KR20200131520A - 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

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KR20200131520A
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Abstract

본 발명은 플렉서블 및 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치는 복수의 경성영역 및 외부의 충격에 의해 휘어지거나 신장되는 복수의 연성영역을 포함하는 베이스기판; 상기 베이스기판의 경성영역에 형성되어 외부의 충격을 연성영역으로 전달하는 충격전달층; 상기 충격전달층 위에 배치된 박막트랜지스터; 상기 충격전달층 위에 배치된 유기발광소자; 및 상기 연성영역에 형성된 적어도 일층의 연성물질층으로 구성된다.

Description

유기전계발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 휘어지거나 신장될 수 있는 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 여러 구조의 표시장치가 제안되고 있지만, 현재 액정표시장치와 유기전계발광 표시장치 등이 주로 사용되고 있다.
이러한 평판표시장치들 중 액정표시장치는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, 액정표시장치는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학 소자들에 의해 광 손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다.
이에 비하여, 유기전계발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기전계발광 표시소자와 유기전계발광 표시소자로 구분되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
그러나, 이러한 유기전계발광 표시장치는 수분이나 공기 등과 같은 불순물이 침투하게 되면, 유기전계발광 표시소자에 불량이 발생하고 수명이 단축되는 문제가 있었다.
한편, 근래 휘거나 신장되는 유기전계발광 표시장치가 제안되고 있다. 그러나, 이렇게 휘거나 신장되는 유기전계발광 표시장치에는 휘어지거나 신장될 때 스트레스가 지속적이고 반복적으로 인가되므로, 유기발광소자를 봉지하는 봉지층에 크랙이 발생하여 수분이나 공기 등과 같은 불순물이 용이하게 침투하여 유기전계발광 표시소자의 수명이 단축되고 불량이 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 박막트랜지스터와 유기발광소자가 배치되는 경성영역 사이에 구조물이 형성되지 않고 연성물질로 채워진 연성영역을 형성하여, 휘어지거나 신장될 때 상기 연성영역만이 휘어지거나 신장되도록 하여 스트레스에 의해 유기발광소자가 파손되거나 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치는 복수의 경성영역 및 외부의 충격에 의해 휘어지거나 신장되는 복수의 연성영역을 포함하는 베이스기판; 상기 베이스기판의 경성영역에 형성되어 외부의 충격을 연성영역으로 전달하는 충격전달층; 상기 충격전달층 위에 배치된 박막트랜지스터; 상기 충격전달층 위에 배치된 유기발광소자; 및 상기 연성영역에 형성된 적어도 일층의 연성물질층으로 구성된다.
상기 연성영역에는 서로 이격된 경성영역을 전기적으로 연결하는 적어도 일층의 연결배선이 배치되며, 연결배선은 금속으로 구성되되 굴곡부를 포함하여 휘어지거나 신장될 때 상기 연결배선의 굴곡부가 직선형상으로 되며, 연결배선은 금속나노와이어, 금속나노입자 및 도전성고분자로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 구성된다.
충격전달층은 나노입자가 함유된 폴리우레탄, PVF(Polyvinyl Fluoride), PE(Polyethylene), 에폭시수지, PS(Polystyrene), 나노탄소섬유, 나일론(Nylon), PMMA(Poly MethylMethacrylate)로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 구성되며, 연성물질층은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 구성된다.
연성물질층의 상면에는 윈도우 커버, 터치패널, 3D용 배리어패널, 시야각 조절 필름과 같은 기능성 기판이 부착된다.
또한, 본 발명의 유기전계발광 표시장치는 베이스기판 위에 배치된 적어도 일층의 버퍼층; 상기 박막트랜지스터 하부의 버퍼층 위에 배치된 적어도 일층의 하부보호금속; 및 상기 버퍼층 위에 배치되어 하부보호금속을 덮는 적어도 일층의 액티브버퍼층을 더 포함한다.
본 발명에서는 표시장치를 경성영역과 연성영역으로 분할한 후, 경성영역에는 박막트랜지스터와 유기발광소자와 같은 부품을 배치하고 연성영역에는 부품을 배치하지 않고 연성물질층만을 형성하며, 외력이 인가되어 표시장치가 휘어지거나 신장될 때 경성영역은 휘어지거나 신장되지 않고 연성영역만 휘어지거나 신장되도록 한다.
따라서, 경성영역에는 휘어짐이나 신장에 따른 스트레스가 인가되지 않으므로 유기발광소자가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 크랙발생에 의한 수분침투도 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 연성영역에 의해 이격된 경성영역을 전기적으로 연결하기 위해 연성영역에 연결배선을 형성하며, 특히 휘어지거나 신장되는 방향으로 배치된 연성영역의 연결배선을 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성하거나 금속으로 구성하되 굴곡부를 가지도록 형성하여 연결배선이 휘어지거나 신장될 때 연결배선이 단선되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 각각 본 발명에 따른 플렉서블 유기전계발광 표시장치의 경성영역 및 연성영역을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 폴딩 유기전계발광 표시장치의 폴딩영역을 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명에 따른 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치의 경성영역 및 연성영역을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 경성영역의 연결구조를 나타내는 도면.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 경성영역의 다른 연결구조를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 경성영역의 또 다른 연결구조를 나타내는 도면.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 휘어지거나(flexible) 신장될 수 있는(stetchable) 유기전계발광 표시장치를 제공한다. 특히, 본 발명의 유기전계발광 표시장치는 실제 광을 발광하는 유기발광소자와 신호가 인가되는 박막트랜지스터와 각종 배선을 경성영역(Rigid Region)과, 상기 경성영역 사이에 배치된 연성영역(Soft Region)을 포함한다.
외부로부터 외력이 인가되어 유기전계발광 표시장치가 휘어지거나 신장/수축될 때, 경성영역은 원래의 상태를 유지하고 연성영역에서 유기전계발광 표시장치가 휘어지거나 신장되므로, 휘어짐이나 신장/수축에 의해 경성영역에 배치된 유기발광소자와 박막트랜지스터와 같은 각종 부품들이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 유기전계발광 표시장치에서는 외부로부터 인가되는 충격이 유기발광소자가 배치된 경성영역에 인가되는 경우, 충격을 연성영역으로 전달함으로써 경성영역이 지속적이고 스트레스에 의해 크랙이 발생하여 외부로부터 습기가 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 하나의 화소를 개념적으로 나타내는 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치는 서로 교차하여 화소(P)를 정의하는 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 파워배선(PL)을 포함하며, 화소(P)에는 스위칭박막트랜지스터(Ts), 구동박막트랜지스터(Td), 스토리지캐패시터(Cst) 및 유기발광소자(D)가 배치된다.
상기 스위칭박막트랜지스터(Ts)는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되고 상기 구동박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 캐패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워배선(PL) 사이에 연결되며, 상기 유기발광소자(D)는 구동박막트랜지스터(Td)에 연결된다.
이러한 구조의 유기전계발광 표시장치에서, 게이트배선(GL)에 인가된 게이트신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터배선(DL)에 인가된 데이터신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일전극에 인가된다.
상기 구동박막트랜지스터(Td)는 게이트전극에 인가된 데이터신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터신호에 비례하는 전류가 파워배선(PL)으로부터 구동박막트랜지스터(Td)를 통하여 유기발광소자(D)로 흐르게 되고, 유기발광소자(D)는 구동박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.
