KR20160141135A - 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 벤딩 영역에 배치되고, 인캡슐레이션 필름상에 또는 인캡슐레이션 필름 내부에 위치하는 금속패턴을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
이에 의하여, 벤딩 영역의 인캡슐레이션 필름에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 의하여, 벤딩 영역의 인캡슐레이션 필름에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로, 특히 외부 수분 침투에 의한 발광다이오드의 손상을 방지할 수 있는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 종래의 음극선관 표시장치(CRT)에 비해 박형, 경량화된 액정표시장치(liquid crystal display (LCD) device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel (PDP)) 또는 유기발광다이오드(organic light emitting diode (OLED)) 표시장치를 포함하는 평판표시장치가 활발하게 연구 및 제품화되고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서, 유기발광다이오드 표시장치는 응답시간이 짧고 명암비(contrast ratio)가 크며 시야각이 넓고 소비전력이 낮은 것과 같이 여러 가지 장점이 있어, 차세대 표시장치로 개발하기 위해 활발한 연구가 진행 중이다.
한편, 유기 발광층을 포함하는 발광다이오드는 수분에 매우 취약하다.따라서, 외부로부터의 수분이 발광다이오드로 침투되는 것을 방지하고 외부 충격으로부터 발광다이오드를 보호하기 위해, 유리로 이루어지는 인캡슐레이션 기판이 발광다이오드의 상부로 부착된다.
한편, 최근에는 표시장치를 종이처럼 휘고 말 수 있는 폴더블(foldable), 벤더블(bendable) 또는 롤러블(rollable) 표시장치가 제안되고 있다. (이하, 플렉서블(flexible) 표시장치)
이와 같은 플렉서블 발광다이오드 표시장치에서는 유리로 이루어지는 인캡슐레이션 기판 대신에 무기층과 유기층이 교대로 적층되는 인캡슐레이션(encapsulation) 필름이 이용되고 있다.
도 1은 종래 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드 표시장치(1)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(10)과, 상기 플렉서블 기판(10) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(20)을 포함한다.
상기 플렉서블 기판(10)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으며, 상기 발광다이오드(D)는 상기 플렉서블 기판(10) 상부에 형성된다.
상기 발광다이오드(D)는 상기 표시영역(AA)에 위치하며, 상기 비표시영역(NA)에는 상기 발광다이오드(D)를 구동하기 위한 구동부(미도시)가 위치한다.
도시하지 않았으나, 상기 발광다이오드(D)는 마주하는 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기발광층을 포함한다. 또한, 상기 플렉서블 기판(10) 상에는 각 화소영역 별로 스위칭 소자인 스위칭 박막트랜지스터와 구동 소자인 구동 박막트랜지스터가 형성되며, 상기 발광다이오드(D)의 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터에 연결된다.
상기 인캡슐레이션 필름(20)은 상기 발광다이오드(D)를 덮으며 상기 표시영역(AA)과 상기 비표시영역(NA)에 대응하여 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(20)은 외부의 수분이 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 차단하여 발광다이오드(D)의 손상을 감소시키게 된다.
상기 인캡슐레이션 필름(20)은 무기층과 유기층이 교대로 적층된 구조를 갖는다. 예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(20)은 상기 발광다이오드(D) 상의 제 1 무기층(22)과, 상기 제 1 무기층(22) 상의 유기층(24)과, 상기 유기층(24) 상의 제 2 무기층(26)으로 구성되는 삼중층 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 인캡슐레이션 필름(20) 상에는 배리어 필름(30)이 접착층(32)을 통해 부착될 수 있다.
그런데, 이와 같은 플렉서블 발광다이오드 표시장치(1)에 폴딩, 벤딩 또는 롤링 동작이 반복되면, 발광다이오드(D)가 손상되어 플렉서블 발광다이오드 표시장치(1)의 표시 품질 저하 문제 및/또는 수명 단축 문제가 발생한다.
본 발명에서는, 발광다이오드의 손상에 의한 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에서의 표시 품질 저하 문제와 수명 단축의 문제를 해결하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 벤딩 영역이 정의된 플렉서블 기판과, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 발광다이오드와, 상기 발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름과, 상기 벤딩 영역에 배치되고, 상기 인캡슐레이션 상에 위치하는 금속패턴을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은, 벤딩 영역이 정의된 플렉서블 기판과, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 발광다이오드와, 상기 발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름과, 상기 벤딩 영역에 배치되고, 상기 인캡슐레이션 내에 위치하는 금속패턴을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은, 벤딩 영역이 정의된 플렉서블 기판과, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 발광다이오드와, 상기 발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름과, 상기 인캡슐레이션 필름 상에 위치하는 배리어 필름과, 상기 벤딩 영역에 배치되고, 상기 발광다이오드와 상기 배리어 필름 사이에 위치하는 금속패턴을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 금속 패턴은, 서로 이격되어 상기 벤딩 영역의 양단에 위치하는 제 1 및 제 2 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 패턴 사이로 상기 발광다이오드가 노출될 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 인캡슐레이션 필름은 상기 발광다이오드를 덮는 제 1 무기층과, 상기 제 1 무기층을 덮는 유기층과, 상기 유기층을 덮는 제 2 무기층을 포함하고, 상기 금속 패턴은 상기 제 1 무기층과 상기 유기층 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 금속 패턴은 상기 제 1 무기층과 동일한 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 인캡슐레이션 필름은 상기 발광다이오드를 덮는 제 1 무기층과, 상기 제 1 무기층을 덮는 유기층과, 상기 유기층을 덮는 제 2 무기층을 포함하고, 상기 금속 패턴은 상기 유기층과 상기 제 2 무기층 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 금속 패턴은 상기 플렉서블 기판과 동일하거나 이보다 작고 상기 인캡슐레이션 필름보다 큰 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 금속 패턴의 폭은 상기 플렉서블 기판의 폭보다 작을 수 있다.
