KR102551050B1

KR102551050B1 - 플렉서블 표시장치

Info

Publication number: KR102551050B1
Application number: KR1020180097913A
Authority: KR
Inventors: 조원종; 이대흥; 한지수
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2023-07-03
Also published as: CN110858461A; CN110858461B; US20200064886A1; KR20200022142A; US10983562B2

Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 특히 극한접힘이 가능하면서도 내구성이 향상된 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 외부로부터 비교적 충격을 많이 받는 외측접힘부에 탄성 모듈러스를 가지면서도 표면경도가 9H 이상인 제 1 커버부가 위치하도록 하고, 내측접힘부에서는 큰 탄성 모듈러스를 갖는 제 2 커버부가 위치하도록 함으로써, 내측 및 외측으로 극한접힘이 가능하면서도 내구성이 향상된 플렉서블 표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이때, 커버윈도우가 접힘영역과 비접힘영역에 모두 구비됨에 따라, 플렉서블 표시장치의 내구성을 보다 향상시키게 되며, 이를 통해, 접힘영역에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점이 발생하는 것을 해소할 수 있다.
또한, 이러한 커버윈도우를 포함하는 윈도우부재를 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투시트(roll to sheet)에 의해 일체형으로 형성되도록 할 수 있어, 보다 박형의 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

플렉서블 표시장치{Flexible display device}

본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 특히 극한접힘이 가능하면서도 내구성이 향상된 플렉서블 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 밴더블 또는 폴더블 표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

밴더블 또는 폴더블 표시장치는 모바일폰, 울트라 모바일 피씨(ultra mobile PC), 전자책, 전자신문과 같은 모바일 장치뿐만 아니라, TV, 모니터 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

이러한 밴더블 또는 폴더블 표시장치를 포함하는 플렉서블 표시장치는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널과 표시패널의 전방에 위치하는 윈도우부재를 포함하는데, 윈도우부재는 외부광의 반사를 방지하기 위한 편광필름과 화면을 직접 터치하여 사용자의 정보를 입력할 수 있는 터치필름 그리고 표시패널을 보호하기 위한 커버글라스 등을 포함하게 된다.

이러한 플렉서블 표시장치는 윈도우부재가 표시패널에 비해 비교적 두껍게 형성됨에 따라, 윈도우부재가 플렉서블 표시장치의 최외측에 위치하는 외측(outer) 접힘 시에는 접힘과 펼침시 압축력과 수축력을 많이 받게 되는 접힘영역에 있어서는 윈도이우부재를 형성하기 어려운 상황이다.

이와 같이 윈도우부재가 형성되지 않은 접힘영역에 의해, 플렉서블 표시장치는 외부로부터 가해지는 충격에 매우 취약한 문제점을 갖게 된다.

또한, 접힘영역에 있어서는 화상이 구현되기 어렵거나, 또는 화상이 구현되더라도 외부광 등에 의해 비접힘영역에서 구현되는 화상이 휘도 등에서 차이를 갖게 되어, 접힘영역이 시인되게 되고 이는 이미지의 연속성을 저하시키게 되며, 또는 접힘영역에 있어서는 터치 인식이 되지 않아, 사용자의 불편함을 야기할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플렉서블 표시장치의 내구성을 향상시키는 것을 제 1 목적으로 하며, 또한 접힘영역에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점을 해소하는 것을 제 2 목적으로 한다.

또한, 박형의 플렉서블 표시장치를 제공하는 것을 제 3 목적으로 하며, 극한접힘이 가능한 플렉서블 표시장치를 제공하는 것을 제 4 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 화상이 구현되며, 제 1 접힘축을 따라 접힘되거나 펼쳐지는 제 1 접힘영역과, 상기 제 1 접힘영역의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 비접힘영역을 포함하는 표시패널과, 상기 표시패널의 상부로 위치하며, 제 1 경도를 가지는 제 1 커버부와 상기 제 1 경도에 비해 낮은 제 2 경도를 가지는 제 2 커버부를 포함하는 커버윈도우를 포함하며, 상기 제 1 커버부는 표시면이 외부로 노출되는 외측접힘부에 대응하여 위치하는 플렉서블 표시장치를 제공한다.

이때, 상기 제 1 비접힘영역과 상기 제 1 접힘영역의 일부는 상기 외측접힘부를 이루며, 상기 제 1 커버부는 상기 제 1 비접힘영역으로부터 상기 제 1 접힘영역의 중심부까지와, 상기 중심부로부터 0.98R(mm) 지점까지에 대응하여 위치한다.

그리고, 상기 제 1 커버부가 위치하는 영역의 이외의 영역에는 상기 제 2 커버부가 위치하며, 상기 제 1 경도는 표면경도 9H(hardness) 이상이며, 상기 제 2 경도는 표면경도 7H(hardness)이하이다.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 커버부는 30um 이하의 두께를 가지며, 상기 제 1 커버부는 알루미노실리케이트계(Aluminosilicate) 유리로 이루어진다.

여기서, 상기 제 2 커버부는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid) 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 제 2 커버부는 하드코팅층을 더욱 포함하거나, 하드코팅 성분을 포함한다.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 커버부 상부로 반사 방지(anti-reflection), 눈부심 방지(anti-glare) 및 지문 방지(anti-finger) 기능 중 적어도 하나 이상을 포함 하는 표면처리층이 위치하며, 상기 표시패널과 상기 커버윈도우 사이로는 편광층과 터치층을 포함하는 멀티패널이 위치한다.

