KR20160027376A - 폴더블 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접어도 표시 기능이 유지되는 초박막형 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 폴더블 표시장치는, 표시 소자층 및 상기 표시 소자층을 덮도록 도포된 보호층을 구비한 하부 필름; 커버 필름, 상기 커버 필름의 최 외측면에 도포된 하드 코팅층, 상기 커버 필름의 일측면에 도포된 편광막, 및 상기 커버 필름의 내측면에 형성된 터치 패턴층을 구비한 상부 필름; 그리고 상기 하부 필름과 상기 상부 필름을 면 합착하는 광학 접착제를 포함한다.

Description

폴더블 표시 장치 {Foldable Display}

본 발명은 접어도 표시 기능이 유지되는 초박막형인 폴더블 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유연성이 뛰어 넘어서, 양 끝변이 서로 맞닿도록 접어도 표시 기능을 유지하고, 복원력이 우수한 초박막형인 표시장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광장치(Electroluminescence Device, EL) 등이 있다.

평판 표시장치는 얇고 무게가 가볍기 때문에 이동 통신 단말기나 휴대용 정보 처리기에서 표시 수단으로 많이 사용되고 있다. 특히, 휴대용(Portable) 혹은 모바일(Mobile) 기기에서는 더욱 얇고, 더 가벼우며, 전력 소비가 작은 표시 패널에 대한 요구가 증가하고 있다.

이러한, 요구에 가장 적합한 표시 소자로 전계발광 표시장치가 각광을 받고 있다. 전계발광장치는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광장치와 유기발광 다이오드장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광 소자를 사용하여 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기발광 다이오드 표시장치는 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 가진다.

유기발광 다이오드는 전계에 의해 발광하는 유기 전계발광 화합물층과, 유기 전계발광 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드 전극(Cathode) 및 애노드 전극(Anode)을 포함한다. 유기 전계발광 화합물층은 정공주입층(Hole injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron injection layer, EIL)을 포함한다. OLED는 캐소드전극과 음극에 주입된 정공과 전자가 발광층(EML)에서 재결합할 때의 여기 과정에서 여기자(excition)가 형성되고 여기자로부터의 에너지로 인하여 발광한다.

전계발광소자인 유기발광 다이오드의 특징을 이용한 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode display: OLEDD)에는 패시브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(Passive Matrix type Organic Light Emitting Diode display, PMOLED)와 액티브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)로 대별된다. 또한, 빛이 방출되는 방향에 따라 상부 발광(Top-Emission) 방식과 하부 발광(Bottom-Emission) 방식 등이 있다.

특히, 액정 표시장치나 플라즈마 표시장치는 유연성 및 탄성이 높은 자발광 소자를 개발하는데 한계가 있어, 플렉서블 표시장치로 응용하는데에는 한계가 있다. 하지만, 유기발광 다이오드 표시장치는, 유기 박막을 이용하여 형성하는 것으로, 유기 박막의 특징인 유연성 및 탄성을 이용하여, 플렉서블 표시장치로 응용할 수 있는 최적의 소재로 관심이 집중되고 있다. 액티브 매트릭스 타입의 플렉서블 유기발광 다이오드 표시장치(Flexible AMOLED)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 이용하여 유기발광 다이오드에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다.

도 1을 참조하여, 유기전계발광 다이오드 표시장치(단순히, 유기발광 표시장치라고 한다)에 대하여 설명한다. 도 1은 박막형 유기발광 다이오드 표시장치를 채용한 정보 처리 장기의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 박막형 유기발광 표시장치(DIP)는, 유기발광 소자층(FL), 유기발광 소자층(FL)의 기저에 부착된 백 패널(BP), 유기발광 소자층(FL) 상면에 부착된 편광필름(POL), 편광필름(POL) 위에 배치된 터치 패널 필름(TSP), 그리고, 터치 패널 필름(TSP) 위에 커버 기판(CV)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.

유기발광 표시장치를 박형화하기 위해서는 표시소자를 지지하는 기판의 두께가 얇아야 한다. 하지만, 현재 사용하는 표시 소자를 형성하기 위한 제조 라인에서 대량 생산을 위한 조건을 만족하기 위해서는 최소 0.5mm의 두께를 유지하여야 한다. 하여, 박막형 유기발광 표시장치를 대량 생산하기 위해서는, 우선 0.5mm 두께를 갖는 제조용 기판 위에서 표시 소자를 완성한 후에, 기판을 분리하고, 박막형 백 패널을 다시 합착하는 방법을 사용하고 있다.

