KR20160095312A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부, 및 상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하는 보상층을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플렉서블 기판을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 기판, 기판 상에 위치하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 상에 위치하여 박막 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자를 포함한다.
최근, 기판으로서 폴리머 재료를 포함하는 플렉서블(flexible) 기판을 포함하여 일부 이상이 밴딩(bending)되는 플렉서블 유기 발광 표시 장치가 개발되었다.
본 발명의 일 실시예는, 플렉서블 기판의 일부 이상이 밴딩되더라도, 밴딩된 부분에 대응하는 박막 트랜지스터가 응력(stress)에 의해 파괴되는 것이 억제된 표시 장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부, 및 상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하는 보상층을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 보상층은 상기 플렉서블 기판 대비 영률(Young's modulus)이 작은 완화층을 포함할 수 있다.
상기 완화층은 상기 플렉서블 기판 대비 취성이 강할 수 있다.
상기 완화층은 금속을 포함할 수 있다.
상기 완화층은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 보상층은 상기 완화층과 상기 표시부 사이에 위치하는 제1 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 완화층 대비 영률이 클 수 있다.
상기 완화층은 상기 제1 보호층 대비 얇은 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 완화층과 접할 수 있다.
상기 완화층은 상기 플렉서블 기판과 접할 수 있다.
상기 완화층은 복수의 개구부들을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 복수의 개구부들 각각의 내부에 위치할 수 있다.
상기 보상층은 상기 완화층과 상기 플렉서블 기판 사이에 위치하는 제2 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보호층은 상기 완화층 대비 영률이 클 수 있다.
상기 제2 보호층은 상기 완화층과 접할 수 있다.
상기 플렉서블 기판은 일 방향으로 밴딩(bending)되는 밴딩 영역을 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판은 상기 밴딩 영역과 이웃하는 비밴딩 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 비밴딩 영역에 대응하는 상기 완화층의 일 부분은 비균열(uncrack)될 수 있다.
상기 밴딩 영역에 대응하는 상기 완화층의 타 부분은 하나 이상의 균열(crack)을 포함할 수 있다.
상기 균열은 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다.
상기 밴딩 영역에 대응하는 상기 완화층의 일 부분은 다른 부분 대비 더 두꺼울 수 있다.
상기 밴딩 영역에 대응하는 상기 플렉서블 기판은 곡률반경을 가지며, 상기 완화층의 두께는 상기 곡률반경의 크기에 반비례할 수 있다.
상기 표시부는 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 유기 발광 소자를 포함하며, 상기 표시 장치는 상기 보상층과 상기 표시부 사이에 위치하며 상기 유기 발광 소자와 연결되는 박막 트랜지스터를 포함하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 액티브층을 포함하며, 상기 밴딩 영역에 대응하는 액티브층에는 압축 응력(compressive stress)이 인가될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부, 및 상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 플렉서블 기판 대비 영률(Young's modulus)이 작은 보상층을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부, 및 상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 플렉서블 기판 대비 취성이 강한 보상층을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 일 방향으로 밴딩(bending)되는 밴딩 영역을 포함하는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부, 및 상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 밴딩 영역에 대응하는 일 부분이 하나 이상의 균열(crack)을 포함하는 보상층을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 플렉서블 기판은 상기 밴딩 영역과 이웃하는 비밴딩 영역을 포함할 수 있다.
상기 비밴딩 영역에 대응하는 상기 보상층의 타 부분은 비균열(uncrack)될 수 있다.
상기 균열은 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다.
상기 보상층은 상기 플렉서블 기판 대비 영률이 작을 수 있다.
상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 플렉서블 기판의 일부 이상이 밴딩되더라도, 밴딩된 부분에 대응하는 박막 트랜지스터가 응력(stress)에 의해 파괴되는 것이 억제된 표시 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치가 밴딩된 것을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 장치의 A부분, B부분, C부분 각각을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 밴딩되어 형성되는 중립면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 밴딩 영역 및 비밴딩 영역들 각각을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 밴딩 영역 및 비밴딩 영역들 각각을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 밴딩 영역 및 비밴딩 영역들 각각을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다.
