KR20180061879A - 플렉서블 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는 기판, 및 메탈 시트를 포함한다. 기판은 픽셀 어레이를 갖는다. 메탈 시트는 픽셀 어레이를 덮도록 기판의 상부에 구비된다. 메탈 시트는, 메탈 시트의 일측으로부터 타측까지 연장되며, 기 설정된 높이를 갖는 그루브를 포함한다.

Description

플렉서블 표시장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기발광 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 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 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 상용화되면서, 다양한 형태의 표시장치들이 개발되고 있다. 플렉서블 표시장치는 벤더블(Bendable) 표시장치, 폴더블(Folderable) 표시장치, 롤러블(Rollable) 표시장치, 커브드(curved) 표시장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이러한 플렉서블 표시장치는 스마트폰과 태블릿 PC와 같은 모바일 기기뿐만 아니라 TV(Television), 자동차 디스플레이, 웨어러블 기기 등에 적용될 수 있고 그 응용 분야가 확대되고 있다.
본 발명의 목적은 메탈 시트를 갖는 플렉서블 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는 기판, 및 메탈 시트를 포함한다. 기판은 픽셀 어레이를 갖는다. 메탈 시트는 픽셀 어레이를 덮도록 기판의 상부에 구비된다. 메탈 시트는, 메탈 시트의 일측으로부터 타측까지 연장되며, 기 설정된 높이를 갖는 그루브를 포함한다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는 금속 물질로 이루어진 메탈 시트를 구비함으로써, 수분 및 산소의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 제품 신뢰성 및 안정성이 향상된 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는, 메탈 시트에 그루브를 형성함으로써, 고온 고습 환경에서 생성된 수분을 외곽으로 효과적으로 배출시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 제품 신뢰성 및 제품 안정성을 확보한 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 메탈 시트에 그루브를 형성함으로써 플렉서블 표시장치의 두께를 제어할 수 있고, 이에 따라 플렉서블 표시장치의 충분한 유연성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는, 메탈 시트에 그루브를 형성함으로써 메탈 시트의 두께를 조절할 수 있고, 이에 따라 중립면을 원하는 위치로 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예는, 중립면을 제어함으로써, 크랙 발생에 취약한 레이어에 작용하는 응력을 최소화하거나, 또는 인장 응력이 제공되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 표시장치가 벤딩되는 경우, 제공되는 응력으로부터 강건한 구조를 갖는 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 플렉서블 표시장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 서브 픽셀의 회로 구성을 나타낸 제1 예시도이다.
도 3은 서브 픽셀의 회로 구성을 나타낸 제2 예시도이다.
도 4는 플렉서블 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 플렉서블 표시장치의 사용예를 나타낸 도면이다.
도 6은 플렉서블 표시장치의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 도 7b 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈 시트를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 비교예 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조 예를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 그루브와 발광부와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 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. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다. 여러 실시예들을 설명함에 있어서, 실질적으로 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. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 플렉서블 표시장치의 개략적인 블록도이다. 도 2는 서브 픽셀의 회로 구성을 나타낸 제1 예시도이다. 도 3은 서브 픽셀의 회로 구성을 나타낸 제2 예시도이다. 도 4는 플렉서블 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 플렉서블 표시장치는 영상 처리부(10), 타이밍 제어부(20), 데이터 구동부(30), 게이트 구동부(40) 및 표시패널(PNL)을 포함한다.
영상 처리부(10)는 외부로부터 공급된 데이터신호(DATA)와 더불어 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 출력한다. 영상 처리부(10)는 데이터 인에이블 신호(DE) 외에도 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 중 하나 이상을 출력할 수 있으나 이 신호들은 설명의 편의상 생략 도시한다. 영상 처리부(10)는 시스템 회로기판에 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성된다.
타이밍 제어부(20)는 영상 처리부(10)로부터 데이터 인에이블 신호(DE) 또는 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 등을 포함하는 구동신호와 더불어 데이터신호(DATA)를 공급받는다.
타이밍 제어부(20)는 구동신호에 기초하여 게이트 구동부(40)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍 제어부(20)는 제어 회로기판에 IC 형태로 형성된다.