유기발광 소자층(FL)은 제조용 기판(도시하지 않음) 위에 형성된 플렉서블 기저층(PI), 플렉서블 기저층(PI) 위에 형성된 표시층(ACT), 그리고 표시층(ACT)을 보호하기 위해 접착층(ADH)을 매개로 표시층(ACT) 위에 합착된 보호층(BA)을 포함한다. 유기발광 소자층(FL)을 완성한 후에는 유기발광 소자층(FL)의 플렉서블 기저층(PI)을 제조용 기판으로부터 분리하고, 더 얇은 백 패널(BP)을 부착한다.

유기발광 소자층(FL) 위에는 사용자 편의를 위한 추가적인 소자 필름들이 더 부착된다. 예를 들어, 화면을 직접 터치하여 사용자의 정보를 입력할 수 있는 터치 필름(TSP)을 부착할 수 있다. 터치 필름(TSP)은 가로 방향 배열된 배선층을 구비한 제1 터치 필름(TS1)과 세로 방향으로 배열된 배선층을 구비한 제2 터치 필름(TS2)을 포함할 수 있다. 또는, 제1 터치 필름(TS1)에는 전기적으로 분리된 가로 배선층 및 세로 배선층이 모두 형성되고, 제2 터치 필름(TS1)에는 필요한 부분을 전기적으로 연결하는 브릿지 배선이 형성될 수도 있다.

이 모든 표시 소자들을 보호하기 위한 커버 기판(CV)이 부착된다. 그리고, 외부광이 반사되어 표시 장치가 표현하는 영상의 시청을 방해하는 것을 방지하기 위해 편광필름(POL)을 커버 기판(CV) 상층면에 부착할 수 있다. 이렇게 형성된 박막형 유기발광 표시장치는 각종 정보 처리 장치와 합착되어 최종 제품으로 만들어진다. 예를 들어, 프레임(FR)을 이용하여 정보 처리 장치의 상부에 유기발광 표시장치를 하나의 장치로 결합한다. 이때, 프레임(FT)의 일부가 표시장치의 측면 상층부를 덮는 구조를 갖는다. 이 부분이 보통 베젤 영역(BZ)이 된다. 베젤 영역(BZ)은 구동 회로부가 배치되는 영역 및/또는 구동 회로부와 표시 패널을 연결하기 위한 연결 부재들이 설치되는 영역들로서, 유기발광 소자층(FL)의 비 표시 영역을 포함한다.

이와 같은, 박막형 표시장치는, 커버 기판(CV)이 비교적 두꺼운 유리 기판을 사용함으로써, 박막형 표시장치를 이룩할 수는 있지만, 외부 충격이나 구부림 응력에 대응할 수 있는 유연성을 갖지는 못한다. 하지만, 커버 기판(CV) 대신에, 백 패널(BP)와 유사한 특성을 갖는 플렉서블 커버 윈도우를 배치함으로써, 플렉서블 표시장치로 응용할 수 있다.

현재의 기술로는 박막형 표시장치는 어느 정도 굽어지는 플렉서블 표시장치까지는 개발이 되었다. 하지만, 표시 패널에서 서로 대향하는 두 변이 서로 맞닿도록 가운데를 접어도 표시 기능을 유지할 수 있는 폴더블 표시장치까지는 개발이 이루어지지 않았다. 즉, 지금까지 개발된 기술에 의하면, 둥글게 말거나, 90도 정도 휘어지는 정도까지는 충분히 응력을 이겨내고 표시 성능을 유지할 수는 있다. 하지만, 종이나 얇은 비닐 필름처럼 접거나 상당히 작은 반경으로 말아도 표시 기능을 유지할 수 있는 정도까지 개발되지는 못하였다.

