KR20190049454A - 롤러블 디스플레이 - Google Patents

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KR20190049454A KR1020180119836A KR20180119836A KR20190049454A KR 20190049454 A KR20190049454 A KR 20190049454A KR 1020180119836 A KR1020180119836 A KR 1020180119836A KR 20180119836 A KR20180119836 A KR 20180119836A KR 20190049454 A KR20190049454 A KR 20190049454A
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Abstract

본 발명은 표시 패널과 이를 지지하기 위한 백플레이트 간의 슬립(slip)을 방지한 롤러블 디스플레이에 관한 것으로, 플렉서블 표시 패널과 부착되는 백플레이트의 차등 패턴을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 디스플레이부가 같은 방향으로 복수번 절곡되거나 롤링되지 않도록 링크부를 통하여 디스플레이부를 접었다가 펼 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

롤러블 디스플레이 {Rollable Display}
본 발명은 롤러블 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 패널과 이를 지지하기 위한 백플레이트 간의 슬립(slip)을 방지한 롤러블 디스플레이에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해주는 영상 디스플레이는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가벼우며, 고 성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 디스플레이로 자발광이 가능하여 광원 유닛을 생략할 수 있는 유기 발광 디스플레이 등이 각광받고 있다.
유기 발광 디스플레이는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 여기서, 각 화소는 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 다수의 트랜지스터로 이루어진 화소 구동 회로를 구비한다.
한편, 최근에는 다양한 어플리케이션 관점에서, 주머니나 작은 파우치에 넣은 상태로 휴대가 용이하며, 휴대시보다 큰 화면으로 영상의 표시가 가능한 플렉서블 디스플레이의 요구가 증대하고 있다. 플렉서블 디스플레이는 휴대나 보관시에는 접거나 일부를 벤딩한 형태로 있다가, 영상의 표시시 디스플레이를 펼친 상태로 구현하여, 영상 표시 영역을 늘리고 또한 사용자의 시감을 향상시키며 실감을 높일 수 있다.
특히, 여러 형태의 플렉서블 표시 장치 중 우수한 휴대성과, 감았을 때 대비 펼쳤을 때의 디스플레이의 대면적 효과의 장점으로 롤러블 디스플레이에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다.
도 1은 일반적인 롤러블 디스플레이를 나타낸 도면이다.
도 1과 같이, 표시 패널(10)을 지지력을 갖는 플레이트(20) 상에 접착하여, 표시부를 구비한 후 이를 일축성의 롤러(미도시) 상에 감은 상태에서, 표시부의 말단을 롤러로부터 풀어 표시에 이용하고 있다.
여기서, 표시 패널(10)과 플레이트(20) 사이의 층간에는 일종의 접착제(미도시)가 채워져 서로 부착되고 있는데, 보다 안쪽에서 말리는 플레이트(20)는 표시 패널(10)보다 작은 원주를 갖고 지나기 때문에, 롤러에 2회 이상으로 복수회 감길 때 표시부는 내측의 플레이트(20)와 표시 패널(10)간의 원주 차로 감긴 회수가 많을수록 경로 차가 커져 표시부의 말단에서 플레이트(20)가 표시 패널(10)로부터 밀려나는 정도가 심하게 된다.
롤러블 디스플레이는 보관이나 휴대 상태에서는 롤러에 표시부를 감았다가 표시시에만 표시부의 말단을 풀어 표시에 이용하는데, 롤러에 표시부가 감겼을 때, 플레이트(20)와 표시 패널(10)간의 슬립이 심할 경우, 플레이트(20)와 표시 패널(10)간의 접착제는 변형되어 두 개체는 슬립된 상태로 변형 고착되며, 결과적으로 상기 롤러블 디스플레이의 표시부를 롤러로부터 풀어 표시부에 말단에서 영상의 표시시에도 슬립이 관찰되는 불량이 발생된다. 특히, 이러한 슬립은 비단 플레이트(20)와 표시 패널(10) 사이에만 있는 것이 아니라 표시 패널(10)에 구비된 각 층들과 접착층, 플레이트(20)에 순차적으로 발생하는 것으로, 이는 영상의 표시시 물결모양의 요철로 보여 시감을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 백플레이트의 형상 변경으로 하우징 내에 보관 형태를 달리하여, 백플레이트와 표시 패널 간의 슬립(slip)을 방지한 롤러블 디스플레이를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 롤러블 디스플레이는 표시 패널을 지지하는 수단인 백플레이트의 형상을 변경하여, 별도의 기구적 장비없이 백플레이트의 영역별 성질에 의해 수납 케이스 내에서 폴딩 보관이 가능한 롤러블 디스플레이에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 본 발명의 롤러블 디스플레이는, 표시면으로서 제 1 면과 배면으로서 제 2 면을 갖는 플렉서블 표시 패널과, 상기 제 2 면과 접하며, 비폴딩부 사이에 두고 내측 폴딩부 및 외측 폴딩부를 교번하여 갖는 백플레이트 및 상기 플렉서블 표시 패널 및 백플레이트를 일체로 출입시키는 출입구를 갖고, 상기 내측 폴딩부와 외측 폴딩부에서, 상기 플렉서블 표시 패널 및 백플레이트를 일체로 폴딩하여 수납하는 수납 케이스를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 수납 케이스는 상기 내측 폴딩부의 곡률과, 상기 외측 폴딩부의 곡률 및 상기 내측 폴딩부와 외측 폴딩부 사이의 비폴딩부의 거리를 포함한 거리 이상의 두께의 공간을 가질 수 있다.
상기 수납 케이스 내에서, 상기 내측 폴딩부에서 상기 백플레이트는 안쪽에, 상기 표시 패널의 제 1 면은 바깥쪽에 위치하여 폴딩되며, 상기 외측 폴딩부에서 상기 백플레이트는 바깥쪽에, 상기 표시 패널의 제 1 면은 안쪽에서 폴딩될 수 있다.
또한, 상기 백플레이트의 내측 폴딩부와 외측 폴딩부는 각각 상기 비폴딩부에 비해 비중이 작은 것이 바람직하다.
일 예로, 상기 백플레이트의 내측 폴딩부와 외측 폴딩부는 각각 복수개의 개구부 또는 복수개의 홀을 가질 수 있다. 여기서, 상기 홀은 상기 백플레이트의 두께의 1/2의 두께보다 클 수 있다.
또한, 상기 백플레이트의 상기 외측 폴딩부의 폭은 상기 내측 폴딩부의 폭보다 큰 것이 바람직하다.
상기 백플레이트는 상부면과 하부면 중 적어도 어느 하나에 단차 보상층을 더 구비할 수 있다. 상기 단차 보상층은 상기 개구부 또는 홀을 채울 수 있다.
상기 출입구를 통해 일체로 출입하는 상기 표시 패널과 백플레이트의 일측부는 캐핑부를 더 포함할 수 있다.
상기 캐핑부를 일측부와 마주보는 상기 표시 패널의 대향변에 패드부를 가질 수 있다.
여기서, 상기 패드부와 가요성 필름이 접속되며, 상기 가요성 필름과 전기적으로 연결되는 인쇄회로 기판을 상기 수납 케이스 내에 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 패드부와 플렉서블 인쇄 회로 기판이 접속할 수 있다.
상기 플렉서블 인쇄 회로 기판은 상기 수납 케이스 내에 고정 부착될 수 있다.