상기 금속 패턴은 100 내지 200Å의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에 있어서, 상기 발광다이오드는, 상기 플렉서블 기판 상부에 위치하는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상부에 위치하는 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하고, 상기 유기 발광층으로부터 방출되는 빛은 상기 제 2 전극을 통과하여 영상이 표시될 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치에서는, 낮은 모듈러스 특성을 갖는 금속층 또는 금속 패턴을 인캡슐레이션 필름 내부 또는 인캡슐레이션 필름 상에 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름에 크랙(crack)이 발생하는 것을 원천적으로 방지한다.
따라서, 외부 수분이 표시영역으로 침투하여 발생되는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 표시 품질 저하 문제와 수명 단축의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 금속 패턴을 벤딩 영역에만 형성함으로써, 투과율의 저하 없이 외부 수분의 침투를 방지할 수 있다.
더욱이, 금속 패턴을 벤딩 영역의 양끝에만 형성함으로써, 투과율의 저하를 최소화할 수 있다.
따라서, 투과율의 저하 없이 외부 수분 침투를 방지할 수 있는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
종래 플렉서블 발광다이오드 표시장치에서 발광다이오드가 손상되는 것은, 표시장치의 폴딩, 벤딩 또는 롤링 동작에 의해 폴딩, 벤딩 또는 롤링되는 영역의 가장자리에서 인캡슐레이션 필름에 크랙이 발생하기 때문이다.
즉, 표시장치가 폴딩, 벤딩 또는 롤링되는 경우, 인캡슐레이션 필름에 스트레스가 가해져 인캡슐레이션 필름 내의 무기층에 크랙이 발생되며, 크랙을 따라 외부의 수분이 표시영역으로 침투하게 된다.
따라서, 종래 플렉서블 발광다이오드 표시장치에서, 발광다이오드 또는 스위칭/구동 박막트랜지스터가 손상되며, 플렉서블 발광다이오드 표시장치의 표시 품질 저하 및/또는 수명 단축이 문제가 발생하게 된다.
이하, 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 본 발명에 대하여, 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
-제 1 실시예-
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(100)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(110)과, 상기 플렉서블 기판(110) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(120)과, 상기 인캡슐레이션 필름(120)을 덮는 금속층(130)을 포함한다.
상기 플렉서블 기판(110)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광다이오드(D)는 상기 플렉서블 기판(110) 상부에 형성된다. 상기 발광다이오드(D)는 상기 표시영역(AA)에 위치하며, 상기 비표시영역(NA)에는 상기 발광다이오드(D)를 구동하기 위한 구동부(미도시)가 위치할 수 있다.
상기 발광다이오드(D)는 제 1 전극(미도시)과, 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극(미도시)과, 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기발광층(미도시)을 포함한다. 또한, 상기 플렉서블 기판(110) 상에는 각 화소영역(미도시) 별로 스위칭 소자인 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(미도시)가 형성되며, 상기 발광다이오드(D)의 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터에 연결된다.
상기 인캡슐레이션 필름(120)은 상기 발광다이오드(D)를 덮으며 상기 표시영역(AA)과 상기 비표시영역(NA)에 대응하여 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(120)은 외부의 수분이 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 차단하여 발광다이오드(D)의 손상을 감소시키게 된다.
상기 인캡슐레이션 필름(120)은 무기층과 유기층이 교대로 적층된 구조를 갖는다. 상기 인캡슐레이션 필름(120)은 상기 발광다이오드(D) 상의 제 1 무기층(122)과, 상기 제 1 무기층(122) 상의 유기층(124)과, 상기 유기층(124) 상의 제 2 무기층(126)으로 구성되는 삼중층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 무기층(122, 126) 각각은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx)과 같은 무기물질 중 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 유기층(124)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열, 우레탄(urethane) 계열, 고무(rubber) 계열의 열경화성 또는 UV 경화성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층이 적층된 사중층 구조를 갖거나, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층이 적층된 오중층 구조를 가질 수 있다.
상기 금속층(130)은 상기 인캡슐레이션 필름(120)을 덮으며 상기 플렉서블 기판(110) 전면에 형성된다.
상기 금속층(130)은 저강성(low stiffness) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 금속층(130)은 낮은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(130)은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속층(130)에 의해 외부로부터의 수분이 차단되고 폴딩, 벤딩, 롤링 동작 시 상기 인캡슐레이션 필름(120)으로 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 폴딩, 벤딩, 롤링 동작에 의해 상기 인캡슐레이션 필름(120)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속층(130) 상에는 배리어 필름(140)이 접착층(142)을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(142)은 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
상기 배리어 필름(140)은 외부로부터의 수분 침투를 더 차단하고 상기 금속층(130)과 상기 인캡슐레이션 필름(120)을 보호하는 역할을 한다. 그러나, 상기 배리어 필름(140)과 상기 접착층(142)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(140) 외측에는 외부광 반사를 줄여 명암비를 향상시키기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원 편광판(circular polarization plate)일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 인캡슐레이션 필름(120) 상에 낮은 모듈러스 특성을 갖는 금속층(130)을 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름(120)에 크랙이 발생되고 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발광다이오드(D)와 같은 구성 요소에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 발광다이오드 표시장치(100)의 표시 품질 및 수명을 향상시킬 수 있다.
그런데, 전술한 플렉서블 발광다이오드 표시장치(100)가 상부 발광 방식인 경우, 상기 금속층(130)이 플렉서블 기판(110) 전면을 덮기 때문에, 상기 금속층(130)에 의해 투과율이 저하되는 문제가 발생한다.
