KR102586849B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 표시장치에 관한 것으로서, 표시장치를 구성하는 지지구조인 백버커를 절곡구조로 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료로 이루어진 몰딩부를 형성함으로써, 표시패널 측면과 표시패널의 측면 지지구조 사이의 간극인 가장자리 갭(Border Gap)을 최소화하여 표시장치의 외관을 우수하게 유지함과 동시에, 표시패널과 지지구조 사이의 갭에 의한 이물질 방지 및 표시패널 손상을 방지할 수 있으며, 백커버의 수평부 내면상에 금속재료의 이너 플레이트를 배치함으로써, 백커버의 강성을 증대시키거나 백커버의 두께를 감소시킬 수 있고, 표시패널 등에서 발생되는 열을 원활히 방출할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치, 보다 표시장치의 후면 지지구조인 백커버(Back Cover)와 백커버의 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료의 몰딩부를 포함하여 표시패널과 지지구조 사이의 갭에 의한 이물질 투입, 표시패널의 손상 등을 방지할 수 있는 구조의 표시장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.
평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다.
이러한 표시장치 중 액정 표시장치(LCD)는 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하여 구성되며, 화소 영역의 양 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이러한 액정 표시장치의 표시패널은 사용자에게 이미지를 제공하는 표시 영역(active area, AA)과 상기 표시영역(AA)의 주변 영역인 비표시 영역(non-active area, NA)으로 정의되며, 표시 패널은 통상 박막 트랜지스터 등이 형성되어 화소영역이 정의되는 어레이기판인 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조된다.
박막 트랜지스터가 형성되는 어레이기판 또는 제1기판은 다시, 제1방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인(GL)과, 제1방향과 수직인 제2방향으로 연장되는 다수의 데이터 라인(DL)을 포함하며, 각각의 게이트 라인과 데이터 라인에 의하여 하나의 화소영역(Pixel; P)이 정의된다. 하나의 화소영역(P) 내에는 1 이상의 박막 트랜지스터가 형성되며, 각 박막 트랜지스터의 게이트 또는 소스 전극은 각각 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결될 수 있다.
이러한 평판 표시 장치 중에서 액정 표시 장치는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원이 필요하다. 이에 따라, 배면에 LED와 같은 광원을 구비한 백라이트 유닛이 마련되어 액정 패널 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 화상이 구현된다.
한편, 최근 표시장치로서 각광받고 있는 유기발광표시장치는 스스로 발광하는 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용함으로써 응답속도가 빠르고, 발광효율, 휘도 및 시야각 등이 크다는 장점이 있다.
이와 같은 유기발광 표시장치는 자발광(Self-Light Emitting) 소자를 이용함으로써, 비발광 소자를 사용하는 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량, 박형이 가능하다. 또한, 유기발광 표시장치는 액정표시장치에 비해 시야각 및 대조비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하다. 이와 더불어, 유기발광 표시장치는 직류저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓으며, 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
이러한 유기발광 표시장치는 제 1 전극, 제 2 전극 및 유기발광층을 포함하는 유기발광소자의 구조에 따라 탑 에미션(Top emission) 방식 또는 바텀 에미션(bottom emission) 방식 등의 형태로 화상을 표시한다. 바텀 에미션 방식은 유기발광층에서 발생된 가시광을 트랜지스터가 형성된 기판 하부 쪽으로 표시하는 데 반해, 탑 에미션 방식은 유기발광층에서 발생된 가시광을 트랜지스터가 형성된 기판 상부 쪽으로 표시한다.
이러한 유기발광표시장치는 유기발광다이오드가 포함된 서브픽셀을 매트릭스 형태로 배열하고 스캔 신호에 의해 선택된 서브픽셀들의 밝기를 데이터의 계조에 따라 제어한다. 또한, 유기발광 다이오드 표시장치는 자발광 소자로서, 소비전력이 낮고, 고속의 응답 속도, 높은 발광 효율, 높은 휘도 및 광시야각을 가지고 있다.
이러한 표시장치 또는 세트장치는 액정 또는 유기발광 표시패널을 후방에서 지지하는 지지구조를 포함하며, 이러한 지지구조는 표시장치의 외관을 형성하여 표시패널을 보호하여야 하므로 일정 이상의 강성이 확보되어야 하며, 특히 표시패널의 팽창 또는 조립 편의성 등을 위하여 표시패널의 측면을 둘러싸는 지지구조와 표시패널 사이에는 일정한 간극인 가장자리 갭(Border Gap)이 형성되어야 한다.
그러나, 이와 같은 표시패널 측면을 지지하는 지지구조와 표시패널 사이의 가장자리 갭을 통하여 이물질 또는 수분이 표시장치 내부로 투입되어 불량을 발생시킬 수 있으며, 이러한 갭은 표시장치의 외관으로 노출되므로 제품의 미감에도 좋지 않은 영향을 미친다.
따라서, 표시패널의 측면을 지지하는 지지구조와 표시패널 사이의 가장자리 갭을 최소화할 수 있는 구조가 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 표시장치를 구성하는 지지구조인 백버커를 절곡구조로 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료로 이루어진 몰딩부를 형성함으로써, 표시패널과 지지구조 사이의 갭에 의한 이물질 방지 및 표시패널 손상을 방지할 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시장치의 후면 지지구조인 백커버에 수직 연장부를 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료의 몰딩부를 형성하되, 수직 연장부에 요철부 또는 관통홀을 제공함으로써, 백커버와 몰딩부의 결합력을 증대시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시장치의 후면 지지구조인 백커버에 수직 연장부를 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료의 몰딩부를 형성하고, 백커버의 수평부 내면상에 금속재료의 이너 플레이트를 배치함으로써, 백커버의 강성을 증대시키고, 표시패널 등에서 발생되는 열을 원활히 방출할 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 실시예에 의한 표시장치는 표시패널 후방을 커버하는 수평부와, 수평부에서 절곡되어 연장되는 수직 연장부를 포함하는 백커버와, 백커버의 수직 연장부를 둘러싸도록 배치되는 탄성재료의 몰딩부를 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 백커버의 수직 연장부에는 상기 몰딩부와 접촉면적을 크게 하는 요철부가 제공될 수 있으며, 요철부는 몰딩부의 상부 방향 분리를 방지하기 위하여 수평방향으로 형성될 수 있다.
또한, 몰딩부는 백커버의 수직 연장부의 외면을 커버하는 외측 수직부와, 외측 수직부와 연결되어 수직 연장부의 내면을 커버하는 내측 수직부와, 내측 수직부와 연결되어 수평으로 연장되는 수평 연장부를 포함할 수 있고, 표시패널의 하면에는 자외선 경화형 수지인 방습절연부가 배치되며, 표시패널의 방습절연부가 몰딩부의 수평 연장부상에 안착될 수 있다.
몰딩부의 탄성재료는 쇼어 A 인텐더 경도 측정 기준으로 40~50인 실리콘 엘라스토머일 수 있으며, 몰딩부의 내측 수직부와 표시패널의 측면 사이의 갭은 0.1~0.2mm 사이에서, 내측 수직부의 두께는 1.0~1.2mm 사이에서 결정될 수 있다.