그리고, 상기 수납 케이스의 상기 출입구와 인접하여, 상기 표시 패널의 제 1 면과 상기 백플레이트가 상기 제 2 면과 닿지 않는 반대면을 지지하는 지지 수단을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 백플레이트는 상기 내측 폴딩부와 외측 폴딩부를 복수개 구비하며, 상기 수납 케이스 외측에서, 하나의 외측 폴딩부와 양측의 비폴딩부에 의해 이격된 인접한 내측 폴딩부들이 상기 수납 케이스 내에서 폴딩시 서로 접하며, 상기 수납 케이스 외측에서, 하나의 내측 폴딩부와 양측의 비폴딩부에 의해 이격된 인접한 외측 폴딩부들이 상기 수납 케이스 내에서 폴딩시 서로 접할 수 있다.
또한 롤러블 디스플레이는 디스플레이부와 링크부를 구비하여 링크부의 접철과정에서 디스플레이부를 복수의 외측폴딩과 내측폴딩이 교번하도록 접었다가 펼수 있다.
본 발명의 롤러블 디스플레이는 다음과 같은 효과가 있다.
플렉서블 표시 패널을 지지하는 수단으로서 백플레이트를 복수개의 영역으로 구획하여, 비폴딩부를 사이에 두고 내측 폴딩부와 외측 폴딩부가 교번 반복되도록 구성함으로써, 표시 패널과 백플레이트가 폴딩되는 경로의 길이를 동일하게 보상하여 두 개체간의 슬립을 방지할 수 있다. 이로써, 시인 불량이 관찰되지 않는 롤러블 디스플레이를 구현할 수 있다.
또한 링크부 상에 디스플레이부를 결합하여 내측 폴딩과 외측 폴딩을 교번으로 반복하여 접음으로써 플렉서블 표시 패널과 백플레이트의 박리를 방지함과 동시에 디스플레이를 용이하게 접철할 수 있는 롤러블 디스플레이를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 롤러블 디스플레이를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 감겨진 상태를 나타낸 단면도
도 3은 도 2의 롤러블 디스플레이를 펼친 상태를 나타낸 단면도
도 4는 도 2의 수납 케이스 내의 사시도
도 5는 도 2의 플렉서블 표시 패널만을 독립하여 나타낸 평면도
도 6은 본 발명의 플렉서블 표시 패널을 나타낸 단면도
도 7a 내지 도 7b는 도 2의 B 및 A 영역 나타낸 평면도
도 8은 도 2의 백플레이트를 나타낸 평면도
도 9a 내지 도 9f는 여러 실시예에 따른 도 2의 백플레이트의 A 또는 B 영역의 단면도
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 롤러블 디스플레이를 나타낸 사시도
도 11 내지 도 13은 도 10의 롤러블 디스플레이가 점차 펼쳐지는 상태를 나타낸 참고도
도 14a는 도 12의 측면을 도시하는 측면도
도 14b는 도 13의 측면을 도시하는 측면도
도 15는 도 10의 내부를 부분적으로 도시하는 참고도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 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 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
그리고, 소자 또는 층이 다른 소자의 "위(on)" 또는 "상(on)" 으로 지칭되는 것은 다른 소자 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자 또는 층이 다른 소자에 "접하는" 으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 롤러블 디스플레이의 감겨진 상태를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 롤러블 디스플레이를 펼친 상태를 나타낸 단면도이다. 또한, 도 4는 도 2의 수납 케이스 내의 사시도이다.
도 2 내지 도 4와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 롤러블 디스플레이(1000)는 표시면으로서 제 1 면과 배면으로서 제 2 면을 갖는 플렉서블 표시 패널(100)과, 상기 제 2 면과 접하며, 비폴딩부 사이에 두고 내측 폴딩부(B) 및 외측 폴딩부(A)를 교번하여 갖는 백플레이트(200) 및 상기 표시 패널(100) 및 백플레이트(200)를 일체로 출입시키는 출입구(405)를 갖고, 상기 내측 폴딩부(B)와 외측 폴딩부(A)에서, 상기 표시 패널(100) 및 백플레이트(200)를 일체로 폴딩하여 수납하는 수납 케이스(400)를 포함한다.
먼저, 플렉서블 표시 패널(100)은 영상이 표시되는 구성으로, 예를 들어, 유기 발광 표시 패널과 같이, 자발광의 연성 가능한 표시 패널(100)이 이용될 수 있다. 본 발명의 롤러블 디스플레이는 도 2 및 도 3과 같이, 플렉서블 표시 패널(100)이 백플레이트(200)와 함께 반복적으로 감겼다가 풀리며, 풀린 상태에서 영상의 표시가 이루어진다. 백플레이트(200)의 영역별 형상에 의해, 별도 부재없이 수납 케이스(400)의 수납시 폴딩이 이루어지며, 플렉서블 표시 패널(100)은 충분히 얇고 백플레이트(200)와 함께 폴딩 동작이 가능하도록, 플렉서블 표시 패널(100)의 강도(modulus)는 상기 백플레이트(200)를 이루는 주 재질의 강도(modulus)보다 낮은 것이 바람직하다.
그리고, 도시된 롤러블 디스플레이는 외관에서 수납 케이스(400)와, 상기 수납 케이스(400)에서부터 돌출되어 나오며 영상이 표시되는 플렉서블 표시 패널(100)의 제 1 면과, 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 제 2 면에 부착된 백플레이트(200)의 배면(플렉서블 표시 패널과 대향되지 않는 반대면) 및 상기 플렉서블 표시 패널(100) 및 백플레이트(200)의 일측부에 측부 봉지 기능을 하는 캐핑층(600)이 관찰될 수 있다. 상기 캐핑층(600)은 실리콘, 에폭시 또는 아크릴성 레진 등으로 이루어진다.
대략적으로 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)는 펼쳤을 때, 사각형의 형상이며, 이에 한하지 않으며, 네 코너가 라운드된 형태로 변경될 수 있으며, 사각형의 외에 다른 다각형 혹은 원형으로도 변경될 수 있다.
상기 백플레이트(200)는 일종의 스테인리스 강(SUS: Steel Use Stainless)의 플레이트(plate)로 이루어져 일면이 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 하면과 대면한다. 즉, 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)는 면대 면으로 대응되어, 수납 케이스(400)의 내측에서는 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)는 일체로 폴딩되며, 수납 케이스(400)의 외측에서는 일체로 펼쳐진다. 상기 플렉서블 표시 패널(100)은 백플레이트(200)와의 사이에 접착층(미도시)을 구비할 수 있는데, 수납 케이스(400) 내부와 외부에서, 상기 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)는 서로 일체형으로 감겼다 풀리는 동작을 함으로, 접착층을 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 제 2면에 상당하여 면에 고르게 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 2를 참조하면, 상기 수납 케이스(400)는 상기 내측 폴딩부(B)의 곡률 (1.5R)상기 외측 폴딩부(A)의 곡률 (1.5R) 및 상기 내측 폴딩부(B)와 외측 폴딩부(A) 사이의 비폴딩부(UF)의 거리를 포함한 거리 이상의 두께(IH)의 공간을 가질 수 있다. 즉, 수납 케이스(400)가 가장 작은 내부 두께인 '3R+h'의 두께를 가질 때, 내측 폴딩부(B) 및 외측 폴딩부(A)는 수납 케이스(400)의 내면과 접할 수 있다. 또한, 본 발명의 롤러블 디스플레이는 수납 케이스(400)의 가로 길이(X 방향)의 줄이기 위해, 예를 들어, 인접한 외측 폴딩부(A)끼리의 백플레이트(200)의 영역이 접하며, 인접한 내측 폴딩부(B)끼리의 플렉서블 표시 패널(100)의 영역이 접한다.