이하에서, 표시 장치로서 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 일례로서 설명하나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 이미지를 표시하는 표시부를 포함한다면 액정 표시 장치(liquid crystal displays, LCDs), 플라즈마 디스플레이(plasma displays, PDs), 필드에미션디스플레이(field emission displays, FEDs), 전기영동 디스플레이(electrophoretic displays, EPDs), 전기습윤 디스플레이(electrowetting displays, EWDs) 등의 다양한 표시 장치일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치가 밴딩된 것을 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 플렉서블 기판(100), 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400), 밀봉부(500)를 포함한다.
플렉서블 기판(100)은 플렉서블(flexible)하나, 이에 한정되지 않고 스트렛쳐블(stretchable)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)할 수 있다. 플렉서블 기판(100)이 플렉서블(flexible)하거나, 스트렛쳐블(stretchable)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)함으로써, 표시 장치 전체가 플렉서블(flexible)하거나, 스트렛쳐블(stretchable)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)할 수 있다.
플렉서블 기판(100)은 일 방향으로 밴딩(bending)될 수 있다. 여기서, 일 방향이란 플렉서블 기판(100)의 판면 상에서 어떠한 방향도 될 수 있으며, 특정한 방향으로 한정되지 않는다. 일례로, 플렉서블 기판(100)은 평면적으로 직사각형 형태를 가질 수 있으며, 이 경우, 직사각형의 플렉서블 기판(100)이 밴딩되는 일 방향은 플렉서블 기판(100)의 장변 또는 단변과 나란한 방향일 수 있다. 즉, 플렉서블 기판(100)은 평면적으로 단변 방향 또는 장변 방향으로 밴딩될 수 있다.
플렉서블 기판(100)은 폴리이미드 등의 폴리머 재료, 금속 재료 및 무기 재료 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 휘어질 수 있다면 어떠한 재료도 포함할 수 있다. 플렉서블 기판(100)은 필름(film)의 형태를 가질 수 있다.
플렉서블 기판(100)은 일 방향으로 밴딩되는 밴딩 영역(BA) 및 밴딩 영역(BA)과 이웃하는 비밴딩 영역(NBA)을 포함한다. 밴딩 영역(BA)은 플렉서블 기판(100)의 중앙에 위치할 수 있으며, 비밴딩 영역(NBA)은 플렉서블 기판(100)의 외곽에 위치할 수 있다. 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)은 비밴딩 영역(NBA)과 이웃하고 있다. 도 2에서, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)은 우측 방향으로 곡률반경을 가지나, 이에 한정되지 않고 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)은 좌측 방향으로 곡률반경을 가질 수 있다.
플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA) 상에 위치하는 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400), 밀봉부(500) 각각은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 대응하여 일 방향으로 밴딩되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 플렉서블 기판(100)은 밴딩 영역(BA) 및 비밴딩 영역(NBA)을 포함하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시예에서 플렉서블 기판(100) 전체가 밴딩 영역(BA)으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)은 플렉서블 기판(100)의 중앙에 위치하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시예에서 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)은 플렉서블 기판(100)의 외곽에 위치할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 장치의 A부분, B부분, C부분 각각을 나타낸 단면도이다. 도 3 및 도 2의 A부분 및 C부분은 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 부분이며, B부분은 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 부분이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 보상층(200)은 플렉서블 기판(100)과 표시부(400) 사이에 위치하며, 구체적으로 보상층(200)은 플렉서블 기판(100)과 구동부(300) 사이에 위치하고 있다.