이하, 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 플렉서블 발광다이오드 표시장치에 대하여 설명한다.
-제 2 실시예-
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(210)과, 상기 플렉서블 기판(210) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(220)과, 벤딩 영역(BR)에 위치하며 상기 인캡슐레이션 필름(220)을 덮는 금속 패턴(230)을 포함한다. 여기서, 벤딩 영역(BR)은, 본 발명의 플렉서블 발광다이오드 표시장치(200)가 폴딩, 벤딩 또는 롤링 되는 영역으로 정의된다.
상기 플렉서블 기판(210)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도시하지 않았으나, 상기 플렉서블 기판(210) 상에는 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어지는 버퍼층이 형성될 수 있다.
상기 플렉서블 기판(210) 상에는, 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)가 위치한다.
도시하지 않았으나, 상기 플렉서블 기판(210) 상에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선 중 어느 하나와 평행하게 이격되어 연장되는 파워 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 박막트랜지스터, 상기 파워 배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극에 연결되는 스토리지 캐패시터가 더 형성된다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 스위칭 박막트랜지스터에 연결되며, 반도체층(252)과, 게이트 전극(260)과, 소스 전극(270)과 드레인 전극(272)을 포함한다.
상기 반도체층(252)은 상기 플렉서블 기판(210) 상에 형성되며, 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(252)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우 상기 반도체층(252) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 상기 반도체층(252)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 상기 반도체층(252)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 상기 반도체층(252)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 상기 반도체층(252)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
상기 반도체층(252) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(254)이 상기 플렉서블 기판(210) 전면에 형성된다. 상기 게이트 절연막(254)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(254) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(260)이 상기 반도체층(252)의 중앙에 대응하여 형성된다. 상기 게이트 전극(260)은 스위칭 박막트랜지스터에 연결된다.
상기 게이트 절연막(254)이 상기 플렉서블 기판(210) 전면에 형성되어 있으나, 상기 게이트 절연막(254)은 상기 게이트전극(260)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트전극(260) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(262)이 상기 플렉서블 기판(210) 전면에 형성된다. 상기 층간 절연막(262)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(262)은 상기 반도체층(252)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(264, 266)을 갖는다. 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(264, 266)은 상기 게이트 전극(260)의 양측에 상기 게이트 전극(260)과 이격되어 위치한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(264, 266)은 상기 게이트 절연막(254) 내에도 형성된다. 이와 달리, 상기 게이트 절연막(254)이 상기 게이트 전극(260)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(264, 266)은 상기 층간 절연막(262) 내에만 형성될 수도 있다.
상기 층간 절연막(262) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(270)과 드레인 전극(272)이 형성된다.
상기 드레인 전극(272)과 상기 소스 전극(270)은 상기 게이트 전극(260)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(264, 266)을 통해 상기 반도체층(252)의 양측과 접촉한다. 상기 소스 전극(270)은 상기 파워 배선(미도시)에 연결된다.
상기 반도체층(252)과, 상기 게이트전극(260), 상기 소스 전극(270), 상기 드레인전극(272)은 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 이루며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 반도체층(252)의 상부에 상기 게이트 전극(260), 상기 소스 전극(270) 및 상기 드레인 전극(272)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 구동 박막트랜지스터(Td)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(Td)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(272)을 노출하는 드레인 콘택홀(276)을 갖는 보호층(274)이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(274) 상에는 상기 드레인 콘택홀(276)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(272)에 연결되는 제 1 전극(280)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(280)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(280)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200)가 하부 발광 방식(bottom-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(280)은 투명 도전성 물질의 단일층 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(280) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(274) 상에는 상기 제 1 전극(280)의 가장자리를 덮는 뱅크층(286)이 형성된다. 상기 뱅크층(286)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(280)의 중심을 노출시킨다.
상기 제 1 전극(280) 상에는 유기 발광층(282)이 형성된다. 상기 유기 발광층(282)은 발광물질로 이루어지는 발광 물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 유기 발광층(282)은 상기 제 1 전극(280) 상에 순차 적층되는 정공 주입층(hole injection layer), 정공 수송층(hole transporting layer), 발광 물질층, 전자 수송층(electron transporting layer) 및 전자 주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 유기 발광층(282)이 형성된 상기 플렉서블 기판(210) 상부로 제 2 전극(284)이 형성된다. 상기 제 2 전극(284)은 표시영역(AA)의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(284)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(280), 상기 유기발광층(282) 및 상기 제 2 전극(284)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
상기 제 2 전극(284) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 220)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(220)은 제 1 무기층(222)과, 유기층(224)과 제 2 무기층(226)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 무기층(222, 226) 각각은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx)과 같은 무기물질 중 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 유기층(224)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열, 우레탄(urethane) 계열, 고무(rubber) 계열의 열경화성 또는 UV 경화성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(220)은 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층이 적층된 사중층 구조를 갖거나, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층이 적층된 오중층 구조를 가질 수 있다.
상기 금속 패턴(230)은 상기 인캡슐레이션 필름(220)을 덮으며 형성된다. 즉, 상기 금속 패턴(230)은 상기 플렉서블 기판(210)과 동일하거나 이보다 작고 상기 인캡슐레이션 필름(220)보다 큰 길이, 즉 수평 길이를 갖는다.
예를 들어, 도 3에서, 상기 금속 패턴(230)은 상기 플렉서블 기판(210)과 동일한 길이를 갖고 있으나, 상기 벤딩 영역(BR)에서의 인캡슐레이션 필름(220)을 덮으며 상기 금속 패턴(230)이 상기 플렉서블 기판(210)보다 작은 길이를 가질 수도 있다.
