KR20140084622A - Flexible display device - Google Patents
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Abstract
Description
본원은 수명 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible display device capable of improving lifetime and reliability.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)에 대해 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.As the era of informationization becomes full-scale, the display field for visually displaying electrical information signals is rapidly developing. Accordingly, studies are being continued to develop performance such as thinning, lightening, and low power consumption for various various flat display devices.
이 같은 평판표시장치의 대표적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device: ELD), 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다. 이와 같은 평판표시장치들은 공통적으로, 영상을 구현하기 위한 평판표시패널을 필수적으로 포함한다. 평판표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질을 사이에 둔 한 쌍의 기판이 대면합착된 구조이다.Typical examples of such flat panel display devices include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED) An electroluminescence display device (ELD), an electro-wetting display device (EWD), and an organic light emitting display device (OLED). Such flat panel display devices commonly include flat panel display panels for realizing images. A flat panel display panel is a structure in which a pair of substrates sandwiching a unique light emitting material or a polarizing material are face-to-face bonded.
최근 들어, 평판표시장치는 플라스틱(plastic)과 같이 연성재료의 기판(flexible substrate)을 포함하여, 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블 표시장치(flexible display device)로 구현될 수 있다.2. Description of the Related Art In recent years, a flat panel display device, including a flexible substrate such as plastic, can be realized as a flexible display device capable of maintaining display performance even when bent like paper.
이러한 플렉서블 표시장치는 유연성이 없는 기존의 표시장치보다 폭넓게 적용될 수 있으므로, 플렉서블 표시장치를 상용화하기 위한 연구 및 개발이 계속되고 있다.Since such a flexible display device can be applied to a wider range than existing display devices having no flexibility, research and development for commercializing a flexible display device has been continued.
한편, 플렉서블 표시장치는 하중에 의해 쉽게 휘어지는 특성을 가지므로, 형태를 용이하게 변경할 수 있다. 이러한 형태 변형 또는 반복되는 형태 변형으로 인해, 플렉서블 표시장치 내의 박막에 스트레스가 가중되어, 박막이 파괴될 수 있다. 이에, 플렉서블 표시장치의 수명 및 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, since the flexible display device has a property of being easily bent by a load, the shape can be easily changed. Due to this shape deformation or repeated shape deformation, stress is applied to the thin film in the flexible display device, so that the thin film can be destroyed. Thus, there is a problem that the lifetime and the reliability of the flexible display device are lowered.
본원은 형태 변형에 의한 스트레스를 고려하여 박막을 설계함으로써, 수명 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 플렉서블 표시장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention aims at providing a flexible display device capable of improving lifetime and reliability by designing a thin film in consideration of stress due to deformation of a shape.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본원의 일 예는 플렉서블 표시장치에 있어서, 연성재료로 마련되는 기판; 상기 기판 상에 복수의 화소영역과 대응하여 형성되는 복수의 발광구조물을 포함하는 소자층; 및 상기 소자층 상에 상기 복수의 발광구조물을 덮도록 형성되는 보호층을 포함하는 플렉서블 표시장치를 제공한다. 여기서, 상기 기판, 상기 소자층 및 상기 보호층 중 어느 하나의 단면은 휘어진 상태(bending state)에서 응력이 0이 되는 중립축(neutral axis)이며, 상기 중립축이 임의의 휨 반경으로 휘어진 경우, 상기 소자층은, 상기 중립축의 휨 반경, 및 상기 소자층의 상면에 대응한 제 1 축과 상기 중립축 사이의 이격거리에 기초하는 제 1 변형률로 변형되고, 상기 보호층은, 상기 중립축의 휨 반경, 및 상기 보호층의 상면에 대응한 제 2 축과 상기 중립축 사이의 이격거리에 기초하는 제 2 변형률로 변형된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flexible display device comprising: a substrate provided with a flexible material; An element layer including a plurality of light emitting structures formed corresponding to a plurality of pixel regions on the substrate; And a protective layer formed on the element layer so as to cover the plurality of light emitting structures. Here, the cross section of any one of the substrate, the element layer and the protective layer is a neutral axis where the stress is zero in a bending state, and when the neutral axis is bent at an arbitrary bending radius, Layer is deformed to a first strain based on a bending radius of the neutral axis and a separation distance between a first axis corresponding to an upper surface of the element layer and the neutral axis and the protective layer has a bending radius of the neutral axis, And a second strain rate based on a distance between the second axis corresponding to the upper surface of the protective layer and the neutral axis.