그리고, 상기 편광층과 상기 터치층은 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투시트(roll to sheet)에 의해 라미네이션 되며, 상기 멀티패널은 40um 이하의 두께로 이루어지며, 상기 제 2 비접힘영역 일측으로는 제 2 접힘축을 따라 접힘되거나 펼쳐지는 제 2 접힘영역이 더욱 구비되며, 상기 제 2 접힘영역 일측으로는 제 3 비접힘영역이 더욱 구비되며, 상기 제 2 비접힘영역은 상기 제 1 접힘축을 기준으로 시계방향으로 회전하며, 상기 제 3 비접힘영역은 상기 제 2 접힘축을 기준으로 반시계방향으로 회전하며, 상기 제 1 비접힘영역과 상기 제 1 접힘영역의 일부는 상기 외측접힘부를 이룬다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 외부로부터 비교적 충격을 많이 받는 외측접힘부에 소정의 탄성 모듈러스를 가지면서도 표면경도가 9H 이상인 제 1 커버부가 위치하도록 하고, 내측접힘부에서는 큰 탄성 모듈러스를 갖는 제 2 커버부가 위치하도록 함으로써, 내측 및 외측으로 극한접힘이 가능하면서도 내구성이 향상된 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

특히, 커버윈도우가 접힘영역과 비접힘영역에 모두 구비됨에 따라, 플렉서블 표시장치의 내구성을 보다 향상시키게 되며, 이를 통해, 접힘영역에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점이 발생하는 것을 해소할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 커버윈도우를 제 1 및 제 2 커버부로 나뉘어 형성함으로써, 위와 같은 효과를 구현하면서도 제조비용을 절감할 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 이러한 커버윈도우를 포함하는 윈도우부재를 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투시트(roll to sheet)에 의해 일체형으로 형성되도록 할 수 있어, 박형의 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1a ~ 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 접힘상태와 펼침상태를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2a ~ 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 접힘상태와 펼침상태를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 펼침상태를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3b ~ 3c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 접힘상태와 펼침상태를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3d는 접힘영역(A영역)으로 가해지는 응력을 측정한 시뮬레이션 결과.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 윈도우부재의 형성과정을 개략적으로 도시한 공정 개략도.
도 5는 일반적인 윈도우부재의 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

- 제 1 실시예 -

도 1a ~ 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 접힘상태와 펼침상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

본 발명의 제 1 실시예에서 플렉서블 표시장치(100)의 일예로써 폴더블 표시장치를 예시적으로 도시하였다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않고, 커브드 표시장치, 밴딩형 표시장치, 롤러블 표시장치, 및 스트레처블 표시장치 등과 같은 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.

그리고 별도로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 텔레비전 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 네이게이션 유닛, 게임기, 휴대용 전자 기기, 손목 시계형 전자 기기, 카메라와 같은 중소형 전자장치 등에 사용될 수 있다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치(100)는 표시면 상에 구분되는 복수 개의 영역들을 포함한다. 이러한 플렉서블 표시장치(100)는 이미지의 표시여부에 따라 표시영역(EA1, EA2) 및 비표시영역(NEA)으로 구분될 수 있는데, 표시영역(EA1, EA2)은 이미지가 표시되는 영역이고, 비표시영역(NEA)은 표시영역(EA1, EA2)에 인접한 이미지가 비표시되는 영역이다.

표시영역(EA1, EA2)은 플렉서블 표시장치(100)의 접힘축(FX)을 기준으로 제 1 및 제 2 표시영역(EA1, EA2)으로 나뉘어 정의될 수 있으며, 비표시영역(NEA)은 표시영역(EA1, EA2)의 가장자리를 따라 위치하게 된다.

이러한 플렉서블 표시장치(100)는 동작에 따라 접힘축(FX)을 따라 접힘되는 접힘영역(FA), 제 1 표시영역(EA1)을 포함하며 비접힘되는 제1 비접힘영역(NFA1) 및 제 2 표시영역(EA2)을 포함하며 비접힘되는 제2 비접힘영역(NFA2)으로 정의될 수 있다.

따라서, 플렉서블 표시장치(100)는 도 1b에 도시한 바와 같이, 제 2 비접힘영역(NFA2)이 접힘축(FX)을 따라서 시계방향으로 회전함으로써, 제 1 및 제 2 표시영역(EA1, EA2)이 서로 반대방향을 향하도록 플렉서블 표시장치(100)는 외측 접힘상태가 된다.

이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 외측으로 극한접힘이 가능하면서도, 접힘영역(FA)과 비접힘영역(NFA1, NFA2)에 모두 윈도우부재(200, 도 2a 참조)가 구비됨에 따라 내구성 또한 향상되게 된다.

이를 통해, 접힘영역(FA)에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점이 발생하는 것을 해소할 수 있으며, 특히, 박형의 플렉서블 표시장치(100)를 제공할 수 있게 된다. 이에 대해 아래 도 2a ~ 2b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 2a ~ 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 확대된 단면도로, 접힘상태와 펼침상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치(100)는 제1 비접힘영역(NFA1)의 제 1 표시영역(EA1)과 제2 비접힘영역(NFA2)의 제 2 표시영역(EA2)이 서로 반대방향을 향하도록 접힘축(FX)을 따라서 외측접힘 될 수 있다.

이러한 플렉서블 표시장치(100)는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널(110)과, 표시패널(110)의 표시면 전방으로 위치하는 윈도우부재(200)를 포함하는데, 윈도우부재(200)는 터치층(120)와 편광층(130)을 포함하는 멀티패널(140) 그리고 표시패널(110)을 보호하기 위한 커버윈도우(cover window : 300)를 포함한다.

이때, 설명의 편의를 위해 도면상의 방향을 정의하면, 표시패널(110)의 표시면이 전방을 향한다는 전제 하에 표시패널(110)의 전방으로는 커버윈도우(300)가 위치하며, 표시패널(110)과 커버윈도우(300) 사이로 멀티패널(140)이 위치한다.

여기서, 표시패널(110)은 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장치의 대표주자인 OLED를 사용하는 것이 바람직한데, 이러한 OLED로 이루어지는 표시패널(110)은 구동 박막트랜지스터와 발광다이오드가 형성된 기판이 보호필름에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이러한 표시패널(110)의 상부로는 멀티패널(140)이 위치하며, 멀티패널(140)은 터치층(120)과 편광층(130)을 포함하는데, 터치층(120)은 입력지점의 좌표정보를 획득하게 된다.

터치층(120)은 제 1 터치전극(121)과 제 2 터치전극(123)이 유전체층(125)을 사이에 두고 서로 이격되어 터치센서를 이루게 된다.