또한, 백커버의 수직 연장부의 일부 위치에는 수직 연장부를 관통시킨 관통홀이 제공되며, 관통홀을 통하여 몰딩부의 외측 수직부와 내측 수직부가 연결됨으로써, 몰딩부가 백커버로부터 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 백커버의 내면상에는 접착부재로 접착되는 금속 재질의 이너 플레이트가 더 배치되어, 백커버의 강성을 보완하고, 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 표시패널은 기판과, 기판상에 형성된 다수의 박막 트랜지스터와, 박막트랜지스터 일측에 배치되는 양 전극층 사이에서 발광하는 유기발광소자층을 포함하는 발광 레이어, 및 발광레이어의 일측에 배치되는 인캡슐레이션 레이어를 포함하며, 유기발광소자층의 광이 상기 기판을 관통하여 방출되는 바텀 에미션 방식의 유기발광표시패널일 수 있다.
이하 설명할 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 표시장치를 구성하는 지지구조인 백버커를 절곡구조로 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료로 이루어진 몰딩부를 형성함으로써, 표시패널과 지지구조 사이의 갭에 의한 이물질 방지 및 표시패널 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 백커버의 수직 연장부에 요철부 또는 관통홀을 제공함으로써, 백커버와 몰딩부의 접합력을 증대시킬 수 있는 효과도 가진다.
또한, 표시장치의 후면 지지구조인 백커버에 수직 연장부를 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료의 몰딩부를 형성하는 구성에 더하여, 백커버의 수평부 내면상에 금속재료의 이너 플레이트를 배치함으로써, 백커버의 강성을 증대시키거나 백커버의 두께를 감소시킬 수 있고, 표시패널 등에서 발생되는 열을 원활히 방출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 표시장치 지지구조의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 표시장치의 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 의한 백커버의 수직연장부와 몰딩부의 접합부위에 대한 확대 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 의한 백커버의 수직연장부와 몰딩부의 접합부위 중 관통홀이 형성된 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 의한 표시장치의 평면도로서, 관통홀을 통하여 백커버와 몰딩부가 결합되는 부위의 일예를 도시한다.
도 6은 본 실시예에 의한 백커버의 사시도 및 백커버의 수직 연장부에 형성된 요철부를 도시한다.
도 7은 본 실시예에 의한 표시장치에 사용되는 유기발광 표시패널의 여러가지 단면구조를 도시한다.
도 8은 본 실시예에 사용될 수 있는 바텀 에미션 타입의 유기발광 표시패널의 적층구조를 도시하는 세부 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 표시장치 지지구조의 일 예를 도시한다.
도 1에 의한 종래의 표시장치에서는 표시패널(10)과 표시패널을 지지하는 지지구조로서 백커버(20) 및 미들 캐비닛(30)을 포함한다.
도 1의 실시예에서는 백커버(30)가 일정한 강성을 확보할 수 있도록 약2.5mm 이상의 두께를 가지는 선진 복합 재료(Advanced Composite Material; ACM)로 제작될 수 있다.
선진 복합 재료(Advanced Composite Material; ACM)는 탄소섬유, 탄화규소 섬유, 아라미드 섬유(aramid fiber), 보론섬유 등과 에폭시 수지(epoxy resin)나 폴리이미드 등의 내열성 수지를 조합한 고성능 복합재료를 의미한다.
이 때, 백커버는 이러한 ACM 재료의 양측 또는 일측에 알루미늄 등의 금속박막을 더 부착하여 형성할 수 있다.
이러한 ACM 재료의 백커버를 사용하는 경우에는 재료상 특징으로 인하여 단부를 절곡성형할 수 없기 때문에, 백커버(30)에 결합되어 표시장치의 측면외관을 구성하면서 표시패널(10)의 측면을 보호하는 미들 캐비닛(30)이 더 사용되어야 한다.
즉, T자 형태의 단면을 가지는 미들 캐비닛(30)이 평판 형태의 백커버(20)의 단부영역에서 양면 테이프 등과 같은 접착부재(42)를 통해 백커버와 결합되며, 미들캐비닛(30)의 수평 지지부 상에 표시패널(10)이 접착되어 고정된다.
또한, 도 1의 구조에서는 백커버(20)의 내측면 상에 마그네틱 또는 비자성 재질의 패드(50)가 사용될 수 있으며, 이러한 마그네틱 패드(50)는 백커버(20)와 표시패널(10) 사이의 공간을 채우는 기능을 한다.
이 때, 미들캐비닛(30)은 가이드 패널(Guide Panel), 플라스틱 샤시, p-샤시, 서포트 메인, 메인 서포트, 몰드 프레임 등 다른 표현으로 대체될 수 있으며, 다수의 절곡부가 있는 단면 형상을 가지는 사각 프레임 형상의 구조물이다.
이러한 미들캐비닛(30)은 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 합성수지의 몰드재질 또는 알루미늄 등과 같은 금속재질로 이루어지고, 사출성형 방식을 통하여 제작될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
도 1과 같은 표시장치에서는 표시패널의 측면을 둘러싸는 미들캐비닛(30)과 표시패널 측면 사이에 일정한 간극인 가장자리 갭(Border Gap; G)이 형성된다.
표시장치의 동작 중에 표시패널은 발생되는 열 또는 외부 습도 등에 의하여 일정한 팽창 및 수축을 할 수 있으며, 이러한 표시패널의 팽창/수축을 고려하여 전술한 가장자리 갭은 약0.5mm 이상으로 설정되어야 한다.
즉, 표시패널이 열 또는 습도에 의하여 팽창 및 수축하여 부피가 변화하며, 그 부피 변화를 수용하기 위하여 가장자리 갭이 일정 이상 확보되어야 한다.
그러나, 이러한 가장자리 갭에 의하여 다음과 같은 여러가지 문제가 발생될 가능성이 있다.
우선, 설계상으로는 가장자리 갭을 약0.5mm로 설정하지만, 제작상의 부품간의 공차 등을 고려하여 실제 제품에서는 가장자리 갭이 약1.0~1.2mm로 변화하며, 그에 따라 가장자리 갭이 외관상 식별됨으로써 제품 외관상 좋지 않은 영향을 준다.
또한, 표시패널의 가장자리가 양면 테이프 등에 의하여 미들 캐비닛의 수평 지지부 상에 부착되지만, 양면 테이프 등의 부착력이 약하거나 손상이 있는 경우 크게 형성된 가장자리 갭을 통해 표시장치 내부로 수분 또는 이물질이 투입될 수 있다.
이물질 투입으로 인하여 표시불량이 발생될 가능성이 있고, 가장자리 갭을 통해 수분이 침투하는 경우 표시장치 내부의 회로 또는 표시패널 내부에서 쇼트(Short) 등의 전기적인 불량이 발생될 가능성이 있다.
또한, 가장자리 갭이 크기 때문에 운송 등에서 표시장치에 강한 진동이나 충격에 노출되는 경우, 표시패널이 일정량 유동되어 미들 캐비닛 등에 부딪힘으로써 손상될 가능성도 있다.
이러한 문제를 감소시키기 위하여 가장자리 갭을 작게 설정하게 되면, 전술한 바와 같이 열 또는 습도 등에 따라 표시패널 등이 팽창/수축하는 경우 그 변화를 수용하지 못하여 표시패널이 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
또한, 도 1과 같은 종래의 표시장치 지지구조에서는 ACM 재료의 특성상 정확한 치수 구현을 위한 포밍작업이 어렵다는 문제점이 있고, 충분한 백커버 강성을 확보하기 위하여 백커버의 두께가 비교적 커진다는 단점이 있다.
또한, 백커버(20)의 재료인 ACM의 특성상 단부의 벤딩 또는 절곡이 어려워서 미들캐비닛(30)이 더 필요하므로, 그에 따라 부품수가 증가되고 표시장치 전체의 두께가 두꺼워진다는 단점이 있다.
