KR20170064453A - 폴더블 표시장치 - Google Patents

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장세진
박주혜
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이정민
황병하
우상욱
전태환
곽태형
원유림
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 폴더블 표시장치에 관한 것으로, 특히 내충격성이 향상된 폴더블 표시장치에 관한것이다.
본 발명의 특징은 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 외부로부터 충격이 가해지더라도 터치패널이나 OLED패널로 전달되는 것을 최소화할 수 있으면서도, 백플레이트의 배면으로 충격흡수필름을 더욱 위치시킴으로써, 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널이나 OLED패널의 파손이 발생하는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.

Description

폴더블 표시장치{Foldable display device}
본 발명은 폴더블 표시장치에 관한 것으로, 특히 내충격성이 향상된 폴더블 표시장치에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판형 표시장치(flat display device)가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 평판형 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판형 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
한편, 이러한 평판형 표시장치는 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리기판을 사용하므로 경량, 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다.
따라서 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 평판형 표시장치로 급부상중이다.
플렉서블 표시장치는 유리가 아닌 플라스틱 박막트랜지스터 기판을 활용하여 내구성이 높은 언브레이커블(unbreakable), 깨지지 않으면서도 구부릴 수 있는 밴더블(bendable), 둘둘 말 수 있는 롤러블(rollable), 접을 수 있는 폴더블(foldable) 등으로 구분될 수 있는데, 이러한 플렉서블 표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.
특히 최근에는 초박형, 경량화 및 소형화와 함께 대면적화를 구현하기 위해, 접힌 상태로 휴대가 가능하고 펼쳐진 상태에서 영상을 표시하는 폴더블 표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
폴더블 표시장치는 모바일폰, 울트라 모바일 피씨(ultra mobile PC), 전자책, 전자신문과 같은 모바일 장치뿐만 아니라, TV, 모니터 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이러한 폴더블 표시장치는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널과, 표시패널의 하부에 위치하여 표시패널을 지지하는 백플레이트(back plate) 그리고 표시패널을 보호하기 위해 표시패널의 전방에 위치하는 커버윈도우(cover window)를 포함한다.
한편, 폴더블 표시장치는 접힘과 펼침이 가능해야 하므로, 표시패널을 비롯한 백플레이트와 커버윈도우 모두 매우 얇은 필름형태로 이루어지는데, 얇은 필름형태 는 외부로부터 전달되는 충격을 대부분 수직으로 전달하게 된다.
즉, 커버윈도우 또는 백플레이트로 외부로부터 충격이 가해질 경우 커버윈도우와 백플레이트는 얇은 필름형태로 이루어짐에 따라, 외부로부터 가해지는 충격은 그대로 커버윈도우와 백플레이트 사이에 위치하는 표시패널에 그대로 전달된다.
이는 결국 표시패널의 손상을 발생시켜, 표시패널의 표시품질을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내충격성이 향상된 폴더블 표시장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 표시품질이 저하되는 것을 방지하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 화상이 구현되는 표시패널과; 상기 표시패널의 전방에 위치하는 커버윈도우와; 상기 표시패널의 후방에 위치하는 백플레이트와; 상기 백플레이트의 하부에 위치하는 충격흡수필름을 포함하며, 상기 충격흡수필름은 제 1 및 제 2 충격흡수층을 포함하며, 상기 제 2 충격흡수층은 접힘영역에 대응하는 연질부와 비접힘영역에 대응하는 경질부를 포함하며, 상기 제 1 충격흡수층과 상기 연질부는 상기 경질부에 비해 모듈러스 값이 낮은 폴더블 표시장치를 제공한다.
이때, 상기 제 1 충격흡수층은 폼(foam)재질로 이루어지며, 상기 제 2 충격흡수층의 상기 연질층은 폴리우레탄(polyurethane, PU), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 실리콘(Si), 폴리디메틸아크릴아미드(polydimethylacrylamide, PDMA) 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 경질층은 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 제 1 충격흡수층은 100 ~ 300um의 두께를 가지며, 상기 연질층은 100 ~ 500um의 두께를 가지며, 상기 경질층은 0.1 ~ 1mm의 두께를 갖는다.
또한, 상기 제 1 충격흡수층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 가지며, 상기 제 2 충격흡수층의 상기 연질층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 가지며, 상기 경질층은 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖는다.
여기서, 상기 커버윈도우와 상기 표시패널 사이로는 제 1 광학접착층이 위치하며, 상기 표시패널과 상기 백플레이트 사이로는 제 2 광학접착층이 위치하며, 상기 제 1 및 제 2 광학접착층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 가지며, 상기 충격흡수필름과 상기 백플레이트 사이로는 제 3 광학접착층이 위치하며, 상기 제 3 광학접착층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 갖는다.
또한, 상기 제 1 광학접착층은 상기 커버윈도우와 상기 표시패널에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮으며, 상기 제 2 광학접착층은 상기 표시패널과 상기 백플레이트에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮으며, 상기 커버윈도우와 상기 표시패널 사이로 터치패널이 위치하며, 상기 제 1 광학접착층은 상기 커버윈도우와 상기 터치패널에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮다.