보상층(200)은 플렉서블 기판(100) 대비 영률(Young's modulus)이 작은 동시에, 플렉서블 기판(100) 대비 취성(brittleness)이 강하다. 즉, 보상층(200)은 플렉서블 기판(100) 대비 브리틀(brittle)하며, 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 보상층(200)의 일 부분은 하나 이상의 균열(crack)(211)을 포함한다. 이러한 보상층(200)의 균열(211)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생될 수 있으며, 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다. 이와는 대비하여 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 보상층(200)의 타 부분은 비균열(uncrack)된다. 보상층(200)에 형성된 균열(211)은 공극(air gap)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 보상층(200)은 완화층(210), 제1 보호층(220), 제2 보호층(230)을 포함한다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 제2 보호층(230) 사이에 위치하고 있다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생되는 응력을 완화하는 동시에 표시 장치(1000)에 형성되는 중립면(neutral plane)(NP)의 위치를 이동시킨다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 영률(Young's modulus)이 작은 동시에, 플렉서블 기판(100) 대비 취성(brittleness)이 강하다. 즉, 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 브리틀(brittle)하며, 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(crack)(211)을 포함한다. 이러한 완화층(210)의 균열(211)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생될 수 있으며, 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다. 이와는 대비하여 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 완화층(210)의 타 부분은 비균열(uncrack)된다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 제2 보호층(230) 각각과 접하고 있으며, 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230)에 의해 균열(211)이 발생된 완화층(210)의 파편들이 플렉서블 기판(100) 또는 구동부(300) 방향으로 의도치 않게 이동되는 것이 방지된다.
완화층(210)은 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함한다. 일례로, 완화층(210)은 MoOx, Mo, Ti 등의 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 각각과 대비하여 영률이 작은 동시에 취성이 강할 수 있으며, 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(211)을 포함할 수 있으며, 완화층(210)의 일 부분에 균열(211)이 발생되더라도 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 각각에는 균열이 발생되지 않는다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 각각 대비 얇은 두께를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 완화층(210)은 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함하나, 이에 한정되지 않고 완화층(210)은 브리틀한 유리(glass), 브리틀한 세라믹 등의 무기 재료 또는 브리틀한 실리콘(Si) 등을 포함할 수 있으며, 브리틀하다면 어떠한 재료라도 포함할 수 있다.
제1 보호층(220)은 완화층(210)과 표시부(400) 사이인 완화층(210)과 구동부(300) 사이에 위치하고 있으며, 제2 보호층(230)은 완화층(210)과 플렉서블 기판(100) 사이에 위치하고 있다.
제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 각각은 완화층(210)을 사이에 두고 상호 이격되어 있으며, 완화층(210)과 접하고 있다. 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 각각은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 각각은 PSA, PDMS 등 고탄성 고분자 물질 또는 Al, Au 등 고연성 금속 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 고분자 물질 또는 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1 보호층(220)은 제2 보호층(230) 각각은 완화층(210)에 발생된 균열(211)에 의한 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 및 플렉서블 기판(100) 측으로 이동되는 것을 억제한다.
상술한 보상층(200) 상에 구동부(300) 및 표시부(400)가 위치하고 있다.
구동부(300)는 보상층(200)을 사이에 두고 플렉서블 기판(100) 상에 위치하고 있으며, 표시부(400)와 연결된 하나 이상의 박막 트랜지스터(310)를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위해 구동부(300)가 박막 트랜지스터(310)를 포함하는 것으로 설명하나, 이에 한정되지 않고 구동부(300)는 하나 이상의 스캔 배선, 하나 이상의 데이터 배선, 복수의 박막 트랜지스터, 하나 이상의 커패시터를 더 포함할 수 있으며, 이러한 구성들은 공지된 다양한 구조를 가질 수 있다.
박막 트랜지스터(310)는 액티브층(311), 게이트 전극(312), 소스 전극(313) 및 드레인 전극(314)을 포함한다.
액티브층(311)은 보상층(200) 상에 위치하며, 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐-탄탈륨-갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
액티브층(311)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다. 액티브층(311)이 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온에 노출되는 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
액티브층(311) 중 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 액티브층(311)에는 보상층(200)에 의해 압축 응력(compressive stress)이 인가된다. 구체적으로, 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100), 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400), 밀봉부(500) 각각이 형성하는 전체 두께에 대응하여 중립면(NP)이 전체 두께의 중심 부분인 보상층(200)과 플렉서블 기판(100) 사이에 형성되나, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에는 보상층(200)에 의해 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이에 형성됨으로써, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
일례로, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 보상층(200)의 완화층(210)이 표시 장치(1000)에 인가되는 응력(stress)에 따라 균열(211)이 발생되어 변형됨으로써, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에, 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400)가 형성하는 두께에 대응하여 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
게이트 전극(312)은 액티브층(311) 상에 위치하며, 소스 전극(313) 및 드레인 전극(314) 각각은 게이트 전극(312) 상측에 위치하여 컨택홀을 통해 액티브층(311)의 소스 영역 및 드레인 영역 각각과 연결되어 있다.