그리고, 상기 중립축이 기설정된 기준 반경 이상의 휨 반경으로 휘어지는 경우, 상기 제 1 변형률이 상기 소자층을 파괴시키는 제 1 임계 변형률 미만이 되도록, 상기 제 1 축과 상기 중립축 사이의 이격거리는, 상기 제 1 임계 변형률 및 상기 기준 반경에 기초하는 제 1 임계거리 미만이다.The distance between the first axis and the neutral axis is set such that the distance between the first axis and the neutral axis is less than the first critical strain that causes the first strain to break the element layer when the neutral axis is bent at a bending radius greater than a predetermined reference radius, The critical strain and the first threshold distance based on the reference radius.
또한, 상기 제 2 변형률이 상기 보호층을 파괴시키는 제 2 임계 변형률 미만이 되도록, 상기 제 2 축과 상기 중립축 사이의 이격거리는, 상기 제 2 임계 변형률 및 상기 기준 반경에 대응한 제 2 임계거리 미만이다.The distance between the second axis and the neutral axis is preferably less than a second critical distance corresponding to the second critical strain and the reference radius so that the second strain is less than a second critical strain, to be.
본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 각 층에 대해 최고치의 스트레스가 발생되는 경우인 중립축의 기준 반경과 각 층의 임계 변형률에 기초하여, 각 층에 대응한 축과 중립축 사이의 이격거리를 조절함으로써, 휘어지는 형태 변형으로 발생된 응력에 의해 층이 파괴되는 것을 방지할 수 있다. The flexible display device according to an embodiment of the present invention can measure the distance between the axis corresponding to each layer and the neutral axis based on the reference radius of the neutral axis and the critical strain of each layer when a maximum stress is generated for each layer It is possible to prevent the layer from being broken by the stress generated by the deformed shape deformation.
그러므로, 플렉서블 표시장치의 수명 및 신뢰도가 향상될 수 있다.Therefore, the lifetime and reliability of the flexible display device can be improved.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 소자층 중 어느 하나의 발광구조물에 관한 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 플렉서블 표시장치가 제 1 휨 반경으로 휘어진 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1의 플렉서블 표시장치가 제 2 휨 반경으로 휘어진 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 제 1 및 제 2 축의 임계 변형률에 대한 일 예이다.
도 6 내지 도 8은 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 다른 예들을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one example of a light emitting structure of the element layers of FIG. 1. FIG.
Fig. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible display device of Fig. 1 is bent at a first bending radius; Fig.
Fig. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible display device of Fig. 1 is bent at a second bending radius; Fig.
5 is an example of the critical strain of the first and second axes.