그리고, 이러한 터치층(120) 상부로는 편광층(130)이 위치하는데, 편광층(130)은 플렉서블 표시장치(100)의 표시패널(110)이 OLED로 이루어짐에 따라, 광이 투과되는 표시패널(110)의 외면으로 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하는 역할을 하게 된다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티패널(140)은 터치층(120)과 편광층(130)이 일체로 형성됨에 따라, 터치층(120)과 편광층(130) 사이로 별도의 광학접착층 등이 개재될 필요가 없어, 멀티패널(140) 자체의 두께를 40um 이하로 형성할 수 있다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

그리고, 터치층(120)과 편광층(130)으로 이루어지는 멀티패널(140) 상부로는 표시패널(110)을 보호할 수 있는 커버윈도우(300)가 위치하는데, 커버윈도우(300)는 외부 충격으로부터 표시패널(110) 및 멀티패널(140)을 보호하며, 표시패널(110)로부터 방출되는 빛을 투과시켜 표시패널(110)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 커버윈도우(300)는 제 1 경도를 갖는 제 1 커버부(310)와, 제 1 경도에 비해 작은 제 2 경도를 갖는 제 2 커버부(320)로 나뉘어 정의될 수 있는데, 제 1 경도는 표면경도(=연필경도)가 9H(hardness) 이상이며, 제 2 경도는 표면경도(=연필경도)가 7H(hardness) 이하로 이루어질 수 있다.

제 1 경도를 갖는 제 1 커버부(310)는 유리재질로 이루어질 수 있는데, 특히 비-알카리계(Non-Alkali) 유리를 포함할 수 있으며, 특히 알루미노실리케이트계(Aluminosilicate) 유리를 포함할 수 있다. 알루미노실리케이트계(Aluminosilicate) 유리는 우수한 내스크래치성 및 내손상성을 갖는다.

이러한 제 1 커버부(310)는 30um 이하의 두께를 가질 수 있는데, 이러한 제 1 커버부(310)는 9H 이상의 표면경도를 가지면서도, 소정의 탄성 모듈러스(modulus)를 가져 유연한 성질을 갖게 된다.

즉, 제 1 커버부(310)는 고경도를 가지면서도, 1R 이하로 완전히 접혀지더라도 크랙(crack)이 발생하지 않는 유연성을 가질 수 있다.

이때, 제 1 커버부(310)가 30um 이하의 두께를 가질 경우, 제 1 커버부(310)는 9H 이상의 표면경도를 갖기 어려우며, 제 1 커버부(310)가 31um 이상의 두께를 가질 경우에는 제 1 커버부(310)가 유연한 성질을 갖기 어려워, 플렉서블 표시장치(100)에 있어서 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.

이러한 제 1 커버부(310)는 20GPa ~ 100GPa의 탄성 모듈러스를 가질 수 있다.

그리고, 제 2 커버부(320)는 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.

이때 제 2 커버부(320) 역시 제 1 커버부(310)와의 단차를 고려하여 30um 이하의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 이와 같은 얇은 두께를 갖는 제 2 커버부(320)가 7H 이상의 표면경도를 갖도록 하기 위하여, 제 2 커버부(320)는 하드코팅층(hard coating layer)을 더욱 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

도시하지는 않았지만, 제 2 커버부(320)는 일예로 PI(Polyimide)로 이루어지는 제 1 층과 하드코팅층으로 이루어지는 제 2 층이 서로 적층되어 다층으로 이루어질 수 있으며, 또는 PI(Polyimide)에 하드코팅 성분이 포함되어 하나의 층으로 이루어질 수도 있다.

이러한 제 2 커버부(320) 역시 20GPa ~ 100GPa의 탄성 모듈러스를 갖는데, 탄성 모듈러스는 경도와 반비례할 수 있어, 제 2 커버부(320)는 제 1 커버부(310)에 비해 낮은 경도를 가짐에 따라, 탄성 모듈러스는 제 1 커버부(310)에 비해 클 수 있다.

그리고, 서로 다른 재질로 이루어지는 제 1 및 제 2 커버부(310, 320)에 의한 표면단차가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 제 1 및 제 2 커버부(310, 320) 상부로는 표면 평탄화를 위한 표면처리층(330)을 더욱 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 표면처리층(330)은 제 1 및 제 2 커버부(310, 320)의 표면단차가 발생하는 것을 방지하면서도, 반사 방지(anti-reflection), 눈부심 방지(anti-glare) 및 지문 방지(anti-finger) 기능 중 적어도 하나 이상을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 표면처리층(330)은 약 5um의 두께를 갖도록 형성될 수 있는데, 표면처리층(330)의 두께가 5um 이상으로 형성될 경우에는 표면처리층(330)을 포함하는 커버윈도우(300)의 전체적인 두께가 두꺼워질 수 있어, 표면처리층(330)이 구현하고자 하는 목적 및 효과를 구현할 수 있는 최소한의 두께인 약 5um를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 제 1 커버부(310)는 높은 표면경도를 가짐에 따라 플렉서블 표시장치(100)의 표시면 전체에 위치하도록 하여 플렉서블 표시장치(100)의 내구성을 향상시킬 수 있으나, 유리재질로 이루어지는 제 1 커버부(310)는 제 2 커버부(320)에 비해 상대적으로 가격이 높아, 접힘 시 외부로부터 많은 충격이 가해지는 플렉서블 표시장치(100)의 외측접힘부의 제 1 비접힘영역(NFA1)과 접힘영역(FA)에만 대응하여 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 플렉서블 표시장치(100)는 외측접힘 시 테이블이나 사용자의 손과 같은 외측접힘 된 플렉서블 표시장치(100)의 일면을 지지하게 되는 지지부와 맞닿는 비 발광부와, 지지부에 맞닿아 위치하는 플렉서블 표시장치(100)에서 사용자에게 화상을 제공하는 메인 발광부로 나뉘어 정의될 수 있는데, 이때 메인 발광부는 사용자의 터치 등에 의하여 비 발광부에 비해 외부로부터 비교적 많은 충격을 받게 된다.

이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 이와 같이 메인 발광부에 대응하는 외측접힘부의 제 1 비접힘영역(NFA1)과 접힘영역(FA)에 커버윈도우(300)의 제 1 커버부(310)가 위치하도록 하며, 외부로부터 비교적 충격을 덜 받는 비 발광부에 해당하는 제 2 비접힘영역(NFA2)에는 제 2 커버부(320)가 위치하도록 하는 것이다.