이에 본 발명의 일실시예에서는 표시패널 후방을 지지하는 백커버를 수평부와 수평부에서 절곡되어 연장되는 수직 연장부를 포함하도록 구성하고, 백커버의 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료의 몰딩부를 형성하되, 표시패널과 몰딩부 사이의 간극인 가장자리 갭을 최소화함으로써, 전술한 여러가지 문제점을 해결하고자 한다.
본 명세서에서 수평은 표시패널의 영상표시면과 평행한 방향을 의미하며, 수직은 영상이 표시되는 방향, 즉 표시장치의 두께방향을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 표시장치의 단면도이고, 도 3은 본 실시예에 의한 백커버의 수직연장부와 몰딩부의 접합부위에 대한 확대 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널의 후방을 커버하는 수평부(210)와, 수평부에서 절곡되어 연장되는 수직 연장부(220)를 포함하는 백커버(200)와, 백커버의 수직 연장부(220)를 둘러싸도록 배치되는 탄성재료의 몰딩부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 아래에서 더 상세하게 설명하겠지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 백커버(200)의 수직 연장부(220)에는 몰딩부(300)와 접촉면적을 크게 하기 위하여 요철부(222)가 형성될 수 있다.
이러한 요철부(222)는 백커버의 수직 연장부 내면 또는 외면 모두에 형성될 수 있으며, 일정한 방향성을 가지는 스크래치 구조이거나, 일정 방향으로 연장되는 홈의 형태를 가질 수 있다.
요철부(222)에 의하여 몰딩부(300)와 백커버의 수직 연장부(220) 사이의 접촉면적을 크게 함으로써, 몰딩부와 백커버 사이의 결합력을 증대시키고, 결과적으로 몰딩부가 백커버의 수직 연장부로부터 분리되는 것을 방지하는 기능을 한다.
이를 위하여, 요철부(222)는 표시패널의 수평방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
또한, 몰딩부(300)가 백커버의 수직 연장부(220)로 분리되는 것을 방지할 수 있도록, 백커버의 수직 연장부의 일부 위치에는 수직 연장부를 관통시킨 관통홀(230)이 제공될 수 있다.
이러한 관통홀(230)을 통해서 몰딩부의 외측 수직부와 내측 수직부가 연결됨으로써 몰딩부(300)가 백커버의 수직 연장부(220)로 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 몰딩부(300)는 백커버(200)의 수직 연장부(220)의 외면을 커버하는 외측 수직부(310)와, 외측 수직부와 연결되어 수직 연장부의 내면을 커버하는 내측 수직부(310')와, 내측 수직부와 연결되어 수평으로 연장되는 수평 연장부(320)를 포함하며, 수평 연장부 상에는 상기 표시패널(100)의 가장자리가 안착된다.
본 실시예에 의한 백커버(200)는 표시패널의 후면 전체를 커버하는 수평부(210)와 수평부로부터 수직으로 절곡되어 표시패널의 측면을 커버하는 수직 연장부(220)를 포함하여, 전체적으로 L자형 단면을 가지는 판상 부재이다.
이러한 백커버(200)는 열전도성을 가지는 금속 및 금속포함 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들면 전기 아연도금(Electrolytic Galvanized Iron; EGI), 용융아연도금강판, 갈바륨강판, 알루미늄 도금강판, 전기아연도금강판 등 강판소재에 폴리에스테르(Polyester) 수지를 도장하거나 라미 필름(Lami Film) 등을 부착한 컬러 강판 소재인 PCM(Pre-Coated Metal) 재료로 구성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
또한, 백커버(200)의 두께는 약1.8mm일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 후술할 바와 같은 이너 플레이트(400)가 사용되는 경우에는 백커버의 두께를 더 작게할 수 있을 것이다.
즉, 도 1과 같이 종래의 ACM 등이 내부에 포함되어 형성된 백커버는 ACM 재료의 특성상 절곡 공정이 불가능한 것에 반하여, 본 실시예에 의한 백커버(200)는 금속기반의 PCM 재료로 형성되므로 절곡 공정이 가능하다.
따라서, 도 2 및 도 3과 같이, 백커버의 가장자리 부분을 절곡하여 표시패널 측면을 커버하는 수직 연장부를 형성함으로써, 도 1과 같은 미들 캐비닛 등의 구성부품을 사용할 필요가 없게 된다.
이러한 수직 연장부는 백커버의 4개면 모두에 제공될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며 제어회로 등의 배치 설계에 따라서 백커버의 4개면 중 일부에만 형성될 수도 있을 것이다.
한편, 본 명세서에서의 백커버(200)은 그 용어에 한정되는 것은 아니고, 플레이트 버텀(Plate Bottom), 커버버텀(Cover Bottom), 베이스 프레임(Base Frame), 메탈 프레임(Metal Frame), 메탈 샤시(Metal Chassis), 샤시 베이스(Chassis Base), m-샤시 등 다른 표현으로 사용될 수 있으며, 표시패널을 지지하는 지지체로서 표시장치의 후방 기저부에 배치되는 모든 형태의 프레임 또는 판상 구조물을 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 "표시장치"라는 용어는 표시패널과 표시패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM), 유기발광 표시모듈(OLED Module)과 같은 협의의 표시장치는 물론, 그러한 LCM, OLED 모듈 등을 포함하는 완제품인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰 또는 전자패드와 같은 모바일 전자장치 등과 같은 세트 전자 장치 또는 세트 장치까지도 포함하는 개념으로 사용한다.
즉, 본 명세서에서의 표시장치는 LCM, OLED 모듈과 같은 협의의 디스플레이 장치는 물론, 그를 포함하는 응용제품인 세트 장치까지 포함하는 의미로 사용한다.
본 실시예에서는, 실리콘 고무(Silicon Rubber)와 같은 탄성재료로 구성되는 몰딩부(300)가 백커버의 수직 연장부를 둘러싸도록 형성한다.
이러한 몰딩부(300)는 금속재료의 백커버를 일정한 금형에 투입한 후 탄성재료를 주입하여 냉각하는 사출 방식으로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 몰딩부(300)는 백커버(200)의 수직 연장부(220)의 외면을 커버하는 외측 수직부(310)와, 외측 수직부와 연결되어 수직 연장부의 내면을 커버하는 내측 수직부(310')와, 내측 수직부와 연결되어 수평으로 연장되는 수평 연장부(320)를 포함하며, 수평 연장부 상에는 상기 표시패널(100)의 가장자리가 안착된다.
이 때, 표시패널의 가장자리 영역에는 터피(Tuffy)라 불리기도 하는 방습절연부(110)가 형성되며, 이러한 방습절연부(110)가 몰딩부(300)의 수평 연장부(320)상에 안착된다.
방습절연부(110)는 표시패널에 각종 신호를 인가하기 위한 칩온필름(Chip-On-Film; COF)를 안정하게 표시패널에 부착하기 위하여 사용되는 것으로서, 표시패널의 가장자리를 따라 자외선 경화 수지재료를 도포한 후 자외선 경화시켜 형성된다.
이러한 방습절연부(110)는 끈적끈적한 물리적 특성을 가지기 때문에, 도 2 및 도 3과 같이 실리콘 고무 재질인 몰딩부의 수평 연장부(320)에 안착되는 경우 별도의 접착부재 없이도 표시패널의 유동을 방지할 수 있어서, 결과적으로 표시패널 고정을 위하여 도 1에서와 같은 양면 테이프 등이 제거되는 효과가 있다.