한편, 도 2에 도시된 곡률은 일 예로 제시된 것으로, 이에 한하지 않는다. 곡률은 이보다 크게도 작게도 설정할 수 있으며, 수납 케이스(400)의 두께에 따라 그 곡률 값을 조절할 수도 있다.
그리고, 상기 백플레이트(200)는 상기 내측 폴딩부(B)와 외측 폴딩부(A)를 복수개 구비하고, 상기 수납 케이스(400) 외측에서는, 하나의 외측 폴딩부(A)와 양측의 비폴딩부(UF)에 의해 이격된 인접한 내측 폴딩부들(B)이 상기 수납 케이스 (400)내에서 폴딩시 서로 접하며, 상기 수납 케이스(400) 외측에서, 하나의 내측 폴딩부(B)와 양측의 비폴딩부(UF)에 의해 이격된 인접한 외측 폴딩부들(A)이 상기 수납 케이스(400) 내에서 폴딩시 서로 접할 수 있다.
상기 수납 케이스(400) 내에서 살펴보면, 상기 내측 폴딩부(B)에서 상기 백플레이트(200)는 안쪽에, 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 제 1 면은 바깥쪽에 위치하여 폴딩되며, 상기 외측 폴딩부(A)에서 상기 백플레이트(200)는 바깥쪽에, 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 제 1 면은 안쪽에서 폴딩될 수 있다.
한편, 상기 백플레이트(200)의 내측 폴딩부(B)와 외측 폴딩부(A)는 각각 상기 비폴딩부(UF)에 비해 비중이 작은 것이 바람직하다.
이를 위해 다양한 형태의 백플레이트의 형상이 가능하며, 본 발명의 롤러블 디스플레이는 상기 비폴딩부(UF)와 달리 내측 폴딩부(B) 혹은 외측 폴딩부(A)에 개구부 혹은 일부 두께의 홀을 구비한 것을 특징으로 한다. 이는 후술한다.
한편, 상기 캐핑부(600)를 갖는 일측부와 마주보는 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 대향변에 패드부(미도시)를 가질 수 있다(도 3의 PAD 참조).
또는, 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 패드부(PAD)와 COF 와 같은 가요성 필름이 접속되며, 상기 가요성 필름과 전기적으로 연결되는 인쇄회로 기판(미도시)을 상기 수납 케이스(400) 내에 더 포함할 수 있다. 이 때, 인쇄회로 기판(500)은 수납 케이스(400)의 내부 측부 혹은 내부 하부면에 고정 부착될 수 있다. 이 경우, 인쇄회로기판(500)은 하드한 보드 형태이며, 가요성 필름에 구비된 배선을 통해 인쇄회로 기판(500)에서 패드부(PAD)로 전기적 신호가 전달된다.
혹은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 패드부(PAD)와 플렉서블 인쇄 회로 기판(500)이 직접 접속할 수 있다. 여기서, 상기 플렉서블 인쇄 회로 기판(500)이 위치하는 플렉서블 표시 패널(100)의 타측부는 고정 수단(330)에 의해 수납 케이스(400) 내에서 고정될 수 있다.
그리고, 도시한 바와 같이, 상기 수납 케이스(400)의 상기 출입구(405)와 인접하여, 상기 플렉서블 표시 패널(100)의 제 1 면과, 상기 백플레이트(200)가 상기 제 2 면과 닿지 않는 반대면을 지지하는 지지 수단(310, 320)을 더 포함할 수 있다. 상기 지지 수단(310,320)은 플렉서블 표시 패널(100) 및 백플레이트(200)가 평탄하게 출입구(405)로 나올 수 있게 눌러줄 수 있다.
도 5는 도 2의 플렉서블 표시 패널만을 독립하여 나타낸 평면도이며, 도 6은 본 발명의 플렉서블 표시 패널을 나타낸 단면도이다.
도 5의 도면에서는 세로 방향으로 플렉서블 표시 패널(100)의 출입구를 통해 나온다고 고려할 수 있다. 이 때, 일측부를 살펴보면 캐핑부(600)가 도시되어 있고, 마주보는 타측부에 패드부(PAD)가 구비되어 있다. 플렉서블 표시 패널(100)의 패드부(PAD)는 직접 혹은 앞서 상술한 바와 같이, COF와 같은 가요성 필름을 개재하여 인쇄 회로 기판(500)과 접속될 수 있다. 인쇄 회로 기판(500)은 도 2에 도시된 바와 같이, 고정 수단(300)에 의해 백플레이트(200) 및 플렉서블 표시 패널(100)이 고정되어 있어, 경우에 따라 별도의 가요성 필름을 개재하여 패드부(PAD)에 연결될 때는 하드한 재질로 형성되어 수납 케이스(400)의 내측부 혹은 내부 하면에 고정될 수 있고, 직접적으로 연성 재질의 플렉서블 인쇄회로 기판으로 형성될 수도 있다.
플렉서블 표시 패널(100)은 독립적으로 표시가 이루어지는 패널이며, 장치 내에서 플렉서블한 특성을 유지하도록 박막 트랜지스터 등의 어레이가 상부에 배치되는 플렉서블 베이스 기재(도 5의 112)가 플렉서블한 플라스틱 필름 혹은 유기 기재로 이루어진 것이 바람직하다. 대략적으로, 상기 플렉서블 베이스 기재(112)는 3㎛ 내지 100㎛의 두께를 가지며, 플렉서블 베이스 기재(112) 상에 형성된 어레이 구성을 포함하여도 플렉서블 표시 패널(100)의 전체 두께가 5㎛ 내지 300㎛ 이하가 되어 표시 패널(100)은 어느 부위를 접거나 벤딩하여도 폴딩이 가능할 수 있지만, 플렉서블 디스플레이의 완성된 장치에서는 장치적 요구에 따라 폴딩 영역(FR)은 특정 영역으로 정의될 수 있으며, 이는 표시 패널(100)을 제외한 타 구성 요소인 백 플레이트(200)에서 요구되는 스펙에 따라 영역별 구성을 달리하여 폴딩 영역(FR)을 특정할 수 있다. 경우에 따라 폴딩 동작에서 충분한 유연성을 확보하고 구비된 어레이의 손상을 방지하기 위해 플렉서블 표시 패널(100)도 폴딩 영역(FR)에서 언폴딩 영역(UFR)과는 다른 어레이 형상 혹은 다른 표면 구조를 갖는 플렉서블 베이스 기재(112)를 구비할 수 있다.
도 6과 같이, 플렉서블 기판(플렉서블 베이스 기재(112)) 상에는 버퍼층(120)이 형성되고, 상기 버퍼층(120) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(120)은 생략될 수 있다.
상기 버퍼층(120) 상에는 반도체층(122)이 형성된다. 상기 반도체층(122)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(122)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(122) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(122)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(122) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(124)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(124)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(124) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(130)이 반도체층(122)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 6은, 게이트 절연막(124)이 플렉서블 베이스 기재(112) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(124)은 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트 전극(130) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(132)이 형성된다. 층간 절연막(132)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(132)은 상기 반도체층(122)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 게이트 전극(130)의 양측에 게이트 전극(130)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 게이트 절연막(124) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(124)이 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 층간 절연막(132) 내에만 형성될 수도 있다.