박막 트랜지스터(310)의 구성들인 액티브층(311), 게이트 전극(312), 소스 전극(313) 및 드레인 전극(314) 간의 단락을 방지하기 위해 박막 트랜지스터(310)의 구성들 간에 하나 이상의 절연층이 위치하고 있다. 이러한 절연층은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등의 무기 재료를 포함하며, 일례로 절연층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(310)의 드레인 전극(314)은 표시부(400)의 유기 발광 소자와 연결된다.
표시부(400)는 보상층(200) 및 구동부(300)를 사이에 두고 플렉서블 기판(100) 상에 위치하고 있으며, 복수의 화소를 이용해 이미지를 표시할 수 있다. 여기서, 화소는 이미지를 표시하는 최소 단위를 의미할 수 있다.
표시부(400)는 빛을 발광하는 유기 발광 소자를 포함한다.
유기 발광 소자는 박막 트랜지스터(310)의 드레인 전극(314)과 연결된 제1 전극(410), 제1 전극(410) 상에 위치하는 유기 발광층(420), 유기 발광층(420) 상에 위치하는 제2 전극(430)을 포함한다. 즉, 표시부(400)의 제1 전극(410), 유기 발광층(420), 제2 전극(430)이 유기 발광 소자를 형성한다.
제1 전극(410)은 정공 주입 전극인 양극(anode)일 수 있으며, 광 반사성, 광 반투과성, 광 투과성 전극 중 어느 하나의 전극일 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 전극(410)은 전자 주입 전극인 음극(cathode)일 수 있다.
유기 발광층(420)은 제1 전극(410) 상에 위치하고 있다. 유기 발광층(420)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 유기 발광층(420)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다. 유기 발광층(420)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 유기 발광층(420)으로서 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 유기 발광층(420)으로서 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다. 다른 예에서 설명한 유기 발광층(420)으로서 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 일례로, 유기 발광층(420)은 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등을 포함할 수 있다.
제2 전극(430)은 유기 발광층(420) 상에 위치하며, 전자 주입 전극인 음극(cathode)일 수 있다. 제2 전극(430)은 광 반사성, 광 반투과성, 광 투과성 전극 중 어느 하나의 전극일 수 있다. 제2 전극(430)은 유기 발광층(420)을 덮도록 플렉서블 기판(100) 전체에 걸쳐서 위치할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제2 전극(430)은 정공 주입 전극인 양극일 수 있다.
표시부(400) 상에는 밀봉부(500)가 위치하고 있다.