또한, 상기 제 3 광학접착층은 상기 백플레이트에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮으며, 상기 제 1 충격흡수층과 상기 제 2 충격흡수층은 제 4 광학접착층을 통해 서로 부착된다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 폴더블 표시장치의 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 외부로부터 충격이 가해지더라도 터치패널이나 OLED패널로 전달되는 것을 최소화할 수 있으면서도, 백플레이트의 배면으로 충격흡수필름을 위치시킴으로써, 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널이나 OLED패널의 파손이 발생하는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도.
도 2는 도 1의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 볼드롭 테스트(ball-drop test) 그래프.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 2는 도 1의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 폴더블 표시장치(100)는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널(110)과, 터치센서(미도시)를 이루는 터치패널(120) 그리고 표시패널(110)을 지지하는 백플레이트(back plate : 130) 그리고 표시패널(110)을 보호하기 위한 커버윈도우(cover window : 140)를 포함한다.
이때, 설명의 편의를 위해 도면상의 방향을 정의하면, 표시패널(110)의 표시면이 전방을 향한다는 전제 하에 백플레이트(130)가 표시패널(110)의 배면으로 위치하며, 표시패널(110)의 전방으로는 커버윈도우(140)가 위치한다.
그리고, 표시패널(110)과 커버윈도우(140) 사이로 터치패널(120)이 위치한다.
여기서, 표시패널(110)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 중의 하나로 이루어질 수 있는데, 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장치의 대표주자인 OLED를 사용하는 것이 바람직하다.
OLED는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.
그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.
특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.
이러한 OLED로 이루어지는 표시패널(110)은 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 기판(101)이 보호필름(102)에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.
여기서, 도 2를 참조하여 OLED로 이루어지는 표시패널(110, 이하 OLED패널이라 함)에 대해 자세히 살펴보도록 하겠다.
기판(101) 상의 화소영역(P)에는 반도체층(104)이 형성되는데, 반도체층(104)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(104a) 그리고 액티브영역(104a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(104b, 104c)으로 구성된다.
이러한 반도체층(104) 상부로는 게이트절연막(105)이 형성되어 있다.
게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(104)의 액티브영역(104a)에 대응하여 게이트전극(107)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성되어 있다.
또한, 게이트전극(107)과 게이트배선(미도시) 상부 전면에 제 1 층간절연막(106a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(106a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(104a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(104b, 104c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 구비한다.　
다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 포함하는 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(104b, 104c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인전극(108a, 108b)이 형성되어 있다.
그리고, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 두 전극(108a, 108b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부로 드레인전극(108b)을 노출시키는 드레인콘택홀(112)을 갖는 제 2 층간절연막(106b)이 형성되어 있다.
이때, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 이들 전극(108a, 108b)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(104b, 104c)을 포함하는 반도체층(104)과 반도체층(104) 상부에 형성된 게이트절연막(105) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.
그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 도면에서는 반도체층(104)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 코플라나(co-planar) 타입을 예로서 보이고 있으며, 이의 변형예로서 순수 및 불순물의 비정질질실리콘으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.
또한, 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 발광다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로서 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)이 형성되어 있다.
제 1 전극(111)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(108b)과 연결되며
이러한 제 1 전극(111)은 각 화소영역(P) 별로 형성되는데, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.
즉, 뱅크(119)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 제 1 전극(111)이 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.　
그리고 제 1 전극(111)의 상부에 유기발광층(113)이 형성되어 있다.
여기서, 유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.
이러한 유기발광층(113)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소영역(P) 마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질(113a, 113b, 113c)을 패턴하여 사용한다.
그리고, 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 형성되어 있다.
이때, 제 2 전극(115)은 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막을 포함한다. 이때, 제 2 전극(115)은 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질이 두껍게 증착된 이층 구조일 수도 있다.
따라서, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 상부 발광방식(top emission type)으로 구동된다.
또는 제 2 전극(115)이 불투명 금속막으로 이루어져, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 1 전극(111)을 향해 방출되는 하부 발광방식(bottom emission type)으로 구동될 수도 있다.
이러한 OLED패널(110)은 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(115) 또는 제 1 전극(111)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED패널(110)은 임의의 화상을 구현하게 된다.
이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(102)이 형성되어, OLED패널(101)은 보호필름(102)을 통해 인캡슐레이션(encapsulation)되는데, 보호필름(102)은 외부 산소 및 수분이 OLED패널(110) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 무기보호필름(102a)을 적어도 2장 적층하여 사용하는데, 이때 2장의 무기보호필름(102a) 사이에는 무기보호필름(102a)의 내충격성을 보완하기 위한 유기보호필름(102b)이 개재되는 것이 바람직하다.
한편, 기판(101)은 유연한 성질을 갖기 위해 얇은 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있는데, 이러한 얇은 폴리이미드로 이루어지는 기판(101)은 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구성요소의 형성공정에 적합하지 않기 때문에 유리기판과 같은 캐리어기판에 폴리이미드로 이루어지는 기판을 부착한 상태에서 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구성요소의 형성공정을 진행한다. 이후, 캐리어기판과 폴리이미드로 이루어지는 기판을 분리함으로써, OLED패널(110)을 얻을 수 있다.
