KR102510565B1 - 플렉서블 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 플렉서블 표시장치는 외곽영역에 차단 패턴을 형성하여 크랙의 전파를 차단하는 동시에 표시영역의 어레이 구조를 이웃하는 서브-화소와 다르게 배치함으로써 벤딩 스트레스(bending stress)에 의한 표시영역 내부로 크랙이 전파되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 벤딩 스트레스에 의한 소자 및 패널 내의 결함 발생을 방지함으로써 신뢰성을 개선할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 기존 인프라를 이용하여 플렉서블 표시장치를 위해 크게 구부릴 수 있는(highly bendable) 소자 및 백플레인(backplane) 기술을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

플렉서블 표시장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스틱과 같이 유연한 기판에 구현된 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.

최근의 정보화 사회에서 표시장치는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.

표시장치를 접거나 말아서 넣더라도 손상되지 않는 플렉서블(flexible) 표시장치가 표시장치 분야의 새로운 기술로 떠오를 전망이다.

플렉서블 표시장치는 두루말이 표시장치로 불리는데, 플라스틱과 같이 얇은 기판에 구현되어 종이처럼 접거나 말아도 손상되지 않는 것으로 차세대 표시장치의 하나이다. 현재는 1㎜ 이하로 얇게 만들 수 있는 박막 트랜지스터 액정표시장치나 유기전계발광 표시장치, 또는 전기영동 표시장치가 사용될 수 있다.

액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치이다. 액정표시장치는 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작다.

유기전계발광 표시장치는 자체가 스스로 빛을 내기 때문에 어두운 곳이나 외부 빛이 들어올 때도 시인성이 좋다. 또한, 모바일 표시장치의 성능을 판가름하는 중요한 기준인 응답속도가 빠르기 때문에 완벽한 동영상을 구현할 수 있다. 또한, 유기전계발광 표시장치는 초박형 디자인이 가능해 휴대폰 등 각종 모바일 기기를 슬림(slim)화할 수 있다.

이러한 플렉서블 표시장치의 구현을 위해서는 기판의 유연성 확보가 필요하며, 현재 이러한 기판 유연성 확보를 위해서 기존의 유리기판 대신 플라스틱의 플렉서블 기판을 사용하게 된다.

이하, 유기전계발광 표시장치의 기본적인 구조 및 동작 특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 유기발광다이오드의 발광원리를 설명하는 다이어그램이다.

일반적으로 유기전계발광 표시장치는 도 1과 같이, 유기발광다이오드를 구비한다.

이때, 유기발광다이오드는 화소전극인 양극(anode)(18)과 공통전극인 음극(cathode)(28) 및 이들 사이에 형성된 유기 화합물층(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)으로 구성된다.

그리고, 유기 화합물층(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)은 정공수송층(30b)과 전자수송층(30d) 및 정공수송층(30b)과 전자수송층(30d) 사이에 개재된 발광층(30c)으로 구성된다.

이때, 발광 효율을 향상시키기 위해서 양극(18)과 정공수송층(30b) 사이에 정공주입층(30a)이 개재되며, 음극(28)과 전자수송층(30d) 사이에 전자주입층(30e)이 개재된다.

이렇게 구성되는 유기발광다이오드는 양극(18)과 음극(28)에 각각 양(+)과 음(-)의 전압이 인가되면, 정공수송층(30b)을 통과한 정공과 전자수송층(30d)을 통과한 전자가 발광층(30c)으로 이동되어 엑시톤(exciton)을 형성한다. 그리고, 그 엑시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태, 즉 안정한 상태(stable state)로 천이될 때 빛이 발생된다.

유기전계발광 표시장치는 전술한 구조의 유기발광다이오드를 가지는 서브-화소를 매트릭스 형태로 배열하고 그 서브-화소들을 데이터전압과 스캔전압으로 선택적으로 제어함으로써 화상을 표시한다.

이때, 유기전계발광 표시장치는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식 또는 스위칭소자로써 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 이용하는 능동 매트릭스(active matrix) 방식으로 나뉘어진다. 이 중 능동 매트릭스 방식은 능동소자인 TFT를 선택적으로 턴-온(turn on)시켜 서브-화소를 선택하고 스토리지 커패시터에 유지되는 전압으로 서브-화소의 발광을 유지한다.

이와 같이 구동되는 일반적인 유기전계발광 표시장치는 다수의 TFT와 유기발광다이오드가 형성된 기판과 기판 위에 형성되는 봉지층(encapsulation layer)으로 이루어진다.

이러한 유기전계발광 표시장치를 플렉서블 표시장치로 제작하기 위해서는 통상 유연성을 가지는 재료를 기초로 하여 TFT 어레이와 유기발광다이오드를 형성하게 된다.

플렉서블 표시장치의 기판 재료로는 PET(Polyethylene Terephthalate)이나 PEN 등의 플라스틱, 또는 메탈 포일(metal foil) 등을 적용하며, 유연성을 가지는 TFT 소자 재료로는 유기물(organic)이나 가용성 옥사이드(soluble oxide) 등을 활용할 수 있다.

다만, 아직까지는 무기 소자 및 백플레인(backplane)을 이용한 플렉서블 패널의 제작 시 박형화 및 중립 면 이용 등의 기술 이외에 소자 및 어레이의 구조 변경을 적용하여 유연성을 높이는 기술은 매우 제한적이다.

전술한 바와 같이 플렉서블 표시장치 제작 시, 통상 플렉서블 기판 위에 유기 및 무기 재료를 이용하여 TFT를 제작하고 있으며, 이는 곧 전체적인 유연성 정도가 기판 자체의 유연성에 절대적으로 의존한다는 것을 보여준다. 또한, 소자 형성 전에 기판 자체의 유연성 향상이 전체적인 유연성을 극대화할 수 있는 방법임을 반증한다.

