KR20180036904A

KR20180036904A - 플렉서블 표시장치

Info

Publication number: KR20180036904A
Application number: KR1020160127133A
Authority: KR
Inventors: 한미진; 이승희; 김대윤
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-10
Also published as: CN107886846A; US10074824B2; EP3301506B1; KR102578589B1; US20180097197A1; EP3301506A1; CN107886846B

Abstract

본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는 제1 영역, 제2 영역 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 제3 영역이 정의되며, 상기 제3 영역 상에서 제1 방향을 따라 연장되는 중심축을 기준으로 벤딩 가능하다. 플렉서블 표시장치는 연성 표시패널의 배면에 접합되며, 제3 영역에 구비된 다수의 개구 패턴들을 갖는 백 커버를 포함한다. 개구 패턴들은 제1 방향을 따라 기수 번째 열에 배열된 개구 패턴들과, 제1 방향을 따라 우수 번째 열에 배열된 개구 패턴들을 포함한다. 개구 패턴은 제1 부분 및 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 제1 방향을 따라 진행할수록 제2 방향으로의 폭이 좁아진다. 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향이다. 제2 부분은 제1 부분으로부터 연장되며, 제1 방향을 따라 진행할수록 제2 방향으로의 폭이 넓어진다. 기수 번째 열에 배치된 개구 패턴의 제1 부분은, 우수 번째 열에 배치된 개구 패턴의 제2 부분과 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다. 기수 번째 열에 위치한 개구 패턴의 제2 부분은, 우수 번째 열에 위치한 개구 패턴의 제1 부분과 상기 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다.

Description

플렉서블 표시장치{FLEXIBLE DISPLAY}

본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.

그 중 유기발광 다이오드 표시장치는 자발광소자이기 때문에 백라이트가 필요한 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮고, 더 얇게 제작될 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드 표시장치는 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 장점이 있다. 유기 발광 다이오드 표시장치는 대화면 양산 기술 수준까지 공정 기술이 발전되어 액정표시장치와 경쟁하면서 시장을 확대하고 있다.

유기발광 다이오드 표시장치의 픽셀들은 자발광 소자인 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함한다. 유기발광 다이오드 표시장치는 발광재료의 종류, 발광방식, 발광구조, 구동방식 등에 따라 다양하게 나뉘어질 수 있다. 유기발광 다이오드 표시장치는 발광방식에 따라 형광발광, 인광발광으로 나뉠 수 있고, 발광구조에 따라 전면발광(Top Emission) 구조와 배면발광 (Bottom Emission) 구조로 나뉘어질 수 있다. 또한, 유기발광 다이오드 표시장치는 구동방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED)와 AMOLED(Active Matrix OLED)로 나뉘어질 수 있다.

최근, 플렉서블 표시장치가 상용화되었다. 플렉서블 표시장치는 플라스틱 OLED가 형성된 표시패널의 화면 상에 입력 영상을 재현할 수 있다. 플라스틱 OLED는 휘어질 수 있는 플라스틱 기판 상에 형성된다. 플렉서블 표시장치는 다양한 디자인 구현이 가능하고 휴대성과 내구성에 장점이 있다. 플렉서블 표시장치는 벤더블(Bendable) 표시장치, 폴더블(Folderable) 표시장치, 롤러블(Rollable) 표시장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이러한 플렉서블 표시장치는 스마트폰과 태블릿 PC와 같은 모바일 기기 뿐만 아니라 TV(Television), 자동차 디스플레이, 웨어러블 기기 등에 적용될 수 있고 그 응용 분야가 확대되고 있다.

플렉서블 표시장치는 필요에 따라서 연성 표시패널 구부리거나, 펼 수 있다. 구부리거나 펴는 동작을 용이하게 수행하고 디자인적으로 개선된 심미감을 제공하기 위해, 연성 표시패널은 상대적으로 얇은 두께 및 가벼운 자중을 갖는 것이 바람직하다. 다만, 연성 표시패널이 얇고 가벼워짐에 따라, 물리적 내구성은 저하된다. 이에 따라, 연성 표시패널은 제공되는 외력에 의해 쉽게 손상될 수 있고, 이는 제품 신뢰성 및 제품 안정성을 저하시킨다. 따라서, 이를 개선하기 위한 노력이 요구된다.