밀봉부(500)는 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400)를 사이에 두고 플렉서블 기판(100) 상에 위치하고 있다. 밀봉부(500)는 플렉서블 기판(100) 전체에 걸쳐서 플렉서블 기판(100) 상에 위치하고 있으며, 플렉서블 기판(100)과 함께 구동부(300) 및 표시부(400)를 밀봉하고 있다. 밀봉부(500)는 박막 밀봉부(thin film encapsulation)로 형성될 수 있다. 밀봉부(500)는 유기층 및 유기층 상에 위치하는 무기층을 포함할 수 있다. 일례로, 밀봉부(500)는 상호 교호적으로 적층된 하나 이상의 유기층 및 하나 이상의 무기층을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 무기층 또는 유기층 각각은 복수일 수 있으며, 복수의 무기층 및 복수의 유기층 각각은 상호 교호적으로 적층될 수 있다. 밀봉부(500)는 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 밀봉부(500)의 최상층에 위치하는 무기층은 다른 층인 유기층의 단부를 덮도록 유기층 대비 넓은 면적으로 적층될 수 있다. 밀봉부(500)의 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 일례로, 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 여기서, 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있으며, 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 밀봉부(500)의 무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이와 같은 밀봉부(500) 상부 및 플렉서블 기판(100) 하부 각각에는 보호 필름이 위치할 수 있다. 보호 필름은 외부의 간섭으로부터 밀봉부(500) 및 플렉서블 기판(100) 각각을 보호하는 역할을 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 밴딩되어 형성되는 중립면을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4의 (a)는 밴딩되기 전의 표시 장치를 나타낸 단면도이며, 도 4의 (b)는 밴딩된 후의 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 플랫(flat)한 상태에서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트가 발생되면, 보상층에 균열이 발생되어 표시 장치(1000)에 형성되는 최초 중립면(Original NP)이 밴딩 영역에 대응하여 최후 중립면(Final NP)으로 이동하기 때문에, 구동부의 박막 트랜지스터에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층을 포함하는 구동부가 응력에 의해 파괴되는 것이 억제된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 일부 이상이 밴딩되더라도, 밴딩된 부분에 대응하는 박막 트랜지스터가 응력(stress)에 의해 파괴되는 것이 억제된 표시 장치(1000)가 제공된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 이하에서는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 밴딩 영역 및 비밴딩 영역들 각각을 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 보상층(200)은 완화층(210), 제1 보호층(220)을 포함한다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 플렉서블 기판(100) 사이에 위치하고 있다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생되는 응력을 완화하는 동시에 표시 장치(1000)에 형성되는 중립면(neutral plane)(NP)의 위치를 이동시킨다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 영률(Young's modulus)이 작은 동시에, 플렉서블 기판(100) 대비 취성(brittleness)이 강하다. 즉, 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 브리틀(brittle)하며, 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(crack)(211)을 포함한다. 이러한 완화층(210)의 균열(211)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생될 수 있으며, 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다. 이와는 대비하여 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 완화층(210)의 타 부분은 비균열(uncrack)된다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 플렉서블 기판(100) 각각과 접하고 있으며, 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)에 의해 균열(211)이 발생된 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 방향으로 의도치 않게 이동되는 것이 방지된다.
완화층(210)은 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함한다. 일례로, 완화층(210)은 MoOx, Mo, Ti 등의 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각과 대비하여 영률이 작은 동시에 취성이 강할 수 있으며, 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(211)을 포함할 수 있으며, 완화층(210)의 일 부분에 균열(211)이 발생되더라도 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각에는 균열이 발생되지 않는다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각 대비 얇은 두께를 가질 수 있다.
제1 보호층(220)은 완화층(210)과 표시부(400) 사이인 완화층(210)과 구동부(300) 사이에 위치하고 있다.
제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각은 완화층(210)을 사이에 두고 상호 이격되어 있으며, 완화층(210)과 접하고 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 제1 보호층(220)은 PSA, PDMS 등 고탄성 고분자 물질 또는 Al, Au 등 고연성 금속 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 고분자 물질 또는 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210)에 발생된 균열(211)에 의한 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 측으로 이동되는 것을 억제한다.
구동부(300)의 박막 트랜지스터(310)의 액티브층(311) 중 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 액티브층(311)에는 보상층(200)에 의해 압축 응력(compressive stress)이 인가된다. 구체적으로, 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100), 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400), 밀봉부(500) 각각이 형성하는 전체 두께에 대응하여 중립면(NP)이 전체 두께의 중심 부분인 보상층(200)과 플렉서블 기판(100) 사이에 형성되나, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에는 보상층(200)에 의해 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이에 형성됨으로써, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
일례로, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 보상층(200)의 완화층(210)이 표시 장치(1000)에 인가되는 응력(stress)에 따라 균열(211)이 발생되어 변형됨으로써, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에, 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400)가 형성하는 두께에 대응하여 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
이상과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 일부 이상이 밴딩되더라도, 밴딩된 부분에 대응하는 박막 트랜지스터(310)가 응력(stress)에 의해 파괴되는 것이 억제된 표시 장치(1000)가 제공된다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 이하에서는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 밴딩 영역 및 비밴딩 영역들 각각을 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 보상층(200)은 완화층(210), 제1 보호층(220)을 포함한다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 플렉서블 기판(100) 사이에 위치하고 있다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생되는 응력을 완화하는 동시에 표시 장치(1000)에 형성되는 중립면(neutral plane)(NP)의 위치를 이동시킨다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 영률(Young's modulus)이 작은 동시에, 플렉서블 기판(100) 대비 취성(brittleness)이 강하다. 즉, 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 브리틀(brittle)하며, 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(crack)(211)을 포함한다. 이러한 완화층(210)의 균열(211)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생될 수 있으며, 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다. 이와는 대비하여 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 완화층(210)의 타 부분은 비균열(uncrack)된다.