이와 같이 접힐 정도로 말거나 구부려도 표시 기능을 유지할 수 있는 폴더블 표시장치를 개발하기 위해서는, 먼저 초박형으로 표시장치를 구성할 수 있어야 한다. 지금까지의 기술로는, 얇은 필름들을 합착하여 박막형 표시장치를 형성할 수 있지만, 복수 개의 필름들이 합착되기 때문에 접을 수 있는 정도로 얇은 폴더블 표시장치를 제조하기는 어렵다. 즉, 종래 기술에서 사용하는 박막형으로 형성한 여러 기능성 필름들을 합착하는 것만으로는 초박형이며 접기 가능한 표시장치를 제조할 수 없다.

본 발명의 목적은, 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 복수 개의 기능성 필름들을 합착하지 않고, 하나의 필름으로 여러 기능을 구비한 폴더블 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 하나의 베이스 필름 위에 기능성 박막층들을 도포/적층함으로써, 접히더라도 표시 기능을 유지하는 폴더블 표시 장치를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 폴더블 표시장치는, 하부 필름, 상부 필름 그리고 하부 필름과 상부 필름을 면 합착하는 광학 접착제를 포함한다. 하부 필름은, 표시 소자층 및 표시 소자층을 덮는 보호층이 도포되어 있다. 그리고 상부 필름은, 커버 필름과, 상기 커버 필름의 최 외측면에 도포된 하드 코팅층과, 커버 필름의 일측면에 도포된 편광막과 그리고 커버 필름의 내측면에 형성된 터치 패턴층을 구비한다.

일례로 상부 필름은, 커버 필름의 외측면에 하드 코팅층이 도포되고, 커버 필름의 내측면에 편광막이 도포되며, 터치 패턴층이 순차적으로 형성된다.

일례로 상부 필름은, 커버 필름과 하드 코팅층 사이 및 커버 필름과 편광막 사이 중 적어도 어느 하나에 개재되도록 도포된 배리어 층을 더 포함한다.

일례로 상부 필름은, 커버 필름의 외측면에 편광막 및 하드 코팅층이 순차적으로 도포되고, 커버 필름의 내측면에 터치 패턴층이 형성된다.

일례로 편광막은, 배향막과 액정 염료층을 포함한다. 배향막은 커버 필름의 일측면에 도포된다. 그리고 액정 염료층은 배향막 위에 도포된다.

본 발명에 의한 폴더블 표시장치는 단일 필름 위에 박막 형태로 적층된 표시 소자를 구비하는 하부 필름과, 단일 필름 위에 박막 형태로 도포/적층된 기능 소자를 구비하는 상부 필름이 합착되어 초 박형 폴더블 표시장치를 구현할 수 있다. 특히, 폴더블 표시장치로의 개발에 장애가 되었던 필름 형태의 편광판을 초박형 편광막으로 형성함으로써, 단일 필름의 내측면과 외측면에 박막 형태로 기능 소자들을 도포/적층할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 표시장치는 초박형으로서 표시 면을 접거나 작은 반경으로 중첩되도록 말아도 표시 기능이 유지될 수 있다.

도 1은 박막형 유기발광 다이오드 표시장치를 채용한 정보 처리 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 각 실시 예들에 의한 폴더블 표시장치에서, 편광막이 도포된 커버 필름의 구조를 나타내는 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴더블 표시장치의 구조에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴더블 표시장치는, 표시 소자들이 형성된 하부 필름(UF)과 기능성 소자들이 형성된 상부 필름(OF)을 포함한다. 하부 필름(UF)은 접기 가능한 유연성을 갖고 기저 기능을 갖춘 초박형 배면 필름(BF)과 배면 필름(BF) 위에 도포/적층된 유기발광 소자층(FL)을 포함한다.

유기발광 소자층(FL)은, 화상 표시 기능을 수행하기 위한 소자들이 도포/적층된 구조를 갖는다. 예를 들어, 플렉서블 기저층(PI), 표시층(ACT), 접착층(ADH) 및 보호층(BA)을 포함할 수 있다. 표시층(ACT)은 표시 기능을 수행하기 위한 여러 소자들이 박막 형태로 형성된 것으로, 매트릭스 방식으로 배열된 박막형 유기발광 다이오드와 유기발광 다이오드를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 플렉서블 기저층(PI)은 표시층(ACT)의 하부층에 도포/적층되어 보호 및 배면 필름(BF)과의 계면 접착성을 유지하는 기능을 갖는다. 보호층(BA)은 표시층(ACT)의 상부에 도포/적층되어, 수분 및 공기와 같은 외부 이물로부터 표시층(ACT)을 보호하는 기능을 한다. 보호층(BA)은 표시층(ACT) 전체를 덮도록 그 위에 도포하는 것이 바람직하다. 필요하다면, 보호층(BA) 표시층(ACT) 사이에는 계면 접착성을 높이기 위한 접착층(ADH)을 더 도포할 수 있다.