6 to 8 are cross-sectional views showing other examples of the flexible display device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a flexible display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 소자층 중 어느 하나의 발광구조물에 관한 일 예를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 플렉서블 표시장치가 제 1 휨 반경으로 휘어진 상태를 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 1의 플렉서블 표시장치가 제 2 휨 반경으로 휘어진 상태를 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a flexible display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing one example of a light emitting structure of the element layers of FIG. 1. FIG. Fig. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible display device of Fig. 1 is bent at a first bending radius, and Fig. 4 is a cross-sectional view showing a state where the flexible display device of Fig. 1 is bent at a second bending radius.
도 1에 도시한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 연성재료로 마련되는 기판(110), 기판(110) 상에 복수의 화소영역과 대응한 복수의 발광구조물을 포함하는 소자층(120), 및 소자층(120) 상에 형성되는 보호층(130)을 포함한다.1, the
기판(110)은 스테인레스 스틸(stainless steel) 및 플라스틱(plastic)과 같은 연성재료로 마련된다.The
소자층(120)은 복수의 화소영역과 대응한 복수의 발광구조물을 포함한다. 이때, 발광구조물은 플렉서블 표시장치에 적용 가능한 범위 내에서 한정되지 않는다. 일 예로, 발광구조물은 전기영동표시소자(E-Paper Device), 전기습윤표시소자(Electro Wetting Device), 및 유기전계발광표시소자(Organic Light Emitting Device) 중 어느 하나일 수 있다.The
예시적으로, 발광구조물이 유기전계발광표시소자(OLED)인 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 소자층(120)은 각 화소영역에 대응한 구동스위치소자(DTr) 및 유기발광소자(E)를 포함한다. 2, the
구체적으로, 소자층(120) 중 반도체층(121)은 기판(110) 상에 형성되는데, 채널을 이루는 액티브영역(121a), 액티브영역(121a)의 양측면에 불순물이 도핑되어 형성되는 소스영역(121b) 및 드레인영역(121c)을 포함한다.A
제 1 층간절연막(122a)은 반도체층(121)을 덮도록 기판(110) 상의 전면에 순차적으로 적층되어 형성된다.The first interlayer
게이트전극(123)은 제 1 층간절연막(122a) 상에, 액티브영역(121a)과 적어도 일부 오버랩하도록 형성된다.The
제 2 층간절연막(122b)은 게이트전극(123)을 덮도록 제 1 층간절연막(122a) 상의 전면에 적층되어 형성된다.The second interlayer
소스전극(124a)은 제 2 층간절연막(122b) 상에 소스영역(121b)과 적어도 일부 오버랩하도록 형성되고, 제 1 및 제 2 층간절연막(122a, 122b)을 관통하는 콘택홀을 통해 소스영역(121b)과 연결된다. 이와 마찬가지로, 드레인전극(124b)은 제 2 층간절연막(122b) 상에 드레인영역(121c)과 적어도 일부 오버랩하도록 형성되고, 제 1 및 제 2 층간절연막(122a, 122b)을 관통하는 콘택홀을 통해 드레인영역(121c)과 연결된다.The
이로써, 반도체층(121), 게이트전극(123), 소스전극(124a) 및 드레인전극(124b)을 포함하는 구동스위치소자(DTr)가 마련된다.Thereby, the driving switch element DTr including the
제 3 층간절연막(122c)은 소스전극(124a) 및 드레인전극(124b)을 덮도록 제 2 층간절연막(122b) 상의 전면에 형성된다. The third
뱅크(125)는 제 3 층간절연막(122c) 상에 복수의 화소영역 각각의 외곽과 대응하는 격벽으로 형성된다.The
유기발광소자(E)는 제 3 층간절연막(122c) 상에 복수의 화소영역 각각과 대응하여 형성되며, 상호 대향하는 제 1 및 제 2 전극(126a, 126b), 그리고 이들 사이에 개재된 유기층(126c)을 포함한다. 이때, 제 1 전극(126a)은 제 3 층간절연막(122c)을 관통하는 콘택홀을 통해 드레인전극(124b)과 연결된다.The organic light emitting device E is formed on the third
다시 도 1을 이어서 설명한다.1 will be described again.
보호층(130)은 소자층(120)을 외부의 물리적, 전기적 충격으로부터 보호하기 위한 것으로, AlOx를 포함하는 단일층 또는 복수층으로 형성된다.The
한편, 기판(110), 소자층(120) 및 보호층(130)을 포함한 플렉서블 표시장치(100) 중 어느 하나의 단면은, 휘어진 상태(bending state)에서 응력이 0이 되는 면, 즉 중립축(NA: neutral axis)이 된다.On the other hand, the cross section of any one of the
이때, 중립축(NA)은 기판(110), 소자층(120) 및 보호층(130) 각각의 두께와 재료 및 이들의 전체 두께 등을 조절함으로써, 기판(110), 소자층(120) 및 보호층(130) 중 어느 하나의 단면일 수 있다. 일 예로, 도 1의 도시와 같이, 중립축(NA)은 소자층(120)의 단면일 수 있다.At this time, the neutral axis NA controls the