데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(20)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 타이밍 제어부(20)로부터 공급되는 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하여 감마 기준전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(30)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 데이터신호(DATA)를 출력한다. 데이터 구동부(30)는 기판 상에 IC 형태로 부착된다.
게이트 구동부(40)는 타이밍 제어부(20)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트시키면서 게이트신호를 출력한다. 게이트 구동부(40)는 게이트라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 게이트신호를 출력한다. 게이트 구동부(40)는 게이트 회로기판에 IC 형태로 형성되거나 표시패널(PNL)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 형성된다.
표시패널(PNL)은 데이터 구동부(30) 및 게이트 구동부(40)로부터 공급된 데이터신호(DATA) 및 게이트신호에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(PNL)은 영상을 표시하는 서브 픽셀들(SP)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 하나의 서브 픽셀은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 보상회로(CC) 및 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DR)에 의해 형성된 구동 전류에 따라 빛을 발광하도록 동작한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 애노드인 제1 전극과 캐소드인 제2 전극 사이에 유기물로 이루어진 발광층을 포함한다. 따라서, 제1 전극으로부터 공급받는 정공과 제2 전극으로부터 공급받는 전자가 발광층 내에서 결합하여 정공-전자쌍인 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 바닥상태로 돌아오면서 발생하는 에너지에 의해 발광한다.
스위칭 트랜지스터(SW)는 제1 게이트 라인(GL1)을 통해 공급된 게이트 신호에 응답하여 제1 데이터 라인(DL1)을 통해 공급되는 데이터 신호가 커패시터에 데이터 전압으로 저장되도록 스위칭 동작한다. 구동 트랜지스터(DR)는 커패시터에 저장된 데이터 전압에 따라 고전위 전원라인(VDD)과 저전위 전원라인(GND) 사이로 구동 전류가 흐르도록 동작한다. 보상회로(CC)는 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압 등을 보상하기 위한 회로이다. 또한, 스위칭 트랜지스터(SW)나 구동 트랜지스터(DR)에 연결된 커패시터는 보상회로(CC) 내부로 위치할 수 있다.
보상회로(CC)는 하나 이상의 박막 트랜지스터와 커패시터로 구성된다. 보상회로(CC)의 구성은 보상 방법에 따라 매우 다양한 바, 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 보상회로(CC)가 포함된 경우 서브 픽셀에는 보상 박막 트랜지스터를 구동함과 더불어 특정 신호나 전원을 공급하기 위한 신호라인과 전원라인 등이 더 포함된다. 추가된 신호라인은 서브 픽셀에 포함된 보상 박막 트랜지스터를 구동하기 위한 제1-2 게이트 라인(GL1b)으로 정의될 수 있다. 그리고 추가된 전원라인은 서브 픽셀의 특정 노드를 특정 전압으로 초기화하기 위한 초기화 전원라인(INIT)으로 정의될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.
한편, 도 2 및 도 3에서는 하나의 서브 픽셀에 보상회로(CC)가 포함된 것을 일례로 하였다. 하지만, 보상의 주체가 데이터 구동부(30) 등과 같이 서브 픽셀의 외부에 위치하는 경우 보상회로(CC)는 생략될 수도 있다. 즉, 하나의 서브 픽셀은 기본적으로 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터 및 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성되지만, 보상회로(CC)가 추가된 경우 3T1C, 4T2C, 5T2C, 6T2C, 7T2C 등으로 다양하게 구성될 수도 있다.
또한, 도 2 및 도 3에서는 보상회로(CC)가 스위칭 트랜지스터(SW)와 구동 트랜지스터(DR) 사이에 위치하는 것으로 도시하였지만, 구동 트랜지스터(DR)와 유기발광다이오드(OLED) 사이에도 더 위치할 수도 있다. 보상회로(CC)의 위치와 구조는 도 2와 도 3에 한정되지 않는다.
도 4를 참조하면, 플렉서블 표시장치는 픽셀 어레이를 갖는 기판(SUB), 및 메탈 시트(EN)를 포함한다.
기판(SUB)은 구부러질 수 있는 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 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 다수의 서브 픽셀(SP)로 이루어진 표시 영역(AA)을 포함한다. 서브 픽셀(SP)은 표시 영역(AA) 내에서, R(red), G(green), B(blue) 또는 R, G, B, W(white) 방식으로 배열되어 풀 컬러를 구현한다. 서브 픽셀(SP)은 서로 교차하는 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획될 수 있다.