다만, 플렉서블 기판 위에 소자를 제작할 때, 또는 제작 후 기판의 연속적인 벤딩 이후 발생하는 물리적인 스트레스는 기판 전체에 영향을 준다. 이는 다시 TFT 어레이 및 유기발광다이오드의 각 층에 스트레스로 작용하여 크랙 등 소자 내에 물리적인 결함을 발생시킬 수 있는 요인으로 작용한다.

즉, 기존 방법은 일정 정도의 벤딩 스트레스에 유연할 수 있는 백플레인을 제공할 수는 있으나, 극도의 벤딩 스트레스에 대한 소자의 신뢰성의 확보가 어렵다는 단점을 내재하고 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 패널 및 백플레인 벤딩 시 발생하는 기계적인 스트레스에 의한 소자 및 패널 내의 결함 발생을 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치를 제공하는데 목적이 있다.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 기판의 비표시영역의 외곽에 배치되어 크랙 발생 시 크랙의 전파를 차단하는 다수의 차단 패턴 및 상기 서브-화소에 구비되되, 이웃하는 서브-화소와 다른 배치를 가지는 TFT와 전계발광(EL)영역을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 차단 패턴은 다수의 열을 구성하도록 배치될 수 있다.

이때, 상기 차단 패턴은 이웃하는 열의 차단 패턴에 대해 엇갈리게 배치될 수 있다.

홀수 번째 열의 차단 패턴 및 짝수 번째 열의 차단 패턴 각각은 동일한 배치를 이루며, 상기 홀수 번째 열의 차단 패턴과 상기 짝수 번째 열의 차단 패턴이 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.

상기 차단 패턴은 열을 구성하지 않고 무작위로 배치될 수 있다.

상기 차단 패턴은 앞 열의 차단 패턴들 사이의 공간에 대응하는 위치에 뒤 열의 차단 패턴들이 배치될 수 있다.

상기 차단 패턴은 상기 TFT를 구성하는 게이트 배선이나 데이터 배선과 동일 층상에 동일 물질로 이루어질 수 있다.

상기 서브-화소는, 홀수 번째 열의 서브-화소의 게이트전극이 홀수 번째 행의 게이트라인에 연결되도록 구성되며, 짝수 번째 열의 서브-화소의 게이트전극이 짝수 번째 행의 게이트라인에 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 EL영역은 짝수 번째 열의 EL영역이 홀수 번째 열의 EL영역에 대해 뒤집어진 형태를 가질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 백플레인 제작 후 벤딩 스트레스(bending stress)에 의한 표시영역 내부로 크랙이 전파되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은, 벤딩 스트레스에 의한 소자 및 패널 내의 결함 발생을 방지함으로써 신뢰성을 개선할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 기존 인프라를 이용하여 플렉서블 표시장치를 위해 크게 구부릴 수 있는(highly bendable) 소자 및 백플레인 기술을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 일반적인 유기발광다이오드의 발광원리를 설명하는 다이어그램.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 예로 들어 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도.
도 4는 모기판에 플렉서블 표시장치용 패널이 다수 배치되는 상태를 예시적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어, 유기 화합물층의 구조를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면 구조 일부를 개략적으로 보여주는 도면.
도 8은 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어, 외곽영역의 일부(E1)를 예시적으로 보여주는 평면도.
도 9a 및 도 9b는 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어, 표시영역의 일부(E2)에 대한 회로구성들을 예시적으로 보여주는 도면.
도 10은 플렉서블 표시장치의 서브-화소에 대한 회로 구성을 보여주는 예시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용 시, 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서 상부발광(top emission) 방식의 유기전계발광 표시장치는 유기발광다이오드에서 발광된 빛이 유기전계발광 표시장치 상부로 방출되는 유기전계발광 표시장치를 의미하는 것이다. 이는 유기발광다이오드에서 발광된 빛이 유기전계발광 표시장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성된 기판의 상면 방향으로 방출되는 유기전계발광 표시장치를 의미한다.

본 명세서에서 하부발광(bottom emission) 방식의 유기전계발광 표시장치는 유기발광다이오드에서 발광된 빛이 유기전계발광 표시장치 하부로 방출되는 유기전계발광 표시장치를 의미하는 것이다. 이는 유기발광다이오드에서 발광된 빛이 유기전계발광 표시장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성된 기판의 하면 방향으로 방출되는 유기전계발광 표시장치를 의미한다.

본 명세서서 플렉서블 표시장치는 연성이 부여된 표시장치를 의미하는 것으로서, 굽힘이 가능한(bendable) 표시장치, 롤링이 가능한(rollable) 표시장치, 깨지지 않는(unbreakable) 표시장치, 접힘이 가능한(foldable) 표시장치 등과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 유기전계발광 표시장치는 다양한 플렉서블 표시장치 중 하나의 예이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 예로 들어 보여주는 블록도이다. 이때, 도 2는 플렉서블 표시장치로 유기전계발광 표시장치를 예로 들고 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에는 영상처리부(115), 데이터변환부(114), 타이밍제어부(113), 데이터구동부(112), 게이트구동부(111) 및 표시패널(116)이 포함될 수 있다.

영상처리부(115)는 RGB 데이터신호(RGB)를 이용하여 평균화상레벨에 따라 최대 휘도를 구현하도록 감마전압을 설정하는 등 다양한 영상처리를 수행한 후 RGB 데이터신호(RGB)를 출력한다. 영상처리부(115)는 RGB 데이터신호(RGB)는 물론 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DES) 및 클럭신호(CLK) 중 하나 이상을 포함하는 구동신호를 출력한다.

타이밍제어부(113)는 영상처리부(115) 또는 데이터변환부(114)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DES) 및 클럭신호(CLK) 중 하나 이상을 포함하는 구동신호를 공급받는다. 타이밍제어부(113)는 구동신호에 기초하여 게이트구동부(111)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GCS)와 데이터구동부(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 출력한다.

타이밍제어부(113)는 게이트 타이밍 제어신호(GCS)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)에 대응하여 데이터신호(DATA)를 출력한다.