몰딩부(300)는 일정한 경도 이하의 탄성재료일 수 있으며, 구체적으로는 쇼어 경도(Shore Hardness) A 인텐더(Intender)의 경도 측정 기준으로 약40~50의 경도를 가지는 재료일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 몰딩부(300)는 충격시 일정정도 탄성변형할 수 있도록 일정 이하의 경도를 가지는 재료로 형성되며, 그 예로서는 실리콘 고무(Silicon Rubber) 등과 같은 실리콘 엘라스토머가 사용될 수 있다.
한편, 몰딩부의 내측 수직부(310')가 표시패널 측면과 마주보게 되며, 이러한 몰딩부의 내측 수직부(310')의 외면과 표시패널 측면 사이의 갭인 G1은 약0.1~0.2mm로 설정될 수 있다.
즉, 몰딩부의 내측 수직부(310')의 외면과 표시패널 측면 사이의 갭인 G1이 도 1과 같은 종래 구조에서의 0.5mm 이상보다 작게 설정됨으로써, 외관상 식별되지 않아서 제품 외관이 우수해질 수 있다.
또한, 표시패널이 열 또는 수분에 의하여 팽창되어 몰딩부의 내측 수직부와 접촉하게 되더라도, 내측 수직부(310')가 일정한 탄성변형을 하여 그 접촉 충격을 흡수함으로써, 도 1에서와 같은 표시패널 유동에 의한 손상 등을 방지할 수 있다.
이와 같이, 표시패널의 팽창 등을 수용하기 위하여, 몰딩부(300)의 내측 수직부(310')는 약1.0mm 이상의 두께 T를 가질 수 있으나, 베젤의 폭을 일정 이하로 유지하기 위하여 두께 T를 약 1.2mm 이하로 유지할 수 있다.
즉, 몰딩부(300)의 내측 수직부(310')의 두께 T를 약1.0~1.2mm 범위로 결정함으로써, 표시패널의 팽창 및 유동에 따른 충격을 충분히 흡수하면서도 내로우 베젤(Narrow Bezel)을 유지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 몰딩부의 내측 수직부(310')의 외면과 표시패널 측면 사이의 갭인 G1은 이론적으로는 0에 가까울수록 유리하지만, 조립과정 등의 공정상의 이유로 약0.1mm 이상 유지할 필요가 있다. 또한, 갭 G1을 0.2mm 이상으로 하면 종래와 같은 문제가 여전히 발생될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 몰딩부의 내측 수직부(310')의 외면과 표시패널 측면 사이의 갭인 G1은 약0.1~0.2mm으로 설정함으로써, 종래 구조에서의 문제점을 해결하면서도, 표시패널의 조립 공정이 용이해지는 효과를 가질 수 있다.
한편, 몰딩부(300)의 외측 수직부의 폭은 전체적인 표시장치의 베젤 폭에 따라 가변적으로 설정될 수 있으며, 몰딩부의 수평 연장부(320)의 높이는 표시장치의 전체 두께에 따라 가변적으로 설정될 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예에 의하면 사출성형되는 몰딩부(300)와 백커버(200)의 결합력 향상을 위하여 백커버의 수직 연장부 및 수평부 중 일부에는 요철부(222)가 형성될 수 있다.
도 3은 본 실시예에 의한 백커버의 수직연장부와 몰딩부의 접합부위에 대한 확대 단면도이다.
도 3에서와 같이, 백커버의 수직연장부(220) 내부 및 외부 표면상에는 일정한 방향성을 가지는 요철부(222)가 형성되어 있다.
이러한 요철부(222)는 백커버 수직 연장부의 표면을 스크래치 하거나, 일정한 방향으로 연장되는 홈을 형성하여 구현될 수 있다.
이 때, 요철부(222)는 수평방향으로 연장됨으로써 몰딩부(300)가 수직 연장부와 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
즉, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 몰딩부(300)는 금속재료인 백커버의 수직 연장부에 사출성형에 의하여 형성되므로, 두 부재의 결합력이 약한 경우에는 몰딩부가 표시장치의 상부로 분리되는 현상이 발생될 수 있다.
이에 따라, 백커버의 수직 연장부 및 수평부 중 하나 이상에 요철부(222)를 형성하면 몰딩부의 재료와 접촉되는 백커버의 면적이 증가되어, 두 부재 사이의 겹합력이 증대될 수 있다.
특히, 몰딩부가 표시장치의 상부로 분리될 가능성이 크기 때문에, 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 요철부(222)의 형성방향 또는 진행방향을 표시장치의 수평방향으로 함으로써, 몰딩부의 상하방향 고정력을 더 향상시킬 수 있다.
만일, 요철부가 수직방향으로 형성되어 있는 경우에는 접촉면적 증가에 따른 결합력은 증가되지만, 몰딩부에 상부로 힘이 가해지는 경우 그를 억제하는 효과가 없을 수 있다.
반면, 도 3 및 도 6에서와 같이 요철부(222)를 수평방향으로 형성하는 경우, 몰딩부에 상부방향 힘이 작용하더라도 수평방향의 요철부에 의하여 몰딩부가 상부로 이탈하는 것이 방지되므로, 몰딩부의 분리 현상을 더 방지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 몰딩부의 분리 현상을 더 억제하기 위하여, 백커버의 수직 연장부의 일부 위치에는 수직 연장부를 관통시킨 관통홀이 제공될 수 있다.
이러한 관통홀에 대한 세부 구성은 아래에서 도 4 내지 도 6을 참고로 상세하게 설명한다.
도 4는 본 실시예에 의한 백커버의 수직연장부와 몰딩부의 접합부위 중 관통홀이 형성된 부분에 대한 확대 단면도이다.
또한, 도 6은 본 실시예에 의한 백커버의 사시도 및 백커버의 수직 연장부에 형성된 요철부를 도시한다.
도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 백커버의 수직 연장부에는 일정한 위치에 수직 연장부를 관통하는 관통홀(230)이 형성될 수 있으며, 이러한 관통홀(230)를 통하여 몰딩부의 외측 수직부(310)와 내측 수직부(310')가 서로 연결될 수 있다.
즉, 도 6a 및 도 6b와 같이 백커버의 수직 연장부(220)에 관통홀(230)을 형성하고, 그 상태에서 몰딩부(300)를 사출성형하면, 도 4와 같이 몰딩부 재료가 관통홀 내부에 유입됨으로써, 몰딩부의 외측 수직부(310)과 내측 수직부(310')가 서로 연결되도록 제작된다.
따라서, 몰딩부(300)에 상부방향 힘이 가해지더라도 관통홀을 통하여 연결된 몰딩부분에 의하여 상부 이탈이 원천적으로 방지될 수 있는 것이다.
이러한 관통홀(230)은 백커버의 수직 연장부에 1개 이상 형성될 수 있으며, 그 형성 위치에 대해서는 도 5를 참고로 세부적으로 설명한다.
도 5는 본 실시예에 의한 표시장치의 평면도로서, 관통홀을 통하여 백커버와 몰딩부가 결합되는 부위의 일예를 도시한다.
도 5의 A-A' 단면이 도 2 및 도 3에 해당되며, 도 5의 B-B' 단면이 도 4에 해당되며, 도 5에서 원형으로 표시한 부분이 관통홀이 형성되는 영역을 예시한다.
전술한 바와 같이, 관통홀(230)은 백커버의 수직 연장부에 1개 이상 형성되는 것으로 몰딩부의 분리를 예방할 수 있는 기능을 한다.