이때, 스토리지캐패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일프레임(frame) 동안 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 개략적이 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)는 플렉서블(flexible) 표시장치 및/또는 폴딩(folding) 표시장치 또는/및 스트레쳐블(stretchable) 표시장치로서, 복수의 연성영역(S)과 경성영역(R)으로 구성된 베이스기판(110)을 포함한다. 상기 연성영역(S)은 플렉서블 유기전계발광 표시장치의 플렉서블영역이고 폴딩 유기전발광표시장치의 폴딩영역이고 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치의 스트레쳐블영역이다.
경성영역(R)은 실제 화상이 구현되는 영역이다. 즉, 유기전계발광 표시장치(101)에서 상기 경성영역(R)은 발광영역이다. 상기 경성영역(R)은 연성영역(S) 사이에 형성될 수 있다. 따라서, 표시장치(101)가 휘거나 폴딩되거나 신장될 때, 연성영역(S)에 의해 휘거나 폴딩되거나 신장되고 경성영역(R)에 의해 휘거나 폴딩되거나 신장되는 영역에 화상이 표시된다.
이때, 도면에서는 표시장치(101)에 복수의 연성영역(S)과 경성영역(R)이 교대로 형성되지만, 상기 연성영역(S)과 경성영역(R)이 교대로 형성되지 않고 일부 영역에 중복되어 형성될 수도 있다.
상기 경성영역(R)에는 도 1에 도시된 구조의 화소가 배치될 수 있다. 즉, 스위칭박막트랜지스터(Ts), 구동박막트랜지스터(Td), 스토리지캐패시터(Cst) 및 유기발광소자(D)는 모두 경성영역(R)에만 배치되고 연성영역(S)에는 배치되지 않는다. 상기 경성영역(R)의 폭방향에는 하나의 화소만이 배치될 수도 있고 복수의 화소가 배치될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 유기전계발광 표시장치(101)의 각각의 경성영역(R)이 하나의 화소를 형성할 수 있다. 이 경우 상기 연성영역(S)은 화소와 화소 사이에 배치된다. 또한, 경성영역(R)은 복수의 화소를 포함하는 일군의 화소로 형성될 수 있으며, 연성영역(S)의 인접하는 일군의 화소들 사이에 배치된다.
연성영역(S)에 배치되는 연결배선(148)은 경성영역(R)에 배치되는 화소와 화소 사이를 전기적으로 연결하여, 복수의 경성영역(R)은 배치된 모든 화소에 원하는 영상이 표시되도록 한다.
실제 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어질 때, 베이스기판(110)의 전체 영역이 휘어지는 것이 아니라 상기 연성영역(S)이 휘어진다. 연성영역(S)과 경성영역(R)의 대단히 좁은 폭, 예를 들면 화소의 폭과 대량 동일한 폭으로 많은 수가 형성되므로, 연성영역(S)에서만 베이스기판(110)이 휘어지는 경우에도 유기전계발광 표시장치(101)가 원형으로 휘어질 수 있다.
또한, 유기전계발광 표시장치(101)가 신장될 때 베이스기판(110)의 전체 영역이 신장되는 것이 아니라 상기 연성영역(S)이 신장된다.
상기 베이스기판(110)의 경성영역(R)에는 유기발광소자(130)가 배치된다. 이후 자세히 설명되지만, 상기 유기발광소자(130)는 애노드전극, 유기발광층, 캐소드전극으로 구성될 수 있다.
상기 베이스기판(110)은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 PDMS는 연성을 가질 뿐만 아니라 신축성을 가지므로, 플렉서블 유기전계발광 표시장치나 폴딩 유기전계발광 표시장치 뿐만 아니라 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치에 적용될 수 있다. 이때, 상기 PDMS 재질에는 나노탄소튜브가 함유될 수 있다.
상기 베이스기판(110)의 연성영역(S)과 경성영역(R) 전체에 걸쳐 탄성이 좋은 접착제로 이루어진 제1접착층(172)이 구비되어 상기 베이스기판(110)이 표시장치(101)에 부착된다.
상기 제1접착층(172) 위의 경성영역(R)에는 고탄성의 충격전달층(120)이 형성된다. 상기 고탄성의 충격전달층(120)은 표시장치(101)가 휘어질 때 또는 신장될 때, 경성영역(R)으로 인가되는 충격을 인접하는 연성영역(S)으로 전달한다. 따라서, 경성영역(R)에는 외부의 충격이 남아 있지 않게 되므로, 유기전계발광 표시장치(101)가 연성영역(S)에서만 휘어짐 또는 신장이 발생하고 경성영역(R)에서는 휘어짐 또는 신장이 발생하지 않는다.
또한, 휘어짐 또는 신장을 야기하는 충격이 충격전달층(120)에 의해 경성영역(R)에서 연성영역(S)으로 전달되므로, 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어짐이나 신장시 경성영역(R)에는 스트레스에 의한 각종 구성물의 파손이 발생하지 않을 뿐만 아니라 각종 층에 크랙이 발생하지도 않게 된다. 따라서, 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어짐이나 신장시에도 경성영역(R)에 형성된 유기발광소자(D)가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 크랙을 통해 수분이나 먼지가 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 경성영역(R)의 고탄성 충격전달층(120) 위에는 유기발광소자(130)가 형성되며, 그 위에 봉지층(150)이 형성되어 상기 유기발광소자(130)를 밀봉한다. 이후, 자세히 설명되지만 상기 봉지층(150)은 무기층/유기층/무기층 또는 복수의 무기층으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 접착층(172) 위의 연성영역(S)에는 연성물질층(soft material layer;160)이 형성된다. 상기 연성물질층(160)은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 PDMS 재질은 연성을 가지므로 외력이 인가됨에 따라 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어질 수 있게 하며, 신축성을 가지므로 외력이 인가됨에 따라 유기전계발광 표시장치(101)가 신장될 수 있게 된다.
상기 연성물질층(160)의 상부에는 도전성이 낮고 탄성이 좋은 접착제로 이루어진 제2접착층(174)이 형성되고 그 위에 기능성 기판(180)이 부착된다. 상기 기능성기판(180)은 다양한 기판 또는 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능성 기판(180)은 유기전계발광 표시장치(101)를 보호하기 위한 커버윈도우(cover window)일 수 있으며, 터치패널이나 3D용 배리어패널 등과 같은 기능성 패널일 수도 있다. 또한, 상기 기능성 기판(180)은 표시장치의 시야각 영역을 조절하는 기능성 필름일 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서는 유기발광소자(D)와 박막트랜지스터와 같은 부품이 배치되는 경성영역(R) 사이에 연성영역(S)을 배치하여 유기전계발광 표시장치(101)가 상기 연성영역(S)에서 휘어지거나 신장되도록 함으로써, 지속적이고 반복적인 스트레스가 상기 경성영역(R)에 인가되지 않도록 한다.
따라서, 본 발명에서는 지속적이고 반복적인 스트레스에 의한 유기발광소자(D)나 각종 배선의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 지속적이고 반복적인 스트레스에 의해 봉지층(150)에 크랙이 발생하여 유기발광소자(D)에 외부로부터 수분 등이 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 연성물질층(160)은 연성영역(S)에만 형성되는 것이 아니라 경성영역(R)의 상부 영역, 예를 들어 봉지층(150)의 상부에도 형성될 수 있다. 특히, 상기 경성영역(R)의 상부 영역에 형성된 연성물질층(160)은 연성영역(S)에 형성된 연성물질층(160)과 일체로 형성되고 PDMS는 높은 평탄성을 가지므로, 상기 연성물질층(160)에 의해 경성영역(R)과 연성영역(S)의 상면을 동일한 레벨로 평탄화할 수 있게 된다.