데이터구동부(112)는 타이밍제어부(113)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DCS)에 응답하여 타이밍제어부(113)로부터 공급되는 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치(latch)하여 감마 기준전압으로 변환하여 출력한다. 데이터구동부(112)는 데이터라인들(DL1 ~ DLm)을 통해 변환된 데이터신호(DATA)를 출력한다. 데이터구동부(112)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성된다.

게이트구동부(111)는 타이밍제어부(113)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트 시키면서 게이트신호를 출력한다. 게이트구동부(111)는 게이트라인들(GL1 ~ GLn)을 통해 게이트신호를 출력한다. 게이트구동부(111)는 IC 형태로 형성되거나 표시패널(116)에 게이트-인-패널(Gate In Panel; GIP) 방식으로 형성된다.

표시패널(116)은 일 예로, 적색 서브-화소(SPr)와, 녹색 서브-화소(SPg) 및 청색 서브-화소(SPb)를 포함하는 서브-화소 구조로 구현될 수 있다. 즉, 하나의 화소(P)는 RGB 서브-화소(SPr, SPg, SPb)로 이루어진다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 백색 서브-화소를 포함할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 이때, 도 3은 연성 회로기판이 체결된 상태의 유기전계발광 표시장치를 예로 들어 보여주고 있다. 또한, 도 3은 벤딩 되지 않는 상태의 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 보여준다.

도 4는 모기판에 플렉서블 표시장치용 패널이 다수 배치되는 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 예시적으로 보여주는 단면도로써, A-A선에 따라 절단한 단면을 예시적으로 보여준다. 이때, 도 5에는 편의상 기판 위에 발광층만이 구비된 상태를 예시적으로 보여주고 있다.

도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치에 있어, 유기 화합물층의 구조를 예시적으로 보여주는 단면도이다.

그리고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면 구조 일부를 개략적으로 보여주는 도면으로써, 표시영역과, 비표시영역 및 외곽영역의 일부 단면이 도시되어 있다. 표시영역은 평면상에서 볼 때 다수의 서브-화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있는데, 각 서브-화소는 적색을 발광하는 적색 서브-화소와, 녹색을 발광하는 녹색 서브-화소 및 청색을 발광하는 청색 서브-화소를 포함할 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 하나의 서브-화소의 단면 구조만을 예로 들어 도시하고 있다.

또한, 도 7에서는 비표시영역 이외에 외곽영역을 따로 도시하고 있으며, 외곽영역이 비표시영역보다 더 넓은 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 실제로는 외곽영역은 비표시영역보다 상당히 좁은 영역에 해당할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 크게 영상을 표시하는 패널(100)과 패널(100)에 연결되는 연성 회로기판(150)을 포함한다.

패널(100)은 기판(101) 위에 구비되며, 액티브영역(AA)과 패드영역(PA)으로 구분되는 패널부(110) 및 액티브영역(AA)의 일부를 덮으면서 패널부(110) 위에 구비되는 박막 봉지층(140)을 포함한다.

액티브영역(AA)은 다수의 서브-화소들이 배치되어 실제로 영상을 표시하는 표시영역(display area)(DA)과 표시영역(DA)의 외곽에 형성되어 외부로부터 인가되는 신호를 표시영역(DA)에 전달하는 비표시영역(non-display area)(NA)으로 구분할 수 있다. 이때, 박막 봉지층(140)은 표시영역(DA)과 비표시영역(NA) 일부를 덮으면서 패널부(110) 위에 형성될 수 있다.

이때, 박막 봉지층(140)에 의해 덮이지 않고 노출되는 패널부(110)는 패드가 형성되는 패드부(PA)를 구성한다.

비표시영역(NA)은 표시영역(DA) 주변 또는 에지부에 위치하고, 화상을 표시하기 위한 다양한 회로들이 배치되므로 주변영역, 주변회로영역, 에지영역, 또는 베젤영역으로도 지칭될 수 있다.

즉, 비표시영역(NA)에는 화상을 표시하지 않는 다양한 구성요소(elements)들이 배치될 수 있다.

비표시영역(NA)에 배치되는 구성요소들로는 게이트 드라이버 IC 또는 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 IC 및 구동회로부 등이 포함될 수 있다. 여기서, 다양한 IC 및 구동회로부는 기판(101)에 GIP(Gate in Panel)로 실장 되거나, TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip on Film) 방식으로 기판(101)에 연결될 수 있다.

기판(101)은 가요성 있는 플렉서블 기판일 수 있다. 이때, 플렉서블 기판은 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱을 소재로 사용할 수 있다.

일 예로, 기판(101)은 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 필름 형태일 수 있다. 구체적으로, 기판(101)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리실란(polysilane), 폴리실록산(polysiloxane), 폴리실라잔(polysilazane), 폴리카르보실란(polycarbosilane), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리메틸아크릴레이트(polymethylacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate), 폴리에틸아크릴레이트(polyethylacrylate), 폴리에틸메타크릴레이트(polyethylmetacrylate), 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC), 사이클릭 올레핀 폴리머(COP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리스타이렌(PS), 폴리아세탈(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에스테르설폰(PES), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 퍼플루오로알킬 고분자(PFA), 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머(SAN) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.

다만, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 가요성 있는 다양한 소재가 사용될 수 있다.

도 3에서는 기판(101)이 직육면체 형상인 것으로 도시하였으나, 기판(101)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.

화상이 기판(101)방향으로 구현되는 하부발광 방식의 경우 기판(101)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나, 화상이 기판(101)의 반대방향으로 구현되는 상부발광 방식의 경우 기판(101)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 기판(101)을 형성할 수 있다. 금속으로 기판(101)을 형성할 경우, 기판(101)은 탄소, 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴 및 스테인레스스틸로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

기판(101)의 상면에는 패널부(110)가 배치된다. 본 명세서에서 언급되는 패널부(110)라는 용어는 유기발광다이오드 및 이를 구동하기 위한 TFT 어레이를 통칭하는 것으로, 화상을 표시하는 액티브영역(AA)과 화상을 표시하기 위한 패드영역(PA)을 함께 의미하는 것이다. 또한, 기판(101)과 기판(101) 위에 구비되는 TFT 어레이를 백플레인으로 통칭할 수 있다.