*61상기 층간 절연막(132) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(140)과 드레인 전극(142)이 형성된다.
소스 전극(140)과 드레인 전극(142)은 상기 게이트 전극(130)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)을 통해 상기 반도체층(122)의 양측과 접촉한다.
상기 반도체층(122), 상기 게이트전극(130), 상기 소스 전극(140), 상기 드레인전극(142)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(120)의 상부에 상기 게이트 전극(130), 상기 소스 전극(142) 및 상기 드레인 전극(144)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가질 수 있다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 상기 데이터 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(142)을 노출하는 드레인 콘택홀(152)을 갖는 보호층(145)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다. 이러한 동일한 형상의 박막트랜지스터(Tr)이 각 화소영역에 구비되며, 플렉서블 베이스 기재(112) 상에 포함되는 전체 박막 트랜지스터(Tr)를 포함하여 박막 트랜지스터 어레이라고 한다.
상기 보호층(145) 상에는 상기 드레인 콘택홀(152)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(142)에 연결되는 제 1 전극(160)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(160)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질 혹은 이러한 투명 도전성 물질을 적어도 일층 포함하는 복수층의 전극으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 표시 패널(100)이 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(160) 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. 경우에 따라, 상기 반사 전극 하부에도 투명 도전성 물질이 더 포함될 수도 있다.
또한, 상기 보호층(145) 상에는 상기 제 1 전극(160)의 가장자리를 덮는 뱅크층(166)이 형성된다. 상기 뱅크층 (166)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(160)의 중앙을 노출한다.
상기 제 1 전극(160) 상에는 유기 발광층(162)이 형성된다. 상기 유기 발광층(162)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 유기 발광층(162)은 상기 제 1 전극(160) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 유기 발광층(162)이 형성된 상기 플렉서블 베이스 기재(112) 상부로 제 2 전극(164)이 형성된다. 상기 제 2 전극(164)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(164)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(160), 상기 유기발광층(162) 및 상기 제 2 전극(164)는 유기발광다이오드(D)를 이룬다. 상기 유기 발광 다이오드(D)는 각 화소 영역에 박막트랜지스터(Tr)와 연결되어 구비되는 것으로, 전체 화소 영역에 형성된 유기 발광 다이오드를 통칭하여 유기 발광다이오드라 칭하기도 한다.
상기 제 2 전극(164) 상에는, 외부 수분이 상기 유기발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 170)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(170)은 제 1 무기 절연층(172)과, 유기 절연층(174)과 제 2 무기 절연층(176)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 무기 절연층과 유기 절연층이 교번한 형태로, 가장 최외측이 무기 절연층이 위치하도록 하여 구성된다.
또한, 상기 인캡슐레이션 필름(170) 상에, 터치 검출을 위해 서로 교차하는 제 1 터치 전극(181)과, 제 2 터치 전극(182)을 구비하는 터치 전극 어레이가 더 구비될 수 있다. 도시된 형태는 가장 최외측의 제 2 무기 절연층(176) 상에, 브릿지 배선(181a)을 구비하고, 상기 브릿지 배선(181a) 상부에 터치 절연막(183)을 구비하고, 상기 터치 절연막(183) 상에 서로 이격하는 제 1 터치 패턴(181b)과 제 2 터치 전극(182)을 구비한 형태이다. 여기서, 상기 제 1 터치 패턴(181b)은 브릿지 배선(181a)과 터치 절연막(183) 내의 콘택홀을 통해 전기적으로 연결되어 제 1 터치 전극(181)을 이루고 있다. 도면 상의 제 2 터치 전극(182)은 일부만을 나타낸 것으로, 제 2 터치 전극(182)은 상기 제 1 터치 패턴(181b)이 위치하지 않은 터치 절연막(183) 상에 위치하며, 이격된 제 1, 제 2 터치 패턴(181b)과의 사이의 상호 정전 용량(Cm)을 발생시킨다.
그리고, 터치 여부에 따라 상호 정전 용량(Cm)의 변화로 터치가 검출될 수 있다.
도시된 터치 전극 어레이는 일 예에 따른 것으로, 이에 한하지 않으며, 도시된 바와 같이, 인캡슐레이션 필름(170) 상에 터치 전극 어레이가 바로 형성될 수도 있고, 혹은 별도의 기재나 절연막을 더 구비하고, 그 상부에 터치 전극 어레이가 구비되거나 커버 필름의 내측에 터치 전극 어레이를 구비할 수도 있다. 경우에 따라, 터치 전극 어레이가 구비되지 않고, 혹은 표시 패널(100)의 상부가 인캡슐레이션 필름(170)으로 위치하는 경우도 고려할 수 있다.
그리고, 상기 터치 전극 어레이 상측에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다. 또는 상기 터치 전극 어레이 상부를 보호하기 위해 커버 윈도우(cover window) 등의 커버 층이 더 구비될 수 있다.
한편, 설명하지 않은 '1100'은 플렉서블 베이스 기재(112) 상에 형성되는 박막 트랜지스터(Tr)의 어레이, 상기 각 박막 트랜지스터(Tr)와 접속되는 유기 발광 다이오드(D)의 어레이, 이들을 덮는 인캡슐레이션 필름(170), 터치 전극 어레이(181, 182, 183)를 모두 포함하는 어레이 구조체를 의미한다.
한편, 상술한 표시 패널은 일예로서 유기 발광 표시 패널을 나타낸 것으로, 플렉서블이 가능하다면 다른 형태의 표시 패널로도 변경 가능할 것이다. 예를 들어, 플렉서블 가능한 액정 패널, 양자점 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등이 상술한 유기 발광 표시 패널을 대체 가능할 것이다.
본 발명의 롤러블 디스플레이는, 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같이, 수납 케이스(400) 내에서 플렉서블 표시 패널(100) 및 백플레이트(200)과 서로 합착 대면된 상태로 일체형으로 말려 있으며, 그 형상은 백플레이트(200)가 안쪽으로 말리는 내부 폴딩과 일정의 비폴딩 상태를 갖다 다시 백플레이트(200)가 바깥쪽으로 말리는 외부 폴딩 및 다시 비폴딩 상태를 갖는 형태가 반복적으로 전개된다. 이 경우, 백플레이트(200)의 외부 폴딩과 내부 폴딩과 역상으로 플렉서블 표시 패널(100)은 내부 폴딩과 외부 폴딩이 이루어진다. 이 경우, 내부 폴딩과 외부 폴딩이 별도의 부재 수단을 구비하지 않고, 백플레이트(200)의 영역별 차등 형상에 의해 얻어지는 것이다. 즉, 도 3과 같이, 펼쳐져 있던 일체형의 플렉서블 표시 패널(100) 및 백플레이트(200)의 표시부를 도 2와 같이, 다시 한정된 수납 케이스(400)의 공간에 넣을 때, 백플레이트(200)가 갖는 영역별 패턴에 의해 특정의 영역은 안쪽으로 감기거나 바깥쪽으로 감기고, 나머지 영역은 비폴딩 상태를 유지하는 것이다. 이 경우, 내부 폴딩과 외부 폴딩이 서로 보상 관계로 반복되어, 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)는 서로 슬립되지 않게 된다.