메탈 시트(EN)는 픽셀 어레이 상부에 위치한다. 메탈 시트(EN)는 서브 픽셀(SP)들 내부로 유입될 수 있는 수분이나 산소를 차단하기 위해, 픽셀 어레이를 덮도록 구비된다.
메탈 시트(EN)는 봉지(encapsulation)층으로써 기능한다. 메탈 시트(EN)는 금속 물질을 포함한다. 예를 들어, 메탈 시트(EN)는, 열 팽창계수가 낮은 철(Fe), 니켈(Ni) 합금인 인바(invar), 또는 SUS(Steel Use Stainless)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 금속 물질로 이루어진 메탈 시트(EN)를 구비함으로써, 수분 및 산소의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 제품 신뢰성 및 안정성이 향상된 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
메탈 시트(EN)는 접착층(ADL)을 통해 플라스틱 기판(SUB) 상에 합착될 수 있다. 접착층(ADL)은 픽셀 어레이를 감싸도록 구비될 수 있다. 접착층(ADL)은 미리 설정된 두께를 갖도록 형성되어, 외부 충격을 완충시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 접착층(ADL)은 미리 설정된 두께를 갖도록 형성되어, 수분 및 산소의 유입 경로를 길게 확보할 수 있다.
플렉서블 표시장치는 백 필름(back film, BF)을 더 포함할 수 있다. 백 필름(BF)은 기판(SUB)의 하부에 위치하여, 기판(SUB)을 지지한다. 백 필름(BF)은 기판(SUB)의 강성을 보강하는 기능을 할 수 있고, 기판(SUB)의 하부에서 유입될 수 있는 수분 및 산소를 차단하는 기능을 할 수 있다. 백 필름(BF)은 폴리머(polymer)계열의 재질로 이루어질 수 있다.
도 5는 플렉서블 표시장치의 사용예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 플렉서블 표시장치는 권취 및 권출될 수 있다. 즉, 플렉서블 표시장치는 소정의 연성이 부여되어 감거나(rolling, 또는 winding), 펴는(unrolling, 또는 unwinding) 동작이 용이하게 반복적으로 수행될 수 있다.
플렉서블 표시장치의 상태 변화(권취 및 권출)는 사용자에 의해 직접적으로 제공되는 물리적인 외력에 의한 것일 수 있다. 예를 들어, 사용자는 플렉서블 표시장치의 일단을 파지하고 이에 힘을 제공하여 플렉서블 표시장치의 상태 변화를 구현할 수 있다. 플렉서블 표시장치의 상태 변화는 기 설정된 특정 신호에 응답하여, 제어부를 통해 제어되는 것일 수 있다. 즉, 플렉서블 표시장치의 상태 변화는 선택된 구동 장치 및 구동 회로 등에 의해 제어될 수 있다.
도 6은 플렉서블 표시장치의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 플렉서블 표시장치가 권취된 상태에서, 플렉서블 표시장치의 상층에 위치하는 메탈 시트(EN)와 하층에 위치하는 백 필름(BF)은, 서로 맞닿는다. 권취된 상태에서 메탈 시트(EN)와 백 필름(BF)이 서로 맞닿아 있기 때문에, 고온 고습 환경에서 메탈 시트(EN)와 백 필름(BF) 사이에 생성된 수분이 배출되지 못하고 갇히게 된다. 이 경우, 메탈 시트(EN)와 백 필름(BF) 사이에 잔류하는 수분에 의해 메탈 시트(EN)가 산화되어 부식이 발생하는 문제점이 발생할 수 있고, 메탈 시트(EN)가 부식되면서 메탈 시트(EN)와 백 필름(BF)이 눌어 붙어 떨어지지 않는 불량이 발생할 수 있다. 이때, 강제로 플렉서블 표시패널을 권출시키는 경우 접착력이 취약한 소자들이 박리되는 문제가 야기될 수 있다. 특히, 유기발광 다이오드를 구성하는 발광층과 캐소드 전극 사이 계면에서의 박리가 문제될 수 있다.