이때, 도시하지 않았지만, 액티브영역(AA)에는 화소들이 매트릭스 형태로 배치되며, 액티브영역(AA)의 외측에는 화소들을 구동시키기 위한 스캔 드라이버와 데이터 드라이버 등의 구동소자 및 기타 부품들이 위치한다.

기판(101) 상면에는 패널부(110)의 일부를 덮도록 박막 봉지층(140)이 형성된다. 패널부(110)에 포함된 유기발광다이오드는 유기물로 구성되어 외부의 수분이나 산소에 의해 쉽게 열화 된다. 따라서, 이러한 유기발광다이오드를 보호하기 위해 패널부(110)를 밀봉해야 한다. 박막 봉지층(140)은 패널부(110)를 밀봉하는 수단으로 다수의 무기막들 및 유기막들을 교번 하여 적층한 구조를 갖는다. 이렇게 패널부(110)를 밀봉 기판이 아닌 박막 봉지층(140)으로 밀봉함으로써 유기전계발광 표시장치의 박형화 및 플렉서블화가 가능하다.

이때, 박막 봉지층(140)에 의해 덮이지 않고 노출되는 부분은 전술한 패드영역(PA)을 구성한다.

이렇게 구성된 패널(100)의 패드영역(PA)에는 칩-온-글라스(Chip On Glass; COG) 방식으로 집적회로 칩(미도시)이 실장(mount)될 수 있다.

연성 회로기판(150)에는 구동 신호를 처리하기 위한 전자 소자(미도시)들이 칩-온-필름(Chip On Film; COF) 방식으로 실장되고, 외부 신호를 연성 회로기판(150)으로 전송하기 위한 커넥터(미도시)가 설치될 수 있다.

이러한 연성 회로기판(150)은 패널(100)의 뒤쪽으로 접혀 연성 회로기판(150)이 패널(100)의 배면과 마주하도록 구성할 수 있다. 이때, 패널부(110)의 단자부와 연성 회로기판(150)의 접속부가 서로 전기적으로 접속하기 위하여 이방성 도전필름(미도시)을 이용할 수 있다.

이렇게 구성된 플렉서블 표시장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 대면적의 모기판(200)에 형성될 수 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판(200)에 다수의 표시영역(DA)이 정의되고, 표시영역(DA) 각각에 TFT 어레이 및 유기발광다이오드가 형성될 수 있다. 이후, 대면적의 모기판(200)은 스크라이브 라인(SL)을 따라 절단되어 다수의 패널(100)로 분리될 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 비표시영역(NA), 즉 패널(100) 외곽의 외곽영역에 차단 패턴을 형성하여 크랙의 전파를 일차적으로 차단하는 동시에 표시영역(DA)의 어레이 구조를 이웃하는 서브-화소와 다르게 배치하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 백플레인 제작 후 벤딩 스트레스(bending stress)에 의한 표시영역(DA) 내부로 크랙이 전파되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 플렉서블 백플레인 제작 시 외곽영역에 차단 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이때, 차단 패턴은 앞 열의 차단 패턴들 사이의 공간에 대응하는 위치에 뒤 열의 차단 패턴들이 배치되는 등의 배치를 통해 크랙의 전파를 차단할 수 있다. 이는 플렉서블 기판(101) 위에 소자를 제작할 때, 또는 제작 후 기판(101)의 연속적인 벤딩으로 기계적인 응력이 인가될 때 스크라이브 라인(SL)으로부터 비표시영역(NA) 및 표시영역(DA) 내부로 크랙이 전파되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 표시영역(DA)에 어레이 구조를 이웃하는 서브-화소와 다르게 배치하여 표시영역(DA) 내부에서의 패턴 규칙성에 따라 전파되는 크랙 진행을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이 표시영역(DA) 내의 각각의 화소는 적색과, 녹색 및 청색 서브-화소를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 각각의 서브-화소는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드와 전기적으로 연결된 전자 소자를 포함한다. 전자 소자는 적어도 2개 이상의 TFT, 스토리지 커패시터 등을 포함할 수 있다. 전자 소자는 배선들과 전기적으로 연결되어 패널부 외부의 구동소자로부터 전기적인 신호를 전달받아 구동한다. 이렇게 유기발광다이오드와 전기적으로 연결된 전자 소자 및 배선들의 배열을 TFT 어레이라 지칭한다.

도 7에서는 각 서브-화소별로 유기발광다이오드와 유기발광다이오드를 구동하는 구동 TFT만 도시되어 있는데, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명은 도시된 바에 한정되지 않으며, 다수의 TFT, 스토리지 커패시터 및 각종 배선들이 더 포함될 수 있다.

도 7에 도시된 TFT는 탑 게이트(top gate) 방식이고, 액티브층(124)과, 게이트전극(121) 및 소오스/드레인전극(122, 123)을 순차적으로 포함한다. 본 발명은 도시된 TFT의 탑 게이트 방식에 한정되지 않고, 다양한 방식의 TFT가 채용될 수 있다.

TFT는 기본적으로 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터를 포함한다.

도시하지 않았지만, 스위칭 트랜지스터는 스캔라인과 데이터라인에 연결되고, 스캔라인에 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터라인에 입력되는 데이터 전압을 구동 트랜지스터로 전송한다. 스토리지 커패시터는 스위칭 트랜지스터와 전원 라인에 연결되며, 스위칭 트랜지스터로부터 전송 받은 전압과 전원라인에 공급되는 전압의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.