상부 필름(OF)에는 하부 필름(UF)에 형성된 표시 소자에 부가적인 기능들을 수행할 수 있는 다양한 기능성 소자들이 형성된다. 예를 들어, 화면을 직접 터치하여 사용자의 정보를 입력할 수 있는 터치 기능을 갖는 터치층을 형성할 수 있다. 터치층은 가로 방향 배열된 배선층을 구비한 제1 터치 패턴층(TF1)과 세로 방향으로 배열된 배선층을 구비한 제2 터치 패턴층(TF2)을 포함할 수 있다. 또는, 제1 터치 패턴층(TF1)에는 전기적으로 분리된 가로 배선층 및 세로 배선층이 모두 형성되고, 제2 터치 패턴층(TF2)에는 필요한 부분을 전기적으로 연결하는 브릿지 배선이 형성될 수도 있다.

도면으로 도시하지 않았으나, 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)이 전기적으로 절연되어야 하므로, 그 사이에는 절연층을 더 포함하는 것이 바람직하다. 터치층은 투명 도전물질을 증착하고 패턴하여 형성할 수 있다. 다른 방법으로는 프린팅 기법을 사용하여 투명 도전 물질을 터치 패턴을 갖도록 형성할 수도 있다.

또한, 외부 빛이 반사되는 것을 방지할 수 있도록, 편광막(CPOL)을 도포할 수 있다. 편광막(CPOL)은 편광 필름보다 더 얇고 접기가 가능하도록 박막 형태로 커버 필름(CF) 내측면 혹은 외측면에 도포하는 것이 바람직하다. 그리고, 커버 필름(CF)의 외측면 중 최외각면에는 하드 코팅층(HC)을 도포하는 것이 바람직하다. 하드 코팅층(HC)은 커버 필름(CF)의 외측면이 외부 충격이나 마찰에 의해 갈라지거나 긁힘이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 강도가 높은 물질층으로 형성하는 것이 바람직하다.

상부 필름(OF)과 하부 필름(UF)은 서로 면 합착되어 폴더블 표시장치를 형성한다. 상부 필름(OF)과 하부 필름(UF)이 견고하게 면 합착할 수 있도록 광학 접착층(PSA)을 매개로 합착하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상부 필름(OF)의 최 하층면에는 광학 접착층(PSA)을 도포하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 폴더블 표시장치에서, 하부 필름(UF)은 현재 사용하는 박막 소자 형성 장비로도, 충분히 접기 가능한 초박막 상태로 제조할 수 있다. 상부 필름(OF)을 접기 가능한 초박막 상태로 형성할 수 있도록 하기 위해, 커버 필름(CF)의 외측면에 하드 코팅층(HC)을 도포한 구조를 갖는다. 또한, 커버 필름(CF)의 내측면에는 편광막(CPOL)이 도포된다. 그리고, 편광막(CPOL)의 하부에는 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.

여기서, 커버 필름(CF)은 약 20~30㎛ 정도의 두께를 갖는 폴더블 필름을 사용한다. 하드 코팅층(HC) 및 편광막(CPOL)은 각각 5㎛ 이하의 두께로 도포된 박막 형태를 갖는다. 또한, 및 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)은 도합 5㎛ 이하의 두께로 형성된 박막 형태를 갖는다.

또한, 하부 필름(UF)과 합착하기 위해 미리 상부 필름(OF)의 최하층 즉, 제2 터치 패턴층(TF2)의 하부에는 광학 접착층(PSA)를 박막 형태로 도포할 수 있다. 광학 접착층(PSA)은 약 15㎛의 두께로 도포할 수 있다. 그 결과, 상부 필름(OF)은 전체 두께가 광학 접착층(PSA)을 고려하더라도, 60㎛ 이하(50~60㎛)의 두께를 가짐으로써, 접기 가능한 필름으로 모든 기능성을 갖는 단일 필름으로 구성할 수 있다.