또한, 상기 금속 패턴(230)은 상기 벤딩 영역(BR)에 형성된다. 즉, 상기 금속 패턴(230)은 상기 플렉서블 기판(210) 및 상기 인캡슐레이션 필름(220)보다 작은 폭, 즉 수직 길이를 갖는다. 상기 금속 패턴(230)의 폭은 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200)의 곡률 반경에 따라 결정된다.
도 3에서는, 벤딩 영역(BR)이 플렉서블 기판(210)의 단변 방향을 따라 정의되기 때문에, 금속 패턴(230)의 장축(길이)은 플렉서블 기판(210)의 단변 길이와 동일하고 금속 패턴(230)의 단축(폭)은 플렉서블 기판(210)의 장변 길이보다 작게 도시되었다.
이와 달리, 벤딩 영역(BR)이 플렉서블 기판(210)의 장변 방향을 따라 정의될 수도 있다. 이 경우, 금속 패턴(230)의 장축(길이)은 플렉서블 기판(210)의 장변 길이와 동일하고 금속 패턴(230)의 단축(폭)은 플렉서블 기판(210)의 단변 길이보다 작을 수 있다.
상기 금속 패턴(230)은 저강성(low stiffness) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 금속 패턴(230)은 낮은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 패턴(230)은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 패턴(230)은 약 100~200Å의 두께를 가질 수 있다. 상기 금속 패턴(230)에 의해 상부 발광 방식 유기발광다이오드 표시장치의 투과율이 저하될 수 있으나, 상기 금속 패턴(230)이 전술한 두께를 갖는 경우 표면 플라즈몬 효과(Surface Plasmon Effect)에 의해 금속 패턴(230)이 없는 경우와 비교하여 투과율이 향상된다.
즉, 상기 금속 패턴(230)이 전술한 두께 범위 외의 두께를 갖는 경우 상기 금속 패턴(230)에 의해 투과율이 감소하나, 전술한 특정 두께 범위 내에서는 표면 플라즈몬 효과에 의해 투과율이 향상된다.
상기 금속 패턴(230)에 의해 외부로부터의 수분이 차단되고 폴딩, 벤딩, 롤링 동작 시 상기 인캡슐레이션 필름(220)으로 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 폴딩, 벤딩, 롤링 동작에 의해 상기 인캡슐레이션 필름(220)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴(220)은 벤딩 영역(BR)에만 형성되기 때문에, 상기 금속 패턴(220)의 두께에 상관 없이 상기 유기 발광층(282)으로부터의 빛이 상기 제 2 전극(284)을 통해 영상이 표시되는 상부 발광 방식 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200)의 투과율 저하가 최소화된다.
상기 금속 패턴(230) 상에는 배리어 필름(240)이 접착층(242)을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(242)은 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
상기 배리어 필름(240)은 외부로부터의 수분 침투를 더 차단하고 상기 금속 패턴(230)과 상기 인캡슐레이션 필름(220)을 보호하는 역할을 한다. 그러나, 상기 배리어 필름(240)과 상기 접착층(242)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(240) 외측에는 외부광 반사를 줄여 명암비를 향상시키기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원 편광판일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 인캡슐레이션 필름(220) 상에 낮은 모듈러스특성을 갖는 금속 패턴(230)을 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름(220)에 크랙이 발생되고 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발광다이오드(D)와 같은 구성 요소에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 발광다이오드 표시장치(200)의 표시 품질 및 수명이 향상되며 작은 곡률 반경(radius of curvature)을 구현할 수 있다.
-제 3 실시예-
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(300)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(310)과, 상기 플렉서블 기판(310) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮고 벤딩 영역(BR) 이외의 영역에서 순차 적층되는 제 1 무기층(322), 유기층(324), 제 2 무기층(326)을 포함하는 인캡슐레이션 필름(320)과, 벤딩 영역(도 3의 BR)에 위치하며 상기 제 1 무기층(322)과 상기 유기층(324) 사이에 위치하는 금속 패턴(330)을 포함한다. 여기서, 벤딩 영역(도 3의 BR)은, 본 발명의 플렉서블 발광다이오드 표시장치(300)가 폴딩, 벤딩 또는 롤링 되는 영역으로 정의된다.
상기 플렉서블 기판(310)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 플렉서블 기판(310) 상에는, 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)가 위치한다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는, 반도체층(252)과, 게이트 전극(260)과, 소스 전극(270)과 드레인 전극(272)을 포함하고, 상기 발광다이오드(D)는 상기 드레인 전극(272)에 연결되는 제 1 전극(280)과, 상기 제 1 전극(280)과 마주하는 제 2 전극(284)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(280, 284) 사이에 위치하는 유기발광층(282)을 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드(D) 상에는, 외부 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(320)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(320)은 제 1 무기층(322)과, 유기층(324)과 제 2 무기층(326)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 무기층(322, 326) 각각은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx)과 같은 무기물질 중 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 유기층(324)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열, 우레탄(urethane) 계열, 고무(rubber) 계열의 열경화성 또는 UV 경화성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(320)은 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층이 적층된 사중층 구조를 갖거나, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층이 적층된 오중층 구조를 가질 수 있다.
상기 금속 패턴(330)은 상기 제 1 무기층(322)과 상기 유기층(324) 사이에 위치하며, 상기 벤딩 영역(도 3의 BR)에 형성된다. 즉, 제 2 실시예에서와 달리, 상기 금속 패턴(330)은 상기 인캡슐레이션 필름(320)을 관통한다.
상기 발광다이오드(D)로 수분이 침투되는 것을 방지하는 최종 구성 요소는 상기 제 1 무기층(322)이기 때문에, 상기 제 1 무기층(322)에 크랙이 발생되는 것을 방지하도록 상기 금속 패턴(330)이 상기 제 1 무기층(322)과 상기 유기층(324) 사이에 배치된다. 즉, 상기 금속 패턴(330)은 상기 제 1 무기층(322)의 상부면과 접촉하며 형성된다.