본 발명의 목적은 연성 표시패널을 지지하는 백 커버를 구비하여, 연성 표시패널의 물리적 내구성을 향상시킨 플렉서블 표시장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는 연성 표시패널을 지지하기 위하여 백 커버를 구비한다. 이에 따라, 본 발명은 연성 표시패널의 강성을 보강할 수 있어, 연성 표시패널의 물리적 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 백 커버에 신규한 개구 패턴을 형성함으로써, 연성 표시패널의 상태 변화 시 백 커버의 벤딩 영역에 집중될 수 있는 응력을 완화, 분산시킬 수 있고, 백 커버의 유연성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 모듈화된 연성 표시패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 사용예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 개구 패턴의 다른 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 비교 실험을 통해 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 여러 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 구성요소에 대하여는 서두에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD), 양자점 표시장치(Quantum Dot display; QDD) 등의 표시장치 기반으로 구현될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 플렉서블 표시장치가 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함) 소자를 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 3은 모듈화된 연성 표시패널의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치(10)는 디스플레이 구동 회로, 연성 표시패널(100)을 포함한다.

디스플레이 구동 회로는 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(14) 및 타이밍 콘트롤러(16)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 연성 표시패널(100)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터 배선들(D1~Dm)에 공급된다. 게이트 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트 신호를 게이트 배선들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 연성 표시패널(100)의 픽셀들을 선택한다.

타이밍 콘트롤러(16)는 호스트 시스템(19)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 데이터 구동회로(12)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 게이트 구동회로(14)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다.

호스트 시스템(19)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(19)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 연성 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(19)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(16)로 전송한다.

연성 표시패널(100)의 픽셀 어레이를 포함하는 플라스틱 기판을 포함한다. 플라스틱 기판은 PI(Polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PAR(polyarylate), PSF(polysulfone), COC(ciclic-olefin copolymer) 등의 재질로 형성될 수 있다. 픽셀 어레이는 데이터 배선들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트 배선들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 자발광 소자인 OLED를 포함한다. .

도 2를 더 참조하면, 연성 표시패널(100)에는 다수의 데이터 배선들(D)과, 다수의 게이트 배선들(G)이 교차되고, 이 교차영역마다 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀 각각은 OLED, OLED에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT라 함)(DT), 구동 TFT(DT)의 게이트-소스간 전압을 셋팅하기 위한 프로그래밍부(SC)를 포함한다.

프로그래밍부(SC)는 적어도 하나 이상의 스위치 TFT와, 적어도 하나 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다. 스위치 TFT는 게이트 배선(G)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 턴 온 됨으로써, 데이터 배선(D)으로부터의 데이터전압을 스토리지 커패시터의 일측 전극에 인가한다. 구동 TFT(DT)는 스토리지 커패시터에 충전된 전압의 크기에 따라 OLED로 공급되는 전류량을 제어하여 OLED의 발광량을 조절한다. OLED의 발광량은 구동 TFT(DT)로부터 공급되는 전류량에 비례한다. 이러한 픽셀은 고전위 전압원(EVDD)과 저전위 전압원(EVSS)에 연결되어, 도시하지 않은 전원 발생부로부터 각각 고전위 전원 전압과 저전위 전원 전압을 공급받는다. 픽셀을 구성하는 TFT들은 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 픽셀을 구성하는 TFT들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있다. OLED는 애노드 전극(ANO), 캐소드 전극(CAT), 및 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 사이에 개재된 유기 화합물층을 포함한다. 애노드 전극(ANO)은 구동 TFT(DT)와 접속된다.

도 3을 더 참조하면, 연성 표시패널(100)은 타이밍 컨트롤러(도 1의 16), 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(14) 등(호스트 시스템(도 1의 19) 및 전원 발생부 등은 미도시함)과 전기적으로 연결 및 접속되어 모듈화된다.

게이트 구동회로(14)는 GIP 방식으로 연성 표시패널(100)상에 형성될 수 있다. 즉, 연성 표시패널(100)을 용이하게 권취 및 권출 하기 위해 표시영역(AA)의 좌측, 우측 또는 좌우측 모두에 GIP(Gate In Panel) 방식으로 게이트 구동회로(14)를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.

데이터 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; 이하 "PCB"라 함)(20)은 제1 연결 부재(25)를 통해 연성 표시패널(100)과 전기적으로 연결된다. 제1 연결 부재(25)는 데이터 구동회로(12)가 실장된 COF(Chip On Film)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 연결 부재(25)는 TCP(Tape Carrier Package) 방식으로 구현되어 데이터 PCB(20)와 연성 표시패널(100)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.

데이터 PCB(20)는 제2 연결 부재(35)를 통해 콘트롤 보드(30)와 연결된다. 제2 연결 부재(35)는 복수 개일 수 있다. 콘트롤 보드(30)에는 타이밍 컨트롤러(16) 등이 실장된다. 제2 연결 부재(35)는 FFC(Flexible Flat Cable)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 콘트롤 보드(30)는 호스트 시스템(도 1의 19), 전원 발생부 등과 연결 케이블을 통해 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 사용예를 설명하기 위한 도면들이다.