도 7a 내지 도 7b는 도 2의 B 영역 및 A 영역 나타낸 평면도이다.
도 7a는 내부 폴딩부(B)를 나타낸 것으로, 비폴딩부(210)는 플레이트 상태를 유지하나, 내부 폴딩부에는 복수개의 내부 폴딩용 개구부 혹은 홀(207)이 배치된다.
도 7a에서 홀수번째 열에는 하나의 제 1 패턴이 형성되고 짝수번째 열에는 두 개의 제 2 패턴의 개구부 혹은 홀(207)이 형성되는 것으로 도시되고 있다. 그러나, 상기 제 1 패턴은 두 개 이상 형성될 수 있고, 상기 제 2 패턴은 세 개 이상 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 패턴 각각은 열 방향으로 연장되어 구성된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 패턴 각각의 장축은 열 방향과 평행할 수 있다.
따라서, 상기 개구부(207)가 형성된 내부 폴딩부는 폴딩과 언폴딩이 반복되는 동작에서, 스프링과 같은 역할을 하고 상기 백플레이트(200)의 탄성 복원 에너지를 증가시킨다. 따라서, 롤러블 디스플레이를 다시 펼친 상태로 전환하여 폴딩 스트레스가 제거되었을 때, 원 상태로 회복되는 시간을 줄일 수 있다.
개구부(207)를 이루는 개구패턴들은 폴딩 축 방향으로 긴 다른 다각형이나 타원형 혹은 다각형의 각 코너부가 라운드진 형상으로 변경 가능하다.
또한, 상기 개구부(207)를 이루는 개구 패턴은 도 6a에 도시된 바와 같이, 전체 내부 폴딩 영역(IF)에서 제 1, 제 2 패턴을 한쌍으로 동일한 형상으로 반복될 수도 있고, 혹은 내부 폴딩 영역(IF)의 중심에서 외곽으로 가며 동일 형상의 개구 패턴을 점점 밀(密)하거나 소(疎)하게 배치할 수도 있다. 혹은 경우에 따라 비폴딩 부(UF)과 차이를 가지는 수준에서, 랜덤한 개구패턴을 가질 수도 있다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 패턴들은 각각 폴딩 축을 따라 길이를 갖도록, 배치될 수 있다. 즉, 폴딩 축 방향에서 길게 평면 상의 개구부(207)를 구비할 수 있다.
상기 백 플레이트(200)는 상기 플렉서블 표시패널(100)의 하부에 위치하며, 상기 표시패널(100)을 지지한다. 상기 백 플레이트(200)는 상기 플렉서블 베이스 기재(112)보다 큰 강성(stiffness)을 갖는다. 즉, 상기 백플레이트는 상기 플렉서블 베이스 기재(112)보다 큰 영의 계수(Young's modulus)를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 백플레이트(200)는 스테인레스 강(SUS)과 같이 고 강성 물질로 이루어지기 때문에, 높은 복원력(restoring force)을 가지며, 타 물질 대비 상대적으로 강성이 커 백플레이트(200)의 두께를 감소시킬 수 있다.
즉, 상기 백 플레이트(200)가 SUS와 같이 고 강성 물질로 이루어지는 경우, 두께가 감소하더라도 백 플레이트(200)가 원하는 강성을 유지할 수 있어 플렉서블 표시패널(100)의 지지체 역할을 할 수 있다. 또한, 두께 감소에 의해 백 플레이트(200)의 소성 변형 문제를 줄일 수 있다.
그러나, 고 강성 물질로 이루어지고 작은 두께를 갖는 백 플레이트(200)는 탄성 변형 구간(elastic deformation region)이 좁기 때문에, 변형 후 복원이 매우 어렵다. 즉, 폴딩 후 언폴딩되지 않고, 폴딩 시의 형상을 유지하는 시간이 증가하게 된다.
도시된 형태는 긴 직사각형과 짧은 직사각형이 교번하여 반복된 형상이나 이러한 형태에 한하지 않으며, 동일 형태의 직사각형이 반복될 수 있다. 그리고, 구비된 개구부 혹은 홀(207)의 형태도 직사각형에 한하지 않으며, 원형이나 다른 종류의 다각형, 혹은 타원 또는 이의 변형을 갖는 도형 형상일 수도 있다.
도 7b는 외부 폴딩부(A)(OF)를 나타낸 것으로, 비폴딩부(UF)는 플레이트 상태를 유지하는 반면, 외부 폴딩부(OF)에는 복수개의 외부 폴딩용 개구부 혹은 홀(205)이 배치된다. 도시된 형태는 아령 형태의 평면 형상의 개구부 혹은 홀(205)이나 이에 한하지 않으며, 상술한 내부 폴딩부(B)의 형상과 같이 다양하게 변화할 수 있다.
다만, 내부 폴딩부(B)와 외부 폴딩부(A)에서, 차지하는 백플레이트(200)의 길이는 차이가 있어, 내부 폴딩부 개구부 혹은 홀(207)이 차지하는 영역(IF) 대비 외부 폴딩부 개구부 혹은 홀(205)이 차지하는 영역(OF)이 더 긴 폭을 차지한다.
여기서, 상기 내부 폴딩용 개구부 혹은 홀(207)의 기능은 상대적으로 폴딩이 일어나는 부위에서 모듈러스가 큰 비폴딩부(210) 대비 개구부 혹은 홀(207)이 형성된 만큼 비중을 줄여 일종의 스프링 역할을 할 수 있게 하는 것이다. 한편, 본 발명의 롤러블 디스플레이에서 사용하는 백플레이트(200)는 고강성의 재료로 이루어져 2mm 내지 3mm의 작은 두께로도 플렉서블 표시 패널(100)을 지지할 수 있으나, 고강성 재료로만 전체가 구성될 때, 외력이 가해지는 부분에서 스트레스가 가해진 이후 원 상태로의 복귀가 어려울 수 있는데, 이를 방지하고자 도 6a 및 도 6b와 같이, 내부 폴딩부 및 외부 폴딩부에 한해 개구부 혹은 홀(207, 205)를 형성함으로써 백플레이트(200)의 복원력을 높일 수 있다. 즉, 작은 두께와 높은 복원력을 갖는 백플레이트(200)를 제공할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 일 예에 따른 내부 폴딩용 개구부 혹은 홀(207)과 외부 폴딩용 개구부 혹은 홀(205)로, 서로의 개구부 혹은 홀(207, 205)은 동일 형상일 수 있으며, 다만 영역간 면적(경로) 차로 그 폭(IF, OF)을 달리한다는 차이점이 있을 뿐이다.
도 8은 도 2의 백플레이트를 나타낸 평면도이며, 도 9a 내지 도 9f은 여러 실시예에 따른 도 2의 백플레이트의 A 또는 B 영역의 단면도이다.
본 발명의 롤러블 디스플레이의 백 플레이트(200)의 재질은 스테인레스강(SUS: Stainless Use Steel)과 같이, 일종의 철 합금으로, 강성을 갖는 재질로, 철 이외의 합금 원소가 50% 이하이며, 7% 내지 32%의 크롬(Cr) 함량을 갖는 철 합금으로 이루어진다. 상기 백플레이트(200) 내에는 철 및 크롬 외에 니켈 등의 금속, 실리콘(Si) 등의 비금속 물질을 더 포함할 수 있다.