도 7a, 도 7b 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메탈 시트를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 메탈 시트(EN)는 그루브(groove, GV)를 포함한다. 그루브(GV)는 메탈 시트(EN)의 상면으로부터 내측으로 일부 함몰된 형상을 갖는다. 즉, 그루브(GV)는 메탈 시트(EN)의 일측으로부터 타측까지 길게 연장되며, 기 설정된 폭과 높이를 갖도록 형성된다. 도면에서는, 그루브(GV)의 단면이 대략 장방향 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그루브(GV)의 형상은, 고온 고습 환경에서 생성된 수분이 외곽으로 방출되기 용이한 형상이라면 모두 포함될 수 있다. 그루브(GV)는 수분의 배출 경로(path)로써 기능할 수 있다.
그루브(GV)는 메탈 시트의 대향하는 양 측면을 관통하도록 제1 방향으로 연장되는 제1 그루브(GV1)를 포함할 수 있다. 메탈 시트(EN)는 복수의 제1 그루브(GV1)들을 포함할 수 있다. 복수의 제1 그루브(GV1)들 중 적어도 어느 하나는 다른 하나와 다른 형상을 가질 수 있다. 복수의 제1 그루브(GV1)들 중 적어도 어느 하나는 다른 하나와 다른 폭 및/또는 높이를 가질 수 있다. 이웃하는 제1 그루브(GV1)들은 기 설정된 간격만큼 이격된다. 이웃하는 제1 그루브(GV1)들의 이격 간격은, 제1 그루브(GV1)들의 형성 위치에 따라 상이할 수 있다(도 7a).
그루브(GV)는 메탈 시트의 대향하는 양 측면을 관통하도록, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 그루브(GV2)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 방향과 제2 방향은 수직일 수 있다. 메탈 시트(EN)는 복수의 제2 그루브(GV2)들을 포함할 수 있다. 복수의 제2 그루브(GV2)들 중 적어도 어느 하나는 다른 하나와 다른 형상을 가질 수 있다. 복수의 제2 그루브(GV2)들 중 적어도 어느 하나는 다른 하나와 다른 폭 및/또는 높이를 가질 수 있다. 이웃하는 제2 그루브(GV2)들은 기 설정된 간격만큼 이격된다. 이웃하는 제2 그루브(GV2)들의 이격 간격은, 제2 그루브(GV2)들의 형성 위치에 따라 상이할 수 있다(도 7b).
제1 방향과 제2 방향 중 어느 하나는 플렉서블 표시장치(또는, 기판(SUB))의 벤딩 축 방향과 동일할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 메탈 시트(EN)에 그루브(GV)를 형성함으로써, 고온 고습 환경에서 생성된 수분을 그루브(GV)를 따라 외곽으로 효과적으로 배출시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제품 신뢰성 및 제품 안정성을 확보한 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 메탈 시트(EN)에 그루브(GV)를 형성함으로써 두께를 제어할 수 있고, 이에 따라 플렉서블 표시장치의 충분한 유연성을 확보할 수 있다. 구체적으로, 플렉서블 표시장치를 구성하는 레이어들 중 메탈 시트(EN) 의 두께는 다른 레이어들에 비해 상대적으로 두껍다. 실질적으로, 메탈 시트(EN)와 접착층의 두께는 다른 레이어들을 모두 합친 두께보다 두꺼울 수 있다. 따라서, 메탈 시트(EN)의 두께 조절은 플렉서블 표시장치의 유연성 확보에 중요한 요소가 된다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는, 메탈 시트(EN)에 그루브(GV)를 형성하되, 충분한 유연성을 확보할 수 있도록 그루브(GV)의 폭, 높이, 형상 등을 조절할 수 있고, 그 개수를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예는 메탈 시트(EN)를 이용함으로써 수분 및 산소의 침투를 효과적으로 차단하면서도, 메탈 시트(EN)의 강성에 구애됨이 없이 다양한 곡률로 권취될 수 있는 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 메탈 시트(EN)에 그루브(GV)를 형성함으로써 메탈 시트(EN)의 두께를 조절할 수 있고, 이에 따라 중립면(neutral surface)을 원하는 위치로 제어할 수 있다. 구체적으로, 중립면은 권취 시 응력 상태가 0이 되는 면으로, 굽힘 모멘트(bending moment)가 가해질 때 늘어나거나 줄어들지 않고 본래의 길이를 유지하면서 벤딩되는 면을 의미한다. 권취 시, 구부러지는 곡률의 안쪽에서는 압축 응력(compressive stress)이 작용하고 바깥쪽에서는 인장 응력(tensile stress)이 작용하게 되는데, 인장 응력이 작용하는 영역에 배치된 소자는, 압축 응력이 작용하는 영역에 배치된 소자에 비해 크랙이 발생하기 쉽다. 즉, 소자들은 벤딩 시 압축 응력을 받는 경우에 비해 인장 응력을 받는 경우 크랙 발생에 더욱 취약하다. 따라서, 안정적인 플렉서블 표시장치를 구현하기 위해서는, 적층 구조 내에서 중립면을 제어하여, 내부의 응력을 분산시키는 것이 필수적이다.