그러나, 통상적으로 표시장치의 코너 또는 모서리 부분에 있는 몰딩부에 강한 힘이 작용될 수 있기 때문에, 도 5와 같이 표시장치의 각 모서리 부분에 2개씩의 관통홀을 형성할 수 있다.
즉, 각 모서리 양측으로 2개씩의 관통홀을 형성하여, 전체적으로 8개 영역에 관통홀을 제공할 수 있으며, 이와 같은 관통홀 배치를 함으로써, 몰딩부의 상부방향 분리현상을 원천적으로 차단할 수 있다.
이 때, 관통홀(230)의 형상은 제한이 없으며, 관통홀의 형상은 장방형으로 예시되었으나 원형, 타원형 등 다른 형태도 가능할 것이다.
또한, 관통홀(230)의 크기 역시 제한이 없으며, 몰딩부 재료가 유입될 수 있고, 유입된 몰딩부 재료에 의하여 몰딩부의 상부 분리력에 대항할 수 있는 정도의 크기이면 충분하다.
또한, 본 실시예에 의한 표시장치에서는 표시장치 지지구조의 강성을 보완하고, 표시장치에서 발생되는 열을 방출하기 위하여, 백커버(200)의 내면에 부착되는 이너 플레이트(400)를 더 포함할 수 있다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 양면테이프 등의 접착부재(420)를 통해 금속재질의 판상부재인 이너 플레이트(400)를 백커버(200)의 수평부(210)의 내면에 부착한다.
이너 플레이트(400)는 알루미늄이나 그 합금이나 기타 다른 금속재료로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 일정 이상의 강도와 열전도 특성을 가지는 다른 재료가 사용될 수 있을 것이다.
이너 플레이트(400)는 일정한 강도와 열전도성을 가지는 재료로 형성되는 판상 부재이므로, 백커버의 휨강성 등을 보완해 줄 수 있을 뿐 아니라, 표시패널이나 제어회로에서 방출된 열을 흡수하는 히트싱크(Heatsink)로 기능할 수 있다.
특히, 표시패널이 유기발광 표시패널인 경우 유기발광 소자가 열에 취약하기 때문에, 이러한 이너 플레이트에 의한 방열 성능 향상이 더 필요해지며 이하에서는 이에 대하여 더 설명한다.
본 실시예에 의한 표시장치에 사용되는 표시패널(100)은 원칙적으로 액정표시패널, 유기전계발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 표시패널, 플라즈마 표시패널(PDP: Plasma Display Panel) 등 모든 형태의 표시패널이 사용될 수 있으며, 본 실시예에 의한 백커버 및 몰딩부의 구조가 적용될 수 있는 한 특정한 표시패널에 한정되는 것은 아니다.
그러나, 표시패널이 액정 표시패널인 경우에는, 표시패널과 백커버 또는 커버버텀 사이에 광원, 도광판, 광학시트 등으로 구성되는 백라이트 유닛이 구비되어야 하며, 이러한 백라이트 유닛을 지지하기 위한 지지구조가 더 필요할 수 있기 때문에, 본 실시예에 의한 백커버 및 몰딩부 구조가 적용될 가능성이 낮을 수 있다.
또한, 액정물질은 아래에서 설명할 바와 같은 유기발광 재료보다 열에 강하기 때문에, 본 실시예에 사용되는 이너 플레이트의 유용성이 다소 낮을 수 있다.
반면, 유기 발광(OLED) 표시 패널의 경우에는, 유기발광소자와 박막트랜지스터(TFT) 등을 포함하는 글래스 기판으로서의 발광패널 레이어, 인캡슐레이션 레이어(Encapsulation Layer) 등의 여러 레이어가 하나의 패널로 합지되는 단일 어셈블리 형태이고, 사용되는 유기 발광 소자가 자발광 소자여서 별도의 광원 등의 백라이트 유닛이 필요하지 않기 때문에, 본 실시예에 의한 백커버와 몰딩부 및 이너 플레이트의 구조가 적용되기 용이하다.
또한, 유기발광 표시패널에 사용되는 유기발광소자 또는 유기발광재료는 액정재료에 비하여 열에 취약하고, 표시장치의 방열이 더 중요해지므로 본 실시예에 의한 이너 플레이트의 필요성이 더 크다.
따라서, 본 실시예에 의한 표시패널(100)은 유기발광(OLED) 표시패널인 것이 바람직할 수 있다.
도 7은 본 실시예에 의한 표시장치에 사용되는 유기발광 표시패널의 여러가지 단면구조를 도시한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예가 적용되는 표시장치에 사용되는 표시패널은 액정표시패널, 유기발광 표시패널 등 여하한 방식을 포함할 수 있으나, 백라이트 유닛이 필요없고 발광소자가 열에 취약하여 방열 특성이 중요한 점을 고려하여, 유기발광 표시패널을 가지는 표시장치에 적용되는 것이 더 유리할 수 있다.
본 실시예에 사용될 수 있는 유기발광 표시패널(100)은 기판과 기판상에 형성된 다수의 박막 트랜지스터와, 박막트랜지스터 일측에 배치되는 양 전극층 사이에서 발광하는 유기발광소자층을 포함하는 발광레이어와, 그 발광레이어의 일측에 배치되는 인캡슐레이션 레이어를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 유기발광 표시패널은 유기발광소자층으로부터의 광이 진행하는 방향에 따라서, 탑 에미션 방식과 바텀 에미션 방식으로 구분될 수 있으며, 본 실시예에서는 그 중에서 바텀 에미션 방식에 의한 유기발광 표시패널을 이용할 수 있다.
탑 에미션 방식은 유기발광소자층에서 발생된 광이 발광레이어의 기판 반대방향인 상부방향으로 진행하며 기판 반대방향의 일면이 영상표시면이 된다.
반대로, 바텀 에미션 방식은 유기발광소자층에서 발생된 광이 발광레이어의 기판 방향으로 진행하여 기판을 관통하여 방출되며, 이 때에는 발광레이어의 기판의 외측면이 영상표시면이 된다.
도 7a는 유기발광 표시패널 중 발광레이어의 기판을 기준으로 박막트랜지스터(TFT) 방향으로 광이 방출되는 탑 에미션(Top Emission) 방식의 표시패널의 단면도이다.
도 7a과 같이, 탑 에미션 방식의 유기발광 표시패널(1100)은 발광레이어(1180)와 발광레이어의 일측에 배치되어 발광레이어를 보호하는 인캡슐레이션 레이어(1190)를 포함하여 구성될 수 있다.
발광레이어(1180)는 자발광되는 유기발광소자층을 포함하는 어레이 기판부로서, 다시 글래스 기판(1182)과, 글래스 기판(1182)상에 형성된 다수의 박막 트랜지스터층(TFT; 1184)과, 박막트랜지스터층의 일측에 배치되는 유기발광소자층(1186)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
도시하지는 않았지만, 박막트랜지스터의 소스 또는 드레인 전극과 연결되는 제1전극(애노드 또는 캐소드 전극)과, 제2전극(캐소드 또는 애노드)이 배치되며 양 전극층 사이에 유기발광소자층(1186)이 배치된다.
박막 트랜지스터의 스위칭 동작에 의하여 양 전극 사이에 발생되는 전위차에 따라 유기발광소자가 자발광함으로써 광을 방출한다.