특히, 접힘영역(FA)에 있어서도 제 1 커버부(310)가 접힘영역(FA)을 완전히 덮는 것 보다, 접힘 시 접힘영역(FA)에서도 응력이 비교적 적은 영역에는 제 2 커버부(320)가 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

플렉서블 표시장치(100)는 접힘 및 펼침시 접힘영역(FA)에서 외력에 따른 응력이 발생하게 되는데, 이상적으로 접힘영역(FA)이 접힘선(FX)을 중심으로 균일한 접힘반경을 갖도록 접히는 경우, 응력은 접힘영역(FA)의 중심부(O)에서 가장 크게 형성되게 되며, 접힘영역(FA)으로부터 비접힘영역(NFA1, NFA2)으로 갈수록 응력의 세기는 작아지게 된다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 접힘 시 외부로부터 비교적 많은 충격이 가해지는 플렉서블 표시장치(100)의 외측접힘부인 제 1 비접힘영역(NFA1)과 접힘영역(FA)에 대응하여 형성되도록 하는 것이 바람직하므로 제 1 비접힘영역(NFA1)으로부터 접힘영역(FA)의 중심부(O)까지는 모두 제 1 커버부(310)가 위치하도록 하며, 접힘영역(FA)의 중심부(O)로부터 제 2 비접힘영역(NFA2)까지의 영역(A영역) 내에서는 제 1 커버부(210)의 최적의 위치를 아래 (수식 1)과 (수식 2)를 만족하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, A영역을 동일한 폭의 8등분으로 나뉘어 정의하면, A영역으로 가해지는 응력은 5번째 영역부터는 응력의 세기가 비교적 적어지기 때문에, A영역 내에서 제 1 커버부(310)가 위치할 영역은 접힘영역(FA)의 곡률반경에 따라 아래 (수식 1)과 (수식 2)에 의해 정의될 수 있다.

(수식 1)

2πR * 1/4 = 1.57R(mm)

여기서, R은 곡률반경을 나타내며, mm의 단위로 정의되며, 1/4는 접힘영역(FA)의 중심부로부터 제 2 비접힘영역(NFA2)까지의 거리로, 접힘영역(FA)의 1/2에 해당한다.(A영역)

(수식 2)

1.57R(mm) * 5/8 = 0.98R(mm)

(수식 2)에서 5/8은 A영역을 동일한 폭으로 8등분 했을 때, 접힘영역(FA)의 중심부(O)로부터 5/8 지점까지를 의미한다.

따라서, 위의 (수식 1)과 (수식 2)에 의해 제 1 커버부(310)는 제 1 비접힘영역(NFA1)과 제 1 비접힘영역(NFA1)으로부터 접힘영역(FA) 중심부(O)까지 그리고, 접힘영역(FA)의 중심부(O)로부터 0.98R(mm)까지만 위치하도록 하는 것이 바람직하며, 그 외의 영역은 제 2 커버부(320)가 위치하도록 하는 것이다.

이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 외부로부터 비교적 충격을 많이 받는 외측접힘부인 제 1 비접힘영역(NFA1)과 접힘영역(FA)에 탄성 모듈러스를 가지면서도 표면경도가 9H 이상인 제 1 커버부(310)가 위치하도록 함으로써, 외측으로 극한접힘이 가능하면서도 내구성을 향상시키게 된다.

특히, 커버윈도우(300)가 접힘영역(FA)과 제 1 및 제 2 비접힘영역(NFA1, NFA2)에 모두 구비됨에 따라, 플렉서블 표시장치(100)의 내구성을 보다 향상시키게 된다. 또한, 이를 통해, 접힘영역(FA)에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점이 발생하는 것을 해소할 수 있다.

그리고, 커버윈도우(300)를 제 1 및 제 2 커버부(310, 320)로 나뉘어 형성함으로써, 위와 같은 효과를 구현하면서도 제조비용을 절감할 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.

여기서, 표시패널(110)과 멀티패널(140)은 광학접착층(150)을 통해 서로 합착되며, 제 1 및 제 2 커버부(310, 320)로 이루어지는 커버윈도우(300)는 멀티패널(140)과 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투시트(roll to sheet)에 의해 일체형으로 이루어짐으로써, 플렉서블 표시장치(100)는 일체로 모듈화된다.

이때, 광학접착층(150)은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되며, 10 ~ 25um의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직한데, 이는 광학접착층(150)이 10um이하의 두께를 가질 경우 접착력이 약해 표시패널(110)과 멀티패널(140)을 일체로 모듈화하기 어려우며, 광학접착층(150)이 25um 이상의 두께를 가질 경우 플렉서블 표시장치(100)에 있어서 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 박형을 구현할 수 있다.

- 제 2 실시예 -

도 3a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 펼침상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3b ~ 3c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 확대된 단면도로, 접힘상태와 펼침상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

그리고, 도 3d는 접힘영역(A영역)으로 가해지는 응력을 측정한 시뮬레이션 결과이다.

한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.　

도 3a에 도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치(100)는 표시면 상에 구분되는 복수 개의 영역들을 포함한다. 이러한 플렉서블 표시장치(100)는 이미지의 표시여부에 따라 표시영역(EA1, EA2, EA3) 및 비표시영역(NEA)으로 구분될 수 있는데, 표시영역(EA1, EA2, EA3)은 이미지가 표시되는 영역이고, 비표시영역(NEA)은 표시영역(EA1, EA2, EA3)에 인접한 이미지가 비표시되는 영역이다.

표시영역(EA1, EA2, EA3)은 플렉서블 표시장치(100)의 제 1 및 제 2 접힘축(FX1, FX2)을 기준으로 제 1 내지 제 3 표시영역(EA1, EA2, EA3)으로 나뉘어 정의될 수 있으며, 비표시영역(NEA)은 표시영역(EA1, EA2, EA3)의 가장자리를 따라 위치하게 된다.

이러한 플렉서블 표시장치(100)는 동작에 따라 접힘축(FX1, FX2)을 따라 접힘되는 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2), 제 1 표시영역(EA1)을 포함하며 비접힘되는 제1 비접힘영역(NFA1) 및 제 2 표시영역(EA2)을 포함하며 비접힘되는 제2 비접힘영역(NFA2) 그리고 제 3 표시영역(EA3)을 포함하며 비접힘되는 제 3 비접힘영역(NFA3)으로 정의될 수 있다.

따라서, 플렉서블 표시장치(100)는 도 3b에 도시한 바와 같이, 제 2 비접힘영역(NFA2)이 제 1 접힘축(FX1)을 따라서 시계방향으로 회전함으로써, 제 1 및 제 2 표시영역(EA1, EA2)이 서로 반대방향을 향하게 되어 제 1 및 제 2 비접힘영역(NFA1, NFA2)은 외측 접힘상태가 되며, 또한, 제 3 비접힘영역(NFA3)이 제 2 접힘축(FX2)을 따라서 반시계방향으로 회전함으로써, 제 2 표시영역(EA2)과 제 3 표시영역(EA3)이 서로 마주보도록 제 2 및 제 3 비접힘영역(NFA2, NFA3)은 내측 접힘상태가 된다.