본 발명의 바람직한 실시예는, 중립면을 제어함으로써, 크랙 발생에 취약한 레이어에 작용하는 응력을 최소화하거나, 또는 인장 응력이 제공되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예는 권취 시 제공되는 응력으로부터 강건한 구조를 갖는 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통해, 본 발명의 특징을 구체적으로 설명한다. 도 9는 비교예 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조 예를 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조 예를 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 그루브와 발광부와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 비교예에 따른 플렉서블 표시장치는 기판(SUB), 트랜지스터층(TL), 표시소자층(DL), 메탈 시트(EN)를 포함한다.
기판(SUB)은 유연성을 갖는 재질로 형성된다. 기판(SUB)의 하부에는 기판(SUB)을 지지하기 위한 백 필름(BF)이 더 구비될 수 있다. 백 필름(BF)은, 기판(SUB)과 백 필름(BF) 사이에 개재된 제1 접착층(ADL1)을 통해 합착될 수 있다.
기판(SUB) 상부에는 트랜지스터층(TL)이 구비된다. 트랜지스터층(TL)에는, 표시소자층(DL)에 구비된 유기발광 다이오드를 구동하기 위한 트랜지스터들이 배치된다. 트랜지스터는 실리콘 반도체를 포함하는 트랜지스터로 구현될 수 있고, 산화물 반도체를 포함하는 트랜지스터로 구현될 수도 있다. 실리콘 반도체는 비정질 실리콘 또는 결정화된 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 또한, 트랜지스터는, 바텀 게이트(Bottom Gate) 구조, 탑 게이트(Top Gate) 구조, 이중 게이트 (Double Gate) 구조 등 다양한 구조로 구현될 수 있다.
트랜지스터층(TL) 상부에는 표시소자층(DL)이 구비된다. 표시소자층(DL)에는, 트랜지스터들에 의해 구동되는 유기발광 다이오드들이 배치된다. 유기발광 다이오드는 애노드 전극, 캐소드 전극, 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 구비된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 발광층(Emission layer, EML)을 포함하고, 필요에 따라 적어도 하나 이상의 공통층을 더 포함할 수 있다. 즉, 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL)과 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 전자수송층(Electron transport layer, ETL), 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
표시소자층(DL) 상부에는 메탈 시트(EN)가 구비된다. 메탈 시트(EN)는 표시소자층(DL) 상부에 구비되어 외부로부터의 수분 및 산소의 유입을 차단한다. 메탈 시트(EN)는, 표시소자층(DL)과 메탈 시트(EN) 사이에 개재된 제2 접착층(ADL2)을 통해 합착될 수 있다.
도 9와 같은 구조에서는, 중립면(NP2)이 대략 메탈 시트(EN) 하단에 위치한다. 플렉서블 표시장치가 제1 벤딩 방향(BD1)을 따라 벤딩되는 경우, 표시소자층(DL)에는 인장 응력이 제공되어 발광층이 뜯기거나 발광층과 캐소드 전극 사이의 계면에서 박리 현상이 발생할 수 있다.