또한, 상기 경성영역(R)의 상부 영역에 형성된 연성물질층(160)은 휘어짐이나 신장시 연성영역(S)으로 전달되지 않고 남아 있는 충격을 흡수할 수 있게 되므로, 남아있는 충격에 의해 유기발광소자(D)이 파손되거나 봉지층(150)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 경성영역(R)과 연성영역(S)에 걸쳐 형성되는 연성물질층(160)은 상기 경성영역(R)과 연성영역(S)을 결합하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 연성물질층(160)은 연성영역(S)에만 형성되는 경우, 상기 경성영역(R)과 연성영역(S)은 서로 분리된 다른 층으로만 구성되므로, 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장되는 경우, 스트레스에 의해 경성영역(R)과 연성영역(S)가 분리되어 불량이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 경성영역(R)과 연성영역(S)에 걸쳐 형성되는 연성물질층(160)에 의해 경성영역(R)과 연성영역(S)이 결합되어 외력에 의해 분리되지 않게 된다.
상기 경성영역(R)과 연성영역(S)은 다양한 면적비로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 경성영역(R)과 연성영역(S)은 동일한 면적으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 연성영역(S)이 증가하고 경성영역(R)이 감소하게 되면, 휘어지는 영역이 증가하고 인장률이 증가하고 휘어지는 영역이 증가되는 반면에, 화소의 면적 또는 개수가 감소하게 되어 발광영역의 감소에 따른 수명저하가 발생하고 해상도가 감소하게 된다.
또한, 연성영역(S)이 감소하고 경성영역(R)이 증가하게 되면, 수명의 저하나 해상도의 감소는 방지할 수 있지만, 휘어지는 영역이 감소하게 되어 표시장치가 전체적으로 균일하게 휘어지는 특성이 저하되고 인장률이 감소하게 되어 표시장치의 신장성이 저하하게 된다.
따라서, 제작하고자 하는 표시장치의 특성에 따라 상기 경성영역(R)과 연성영역(S)의 면적비를 조절할 수 있을 것이다. 예를 들어, 연성영역(S)을 증가하고 경성영역(R)을 감소시켜 상대적으로 큰 곡률로 휘어지는 표시장치를 제작하고 연성영역(S)을 감소하고 경성영역(R)을 증가시켜 상대적으로 작은 곡률로 휘어지는 표시장치를 제작할 수 있을 것이다.
또한, 연성영역(S)을 증가하고 경성영역(R)을 감소시켜 상대적으로 신장력이 큰(팽창하는 정도가 큰) 표시장치를 제작하고 연성영역(S)을 감소하고 경성영역(R)을 증가시켜 상대적으로 신장력이 작은(팽창하는 정도가 작은) 표시장치를 제작할 수 있을 것이다.
도 3a-도 3d는 연성영역(S)과 경성영역(R)을 가진 본 발명에 따른 플렉서블 유기전계발광 표시장치(101)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치(101)는 장변방향(즉, 가로방향)으로 휘어질 수 있다. 이때, 상기 플렉서블 표시장치(101)는 특정 영역이 휘어지는 것이 아니라 장변을 따라 모든 영역이 휘어지므로, 상기 플렉서블 표시장치(101)는 장변의 전체 영역을 따라, 즉 플렉서블 방향을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 플렉서블 표시장치(100)의 단변을 따라 일렬의 화소가 배열될 수도 있고 복수열의 화소가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 플렉서블 표시장치(100)는 장변을 따라 형성되는 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 조절함으로써 다양한 곡률로 휘어질 수 있으며, 위치에 따라 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 다르게 함으로써 위치에 따라 서로 다른 곡률로 휘어질 수도 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치(101)는 단변방향(즉, 세로방향)으로 휘어질 수도 있다. 따라서, 단변의 전체 영역을 따라, 즉 플렉서블 방향을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 플렉서블 표시장치(100)의 장변을 따라 일행의 화소가 배열될 수도 있고 복수행의 화소가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 플렉서블 표시장치(100)는 단변을 따라 형성되는 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 조절함으로써 다양한 곡률로 휘어질 수 있으며, 위치에 따라 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 다르게 함으로써 위치에 따라 서로 다른 곡률로 휘어질 수도 있다.
또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치(101)는 장변(즉, 가로방향) 및 단변(즉, 세로방향)으로 휘어질 수도 있다. 따라서, 장변 및 단변의 전체 영역을 따라, 즉 플렉서블 방향을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 하나의 화소가 배열될 수도 있고 복수개로 이루어진 일군의 화소가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 플렉서블 표시장치(100)는 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 조절함으로써 다양한 곡률로 휘어질 수 있으며, 위치에 따라 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 다르게 함으로써 위치에 따라 서로 다른 곡률로 휘어질 수도 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치(101)는 대각선 방향으로 휘어질 수도 있다. 따라서, 플렉서블 표시장치(100)의 대각선 플렉서블 방향을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 하나의 화소가 배열될 수도 있고 복수개로 이루어진 일군의 화소가 배열될 수도 있다.
도면에서는 플렉서블 표시장치(100)가 일측 방향의 대각선을 따라 휘어지지만, 다른 대각선방향을 따라휘어질 수도 있고 양측 대각선방향을 따라 휘어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서는 휘어질 수 있는 모든 방향을 감안하여 경성영역(R)과 연성영역(S)을 형성하며, 상기 경성영역(R)에는 충격을 전달하는 충격전달층(120) 및 유기발광소자(130)를 형성하고 상기 연성영역(S)에는 연성물질층(160)만을 형성한다. 따라서, 유기전계발광 표시장치(101)를 원하는 방향으로 휘어지게 할 수 있을 뿐만 아니라, 경성영역(R)에는 지속적이고 반복적인 스트레스에 의해 크랙이 발생하는 것을 방지함으로써 유기발광소자(130)로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 4는 연성영역(S)과 경성영역(R)을 가진 본 발명에 따른 폴딩(folding) 유기전계발광 표시장치(101)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플렉서블 유기전계발광 표시장치(101)가 넓은 영역, 예를 들면 표시장치 전체에 걸쳐 휘어지는데 반해, 폴딩 유기전계발광 표시장치(101)는 일정 영역(F)만이 접혀진다.
도면에서는 유기전계발광 표시장치(101)의 두부분이 서로 반대로 접혀지지만, 일부분만이 안측(infolding) 또는 바깥측(outfolding)으로 접혀질 수 있다. 이때, 폴딩영역(F)을 제외하고는 휘어지거나 접혀지는 영역이 없으므로, 폴딩영역(F)을 제외한 영역에는 모두 경성영역(R)만이 형성된다. 즉, 폴딩영역(F)을 제외한 영역에는 일반적인 구조의 화소가 배치된다.
상기 폴딩영역(F)에는 연성영역(S)이 형성되어 외력에 의해 유기전계발광 표시장치(101)가 폴딩된다. 폴딩영역(F)에는 경성영역(S)과 연성영역(S)이 교대로 형성되어, 유기전계발광 표시장치(101)가 접힐 뿐만 아니라 접힌 영역에 영상을 구현할 수 있게 된다. 이때, 폴딩영역(F)의 연성영역(S)은 경성영역(R) 보다 상대적으로 넓은 면적으로 형성되어 높은 곡률의 휘어짐, 즉 폴딩이 가능하게 된다.