이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 외측 및 내측으로 극한접힘이 가능하면서도, 접힘영역(FA1, FA2)과 비접힘영역(NFA1, NFA2, NFA3)에 모두 윈도우부재(200)가 구비됨에 따라 내구성 또한 향상되게 된다.

즉, 플렉서블 표시장치(100)는 제1 비접힘영역(NFA1)의 제 1 표시영역(EA1)과 제2 비접힘영역(NFA2)의 제 2 표시영역(EA2)이 서로 반대방향을 향하도록 제 1 접힘축(FX)을 따라서 외측 접힘되며, 제 3 비접힘영역(NFA3)의 제 3 표시영역(EA3)은 제 2 표시영역(EA2)과 마주보도록 제 2 접힘축(FX2)을 따라서 내측 접힘된다.

여기서, 접힘 시의 플렉서블 표시장치(100)의 표시면이 외부로 노출되는 영역을 외측접힘부(outer)라 정의 할 수 있으며, 표시면이 내측으로 위치하는 영역을 내측접힘부(inner)라 정의할 수 있다.

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 박막트랜지스터와 발광다이오드가 형성된 기판이 보호필름에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

도시하지는 않았지만 이를 좀더 자세히 살펴보면, 기판의 상부에는 각 화소영역 별로 구동 박막트랜지스터가 형성되어 있고, 각각의 구동 박막트랜지스터와 연결되는 제 1 전극과 제 1 전극의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 유기발광층과, 유기발광층의 상부에는 제 2 전극이 구성된다.

이들 제 1 및 제 2 전극과 그 사이에 형성된 유기발광층은 발광다이오드를 이루게 되며, 제 1 전극을 양극(anode)으로 제 2 전극을 음극(cathode)으로 구성하게 된다.

터치층(120)은 제 1 터치전극(121)과 제 2 터치전극(123)이 유전체층(125)을 사이에 두고 서로 일정간격 이격되어 터치센서를 이루게 되는데, 터치센서 상부로 손가락 또는 펜과 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 제 1 터치전극(121)과 제 2 터치전극(123)이 상호 통전되고, 그 위치의 저항 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어 들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾을 수 있다.

제 1 및 제 2 터치전극(121, 123)은 투명 도전성 산화물, 예컨대, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indiumtin zinc oxide)을 포함할 수 있으며, 또는 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 및 이들의 합금과 같은 금속을 포함할 수도 있다.

즉, OLED로 이루어지는 표시패널(110)은 화상을 구현하는 구동모드일 때 유기발광층을 통해 발광된 광의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광층(130)을 위치시킴으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다.

여기서, 편광층(130)은 원편광판으로 이루어 질 수 있는데, 위상차층과 선편광층을 포함할 수 있다. 이때, 선편광층과 위상차층의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 선편광층을 배치시키고 그 안쪽으로 위상차층을 배치시키는 구조가 바람직하다.

위상차층은 1/4λ 위상지연값을 갖는 4분의 1파장판(quarter wave plate : QWP)로 이루어질 수 있으며, 선편광층은 편광축을 가지며, 편광축 방향으로 광을 선편광시키는 역할을 하게 된다.

구체적으로 선편광층은 편광축과 일치하는 광은 통과시키고 편광축과 일치하지 않는 광은 흡수하게 된다. 따라서, 광이 선편광층을 통과하면 편광축 방향으로 선편광되게 된다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티패널(140)은 터치층(120)과 편광층(130)이 일체로 형성됨에 따라, 터치층(120)과 편광층(130) 사이로 별도의 광학접착층 등이 개재될 필요가 없어, 멀티패널(140) 자체의 두께를 40um 이하로 형성할 수 있다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커버윈도우(300)는 제 1 경도를 갖는 제 1 커버부(310)와, 제 1 경도에 비해 작은 제 2 경도를 갖는 제 2 커버부(320)로 나뉘어 정의될 수 있는데, 제 1 경도는 표면경도(=연필경도)가 9H(hardness) 이상이며, 제 2 경도는 표면경도(=연필경도)가 7H(hardness) 이하로 이루어질 수 있다.

즉, 제 1 커버부(310)는 고경도를 가지면서도, 1R 이하로 완전한 접혀지더라도 크랙(crack)이 발생하지 않는 유연성을 가질 수 있다.

여기서 R은 곡률(Curvature; R)을 의미하는 것으로 반지름R인 원의 원호 곡률을 나타내는 곡률반경으로 정의될 수 있다. 1R은 반지름이 1mm인 원호를 의미한다.

이러한 제 1 커버부(310)는 20GPa ~ 100GPa의 탄성 모듈러스를 갖는다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 접힘 시 표시면이 외부로 노출되는 외측접힘부(outer)와, 표시면이 내측으로 위치하는 내측접힘부(inner)로 정의됨에 따라, 커버윈도우(300)의 제 1 경도를 갖는 제 1 커버부(310)를 외측접힘부(outer)에 대응하여 위치되도록 하며, 제 1 경도에 비해 낮은 제 2 경도를 갖는 제 2 커버부(320)는 내측접힘부(inner)에 대응하여 위치하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 플렉서블 표시장치(100)가 접힘 시, 외측접힘부(outer)와 내측접힘부(inner)에서는 서로 반대방향의 응력이 작용하게 된다.

즉, 플렉서블 표시장치(100)의 전면을 기준으로 외측접힘부(outer)에서는 인장응력(tensile stress) 이 작용하게 되며, 내측접힘부(inner)에서는 압축응력(compressive stress) 이 작용하게 된다.

이와 같이 서로 다른 방향의 응력이 작용하게 되면, 표시패널(110)에 마련된 박막트랜지스터가 손상되거나 각 화소영역에 연결된 배선에 크랙이 발생될 수 있고, 층간 박리 현상이 발생될 수 있으며, 추가적으로 터치층(120)의 터치전극(121, 123) 또는 배선에 크랙이 발생될 수 있다.