이러한 OLED패널(110)의 상부로는 터치패널(120)이 위치하는데, OLED패널(110)과 터치패널(120)은 터치패널(110)의 접착층(미도시)을 통해 서로 합착된다.
여기서, 자세히 도시하지는 않았지만 터치패널(120)은 제 1 터치전극(미도시)이 형성된 제 1 터치필름(미도시)과 제 2 터치전극(미도시)이 형성된 제 2 터치필름(미도시)이 서로 이격되어 대향하여 이루어진다.
제 1 터치전극(미도시)은 제 1 터치필름(미도시) 상의 전면에 증착되며, 제 1 터치전극(미도시)은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진다.
그리고, 제 1 터치필름(미도시)과 마주보는 제 2 터치필름(미도시) 상에는 제 2 터치전극(미도시)이 일정 간격 이격하는 바(bar) 형태로 이루어지며, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd), 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등의 금속물질로 이루어진다.
제 1 및 제 2 터치전극(미도시)은 터치센서(미도시)를 이루게 된다.
따라서, 제 1 터치필름(미도시) 상부로 손가락 또는 펜과 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 제 1 터치필름(미도시)에 형성된 제 1 터치전극(미도시)과 제 2 터치필름(미도시)에 형성된 제 2 터치전극(미도시)이 상호 통전되고, 그 위치의 저항 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어 들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾을 수 있다.
터치패널(120)과 합착된 OLED패널(110)은 커버윈도우(140)와 백플레이트(130)를 통해 일체로 모듈화되는데, 화상이 구현되는 OLED패널(110)의 전방으로는 터치패널(120)과 OLED패널(110)을 보호할 수 있는 커버윈도우(140)가 제 1 광학접착층(150)을 통해 부착되며, OLED패널(110)의 배면으로는 OLED패널(110)을 지지하기 위한 백플레이트(130)가 제 2 광학접착층(160)을 통해 부착된다.
여기서, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되며, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 100 ~ 300um의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 100um이하의 두께를 가질 경우 접착력이 약해 커버윈도우(140)와 백플레이트(130) 그리고 터치패널(120)과 OLED패널(110)을 모듈화하기 어려우며, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 300um 이상의 두께를 가질 경우 폴더블 표시장치(100)에 있어서 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
커버윈도우(140)는 외부 충격으로부터 OLED패널(110)및 터치패널(120)을 보호하며, OLED패널(110)로부터 방출되는 빛을 투과시켜 OLED패널(110)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
이러한 커버윈도우(140)는 내충격성 및 광투과성을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
백플레이트(130)는 OLED패널(110)의 기판(101)이 너무 얇기 때문에, OLED패널(110)을 지지하고자 OLED패널(110)의 배면으로 부착되는데, 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 고분자로 이루어질 수 있다.
여기서, 본 발명의 제 1 실시예의 특징적인 구성은 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 작은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 것을 특징으로 한다. 다시 말해 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 낮은 강성(stiffness)을 갖는다.
예를 들어, 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110)은 약 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖고, 백플레이트(130)는 약 8 ~ 10 GPa의 모듈러스 값을 갖는데, 이때 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 103 ~ 104 Pa 보다 낮은 모듈러스 값을 가질 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 전체적인 각 구성요소의 모듈러스 값이 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하게 된다.
즉, 폴더블 표시장치(100)의 큰 구성요소인 커버윈도우(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130)는 높은 모듈러스 값을 가지므로, 커버윈도우(140)와 터치패널(120) 사이의 제 1 광학접착층(150)은 커버윈도우(140)와 터치패널(120)에 비해 낮은 모듈러스 값을 가지며, OLED패널(110)과 백플레이트(130) 사이에 위치하는 제 2 광학접착층(160) 또한 OLED패널(110)과 백플레이트(130)에 비해 낮은 모듈러스 값을 갖게 된다.
이와 같이, 폴더블 표시장치(100)의 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 외부로부터 충격이 가해지더라도 외부로부터 가해지는 충격은 폴더블 표시장치(100)의 커버윈도우(140)와 백플레이트(130) 내부에 위치하는 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 최소화되어 전달되게 된다.
따라서, 터치패널(120)이나 OLED패널(110)이 외부로부터 가해지는 충격에 의해 파손되는 것을 최소화할 수 있다.
이는, 충격의 전달 특성에 의한 것으로 폴더블 표시장치(100)와 같이 얇은 박막필름 들은 충격을 흡수(수평전달)하기 보다 대부분 수직으로 전달하게 되는데, 일예로 외부로부터 커버윈도우(140)로 충격이 전달되면 커버윈도우(140)로 전달된 충격은 커버윈도우(140)의 하부에 위치하는 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되게 되는 것이다.
따라서, 터치패널(120)의 터치센서(미도시)의 전극(미도시)들이나 OLED패널(110)의 소자들의 파손을 야기하게 된다.