도 4를 참조하면, 연성 표시패널(100)은 입력 영상이 구현되는 표시 영역을 포함한다. 사용자는 표시 영역을 통해 연성 표시패널(100)로부터 출력되는 정보를 인지할 수 있다. 연성 표시패널(100)의 전면(前面)은 표시 영역이 정의된 연성 표시패널(100)의 일면을 의미한다. 반대로, 연성 표시패널(100)의 배면(背面)은 사용자가 표시 영역을 인식할 수 없는, 연성 표시패널(100)의 전면과 반대되는 방향의 일면을 의미한다.

연성 표시패널(100)은 벤딩(bending)될 수 있다. 즉, 연성 표시패널(100)에는, 소정의 연성이 부여되어, 구부리거나(bending, folding, rolling, 또는 winding) 펴는(unbending, unfolding, unrolling, 또는 unwinding) 동작이 용이하게 반복적으로 수행될 수 있다. 연성 표시패널(100)은, 연성 표시패널(100)의 전면 방향으로 벤딩(Inner bending)될 수 있고, 연성 표시패널(100)의 배면 방향으로 벤딩(Outer bending)될 수도 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 별도의 한정이 없는 한 연성 표시패널(100)이 배면 방향으로 구부러지는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 5 내지 도 9는 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는 연성 표시패널(100) 및 연성 표시패널(100)의 배면에 구비된 백 커버(200)를 포함한다.

연성 표시패널(100)은 접히거나 펴져, 제1 상태 및 제2 상태를 유지할 수 있다. 제1 상태는 연성 표시패널(100)이 펴진 상태를 의미한다. 제2 상태는 연성 표시패널(100)이 구부러진 상태를 의미한다. 제1 상태에서 제2 상태로의 상태 변화를 위해, 연성 표시패널(100)은 제1 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 연장되는 가상의 중심축(CX)을 기준으로 벤딩될 수 있다. 가상의 중심축(CX)은 회전 중심일 수 있다. 제1 방향은 연성 표시패널(100)의 폭 방향, 제2 방향(예를 들어, X축 방향)은 연성 표시패널(100)의 길이 방향, 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)은 연성 표시패널(100)의 두께 방향으로 정의될 수 있다.

연성 표시패널(100)의 상태 변화는 사용자에 의해 직접적으로 제공되는 물리적인 외력에 의한 것일 수 있다. 예를 들어, 사용자는 연성 표시패널(100)의 일단을 파지하고 이에 힘을 제공하여 연성 표시패널(100)의 상태 변화를 구현할 수 있다. 또는, 연성 표시패널(100)의 상태 변화는 기 설정된 특정 신호에 응답하여, 제어부를 통해 제어되는 것일 수 있다. 즉, 연성 표시패널(100)의 상태 변화는 선택된 구동 장치 및 구동 회로 등에 의해 제어될 수 있다.

본 발명에 의한 플렉서블 표시장치가 outer bending 방식으로 구현되는 경우, 연성 표시패널(100)의 표시 영역은 상태 변화와 관계없이 외부에 노출된다. 즉, 제1 상태, 제2 상태, 및 상태 변화 계속 중에도, 사용자는 연성 표시패널(100)의 표시 영역을 인지할 수 있고, 선택적으로 필요한 정보를 제공받을 수 있다.

본 발명에 의한 플렉서블 표시장치가 Inner bending 방식으로 구현되는 경우, 제1 상태는 사용자가 외부에서 연성 표시패널(100)의 표시 영역을 인지하고 필요한 정보를 제공받을 수 있는 상태일 수 있고, 제2 상태는 연성 표시패널(100)의 표시 영역이 외부로 노출되지 않아, 사용자가 표시 영역을 인식할 수 없는 상태일 수 있다.

일 예로, 제1 상태는 표시장치가 온(ON)되어, 입력 영상이 구현되는 상태일 수 있다. 제2 상태는 표시장치가 오프(OFF)되어, 입력 영상이 구현되지 않는 상태일 수 있다. 연성 표시패널(100)의 온(ON)/오프(OFF)를 포함한 다양한 이벤트는, 사용자 입력부 또는 센서 등을 통해 공급받은 기 설정된 특정 신호에 응답하여, 제어부를 통해 제어될 수 있다.

사용자 입력부는 사용자의 손가락을 포함하는 도전체를 인식하는 터치 키(touch key), 혹은 물리적인 압력을 인식하는 푸쉬 키(push key 또는 mechanical key) 등을 포함할 수 있다. 센서는 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱할 수 있는 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor) 등을 포함할 수 있다.

백 커버(200)는 연성 표시패널(100)의 하부면을 지지하며, 연성 표시패널(100)의 강성을 보강한다. 본 발명은 백 커버(200)를 더 구비함으로써, 연성 표시패널(100)의 물리적 내구성을 향상시킬 수 있다. 백 커버(200)는 가벼우면서, 높은 강도를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 백 커버(200)는 GFRP(Glass Fiber Reinforced plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced plastics), 알루미늄, 플라스틱 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 백 커버(200)의 크기 및 형상은 연성 표시패널(100)의 자유로운 변형을 구속, 제한하지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.