도 5a 내지 도 5c는 연성영역(S)과 경성영역(R)을 가진 본 발명에 따른 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치(101)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치(101)는 장변방향(즉, 가로방향)을 따라 신장될 수 있다. 이때, 유기전계발광 표시장치(101)의 장변을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성되므로, 신장력은 유기전계발광 표시장치(101)의 전체 영역에 인가되지만 경성영역(R)에 인가된 충격은 연성영역(S)으로 전달된다. 따라서, 신장력의 인가에 의해 경성영역(R)은 신장되지 않고 연성영역(S)만이 신장되어 유기전계발광 표시장치(101)가 장변을 따라 신장된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 플렉서블 표시장치(100)의 단변을 따라 일렬의 화소가 배열될 수도 있고 복수열의 화소가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 플렉서블 표시장치(100)는 장변을 따라 형성되는 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 조절함으로써 다양한 인장률로 신장될 수 있으며, 위치에 따라 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 다르게 함으로써 위치에 따라 서로 다른 인장률로 신장될 수도 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치(101)는 단변방향(즉, 세로방향)을 따라 신장될 수 있다. 이때, 유기전계발광 표시장치(101)의 단변을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성되므로, 신장력은 유기전계발광 표시장치(101)의 전체 영역에 인가되지만 경성영역(R)에 인가된 충격은 연성영역(S)으로 전달된다. 따라서, 신장력의 인가에 의해 경성영역(R)은 신장되지 않고 연성영역(S)만이 신장되어 유기전계발광 표시장치(101)가 단변을 따라 신장된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 플렉서블 표시장치(100)의 장변을 따라 일렬의 화소가 배열될 수도 있고 복수열의 화소가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 플렉서블 표시장치(100)는 단변을 따라 형성되는 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 조절함으로써 다양한 인장률로 신장될 수 있으며, 위치에 따라 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 다르게 함으로써 위치에 따라 서로 다른 인장률로 신장될 수도 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치(101)는 대각선방향을 따라 신장될 수 있다. 이때, 유기전계발광 표시장치(101)의 대각선방향을 따라 경성영역(R)과 연성영역(S)이 교대로 형성되므로, 신장력은 유기전계발광 표시장치(101)의 전체 영역에 인가되지만 경성영역(R)에 인가된 충격은 연성영역(S)으로 전달된다. 따라서, 신장력의 인가에 의해 경성영역(R)은 신장되지 않고 연성영역(S)만이 신장되어 유기전계발광 표시장치(101)가 대각선방향을 따라 신장된다.
이때, 상기 경성영역(R)에는 플렉서블 표시장치(100)의 대각선방향을 따라 일렬의 화소가 배열될 수도 있고 복수열의 화소가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 플렉서블 표시장치(100)는 대각선방향을 따라 형성되는 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 조절함으로써 다양한 인장률로 신장될 수 있으며, 위치에 따라 연성영역(S)과 경성영역(R)의 면적비를 다르게 함으로써 위치에 따라 서로 다른 인장률로 신장될 수도 있다.
도면에서는 플렉서블 표시장치(100)가 일측의 대각선방향을 따라 신장되지만, 다른 대각선방향을 따라 신장될 수도 있고 양측 대각선방향을 따라 신장될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 표시장치(101)의 일변방향 또는 양변방향을 따라 전체 영역 또는 국부적인 영역에 연성영역(S) 및 경성영역(R)을 형성하여, 외부에서 굽힘력이나 신장력과 같은 외력이 인가되는 경우 경성영역(R)에서는 휘어짐이나 신장이 발생하지 않고 상기 연성영역(S)에서만 휘어짐이나 신장이 발생하도록 한다. 따라서, 경성영역(R)에는 휘어짐이나 신장에 의한 지속적이고 반복적인 스트레스가 인가되지도 않으므로, 상기 경성영역(R)에 형성된 유기발광소자(130)가 외력에 의해 파손되지 않을 뿐만 아니라 상기 경성영역(R)에 형성된 봉지층(150)에 크랙이 발생하지 않게 되어 유기발광소자(130)에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 구조를 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 구체적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(101)는 경성영역(R) 및 연성영역(S)을 포함한다. 이러한 유기전계발광 표시장치(101)는 특정한 영역이 휘어지는 것이 아니라, 유기전계발광 표시장치(100)가 휘어진 상태로 설치되어 사용되거나 필요에 따라 반복적으로 휘어졌다 펴졌다 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(101)는 신장된 상태로 설치되어 사용되거나 필요에 따라 반복적으로 신장되거나 수축될 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서는 경성영역(R)에 하나의 화소나 화소열 또는 화소행이 배치될 수 있고, 상기 경성영역(R)에 복수의 화소나 화소열 또는 화소행이 배치될 수 있다. 또한, 연성영역(S)의 경성영역(R) 사이에 형성된다. 도면에서는 설명의 편의를 위해, 경성영역(R)에 배치된 하나의 화소와 상기 화소에 인접하는 연성영역(S)만을 도시하였다.
PDMS재질로 이루어진 베이스기판(110) 위의 경성영역(R) 및 연성영역(S)에는 제1접착층(172)이 형성되어, 경성영역(R) 내에서는 고탄성의 충격전달층(120)이 상기 제1접착층(172)에 의해 충격전달층(120)이 베이스기판(110)에 부착되고 연성영역(S)에서는 연성물질층(160)이 상기 제1접착층(172)에 의해 베이스기판(110)에 부착된다.
이때, 상기 제1접착층(172)은 전도성이 낮은 접착제로 구성된다. 이러한 접착제로는 polyurethane계, PDMS계, Fluoro계열의 중합체가 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 충격전달층(120)은 고탄성물질로 구성되어, 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때 인가되는 충격을 연성영역(S)으로 전달한다. 본 발명에서는 충격을 전달하기 위해 약 1GPa 이상의 탄성계수를 가진 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서, 나노입자가 함유된 폴리우레탄, PVF(Polyvinyl Fluoride), PE(Polyethylene), 에폭시수지, PS(Polystyrene), 나노탄소섬유, 나일론(Nylon), PMMA(Poly MethylMethacrylate)를 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
경성영역(R) 내의 상기 충격전달층(120) 위에는 연성기판(122)이 배치되고 그 위에 박막트랜지스터가 배치된다. 상기 연성기판(122)은 폴리이미드 또는 폴리아미드와 같이 투명하고 연성을 가진 물질을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 박막트랜지스터는 구동박막트랜지스터(Td)일 수도 있고 스위칭 박막트랜지스터(Ts)일 수도 있다. 도면에서는 상기 스위칭박막트랜지스터(Ts) 및 구동박막트랜지스터(Td)중 하나의 박막트랜지스터만 도시하였지만, 실질적으로 상기 경성영역(R)내에는 실질적으로 동일한 구조를 가진 스위칭박막트랜지스터(Ts) 및 구동박막트랜지스터(Td)가 배치될 것이다.
상기 박막트랜지스터는 연성기판(122) 위에 배치된 반도체층(123)과, 상기 반도체층(123)이 형성된 경성영역(R) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(116)과, 상기 게이트절연층(116) 위에 형성된 게이트전극(142)과, 상기 게이트전극(142)을 덮도록 경성영역(R)에 형성된 층간절연층(124)과, 상기 층간절연층(124) 위에 형성되어 층간절연층(124)의 컨택홀을 통해 각각 반도체층(123)과 접촉하는 소스전극(144) 및 드레인전극(145)으로 구성된다.