상기 금속 패턴(330)은 상기 플렉서블 기판(310)과 동일하거나 이보다 작고 상기 인캡슐레이션 필름(320)보다 큰 길이를 갖는다.
예를 들어, 도 5에서, 상기 금속 패턴(330)은 상기 플렉서블 기판(310)과 동일한 길이를 갖고 있으나, 상기 벤딩 영역(도 3의 BR)에서의 인캡슐레이션 필름(320)을 덮으며 상기 금속 패턴(330)이 상기 플렉서블 기판(310)보다 작은 길이를 가질 수도 있다.
또한, 상기 금속 패턴(330)은 상기 벤딩 영역(BR)에 형성된다. 즉, 상기 금속 패턴(330)은 상기 플렉서블 기판(310) 및 상기 인캡슐레이션 필름(320)보다 작은 폭을 갖는다. 상기 금속 패턴(330)의 폭은 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(300)의 곡률 반경에 따라 결정된다.
상기 금속 패턴(330)은 저강성(low stiffness) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 금속 패턴(330)은 낮은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 패턴(330)은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 패턴(330)은 약 100~200Å의 두께를 가질 수 있으며, 이와 같은 두께 범위에서 표면 플라즈몬 효과(Surface Plasmon Effect)에 의해 투과율이 향상된다.
상기 금속 패턴(330)에 의해 외부로부터의 수분이 차단되고 폴딩, 벤딩, 롤링 동작 시 상기 인캡슐레이션 필름(320)의 제 1 무기층(322)으로 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 폴딩, 벤딩, 롤링 동작에 의해 상기 인캡슐레이션 필름(320)의 제 1 무기층(322)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴(320)은 벤딩 영역(BR)에만 형성되기 때문에, 상부 발광 방식 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(300)의 투과율 저하가 최소화된다.
상기 인캡슐레이션 필름(320)의 제 2 무기층(326) 상에는 배리어 필름(340)이 접착층(342)을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(342)은 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
상기 배리어 필름(340)은 외부로부터의 수분 침투를 더 차단하고 상기 금속 패턴(330)과 상기 인캡슐레이션 필름(320)을 보호하는 역할을 한다. 그러나, 상기 배리어 필름(340)과 상기 접착층(342)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(340) 외측에는 외부광 반사를 줄여 명암비를 향상시키기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원 편광판일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 인캡슐레이션 필름(320)의 제 1 무기층(322) 상에 낮은 모듈러스 특성을 갖는 금속 패턴(330)을 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름(320)의 제 1 무기층(322)에 크랙이 발생되고 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발광다이오드(D)와 같은 구성 요소에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 발광다이오드 표시장치(300)의 표시 품질 및 수명이 향상되며 작은 곡률 반경을 구현할 수 있다.
-제 4 실시예-
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(400)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(410)과, 상기 플렉서블 기판(410) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮고 벤딩 영역(BR) 이외의 영역에서 순차 적층되는 제 1 무기층(422), 유기층(424), 제 2 무기층(426)을 포함하는 인캡슐레이션 필름(420)과, 벤딩 영역(도 3의 BR)에 위치하며 상기 유기층(424)과 상기 제 2 무기층(426) 사이에 위치하는 금속 패턴(430)을 포함한다. 여기서, 벤딩 영역(도 3의 BR)은, 본 발명의 플렉서블 발광다이오드 표시장치(400)가 폴딩, 벤딩 또는 롤링 되는 영역으로 정의된다.
상기 플렉서블 기판(410)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 플렉서블 기판(410) 상에는, 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)가 위치한다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는, 반도체층(252)과, 게이트 전극(260)과, 소스 전극(270)과 드레인 전극(272)을 포함하고, 상기 발광다이오드(D)는 상기 드레인 전극(272)에 연결되는 제 1 전극(280)과, 상기 제 1 전극(280)과 마주하는 제 2 전극(284)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(280, 284) 사이에 위치하는 유기발광층(282)을 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드(D) 상에는, 외부 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(420)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(420)은 제 1 무기층(422)과, 유기층(424)과 제 2 무기층(426)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 무기층(422, 426) 각각은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx)과 같은 무기물질 중 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 유기층(424)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열, 우레탄(urethane) 계열, 고무(rubber) 계열의 열경화성 또는 UV 경화성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(420)은 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층이 적층된 사중층 구조를 갖거나, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층이 적층된 오중층 구조를 가질 수 있다.
상기 금속 패턴(430)은 상기 유기층(424)과 상기 제 2 무기층(426) 사이에 위치하며, 상기 벤딩 영역(도 3의 BR)에 형성된다. 즉, 제 2 실시예에서와 달리, 상기 금속 패턴(430)은 상기 인캡슐레이션 필름(420)을 관통하며, 제 3 실시예와 제 4 실시예에서의 상기 금속 패턴(330, 430)은 인캡슐레이션 필름(320, 420) 내에서의 위치를 달리한다.
상기 금속 패턴(430)은 상기 플렉서블 기판(410)과 동일하거나 이보다 작고 상기 인캡슐레이션 필름(420)보다 큰 길이를 갖는다.
예를 들어, 도 6에서, 상기 금속 패턴(430)은 상기 플렉서블 기판(410)과 동일한 길이를 갖고 있으나, 상기 벤딩 영역(BR)에서의 인캡슐레이션 필름(420)을 덮으며 상기 금속 패턴(430)이 상기 플렉서블 기판(410)보다 작은 길이를 가질 수도 있다.