그러나 본 발명의 제 1 실시예와 같이 폴더블 표시장치(100)의 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 구성할 경우, 외부로부터 충격이 가해지더라도 충격이 모듈러스 값이 높고 낮은 구성요소들을 지나게 되면서 일부 완화되어, 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 볼드롭 테스트(ball-drop test) 그래프이다.
설명에 앞서, 도 3의 그래프에서 세로축은 볼(ball)을 떨어트린 높이를 나타내며, 가로축에서 Sample 1은 일반적인 폴더블 표시장치를 나타내며, Sample 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 나타낸다.
그리고, 접힘영역이란 폴더블 표시장치(도 1의 100)의 접힘 시 곡률이 형성되도록 접히는 영역으로, 접힘영역의 양측으로 폴더블 표시장치(도 1의 100)의 접힘 시에도 평평한 상태를 유지하는 비접힘영역으로 나뉘어 정의된다.
또한, 각 막대표시는 접힘영역과 비접힘영역의 임의의 영역에서 볼(ball)을 떨어트린 후, 볼(ball)의 높이에 따라 파손이 발생된 것을 의미한다.
즉, 그래프 상의 접힘영역에서의 막대는 5cm높이에서 볼(ball)을 접힘영역의 임의의 영역에 떨어트렸을 경우, 폴더블 표시장치(도 1의 100)의 일부에서 파손이 발생하였음을 의미하며, 비접힘영역에서의 막대는 20cm 높이에서 볼(ball)을 비접힘영역의 임의의 영역에 떨어트렸을 경우 폴더블 표시장치(도 1의 100)의 일부에서 파손이 발생하였음을 의미한다.
도 3의 그래프를 참조하면, Sample 1의 접힘영역에서 볼(ball)을 5cm 높이에서 떨어트릴 경우 터치패널(도 1의 120) 또는 OLED패널(도 1의 110)의 파손이 발생하게 되나, Sample 2에서는 접힘영역에서 볼(ball)을 10cm 높이에서 떨어트릴 경우 터치패널(도 1의 120) 또는 OLED패널(도 1의 110)의 파손이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
또한, Sample 1에서는 비접힘영역에서 볼(ball)을 20cm 높이에서 떨어트릴 경우 터치패널(도 1의 120) 또는 OLED패널(도 1의 110)의 파손이 발생하게 되나, Sample 2에서는 비접힘영역에서 볼(ball)을 25cm 높이에서 떨어트릴 경우 터치패널(도 1의 120) 또는 OLED패널(도 1의 110)의 파손이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치(도 1의 100)는 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 일반적인 폴더블 표시장치에 비해 외부로부터 충격이 가해지더라도 충격이 모듈러스 값이 높고 낮은 구성요소들을 지나게 되면서 일부 완화되어, 터치패널(도 1의 120)이나 OLED패널(도 1의 110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도이다.
한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.　
도시한 바와 같이, 폴더블 표시장치(100)는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널(110)과, 터치센서(미도시)를 이루는 터치패널(120) 그리고 표시패널(110)을 지지하는 백플레이트(back plate : 130) 그리고 표시패널(110)을 보호하기 위한 커버윈도우(cover window : 140)를 포함한다.
여기서, 표시패널(110)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 중의 하나로 이루어질 수 있는데, 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장치의 대표주자인 OLED를 사용하는 것이 바람직하다.
OLED는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.
이러한 OLED로 이루어지는 표시패널(110, 이하 OLED패널이라 함)은 구동 박막트랜지스터(도 2의 DTr)와 발광다이오드(도 2의 E)가 형성된 기판(도 2의 101)이 보호필름(도 2의 102)에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.
한편, 기판(도 2의 101)은 유연한 성질을 갖기 위해 얇은 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있는데, 이러한 얇은 폴리이미드로 이루어지는 기판(도 2의 101)은 박막트랜지스터(도 2의 DTr)와 같은 구성요소의 형성공정에 적합하지 않기 때문에 유리기판과 같은 캐리어기판에 폴리이미드로 이루어지는 기판을 부착한 상태에서 박막트랜지스터(도 2의 DTr)와 같은 구성요소의 형성공정을 진행한다. 이후, 캐리어기판과 폴리이미드로 이루어지는 기판을 분리함으로써, OLED패널(110)을 얻을 수 있다.
이러한 OLED패널(110)의 상부로는 터치패널(120)이 위치하는데, OLED패널(110)과 터치패널(120)은 터치패널(120)의 접착층(미도시)을 통해 서로 합착된다.
터치패널(120)은 제 1 터치전극(120)이 형성된 제 1 터치필름(미도시)과 제 2 터치전극(미도시)이 형성된 제 2 터치필름(미도시)이 서로 이격되어 대향하여 이루어진다.
제 1 및 제 2 터치전극(미도시)은 터치센서(미도시)를 이루게 된다.