도 3에 도시한 바와 같이, 상측 방향의 제 1 하중(F1)이 인가된 플렉서블 표시장치(101)인 경우, 중립축(NA)은 제 1 하중(F1)에 대응한 제 1 휨 반경(R=r1)으로 볼록하게 휘어지나, 중립축(NA)의 길이는 변형되지 않으므로, 중립축(NA)의 변형률은 0으로 유지된다. 즉, 중립축(NA)에는 실질적으로 제 1 하중(F1)에 따른 응력이 발생하지 않는다. 3, in the case of the
그러나, 소자층(120)의 상면에 대응하는 제 1 축(A1), 및 보호층(130)의 상면에 대응하는 제 2 축(A2)은 중립축(NA)의 바깥쪽에서 볼록하게 휘어진다. 이에, 제 1 및 제 2 축(A1, A2)은 제 1 하중(F1)에 의해 휘어지면서 길이가 더 길어지도록 변형된다. 그러므로, 제 1 및 제 2 축(A1, A2), 및 이들에 대응한 소자층(120) 및 보호층(130)에는 제 1 하중(F1)에 따른 인장응력이 발생하게 된다. However, the first axis A1 corresponding to the upper surface of the
구체적으로, 소자층(120)의 상면에 대응하는 제 1 축(A1)은 중립축(NA)의 바깥쪽에서 중립축(NA)으로부터 제 1 이격거리(Y1)만큼 이격된다. 이에, 제 1 축(A1)은 중립축(NA)의 휨 반경(R), 즉 제 1 휨 반경(R=r1)보다 제 1 이격거리(Y1)만큼 더 큰 휨 반경(=r1+Y1)으로 볼록하게 휘어진다. Specifically, the first axis A1 corresponding to the upper surface of the
그러므로, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 제 1 휨 반경(r1)으로 변동시키는 제 1 하중(F1)에 의해, 제 1 축(A1) 및 그를 포함한 소자층(120)은 제 1 휨 반경(r1) 및 제 1 이격거리(Y1)에 기초하는 제 1 변형률로 변형된다. The first axis A1 and the
이와 마찬가지로, 보호층(130)의 상면에 대응하는 제 2 축(A2)은 중립축(NA)의 바깥쪽에서 중립축(NA)으로부터 제 2 이격거리(Y2)만큼 이격된다. 이에, 제 2 축(A2)은 중립축(NA)의 휨 반경(R), 즉 제 1 휨 반경(R=r1)보다 제 2 이격거리(Y2)만큼 더 큰 휨 반경(=r1+Y2)으로 볼록하게 휘어진다. Similarly, the second axis A2 corresponding to the upper surface of the
그러므로, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 제 1 휨 반경(r1)으로 변동시키는 제 1 하중(F1)에 의해, 제 2 축(A2) 및 그에 대응한 보호층(130)은 제 1 휨 반경(r1) 및 제 2 이격거리(Y2)에 기초하는 제 2 변형률로 변형된다. The second shaft A2 and the corresponding
더불어, 제 2 축(A2)은 제 1 축(A1)보다 중립축(NA)으로부터 멀리 이격되므로, 동일한 하중을 받더라도 제 1 축(A1)보다 큰 변형률로 변형된다. 즉, 제 2 이격거리(Y2)는 제 1 이격거리(Y1)보다 크므로, 제 2 변형률은 제 1 변형률보다 크다. In addition, since the second axis A2 is farther from the neutral axis NA than the first axis A1, the second axis A2 is deformed to a greater strain than the first axis A1 even under the same load. That is, since the second spacing distance Y2 is larger than the first spacing distance Y1, the second strain rate is larger than the first strain rate.
이러한 제 1 및 제 2 축(A1, A2)과 달리, 기판(110)의 상면 및 하면에 대응하는 제 3 및 제 4 축(A3, A4)은 중립축(NA)의 안쪽에서 볼록하게 휘어진다. 즉, 제 3 및 제 4 축(A3, A4)은 제 1 하중(F1)에 의해 휘어지면서 길이가 더 짧아지도록 변형된다. 그러므로, 제 3 및 제 4 축(A3, A4), 및 이들을 포함한 기판(110)에는 제 1 하중(F1)에 따른 압축응력이 발생하게 된다. Unlike the first and second axes A1 and A2, the third and fourth axes A3 and A4 corresponding to the upper and lower surfaces of the
이때, 제 1 및 제 2 변형률과 마찬가지로, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 제 1 휨 반경(r1)으로 변동시키는 제 1 하중(F1)에 의해, 제 3 축(A3)의 변형률은 제 1 휨 반경(R=r1) 및 제 3 축(A3)과 중립축(NA) 간의 이격거리에 기초하고, 제 4 축(A4)의 변형률은 제 1 휨 반경(r1), 및 제 4 축(A4)과 중립축(NA) 간의 이격거리에 기초한다.At this time, as in the first and second strains, the strain of the third axis A3 is determined by the first load F1 that varies the bending radius R of the neutral axis NA to the first bending radius r1, The first bending radius r1 and the fourth bending radius r2 are determined based on the first bending radius R = r1 and the separation distance between the third axis A3 and the neutral axis NA, A4) and the neutral axis NA.