상기 반도체층(123)은 결정질 실리콘 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 산화물반도체로 형성할 수 있으며, 이때 상기 산화물반도체층은 중앙영역의 채널층과 양측면의 도핑층으로 이루어져 소스전극(144) 및 드레인전극(145)이 상기 도핑층과 접촉한다. 또한, 상기 반도체층(123)은 비정질실리콘(amorphous silicon) 또는 유기반도체물질로 구성될 수도 있다.
상기 게이트전극(142)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등과 같은 금속으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 게이트절연층(116)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기물로 이루어진 단일층 또는 SiOx과 SiNx의 2층 구조의 무기층으로 이루어질 수 있다. 또한, 층간절연층(124)은 SiOx과 SiNx와 같은 무기물로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 소스전극(144) 및 드레인전극(145)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도면 및 상술한 설명에서는 구동 박막트랜지스터가 특정 구조로 구성되지만, 본 발명의 구동 박막트랜지스터가 도시된 구조에 한정되는 것이 아니라, 모든 구조의 구동 박막트랜지스터가 적용될 수 있다.
상기 박막트랜지스터가 형성된 경성영역(R)에 보호층(126)이 형성된다. 상기보호층(126)은 무기물로 이루어진 단일층 또는 무기물과 유기물로 이루어진 복수의 층으로 구성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 보호층(126) 위에는 포토아크릴과 같은 유기물질로 구성되어 경성영역(R)의 평탄화하는 평탄화층이 형성될 수 있다.
상기 보호층(126) 위에는 유기발광소자(D)가 형성되어 상기 보호층(126)에 형성된 컨택홀을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(145)과 접속된다.
상기 유기발광소자(D)는 컨택홀을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(145)과 접속되는 제1전극(132)과, 상기 제1전극(132) 위에 형성된 유기발광층(134)과, 상기 유기발광층(134) 위에 형성된 제2전극(136)으로 구성된다.
상기 제1전극(132)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 이루어져 박막트랜지스터의 드레인전극(145)과 접속되어 외부로부터 화상신호가 인가된다. 이때, 상기 제1전극(132)은 반사막으로 작용하여, 유기발광층(134)에서 발광된 광을 상부방향으로 반사할 수 있다.
또한, 상기 제1전극(132)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수도 있다. 이때, 유기발광층(134)에서 발광된 광은 제1전극(132)을 통해 하부방향으로 출력될 수 있다.
상기 제2전극(136)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 제2전극(156)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제2전극(136)은 반사막으로 작용하여, 유기발광층(134)에서 발광된 광을 하부방향으로 반사할 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치가 유기발광층(134)에서 발광된 광이 하부방향, 즉 제1기판(110)측으로 출력되는 하부발광 표시장치인 경우 상기 제1전극(132)은 투명한 금속산화물로 구성되고 제2전극(136)은 광을 반사하는 금속이나 금속화합물로 구성되며, 유기전계발광 표시장치가 유기발광층(134)에서 발광된 광이 상부방향으로 출력되는 상부발광 표시장치인 경우, 상기 제1전극(132)이 반사막의 역할을 하는 금속이나 금속화합물로 구성되고 제2전극(136)이 투명한 금속산화물로 구성된다.
상기 유기발광층(134)은 R,G,B화소에 형성되어 적색광을 발광하는 R-유기발광층, 녹색광을 발광하는 G-유기발광층, 청색광을 발광하는 B-유기발광층일 수 있으며, 표시장치 전체에 걸쳐 형성되어 백색광을 발광하는 백색 유기발광층일 수 있다. 유기발광층(134)이 백색 유기발광층인 경우, R,G,B 화소의 백색 유기발광층의 상부 영역에는 R,G,B 컬러필터층이 형성되어 백색 유기발광층에서 발광되는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환시킨다. 백색 유기발광층은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R, G, B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기발광층이 적층되어 형성될 수 있다.
상기 유기발광층은 유기발광물질이 아닌 무기발광물질, 예를 들면 퀀텀닷(quantum dot) 등을 구성된 무기발광층일 수 있다.
유기발광층(134)에는 발광층뿐만 아니라 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층 등이 형성될 수도 있다.
상기 보호층(126) 위의 화소의 경계영역에는 뱅크층(bank lyaer;138)이 형성된다. 상기 뱅크층(138)은 일종의 격벽으로서, 각 화소를 구획하여 인접하는 화소에서 각각 출력되는 다른 컬러의 광이 서로 혼합되어 출력되는 것을 최소화할 수 있다.
상기 유기발광소자(D)와 뱅크층(138)의 상부에는 제1봉지층(152)이 형성된다. 상기 제1봉지층(152)은 SiNx와 SiX 등의 무기물로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기발광소자(D) 상부의 상기 제1봉지층(152) 위에는 유기물로 이루어진 제2봉지층(154)을 형성한다. 상기 제2봉지층(154)으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌,폴리아크릴레이트 등의 유기물질 또는 이들의 혼합물질을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2봉지층(154)은 제1봉지층(152) 위에 아일랜드형상으로 형성되며, 이때 사이 제2봉지층(154)은 하부의 유기발광소자(D)를 완전히 덮도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1봉지층(152) 및 제2봉지층(154) 위에는 제3봉지층(156)이 형성된다. 상기 제3봉지층(156)은 SiNx와 SiX 등의 무기물질로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 제3봉지층(156)은 제2봉지층(154)의 상면 및 측면을 완전히 둘러 싸도록 형성되어, 상기 제2봉지층(154)이 제1봉지층(152) 및 제3봉지층(156)에 의해 외부로부터 완전히 봉지되므로, 외부로부터 수분이 침투하는 것을 완전히 차단할 있게 된다.
상기 제3봉지층(156) 위에는 접착제로 이루어진 제2접착층(174)가 도포되고 그 위에 기능성 기판(180)이 배치되어, 상기 제2접착층(174)에 의해 기능성 기판(180)이 부착된다.
상기 제2접착층(174)은 olyurethane계, PDMS계, Fluoro계열의 중합체로 이루어진 접착제가 사용될 수 있지만, 이러한 특정 물질의 접착제에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 제2접착층(174)은 제1접착층(172)과 동일 물질로 구성될 수도 있고 다른 물질로 구성될 수도 있다.
상기 기능성 기판(180)은 휘어지고 신장될 수 있는 유리 또는 보호필름으로 구성될 수 있다. 이때, 필름으로는 PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 기능성 기판(180)은 터치패널이나 3D용 배리어패널 등과 같은 기능성 패널일 수도 있고 표시장치의 시야각 영역을 조절하는 기능성 필름일 수도 있다. 이때, 상기 기능성 패널이나 기능성 필름은 모두 연성기판으로 이루어진 플렉서블 및 스트레쳐블 패널 또는 필름으로서, 유기전계발광 표시장치와 함께 휘어지거나 신장/수축될 수 있다.
한편, 베이스기판(110) 및 기능성 기판(180) 사이의 연성영역(S)에는 연성물질층(160)이 형성된다. 상기 연성물질층(160)은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 연성물질층(160)은 연성을 가지므로, 외력이 인가될 때 유기전계발광 표시장치(101)가 연성영역(S)에서 휘어지거나 신장될 수 있게 된다.