백 커버(200)는 연성 표시패널(100)의 배면에 고정된다. 즉, 백 커버(200)와 연성 표시패널(100)이 고정되어, 상호 움직임이 구속, 제한된다. 백 커버(200)는 연성 표시패널(100)과 대응되는 평면 형상 및 면적을 가질 수 있다. 백 커버(200)의 평면 형상 및 면적은 연성 표시패널(100)의 자유로운 변형을 구속, 제한하지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다.

본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는, 제1 영역(R1), 제2 영역(R2), 및 제3 영역(R3)을 포함한다. 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)은 상태 변화와 관계없이, 연성 표시패널(100)과 백 커버(200)가 플랫(flat)한 상태를 유지하는 영역이다. 제3 영역(R3)은 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2) 사이에 정의될 수 있다. 제3 영역(R3)은 상태 변화에 대응하여 연성 표시패널(100)과 백 커버(200)가 구부러지거나 펴지는 영역이다. 제3 영역(R3)의 연성 표시패널(100)과 백 커버(200)는, 제1 상태에서 평평한 상태를 유지하고, 제2 상태에서 구부러진 상태를 유지한다. 연성 표시패널(100)의 제3 영역(R3)은 백 커버(200)에 의해 지지되어, 제2 상태에서 일정한 곡률을 유지할 수 있다.

제1 영역(R1), 제2 영역(R2), 및 제3 영역(R3) 중 적어도 어느 하나는, 다른 하나와 서로 다른 이벤트를 구현할 수 있다. 일 예로, 제1 영역(R1)의 표시 영역과 제2 영역(R2)의 표시 영역에는, 서로 다른 영상이 구현될 수 있다. 다른 예로, 제1 영역(R1)의 표시 영역과 제2 영역(R2)의 표시 영역 중 어느 하나는 온(ON) 상태이고, 다른 하나는 오프(OFF) 상태일 수 있다.

도면에는, 제1 영역(R1), 제2 영역(R2), 제3 영역(R3)이 순차적으로 정의된 플렉서블 표시장치를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 플렉서블 표시장치에는, 제1 영역(R1), 제2 영역(R2), 제3 영역(R3)을 포함하는 단위 영역이 n(n은 1 이상의 정수)번 이상 교번하여 정의될 수 있다.

백 커버(200)의 제3 영역(R3)은 연성 표시패널(100)의 상태 변화 시 응력이 집중되어 변형이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해, 강성이 높은 재질의 물질을 포함하는 방안을 고려해볼 수 있으나, 이 경우 유연성 확보가 어려운 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 연성 표시패널(100)의 상태 변화 시 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 제공되는 응력을 저감하기 위하여, 제3 영역(R3)에 소정의 개구 면적을 갖는 개구 패턴(OP)을 형성한다. 물론, 응력 저감을 위해 백 커버(200)의 두께를 얇게 형성할 수는 있으나, 이 경우 제1 상태에서 연성 표시패널(100)의 평활도 유지가 어렵고, 요구되는 소정의 강성 확보가 어렵다.

도 6 및 도 7을 더 참조하면, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)은 다수의 개구 패턴(OP)들을 포함한다. 개구 패턴(OP)들이 갖는 개구 면적은, 연성 표시패널(100)을 지지하기 위한 소정의 강성 확보 및 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 집중될 수 있는 응력의 정도를 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 즉, 개구 패턴(OP)들의 개구 면적을 상대적으로 넓게 확보하는 경우, 연성 표시패널(100)을 지지하기 위해 요구되는 소정의 강성 확보가 어렵다. 반면, 개구 패턴(OP)들의 개구 면적을 상대적으로 좁게 확보하는 경우, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 응력이 집중되어, 이웃하는 개구 패턴(OP)들 사이의 연결부에 소성 변형이 발생하거나 파단이 발생할 수 있다. 본 발명은, 개구 패턴(OP)을 포함하되 개구 면적을 지나치게 넓히지 않으면서도 제3 영역(R3)에 집중될 수 있는 응력을 효과적으로 저감할 수 있는 신규한 형상을 갖는 개구 패턴(OP) 및 그 배열 관계를 개시한다.

개구 패턴(OP)은 제1 방향을 따라 연장된 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 포함한다. 제1 부분(P1)은 제1 방향을 따라 진행할수록 제2 방향으로의 폭이 좁아진다. 제1 부분(P1)의 폭은 도면에 도시된 바와 같이 제1 방향을 따라 비선형적(또는 곡선 형태)으로 가변될 수 있고, 선형적(또는 직선 형태)으로 가변될 수도 있다.