또는, 도 4에 도시한 바와 같이, 하측 방향의 제 2 하중(F2)이 인가된 플렉서블 표시장치(102)인 경우, 중립축(NA)은 제 2 하중(F2)에 대응한 제 2 휨 반경(R=r2)으로 오목하게 휘어지나, 길이는 변형되지 않으므로, 중립축(NA)의 변형률은 0으로 유지된다.Alternatively, as shown in Fig. 4, in the case of the
그러나, 소자층(120)의 상면에 대응하는 제 1 축(A1), 및 보호층(130)의 상면에 대응하는 제 2 축(A2)은 중립축(NA)의 안쪽에서 오목하게 휘어진다. 이에, 제 1 및 제 2 축(A1, A2)은 제 2 하중(F2)에 의해 휘어지면서 길이가 더 짧아지도록 변형된다. 그러므로, 제 1 및 제 2 축(A1, A2), 및 이들에 대응한 소자층(120) 및 보호층(130)에는 제 2 하중(F2)에 따른 압축응력이 발생하게 된다. However, the first axis A1 corresponding to the upper surface of the
구체적으로, 소자층(120)의 상면에 대응하는 제 1 축(A1)은 중립축(NA)의 안쪽에서 중립축(NA)으로부터 제 1 이격거리(Y1)만큼 이격된다. 이에, 제 1 축(A1)은 중립층(NA)보다 제 1 이격거리(Y1)만큼 더 작은 휨 반경(=r2-Y1)으로 오목하게 휘어진다. Specifically, the first axis A1 corresponding to the upper surface of the
그러므로, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 제 2 휨 반경(r2)으로 변동시키는 제 2 하중(F2)에 의해, 제 1 축(A1) 및 그에 대응한 소자층(120)은 제 2 휨 반경(r2) 및 제 1 이격거리(Y1)에 기초하는 제 1 변형률(ε_A1)로 변형된다.Therefore, by the second load F2 which varies the bending radius R of the neutral axis NA to the second bending radius r2, the first axis A1 and the
이와 마찬가지로, 보호층(130)의 상면에 대응하는 제 2 축(A2)은 중립축(NA)의 안쪽에서 중립축(NA)으로부터 제 2 이격거리(Y2)만큼 이격된다. 이에, 제 2 축(A2)은 중립축(NA)보다 제 2 이격거리(Y2)만큼 더 작은 휨 반경(r2-Y2)으로 오목하게 휘어진다. Similarly, the second axis A2 corresponding to the upper surface of the
그러므로, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 제 2 휨 반경(r2)으로 변동시키는 제 2 하중(F2)에 의해, 제 2 축(A2) 및 그에 대응한 보호층(130)은 제 2 휨 반경(r2) 및 제 2 이격거리(Y2)에 기초하는 제 2 변형률(ε_A2)로 변형된다.Therefore, by the second load F2 that varies the bending radius R of the neutral axis NA to the second bending radius r2, the second axis A2 and the corresponding
이러한 제 1 및 제 2 축(A1, A2)과 달리, 기판(110)의 상면 및 하면에 대응하는 제 3 및 제 4 축(A3, A4)은 중립축(NA)의 바깥쪽에서 오목하게 휘어진다. 즉, 제 3 및 제 4 축(A3, A4)은 제 2 하중(F2)에 의해 휘어지면서 길이가 더 길어지도록 변형되므로, 제 3 및 제 4 축(A3, A4) 및 이들을 포함한 기판(110)에는 제 2 하중(F2)에 따른 인장응력이 발생하게 된다.Unlike the first and second axes A1 and A2, the third and fourth axes A3 and A4 corresponding to the upper and lower surfaces of the
이상과 같이, 플렉서블 표시장치(100)에 가해진 하중에 의한 각 축의 변형율은, 하중에 대응한 중립축(NA)의 휨 반경, 및 각 축과 중립축(NA) 사이의 이격거리에 기초한다. 이는 이하의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.As described above, the strain rate of each axis due to the load applied to the
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 각 축의 변형율(ε_Ai)은 하중에 대응한 중립축(NA)의 휨 반경(R), 및 각 축과 중립축(NA) 사이의 이격거리(Yi) 간의 비율일 수 있다.As shown in
이러한 수학식 1에 따르면, 하중에 대응한 중립축(NA)의 휨 반경(R)이 작아질수록, 또는 각 축과 중립축(NA) 사이의 이격거리(Yi)가 커질수록, 각 축의 변형률(ε_Ai)은 더 커진다.According to this formula (1), as the bending radius R of the neutral axis NA corresponding to the load becomes smaller, or as the separation distance Yi between each axis and the neutral axis NA becomes larger, the strain? ) Is larger.
다만, 각 축의 변형율은 무한대로 커질 수 없다. 즉, 각 축의 변형율은 재료의 강도(strength)에 기초한 임계 변형률 이내로 한정된다. 즉, 축의 변형율은 축의 재료를 파괴시키는 임계 변형률까지만 증가될 수 있다.However, the strain rate of each axis can not be increased to infinity. That is, the strain rate of each axis is limited to within a critical strain based on the strength of the material. That is, the strain rate of the shaft can be increased only up to the critical strain that destroys the material of the shaft.