구동 트랜지스터는 전원 라인과 스토리지 커패시터에 연결되어 스토리지 커패시터에 저장된 전압과 문턱 전압의 차이의 제곱에 비례하는 출력 전류를 유기발광다이오드로 공급하고, 유기발광다이오드는 출력 전류에 의해 발광한다.

구동 트랜지스터는 액티브층(124)과, 게이트전극(121) 및 소오스/드레인전극(122, 123)을 포함하며, 유기발광다이오드의 제 1 전극(118)이 구동 트랜지스터의 드레인전극(123)에 연결될 수 있다.

즉, 구동 트랜지스터는 기판(101) 위에 형성된 버퍼층(115a)과, 버퍼층 위에 형성된 액티브층(124) 및 액티브층(124)이 형성된 기판(101) 위에 형성된 제 1 절연층(115b)을 포함한다. 또한, 제 1 절연층(115b) 위에 형성된 게이트전극(121) 및 게이트전극(121)이 형성된 기판(101) 위에 형성된 제 2 절연층(115c)을 포함한다. 또한, 제 2 절연층(115c) 위에 형성되어 제 1 콘택홀을 통해 액티브층(124)의 소오스/드레인영역과 전기적으로 접속하는 소오스/드레인전극(122, 123)을 포함한다.

이때, 버퍼층(115a)은 단층이나 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있으며, 기판(101)으로부터 유출되는 알칼리 이온과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 TFT를 보호하기 위해서 형성될 수 있다.

액티브층(124)은 산화물 반도체로 형성할 수 있다.

산화물 반도체를 이용하여 액티브층(124)을 형성하는 경우 높은 이동도와 정전류 테스트 조건을 만족하는 한편 균일한 특성이 확보되어 대면적 디스플레이에 적용 가능한 장점을 가지고 있다.

또한, 최근 투명 전자회로에 관심과 활동이 집중되고 있는데, 산화물 반도체를 액티브층(124)으로 적용한 산화물 TFT는 높은 이동도를 가지는 한편 저온에서 제작이 가능함에 따라 투명 전자회로에 사용될 수 있는 장점이 있다.

다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 액티브층(124)은 비정질 실리콘막이나 비정질 실리콘을 결정화한 다결정 실리콘막, 또는 유기물 반도체 등으로 구성될 수 있다.

게이트전극(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금(Al alloy) 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti)과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 그러나, 이들은 물리적 성질이 다른 2개의 도전막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다.

제 1 절연층(115b)과 제 2 절연층(115c)은 실리콘질화막(SiNx)이나 실리콘산화막(SiO₂)과 같은 무기절연물질로 이루어진 단일 층, 또는 실리콘질화막과 실리콘산화막으로 이루어진 이중의 층으로 이루어질 수 있다.

소오스전극(122)과 드레인전극(123)은 알루미늄이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 그러나, 이들은 물리적 성질이 다른 2개의 도전막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다.

다만, 이러한 TFT의 구성은 전술한 예에 한정되지 않으며 다양하게 변형 가능하다.

이렇게 구성된 구동 트랜지스터가 형성된 기판(101) 위에는 제 3 절연층(115d)이 형성되며, 제 3 절연층(115d)은 실리콘질화막이나 실리콘산화막과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다.

이때, 제 3 절연층(115d) 위에는 소정의 유기 절연물질로 이루어진 평탄화층(115e)이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제 3 절연층(115d)이 평탄화층(115e)의 역할을 할 수도 있다.

구동 트랜지스터의 드레인전극(123)은 제 3 절연층(115d)과 평탄화층(115e)에 형성된 제 2 컨택홀을 통해 제 1 전극(118)과 전기적으로 접속된다.

그리고, 평탄화층(115e) 상부의 서브-화소들의 경계에는 뱅크(115f)가 형성될 수 있다. 뱅크(115f)는 각각의 서브-화소를 구획하여 인접하는 서브-화소에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 유기발광다이오드는 제 1 전극(118)과, 유기 화합물층(130) 및 제 2 전극(128)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 유기 화합물층(130)은 실제 발광이 이루어지는 발광층(130c) 이외에 정공 또는 전자의 캐리어를 발광층(130c)까지 효율적으로 전달하기 위한 다양한 유기층(130a, 130b, 130d, 130e)들을 더 포함할 수 있다.

유기층(130a, 130b, 130d, 130e)들은 제 1 전극(118)과 발광층(130c) 사이에 위치하는 정공주입층(130a) 및 정공수송층(130b), 제 2 전극(128)과 발광층(130c) 사이에 위치하는 전자주입층(130e) 및 전자수송층(130d)을 포함할 수 있다.

이와 같이 TFT 어레이가 구비된 기판(101) 위에 제 1 전극(118)이 형성되며, 제 1 전극(118) 위에는 순차적으로 유기 화합물층(130) 및 제 2 전극(128)이 적층될 수 있다.

발광층(130c)은 전계발광(Electro Luminescence; EL)에 의해 발광하는 유기 재료 및/또는 무기 나노 입자를 가지는 EL 발광층이며, 제 1 전극(118)과 제 2 전극(128) 사이에 개재된다. 일 예로, 뱅크(115f)에 의해 구획되는 서브-화소 영역은 특정 컬러의 광이 방출되는 EL영역이라 할 수 있다.

발광층(130c)은 단층이나 2층 이상의 다중층으로 구성될 수 있다.

발광층(130c)은 적색과, 녹색 및 청색 서브-화소에 대응하여 각각 적색과, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 적색과, 녹색 및 청색 발광층(130cr, 130cg, 130cb)으로 구성될 수 있다.

이때, EL 재료로는 유기 재료, 또는 무기 재료가 있으며, 유기 EL 재료를 이용하는 경우에는 고분자 계의 유기 EL 재료, 또는 저분자 계의 유기 EL 재료가 있다. 유기 EL 재료는 1종, 또는 2종 이상의 호스트 재료와 발광성 화합물인 발광 재료를 포함할 수 있다.