제2 부분(P2)은 제1 방향을 따라 진행할수록 제2 방향으로의 폭이 넓어진다. 제2 부분(P2)의 폭은 도면에 도시된 바와 같이 제1 방향을 따라 비선형적(또는 곡선 형태)으로 가변될 수 있고, 선형적(또는 직선 형태)으로 가변될 수도 있다.

제1 부분(P1)과 제2 부분(P2)은 그 폭이 비선형적 또는 선형적 중 어느 하나의 형태로 가변되도록 구현될 수 있고, 제1 부분(P1)과 제2 부분(P2) 중 어느 하나의 폭은 비선형적으로 가변되고 다른 하나는 선형적으로 가변되는 형태로 구현될 수도 있다. 제1 부분(P1)의 제1 방향으로의 길이는, 제2 부분(P2)의 제1 방향으로의 길이와 동일할 수 있고, 상이할 수도 있다.

개구 패턴(OP)은, 제1 부분(P1)과 제2 부분(P2)의 연결 부분이 다른 부분 대비 폭이 좁은 형태를 갖기 때문에, 절구 형상, 장구 형상, 또는 모래 시계 형상이라 지칭될 수 있다. 개구 패턴(OP)의 중심을 제1 방향을 따라 가로지르는 가상의 제1 중심선(CL1)에 대하여, 제1 중심선(CL1)을 기준으로 좌측의 패턴과 우측의 패턴은 제1 중심선(CL1)에 대하여 선대칭 관계일 수 있다. 개구 패턴(OP)의 중심을 제2 방향을 따라 가로지르는 가상의 제2 중심선(CL2)에 대하여, 제2 중심선(CL2)을 기준으로 상측의 패턴과 하측의 패턴은 제2 중심선(CL2)에 대하여 선대칭 관계일 수 있다.

도 8을 더 참조하면, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)은, 제1 방향을 따라 개구 패턴(OP)들이 배열된 기수 번째 열들, 제1 방향을 따라 개구 패턴(OP)들이 배열된 우수 번째 열들을 포함한다. 예를 들어, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)은, 기수 번째 열에 배치되며 소정의 간격을 두고 제1 방향으로 이웃하는 제1 개구 패턴(OP1)과 제2 개구 패턴(OP2), 및 우수 번째 열에 배치되며 소정의 간격을 두고 제1 방향을 따라 이웃하는 제3 개구 패턴(OP3)과 제4 개구 패턴(OP4)을 포함한다. 제1 개구 패턴(OP1)과 제3 개구 패턴(OP3)은 제2 방향을 따라 소정 간격 이격된다. 제2 개구 패턴(OP2)과 제3 개구 패턴(OP3)은 제2 방향을 따라 소정 간격 이격된다. 제2 개구 패턴(OP2)과 제4 개구 패턴(OP4)은 제2 방향을 따라 소정 간격 이격된다. 제1 개구 패턴(OP1), 제2 개구 패턴(OP2), 제3 개구 패턴(OP3), 및 제4 개구 패턴(OP4)은, 제1 부분(P1_1, P2_1, P3_1, P4_1) 및 제2 부분(P1_2, P2_2, P3_2, P4_2)을 각각 포함한다.

제1 개구 패턴(OP1)의 제2 부분(P1_2)은 제3 개구 패턴(OP3)의 제1 부분(P3_1)과 소정의 간격을 두고 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다. 제2 개구 패턴(OP2)의 제1 부분(P2_1)은 제3 개구 패턴(OP3)의 제2 부분(P3_2)과 소정의 간격을 두고 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다. 제2 개구 패턴(OP2)의 제2 부분(P2_2)은 제4 개구 패턴(OP4)의 제1 부분(P4_1)과 소정의 간격을 두고 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다. 개구 패턴(OP)들의 제1 부분(P1)과 제2 부분(P2)이 제2 방향을 따라 교번하여 배치된다.

즉, 기수 번째 열에 위치한 개구 패턴(OP)의 제1 부분(P1)은, 우수 번째 열에 위치한 개구 패턴(OP)의 제2 부분(P2)과 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다. 기수 번째 열에 위치한 개구 패턴(OP)의 제2 부분(P2)은, 우수 번째 열에 위치한 개구 패턴(OP)의 제1 부분(P1)과 제2 방향을 따라 이웃하여 배치된다. 이에 따라, 제1 방향과 제2 방향이 정의하는 평면 상에서 볼 때, 기수 번째 열에 위치한 개구 패턴(OP)과 우수 번째 열에 위치한 개구 패턴(OP)은 제2 방향을 따라 지그 재그 형태로 배열될 수 있다.

