 도 7에 도시된 바와 같이 솔-젤 반응을 통하여 제조된다. 구체적으로 하기 반응식과 같이 올리고실록산 하이브리드는 유기 알콕시실란과 유기실란디올의 축합 반응에 의해 형성된다. 솔-젤 반응으로서 가수 또는 비가수 솔-젤 반응이 이용될 수 있다.
Figure 112021153140203-pat00001
반응식에서 보는 바와 같이, 출발 물질인 유기실란디올의 수산화기와 다른 단량체인 유기알콕시실란의 알콕시기와 축합반응을 하여 무기 망목구조를 형성하며 무기 망목구조의 주변에는 R' 및 R"과 같은 유기기가 수식된 올리고실록산 하이브리드를 형성하게 된다. 올리고실록산 하이브리드는 도 7에 표시된 바와 같이 자외선(UV) 큐어링 단계를 통한 중합과정을 통해 실록세인폴리머 하이브리드가 된다.
실록세인폴리머 하이브리드는 윈도우 필름 상에 웨트 코팅(wet coating)방식으로 코팅되어 코팅층을 형성한다. 상세히, 올리고실록산 하이브리드과 휘발성 용매의 혼합액을 윈도우 필름(410) 상에 도포한다. 이 때 혼합액은 올리고실록산 하이브리드 고형분이 휘발성 용매 대비 약 1% 이상 포함될 수 있다. 이렇게 도포된 혼합액을 열풍 건조하여 휘발성 용매를 제거한다. 그 다음에 올리고실록산 하이브리드를 자외선 큐어링함으로써, 중합시켜 실록세인폴리머 하이브리드를 형성한다. 여기서 자외선 큐어링 대신에 열 큐어링을 수행할 수 도 있다. 여기서 중합 과정은 1차적인 가교 반응일 수 있다. 다음으로, 포스트 경화 과정을 수행하여 최종적으로 코팅층을 형성한다. 포스트 경화 과정은 자외선 또는 열을 이용하여 남은 수분을 제거하는 공정에 해당한다. 한편, 커버 윈도우(400)의 총 두께도 커버 윈도우(400)가 고경도 조건을 만족할 수 있는지와 연관이 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면 커버 윈도우(400)의 총 두께는 약 120마이크로미터 이상인 것을 특징으로 하며, 이 경우에만 커버 윈도우(400)가 고경도 조건을 만족할 수 있었다. 자세한 실험 내용에 대해서는 도 8 및 도 9의 실험 그래프와 함께 설명하겠다. 한편, 코팅층(420)의 두께가 전체 커버 윈도우(400)의 두께의 약 45% 이상인 경우, 연필 경도 실험이나, 벤딩 스티프니스 실험에서 커버 윈도우(400) 표면에 크랙이나 피로파괴가 관측되지 않았다.
도 8은 연필 경도 실험 결과를 나타낸 것이다. 연필 경도 실험이란, 9B에서 9H의 경도를 갖는 연필을 하중 1Kgf 로 커버 윈도우(400) 상에 약 3회 그었을 때 커버 윈도우(400) 표면에 눌림이나 흠이 발생하지 않는 경우를 고경도 조건으로 분류하는 것이다. 제품에 채용되기 위한 기준으로써 고경도 조건은 연필 경도 8H이상에 해당하여야 한다. 이와 같이 연필 경도 실험을 통해 고경도 조건을 만족하는 커버 윈도우(400)의 두께 및 윈도우 필름(410)의 모듈러스를 결정할 수 있다.
실험 결과 도 3에서 연필 경도 약 8H 이상으로 측정된 값은 커버 윈도우(400)의 두께가 약 120마이크로미터 이상이고, 윈도우 필름(410)의 모듈러스가 6.3GPa 이상일 때임을 확인할 수 있다.
도 9는 커버 윈도우(400)의 벤딩 스티프니스(bending stiffness) 실험 결과를 나타낸 것이다. 벤딩 스티브니스 실험이란, 지그를 이용하여 플렉서블 표시 장치(1)의 접고 펼침은 약 2초에 약 1회의 속도로 20만회 반복하여 실험한 결과 커버 윈도우(400)의 표면에 크랙이나 피로 파괴가 나타나지 않을 경우를 고경도 조건으로 분류하는 것이다. 제품에 채용되기 위한 기준으로써 고경도 조건은 스티프니스 약 3 이상에 해당하여야 한다.
도 9에서 확인할 수 있듯이, 도 8에서 고경도 조건으로 분류된 커버 윈도우(400)의 두께가 약 120마이크로미터 이상이고, 윈도우 필름(410)의 모듈러스가 6.3GPa 이상인 경우는, 벤딩 스티프니스 실험 결과에서도 대부분 스티프니스 약 3 이상을 만족하는 결과를 나타낸다.