터치패널(120)과 합착된 OLED패널(110)은 커버윈도우(140)와 백플레이트(130)를 통해 일체로 모듈화되는데, 화상이 구현되는 OLED패널(110)의 전방으로는 터치패널(120)과 OLED패널(110)을 보호할 수 있는 커버윈도우(140)가 제 1 광학접착층(150)을 통해 부착되며, OLED패널(110)의 배면으로는 OLED패널(110)을 지지하기 위한 백플레이트(130)가 제 2 광학접착층(160)을 통해 부착된다.
여기서, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되며, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 100 ~ 300um의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 100um이하의 두께를 가질 경우 접착력이 약해 커버윈도우(140)와 백플레이트(130) 그리고 터치패널(120)과 OLED패널(110)을 모듈화하기 어려우며, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)이 300um 이상의 두께를 가질 경우 폴더블 표시장치(100)에 있어서 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
커버윈도우(140)는 외부 충격으로부터 OLED패널(110) 및 터치패널(120)을 보호하며, OLED패널(110)로부터 방출되는 빛을 투과시켜 OLED패널(110)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
이러한 커버윈도우(140)는 내충격성 및 광투과성을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
백플레이트(130)는 OLED패널(110)의 기판(도 2의 101)이 너무 얇기 때문에, OLED패널(110)을 지지하고자 OLED패널(110)의 배면으로 부착되는데, 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 고분자로 이루어질 수 있다.
여기서, 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 작은 모듈러스(modulus) 값을 갖는 것을 특징으로 한다. 다시 말해 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 낮은 강성(stiffness)을 갖는다.
예를 들어, 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110)은 약 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖고, 백플레이트(130)는 약 8 ~ 10 GPa의 모듈러스 값을 갖는데, 이때 제 1 및 제 2 광학접착층(150, 160)은 103 ~ 104 Pa 보다 낮은 모듈러스 값을 가질 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 전체적인 각 구성요소의 모듈러스 값이 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하게 된다.
즉, 폴더블 표시장치(100)의 큰 구성요소인 커버윈도우(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130)는 높은 모듈러스 값을 가지므로, 커버윈도우(140)와 터치패널(120) 사이의 제 1 광학접착층(150)은 커버윈도우(140)와 터치패널(120)에 비해 낮은 모듈러스 값을 가지며, OLED패널(110)과 백플레이트(130) 사이에 위치하는 제 2 광학접착층(160) 또한 OLED패널(110)과 백플레이트(130)에 비해 낮은 모듈러스 값을 갖게 된다.
이와 같이, 폴더블 표시장치(100)의 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 외부로부터 충격이 가해지더라도 외부로부터 가해지는 충격은 폴더블 표시장치(100)의 커버윈도우(140)와 백플레이트(130) 내부에 위치하는 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 최소화되어 전달되게 된다.
따라서, 터치패널(120)이나 OLED패널(110)이 외부로부터 가해지는 충격에 의해 파손되는 것을 최소화할 수 있다.
이는, 충격의 전달 특성에 의한 것으로 폴더블 표시장치(100)와 같이 얇은 박막필름 들은 충격을 흡수(수평전달)하기 보다 대부분 수직으로 전달하게 되는데, 일예로 외부로부터 커버윈도우(140)로 충격이 전달되면 커버윈도우(140)로 전달된 충격은 커버윈도우(140)의 하부에 위치하는 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되게 되는 것이다.
따라서, 터치패널(120)의 터치센서(미도시)의 전극(미도시)들이나 OLED패널(110)의 소자들의 파손을 야기하게 된다.
그러나 본 발명의 제 2 실시예와 같이 폴더블 표시장치(100)의 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 구성할 경우, 외부로부터 충격이 가해지더라도 충격이 모듈러스 값이 높고 낮은 구성요소들을 지나게 되면서 일부 완화되어, 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 백플레이트(130)의 배면으로 충격흡수필름(170)이 더욱 위치하는 것을 특징으로 한다.
이때, 충격흡수필름(170)은 제 3 광학접착층(180)을 통해 백플레이트(130)의 배면으로 부착되는데, 이때 제 3 광학접착층(180) 또한 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 낮은 모듈러스 값을 갖는데, 예를 들어, 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110)은 약 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖고, 백플레이트(130)는 약 8 ~ 10 GPa의 모듈러스 값을 갖는데, 이때 제 3 광학접착층(180)은 103 ~ 104 Pa 보다 낮은 모듈러스 값을 가질 수 있다.
이는, 높은 모듈러스 값을 갖는 백플레이트(130)의 하부로 낮은 모듈러스 값을 갖는 구성을 위치시키기 위함으로, 이를 통해 외부로부터 가해지는 충격이 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
여기서, 제 3 광학접착층(180) 또한 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되며, 100 ~ 300um의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
충격흡수필름(170)은 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)을 포함하는데, 제 1 충격흡수층(171)은 폼(foam)재질로 이루어지며, 제 2 충격흡수층(173)은 접힘영역과 비접힘영역으로 나뉘어 접힘영역에 대응하여 연질층(173a)이 위치하며, 비접힘영역에 대응하여 경질층(173b)이 위치하는 이중구조로 이루어진다.
이때, 연질층(173a)은 접힘영역에 대응하여서만 위치할 수도 있으며, 비접힘영역에서 경질층(173b)을 감싸도록 위치할 수도 있다.