상기 연성물질층(160)은 경성영역(R)의 상부, 즉 제3봉지층(156)의 상부로 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 경성영역(R)의 연성물질층(160)과 연성영역(S)의 연성물질층(160)은 일체로 형성될 수 있다. 또한, 연성영역(S)에 형성되는 연성물질층(160)은 단일층으로 형성될 수도 있지만, 복수의 층으로 형성될 수도 있다. 상기 연성물질층(160)의 복수의 층으로 형성되는 경우, 복수의 연성물질층(160) 각각은 동일한 물질로 구성될 수 있고 다른 물질로 구성될 수도 있다.
또한, 연성영역(S)의 연성물질층(160)의 하면, 즉 제1접착층(172)과 연성물질층(160) 사이에는 연결배선(148)이 형성된다. 상기 연결배선(148)은 인접하는 연성영역(S)에 의해 이격된 경성영역(R)을 전기적으로 접속한다. 도면에 도시된 바와 같이, 경성영역(R)의 층간절연층(124) 위에는 연결전극(146)이 형성되며. 경성영역(R)에 형성된 충격전달층(120), 제1접착층(172), 게이트절연층(116), 층간절연층(124), 보호층(126), 뱅크층(138)의 측면에는 연결패턴(147)이 형성된다. 상기 연결배선(148)은 연결패턴(147)을 통해 연결전극(146)과 전기적으로 접속되어, 서로 이격된 인접하는 경성영역(R)을 전기적으로 접속한다.
상기 연결배선(148)은 연성영역(S)을 사이에 두고 이격된 2개의 화소를 전기적으로 연결하는 배선으로, 2개의 화소의 배치된 소스전극(144)을 전기적으로 접속시킬 수 있고 2개의 화소에 배치된 게이트전극(142)을 전기적으로 접속할 수도 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 연성영역(S)에 의해 이격된 화소를 연결하는 연결배선(148)이 게이트전극(142)에 접속되는 경우, 상기 연결전극(146)은 게이트전극(142) 동일층인 게이트절연층(116)에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결배선(148)은 게이트라인 및 데이터라인을 연결하는 배선일 수 있다. 물론, 상기 게이트라인과 데이터라인은 경성영역(R)과 연성영역(S)의 전체 영역에 걸쳐 동일한 물질에 의해 동일한 형상으로 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 유기전계발광 표시장치(101)에서는 연성영역(S)에서 베이스기판(110)이 휘어지거나 신장되므로, 휘어짐이나 신장에 따른 지속적이고 반복적인 스트레스에 의해 연성영역(S)에서 게이트라인 및 데이터라인이 단선될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 경성영역(R)에서는 일반적인 표시장치와 동일한 물성 및 구조의 게이트라인 및 데이터라인을 형성하고, 연성영역(S)에서는 연결배선(148)을 형성하여 연성영역에서 분리된 게이트라인 및 데이터라인을 연결할 수 있게 된다.
이하에서는 상기 연결배선(148)에 의해 서로 이격된 경성영역(R)을 전기적으로 연결하는 구성에 대해 좀더 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서의 경성영역(R)을 전기적으로 연결하는 구성의 일례를 간략하게 나타내는 도면이다. 이때, 도면에서는 경성영역(R) 및 연성영역(S)의 구성은 생략하고 그 연결관계만을 도시하였다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서는 x-방향 및 y-방향을 따라 경성영역(R) 및 연성영역(S)이 교대로 배치되어 상기 경성영역(R)이 매트릭스형상으로 배열되며, x-방향 및 y-방향을 따라 이격된 경성영역(R)은 연결배선(148)에 의해 전기적으로 접속된다.
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 경성영역(R)에는 하나의 화소만이 배치될 수 있다. 즉, 각각의 경성영역(R)은 하나의 화소로만 구성되며, 연결배선(148)은 연성영역(S)에 의해 서로 분리된 화소를 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 경성영역(R)에는 x,y-방향을 따라 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소가 배치될 수 있다. 이때, 상기 연결배선(148)은 인접하는 경성영역(R)의 최외각 영역에 배치된 화소들을 전기적으로 접속한다.
상기 연결배선(148)은 Al, Cu, Ag, Au 등과 같은 나노 금속을 포함하는 금속나노와이어, Al, Cu, Ag, Au 등과 같은 나노 금속을 포함하는 금속나노입자, PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate))와 같은 도전성 고분자로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 연결배선(148)을 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자로 형성하는 것은 다음과 같은 이유 때문이다.
상기 연결배선(148)은 연성영역(S)에 배치된다. 상기 연성영역(S)은 경성영역(R) 사이에 배치되어 표시장치(101)에 굽힘력 또는 신장력이 인가되는 경우, 실질적으로 휘어지거나 늘어나는 영역이다. 따라서, 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때, 연성영역(S)의 표면적이 신장되고 연성영역(S)에 형성된 연결배선(148) 역시 신장된다.
금속은 연성이나 신장력이 없기 때문에, 연결배선(148)을 금속으로 형성하는 경우, 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때 상기 연결배선(148)은 휘어지거나 신장되지 않으므로 스트레스의 인가에 의해 상기 연결배선(148)이 파손되어 단선되며, 그 결과 표시장치(101)가 불량으로 된다.
반면에, 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자는 신장성을 가지므로, 본 발명과 같이 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자로 연결배선(148)을 형성하는 경우 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때 연결배선(148)도 신장되어 연결배선(148)이 단선되지 않게 된다.
이때, x,y방향을 따라 배치되는 모든 연결배선(148)을 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자로 형성할 수 있지만, 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장되는 방향의 연성영역(S)에 형성된 연결배선(148)만을 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자로 형성할 수도 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서의 경성영역(R)을 전기적으로 연결하는 구성의 다른 예를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서는 x-방향 및 y-방향을 따라 경성영역(R) 및 연성영역(S)이 교대로 배치되어 상기 경성영역(R)이 매트릭스형상으로 배열되며, x-방향 및 y-방향을 따라 이격된 경성영역(R)은 연결배선(148)에 의해 전기적으로 접속된다.
이때, 이 구조의 유기전계발광 표시장치(101)는 장변, 즉 x-방향을 따라 휘어지거나 신장되는 표시장치(101)이다. 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어지는 방향 및 신장되는 방향을 따라 연성영역(S)에는 제1연결배선(148a)이 배치되어 경성영역(R)과 경성영역(R)을 전기적으로 연결한다. 상기 경성영역(R)에는 하나의 화소가 배치될 수도 있고 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소가 배치될 수도 있으므로, 상기 제1연결배선(148a)은 x-방향으로 이격된 경성영역(R)에 배치된 화소와 화소를 전기적으로 연결시킨다.
또한, 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어지거나 신장되지 않는 방향(y-방향)을 따라 연성영역(S)에는 제2연결배선(148b)이 배치되어 경성영역(R)과 경성영역(R)을 전기적으로 연결한다.
상기 제1연결배선(148a) 및 제2연결배선(148b)은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 금속으로는 Al, Cu, Ag, Au 등이 상용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1연결배선(148a)은 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장되는 방향(x-방향)을 따라 구불구불하게 굴곡진 형상으로 형성되는 반면에, 제2연결배선(148b)은 y-방향을 따라 직선형상으로 형성된다.
이와 같이, 제1연결배선(148a)을 굴곡진 형상으로 형성함에 따라, 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때 제1연결배선(148a)의 굴곡진 형상이 직선에 가까운 형상으로 펴지게 되므로, 스트레스에 의해 제1연결배선(148a)이 단선되는 것을 방지할 수 있게 된다. 한편, y-방향으로는 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장되지 않으므로, 제2연결배선(148b)은 직선형상으로 형성하여도 단선이 발생하지 않게 된다.