그리고, 도 8과 같이, 백플레이트(200)는 반복적인 내부 폴딩과 외부 폴딩이 가능하여야 하므로, 내부 폴딩용 개구부 혹은 홀이 생성된 내부 폴딩 영역(IF)과 외부 폴딩용 개구부 혹은 홀이 생성된 외부 폴딩 영역(OF)이 사이에 비폴딩부(UF: 개구부 혹은 홀이 생성되지 않고, 스테인리스강으로 그 재질이 유지된 영역)를 두고 교번 반복된다.
구체적으로 단면도의 구성을 살펴보면, 상술한 도 7a에 대해 평면상으로 서로 다른 제 1 패턴과 제 2 패턴은 각각 202a, 202b로 표현된다.
도 9a 내지 도 9f는, 백 플레이트(200)의 내부 폴딩 영역(IF) 혹은 외부 폴딩 영역(OF)에 적용될 수 있는 개구부 혹은 홀을 단면도로 나타낸 것이다. 단면도의 형상은 동일할 수 있어, 개구부 혹은 홀에 대하여 동일 부호 202를 사용한다.
(2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(202a)과 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(202b)을 포함하는 개구부(202)가 형성된다. (여기서, n은 양의 정수이다.)
상기 제 1 및 제 2 패턴(202a, 202b) 각각은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(202b) 사이 공간은 (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(202a)에 대응될 수 있다.
한편, 상기 백플레이트(200)는 도 9a, 및 도 9c 내지 도 9f와 같이, 상기 개구부(202) 영역이 갖는 단차를 방지하고 백플레이트(200)의 보호를 위해, 상기 백플레이트(200)의 하부면과 상부면에는 제 1 및 제 2 단차 보상층(211, 213)이 형성될 수 있다. 여기서, 단차 보상층(211, 213)은 백 플레이트(200)의 바디(200a)보다 강성이 적은 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(211, 213) 각각은 폴리우레탄(polyurethane, PU), thermoplastic polyurethane (TPU), 폴리아크릴레이트, 고무(rubber), 실리콘(Si) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(211, 213)은 상기 개구부(202)를 덮어 보호하고 단차를 없앤다. 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(211, 213)에 의해 개구부(202)로 야기될 수 있는 표시 불량의 발생을 방지할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(211, 213) 중 어느 하나만이 형성될 수 있으며, 이는 선택적으로 폴딩 영역(FR)에만 구비될 수도 있다.
경우에 따라, 도 9d와 같이, 상기 제 1, 제 2 단차 보상층(211, 213) 중 어느 하나가 개구부(202)를 채우도록 형성될 수도 있는데, 이 때, 내부 폴딩 영역(IF) 혹은 외부 폴딩 영역(OF)에서 개구부(202) 내에 채워진 단차 보상층 성분(211a)은 상대적으로 SUS 재질의 백플레이트(200) 대비 낮은 강성을 갖기 때문에, 폴딩 영역(FR)의 반복적인 폴딩 동작에서도 신뢰성은 유지될 수 있다.
여기서, 도 9b는 백플레이트(200)에서 내부 폴딩 영역(IF) 및 외부 폴딩 영역(OF)을 갖는 가장 기본적인 형태로 단차 보상층을 구비하지 않고, 직접적으로 개구부(202: 202a, 202b)가 표면에서 노출된 형태를 나타낸다. 이러한 도 8b와 같은 단면 구조의 백플레이트(200)과 플렉서블 표시 패널(100)과 대면시에는 그 사이에 접착을 수행하는 접착층이 상기 개구부(202)에 채워질 수도 있다.
한편, 개구부(202)는 도 9a와 같이, 바디(200a)의 일부 두께(P1)를 가질 수도 있고, 혹은 도 9b, 도 9c와 같이, 바디(200a)의 전체 두께(P2)로 형성될 수도 있다. 도 9e과 같이, 일부 두께(P1, P3)의 개구부(202)는 각각 상면과 하면에 서로 교번하여 배치될 수도 있고, 도 9f와 같이, 바디(200a)의 일부 두께(P1)와 전체 두께(P2)를 갖는 개구부(202)가 서로 교번되어 위치할 수도 있다.
또한, 상기 도 9e 또는 도 9f의 개구부(202)가 홀의 형태로 P1과 같이 일부 두께(P1) 제거되어 형성될 경우, 이는 백플레이트(200)의 바디(200a)의 두께의 1/2의 두께보다 커야, 개구부(202)의 신장 및 수축 효과면에서 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 롤러블 디스플레이는 고 강성의 백플레이트(200)를 포함하여 표시 패널(100)을 지지하고, 그 영역를 내부 폴딩 영역과 외부 폴딩 영역 및 그 사이의 비폴딩부의 영역을 차등 패턴화함으로써 전체 장치에서, 외부 폴딩 영역 및 내부 폴딩 영역에서 서로 보상 효과가 있어, 플렉서블 표시 패널과의 슬립을 방지하여 시인성을 개선할 수 있다.
특히, 본 발명의 롤러블 디스플레이는 인장과 압축이 반복되는 형태로 장치를 구현하여 일 방향으로 감는 롤러블 디스플레이의 슬립 문제 및 이로 인한 표시 상의 요철(waviness) 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 롤러블 디스플레이는 수납 케이스 내에서 내부 폴딩부, 외부 폴딩부 및 그 사이의 비폴딩부를 하나의 세트로 하여, 이들 세트를 복수 구성한만큼, 롤러블 디스플레이를 완전히 펼친 상태에서는 표시면 확장이 가능할 수 있어, 수납 케이스의 면적 대비 표시면 이용 효과가 크다.
그리고, 본 발명의 롤러블 디스플레이는 수납 케이스 내에 특정의 기구 부재없이 백플레이트의 차등 패턴 형성으로 수납 케이스에서 자동적인 내부 폴딩 및 외부 폴딩이 가능하다는 이점이 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 롤러블 디스플레이를 도시하는 사시도이고, 도 11 내지 도 13은 도 10의 롤러블 디스플레이가 점차 펼쳐지는 상태를 나타낸 참고도이며, 도 14A는 도 12의 측면을 도시하는 측면도이고, 도 14B는 도 13의 측면을 도시하는 측면도이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 제2실시에에 따른 롤러블 디스플레이(2000)는 디스플레이부(DP)와 링크부(700)를 포함한다. 이때 본 발명의 제2실시에에 따른 롤러블 디스플레이(2000)는 디스플레이부(DP)가 복수번 폴딩되는 과정을 거치기 때문에 롤러블 디스플레이라는 명칭을 사용하지만, 폴더블 디스플레이 영역에도 접목될 수 있다.
디스플레이부(DP)는 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)를 포함한다. 여기서 디스플레이부(DP)의 상세한 설명은 전기한 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)의 설명과 중복되므로 생략한다.
백플레이트(200)는 도 8에 도시된 바와 같이 폴딩부(IF, OF)와 언폴딩부(UF)로 구성되고, 폴딩부는 외부폴딩(OF)과 내부폴딩(IF)이 각각 교번으로 이루어져 지그재그 패턴으로 디스플레이부(DP)를 롤링 또는 폴딩한다.
이러한 디스플레이부(DP)는 링크부(700) 상에 언폴딩부(UF)가 결합되어 링크부(700)의 접철 과정에서 연동하여 폴딩부(OF, IF)가 접었다가 펴지게 된다.