여기서, 연질층(173a)은 폴리우레탄(polyurethane, PU), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 실리콘(Si), 폴리디메틸아크릴아미드(polydimethylacrylamide, PDMA) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 경질층(173b)은 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 고분자로 이루어질 수 있다.
이러한 충격흡수필름(170)은 제 1 충격흡수층(171)과 제 2 충격흡수층(173)의 경질층(173b)에 의해 서로 다른 모듈러스 값을 갖는 층이 혼재되어 위치하게 되는데, 즉, 제 1 충격흡수층(171)은 커버글라스(140)와 터치패널(120)및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 낮은 모듈러스 값을 가지며, 제 2 충격흡수층(173)은 연질층(173a)은 커버글라스(140)와 터치패널(120)및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130) 보다 낮은 모듈러스 값을 가지나, 경질층(173b)은 커버글라스(140)와 터치패널(120)및 OLED패널(110) 그리고 백플레이트(130)와 유사한 모듈러스 값을 갖는다.
예를 들어, 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110)은 약 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖고, 백플레이트(130)는 약 8 ~ 10 GPa의 모듈러스 값을 갖는데, 이때 제 1 충격흡수층(171)과 제 2 충격흡수층(173)의 연질층(173a)은 103 ~ 104 Pa 보다 낮은 모듈러스 값을 가질 수 있다.
그리고 제 2 충격흡수층의(173) 경질층(173b)은 약 5 ~ 8 GPa의 모듈러스 값을 갖는다.
따라서, 이러한 충격흡수필름(170)은 제 1 충격흡수층(171)과 제 2 충격흡수층(경질층, 173b)으로 나뉘어짐에 따라, 높은 모듈러스 값과 낮은 모듈러스 값이 혼재하여 위치하는 구조를 갖게 되는데, 이를 통해 보다 안정적으로 외부로부터 가해지는 충격을 완화시킬 수 있는 구조를 갖게 된다.
즉, 충격흡수필름(170)을 낮은 모듈러스 값만을 갖도록 형성할 경우 필름자체의 변형이 심해 충격흡수필름(170)으로써의 역할을 하지 못하게 되며, 높은 모듈러스 값만을 갖도록 형성할 경우 외부로부터 가해지는 충격을 모두 터치패널(120) 또는 OLED패널(110)로 전달하게 되어, 터치패널(120) 또는 OLED패널(110)의 파손을 야기할 수 있다.
이러한 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)은 서로 제 4 광학접착층(175)을 통해 서로 부착된다.
제 4 광학접착층(175)은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되며, 100 ~ 300um의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 제 4 광학접착층(175)은 어떠한 모듈러스 값을 가져도 상관없다.
제 4 광학접착층(175)은 실질적으로 폴더블 표시장치(100)의 구성요소 라기보다 충격흡수필름(170)의 구성요소로써 작용하게 되어, 폴더블 표시장치(100)의 모듈러스 값이 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하는 구성과는 무관하기 때문이다.
특히, 제 4 광학접착층(175) 상부로 위치하는 제 1 충격흡수층(171)과 제 1 충격흡수층(171) 상부로 위치하는 제 3 광학접착층(180)이 백플레이트(130)에 비해 낮은 모듈러스 값을 가지므로, 제 4 광학접착층(175)이 높은 모듈러스를 가져도, 제 1 충격흡수층(171)과 제 3 광학접착층(180)에 의해 낮은 모듈러스 값을 갖는 층으로 작용하게 된다.
따라서, 제 4 광학접착층(175)은 낮은 모듈러스 값을 가져도 상관없으며, 높은 모듈러스 값을 가져도 상관이 없는 것이다.
여기서, 제 1 충격흡수층(171)은 100 ~ 300um의 두께를 갖는데, 제 1 충격흡수층(171)이 100um이하의 두께를 가질 경우 충격흡수력이 미미하며, 제 1 충격흡수층(171)이 300um 이상의 두께를 가질 경우 폴더블 표시장치(100)에 있어서 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
그리고, 제 2 충격흡수층(173)은 100 ~ 500um의 두께를 갖는데, 여기서 경질층(173b)은 0.1 ~ 1mm의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 충격흡수층(173)의 두께가 100um 이하일 경우 충격흡수력이 미미하며, 제 2 충격흡수층(173)의 두께가 500um 이상일 경우 폴더블 표시장치(100)에 있어 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
또한, 제 2 충격흡수층(173)의 경질층(173b)의 두께가 0.1mm 이하일 경우 경질층(173b)으로서의 효과가 미미하며, 현재로서는 0.1mm 이하의 경질층(173b)을 형성하는데 공정상 어려우며, 경질층(173b)의 두께가 1mm 이상일 경우 폴더블 표시장치(100)에 있어 접힘이 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
전술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 일반적인 폴더블 표시장치에 비해 외부로부터 충격이 가해지더라도 충격이 모듈러스 값이 높고 낮은 구성요소들을 지나게 되면서 일부 완화되어, 터치패널(120)이나 OLED패널(100)로 외부로부터의 충격이 전달되는 것을 최소화할 수 있으면서도, 백플레이트(130)의 배면으로 충격흡수필름(170)을 더욱 위치시킴으로써, 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널(120)이나 OLED패널(110)의 파손이 발생하는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
백플레이트(130)의 모듈러스 값 Sample A Sample B
(thickness/1t=0.1cm)		 Sample C Sample D
0 ~ 1GPa < 5cm 0.05t < 5cm < 10cm
0.10t < 5cm < 10cm
0.30t < 5cm < 10cm
4 ~ 7GPa < 5cm 0.05t < 5cm < 10cm
0.10t < 10cm < 10cm
0.30t < 10cm < 10cm
8 ~ 10GPa < 5cm 0.05t < 5cm < 15cm
0.10t < 10cm < 15 ~ 20cm
0.30t < 10cm < 15 ~ 20cm
위의 [표 1]은 백플레이트(130)의 모듈러스 값에 따라 충격흡수필름(170)의 존재여부에 따른 볼드롭 테스트(ball-drop test) 결과를 나타낸 표이다.