도 9를 더 참조하면, 제1 개구 패턴(OP1)과 제3 개구 패턴(OP3)의 경계가 동시에 중첩될 수 있는 제1 방향으로 나란하게 연장된 가상의 기준선(RL)이 존재할 수 있다. 개구 패턴(OP)의 경계는, 개구 패턴(OP)의 형상을 결정한다. 달리 표현하면, 제1 방향을 따라 나란하게 연장되는 하나의 기준선(RL)에 제2 방향을 따라 이웃하는 제1 개구 패턴(OP1)의 경계의 일부와 제3 개구 패턴(OP3)의 경계의 일부가 동시에 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제2 방향과 제3 방향에 의해 정의되는 평명 상에서 볼 때, 제1 개구 패턴(OP1)과 제3 개구 패턴(OP3)이 제2 방향으로 오버랩(OL)되는 영역이 생길 수 있다. 즉, 기수 번째 열에 위치하는 개구 패턴(OP)과 이와 이웃하는 우수 번째 열에 위치하는 개구 패턴(OP)은, 제1 방향을 따라 나란하게 연장되는 하나의 기준선(RL)에 그 경계의 일부가 중첩될 수 있도록 배열되는 것이 바람직하다.

도 10은 개구 패턴의 다른 형상을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 더 참조하면, 개구 패턴(OP)의 상단과 하단 중 적어도 어느 하나의 가장자리는 모따기(CH) 되어 곡선 형상을 가질 수 있다. 상단과 하단은 제1 방향과 제2 방향이 정의하는 평면 상에서 볼 때, 제1 방향으로의 양측 끝단을 각각 의미한다.

이 경우에도, 개구 패턴(OP)은 제1 방향을 따라 연장된 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)을 포함한다. 제1 부분(P1)은 제1 방향을 따라 진행할수록 제2 방향으로의 폭이 좁아진다. 제1 부분(P1)의 폭은 도면에 도시된 바와 같이 제1 방향을 따라 비선형적(또는 곡선 형태)으로 가변될 수 있고, 선형적(또는 직선 형태)으로 가변될 수도 있다.

도 11 내지 도 13은 비교 실험을 통해 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.

도 11의 (a)는 비교예의 따른 개구 패턴(OPc)을 도시한 것이다. 비교예에 의한 개구 패턴(OPc)은 일정한 폭을 갖는다. 연성 표시패널(100)이 제1 상태에서 제2 상태로 변하는 경우, 제1 연결부(LNc1)들은 각각 제 위치에서 인장된다. 제1 연결부(LNc1)는 제1 방향으로 이웃하는 개구 패턴(OPc)들 사이에 잔류하는 패턴을 의미한다. 따라서, 상태 변화에 따라 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 제공되는 응력이 제1 연결부(LNc1)에 집중되기 때문에 제1 연결부(LNc1)에 소성 변형 및 파단이 발생하기 쉽다.

도 11의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 개구 패턴(OP)을 도시한 것이다. 실시예에 의한 개구 패턴(OP)은 가변하는 폭을 갖는 제1 부분과 제2 부분을 포함한다. 연성 표시패널이 제1 상태에서 제2 상태로 변하는 경우, 하나의 제2 연결부(LN2)의 양측에 연결된 제1_1 연결부(LN1_1) 및 제1_2 연결부(LN1_2)는 제 위치에 있지 않고 서로 다른 방향으로 시프트된다. 이와 동시에, 제2 연결부(LN2)에는 뒤틀림이 발생한다. 제2 연결부(LN2)는 제2 방향으로 이웃하는 개구 패턴(OP)들 사이에 잔류하는 패턴을 의미하며, 제1_1 및 제1_2 연결부(lN1_1, LN1_2)는 제1 방향으로 이웃하는 개구 패턴(OP)들 사이에 잔류하는 패턴을 의미한다. 따라서, 상태 변화에 따라 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 제공되는 응력이 제1 연결부(lN1_1, LN1_2)에 집중되지 않고 제2 연결부(LN2)로 분산될 수 있기 때문에, 본 발명은 제1 연결부의 소성 변형 및 파단을 최소화할 수 있다.

도 12는 개구 패턴(OPc, OP)의 형상을 제외하고 동일한 조건하에서 실험된 비교예와 실험예의 시뮬레이션 결과이다. 결과를 살펴보면, 상태 변화 시, 비교예의 경우 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 1.49GPa의 응력이 작용하고, 실시예의 경우 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 0.83GPa의 응력이 작용함을 알 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이, 실시예의 경우, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 작용하는 응력을 상대적으로 저감시킬 수 있다.