한편, 발광레이어의 양측면 중에서 글래스 기판이 배치되는 방향으로는 글래스 재질의 기판이 외부 수분, 이물질 등의 유입을 방지하기 때문에 문제가 없으나, 글래스 기판의 반대방향, 즉, 유기발광표시층이 형성되는 방향의 면상에는 외부에서 수분, 이물질 등의 유입될 수 있기 때문에 보호할 필요가 있다.
인캡슐레이션 레이어(1182)는 이러한 목적으로 사용되는 보호층으로서, 발광레이어의 유기발광소자층의 상부면에 합착되어 유기발광소자의 손상을 방지하는 기능을 한다.
본 명세서에서는 인캡슐레이션 레이어는 그 용어에 한정되는 것은 아니며, 유기발광 표시패널을 구성하는 발광레이어의 유기발광소자층을 보호하기 위하여 배치되는 모든 종류의 보호층을 포함하는 개념으로 이해되어야 하며, 보호층, 제2기판층 등 다른 용어로 표현될 수 있을 것이다.
한편, 도 7a에 도시한 바와 같이, 탑 에미션 방식에서는 발광레이어의 글래스 기판(1182)의 반대방향으로 광이 방출되고 그 방향에 영상 표시면이 형성되며, 영상표시면 방향, 즉 유기발광소자층(1186)의 바로 바깥쪽 면에 인캡슐레이션 레이어(1190)가 형성된다.
또한, 도 7a에 도시된 바와 같이, 탑 에미션 방식에서는 인캡슐레이션 레이어(1190)가 영상표시면측에 배치되기 때문에 투명하여야 하며, 결과적으로 글래스 재료 등으로 구성하여야 한다. 또한, 탑 에미션 방식에서는 인캡슐레이션 레이어(1190)가 관찰자에게 노출되는 영상표시면을 이루게 되므로, 외부의 충격 등에 강하도록 일정 이상의 강성을 가져야 한다.
따라서, 탑 에미션 방식에서는 인캡슐레이션 레이어(1190)가 상대적으로 두꺼운 제1두께 T1를 가지는 글래스 레이어로 형성되어야 하며, 대형 TV 등에서는 인캡슐레이션 레이어(1190)의 제1두께 T1이 적어도 약1mm 이상이어야 한다.
도 7b 및 도 7c는 바텀 에미션(Bottom Emission) 타입의 유기발광 표시패널의 단면도로서, 도 7b는 컬러별 유리발광층이 적용된 경우이도, 도 7c는 화이트 유기발광층(WOLED)과 컬러필터층이 사용되는 경우며, 아래에서는 도 7b를 대표로 설명한다.
도 7b과 같이, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치에 사용될 수 있는 유기발광 표시패널(1200)은 인캡슐레이션 레이어(1290)과, 인캡슐레이션 레이어 상에 배치되는 발광레이어(1280) 및 발광레이어 상에 배치되는 편광 레이어(1270)을 포함하여 구성될 수 있다.
발광레이어(1280)는 자발광되는 유기발광소자층을 포함하는 어레이 기판부를 의미하는 것으로서, 다시 글래스 재료의 기판(1211)과, 기판(1211)상에 형성된 다수의 박막 트랜지스터층(TFT; 1214)과, 박막트랜지스터층의 일측에 배치되는 유기발광소자층(1219)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
도 8에서 더 상세하게 설명되듯이, 박막트랜지스터의 소스 또는 드레인 전극과 연결되는 제1전극(애노드 또는 캐소드 전극)과, 제2전극(캐소드 또는 애노드)이 배치되며 양 전극층 사이에 유기발광소자층(1219)이 배치된다.
박막 트랜지스터의 스위칭 동작에 의하여 양 전극 사이에 발생되는 전위차에 따라 유기발광소자가 자발광함으로써 광을 방출한다.
이 때, 편광 레이어(1270)의 일면이 영상이 표시되는 영상표시면이 되며, 영상표시면 아래로 순서대로 편광 레이어(1270), 발광레이어(1280) 및 인캡슐레이션 레이어(1290)가 배치되며, 경우에 따라서 편광 레이어(1270)는 포함되지 않을 수도 있다.
한편, 도 7b는 별도의 컬러필터 없이 발광레이어(1280)를 구성하는 유기발광소자층(1219)이 각 컬러(R,G,B)별 광을 출력하는 유기발광재료가 사용된 경우를 예시하며, 도 7c는 유기발광소자층이 백색광을 방출하는 백색 유기발광소자층(1264)이고, 백색 유기발광소자층 상에 배치되는 컬러필터층(1248)로 구성되는 예를 도시한다.
도 7b 및 도 7c에 도시한 바와 같이, 바텀 에미션 방식의 유기발광 표시패널(1200)에서는 발광레이어(1280)가 영상표시면을 기준으로 그 아래에 기판(1211), 박막트랜지스터층(1214), 유기발광소자층(1219)이 순차적으로 배치된다.
이 상태에서 유기발광소자층에서 방출된 광은 박막트랜지스터층(1214) 및 기판(1211)을 관통하여 진행한다. 따라서, 기판(1211)을 하측(Bottom 측)으로 가정할 때, 광이 기판방향으로 방출되는 바텀 에미션 방식으로 표현하는 것이다.
이러한 바텀 에미션 방식의 유기발광 표시패널(1200)에서는 유기발광소자층(1219)을 보호하기 위하여, 인캡슐레이션 레이어(1290)가 유기발광소자층(1219)에 인접하여 배치된다.
따라서, 탑 에미션 방식의 인캡슐레이션 레이어(도 7a의 1190)는 영상표시면쪽에 배치되는 반면, 도 7b 및 도 7cd와 같은 바텀 에미션 방식에서는 인캡슐레이션 레이어(1290)가 영상표시면의 반대측에 배치되므로 투명 재료일 필요가 없고, 외부 충격으로부터 보호가 필요한 정도의 강성 역시 필요치 않다.
즉, 바텀 에미션 방식에서의 인캡슐레이션 레이어(1290)는 단지 발광레이어(1280)의 유기발광소자층으로의 수분, 이물질 침투 등을 방지하는 기능만을 가지면 충분하다.
따라서, 본 실시예에 의한 유기발광 표시패널의 인캡슐레이션 레이어(1290)는 전술한 탑 에미션 방식의 인캡슐레이션 레이어(1190)의 제1두께(T1)보다 작은 제2두께(T2)를 가지는 금속재료 박막 등으로 구현할 수 있다.
실제로, 본 실시예에 의한 유기발광 표시패널의 인캡슐레이션 레이어(1290)의 제2두께는 약0.05 내지 0.2mm 정도로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 유기발광 표시패널의 인캡슐레이션 레이어(1290)를 구성하는 재료는 금속으로 한정되는 것은 아니며, 유기발광소자층을 보호할 수 있고 얇은 박막으로 형성할 수 있는 한 재료의 제한은 없다.
그러나, 유기발광소자층(1219)으로 수소, 산소 등이 침투하여 유기발광소자를 산화시키는 것을 방지하기 위하여, 수소/산소 등의 투과를 막아주는 철-니켈 합금, 소위 인바(Invar) 금속재료로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 인캡슐레이션 레이어(1290)는 일정 이상의 반사특성을 가지는 금속재료로 형성되는 것이 바람직하다.
유기발광소자층(1219)에서 방출된 광은 인캡슐레이션 레이어(1290)의 반대방향인 영상표시면으로 출력되어야 하므로, 인캡슐레이션 레이어(1290)가 일정 이상의 반사특성을 가지는 금속재료로 형성되는 경우 인캡슐레이션 레이어(1290)가 일종의 반사판의 기능을 가져서, 표시패널의 광효율을 향상시킬 수 있기 때문이다.