또한, 상기 금속 패턴(430)은 상기 벤딩 영역(BR)에 형성된다. 즉, 상기 금속 패턴(430)은 상기 플렉서블 기판(410) 및 상기 인캡슐레이션 필름(420)보다 작은 폭을 갖는다. 상기 금속 패턴(430)의 폭은 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(400)의 곡률 반경에 따라 결정된다.
상기 금속 패턴(430)은 저강성(low stiffness) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 금속 패턴(430)은 낮은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 패턴(430)은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 패턴(430)은 약 100~200Å의 두께를 가질 수 있으며, 이와 같은 두께 범위에서 표면 플라즈몬 효과(Surface Plasmon Effect)에 의해 투과율이 향상된다.
상기 금속 패턴(430)에 의해 외부로부터의 수분이 차단되고 폴딩, 벤딩, 롤링 동작 시 상기 인캡슐레이션 필름(420)의 유기층(424) 및 제 1 무기층(422)으로 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 폴딩, 벤딩, 롤링 동작에 의해 상기 인캡슐레이션 필름(420)의 유기층(424) 및 제 1 무기층(422), 특히 제 1 무기층(422)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴(420)은 벤딩 영역(BR)에만 형성되기 때문에, 상부 발광 방식 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(400)의 투과율 저하가 최소화된다.
상기 인캡슐레이션 필름(420)의 제 2 무기층(426) 상에는 배리어 필름(440)이 접착층(342)을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(442)은 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
상기 배리어 필름(440)은 외부로부터의 수분 침투를 더 차단하고 상기 금속 패턴(430)과 상기 인캡슐레이션 필름(420)을 보호하는 역할을 한다. 그러나, 상기 배리어 필름(440)과 상기 접착층(442)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(440) 외측에는 외부광 반사를 줄여 명암비를 향상시키기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원 편광판일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 인캡슐레이션 필름(420)의 유기층(424) 상에 낮은 모듈러스 특성을 갖는 금속 패턴(430)을 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름(420)의 유기층(424) 및 제 1 무기층(422), 특히 제 1 무기층(422)에 크랙이 발생되고 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발광다이오드(D)와 같은 구성 요소에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 발광다이오드 표시장치(400)의 표시 품질 및 수명이 향상되며 작은 곡률 반경을 구현할 수 있다.
-제 5 실시예-
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 평면도이고, 도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(500)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(510)과, 상기 플렉서블 기판(510) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(520)과, 벤딩 영역(BR)의 양단에 위치하며 상기 인캡슐레이션 필름(520)을 덮는 금속 패턴(530)을 포함한다. 여기서, 벤딩 영역(BR)은, 본 발명의 플렉서블 발광다이오드 표시장치(500)가 폴딩, 벤딩 또는 롤링 되는 영역으로 정의된다.
상기 플렉서블 기판(510)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 플렉서블 기판(510) 상에는, 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)가 위치한다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는, 반도체층(252)과, 게이트 전극(260)과, 소스 전극(270)과 드레인 전극(272)을 포함하고, 상기 발광다이오드(D)는 상기 드레인 전극(272)에 연결되는 제 1 전극(280)과, 상기 제 1 전극(280)과 마주하는 제 2 전극(284)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(280, 284) 사이에 위치하는 유기발광층(282)을 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드(D) 상에는, 외부 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(520)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(520)은 제 1 무기층(522)과, 유기층(524)과 제 2 무기층(526)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 무기층(522, 526) 각각은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx)과 같은 무기물질 중 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 유기층(524)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열, 우레탄(urethane) 계열, 고무(rubber) 계열의 열경화성 또는 UV 경화성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(520)은 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층이 적층된 사중층 구조를 갖거나, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층이 적층된 오중층 구조를 가질 수 있다.
상기 금속 패턴(530)은 상기 인캡슐레이션 필름(520)의 제 2 무기층(526), 즉 상기 인캡슐레이션 필름(520)의 최상층을 덮으며, 상기 벤딩 영역(BR)의 양단에 형성된다. 즉, 상기 금속 패턴(530)은 상기 벤딩 영역(BR)의 일측에 위치하는 제 1 패턴(532)과 반대측에 위치하는 제 2 패턴(534)을 포함한다. 다시 말해, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534)은 서로 이격되어 상기 인캡슐레이션 필름(520)의 가장자리를 덮고 상기 표시영역(AA)의 발광다이오드(D)를 노출시킨다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534)은 서로 이격되며, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534)의 마주하는 끝이 상기 표시영역(AA)의 끝과 일치할 수 있다.
이와 달리, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534) 각각의 끝이 상기 표시영역(AA)의 일부를 덮거나 상기 표시영역(AA)과 상기 제 2 무기층(526)의 측면 사이에 위치할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534) 각각의 끝은 상기 제 2 무기층(526)의 측면만을 덮을 수도 있다.
도 8에서, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534)을 포함하는 금속 패턴(530)이 상기 인캡슐레이션 필름(520)의 최상층인 제 2 무기층(526) 상에 형성되고 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534) 각각의 일단은 상기 제 2 무기층(526)의 상부면과 접촉하고 타단은 상기 플렉서블 기판(510)의 상부면과 접촉할 수 있다.
이와 달리, 도 5 및 도 6에서 보여지는 바와 같이, 상기 금속 패턴(530)은 상기 인캡슐레이션 필름(520) 내부에 위치할 수도 있다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534)은 상기 제 1 무기층(522)과 상기 유기층(524) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534) 각각의 일단은 상기 제 1 무기층(522)의 상부면과 접촉하고 타단은 상기 플렉서블 기판(510)의 상부면과 접촉할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534) 각각은 상기 유기층(524)과 상기 제 2 무기층(526) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 패턴(532, 534) 각각의 일단은 상기 유기층(524)의 상부면과 접촉하고 타단은 상기 플렉서블 기판(510)의 상부면과 접촉할 수 있다.