이와 같이 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 커버 윈도우(400)는 연필 경도 실험 결과 및 벤딩 스티프니스 실험 결과에서 모두 고경도를 만족하는 조건을 갖추었다고 평가할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1a: 일면
1: 플렉서블 표시 장치
100b: 봉지 박막
100a: 플렉서블 표시 기판
100: 플렉서블 표시 패널
101: 버퍼막
102c: 채널 영역
102b: 드레인 영역
102a: 소스 영역
102: 활성층
103: 게이트 절연막
104: 게이트 전극
105: 층간 절연막
106b: 드레인 전극
106a: 소스 전극
107: 평탄화막
109a: 개구부
109: 화소 정의막
111: 화소 전극
112: 대향 전극
113: 중간층
114: 절연성 캡핑층
125: 제 1 연결부
131: 칩온 필름
132: 배선판
151: 접착제
200a: 기판
200: 터치 스크린 패널
201: 절연층
201a: 컨택홀
203: 보호막층
210: 제 1 전극 패턴부
211: 제 1 본체부
212: 제 1 연결부
213: 제 1 연장부
214: 제 1 접속부
220: 제 2 전극 패턴부
221: 제 2 본체부
222: 제 2 연결부
223: 제 2 연장부
224: 제 2 접속부
300: 광학 필름
351: 접착층
400: 커버 윈도우
410: 윈도우 필름
420: 코팅층

Claims (13)

  1. 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널;
    상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린;
    상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름;
    상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하며 6.3기가파스칼(GPa) 이상의 모듈러스를 갖는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상의 코팅층을 포함하는 커버 윈도우;
    상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이에 배치된 제2 층; 및
    상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 제3 층;
    을 포함하는 플렉서블 표시 장치로서,
    상기 플렉서블 표시 패널은,
    폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 무기물을 포함하는 버퍼층;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및
    상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고,
    상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 각각 질화규소 및 산질화규소 중 적어도 하나를 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 버퍼층은 산화규소를 포함하는 제1 버퍼층 및 질화규소를 포함하는 제2 버퍼층을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시 패널과 상기 터치 스크린 사이의 제1 층을 더 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 층의 두께는 30㎛ 이상 70㎛ 이하인, 플렉서블 표시 장치.
  6. 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널;
    상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린;
    상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름;
    상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함하는, 커버 윈도우;
    상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이의 제1 접착층; 및
    상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이의 제2 접착층;
    을 포함하는 플렉서블 표시 장치에 있어서,
    상기 플렉서블 표시 패널은,
    폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및
    상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;를 더 포함하고,
    상기 터치 스크린은,
    절연층;
    상기 절연층 상에 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 배치된 보호층;을 포함하고,
    상기 제2 전극은 복수의 본체부 및 이웃한 상기 복수의 본체부를 각각 연결하는 복수의 연결부를 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 복수의 본체부는 동일한 층에 배치되고,
    상기 복수의 본체부와 상기 복수의 연결부는 서로 다른 층에 배치되고,
    상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 각각 질화규소 및 산질화규소 중 적어도 하나를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이에 배치되는 버퍼층을 더 포함하고,
    상기 버퍼층은 산화규소를 포함하는 제1 버퍼층 및 질화규소를 포함하는 제2 버퍼층을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 접착층의 두께는 30㎛ 이상 70㎛ 이하인, 플렉서블 표시 장치.
  10. 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널;
    상기 플렉서블 표시 패널 상에 배치된 터치 스크린;
    상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름;
    상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하며 6.3기가파스칼(GPa) 이상의 모듈러스를 갖는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상의 코팅층을 포함하는 커버 윈도우;
    상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이의 제1 접착층; 및
    상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이의 제2 접착층;
    을 포함하는, 플렉서블 표시 장치로서,
    상기 플렉서블 표시 패널은,
    폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 다중층을 포함하는 버퍼층;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및
    상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고,
    상기 버퍼층은 실리콘 산화물을 포함하는 제1 버퍼층 및 실리콘 질화물을 포함하는 제2 버퍼층을 포함하고,
    상기 제2 접착층의 두께는 30㎛ 이상 70㎛ 이하이고,
    상기 표시면은 상기 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서 서로 마주보는 부분을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 각각 질화규소 및 산질화규소 중 적어도 하나를 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  12. 영상이 표시되는 표시면을 포함하는 플렉서블 표시 패널;
    상기 플렉서블 표시 패널에 배치된 터치 스크린;
    상기 터치 스크린 상에 배치된 광학 필름;
    상기 광학 필름 상에 배치되고, 폴리이미드를 포함하며 6.3기가파스칼(GPa) 이상의 모듈러스를 갖는 윈도우 필름 및 상기 윈도우 필름 상의 코팅층을 포함하는 커버 윈도우;
    상기 터치 스크린과 상기 광학 필름 사이의 제1 접착층; 및
    상기 광학 필름과 상기 커버 윈도우 사이의 제2 접착층;
    을 포함하는, 플렉서블 표시 장치로서,
    상기 플렉서블 표시 패널은,
    폴리이미드를 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치되고 다중층을 포함하는 버퍼층;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드; 및
    상기 유기발광다이오드 상에 위치하며, 제1 무기층, 제1 유기층 및 제2 무기층을 포함하는 봉지층;을 더 포함하고,
    상기 코팅층의 두께는 상기 커버 윈도우 두께의 45% 이상인, 플렉서블 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광학 필름은 편광 필름을 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
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