그리고, 제 1 전극(118)과 제 2 전극(128)은 EL 재료를 갖는 발광층(130c)에 정공과 전자를 공급하기 위한 전극이다.

제 1 전극(118)은 양극으로서 금속, 도전성 산화물, 도전성 고분자 등의 박막이 이용될 수 있다. 일 예로, 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명 도전막과, 금, 크롬과 같은 홀 주입성이 양호한 일 함수가 큰 금속 및 폴리 아닐린, 폴리 아세틸렌, 폴리 알킬 티오펜 유도체, 폴리실란 유도체와 같은 도전성 고분자 등을 들 수 있다.

제 2 전극(128)은 음극으로서 금속, 도전성 산화물, 도전성 고분자 등의 박막이 이용될 수 있다. 일 예로, MgAg 등의 마그네슘 합금, AlLi, AlCa, AlMg 등의 알루미늄 합금, Li, Ca를 시작으로 하는 알칼리 금속류, 알칼리 금속류의 합금과 같은 전자 주입성이 양호한 일 함수가 작은 금속 등을 들 수 있다.

이러한 구조를 기반으로 유기발광다이오드는 제 1 전극(118)에서 주입되는 정공과 제 2 전극(128)에서 주입되는 전자가 각각의 수송을 위한 수송층을 경유하여 발광층(130c)에서 결합한 후 낮은 에너지 준위로 이동하면서 발광층(130c)에서의 에너지 차에 해당하는 파장의 빛을 생성하게 된다.

유기 화합물층(130)은 뱅크(115f) 사이의 제 1 전극(118) 위에 아일랜드(island) 형태로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 발광층(130c) 이외의 유기층(130a, 130b, 130d, 130e)들은 FMM(Fine Metal Mask)을 사용하지 않고 기판(101) 전면에 증착될 수 있다.

제 2 전극(128)이 형성된 표시영역(DA)의 기판(101) 상부에는 다층으로 구성된 박막 봉지층(140)이 형성될 수 있다.

패널부에 포함된 유기발광다이오드는 유기물로 구성되어 외부의 수분이나 산소에 의해 쉽게 열화 된다. 따라서, 이러한 유기발광다이오드를 보호하기 위해 패널부를 밀봉해야 한다. 박막 봉지층(140)은 패널부를 밀봉하는 수단으로 다수의 무기막들 및 유기막들을 교번 하여 적층한 구조를 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이렇게 패널부를 밀봉 기판이 아닌 박막 봉지층(140)으로 밀봉함으로써 하이브리드 표시장치의 박형화 및 플렉서블화가 가능하다.

이때, 박막 봉지층(140)에 의해 덮이지 않고 노출되는 부분은 전술한 패드영역을 구성하게 된다.

박막 봉지층(140)을 구체적으로 설명하면, 일 예로 유기발광다이오드가 형성된 기판(101) 상부에는 봉지수단으로 1차 보호막(140a)과 유기막(140b) 및 2차 보호막(140c)이 차례대로 형성되어 박막 봉지층(140)을 구성한다. 다만, 전술한 바와 같이 박막 봉지층(140)을 구성하는 무기막들과 유기막들의 수는 이에 한정되지 않는다.

본 발명은 패널부를 밀봉하는 방식으로 전술한 페이스 실(Face Seal) 방식 이외에 메탈캔(Metal Can) 봉지, 유리캔(Glass Can) 봉지, 또는 박막 봉지(Thin Film Encapsulation; TFE) 등을 사용할 수 있다.

그리고, 2차 보호막(140c)을 포함하는 기판(101) 전면에는 봉지를 위해 다층으로 이루어진 보호필름(145)이 대향하여 위치하게 되며, 기판(101)과 보호필름(145) 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 점착제(146)가 개재될 수 있다.

이때, 보호필름(145)은 커버 글라스로 구성될 수 있다.

보호필름(145) 위에는 외부로부터 입사된 광의 반사를 막기 위한 원형 편광판(150)이 부착될 수 있다.

기판(101) 상에는 패드부(116)가 형성될 수 있다. 패드부(116)는 표시영역(DA)의 기판(101)에 형성될 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해, 패드부(116)가 표시영역(DA)의 기판(101)에서 제 1 절연층(115b) 위에 형성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 패드부(116)는 기판(101) 위에, 또는 버퍼층(115a) 위에 형성될 수도 있다.

패드부(116)는 게이트라인과 그 게이트라인에 게이트 신호를 인가하는 게이트 드라이버 IC를 연결하기 위한 구성으로, 게이트전극(121)과 동일 층상에 동일 물질로 형성할 수 있다. 다른 실시예로 패드부(116)가 데이터라인과 그 데이터라인에 데이터 신호를 인가하는 데이터 드라이버 IC를 연결하기 위한 구성인 경우, 패드부(116)는 소오스전극(122) 및 드레인전극(123)과 동일 층상에 동일 물질로 형성될 수 있다.

다음으로, 비표시영역(NA)의 기판(101)에는 배선(126)이 형성될 수 있다. 배선(126)은 표시영역(DA)의 패드부(116)와 비표시영역(NA)의 구동회로부 또는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC를 전기적으로 연결하여 신호를 전달할 수 있다. 도 7에서는 배선(126)이 소오스전극(122) 및 드레인전극(123)과 동일한 물질로 형성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 배선(126)은 게이트전극(121)과 동일 물질로 형성할 수도 있으며, 패드부(116)와 동일 층상에 일체로 형성될 수도 있다.

배선(126)은 다른 배선 패턴(116p)에 연결될 수 있다. 배선 패턴(116p)은 게이트전극(121)과 동일 층상에 동일 물질로 형성할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 비표시영역(NA) 외측의 외곽영역(EA)에 다수의 차단 패턴(160)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 7에서는 설명의 편의를 위해, 차단 패턴(160)이 외곽영역(EA)의 기판(101)에서 버퍼층(115a) 위에 형성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 차단 패턴(160)은 기판(101) 위에, 또는 제 1 절연층(115b)이나 제 2 절연층(115c) 위에 형성될 수도 있다.