플렉서블 표시장치가 제2 벤딩 방향(BD2)을 따라 벤딩되는 경우, 표시소자층(DL)에는 압축 응력이 제공되나, 중립면(NP2)과 표시소자층(DL)과의 거리가 멀어 강한 압축 응력이 제공될 수 있다. 즉, 벤딩 시, 중립면(NP2)으로부터의 거리에 비례하여 인장 응력과 압축 응력의 크기가 결정되기 때문에, 비교예 구조에서, 중립면(NP2)으로부터 거리가 먼 표시소자층(DL)에는 강한 압축 응력이 제공된다. 따라서, 표시소자층(DL)에는 강한 압축 응력이 제공되어, 발광층이 뜯기거나 발광층과 캐소드 전극 사이의 계면에서 박리 현상이 발생할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 기판(SUB), 트랜지스터층(TL), 표시소자층(DL), 메탈 시트(EN)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조는, 비교예의 그것과 실질적으로 동일할 수 있다.
메탈 시트(EN)는 제1 영역(AR1), 및 제2 영역(AR2)을 포함한다. 제1 영역(AR1)은 그루브(GV)가 형성된 영역이고, 제2 영역(AR2)은 그루브(GV)가 형성되지 않은 영역이다. 따라서, 제1 영역(AR1)은 제1 두께(t1)를 가지며, 제2 영역(AR2)은 제1 두께(t1)보다 두꺼운 제2 두께(t2)를 갖는다. 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)에서 중립면(NP1, NP2)의 위치는 상이하다.
그루브(GV)가 형성된 제1 영역(AR1)에서, 플렉서블 표시장치의 중립면(NP1)은 표시소자층(DL)에 인접하게 위치한다. 즉, 중립면(NP1)이 조정된 제1 영역(AR1)에서, 표시소자층(DL)에는 인장 응력이 제공되지 않거나, 약한 압축 응력이 제공 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는, 발광층이 뜯기거나, 발광층과 캐소드 전극 사이의 계면에서 박리 현상이 발생하는 문제를 최소화할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 선택적으로 그루브(GV)를 형성함으로써, 필요한 위치에 국부적으로 중립면(NP1, NP2)을 제어할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 플렉서블 표시장치는 픽셀 어레이를 갖는 기판(SUB) 및 메탈 시트(EN)를 포함한다. 픽셀 어레이는 도 10에서의 트랜지스터층(TL)과 표시소자층(DL)을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 픽셀 어레이는 발광부(BP)와 비발광부(NBP)를 포함한다. 발광부(BP)는 유기발광 다이오드로부터 방출된 빛이 외부로 방출되는 영역이다. 발광부(BP)는 매트릭스 형태로 배열된 서브 픽셀(SP)들 내에 정의될 수 있다.
메탈 시트(EN)의 제1 영역(AR1)은 발광부(BP)와 대응되도록 위치한다. 메탈 시트(EN)의 제2 영역(AR2)은 비발광부(NBP)와 대응되도록 위치한다. 메탈 시트(EN)에 형성되는 그루브(GV)의 폭(w1)은, 발광부(BP)의 폭(w2)과 대응될 수 있다.
구체적으로, 메탈 시트(EN)는 제1 방향으로 연장되는 제1 그루브(GV1)를 포함할 수 있다. 제1 그루브(GV1)는 제1 방향을 따라 배치된 발광부(BP)들과 대응되는 위치에 형성되며, 제1 방향을 따라 배치된 발광부(BP)의 폭(w2)과 대응되는 폭(w1)을 갖도록 형성될 수 있다(도 11).
또는, 메탈 시트(EN)는 제1 방향으로 연장되는 제1 그루브(GV1)와 제2 방향으로 연장되는 제2 그루브(GV2)를 모두 포함할 수 있다. 제1 그루브(GV1)는 제1 방향을 따라 배치된 발광부(BP)들과 대응되는 위치에 형성되며, 제1 방향을 따라 배치된 발광부(BP)의 폭(w2)과 대응되는 폭(w1)을 갖도록 형성될 수 있다. 제2 그루브(GV2)는 제2 방향을 따라 배치된 발광부(BP)들과 대응되는 위치에 형성되며, 제2 방향을 따라 배치된 발광부(BP)의 폭(w2')과 대응되는 폭(w1')을 갖도록 형성될 수 있다(도 12).