더불어, 플렉서블 표시장치(100)의 설계 시, 중립축(NA)의 휨 반경(R)은 기준 반경 이상으로 한정된다. 즉, 기준 반경은 중립축(NA)의 휨 반경(R) 중 최소값을 나타낸다. 참고로 중립축(NA)의 휨 반경(R) 중 최대값은 무한대(∞)로서, 중립축(NA)이 평평한 상태인 경우에 해당한다.In addition, in designing the
이러한 기준 반경은 기판(110) 재료의 강도에 기초하여, 기판(110)을 파손시키지 않는 휨 반경으로 선택될 수 있다. 또는, 기준 반경은 제품의 표준치 또는 설계자의 의도에 따라 임의로 선택될 수도 있다. This reference radius may be selected based on the strength of the
이와 같이 각 축(Ai)의 임계 변형률 및 중립축(NA)의 기준 반경이 기설정됨에 따라, 그에 맞추어 소자층(120) 및 보호층(130)이 파괴되지 않도록, 제 1 및 제 2 축(A1, A2)의 이격거리를 조절할 필요가 있다. As the critical strain of each axis Ai and the reference radius of the neutral axis NA are set in this way, the first and second axes A1 and A1 are formed so that the
즉, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 기준 반경으로 변동시키는 하중에 의해, 제 1 축(A1) 및 그를 포함한 소자층(120)은 소자층(120)을 파괴시키는 제 1 임계 변형률 미만인 제 1 변형률로 변형되어야 한다. That is, due to the load that varies the bending radius R of the neutral axis NA by the reference radius, the first axis A1 and the
그러므로, 이하의 수학식 2와 같이, 제 1 축(A1)과 중립축(NA) 사이의 제 1 이격거리(Y1)는 0 이상이고, 제 1 임계거리(Y1max) 미만인 범위에 해당하고, 이때, 제 1 임계거리(Y1max)는 제 1 임계 변형률(ε_A1max) 및 기준 반경(Rmin)에 기초한다.Therefore, the first separation distance Y1 between the first axis A1 and the neutral axis NA is equal to or larger than 0 and falls within a range less than the first critical distance Y1 max , as shown in the following equation (2) , The first critical distance Y1 max is based on the first critical strain epsilon A1 max and the reference radius Rmin .
이와 마찬가지로, 중립축(NA)의 휨 반경(R)을 기준 반경으로 변동시키는 하중에 의해, 제 2 축(A1) 및 그를 포함한 보호층(130)은 보호층(130)을 파괴시키는 제 2 임계 변형률 미만인 제 2 변형률로 변형되어야 한다. Similarly, the second axis A1 and the
그러므로, 이하의 수학식 3과 같이, 제 2 축(A2)과 중립축(NA) 사이의 제 2 이격거리(Y2)는 0 이상이고, 제 2 임계거리(Y2max) 미만인 범위에 해당하고, 이때, 제 2 임계거리(Y2max)는 제 2 임계 변형률(ε_A2max) 및 기준 반경(Rmin)에 기초한다.Therefore, as shown in
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 각 축의 임계 변형률은 각 축의 재료가 갖는 강도(strength)에 기초하여 기설정된다.On the other hand, as mentioned above, the critical strain of each axis is predetermined based on the strength of each axis material.
도 5는 제 1 및 제 2 축의 임계 변형률에 대한 일 예이다. 5 is an example of the critical strain of the first and second axes.
도 5에서, 가로축은 제 1 및 제 2 축(A1, A2) 각각과 중립축(NA) 간의 이격거리를 나타내고, 세로축은 중립축(NA)의 휨 반경을 나타낸다. 그리고, 각 그래프는 이격거리 및 휨 반경에 따른 임계 변형률을 나타낸 것이다. 5, the abscissa axis represents the separation distance between each of the first and second axes A1 and A2 and the neutral axis NA, and the ordinate axis represents the bending radius of the neutral axis NA. Each graph shows the critical strain according to the separation distance and the bending radius.
이에, 도 5의 예시에 따르면, 제 1 축(A1)의 임계 변형률은 적색 그래프의 기울기, 즉 대략 0.0005로 나타나고, 제 2 축(A2)의 임계 변형률은 청색 그래프의 기울기, 즉 대략 0.01로 나타나는 것을 확인할 수 있다.5, the critical strain of the first axis A1 is represented by the slope of the red graph, that is, approximately 0.0005, and the critical strain of the second axis A2 is represented by the slope of the blue graph, .
여기서, 기준 반경(Rmin)이 1㎜라고 가정하면, 도 5에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 제 1 임계거리(Y1max)는 5㎛이고, 제 2 임계거리(Y2max)는 10㎛이 된다.Assuming here that the reference radius Rmin is 1 mm, the first critical distance Y1max is 5 占 퐉 and the second critical distance Y2max is 10 占 퐉, as indicated by the dotted line in Fig.