완화층(210)은 복수의 개구부들(212)을 포함한다. 복수의 개구부들(212) 각각은 플렉서블 기판(100)을 노출하고 있으며, 이로 인해 완화층(210)은 복수의 개구부들(212) 각각에 의해 섬(island) 형태를 가질 수 있다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 플렉서블 기판(100) 각각과 접하고 있으며, 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)에 의해 균열(211)이 발생된 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 방향으로 의도치 않게 이동되는 것이 방지된다.
완화층(210)은 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함한다. 일례로, 완화층(210)은 MoOx, Mo, Ti 등의 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각과 대비하여 영률이 작은 동시에 취성이 강할 수 있으며, 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(211)을 포함할 수 있으며, 완화층(210)의 일 부분에 균열(211)이 발생되더라도 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각에는 균열이 발생되지 않는다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각 대비 얇은 두께를 가질 수 있다.
제1 보호층(220)은 완화층(210)과 표시부(400) 사이인 완화층(210)과 구동부(300) 사이에 위치하고 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210)에 형성된 복수의 개구부들(212) 각각의 내부에 위치하고 있으며, 이로 인해 섬 형태로 형성된 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)에 의해 둘러싸여 있다. 일례로, 밴딩 영역(BA)에 대응하여 균열(211)이 발생된 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)에 의해 밀봉될 수 있으며, 균열(211)이 발생된 완화층(210)이 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)에 의해 밀봉됨으로써, 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 측으로 이동되거나 외부로 이동되는 것이 방지된다.
제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각은 완화층(210)을 사이에 두고 상호 이격되어 있으며, 완화층(210)과 접하고 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 제1 보호층(220)은 PSA, PDMS 등 고탄성 고분자 물질 또는 Al, Au 등 고연성 금속 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 고분자 물질 또는 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210)에 발생된 균열(211)에 의한 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 측으로 이동되는 것을 억제한다.
구동부(300)의 박막 트랜지스터(310)의 액티브층(311) 중 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 액티브층(311)에는 보상층(200)에 의해 압축 응력(compressive stress)이 인가된다. 구체적으로, 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100), 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400), 밀봉부(500) 각각이 형성하는 전체 두께에 대응하여 중립면(NP)이 전체 두께의 중심 부분인 보상층(200)과 플렉서블 기판(100) 사이에 형성되나, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에는 보상층(200)에 의해 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이에 형성됨으로써, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
일례로, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 보상층(200)의 완화층(210)이 표시 장치(1000)에 인가되는 응력(stress)에 따라 균열(211)이 발생되어 변형됨으로써, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에, 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400)가 형성하는 두께에 대응하여 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
이상과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 일부 이상이 밴딩되더라도, 밴딩된 부분에 대응하는 박막 트랜지스터(310)가 응력(stress)에 의해 파괴되는 것이 억제된 표시 장치(1000)가 제공된다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 이하에서는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 밴딩 영역 및 비밴딩 영역들 각각을 나타낸 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 보상층(200)은 완화층(210), 제1 보호층(220)을 포함한다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 플렉서블 기판(100) 사이에 위치하고 있다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생되는 응력을 완화하는 동시에 표시 장치(1000)에 형성되는 중립면(neutral plane)(NP)의 위치를 이동시킨다. 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 영률(Young's modulus)이 작은 동시에, 플렉서블 기판(100) 대비 취성(brittleness)이 강하다. 즉, 완화층(210)은 플렉서블 기판(100) 대비 브리틀(brittle)하며, 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(crack)(211)을 포함한다. 이러한 완화층(210)의 균열(211)은 플렉서블 기판(100)의 밴딩에 의해 발생될 수 있으며, 비정형 균열(atypical crack)일 수 있다. 이와는 대비하여 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 완화층(210)의 타 부분은 비균열(uncrack)된다.