도시하지는 않았으나, 메탈 시트(EN)는 제1 방향과 제2 방향으로부터 소정의 각도로 기울어진 방향으로 연장되는 제n(n은 3 이상의 자연수) 그루브(GVn)를 더 포함할 수 있다. 설계자는 그루브(GV)의 연장 방향, 개수, 형상 등을 적절히 선택하여 플렉서블 표시장치의 유연성을 확보하면서, 수분 배출 경로를 원하는 위치에 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 영역(AR1)에서 중립면이 조정되기 때문에, 발광부(BP)에서 발광층이 뜯기거나 발광층과 캐소드 전극 사이의 계면에서 박리 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 구동 불량을 최소화한 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
메탈 시트(EN)에는, 두께를 달리하는 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)이 순차적으로 교번하여 정의됨으로써, 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2) 사이에 단차가 형성되고, 단차에 의해 마련된 공간을 통해 외측으로 수분이 배출될 수 있다. 이에 따라, 제품 신뢰성 및 제품 안정성을 확보한 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
SUB : 기판 EN : 메탈 시트
GV : 그루브 ADL : 접착층
BF : 백 필름 SP : 서브 픽셀
NP : 중립면 DL : 표시소자층
BP : 발광부 NBP : 비발광부

Claims (14)

  1. 픽셀 어레이를 갖는 기판; 및
    상기 픽셀 어레이를 덮도록 상기 기판의 상부에 구비된 메탈 시트를 포함하고,
    상기 메탈 시트는,
    상기 메탈 시트의 일측으로부터 타측까지 연장되며, 기 설정된 높이를 갖는 그루브를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브는,
    제1 방향으로 연장되는 적어도 하나의 제1 그루브; 및
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 적어도 하나의 제2 그루브를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나는,
    상기 기판의 벤딩 축 방향과 동일한 플렉서블 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은,
    수직인 플렉서블 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시장치는,
    다수의 레이어들이 적층된 적층 구조를 가지며, 중립면과 상기 중립면의 위, 아래 중 어느 하나에 위치하여 압축 응력이 제공되는 제1 영역 및 다른 하나에 위치하여 인장 응력이 제공되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 그루브가 위치하는 영역과 그 외 영역에서, 상기 중립면의 위치는 상이한 플렉서블 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 레이어들은,
    유기발광 다이오드가 구비된 표시소자층을 포함하고,
    상기 그루브가 위치하는 영역에서, 상기 표시소자층은,
    상기 중립면에 위치하거나, 상기 제1 영역에 위치하는 플렉서블 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 하부에 구비되는 백 필름을 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  8. 픽셀 어레이를 갖는 기판; 및
    상기 픽셀 어레이를 덮도록 상기 기판의 상부에 구비된 메탈 시트를 포함하고,
    상기 메탈 시트는,
    상기 메탈 시트의 대향하는 양 측면을 관통하도록 제1 방향으로 연장되며, 상기 메탈 시트의 상면으로부터 내측으로 일부 함몰된 적어도 하나의 제1 그루브를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메탈 시트는,
    상기 메탈 시트의 대향하는 양 측면을 관통하도록 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되며, 상기 메탈 시트의 상면으로부터 내측으로 일부 함몰된 적어도 하나의 제2 그루브를 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 메탈 시트는,
    상기 메탈 시트의 대향하는 양 측면을 관통하도록 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로부터 소정의 각도로 기울어진 방향으로 연장되며, 상기 메탈 시트의 상면으로부터 내측으로 일부 함몰된 적어도 하나의 제n(n은 3 이상의 자연수) 그루브를 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는,
    발광부, 및 상기 발광부 외측의 비발광부를 포함하고,
    상기 제1 그루브는,
    상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 발광부들과 대응되는 위치에 구비되는 플렉서블 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 그루브의 폭은,
    상기 발광부의 폭과 대응되는 플렉서블 표시장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는,
    발광부, 및 상기 발광부 외측의 비발광부를 포함하고,
    상기 제2 그루브는,
    상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 발광부들과 대응되는 위치에 구비되는 플렉서블 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 그루브의 폭은,
    상기 발광부의 폭과 대응되는 플렉서블 표시장치.
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