이와 같이, 기능들이 통합된 상부 필름(OF)은 자유롭게 구부리거나, 양면이 거의 닿을 정도로 접더라도 기능성을 상실하지 않아야 한다. 특히, 접기 가능한 상태가 될 경우, 상부 필름(OF)의 테두리 영역에서 구부림 스트레스가 집중되는 현상이 발생한다. 그 결과, 제1 터치 패턴층(TF1) 또는 제2 터치 패턴층(TF2)에서 갈라짐이나 크랙(Crack)이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해서, 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)은 커버 필름(CF)의 면적보다 내측으로 일정 간격 이격하여 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 편광막(CPOL)보다 작은 면적을 갖고 그 안에 포함되도록 배선 패턴을 형성함으로써, 구부러짐 응력에 의해 가장자리 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 필요하다면, 제1 터치 패턴층(TF1) 또는 제2 터치 패턴층(TF2)의 하층에 배리어 층을 1~2㎛ 정도의 두께로 더 도포하여 터치 패턴층들(TF1, TF2)을 추가로 보호할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 의한 폴더블 표시장치의 구조에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제2 실시 예에서, 하부 필름(UF)의 구조는 제1 실시 예의 것과 동일하다. 다만, 상부 필름(OF)의 구조에서 차이가 있다. 따라서, 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 폴더블 표시장치에서, 상부 필름(CF)에 기능적 소자들을 형성하되 접기 가능한 초박막 상태로 형성할 수 있도록 박막 형태로 형성하는 것은 제1 실시 예와 동일하다. 다만, 각 기능적 박막들이 도포된 적층 구조에 차이가 있으며, 달라진 적층 구조에 의해 필요한 경우, 추가적인 박막들을 더 도포할 필요가 있을 수 있다.

제2 실시 예에 의한 폴더블 표시장치는, 커버 필름(CF)의 외측면에 편광막(CPOL)이 도포된다. 그리고, 편광판(CPOL)의 외측면에 하드 코팅층(HC)을 도포한 구조를 갖는다. 또한, 커버 필름(CF)의 내측면에는 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.

여기서, 커버 필름(CF)은 약 20~30㎛ 정도의 두께를 갖는 폴더블 필름을 사용한다. 하드 코팅층(HC) 및 편광막(CPOL)은 각각 5㎛ 이하의 두께로 도포된 박막 형태를 갖는다. 또한, 및 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)은 도합 5㎛ 이하의 두께로 형성된 박막 형태를 갖는다.

또한, 하부 필름(UF)과 합착하기 위해 미리 상부 필름(OF)의 최하층 즉, 제2 터치 패턴층(TF2)의 하부에는 광학 접착층(PSA)를 박막 형태로 도포할 수 있다. 광학 접착층(PSA)은 약 15㎛의 두께로 도포할 수 있다. 그 결과, 상부 필름(OF)은 전체 두께가 광학 접착층(PSA)을 고려하더라도, 60㎛ 이하(50~60㎛)의 두께를 가짐으로써, 접기 가능한 필름으로 모든 기능성을 갖는 단일 필름으로 구성할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시 예에 의한 폴더블 표시장치의 구조에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제3 실시 예에서도, 하부 필름(UF)의 구조는 제1 및 제2 실시 예의 것과 동일하다. 다만, 상부 필름(OF)의 구조에서 차이가 있다. 따라서, 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 폴더블 표시장치에서, 상부 필름(CF)에 기능적 소자들을 형성하되 접기 가능한 초박막 상태로 형성할 수 있도록 박막 형태로 형성하는 것은 제1 및 제2 실시 예와 동일 혹은 유사하다. 다만, 각 기능적 박막들이 도포된 적층 구조에 차이가 있으며, 달라진 적층 구조에 의해 필요한 경우, 추가적인 박막들을 더 도포할 필요가 있을 수 있다.

제3 실시 예에 의한 폴더블 표시장치는, 커버 필름(CF)의 외측면에 배리어 층(BL)이 도포된다. 배리어 층(BL)은 외부에서 이물이 표시 장치의 내부로 침투하는 것을 더 방지하는 기능을 한다. 배리어 층(BL)의 외측면에 하드 코팅층(HC)을 도포한 구조를 갖는다. 그리고, 커버 필름(CF)의 내측면에는 편광막(CPOL)이 도포된다. 또한, 편광막(CPOL)의 내측면에는 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.