도 11은 도 10의 상태에서 디스플레이부(DP)가 약 30% 펼쳐진 상태이고, 도 12는 약 50% 펼쳐진 상태이며, 도 13은 디스플레이부(DP)가 100% 펼쳐져 평면으로 된 상태를 나타낸다. 따라서 링크부(700)가 펴질수록 디스플레이부(DP)가 펴지면서 평판 디스플레이의 형상에 가까워지고, 링크부(700)가 완전히 펴지면 디스플레이부(DP)가 100% 평면으로 펴지게 된다.
이때 디스플레이부(DP)는 외측폴딩(OF)과 내측폴딩(IF)이 교번으로 이루어지기 때문에 일측 방향으로만 복수번 폴딩되지 않는다. 따라서 플렉서블 표시 패널(100)과 백플레이트(200)의 박리를 방지할 수 있다.
링크부(700)는 제1샤프트(710)와 제1링크절(711)과 제2링크절(712)을 포함한다.
제1샤프트(710)는 제1링크절(711)의 중심에 결합되며, 제1샤프트(710)의 양 단부에는 각각 제1링크절(711)의 중심이 결합된다. 또한 제1샤프트(710)는 제1링크절(711)의 중심에서 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 이는 디스플레이부(DP)가 제1샤프트(710)에 결합된 상태로 링크부(700)가 접히거나 펴지는 과정에서 디스플레이부(DP)의 상면인 표시면이 평면으로 정렬되도록 하기 위함이다. 또한 디스플레이부(DP)가 접히거나 펴지는 과정에서 폴딩부와 언폴딩부 각각에 균일한 인장 또는 압축응력이 분포되도록 하여 디스플레이부(DP)의 변형이나 파손을 방지하기 위함이다.
제2링크절(712)은 제1링크절(711)의 외측에 배치되고, 제1링크절(711)과 마찬가지로 중심에 회전축인 제1샤프트(710)가 결합된다. 또한 제1링크절(711)과 제2링크절(712)의 길이는 서로 동일한 것이 바람직하다.
그러면 제1샤프트(710)를 중심으로 양 단부에서 한 쌍의 제1링크절(711)이 나란하게 배치되고, 한 쌍의 제2링크절(712)이 나란하게 배치되어 대략 'X'자 형상의 링크절이 마련된다.
이때 제1샤프트(710)와 나란하게 제1방향을 따라서 전방에는 제2샤프트(720)가 마련되고, 후방에는 제3샤프트(730)가 마련된다. 물론 제2샤프트(720)의 양 단부에도 각각 한 쌍의 제1링크절(721)과 제2링크절(722)이 배치되고, 제3샤프트(730)의 양 단부에도 각각 한 쌍의 제1링크절(731)과 제2링크절(732)이 배치된다. 그리고 제1샤프트(710)의 제1링크절(711)의 일 단부는 제2샤프트(720)의 제2링크절(722)의 상단부와 연결되고, 제1샤프트(710)의 제1링크절(711)의 타 단부는 제3샤프트(730)의 제2링크절(732)의 하단부와 연결된다. 또한 제1샤프트(710)의 제2링크절(712)의 일 단부는 제3샤프트(730)의 제1링크절(731)의 상단부와 연결되고, 제1샤프트(710)의 제2링크절(712)의 타 단부는 제2샤프트(720)의 제1링크절(721)의 하단부와 연결된다. 따라서 각각의 링크절들은 서로 연동하여 회전할 수 있고, 회전 각도나 디스플레이부가 펼쳐지는 이송 거리도 각 링크절 별로 동일하게 이루어진다.
각 제1링크절(711, 721, 731)과 제2링크절(712, 722, 732)은 각 샤프트(710, 720, 730의 회전축을 중심으로 서로 다른 방향으로 상대 회전이 이루어진다. 예컨대, 제1샤프트(710)의 회전축을 중심으로 제1링크절(711)이 일 방향으로 회전하고, 제2링크절(712)이 타 방향으로 회전하면 링크절(700)과 디스플레이부(DP)가 펼쳐지고, 반대로 제1링크절(711)이 타 방향으로 회전하고 제2링크절(712)이 일 방향으로 회전하면 디스플레이부(DP)가 복수의 폴딩영역을 통하여 접히게 된다.
디스플레이부(DP)의 일 측 단부에는 인쇄회로기판(500)이 결합된다. 물론 인쇄회로기판(500)은 연성인쇄회로기판으로 구현될 수 있으며, 도면에 도시하지는 않았지만 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때 인쇄회로기판(500)은 디스플레이부(DP)가 접히지 않는 언폴딩부(UF)의 길이 또는 제1링크절(711)이나 제2링크절(712)의 길이와 같거나 더 짧게 형성된다. 따라서 디스플레이부(DP)가 완전히 접힌 상태에서도 언폴딩부(UF) 사이에 배치되어 외부에 인쇄회로기판(500)이나 구동부가 노출되지 않도록 할 수 있다. 물론 인쇄회로기판(500)이나 구동부가 이보다 더 큰 경우 링크부(700)의 하측 또는 디스플레이부(DP)의 하측에 배치하여 디스플레이(2000) 구동 시 외부에 노출되지 않도록 할 수도 있다.
도 15는 도 10의 내부를 부분적으로 도시하는 참고도이다.
도 15를 참조하면, 디스플레이부(DP)는 배면에 후크부재(250)가 구비된다. 디스플레이부(DP)는 백플레이트(200)의 배면에서 각 언폴딩부(UF)에 후크부재(250)가 적어도 하나 이상 배치된다. 후크부재(250)는 각 샤프트에 결합되면서 디스플레이부(DP)를 링크부(700) 상에 고정시키는 기능을 제공한다. 후크부재(250)는 샤프트에 결합된 후에 백플레이트의 배면에 결합되는 구조이거나, 서로 분리된 구조로 백플레이트의 배면에 결합된 후 샤프트에 억지끼움으로 결합되는 구조를 취할 수 있다.
이때 백플레이트(200)의 각 언폴딩부(UF)에서는 제1샤프트(710)에 결합되는 후크부재(250)와 제2샤프트 또는 제3샤프트에 결합되는 후크부재가 디스플레이부(DP)를 접는 과정에서 간섭되지 않는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
또한 후크부재(250)는 백플레이트(200) 상에서 하나의 샤프트 양 단부에 인접한 위치나 등 간격으로 3개 이상 구비될 수 있다.
그리고 후크부재(250)는 제1링크절(711, 721, 731)의 중심에 결합된 각 샤프트(710, 720, 730)에 필수적으로 구비되고, 서로 마주하는 각 제1링크절의 양 단부 중 적어도 어느 한 단부를 연결하도록 사이드 샤프트(713)가 구비될 수 있다. 보다 바람직하게는 사이드 샤프트(713)의 위치가 제1링크절(711)의 하단부에 위치한다. 이는 디스플레이부(DP)가 완전히 펼쳐진 상태에서 디스플레이부(DP)의 배면에는 각 샤프트들에 의해 지지되어야만 평면이 유지되기 때문에 사이드 샤프트(713)는 제1링크절의 하단부에 위치하게 된다. 물론 사이드 샤프트(713)는 링크부의 접철 과정에서 견고한 강성을 증대시키는 기능을 수반할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용효과에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형된 예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 할 것이다.