차단 패턴(160)은 게이트 배선, 즉 게이트전극(121) 및 게이트라인과 동일 층상에 동일 물질로 형성할 수 있다. 다른 실시예로 차단 패턴(160)은 데이터 배선, 즉 소오스전극(122)과, 드레인전극(123) 및 데이터라인과 동일 층상에 동일 물질로 형성될 수도 있다.

차단 패턴(160)과, 배선(126) 및 배선 패턴(116p)은 제 3 절연층(115d)에 의해 보호될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 차단 패턴(160)은 벤딩 스트레스에 의한 크랙이 표시영역(DA) 내부로 전파되는 것을 효과적으로 차단하기 위해 이웃하는 열에 대해 엇갈리게 배치되거나 불규칙하게 배치될 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8은 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어, 외곽영역의 일부(E1)를 예시적으로 보여주는 평면도이다.

반면에, 도 9a 및 도 9b는 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어, 표시영역의 일부(E2)에 대한 회로구성을 예시적으로 보여주는 평면도이다.

그리고, 도 10은 플렉서블 표시장치의 서브-화소에 대한 회로 구성을 보여주는 예시도이다.

이때, 도 9a와, 도 9b 및 도 10에 도시된 서브-화소는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터 및 유기발광다이오드를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성된 경우를 예로 들고 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보상회로가 추가된 경우에는 3T1C, 4T2C, 5T2C 등 다양하게 구성될 수 있다.

먼저, 도 8을 참조하면, 스크라이브 라인(SL)으로부터 전파되는 크랙(도시된 화살표 참조)은 본 발명의 실시예에 따라 외곽영역(EA)에 배치된 차단 패턴(160)에 의해 일차적으로 차단될 수 있다.

전술한 바와 같이 플렉서블 기판 위에 소자를 제작할 때, 또는 제작 후 기판 자체에 가해지는 물리적인 벤딩 스트레스는 소자 내에 결함을 발생시킬 수 있는 요인으로 작용한다. 즉, 플렉서블 기판 위에 무기 소자를 형성한 후에 연속적인 벤딩 스트레스의 인가 시 무기막의 크랙 및 이로 인한 소자 불량을 유발할 수 있다. 이는 곧 플렉서블 표시장치의 소자 및 패널 신뢰성 측면에서 벤딩 스트레스에 보다 강건한(robust) 특성을 확보할 수 있는 플렉서블 표시장치가 필요함을 시사한다.

이에 본 발명에서는 플렉서블 기판 위에 소자 제작 시, TFT의 성능을 유지하며 벤딩 스트레스에 의한 백플레인 결함 발생을 최소화할 수 있는 방안으로 외곽영역(EA)에 크랙의 전파를 차단하는 차단 패턴(160)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 차단 패턴(160)은 이웃하는 열에 대해 엇갈리게 배치되거나, 앞 열의 차단 패턴(160)들 사이의 공간에 대응하는 위치에 뒤 열의 차단 패턴(160)들이 배치될 수 있다. 또한, 차단 패턴(160)은 열을 구성하지 않고 무작위로 배치될 수도 있다.

즉, 본 출원인은 벤딩 스트레스에 의한 크랙이 스크라이브 라인(SL)으로부터 GIP를 포함하는 비표시영역(NA) 및 표시영역(DA) 내부로 전파되는 현상을 관찰하였다. 따라서, 본 발명은 이를 차단 패턴(160)을 통해 억제하여 백플레인 내부의 기계적인 스트레스에 의한 손상을 최소화하기 위한 것이다.

전술한 바와 같이 이러한 차단 패턴(160)은 다수의 열을 구성하도록 배치될 수 있다. 또한, 차단 패턴(160)은 이웃하는 열의 차단 패턴(160)에 대해 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.

이때, 도 8에서는 홀수 번째 열의 차단 패턴(160) 및 짝수 번째 열의 차단 패턴(160) 각각이 서로 동일한 배치를 이루며, 홀수 번째 열의 차단 패턴(160)과 짝수 번째 열의 차단 패턴(160)이 서로 엇갈리게 배치되는 것을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

차단 패턴(160)은 열을 구성하지 않도록 무작위로 배치될 수 있으며, 또는 불규칙하게 배치될 수 있다.

또한, 차단 패턴(160)은 홀수 번째 열의 차단 패턴(160) 및 짝수 번째 열의 차단 패턴(160) 각각이 서로 다른 배치를 이룰 수도 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 차단 패턴(160)은 앞 열의 차단 패턴(160)들 사이의 공간에 대응하는 위치에 뒤 열의 차단 패턴(160)들이 배치되어 크랙의 전파를 차단, 또는 감소시킬 수 있기만 하면, 어떠한 배치라도 가능하다.

또한, 본 출원인은 크랙의 전파가 표시영역(DA) 내부의 패턴의 규칙성에 따라 보다 쉽게 전파되는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 표시영역(DA) 내부의 서브-화소 구조를 비규칙적이거나 불규칙적으로 배치하는 것을 제안한다.

도 9a와, 도 9b 및 도 10을 참조하면, 플렉서블 표시장치로 유기전계발광 표시장치는 제 1 방향으로 배열된 게이트라인(GL) 및 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 서로 이격하여 배열된 데이터라인(DL)과 구동 전원라인(VDDL)에 의해 서브-화소(P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24)가 정의된다.

하나의 서브-화소(P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24)에는 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터(Cst), 보상회로(CC) 및 유기발광다이오드(OLED)가 포함될 수 있다.

유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DR)에 의해 형성된 구동 전류에 따라 빛을 발광하도록 동작한다.

스위칭 트랜지스터(SW)는 게이트라인(GL)을 통해 공급된 게이트신호에 응답하여 데이터라인(DL)을 통해 공급되는 데이터신호가 커패시터(Cst)에 데이터전압으로 저장되도록 스위칭 동작한다.