여기서, 커버 필름(CF)은 약 20~30㎛ 정도의 두께를 갖는 폴더블 필름을 사용한다. 배리어 층(BL)은 수천 Å 정도의 두께로 도포하므로, 하드 코팅층(HC)과 배리어 층(BL)의 전체는 5㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다. 편광막(CPOL)은 5㎛ 이하의 두께로 도포된 박막 형태를 갖는다. 또한, 및 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)은 도합 5㎛ 이하의 두께로 형성된 박막 형태를 갖는다.

또한, 하부 필름(UF)과 합착하기 위해 미리 상부 필름(OF)의 최하층 즉, 제2 터치 패턴층(TF2)의 하부에는 광학 접착층(PSA)를 박막 형태로 도포할 수 있다. 광학 접착층(PSA)은 약 15㎛의 두께로 도포할 수 있다. 그 결과, 상부 필름(OF)은 전체 두께가 광학 접착층(PSA)을 고려하더라도, 60㎛ 이하(50~60㎛)의 두께를 가짐으로써, 접기 가능한 필름으로 모든 기능성을 갖는 단일 필름으로 구성할 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제4 실시 예에 의한 폴더블 표시장치의 구조에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 폴더블(Foldable) 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제4 실시 예에서도, 하부 필름(UF)의 구조는 제1 내지 제3 실시 예의 것과 동일하다. 다만, 상부 필름(OF)의 구조에서 차이가 있다. 따라서, 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제4 실시 예에 의한 폴더블 표시장치에서, 상부 필름(CF)에 기능적 소자들을 형성하되 접기 가능한 초박막 상태로 형성할 수 있도록 박막 형태로 형성하는 것은 제1 및 제2 실시 예와 동일 혹은 유사하다. 다만, 각 기능적 박막들이 도포된 적층 구조에 차이가 있으며, 달라진 적층 구조에 의해 필요한 경우, 추가적인 박막들을 더 도포할 필요가 있을 수 있다.

제4 실시 예에 의한 폴더블 표시장치는, 커버 필름(CF)의 외측면에 하드 코팅층(HC)을 도포한 구조를 갖는다. 그리고, 커버 필름(CF)의 내측면에는 배리어 층(BL)이 도포된다. 배리어 층(BL)은 외부에서 이물이 표시 장치의 내부로 침투하는 것을 더 방지하는 기능을 한다. 배리어 층(BL)의 내측면에 편광막(CPOL)이 도포된다. 또한, 편광막(CPOL)의 내측면에는 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.

여기서, 커버 필름(CF)은 약 20~30㎛ 정도의 두께를 갖는 폴더블 필름을 사용한다. 하드 코팅층(HC)은 5㎛ 이하의 두께를 갖는다. 배리어 층(BL)은 수천 Å 정도의 두께로 도포하므로, 편광막(CPOL)과 합친 두께를 5㎛ 정도의 두께로 도포된 박막 형태를 가질 수 있다. 또한, 및 제1 터치 패턴층(TF1)과 제2 터치 패턴층(TF2)은 도합 5㎛ 이하의 두께로 형성된 박막 형태를 갖는다.

또한, 하부 필름(UF)과 합착하기 위해 미리 상부 필름(OF)의 최하층 즉, 제2 터치 패턴층(TF2)의 하부에는 광학 접착층(PSA)를 박막 형태로 도포할 수 있다. 광학 접착층(PSA)은 약 15㎛의 두께로 도포할 수 있다. 그 결과, 상부 필름(OF)은 전체 두께가 광학 접착층(PSA)을 고려하더라도, 60㎛ 이하(50~60㎛)의 두께를 가짐으로써, 접기 가능한 필름으로 모든 기능성을 갖는 단일 필름으로 구성할 수 있다.