이를 수학식 2 및 3에 대입하면, 제 1 축(A1)이 중립축(NA)으로부터 이격된 거리인 제 1 이격거리(Y1)는 0㎛ 이상, 5㎛ 미만의 범위에 해당하고, 제 2 축(A2)이 중립축(NA)으로부터 이격된 거리인 제 2 이격거리(Y2)는 0㎛ 이상, 10㎛ 미만의 범위에 해당한다.Substituting this into equations (2) and (3), the first separation distance Y1, which is the distance that the first axis A1 is spaced from the neutral axis NA, is in the range of 0 占 퐉 to less than 5 占 퐉, The second spacing distance Y2, which is a distance apart from the neutral axis NA, is in the range of 0 占 퐉 to less than 10 占 퐉.
또한, 제 2 이격거리(Y2)는 제 1 이격거리(Y1)과 보호층(130)의 두께를 합한 값에 해당하므로, 보호층(130)의 두께는 제 2 이격거리(Y2)에서 제 1 이격거리(Y1)를 뺀 값(Y2-Y1)이 된다. 그러므로, 보호층(130)의 두께는 0㎛ 초과, 5㎛ 미만의 범위에 해당한다.Since the second separation distance Y2 corresponds to the sum of the first separation distance Y1 and the thickness of the
한편, 도 1은 플렉서블 표시장치(100)의 중립축(NA)이 소자층(120) 내의 단면, 즉 기판(110)의 상면에 대응한 제 3 축(A3)과, 소자층(120)의 상면에 대응한 제 1 축(A1) 사이에 위치한다. 그러나, 도 1의 도시와 달리, 본원의 일 실시예에 따르면, 중립축(NA)은 소자층(120) 내의 단면이 아닐 수도 있다.1 shows a state in which the neutral axis NA of the
도 6 내지 도 8은 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 다른 예들을 나타낸 단면도이다.6 to 8 are cross-sectional views showing other examples of the flexible display device according to an embodiment of the present invention.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치(100')의 중립축(NA)은 소자층(120)의 상면에 대응한 제 1 축(A1)과 실질적으로 일치할 수 있다. 이때, 제 1 이격거리(Y1)는 0이 된다.6, the neutral axis NA of the flexible display device 100 'may substantially coincide with the first axis A1 corresponding to the top surface of the
또는, 도 7에 도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치(100'')의 중립축(NA)은 보호층(130) 내의 단면, 즉 소자층(120)의 상면에 대응한 제 1 축(A1)과, 보호층(130)의 상면에 대응한 제 2 축(A2) 사이에 위치할 수 있다.7, the neutral axis NA of the flexible display device 100 '' is defined by a first axis A1 corresponding to an end face in the
또는, 도 8에 도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치(100''')의 중립축(NA)은 기판(110) 내의 단면, 즉 기판(110)의 하면에 대응한 제 4 축(A4)과, 기판(110)의 상면에 대응한 제 3 축(A3) 사이에 위치할 수 있다.8, the neutral axis NA of the flexible display device 100 '' 'has a fourth axis A4 corresponding to the end surface in the
이상과 같이, 본원의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 휘어지는 형태 변형에 따른 스트레스가 최고치에 달하는 경우인 중립축의 기준 반경과 각 층의 임계 변형률에 기초하여, 각 층에 대응한 축과 중립축 사이의 이격거리를 조절한다. 이로써, 하중에 의한 형태 변형이 1회 이상 반복하는 경우에도, 층이 파괴되는 것을 방지할 수 있으므로, 플렉서블 표시장치의 수명 및 신뢰도가 향상될 수 있다.As described above, in the flexible display device according to the embodiment of the present invention, on the basis of the reference radius of the neutral axis and the critical strain of each layer, which is the case where the stress due to warped shape deformation reaches a maximum, To adjust the separation distance. As a result, even when the shape deformation due to the load is repeated one or more times, the layer can be prevented from being broken, so that the lifetime and reliability of the flexible display device can be improved.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.