물론, y-방향을 따라 형성되는 제2연결배선(148b)도 제1연결배선(148a)과 동일한 형상으로 형성할 수도 있다.
상기 제1연결배선(148a)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1연결배선(148a)의 굴곡진 형상은 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때 직선형상으로 펴져 제1연결배선(148a)에 스트레스가 인가되지 않도록 하는 것이므로, 상기 제1연결배선(148a)은 아코디언과 같이 주름진 형상에서 직선형상으로 변경될 수 있다면 어떠한 형상으로도 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1연결배선(148a)은 곡면의 굴곡진 형상으로 형성될 수 있고 직각으로 굴곡진 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 제1연결배선(148a)은 1회 또는 그 이상의 굴곡부로 형성될 수 있다.
상기 제1연결배선(148a)의 곡면의 형상과 굴곡부의 개수는 유기전계발광 표시장치(101)의 곡률이나 유기전계발광 표시장치(101)의 신장정도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 유기전계발광 표시장치(101)의 곡률이나 신장정도가 증가함에 따라 제1연결배선(148a)의 굴곡부를 1개에서 2개 이상으로 증가하여 형성할 수 있다.
또한, 유기전계발광 표시장치(101)의 위치에 따라 곡률이나 신장정도가 다른 경우, 해당 위치의 제1연결배선(148a)의 굴곡진 형상이나 굴곡부의 개수를 조절할 수 있다.
상기 제1연결배선(148a)은 금속으로 형성될 수도 있지만, 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자로 형성할 수도 있다. 이와 같이, 연성 및 신장성이 있는 물질로 제1연결배선(148a)을 형성함과 더불어 그 형상을 굴곡진 아코디언형상으로 구성함으로써 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어짐이나 신장에 의한 제1연결배선(148a)의 단선을 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 특히, 곡률이 아주 큰 영역, 예를 들면 폴딩 유기전계발광 표시장치(101)의 폴딩영역과 같이 거의 90도의 각도로 극도로 구부러지는 영역에 상기 제1연결배선(148a)을 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자에 의해 굴곡진 형상으로 형성함으로써 폴딩에 의한 제1연결배선(148a)의 단선을 방지할 수 있게 된다.
도 8b에 도시된 유기전계발광 표시장치(101)는 단변, 즉 y-방향을 따라 휘어지거나 신장되는 표시장치(101)이다. 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어지는 방향 및 신장되는 방향(y-방향)을 따라 연성영역(S)에는 제1연결배선(148a)이 배치되어 경성영역(R)과 경성영역(R)을 전기적으로 연결한다. 또한, 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어지거나 신장되지 않는 방향(x-방향)을 따라 연성영역(S)에는 제2연결배선(148b)이 배치되어 경성영역(R)과 경성영역(R)을 전기적으로 연결한다.
상기 제1연결배선(148a)은 굴곡진 형상으로 구성되어 유기전계발광 표시장치(101)가 단변방향(y-방향)을 따라 휘어지거나 신장될 때 아코디언과 같이 주름진 형상에서 직선형상으로 변경되어 제1연결배선(148a)의 단선을 방지할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)에서의 경성영역(R)을 전기적으로 연결하는 구성의 또 다른 예를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 이 구조의 유기전계발광 표시장치(101)에서는 제1배선(149a) 및 제2배선(149b)이 x,y-방향을 따라 경성영역(R) 및 연성영역(S)에 배치되며, 각각의 경성영역(R)은 제1연결배선(148a) 및 제2연결배선(148b)에 의해 제1배선(149a) 및 제2배선(149b)에 연결된다. 따라서, x-방향을 따라 배치되는 복수의 경성영역(R)은 제1연결배선(148a) 및 제1배선(149a)에 의해 전기적으로 접속되며, y-방향을 따라 배치되는 복수의 경성영역(R)은 제2연결배선(148b) 및 제2배선(149b)에 의해 전기적으로 접속된다.
상기 유기전계발광 표시장치(101)가 x-방향을 따라 휘거나 신장되는 경우, 제1배선(149a)이 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성되거나 굴곡진 형상으로 구성되며, 제2배선(149b)은 금속으로 직선형상으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 유기전계발광 표시장치(101)가 y-방향을 따라 휘거나 신장되는 경우, 제2배선(149b)이 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성되거나 굴곡진 형상으로 구성되며, 제1배선(149a)은 금속으로 직선형상으로 구성될 수 있다.
물론, 상기 유기전계발광 표시장치(101)의 휘어지는 방향과 신장되는 방향과 무관하게 상기 제1배선(149a) 및 제2배선(149b)이 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성되거나 굴곡진 형상으로 구성될 수 있다.
상기 제1배선(149a) 및/또는 제2배선(149b)이 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성되거나 굴곡진 형상으로 구성되는데 반해, 제1연결배선(148a) 및 제2연결배선(148b)은 금속으로 구성되어 직선형상으로 형성될 수 있다.
상기 유기전계발광 표시장치(101)가 휘어지거나 신장될 때, 외력에 의한 응력은 제1배선(149a) 및/또는 제2배선(149b)에 인가되며, 제1연결배선(148a) 및 제2연결배선(148b)에는 인가되지 않으므로, 상기 제1배선(149a) 및 제2배선(149b)을 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성되거나 굴곡진 형상으로 구성하면 제1연결배선(148a) 및 제2연결배선(148b)은 금속으로 구성하여도 경성영역(R) 사이의 단선을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치(101)의 제조방법을 설명한다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(101)의 제조방법을 나타내는 도면이다.
우선, 도 10a에 도시된 바와 같이, 경성영역(R) 및 연성영역(S)을 포함하는 지지기판(190)을 준비한 후, 그 위에 나노입자가 함유된 폴리우레탄, PVF(Polyvinyl Fluoride), PE(Polyethylene), 에폭시수지, PS(Polystyrene), 나노탄소섬유, 나일론(Nylon), PMMA(Poly MethylMethacrylate)와 같이 약 1GPa 이상의 탄성계수를 가진 고탄성물을 적층하여 충격전달층(120a)을 형성한다. 그 후, 상기 충격전달층(120a) 위에 폴리이미드 등의 물질을 적층하고 소성하여 연성기판(122a)을 형성한다.
이어서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 연성기판(122a) 위의 경성영역(R)에 반도체층(123)을 형성한다. 또한, 반도체층(123)의 양측면에 불순물을 도핑하여 도핑층을 형성한다.
그 후, 상기 연성기판(122a) 전체에 걸쳐 단일층 또는 복수의 층으로 구성된 게이트절연층(116)을 형성한 후, 상기 경성영역(R)의 게이트절연층(116) 위에 단일층 또는 복수의 층으로 이루어진 게이트전극(142)을 형성한다.
그 후, 경성영역(R)에 층간절연층(124)을 형성한 후, 그 위에 컨택홀을 통해 상기 반도체층(123)과 오믹컨택하는 소스전극(144) 및 드레인전극(145)을 형성한다. 이때, 상기 소스전극(144) 및 드레인전극(145)의 형성시 연결전극(146)을 형성할 수 있다.
이어서, 연성기판(122a) 전체에 걸쳐 포토아크릴과 같은 유기절연물질을 적층하여 식각하여 경성영역(R)에 보호층(126)을 형성한다. 이어서, 상기 경성영역(R)에 박막트랜지스터의 드레인전극(145)과 접속되는 제1전극(132)을 형성하고, 화소와 화소 사이에 뱅크층(138)을 형성한다.