본 발명에서 상부 필름(OF)을 접기 가능하도록 하기 위한 중요한 특징은, 편광 기능을 갖는 편광막(COPL)을 박막 형태로 커버 필름(CF)에 도포하는 것이다. 도 6을 참조하여, 본 발명에 의한 편광막(CPOL) 형성 구조를 설명한다. 도 6은 본 발명의 각 실시 예들에 의한 폴더블 표시장치에서, 편광막이 도포된 커버 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 커버 필름(CF)의 내측면 혹은 외측면에 편광막(CPOL)이 도포된 구조를 갖는다. 특히, 커버 필름(CF)의 일측면에 배향막(AL)이 도포된다. 그리고, 배향막(AL) 위에 액정 염료층(LSL)이 도포된 구조를 갖는다. 특히, 액정 염료층(LSL)은 서로 다른 색을 갖는 두 가지 염료가 부착된 액정 분자들로 이루어진다. 액정 분자들은 배향막(AL)의 방향에 따라 정렬됨으로써, 선 편광 성질을 가질 수 있다.

이와 같이, 액정 염료층(LSL)을 도포함으로써 편광막(CPOL)이 완성되기 때문에, 커버 필름(CF)의 재질 및 두께 선택이 자유롭다. 또한, 연신 공정이 필요 없으므로, 수축 응력이 발생하지 않아, 초 박형 및 폴더블 기능성 필름을 구현하는 데 유리하다. 특히, 배향막(AL)과 액정 염료층(LSL)은 2㎛ 정도의 두께로 도포된 박막 형태를 갖는다.

종래 기술에서는 여러 장의 기능성 필름들을 면 합착하여 상부 필름을 형성한다. 반면에, 본 발명에 의하면, 단일 필름 상에 여러 기능성 박막들이 도포된 구조를 가질 수 있다. 따라서, 종래 기술 대비 초박형 표시장치를 제조할 수 있다. 또한, 단순하게 휘어지는 정도만 가능한 플렉서블 성질을 넘어 접기 가능한 폴더블 표시장치를 제공할 수 있다.

도면으로 도시하지 않았지만, 필요하다면, 선 편광기능 이외에 반파장 지연 혹은 사반파장 지연 기능을 더 부가하기 위한 원편광막을 더 구비할 수도 있다. 이러한 원편광막 역시, 액정 염료층을 이용하여 형성할 경우, 초 박막 형태의 편광막을 형성할 수 있다. 이와 같이 복수층의 액정 염료층을 적층하더라도 편광막은 5㎛ 정도의 두께로 도포된 박막 형태를 가질 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

BP: 백 패널 CV: 커버 기판
FL: 유기발광 소자층 PI: 플렉서블 기저층
ACT: 표시층 ADH: 접착층
BA: 보호층 POL: 편광 필름
TSP: 터치 패널 필름 TS1: 제1 터치 패널 필름
TS2: 제2 터치 패널 필름 FR: 프레임
TSB: 터치 베이스 필름 CG: 커버 글래스
UF: 하부 필름 OF: 상부 필름
CF: 커버 필름 BF: 배면 필름
HC: 하드 코팅층 BL: 배리어 층
CPOL: 편광막 PSA: 광학 접착층
TF1: 제1 터치 패턴층 TF2: 제2 터치 패턴층
AL: 배향막 LSL: 액정 염료층

Claims (5)

1. 표시 소자층 및 상기 표시 소자층을 덮도록 도포된 보호층을 구비한 하부 필름;
   커버 필름, 상기 커버 필름의 최 외측면에 도포된 하드 코팅층, 상기 커버 필름의 일측면에 도포된 편광막, 및 상기 커버 필름의 내측면에 형성된 터치 패턴층을 구비한 상부 필름; 그리고
   상기 하부 필름과 상기 상부 필름을 면 합착하는 광학 접착제를 포함하는 폴더블 표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 필름은,
   상기 커버 필름의 외측면에 하드 코팅층이 도포되고, 상기 커버 필름의 내측면에 상기 편광막이 도포되고, 상기 터치 패턴층이 순차적으로 형성된 폴더블 표시장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 상부 필름은,
   상기 커버 필름과 상기 하드 코팅층 사이 및 상기 커버 필름과 상기 편광막 사이 중 적어도 어느 하나에 개재된 배리어 층을 더 포함하는 폴더블 표시장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 필름은,
   상기 커버 필름의 외측면에 상기 편광막 및 상기 하드 코팅층이 순차적으로 도포되고, 상기 커버 필름의 내측면에 상기 터치 패턴층이 형성된 폴더블 표시장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 편광막은,
   상기 커버 필름의 상기 일측면에 도포된 배향막; 그리고
   상기 배향막 위에 도포된 액정 염료층을 포함하는 폴더블 표시장치.

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