여기서, 위와 같은 크랙 발생에는 인장응력이 보다 큰 영향을 미치기 때문에, 인장응력을 상쇄시키기 위하여 탄성 모듈러스가 큰 커버윈도우(300)를 플렉서블 표시장치(100)의 전면에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 외측접힘부(outer)에서 표시면이 외부로 모두 노출됨에 따라, 외부로부터 외측접힘부(outer)로 비교적 많은 충격이 가해지게 되므로, 외측접힘부(outer)에서는 큰 탄성 모듈러스 외에도 높은 강성이 함께 요구되게 된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 외측접힘부(outer)에 제 1 경도를 갖는 제 1 커버부(310)가 위치하도록 하고, 내측접힘부(inner)에서는 비교적 큰 탄성 모듈러스를 갖는 제 2 커버부(320)가 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 2 커버부(320)는 제 1 커버부(310)에 비해 상대적으로 가격이 낮아, 제 1 커버부(310)를 플렉서블 표시장치(100)의 외측접힘부(outer)에만 대응하여 위치시킴에 따라, 공정 비용을 절감할 수 있으며, 결국 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

특히, 외측접힘부(outer)에서도 제 1 커버부(310)가 제 1 접힘영역(FA1)을 완전히 덮는 것 보다, 접힘 시 제 1 접힘영역(FA1)에서도 응력이 비교적 적은 영역에는 제 2 커버부(320) 연장되어 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

응력이란, 재료에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 하중(외력)을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력을 의미한다.

이러한 응력은 외력이 증가함에 따라 함께 증가하지만, 응력에는 한도가 있어서, 응력이 그 재료 고유의 한도에 도달하면 외력에 저항할 수 없게 되어 그 재료는 마침내 파괴된다. 단위 응력이란, 단위면적 당 응력을 의미하며, 이하에서 사용되는 응력이란 단위응력을 말한다.

따라서, 플렉서블 표시장치(100)는 접힘 및 펼침시 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2)에서 외력에 따른 응력이 발생하게 되는데, 이상적으로 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2)이 제 1 및 제 2 접힘선(FX1, FX2)을 중심으로 균일한 접힘반경을 갖도록 접히는 경우, 응력은 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2)의 중심부(O)에서 가장 크게 형성되게 되며, 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2)으로부터 제 1 내지 제 3 비접힘영역(NFA1, NFA2, NFA3)으로 갈수록 응력의 세기는 작아지게 된다.

이는 도 3d를 참조하면 확인할 수 있는데, 도 3d에서 붉은색으로부터 푸른색으로 갈수록 응력의 세기가 약해짐을 의미한다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 접힘 시 외부로부터 비교적 많은 충격이 가해지는 플렉서블 표시장치(100)의 외측접힘부 (outer)인 제 1 비접힘영역(NFA1)과 제 1 접힘영역(FA1)에 대응하여 형성되도록 하는 것이 바람직하므로, 제 1 비접힘영역(NFA1)으로부터 제 1 접힘영역(FA1)의 중심부(O)까지는 모두 제 1 커버부(310)가 위치하도록 하며, 제 1 접힘영역(FA1)의 중심부(O)로부터 제 2 비접힘영역(NFA2)까지의 영역(A영역) 내에서는 제 1 커버부(210)의 최적의 위치를 아래 (수식 1)과 (수식 2)를 만족하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, A영역을 동일한 폭의 8등분으로 나뉘어 정의하면, A영역으로 가해지는 응력은 5번째 영역부터는 응력의 세기가 비교적 적어지기 때문에, A영역 내에서 제 1 커버부(310)가 위치할 영역은 제 1 접힘영역(FA1)의 곡률반경에 따라 아래 (수식 1)과 (수식 2)에 의해 정의될 수 있다.

(수식 1)

2πR * 1/4 = 1.57R(mm)

여기서, R은 곡률반경을 나타내며, mm의 단위로 정의되며, 1/4는 제 1 접힘영역(FA1)의 중심부(O)로부터 제 2 비접힘영역(NFA2)까지의 거리로, 제 1 접힘영역(FA1)의 1/2에 해당한다.(A영역)

(수식 2)

1.57R(mm) * 5/8 = 0.98R(mm)

(수식 2)에서 5/8은 A영역을 동일한 폭으로 8등분 했을 때, 제 1 접힘영역(FA1)의 중심부(O)로부터 5/8 지점까지를 의미한다.

따라서, 위의 (수식 1)과 (수식 2)에 의해 제 1 커버부(310)는 제 1 비접힘영역(NFA1)과 제 1 비접힘영역(NFA1)으로부터 제 1 접힘영역(FA1)의 중심부(O)까지 그리고, 제 1 접힘영역(FA1)의 중심부(O)로부터 0.98R(mm)까지만 위치하도록 하는 것이 바람직하며, 그 외의 영역은 제 2 커버부(320)가 위치하도록 하는 것이다.

이를 통해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 외부로부터 비교적 충격을 많이 받는 외측접힘부(outer)인 제 1 비접힘영역(NFA1)과 제 1 접힘영역(FA1)에 일정한 탄성 모듈러스를 가지면서도 표면경도가 9H 이상인 제 1 커버부(310)가 위치하도록 함으로써, 외측으로 극한접힘이 가능하면서도 내구성 또한 향상시키게 되는 것이다.

여기서, 표면경도가 7H 이상 또는 9H 이상으로 고경도를 갖는 커버윈도우(300)는 내스크레치성 또한 매우 우수한데, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 커버윈도우(300)에 대하여 Steel wool을 이용하여 500gf/㎠ 하중으로 왕복하였을 때 표면에 스크레치가 발생하는 횟수를 측정하여 내스크레치성을 평가한 결과, 3000회 이상 왕복하더라도 커버윈도우(300)의 표면에 스크레치가 발생하지 않아 내스크레치성 등의 우수한 기계적 물성을 갖는 것을 확인할 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 커버윈도우(300)에 의해 내구성이 향상되게 되는 것이다.

특히, 커버윈도우(300)가 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2)과 제 1 내지 제 3 비접힘영역(NFA1, NFA2, NFA3)에 모두 구비됨에 따라, 플렉서블 표시장치(100)의 내구성을 보다 향상시키게 된다. 또한, 이를 통해, 제 1 및 제 2 접힘영역(FA1, FA2)에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점이 발생하는 것을 해소할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 박형을 구현할 수 있다.