즉, 도 7b 및 도 7c와 같이, 유기발광소자층(1219)에서 방출된 광은 인캡슐레이션 레이어(1290)의 반대방향인 영상표시면으로 출력되어야 하므로, 인캡슐레이션 레이어(1290)가 일정 이상의 반사특성을 가지는 금속재료로 형성되는 경우 인캡슐레이션 레이어(1290)가 일종의 반사판의 기능을 가져서, 표시패널의 광효율을 향상시킬 수 있기 때문이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 바텀 에미션 방식의 유기발광 표시패널을 이용하면, 도 7a와 같은 탑 에미션 방식에 비하여 인캡슐레이션 레이어의 두께를 감소시킬 수 있으며, 인캡슐레이션 레이어(1290)의 반사특성에 따라 표시패널의 광효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 컬러별 유리발광층이 적용된 도 7b와 달리, 도 7c는 유기발광소자층이 백색광을 방출하는 백색 유기발광소자층(WOLED; 1264)이고, 백색 유기발광소자층 상에 배치되는 컬러필터층(1248)로 구성되는 예를 도시한다.
통상 백색 유기발광소자의 광효율이 다른 컬러별 유기발광소자보다 우수하기 때문에, 도 7c와 같은 구조를 사용하면, 유기발광표시장치의 광효율을 더 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 바텀 에미션 타입의 유기발광 표시패널의 적층구조를 도시하는 세부 단면도이다.
편의상. 도 8에서 발광방향 또는 영상표시면을 도 7과 반대로 도면의 아래 방향을 향하도록 도시한다.
도 8과 같이, 영상표시면측에 편광 레이어(1270)가 배치되며, 그에 접촉하여 발광레이어(1280)가 적층되고, 발광레이어(1280)의 일면에 인캡슐레이션 레이어(1290)가 배치된다.
본 실시예에 사용되는 바텀 에미션 방식의 유기발광 표시패널의 발광레이어(1280)의 세부 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
발광레이어(1280)의 기판(1211) 상에는 버퍼층(1220), 차광층(1222), 제1 층간절연막(1224), 반도체층(1226), 게이트 절연막(1228), 게이트 전극(1230), 제2 층간절연막(1232), 소스 전극(1242), 드레인 전극(1244), 제3 층간절연막(1246), 컬러필터(1248), 평탄화층(1250), 제1전극(1260), 뱅크(1262), 유기발광소자층(1264), 제2전극(1266), 패시베이션층(1270) 등이 배치될 수 있다.
한편, 발광레이어(1280)의 기판(1211)은 글래스(Glass) 기판일 수 있지만, 그에 한정되는 것은 아니며, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 플라스틱 기판 등일 수 있다.
버퍼층(1220)은 기판(1211) 상의 불순원소의 침투를 차단하거나, 계면 특성 및 평탄도를 개선하기 위한 것으로서, 질화실리콘(SiOx), 산화실리콘(SiNx) 등의 단일층 또는 다수층으로 형성될 수 있다.
차광층(1222)은 반도체층(1226)의 채널영역으로 입사되는 광을 차단하기 위한 것으로서, 이를 위해, 차광층(1222)은 광을 차단하기 위해 불투명한 금속층으로 형성될 수 있다. 또한, 차광층(1222)은 드레인 전극(1244)과 전기적으로 연결되어 기생 캐패시턴스(Parasitic Capacitance)를 방지할 수도 있다.
제1 층간절연막(1224)은 차광층(1222)과 반도체층(1226)을 상호 절연시킨다. 이러한 제1 층간절연막(1224)은 절연물질을 포함하고, 버퍼층(1220) 및 차광층(1222) 상에 적층될 수 있다.
반도체층(1226)은 규소(Si)를 포함하여 제1 층간절연막(1224) 상에 배치되고, 채널을 이루는 액티브 영역과, 액티브 영역의 양측으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역으로 구성될 수 있다.
게이트 절연막(1228)은 반도체층(1226)과 게이트 전극(1230)을 상호 절연시킨다. 이러한 게이트 절연막(1228)은 절연 물질을 포함하고, 반도체층(1226) 상에 적층될 수 있다.
게이트 전극(1230)은 게이트 절연막(1228) 상에 배치되고 게이트라인으로부터 게이트 전압을 공급받는다.
제2 층간절연막(1232)은 게이트 전극(1230)을 보호하고, 게이트 전극(1230), 소스 전극(1242) 및 드레인 전극(1244)을 상호 절연시킨다. 이러한 제2 층간절연막(1232)은 절연물질을 포함하고, 제1 층간절연막(1224), 반도체층(1226) 및 게이트 전극(1230) 상에 적층될 수 있다.
소스 전극(1242) 및 드레인 전극(1244) 각각은 제2 층간절연막(1232) 상에 배치되고, 제2 층간절연막(1232)에 형성된 제1 및 제2 컨택홀을 통해 반도체층(1226)에 접촉할 수 있다. 또한, 드레인 전극(1244)은 제3 컨택홀을 통해 차광층(1222)에 접촉할 수 있다.
여기서, 소스 전극(1242) 및 드레인 전극(1244)과, 이들 전극과 접촉하는 반도체층(1226)과, 반도체층(1226) 상에 형성된 게이트 절연막(1228) 및 게이트 전극(1230) 등이 박막 트랜지스터층(1214)을 구성할 수 있다.
제3 층간절연막(1246)은 소스 전극(1242) 및 드레인 전극(1244)을 보호한다.
컬러필터(1248)는 바텀 에미션 방식에서 기판(1211) 방향으로 방출되는 광의 색상을 변경하기 위해 제2 층간절연막(1232) 상에서 유기발광소자층(1216)와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
평탄화층(1250)은 소스 전극(1242) 및 드레인 전극(1244)을 보호하고, 제1전극(1260)이 배치되는 면을 평탄하게 만들 수 있다.
제1 전극(1260)은 평탄화층(1250) 상에 배치되고, 평탄화층(1250)에 형성된 제4 컨택홀을 통해 드레인 전극(1244)에 접촉할 수 있다. 또한, 제1전극(1260)은 애노드(anode) 전극을 역할을 하고, 유기발광소자층(1264)에서 발생한 광이 투과되도록 일함수 값이 비교적 크며 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1전극(1260)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 혼합물, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1전극(260)은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(graphene), 은나노와이어(silver nano wire) 등으로 이루어질 수 있다.
유기발광소자층(1264)은 제1전극(1260) 상에 배치되고, 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성되거나, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층의 다중층으로 구성될 수 있다. 이러한, 유기발광소자층(1264)은 백생광을 출력하는 백색광 유기발광소자층일 수 있으며, 패터닝(patterning)하지 않고 전면에 도포될 수 있다. 이러한 유기발광소자층(1264)은 패터닝 과정이 생략되어 제조 공정상의 간편함 또는 비용절감을 발생시킬 수 있다.
제2 전극(1266)은 유기발광소자층(1264) 상에 배치되고, 캐소드 전극(음극)으로서, 일함수 값이 비교적 작은 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 제2전극(1266)은 바텀 에미션방식에 따라 Ag 등의 단일 금속 또는 Mg 등이 일정 비율로 구성된 합금의 단일층 또는 이들의 다수층으로 이루어질 수 있다.
박막 트랜지스터에 연결된 제1전극(1260)과, 제1전극(1260)에 대향하여 배치되는 제2전극(1266)과, 제1전극(1260) 및제2전극(1266) 사이에 개재된 유기발광소자층(1264)을 통칭하여 유기발광소자로 표현할 수도 있다.