완화층(210)은 제1 보호층(220)과 플렉서블 기판(100) 각각과 접하고 있으며, 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)에 의해 균열(211)이 발생된 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 방향으로 의도치 않게 이동되는 것이 방지된다.
플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 플렉서블 기판(100)의 비밴딩 영역(NBA)에 대응하는 완화층(210) 다른 부분 대비 더 두꺼운 두께를 가지고 있다.
구체적으로, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분의 두께는 밴딩 영역(BA)에 대응하는 플렉서블 기판(100)의 일 부분 곡률반경의 크기에 반비례할 수 있다. 일례로, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 플렉서블 기판(100)의 일 부분의 곡률반경 크기가 작아지면 완화층(210)의 일 부분의 두께는 더 두꺼워지며, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 플렉서블 기판(100)의 일 부분의 곡률반경 크기가 커지면 완화층(210)의 일 부분의 두께는 더 얇아질 수 있다. 즉, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)의 곡률반경의 크기에 대응하여 완화층(210)의 두께가 계단식으로 형성될 수 있다.
완화층(210)은 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함한다. 일례로, 완화층(210)은 MoOx, Mo, Ti 등의 브리틀한 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각과 대비하여 영률이 작은 동시에 취성이 강할 수 있으며, 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 이로 인해 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 완화층(210)의 일 부분은 하나 이상의 균열(211)을 포함할 수 있으며, 완화층(210)의 일 부분에 균열(211)이 발생되더라도 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각에는 균열이 발생되지 않는다. 완화층(210)은 제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각 대비 얇은 두께를 가질 수 있다.
제1 보호층(220)은 완화층(210)과 표시부(400) 사이인 완화층(210)과 구동부(300) 사이에 위치하고 있다.
제1 보호층(220) 및 플렉서블 기판(100) 각각은 완화층(210)을 사이에 두고 상호 이격되어 있으며, 완화층(210)과 접하고 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210) 대비 영률이 클 수 있다. 제1 보호층(220)은 PSA, PDMS 등 고탄성 고분자 물질 또는 Al, Au 등 고연성 금속 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 고분자 물질 또는 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1 보호층(220)은 완화층(210)에 발생된 균열(211)에 의한 완화층(210)의 파편들이 구동부(300) 측으로 이동되는 것을 억제한다.
구동부(300)의 박막 트랜지스터(310)의 액티브층(311) 중 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 액티브층(311)에는 보상층(200)에 의해 압축 응력(compressive stress)이 인가된다. 구체적으로, 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100), 보상층(200), 구동부(300), 표시부(400), 밀봉부(500) 각각이 형성하는 전체 두께에 대응하여 중립면(NP)이 전체 두께의 중심 부분인 보상층(200)과 플렉서블 기판(100) 사이에 형성되나, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에는 플렉서블 기판(100)의 곡률반경의 크기에 반비례하는 보상층(200)의 두께에 의해 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이에서 계단식으로 형성됨으로써, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
일례로, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 보상층(200)의 완화층(210)이 표시 장치(1000)에 인가되는 응력(stress)에 따라 균열(211)이 발생되어 변형됨으로써, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에, 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400)가 형성하는 두께에 대응하여 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 완화된 압축 응력이 인가된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
이상과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 휨 모멘트(bending moment)가 발생되면, 플렉서블 기판(100)의 밴딩 영역(BA)에 대응하는 영률이 작은 동시에 취성이 강한 보상층(200)에 응력에 의해 균열(211)이 발생됨으로써, 밴딩 영역(BA)에 대응하는 표시 장치(1000)의 일 부분에 인가되는 응력이 완화되는 동시에 보상층(200)의 변형에 따라 밴딩 영역(BA)에 대응하여 중립면(NP)이 구동부(300)와 표시부(400) 사이로 이동하기 때문에, 액티브층(311)에 인장 응력이 아닌 완화된 압축 응력이 인가되어 액티브층(311)이 파괴되는 것이 억제된다.