상기 금속 패턴(530)은 저강성(low stiffness) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 금속 패턴(530)은 낮은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 패턴(530)은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 패턴(530)에 의해 외부로부터의 수분이 차단되고 폴딩, 벤딩, 롤링 동작 시 상기 인캡슐레이션 필름(520)으로 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 폴딩, 벤딩, 롤링 동작에 의해 상기 인캡슐레이션 필름(520)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴(530) 상에는 배리어 필름(540)이 접착층(542)을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(542)은 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
상기 배리어 필름(540)은 외부로부터의 수분 침투를 더 차단하고 상기 금속 패턴(530)과 상기 인캡슐레이션 필름(520)을 보호하는 역할을 한다. 그러나, 상기 배리어 필름(540)과 상기 접착층(542)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(540) 외측에는 외부광 반사를 줄여 명암비를 향상시키기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원 편광판일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 인캡슐레이션 필름(520) 상에 낮은 모듈러스 특성을 갖는 금속 패턴(530)을 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름(520)에 크랙이 발생되고 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발광다이오드(D)와 같은 구성 요소에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴(530)은 벤딩 영역(BR)에만 형성되기 때문에, 상부 발광 방식 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(500)의 투과율 저하가 최소화된다.
더욱이, 상기 제 1 및 제 2 금속 패턴(532, 534)이 서로 이격되어 상기 벤딩 영역(BR)의 양단에만 위치하기 때문에, 벤딩 영역(BR)의 양단에 집중되는 스트레스를 완화하여 인캡슐레이션 필름(520)의 손상이 방지되며 제 1 및 제 2 금속 패턴(532, 534)의 두께에 상관 없이 투과율 저하가 더욱 최소화된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 금속 패턴(532, 534)은 상기 표시영역(AA)을 노출하며 서로 이격되기 때문에, 금속층(530)에 의한 투과율 저하가 일어나지 않는다.
따라서, 플렉서블 발광다이오드 표시장치(500)의 투과율 저하 없이 표시 품질 및 수명이 향상되며 작은 곡률 반경을 구현할 수 있다.
-제 6 실시예-
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(600)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 플렉서블 기판(610)과, 상기 플렉서블 기판(610) 상에 형성된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮고 벤딩 영역(BR) 이외의 영역에서 순차 적층되는 제 1 무기층(622), 유기층(624), 제 2 무기층(626)을 포함하는 인캡슐레이션 필름(620)과, 벤딩 영역(도 3의 BR)에 위치하며 상기 제 1 무기층(622)과 상기 유기층(624) 사이에 위치하는 금속 패턴(630)을 포함한다. 여기서, 벤딩 영역(도 3의 BR)은, 본 발명의 플렉서블 발광다이오드 표시장치(600)가 폴딩, 벤딩 또는 롤링 되는 영역으로 정의된다.
상기 플렉서블 기판(610)은 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 플렉서블 기판(610) 상에는, 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)가 위치한다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는, 반도체층(252)과, 게이트 전극(260)과, 소스 전극(270)과 드레인 전극(272)을 포함하고, 상기 발광다이오드(D)는 상기 드레인 전극(272)에 연결되는 제 1 전극(280)과, 상기 제 1 전극(280)과 마주하는 제 2 전극(284)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(280, 284) 사이에 위치하는 유기발광층(282)을 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드(D) 상에는, 외부 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(620)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(620)은 제 1 무기층(622)과, 유기층(624)과 제 2 무기층(626)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 무기층(622, 626) 각각은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx)과 같은 무기물질 중 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 유기층(624)은 에폭시(epoxy) 계열, 아크릴(acryl) 계열, 우레탄(urethane) 계열, 고무(rubber) 계열의 열경화성 또는 UV 경화성 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(620)은 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층이 적층된 사중층 구조를 갖거나, 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층이 적층된 오중층 구조를 가질 수 있다.
상기 금속 패턴(630)은 상기 제 1 무기층(622)과 상기 유기층(624) 사이에 위치하며, 상기 벤딩 영역(도 3의 BR)에 형성된다. 즉, 제 2 실시예에서와 달리, 상기 금속 패턴(630)은 상기 인캡슐레이션 필름(620)을 관통한다.
상기 발광다이오드(D)로 수분이 침투되는 것을 방지하는 최종 구성 요소는 상기 제 1 무기층(622)이기 때문에, 상기 제 1 무기층(622)에 크랙이 발생되는 것을 방지하도록 상기 금속 패턴(630)이 상기 제 1 무기층(622)과 상기 유기층(624) 사이에 배치된다.
상기 금속 패턴(630)은 상기 제 1 무기층(622)와 실질적으로 동일한길이를 갖고, 상기 플렉서블 기판(610) 및 상기 인캡슐레이션 필름(620)보다 작은 폭을 갖는다. 상기 금속 패턴(630)의 폭은 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(600)의 곡률 반경에 따라 결정된다.
상기 금속 패턴(630)은 저강성(low stiffness) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 금속 패턴(630)은 낮은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 패턴(630)은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
상기 금속 패턴(630)은 약 100~200Å의 두께를 가질 수 있으며, 이와 같은 두께 범위에서 표면 플라즈몬 효과(Surface Plasmon Effect)에 의해 투과율이 향상된다.
상기 금속 패턴(630)에 의해 외부로부터의 수분이 차단되고 폴딩, 벤딩, 롤링 동작 시 상기 인캡슐레이션 필름(620)의 제 1 무기층(622)으로 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 폴딩, 벤딩, 롤링 동작에 의해 상기 인캡슐레이션 필름(620)의 제 1 무기층(622)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴(620)은 벤딩 영역(BR)에만 형성되기 때문에, 상부 발광 방식 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(600)의 투과율 저하가 최소화된다.