설명에 앞서, Sample A는 일반적인 폴더블 표시장치의 볼드롭 테스트 결과를 나타내며, Sample B는 제 1 충격흡수층 자체의 볼드롭 테스트 결과이다.
그리고, Sample C는 폴더블 표시장치에 제 1 충격흡수층 만을 위치시킨 구성이며, Sample D는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백플레이트(130)의 배면으로 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)을 포함하는 충격흡수필름(170)을 위치한 폴더블 표시장치(100)를 나타낸다.
그리고, 백플레이트(130)의 모듈러스 값이 10GPa 이상일 경우, 백플레이트(130)를 포함하는 폴더블 표시장치(100)의 접힘 및 펼침에 있어, 접힘이 매우 어려워지게 되므로, 백플레이트(130)는 모듈러스 값이 10GPa 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
위의 [표 1]을 참조하면, Sample A는 볼(ball)을 5cm 높이에서 떨어트릴 경우 터치패널(120) 또는 OLED패널(110)의 파손이 발생하게 되나, Sample D에서는 볼(ball)을 10cm 높이에서 떨어트릴 경우 터치패널(120) 또는 OLED패널(110)의 파손이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
특히, Sample A와 Sample C 그리고 Sample D를 비교해보면, 백플레이트(130)의 배면으로 제 1 충격흡수층(171)만을 위치시킬 경우 일반적인 폴더블 표시장치와 볼드롭 테스트 결과에 차이가 없음을 확인할 수 있으며, 백플레이트(130)의 배면으로 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)을 포함하는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 충격흡수필름(170)을 위치시킬 경우 볼드롭 테스트 결과가 일반적인 폴더블 표시장치에 비해 2배 이상이 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 백플레이트(130)의 배면으로 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)을 포함하는 충격흡수필름(170)을 위치시킴으로써, 일반적인 폴더블 표시장치에 비해 외부로부터 충격이 가해지더라도 충격이 일부 완화되어, 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 낮은 모듈러스 값을 갖는 백플레이트(130)를 사용하더라도, 기존에 비해 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널(120)이나 OLED패널(110)이 파손되는 것을 방지할 수 있으므로, 백플레이트(130)의 제조단가에 의한 공정비용을 절감할 수 있다.
광학접착층(150, 160, 180)의 모듈러스 값 Sample E Sample F
2.2 * 105 Pa < 5cm < 5cm
1.3 * 103 Pa < 10cm 접힘부 < 15cm
비접힘부 < 20cm
위의 [표 2]는 광학접착층(150, 160, 180)의 모듈러스 값의 변화와 충격흡수필름(170)의 존재여부에 따른 볼드롭 테스트(ball-drop test) 결과를 나타낸 표이다.
설명에 앞서, Sample E는 일반적인 폴더블 표시장치의 볼드롭 테스트 결과를 나타내며, Sample F는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백플레이트(130)의 배면으로 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)을 포함하는 충격흡수필름(170)을 위치한 폴더블 표시장치(100)를 나타낸다.
여기서, 커버글라스(140)와 터치패널(120) 및 OLED패널(110)은 약 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖고, 백플레이트(130)는 약 8 ~ 10 GPa의 모듈러스 값을 갖는다.
위의 [표 2]를 참조하면, Sample E의 일반적인 폴더블 표시장치에서도 커버윈도우(140)와 터치패널(120) 사이의 제 1 광학접착층(150)과, OLED패널(110)과 백플레이트(130) 사이의 제 2 광학접착층(160)을 103Pa 로 낮은 모듈러스 값을 갖도록 할 경우에도, 외부로부터의 충격에 보다 강해지는 것을 확인할 수 있다.