도 13은 비교예에 의한 백 커버(200)와 실험예에 의한 백 커버(200)를 각각 벤딩한 상태로, 고온 신뢰성을 상태에서 신뢰성 테스트를 한 결과이다. 신뢰성 테스트는 60도 고온에서 96시간 진행되었다. 결과를 살펴보면, 비교예에 의한 백 커버(200)의 경우 신뢰성 테스트 후 제3 영역(R3)에 변형이 발생하였음을 알 수 있으나, 실시예에 의한 백 커버(200)의 경우 신뢰성 테스트 후에도 변형이 발생하지 않음을 알 수 있다.

<제1 실시예>

도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 설명하기 위한 도면들이다. 도 14는 도 6을 절취선 Ⅰ-Ⅰ'로 절취한 단면도들이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 플렉서블 표시장치는 단차 보상층(300)을 더 포함할 수 있다. 단차 보상층(300)은 백 커버(200)에 형성된 개구 패턴(OP)을 메우도록 구비되어 개구 패턴(OP)에 의해 형성된 단차를 보상한다. 본 발명은 개구 패턴(OP)을 메우는 단차 보상층(300)을 더 구비함으로써 연성 표시패널(100)의 배면과 합착되는 피합착면이 평평한 표면 상태를 갖도록 할 수 있다. 이에 따라, 백 커버(200)에 형성된 개구 패턴(OP)들의 단차에 의해 사용자가 느낄 수 있는 이질감을 최소화할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 단차 보상층(300)이 구비되지 않는 경우, 백 커버(200)의 개구 패턴(OP)들은 얇은 연성 표시패널(100)의 하부에 곧바로 배치되기 때문에, 연성 표시패널(100)의 상부에서 사용자에게 인식될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 손가락이나 스타일러스 펜(stylus pen) 등을 이용하여 연성 표시패널(100)의 전면을 터치 또는 슬라이드 할 수 있다. 이 경우, 백 커버(200)에 형성된 개구 패턴(OP)들의 단차가 손가락을 통해 사용자에게 인지될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명은 백 커버(200)의 개구 패턴(OP)을 메울 수 있는 단차 보상층(300)을 더 포함할 수 있다.

또한, 백 커버(200)는 일반적으로 연성 표시패널(100)과 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)와 같은 점착제를 통해 합착되기 때문에, 연성 표시패널(100)의 배면에 개구 패턴(OP)을 갖는 백 커버(200)가 곧바로 배치되는 경우, 개구 패턴(OP)을 통해 점착제가 유출될 수 있다. 본 발명은 단차 보상층(300)을 더 구비함으로써, 점착제의 유출을 방지할 수 있다.

도 14의 (a)를 참조하면, 단차 보상층(300)은 백 커버(200)의 개구 패턴(OP)만을 메우도록 구비될 수 있다. 단차 보상층(300)은 실리콘(silicon)과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 14의 (b)를 참조하면, 단차 보상층(300)은 백 커버(200)의 개구 패턴(OP)을 메우면서, 백 커버(200)의 전면 및 배면을 덮도록 구비될 수 있다. 평활한 상부 표면을 갖는 단차 보상층(300)을 연성 표시패널(100)과 백 커버(200) 사이에 개재함으로써, 사용자가 느낄 수 있는 이질감을 최소화할 수 있다.

도 14의 (c)를 참조하면, 단차 보상층(300)은 백 커버(200)의 개구 패턴(OP)을 메우면서, 백 커버(200)의 전면을 덮도록 구비될 수 있다. 도 16의 (b) 구조 대비 상대적으로 얇은 두께를 갖는기 때문에, 유연성 확보에 유리한 이점이 있다.

도 14의 (d)를 참조하면, 단차 보상층(300)은 서로 다른 물질을 포함하는 하나 이상의 다중 층(300a, 300b)으로 구비될 수 있다. 단차 보상층(300)을 구성하는 물질이 상대적으로 낮은 모듈러스(modulus)를 갖는 경우 상태 변화에 대응한 복원 속도가 느려질 수 있고, 상대적으로 높은 모듈러스를 갖는 경우 상태 변화 시 재료에 소성 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 단차 보상층(300)을 모듈러스가 서로 다른 물질을 적층한 다중 층(300a, 300b) 구조를 갖도록 함으로써, 전술한 문제점을 해소할 수 있다.

<제2 실시예>

도 15 내지 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 설명하기 위한 도면들이다. 도 15 내지 도 17에 도시된 단면도는 도 7을 절취선 Ⅱ-Ⅱ'로 절취한 것이다.

도 15를 참조하면, 백 커버(200)에 형성된 개구 패턴(OP)은 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 개구 패턴(OP)의 단면 형상은 장방형, 정방형, 사다리꼴 등을 포함하는 다양한 평면 도형 형상일 수 있다.