상기 인캡슐레이션 필름(620)의 제 2 무기층(626) 상에는 배리어 필름(640)이 접착층(642)을 통해 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(642)은 압력 감응 접착제(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
즉, 발광다이오드(D)가 형성된 기판(610) 상부에 인캡슐레이션 필름(620)과 배리어 필름(640)이 적층되고, 금속 패턴(630)이 발광다이오드(D)와 배리어 필름(640) 사이에 배치된다.
상기 배리어 필름(640)은 외부로부터의 수분 침투를 더 차단하고 상기 금속 패턴(630)과 상기 인캡슐레이션 필름(620)을 보호하는 역할을 한다. 그러나, 상기 배리어 필름(640)과 상기 접착층(642)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(640) 외측에는 외부광 반사를 줄여 명암비를 향상시키기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원 편광판일 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 인캡슐레이션 필름(620)의 제 1 무기층(622) 상에 플렉서블 특성을 갖는 금속 패턴(630)을 형성함으로써, 인캡슐레이션 필름(620)의 제 1 무기층(622)에 가해지는 스트레스가 완화된다. 따라서, 인캡슐레이션 필름(620)에 크랙이 발생되고 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발광다이오드(D)와 같은 구성 요소에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 발광다이오드 표시장치(600)의 표시 품질 및 수명이 향상되며 작은 곡률 반경을 구현할 수 있다.
본 발명의 제 2 내지 제 6 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200, 300, 400, 500, 600)에서는, 발광다이오드(D) 상에 인캡슐레이션 필름(220, 320, 420, 520, 620)과 배리어 필름(240, 340, 440, 540, 640)이 적층되고, 상기 발광다이오드(D)와 상기 배리어 필름(240, 340, 440, 540, 640) 사이에 금속 패턴(230, 330, 430, 530, 630)이 벤딩 영역(BR)에 위치함으로써, 인캡슐레이션 필름(220, 320, 420, 520, 620)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 외부 수분이 표시영역(AA)으로 침투하여 발생되는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(200, 300, 400, 500, 600)의 표시 품질 저하 및 수명 단축의 문제를 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600: 플렉서블 발광다이오드 표시장치
110, 210, 310, 410, 510, 610: 플렉서블 기판
120, 220, 320, 420, 520, 620: 인캡슐레이션 필름
122, 222, 322, 422, 522, 622: 제 1 무기층
124, 224, 324, 424, 524, 624: 유기층
126, 226, 326, 426, 526, 626: 제 2 무기층
130: 금속 패턴 230, 330, 430, 530, 630: 금속 패턴
140, 240, 340, 440, 540, 640: 배리어 필름
142, 242, 342, 442, 542, 642: 접착층
D: 발광다이오드 BR: 벤딩 영역
110, 210, 310, 410, 510, 610: 플렉서블 기판
120, 220, 320, 420, 520, 620: 인캡슐레이션 필름
122, 222, 322, 422, 522, 622: 제 1 무기층
124, 224, 324, 424, 524, 624: 유기층
126, 226, 326, 426, 526, 626: 제 2 무기층
130: 금속 패턴 230, 330, 430, 530, 630: 금속 패턴
140, 240, 340, 440, 540, 640: 배리어 필름
142, 242, 342, 442, 542, 642: 접착층
D: 발광다이오드 BR: 벤딩 영역
Claims (12)
- 벤딩 영역이 정의된 플렉서블 기판과;
상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 발광다이오드와;
상기 발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름과;
상기 벤딩 영역에 배치되고, 상기 인캡슐레이션 상에 위치하는 금속패턴
을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 벤딩 영역이 정의된 플렉서블 기판과;
상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 발광다이오드와;
상기 발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름과;
상기 벤딩 영역에 배치되고, 상기 인캡슐레이션 내에 위치하는 금속패턴
을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 벤딩 영역이 정의된 플렉서블 기판과;
상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 발광다이오드와;
상기 발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름과;
상기 인캡슐레이션 필름 상에 위치하는 배리어 필름과;
상기 벤딩 영역에 배치되고, 상기 발광다이오드와 상기 배리어 필름 사이에 위치하는 금속패턴
을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 금속 패턴은, 서로 이격되어 상기 벤딩 영역의 양단에 위치하는 제 1 및 제 2 패턴을 포함하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 패턴 사이로 상기 발광다이오드가 노출되는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 인캡슐레이션 필름은 상기 발광다이오드를 덮는 제 1 무기층과, 상기 제 1 무기층을 덮는 유기층과, 상기 유기층을 덮는 제 2 무기층을 포함하고,
상기 금속 패턴은 상기 제 1 무기층과 상기 유기층 사이에 위치하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 금속 패턴은 상기 제 1 무기층과 동일한 길이를 갖는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 인캡슐레이션 필름은 상기 발광다이오드를 덮는 제 1 무기층과, 상기 제 1 무기층을 덮는 유기층과, 상기 유기층을 덮는 제 2 무기층을 포함하고,
상기 금속 패턴은 상기 유기층과 상기 제 2 무기층 사이에 위치하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 금속 패턴은 상기 플렉서블 기판과 동일하거나 이보다 작고 상기 인캡슐레이션 필름보다 큰 길이를 갖는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 금속 패턴의 폭은 상기 플렉서블 기판의 폭보다 작은 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 금속 패턴은 100 내지 200Å의 두께를 갖는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 발광다이오드는,
상기 플렉서블 기판 상부에 위치하는 제 1 전극과;
상기 제 1 전극 상부에 위치하는 제 2 전극과;
상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하고,
상기 유기 발광층으로부터 방출되는 빛은 상기 제 2 전극을 통과하여 영상이 표시되는 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치.
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