유기발광소자층(1264)는 제1전극(1260)과 제2전극(1266)에 소정의 전압이 인가되면, 제1전극(1260)으로부터 주입된 정공과 제2전극(1266)으로부터 제공된 전자가 유기발광소자층(1264)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출할 수 있다.
뱅크는 제1전극(1260)의 가장자리 상에 형성되고, 제1전극(1260)이 노출되도록 개구부를 구비할 수 있다. 이러한 뱅크는 SiOx, SiNx, SiON 등의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
패시베이션층(1270)은 수분과 산소로부터 유기층을 보호하는 역할을 하고, 무기물질, 유기물질과 이들의 혼합 물질의 다층구조로 이루어질 수 있다.
한편, 차광층(1222), 게이트 전극(1230), 소스 전극(1242) 및 드레인 전극(1244) 각각의 상부에는 하나의 저반사층(1271)을 포함할 수 있다, 이러한 저반사층은 외부 광의 반사를 방지함으로써, 시인성 저하, 휘도 감소, 명암비 특성 감소 등의 문제점을 방지할 수 있다.
저반사층(1271)은 기판(1211)을 통해 유입된 외부광을 흡수하는 물질로 되어 있거나, 광 흡수제가 도포되어 있을 수 있다. 여기서, 외부광은, 편광판 또는 편광층 등을 거치지 않은 비편광을 의미할 수 있다.
외부광을 흡수하는 물질은, 광을 흡수하는 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 흑색 계열의 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 저반사층(1271)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 나이오븀(Nb), 망간(Mn), 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나이거나 이들의 합금일 수 있다. 다만, 실시예들은 이에 제한되지 않고, 광을 흡수할 수 있는 다른 금속일 수 있다. 이에 따라 저반사층(1271)은 외부광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지할 수 있다.
또한 이러한 저반사층(1271)은, 금속 산화물 또는 광을 흡수하는 금속과 금속 산화물의 합금으로 이루어져, 외부에서 유입된 광을 차단할 수 있다. 저반사층(1271)은, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등의 금속 산화물로 이루어질 수 있고, 외부 광은, 저반사층(1271)의 표면에서 반사된 광과 저반사층(1271)을 통과한 후 도전층과 저반사층(1271)의 계면에서 반사된 광이 서로 상쇄 간섭을 일으킴으로써, 다시 외부로 나갈 수 없게 된다.
한편, 본 실시예에 의한 유기발광 표시패널(1200)은 기판(211)의 일면에 배치되어 가시영역 파장의 광을 흡수하는 투과율 조정 필름(미도시) 및/또는 투명다층막(미도시)을 더 포함할 수 있다.
투과율 조정 필름은 외부에서 기판(1211)으로 입사하는 광을 흡수하여 소정의 투과율을 가지고, 외부광 흡수를 통해 기판(1211)의 반사율을 매우 낮출 수 있는 기능을 한다.
투명다층막은 상호 인접한 층끼리 굴절률이 상이한 복수의 굴절층이 적층된 구조로서, 여러 굴절율을 가지는 굴절층에서 반사된 광들의 상쇄 간섭에 의하여 외부광을 소멸시켜 외부광의 반사율을 저감하는 기능을 한다.
이러한 투과율 조정필름 및/또는 투명다층막은 전술한 편광 레이어(1270) 자체 또는 그의 일부를 구성할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 표시장치를 구성하는 지지구조인 백버커를 절곡구조로 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료로 이루어진 몰딩부를 형성함으로써, 표시패널 측면과 표시패널의 측면 지지구조 사이의 간극인 가장자리 갭(Border Gap)을 최소화하여 표시장치의 외관을 우수하게 유지함과 동시에, 표시패널과 지지구조 사이의 갭에 의한 이물질 방지 및 표시패널 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
특히, 백커버의 수직 연장부에 요철부 또는 관통홀을 제공함으로써, 백커버와 몰딩부의 접합력을 증대시키고, 몰딩부가 상부로 분리되는 현상을 방지할 수 있는 효과도 가진다.
또한, 표시장치의 후면 지지구조인 백커버에 수직 연장부를 형성하고, 수직 연장부를 둘러싸는 탄성재료의 몰딩부를 형성하는 구성에 더하여, 백커버의 수평부 내면상에 금속재료의 이너 플레이트를 배치함으로써, 백커버의 강성을 증대시키거나 백커버의 두께를 감소시킬 수 있고, 표시패널 등에서 발생되는 열을 원활히 방출할 수 있는 효과도 가진다.
또한, 상기 구조를 가지되, 바텀 에미션 방식의 유기발광 표시패널을 사용함으로써, 탑 에미션 방식에 비하여 인캡슐레이션 레이어의 두께를 감소시킬 수 있으며, 인캡슐레이션 레이어의 반사특성에 따라 표시패널의 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 표시패널 200 : 백커버
210 : (백커버의) 수평부 220 : 수직 연장부
222 : 요철부 230 : 관통홀
300 : 몰딩부 310 : 외측 수직부
400 : 이너 플레이트 420 : 접착부재
1280 : 발광 레이어 1290 : 인캡슐레이션 레이어
1211 : 기판 1214 : 박막트랜지스터(층)
1219, 1264 : 유기발광소자층

Claims (10)

  1. 표시패널;
    상기 표시패널의 후방을 커버하는 수평부와, 상기 수평부에서 절곡되어 연장되는 수직 연장부를 포함하는 백커버;
    상기 백커버의 수직 연장부를 둘러싸도록 배치되는 탄성재료의 몰딩부;
    를 포함하고,
    상기 몰딩부는 상기 수직 연장부의 외면을 커버하는 외측 수직부와, 상기 외측 수직부와 연결되어 상기 수직 연장부의 내면을 커버하는 내측 수직부와, 상기 내측 수직부와 연결되어 수평으로 연장되는 수평 연장부를 포함하며, 상기 수평 연장부 상에는 상기 표시패널의 가장자리가 안착되며,
    상기 표시패널의 가장자리 하면에는 자외선 경화형 수지인 방습절연부가 배치되고, 상기 방습절연부가 상기 몰딩부의 수평 연장부상에 안착되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백커버의 수직 연장부에는 상기 몰딩부와 접촉면적을 크게 하는 요철부가 제공되는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 요철부는 수평 방향으로 연장되는 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 백커버의 수직 연장부의 일부 위치에는 수직 연장부를 관통시킨 관통홀이 제공되며, 상기 관통홀을 통하여 상기 몰딩부의 외측 수직부와 내측 수직부가 연결되는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부의 탄성재료는 쇼어 A 인텐더 경도 측정 기준으로 40~50인 실리콘 엘라스토머인 표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 내측 수직부와 상기 표시패널의 측면 사이의 갭이 0.1~0.2mm이고, 상기 내측 수직부의 두께는 1.0~1.2mm인 표시장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 백커버의 내면상에는 접착부재로 접착되는 금속 재질의 이너 플레이트가 더 배치되는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은 기판과, 상기 기판상에 형성된 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터 일측에 배치되는 양 전극층 사이에서 발광하는 유기발광소자층을 포함하는 발광 레이어, 및 상기 발광레이어의 일측에 배치되는 인캡슐레이션 레이어를 포함하며, 상기 유기발광소자층의 광이 상기 기판을 관통하여 방출되는 바텀 에미션 방식의 유기발광표시패널인 표시장치.
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