즉, 플렉서블 표시장치(100)는 멀티패널(140)이 약 40um의 두께를 갖도록 형성되며, 커버윈도우(300)는 약 30um의 두께를 갖도록 형성되며, 표면처리층(330)은 약 5um의 두께를 갖도록 형성되며, 광학접착층(150)은 최대 25um의 두께를 갖도록 형성될 수 있어, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)의 윈도우부재(200)의 전체 두께는 약 100um 이하로 형성될 수 있다.

특히, 윈도우부재(200)는 커버윈도우(300)의 표면경도가 7H 이상 또는 9H 이상으로 고경도를 가져 내스크레치성이 매우 우수하면서도, 전체 두께가 약 100um 이하의 박형을 구현할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 박형을 구현할 수 있으면서도 내측 및 외측으로 모두 극한접힘 또한 가능하게 된다.

윈도우부재(200)의 두께가 약 100um이하로 형성되는 플렉서블 표시장치(100)는 내측 접힘시에는 곡률반경 1R까지 가능하여, 내측 극한접힘이 가능하며, 이러한 플렉서블 표시장치(100)는 외측 접힘시에는 곡률반경 3R까지 가능하여 외측 극한접힘이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 윈도우부재의 형성과정을 개략적으로 도시한 공정 개략도이며, 도 5는 일반적인 윈도우부재의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 윈도우부재의 형성과정은 크게 멀티패널 형성단계(ST1)와, 커버윈도우 형성단계(ST2)로 이루어진다.

여기서, 멀티패널 형성단계(ST1)는 롤러에 감겨진 편광층(130) 상에 롤투롤(roll to roll)방식으로 터치층(120)을 공급한 뒤, 편광층(130)과 터치층(120) 사이로 UV접착제(401a)를 도포하여 제 1 라미네이팅 롤러(403a)를 이용하여 라미네이션 단계를 진행한다.

라미네이션 단계를 통해 편광층(130)과 터치층(120)이 서로 접착되는데, 여기서, 터치층(120)은 베이스필름(405) 상부로 제 1 터치전극(도 3c의 121)이 일정간격 이격하여 다수개 구비되며, 제 1 터치전극(도 3c의 121) 상부로는 유전체층(도 3c의 125)이 위치하며, 유전체층(도 3c의 125) 상부로는 제 1 터치전극(도 3c의 121)과 엇갈리도록 제 2 터치전극(도 3c의 123)이 위치한다.

서로 접착된 터치층(120)과 편광층(130)은 제 1 오븐(oven1)에 넣고 건조시키는 건조단계를 거친 후, 터치층(120)의 베이스필름(405)은 권취하여 제거함으로써, 멀티패널(130)을 완성한다.

이후, 멀티패널(130)은 커버윈도우 형성단계(ST2)를 진행하게 되는데, 멀티패널(130)의 일부영역에 대응하여 상부로 제 1 커버부(310)를 제공한 뒤, 멀티패널(130)과 제 1 커버부(310) 사이로 접착제(401b)를 도포하여 제 2 라미네이팅 롤러(403b)를 이용하여 라미네이팅 단계를 진행한다.

이후, 제1 커버부(310)가 부착된 멀티패널(130)을 제 2 오븐(oven2)에 넣고 건조시키는 건조단계를 거친 후, 제 1 커버부(310)가 형성되지 않은 멀티패널(130)의 타영역에 대응하여 상부로 제 2 커버부(320)를 제공한 뒤, 제 2 커버부(320)와 멀티패널(130)을 서로 접착시킨다.

여기서, 제 2 커버부(320)와 멀티패널(130) 또한 제 3 라미네이팅 롤러(403c)를 이용하여 라미네이팅 단계를 진행함으로써 서로 접착되도록 하여, 멀티패널(130) 상부로는 제 1 및 제 2 커버부(310, 320)가 모두 접착되게 된다.

멀티패널(130) 상부로 부착된 제 1 및 제 2 커버부(310, 320) 상부로 표면처리단계를 진행하여, 제 1 및 제 2 커버부(310, 320) 상부로 표면처리층(330)을 형성한다.

마지막으로, 도시하지는 않았지만 재단단계를 거쳐 플렉서블 표시장치(도 3 c의 100)의 사이즈에 맞게 재단하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 윈도우부재(도 3 c의 200)를 완성하게 된다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 멀티패널(130)은 롤투롤(roll to roll)방식의 라미네이션 단계를 통해 편광층(130)과 터치층(120)이 일체로 형성됨으로써, 40um 이하의 두께로 형성할 수 있게 된다.

첨부한 도 5는 일반적인 터치패널(510)과 편광층(520)을 포함하는 윈도우부재(500)의 단면도로, 일반적인 터치패널(510)은 제 1 터치전극(511a)이 형성된 제 1 터치필름(511)과 제 2 터치전극(513a)이 형성된 제 2 터치필름(513)으로 이루어져, 이러한 터치패널(510)은 적어도 40um 이상의 두께를 갖게 된다.

그리고, 편광층(520) 또한 적어도 50um의 두께를 갖게 되며, 편광층(520)과 터치패널(510) 사이로 10 ~ 50um의 광학접착층(530)이 개재되므로, 편광층(520)과 터치패널(510)만을 포함하는 일반적인 윈도우부재(500)는 적어도 100um 이상의 두께를 갖게 된다.

따라서, 위의 구성에 별도의 커버윈도우의 구성과 커버윈도우와 편광층을 부착하기 위한 광학접착층 그리고, 터치패널(510)과 표시패널을 부착하기 위한 광학접착층이 더욱 포함되어야 하므로, 일반적인 윈도우부재(500)는 300um 이상의 두께를 갖는 것이 일반적이다.

이에 반해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)는 고경도를 가지면서도 전체 두께가 약 100um 이하의 윈도우부재(도 3c의 200)를 제공할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)는 박형을 구현할 수 있으면서도 내측 및 외측으로 모두 극한접힘 또한 가능하게 된다.