100: 플렉서블 표시 패널 200: 백플레이트
310, 320: 지지 수단 330: 고정 수단
400: 수납 케이스 500: 인쇄회로기판
600: 캐핑층 700 : 링크부

Claims (25)

  1. 표시면으로서 제 1 면과 배면으로서 제 2 면을 갖는 플렉서블 표시 패널;
    상기 제 2 면과 접하며, 비폴딩부 사이에 두고 내측 폴딩부 및 외측 폴딩부를 교번하여 갖는 백플레이트; 및
    상기 플렉서블 표시 패널 및 백플레이트를 일체로 출입시키는 출입구를 갖고, 상기 내측 폴딩부와 외측 폴딩부에서, 상기 플렉서블 표시 패널 및 백플레이트를 일체로 폴딩하여 수납하는 수납 케이스를 포함한 롤러블 디스플레이.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수납 케이스는 상기 내측 폴딩부의 곡률과, 상기 외측 폴딩부의 곡률 및 상기 내측 폴딩부와 외측 폴딩부 사이의 비폴딩부의 거리를 포함한 거리 이상의 두께의 공간을 갖는 롤러블 디스플레이.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수납 케이스 내에서,
    상기 내측 폴딩부에서 상기 백플레이트는 안쪽에, 상기 플렉서블 표시 패널의 제 1 면은 바깥쪽에 위치하여 폴딩되며,
    상기 외측 폴딩부에서 상기 백플레이트는 바깥쪽에, 상기 플렉서블 표시 패널의 제 1 면은 안쪽에서 폴딩되는 롤러블 디스플레이.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 백플레이트의 내측 폴딩부와 외측 폴딩부는 각각 상기 비폴딩부에 비해 비중이 작은 롤러블 디스플레이.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 백플레이트의 내측 폴딩부와 외측 폴딩부는 각각 복수개의 개구부 또는 복수개의 홀을 갖는 롤러블 디스플레이.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 홀은 상기 백플레이트의 두께의 1/2의 두께보다 큰 롤러블 디스플레이.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 백플레이트의 상기 외측 폴딩부의 폭은 상기 내측 폴딩부의 폭보다 큰 롤러블 디스플레이.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 백플레이트는 상부면과 하부면 중 적어도 어느 하나에 단차 보상층을 더 구비한 롤러블 디스플레이.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 단차 보상층은 상기 개구부 또는 홀을 채운 롤러블 디스플레이.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 출입구를 통해 일체로 출입하는 상기 플렉서블 표시 패널과 백플레이트의 일측부는 캐핑부를 더 포함한 롤러블 디스플레이.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 캐핑부를 일측부와 마주보는 상기 플렉서블 표시 패널의 대향변에 패드부를 갖는 롤러블 디스플레이.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 패드부와 가요성 필름이 접속되며, 상기 가요성 필름과 전기적으로 연결되는 인쇄회로 기판을 상기 수납 케이스 내에 더 포함한 롤러블 디스플레이.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 패드부와 플렉서블 인쇄 회로 기판이 접속한 롤러블 디스플레이.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 플렉서블 인쇄 회로 기판은 상기 수납 케이스 내에 고정 부착된 롤러블 디스플레이.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 수납 케이스의 상기 출입구와 인접하여, 상기 표시 패널의 제 1 면과 상기 백플레이트가 상기 제 2 면과 닿지 않는 반대면을 지지하는 지지 수단을 더 포함한 롤러블 디스플레이.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 백플레이트는 상기 내측 폴딩부와 외측 폴딩부를 복수개 구비하며,
    상기 수납 케이스 외측에서, 하나의 외측 폴딩부와 양측의 비폴딩부에 의해 이격된 인접한 내측 폴딩부들이 상기 수납 케이스 내에서 폴딩시 서로 접하며,
    상기 수납 케이스 외측에서, 하나의 내측 폴딩부와 양측의 비폴딩부에 의해 이격된 인접한 외측 폴딩부들이 상기 수납 케이스 내에서 폴딩시 서로 접한 롤러블 디스플레이.
  17. 상면에 표시면이 형성된 플렉서블 표시 패널과, 상기 표시 패널의 배면과 접하도록 배치되고 폴딩부와 언폴딩부가 교번으로 복수개 마련되는 백플레이트를 포함하는 디스플레이부; 및
    상기 백플레이트의 배면과 결합되어 상기 디스플레이부의 폴딩부를 각각 외측폴딩 및 내측폴딩으로 복수번 교번하여 폴딩시키는 링크부;
    를 포함하는 롤러블 디스플레이.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 링크부는,
    상기 디스플레이부의 배면에서 제1방향을 따라 각 상기 언폴딩부에 결합되는 복수의 제1샤프트와,
    상기 제1샤프트의 양 단부에 각각 회전 가능하도록 결합되는 제1링크절과,
    각 상기 제1링크절의 외측에서 상기 제1샤프트에 결합되는 제2링크절을 포함하는 롤러블 디스플레이.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제1샤프트의 제1링크절 일 단부는 상기 제1방향을 따라 전방에 배치된 제2샤프트의 양 단부에 결합된 제2링크절의 상단부와 연결되고, 상기 제1샤프트의 제1링크절 타 단부는 상기 제1방향을 따라 후방에 배치된 제3샤프트의 양 단부에 결합된 제2링크절의 하단부와 연결되며,
    상기 제1샤프트의 제2링크절 일 단부는 상기 제1방향을 따라 후방에 배치된 제3샤프트의 양 단부에 결합된 제1링크절의 상단부와 연결되고, 상기 제1샤프트의 제2링크절 타 단부는 상기 제1방향을 따라 전방에 배치된 제2샤프트의 양 단부에 결합된 제1링크절의 하단부와 연결되며,
    각각의 상기 링크절들은 서로 연동하여 회전하는 롤러블 디스플레이.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1샤프트의 회전축을 중심으로 상기 제1링크절이 일 방향으로 회전하고, 상기 제2링크절이 타 방향으로 회전하면 상기 디스플레이부가 평면으로 펼쳐지고,
    상기 제1링크절이 타 방향으로 회전하고, 상기 제2링크절이 일 방향으로 회전하면 상기 디스플레이부가 복수의 폴딩영역을 갖도록 접히는 롤러블 디스플레이.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 백플레이트의 각 언폴딩부 배면에 적어도 하나 이상 구비되어 상기 제1샤프트 내지 제3샤프트에 결합되면서 상기 디스플레이부를 상기 링크부 상에 고정시키는 후크부재를 포함하는 롤러블 디스플레이.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 후크부재는,
    상기 제1샤프트에 결합된 위치가 상기 제2샤프트 또는 제3샤프트에 결합된 위치와 간섭되지 않도록 배치되는 롤러블 디스플레이.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 제1샤프트와 나란히 배치되어 각각의 상기 제1링크절 양 단부 중 적어도 어느 한 단부를 연결하며, 상기 디스플레이부의 배면이 지지 또는 결합되는 사이드 샤프트를 더 포함하는 롤러블 디스플레이.
  24. 제 18항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 일 단부에 연결되는 인쇄회로기판을 더 포함하며,
    상기 인쇄회로기판은 상기 제1링크절 또는 제2링크절의 길이와 같거나 짧게 이루어지는 롤러블 디스플레이.
  25. 제 18항에 있어서,
    상기 제1링크절과 제2링크절은 서로 같은 길이로 이루어지는 롤러블 디스플레이.
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