구동 트랜지스터(DR)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터전압에 따라 구동 전원라인(VDDL)과 그라운드배선(GND) 사이로 구동 전류가 흐르도록 동작한다.

보상회로(CC)는 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압 등을 보상한다. 보상회로(CC)는 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터로 구성될 수 있다. 보상회로(CC)의 구성은 매우 다양한바 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 전술한 바와 같이 표시영역(DA)에 어레이 구조를 이웃하는 서브-화소와 다르게 배치하여 표시영역(DA) 내부에서의 패턴 규칙성에 따라 전파되는 크랙 진행을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

일 예로, 도 9a를 참조하면, 첫 번째 열의 서브-화소(P11, P21)의 게이트전극은 제 1 게이트라인(GL)에 연결되도록 구성하는 반면에 두 번째 열의 서브-화소(P12, P22)의 게이트전극은 제 2 게이트라인(GL)에 연결되도록 구성할 수 있다. 다음으로, 세 번째 열의 서브-화소(P13, P23)의 게이트전극은 제 1 게이트라인(GL)에 연결되도록 구성하는 반면에 네 번째 열의 서브-화소(P14, P24)의 게이트전극은 제 2 게이트라인(GL)에 연결되도록 구성할 수 있다.

즉, 홀수 번째 열의 서브-화소(P11,P21, P13,P23)는 홀수 번째 행의 게이트라인(GL)에 게이트전극이 연결되도록 구성하며, 짝수 번째 열의 서브-화소(P12,P22, P14,P24)는 짝수 번째 행의 게이트라인(GL)에 게이트전극이 연결되도록 구성할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 홀수 번째 열의 서브-화소(P11,P21, P13,P23)는 짝수 번째 행의 게이트라인(GL)에 게이트전극이 연결되도록 구성하며, 짝수 번째 열의 서브-화소(P12,P22, P14,P24)는 홀수 번째 행의 게이트라인(GL)에 게이트전극이 연결되도록 구성할 수도 있다.

이 경우 짝수 번째 열의 전계발광(electroluminescence; EL)영역이 홀수 번째 열의 EL영역에 대해 뒤집어진 형태를 가질 수 있다.

다른 예로, 도 9b를 참조하면, 같이 표시영역(DA)에 어레이 구조가 엇갈리게 배치, 즉 가로 방향으로 지그재그 형태로 배치될 수도 있다.

이 경우 게이트라인(GL)이 가로 방향으로 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이때, 도 9b에는 짝수 번째 열의 TFT와 EL영역이 홀수 번째 열의 TFT와 EL영역에 대해 뒤집어진 형태가 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 짝수 번째 열과 홀수 번째 열의 TFT와 EL영역이 서로 동일한 형태를 가질 수도 있다.

다만, 본 발명에 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 표시영역(DA) 내부의 서브-화소(P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24) 구조, 일 예로 TFT와 EL영역을 비규칙적이거나 불규칙적으로 배치하는 어떠한 경우라도 적용 가능하다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

101 : 기판 160 : 차단 패턴
DA : 표시영역 DL : 데이터라인
DR : 구동 트랜지스터 EA : 외곽영역
GL : 게이트라인 NA : 비표시영역
P11,P12,P13,P14,P21,P22,P23,P24 : 서브-화소
SL : 스크라이브 라인 SW : 스위칭 트랜지스터
VDDL : 구동 전원라인

Claims (9)

1. 다수의 서브-화소로 구성된 표시영역(display area)과 상기 표시영역 주위의 비표시영역으로 구분되는 기판;
   상기 기판의 비표시영역의 외곽에 배치되어 크랙 발생 시 크랙의 전파를 차단하는 다수의 차단 패턴; 및
   상기 서브-화소에 구비되되, 이웃하는 서브-화소와 다른 배치를 가지는 TFT와 전계발광(electroluminescence; EL)영역을 포함하고,
   상기 EL영역은 짝수 번째 열의 EL영역이 홀수 번째 열의 EL영역에 대해 뒤집어진 형태를 가지는 플렉서블 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차단 패턴은 다수의 열을 구성하도록 배치되는 플렉서블 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 차단 패턴은 이웃하는 열의 차단 패턴에 대해 서로 엇갈리게 배치되는 플렉서블 표시장치.
4. 제 2 항에 있어서, 홀수 번째 열의 차단 패턴 및 짝수 번째 열의 차단 패턴 각각은 동일한 배치를 이루며,
   상기 홀수 번째 열의 차단 패턴과 상기 짝수 번째 열의 차단 패턴이 서로 엇갈리게 배치되는 플렉서블 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 차단 패턴은 열을 구성하지 않고 무작위로 배치되는 플렉서블 표시장치.
6. 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단 패턴은 앞 열의 차단 패턴들 사이의 공간에 대응하는 위치에 뒤 열의 차단 패턴들이 배치되는 플렉서블 표시장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 차단 패턴은 상기 TFT를 구성하는 게이트 배선이나 데이터 배선과 동일 층상에 동일 물질로 이루어진 플렉서블 표시장치.
8. 다수의 서브-화소로 구성된 표시영역(display area)과 상기 표시영역 주위의 비표시영역으로 구분되는 기판;
   상기 기판의 비표시영역의 외곽에 배치되어 크랙 발생 시 크랙의 전파를 차단하는 다수의 차단 패턴; 및
   상기 서브-화소에 구비되되, 이웃하는 서브-화소와 다른 배치를 가지는 TFT와 전계발광(electroluminescence; EL)영역을 포함하고,
   상기 서브-화소는,
   홀수 번째 열의 서브-화소의 게이트전극이 홀수 번째 행의 게이트라인에 연결되도록 구성되며,
   짝수 번째 열의 서브-화소의 게이트전극이 짝수 번째 행의 게이트라인에 연결되도록 구성되는 플렉서블 표시장치.
   
9. 삭제

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