윈도우부재(도 3c의 200)의 두께가 약 100um이하로 형성되는 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)는 내측 접힘시에는 곡률반경 1R까지 가능하여, 내측 극한접힘이 가능하며, 이러한 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)는 외측 접힘시에는 곡률반경 3R까지 가능하여 외측 극한접힘이 가능하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)는 외부로부터 비교적 충격을 많이 받는 외측접힘부(outer)인 제 1 비접힘영역(도 3c의 NFA1)과 제 1 접힘영역(도 3c의 FA1)에 탄성 모듈러스를 가지면서도 표면경도가 9H 이상인 제 1 커버부(도 3c의 310)가 위치하도록 하고, 내측접힘부(inner)에서는 큰 탄성 모듈러스를 갖는 제 2 커버부(도 3c의 320)가 위치하도록 함으로써, 내측 및 외측으로 극한접힘이 가능하면서도 내구성이 향상된 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)를 제공하게 된다.

특히, 커버윈도우(도 3c의 300)가 제 1 접힘영역(도 3c의 FA1)과 제 1 내지 제 3 비접힘영역(도 3c의 NFA1, NFA2, NFA3)에 모두 구비됨에 따라, 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)의 내구성을 보다 향상시키게 되며, 이를 통해, 제 1 및 제 2 접힘영역(도 3c의 FA1, FA2)에 의한 이미지의 연속성이 저하되거나, 터치 인식이 되지 않는 문제점이 발생하는 것을 해소할 수 있다.

그리고, 커버윈도우(도 3c의 300)를 제 1 및 제 2 커버부(도 3c의 310, 320)로 나뉘어 형성함으로써, 위와 같은 효과를 구현하면서도 제조비용을 절감할 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.

또한, 이러한 커버윈도우(도 3c의 300)를 포함하는 윈도우부재(도 3c의 200)를 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투시트(roll to sheet)에 의해 일체형으로 형성되도록 할 수 있어, 박형의 플렉서블 표시장치(도 3c의 100)를 제공할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

100 : 플렉서블 표시장치
110 : 표시패널(OLED패널)
120 : 터치층
130 : 편광층
140 : 멀티패널
200 : 윈도우부재
300 : 커버윈도우(310 : 제 1 커버부, 320 : 제 2 커버부)

Claims

화상이 구현되며, 제 1 접힘축을 따라 접힘되거나 펼쳐지는 제 1 접힘영역과, 상기 제 1 접힘영역의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 비접힘영역을 포함하는 표시패널과;
상기 표시패널의 상부로 위치하며, 제 1 경도를 가지는 제 1 커버부와 상기 제 1 경도에 비해 낮은 제 2 경도를 가지는 제 2 커버부를 포함하는 커버윈도우
를 포함하며,
상기 제 1 커버부는 표시면이 외부로 노출되는 외측접힘부에 대응하여 위치하고,
상기 제 1 커버부는 상기 제 1 접힘영역의 적어도 일부와 상기 제 1 비접힘영역에 대응되며, 상기 제 2 커버부는 상기 제 2 비접힘영역에 대응되는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 비접힘영역은 상기 제 1 접힘축을 기준으로 시계방향으로 회전하여,
상기 제 1 비접힘영역과 상기 제 1 접힘영역의 일부는 상기 외측접힘부를 이루는 플렉서블 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 커버부는 상기 제 1 비접힘영역으로부터 상기 제 1 접힘영역의 중심부까지와, 상기 중심부로부터 0.98R(mm) 지점까지에 대응하여 위치하는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 커버부가 위치하는 영역의 이외의 영역에는 상기 제 2 커버부가 위치하는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 경도는 표면경도 9H(hardness) 이상이며, 상기 제 2 경도는 표면경도 7H(hardness)이하인 플렉서블 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 커버부는 30um 이하의 두께를 갖는 플렉서블 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 커버부는 알루미노실리케이트계(Aluminosilicate) 유리로 이루어지는 플렉서블 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 커버부는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid) 중 어느 하나로 이루어지는 플렉서블 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 커버부는 하드코팅층을 더욱 포함하거나, 하드코팅 성분을 포함하는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 커버부 상부로 반사 방지(anti-reflection), 눈부심 방지(anti-glare) 및 지문 방지(anti-finger) 기능 중 적어도 하나 이상을 포함 하는 표면처리층이 위치하는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널과 상기 커버윈도우 사이로는 편광층과 터치층을 포함하는 멀티패널이 위치하는 플렉서블 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 편광층과 상기 터치층은 롤투롤(roll to roll) 또는 롤투시트(roll to sheet)에 의해 라미네이션 되며,
상기 멀티패널은 40um 이하의 두께로 이루어지는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 비접힘영역 일측으로는 제 2 접힘축을 따라 접힘되거나 펼쳐지는 제 2 접힘영역이 더욱 구비되며, 상기 제 2 접힘영역 일측으로는 제 3 비접힘영역이 더욱 구비되며,
상기 제 2 비접힘영역은 상기 제 1 접힘축을 기준으로 시계방향으로 회전하며, 상기 제 3 비접힘영역은 상기 제 2 접힘축을 기준으로 반시계방향으로 회전하며,
상기 제 1 비접힘영역과 상기 제 1 접힘영역의 일부는 상기 외측접힘부를 이루는 플렉서블 표시장치.
화상이 구현되며, 접힘축을 따라 접힘되거나 펼쳐지는 접힘영역과, 상기 접힘영역의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 비접힘영역을 포함하는 표시패널과;
상기 표시패널의 상부로 위치하며, 제 1 경도를 가지는 제 1 커버부와 상기 제 1 경도에 비해 낮은 제 2 경도를 가지는 제 2 커버부를 포함하는 커버윈도우를 포함하며,
상기 제 1 커버부와 상기 제 2 커버부는 동일한 두께를 갖고 동일층에 위치하며 상기 제 1 커버부의 일끝과 상기 제 2 커버부의 일끝이 상기 접힘영역에서 접촉하는 플렉서블 표시장치.
화상이 구현되며, 접힘축을 따라 접힘되거나 펼쳐지는 접힘영역과, 상기 접힘영역의 양측으로 위치하는 제 1 및 제 2 비접힘영역을 포함하는 표시패널과;
상기 표시패널의 상부로 위치하며, 제 1 경도를 가지는 제 1 커버부와 상기 제 1 경도에 비해 낮은 제 2 경도를 가지는 제 2 커버부를 포함하는 커버윈도우를 포함하며,
상기 제 1 커버부의 평면적은 상기 접힘영역의 평면적, 상기 제 1 비접힘영역의 평면적, 상기 제 2 비접힘영역의 평면적 합보다 작은 플렉서블 표시장치.