즉, 플렉서블 기판(100)의 일부 이상이 밴딩되더라도, 밴딩된 부분에 대응하는 박막 트랜지스터(310)가 응력(stress)에 의해 파괴되는 것이 억제된 표시 장치(1000)가 제공된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
플렉서블 기판(100), 표시부(400), 보상층(200)

Claims (31)

  1. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부; 및
    상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하는 보상층
    을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 보상층은 상기 플렉서블 기판 대비 영률(Young's modulus)이 작은 완화층을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 완화층은 상기 플렉서블 기판 대비 취성이 강한 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 완화층은 금속을 포함하는 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 완화층은 금속 산화물을 포함하는 표시 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 보상층은 상기 완화층과 상기 표시부 사이에 위치하는 제1 보호층을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 보호층은 상기 완화층 대비 영률이 큰 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 완화층은 상기 제1 보호층 대비 얇은 두께를 가지는 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 제1 보호층은 상기 완화층과 접하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 완화층은 상기 플렉서블 기판과 접하는 표시 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 완화층은 복수의 개구부들을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 보호층은 상기 복수의 개구부들 각각의 내부에 위치하는 표시 장치.
  13. 제6항에서,
    상기 보상층은 상기 완화층과 상기 플렉서블 기판 사이에 위치하는 제2 보호층을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 보호층은 상기 완화층 대비 영률이 큰 표시 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 제2 보호층은 상기 완화층과 접하는 표시 장치.
  16. 제2항에서,
    상기 플렉서블 기판은 일 방향으로 밴딩(bending)되는 밴딩 영역을 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 플렉서블 기판은 상기 밴딩 영역과 이웃하는 비밴딩 영역을 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 비밴딩 영역에 대응하는 상기 완화층의 일 부분은 비균열(uncrack)된 표시 장치.
  19. 제16항에서,
    상기 밴딩 영역에 대응하는 상기 완화층의 타 부분은 하나 이상의 균열(crack)을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 균열은 비정형 균열(atypical crack)인 표시 장치.
  21. 제16항에서,
    상기 밴딩 영역에 대응하는 상기 완화층의 일 부분은 다른 부분 대비 더 두꺼운 표시 장치.
  22. 제16항에서,
    상기 밴딩 영역에 대응하는 상기 플렉서블 기판은 곡률반경을 가지며,
    상기 완화층의 두께는 상기 곡률반경의 크기에 반비례하는 표시 장치.
  23. 제16항에서,
    상기 표시부는 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 유기 발광 소자를 포함하며,
    상기 보상층과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 유기 발광 소자와 연결되는 박막 트랜지스터를 포함하는 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
  24. 제23항에서,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 액티브층을 포함하며,
    상기 밴딩 영역에 대응하는 액티브층에는 압축 응력(compressive stress)이 인가되는 표시 장치.
  25. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부; 및
    상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 플렉서블 기판 대비 영률(Young's modulus)이 작은 보상층
    을 포함하는 표시 장치.
  26. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부; 및
    상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 플렉서블 기판 대비 취성이 강한 보상층
    을 포함하는 표시 장치.
  27. 일 방향으로 밴딩(bending)되는 밴딩 영역을 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부; 및
    상기 플렉서블 기판과 상기 표시부 사이에 위치하며, 상기 밴딩 영역에 대응하는 일 부분이 하나 이상의 균열(crack)을 포함하는 보상층
    을 포함하는 표시 장치.
  28. 제27항에서,
    상기 플렉서블 기판은 상기 밴딩 영역과 이웃하는 비밴딩 영역을 더 포함하는 표시 장치.
  29. 제28항에서,
    상기 비밴딩 영역에 대응하는 상기 보상층의 타 부분은 비균열(uncrack)된 표시 장치.
  30. 제27항에서,
    상기 균열은 비정형 균열(atypical crack)인 표시 장치.
  31. 제27항에서,
    상기 보상층은 상기 플렉서블 기판 대비 영률이 작은 표시 장치.
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