100, 100', 100'', 100''': 플렉서블 표시장치
110: 기판 120: 소자층
130: 보호층 NA: 중립축
A1: 소자층의 상면에 대응한 제 1 축
A2: 보호층의 상면에 대응한 제 2 축
A3, A4: 기판의 상, 하면에 대응한 제 3 및 제 4 축
Y1: 제 1 축과 중립축 사이의 제 1 이격거리
Y2: 제 2 축과 중립축 사이의 제 2 이격거리 100, 100 ', 100 ", 100 "': Flexible display device
110: substrate 120: element layer
130: protective layer NA: neutral axis
A1: a first axis corresponding to the upper surface of the element layer
A2: a second axis corresponding to the upper surface of the protective layer
A3, A4: third and fourth axes corresponding to the upper and lower surfaces of the substrate
Y1: First separation distance between the first axis and the neutral axis
Y2: second separation distance between the second axis and the neutral axis
Claims (6)
연성재료로 마련되는 기판;
상기 기판 상에 복수의 화소영역과 대응하여 형성되는 복수의 발광구조물을 포함하는 소자층; 및
상기 소자층 상에 상기 복수의 발광구조물을 덮도록 형성되는 보호층을 포함하고,
상기 기판, 상기 소자층 및 상기 보호층 중 어느 하나의 단면은 휘어진 상태(bending state)에서 응력이 0이 되는 중립축(neutral axis)이며,
상기 중립축이 임의의 휨 반경으로 휘어진 경우,
상기 소자층은, 상기 중립축의 휨 반경, 및 상기 소자층의 상면에 대응한 제 1 축과 상기 중립축 사이의 이격거리에 기초하는 제 1 변형률로 변형되고,
상기 보호층은, 상기 중립축의 휨 반경, 및 상기 보호층의 상면에 대응한 제 2 축과 상기 중립축 사이의 이격거리에 기초하는 제 2 변형률로 변형되며,
상기 중립축이 기설정된 기준 반경으로 휘어지는 경우, 상기 제 1 변형률이 상기 소자층을 파괴시키는 제 1 임계 변형률 미만이 되도록,
상기 제 1 축과 상기 중립축 사이의 이격거리는, 상기 제 1 임계 변형률 및 상기 기준 반경에 기초하는 제 1 임계거리 미만인 플렉서블 표시장치.In the flexible display device,
A substrate provided with a flexible material;
An element layer including a plurality of light emitting structures formed corresponding to a plurality of pixel regions on the substrate; And
And a protective layer formed on the element layer so as to cover the plurality of light emitting structures,
A cross section of any one of the substrate, the device layer and the protective layer is a neutral axis in which a stress is zero in a bending state,
When the neutral axis is bent with an arbitrary bending radius,
Wherein the element layer is deformed to a first strain based on a bending radius of the neutral axis and a distance between a first axis corresponding to an upper surface of the element layer and the neutral axis,
Wherein the protective layer is deformed to a second strain based on a bending radius of the neutral axis and a distance between a second axis corresponding to an upper surface of the protective layer and the neutral axis,
Wherein when the neutral axis is bent at a predetermined reference radius, the first strain is less than a first critical strain,
Wherein the distance between the first axis and the neutral axis is less than the first critical distance based on the first critical strain and the reference radius.
상기 제 2 변형률이 상기 보호층을 파괴시키는 제 2 임계 변형률 미만이 되도록,
상기 제 2 축과 상기 중립축 사이의 이격거리는, 상기 제 2 임계 변형률 및 상기 기준 반경에 대응한 제 2 임계거리 미만인 플렉서블 표시장치.The method according to claim 1,
And the second strain is less than a second critical strain that destroys the protective layer,
Wherein the distance between the second axis and the neutral axis is less than a second critical distance corresponding to the second critical strain and the reference radius.
상기 보호층의 두께는 상기 제 2 임계거리에서 상기 제 1 임계거리를 뺀 값 미만인 플렉서블 표시장치.3. The method of claim 2,
Wherein the thickness of the protective layer is less than a value obtained by subtracting the first critical distance from the second critical distance.
상기 보호층은 AlOx를 포함한 단일층 또는 다중층이고,
상기 기준 반경은 1㎜이며,
상기 제 1 임계 변형률은 0.005㎛이고, 상기 제 2 임계 변형률은 0.01㎛인 경우,
상기 제 1 임계거리는 5㎛이고, 상기 제 2 임계거리는 10㎛인 플렉서블 표시장치.The method of claim 3,
The protective layer may be a single layer or multiple layers including AlO x ,
The reference radius is 1 mm,
Wherein the first critical strain is 0.005 mu m and the second critical strain is 0.01 mu m,
Wherein the first critical distance is 5 占 퐉 and the second critical distance is 10 占 퐉.
상기 보호층의 두께는 0㎛을 초과하고 5㎛ 미만인 플렉서블 표시장치.5. The method of claim 4,
Wherein the thickness of the protective layer is more than 0 占 퐉 and less than 5 占 퐉.
상기 제 1 축은 상기 중립축과 실질적으로 일치하는 플렉서블 표시장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the first axis substantially coincides with the neutral axis.
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