도 16을 참조하면, 개구 패턴(OP)의 단면 형상은 사다리꼴 형상을 가지되, 상태 변화 시 인장 응력이 작용하는 제1 면(S1)의 개구 면적을 상대적으로 넓게 하고, 압축 응력이 작용하는 제2 면(S2)의 개구 면적을 상대적으로 좁게 구현할 수 있다. 즉, 백 커버(200)에 위치하는 중립면(neutral plane, NP)을 사이에 두고, 벤딩 방향에 따라 중립면(NP)의 상부 및 하부 중 어느 하나에는 인장 응력이 작용하고, 다른 하나에는 압축 응력이 작용한다. 재료들은 인장 응력을 받는 경우 압축 응력을 받는 경우 대비 취약하다. 따라서, 본 발명은 제1 면(S1) 및 제2 면(S2) 중 인장 응력을 받는 면의 개구 면적을 상대적으로 넓게 구현함으로써, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 작용하는 응력을 저감할 수 있다.

도 16의 (b)는, 개구 패턴(OP)의 단면 형상을 제외하고 동일한 조건하에서 실험된 시뮬레이션 결과로, 비교예는 개구 패턴(OP)의 단면 형상이 장방형인 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고, 실시예는 개구 패턴(OP)의 단면 형상이 사다리꼴을 갖되, 인장 응력이 작용하는 면의 개구 면적을 상대적으로 넓게 구현한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.

결과를 살펴보면, 비교예의 경우 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 0.90GPa의 응력이 작용하고, 실시예의 경우 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 0.79GPa의 응력이 작용함을 알 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있듯이, 실시예의 경우, 백 커버(200)의 제3 영역(R3)에 작용하는 응력을 상대적으로 저감시킬 수 있다.

도 17을 참조하면, 개구 패턴(OP)의 단면 형상은 윗변(US)의 길이가 아랫변(LS)의 길이보다 짧은 사다리꼴 형상일 수 있다. 이 경우, 연성 표시패널(100)에 합착되는 피합착면의 개구 면적을 상대적으로 줄일 수 있기 때문에, 사용자가 느끼는 이질감을 최소화할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 연성 표시패널 200 : 백 커버
R1 : 제1 영역 R2 : 제2 영역
R3 : 제3 영역 OP : 개구 패턴

Claims

제1 영역, 제2 영역 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 제3 영역이 정의되며, 상기 제3 영역 상에서 제1 방향을 따라 연장되는 중심축을 기준으로 벤딩 가능한 플렉서블 표시장치에 있어서,
연성 표시패널; 및
상기 연성 표시패널의 배면에 접합되며, 상기 제3 영역에 구비된 다수의 개구 패턴들을 갖는 백 커버를 포함하고,
상기 개구 패턴들은,
상기 제1 방향을 따라 기수 번째 열에 배열된 개구 패턴들과, 상기 제1 방향을 따라 우수 번째 열에 배열된 개구 패턴들을 포함하고,
상기 개구 패턴은,
상기 제1 방향을 따라 진행할수록 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로의 폭이 좁아지는 제1 부분; 및
상기 제1 부분으로부터 연장되며, 상기 제1 방향을 따라 진행할수록 상기 제2 방향으로의 폭이 넓어지는 제2 부분을 포함하며,
상기 기수 번째 열에 배치된 개구 패턴의 제1 부분은,
상기 우수 번째 열에 배치된 개구 패턴의 제2 부분과 상기 제2 방향을 따라 이웃하여 배치되고,
상기 기수 번째 열에 배치된 개구 패턴의 제2 부분은,
상기 우수 번째 열에 배치된 개구 패턴의 제1 부분과 상기 제2 방향을 따라 이웃하여 배치되는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기수 번째 열에 위치하는 개구 패턴과, 이와 이웃하는 상기 우수 번째 열에 위치하는 개구 패턴은,
상기 제1 방향을 따라 나란하게 연장되는 하나의 기준선에 일부 중첩되는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개구 패턴은,
상기 개구 패턴의 중심을 상기 제1 방향을 따라 가로지르는 제1 중심선에 대하여 선대칭인 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개구 패턴은,
상기 개구 패턴의 중심을 상기 제2 방향을 따라 가로지르는 제2 중심선에 대하여 선대칭인 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 부분의 폭 및 상기 제2 부분의 폭 중 적어도 어느 하나는,
상기 제1 방향을 따라 비선형적으로 가변되는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개구 패턴의 단면 형상은,
사다리꼴 형상을 갖는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개구 패턴을 메우는 단차 보상층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 단차 보상층은,
상기 백 커버의 전면을 덮는 플렉서블 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 단차 보상층은,
서로 다른 모듈러스를 갖는 다중 층으로 구성되는 플렉서블 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개구 패턴의 상단과 하단 중 적어도 어느 하나의 가장자리는,
모따기 되어 곡선 형상을 갖는 플렉서블 표시장치.