즉, 일반적인 폴더블 표시장치의 광학접착층이 105Pa의 모듈러스 값을 가질 경우, 볼드롭 테스트에서 볼을 5cm 위에서 떨어트릴 경우 터치패널(120)이나 OLED패널(110)의 손상을 발생시키나, 광학접착층(150, 160, 180)을 103Pa의 모듈러스 값을 가질 경우, 볼드롭 테스트에서 볼(ball)을 10cm 위에서 떨어트릴 경우 터치패널(120)이나 OLED패널(110)의 손상이 발생되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 광학접착층(150, 160, 180)의 모듈러스 값에 의해 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널(120)이나 OLED패널(110)의 파손 여부가 달라지는 것을 확인할 수 있으며, 특히 광학접착층(150, 160, 180)의 모듈러스 값을 103Pa로 형성할 경우 광학접착층(150, 160, 180)의 모듈러스 값이 105Pa 인 경우에 비해 외부로부터의 충격이 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 보다 최소화할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, Sample F를 참조하면, 광학접착층(150, 160, 180)의 모듈러스 값을 낮추고, 백플레이트(130)의 배면으로 제 1 및 제 2 충격흡수층(171, 173)을 포함하는 충격흡수필름(170)을 더욱 위치시킬 경우, 볼드롭 테스트 결과가 일반적인 폴더블 표시장치에 비해 3 ~ 4배 이상이 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.
즉, 폴더블 표시장치(100)의 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 일반적인 폴더블 표시장치에 비해 외부로부터 충격이 가해지더라도 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있으면서도, 백플레이트(130)의 배면으로 충격흡수필름(170)을 더욱 위치시킴으로써, 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널(120)이나 OLED패널(110)의 파손이 발생하는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는 각 구성요소의 모듈러스 값을 높고 낮음이 서로 교대로 번갈아 위치하도록 함으로써, 외부로부터 충격이 가해지더라도 터치패널(120)이나 OLED패널(110)로 전달되는 것을 최소화할 수 있으면서도, 백플레이트(130)의 배면으로 충격흡수필름(170)을 더욱 위치시킴으로써, 외부로부터 가해지는 충격에 의해 터치패널(120)이나 OLED패널(110)의 파손이 발생하는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
한편, 지금까지의 설명에서는 폴더블 표시장치(100)에 있어서, 화상이 구현되는 표시패널(110)의 상부로 터치패널(120)이 위치함을 설명 및 도시하였으나, 터치패널은 삭제 가능하다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 폴더블 표시장치
110 : 표시패널(OLED패널)
120 : 터치패널
130 : 백플레이트
140 : 커버윈도우
150, 160, 180, 173 : 제 1 내지 제 4 광학접착층
170 : 충격흡수필름(171 : 제 1 충격흡수층, 173 : 제 2 충격흡수층(173a : 연질층, 173b : 경질층))

Claims (11)

  1. 화상이 구현되는 표시패널과;
    상기 표시패널의 전방에 위치하는 커버윈도우와;
    상기 표시패널의 후방에 위치하는 백플레이트와;
    상기 백플레이트의 하부에 위치하는 충격흡수필름
    을 포함하며,
    상기 충격흡수필름은 제 1 및 제 2 충격흡수층을 포함하며,
    상기 제 2 충격흡수층은 접힘영역에 대응하는 연질부와 비접힘영역에 대응하는 경질부를 포함하며, 상기 제 1 충격흡수층과 상기 연질부는 상기 경질부에 비해 모듈러스 값이 낮은 폴더블 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 충격흡수층은 폼(foam)재질로 이루어지며, 상기 제 2 충격흡수층의 상기 연질층은 폴리우레탄(polyurethane, PU), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 실리콘(Si), 폴리디메틸아크릴아미드(polydimethylacrylamide, PDMA) 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 경질층은 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 선택된 하나로 이루어지는 폴더블 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 충격흡수층은 100 ~ 300um의 두께를 가지며, 상기 연질층은 100 ~ 500um의 두께를 가지며, 상기 경질층은 0.1 ~ 1mm의 두께를 갖는 폴더블 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 충격흡수층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 갖는 폴더블 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 충격흡수층의 상기 연질층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 가지며, 상기 경질층은 5 ~ 8GPa의 모듈러스 값을 갖는 폴더블 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버윈도우와 상기 표시패널 사이로는 제 1 광학접착층이 위치하며, 상기 표시패널과 상기 백플레이트 사이로는 제 2 광학접착층이 위치하며, 상기 제 1 및 제 2 광학접착층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 갖는 폴더블 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충격흡수필름과 상기 백플레이트 사이로는 제 3 광학접착층이 위치하며, 상기 제 3 광학접착층은 103 ~ 104Pa 의 모듈러스(modulus) 값을 갖는 폴더블 표시장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 광학접착층은 상기 커버윈도우와 상기 표시패널에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮으며, 상기 제 2 광학접착층은 상기 표시패널과 상기 백플레이트에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮은 폴더블 표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 커버윈도우와 상기 표시패널 사이로 터치패널이 위치하며, 상기 제 1 광학접착층은 상기 커버윈도우와 상기 터치패널에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮은 폴더블 표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 광학접착층은 상기 백플레이트에 비해 모듈러스(modulus) 값이 낮은 폴더블 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 충격흡수층과 상기 제 2 충격흡수층은 제 4 광학접착층을 통해 서로 부착되는 폴더블 표시장치.
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