그 후, 경성영역(R)의 제1전극(134) 위에 유기발광층(134) 및 제2전극(136)을 형성한다.
한편, 상기 보호층(126) 및 뱅크층(138)의 식각시 상기 보호층(126) 및 뱅크층(138)에는 연결전극(146)이 노출되는 컨택홀(138a)을 형성한다.
그 후, 경성영역(R)에 제1봉지층(152)을 형성한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아크릴레이트 등의 유기물질 또는 이들의 혼합물질을 적층하고 식각하여 경성영역(R)의 유기발광소자 상부의 제1봉지층(152) 위에 아일랜드형상의 제2봉지층(154)을 형성한다. 이어서 제2봉지층(154) 위에 제3봉지층(156)을 형성한다.
이어서, 도 10c에 도시된 바와 같이, 연성영역(S)의 충격전달층(120a) 및 연성기판(122a)을 에칭하여 경성영역(R)에만 충격전달층(120) 및 연성기판(122)을 형성한다. 그 후, 금속, 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자를 적층하고 식각하여 연성영역(S)의 지지기판(190) 위에 연결배선(148)을 형성하고 해당 연성영역(S)과 인접하는 복수의 경성영역(R)의 구성물의 측면에 연결패턴(147)을 형성하여, 상기 연결배선(148)에 의해 이격된 경성영역(R)의 연결전극(146)을 전기적으로 접속한다.
그후, 도 10d에 도시된 바와 같이, 경성영역(R)과 연성영역(S) 전체에 걸쳐 PDMS(polydimethylsiloxane)과 같은 연성이 좋은 절연물질을 적층하여 연성물질층(160)을 형성한다. 이때, 상기 연성물질층(160)은 경성영역(R)과 연성영역(S) 전체에 걸쳐 일체로 형성할 수도 있고 별개로 형성할 수도 있지만, 상기 연성물질층(160)은 경성영역(R)과 연성영역(S)에서 편평한 평면을 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 지지기판(190)을 분리한다.
그 후, 도 10e에 도시된 바와 같이, 지지기판(190)이 분리된 하면, 즉 경성영역(R)의 충격전달층(120)과 연성영역(S)의 연결배선(148)의 하면에 polyurethane계, PDMS계, Fluoro계열의 중합체로 이루어진 제1접착층(172)을 도포한 후, PDMS로 이루어진 절연물질을 도포하여 베이스기판(110)을 부착한다.
이어서, 상면, 즉 경성영역(R) 및 연성영역(S)의 연성물질층(160)의 상면에 polyurethane계, PDMS계, Fluoro계열의 중합체로 이루어진 제2접착층(174)을 도포한 후, 커버윈도우, 터치패널, 3D용 배리어패널, 시야각 조절 필름 등의 기능성 기판(180)을 부착하여, 유기전계발광 표시장치(101)를 완성한다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(201)의 구조를 나타내는 단면도이다. 이 실시예의 표시장치(201)는 제1실시예의 표시장치와는 연결배선과 연성물질층의 구조만이 다를 뿐 다른 구조는 동일하므로, 이들 다른 구조에 대해서만 자세히 설명하고 동일한 구조에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(201)는 경성영역(R)과 연성영역(S)을 포함하며, 경성영역(R)에는 박막트랜지스터, 유기발광소자(D), 봉지층(252,254,256)이 형성되며, 연성영역(S)에는 연성물질층(260a,260b) 및 연결배선(248a,248b)이 형성된다.
도 6에 도시된 제1실시예에서는 연성물질층(260) 및 연결배선(248)이 하나만 형성되지만, 이 실시예에서는 복수의 연성물질층(260) 및 연결배선(248)이 형성된다. 즉, 제1연결배선(248a)이 연성영역(S)에서 제1접착층(272)에 의해 베이스기판(110)에 부착되고, 그 위에 제1연성물질층(260a)이 형성된다. 또한, 상기 제1연성물질층(260a) 위에는 제2연결배선(248b)이 형성되고 그 위에 제2연성물질층(260b)이 형성된다.
도면에서는 각각 2층의 연성물질층(260a,260b) 및 연결배선(248a,248b)이 형성되지만, 이 실시예의 유기전계발광 표시장치(201)가 이에 한정되는 것이 아니라 3층 이상의 연성물질층 및 연결배선이 형성될 수 있을 것이다.
경성영역(R)의 구조물, 예를 들어 충격전달층(220), 연성기판(222), 게이트절연층(216), 층간절연층(224), 보호층(226) 및 뱅크층(238)의 측면에는 연결패턴(247)이 형성되어 상기 연결배선(248a,248b)을 연결전극(246)과 전기적으로 접속시켜, 연성영역(S)을 사이에 두고 이격된 경성영역(R)을 전기적으로 접속시킨다.
이와 같이, 이 실시예에서는 연결배선(248a,248b)을 복수의 배선으로 형성함으로써 유기전계발광 표시장치(201)가 휘어지거나 신장될 때 하나의 연결배선이 단선되는 경우에도 다른 연결배선에 의해 이격된 경성영역(R)들이 연결되므로, 유기전계발광 표시장치(201)가 불량으로 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 연결배선(248a,248b)중 유기전계발광 표시장치(201)의 휘는 방향 또는 신장되는 방향의 연성영역(S)에 형성된 연결배선은 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성이 좋은 물질로 구성될 수 있으며, 금속으로 구성되어 아코디언형상으로 굴곡부를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상하로 배치되는 2개의 연결배선(248a,248b) 모두가 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성이 좋은 물질로 구성되거나 금속으로 구성되어 아코디언형상으로 굴곡부를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 하나의 연결배선, 예를 들어 제1연결배선(248a)은 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성이 좋은 물질로 구성되고 다른 하나의 연결배선, 예를 들면 제2연결배선(248b)은 금속으로 구성되어 아코디언형상으로 굴곡부를 갖도록 형성될 수 있다.
한편, 도면에서는 복수의 연결배선(248a,248b)이 하나의 연결패턴(247)과 전기적으로 연결되지만, 연결배선(248a,248b)과 동일한 개수의 연결패턴(247)을 형성하고 복수의 연결배선(248a,248b)을 대응하는 연결패턴(247)에 연결할 수 있다. 그러나, 상기 연결패턴(247)의 형성된 영역은 휘어지거나 신장될 때 스트레스가 인가되지 않으므로, 휘어짐이나 신장에 의해 연결패턴(247)이 단선될 확률이 아주 낮다. 따라서, 연결패턴(247)을 하나만 형성해도 단선없이 이격된 경성영역(R)을 충분히 연결할 수 있을 것이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(301)를 나타내는 도면이다. 이때, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 이 구조의 유기전계발광 표시장치(301)는 경성영역(R)과 연성영역(S)을 포함하며, 경성영역(R)에는 박막트랜지스터, 유기발광소자(D), 봉지층(352,354,356)이 형성되며, 연성영역(S)에는 연성물질층(360) 및 연결배선(348)이 형성된다.
도 6에 도시된 제1실시예에서는 제1봉지층(152) 및 제3봉지층(156)은 경성영역(R) 전체에 걸쳐 형성되고 제2봉지층(154)은 유기발광소자(D) 상부에만 아일랜드형상으로 형성되고 외곽영역에는 제1봉지층(152) 및 제3봉지층(156)이 형성되어 제2봉지층(154)의 외곽을 밀봉한다.
반면에, 이 실시예의 유기전계발광 표시장치(301)에서는 무기물질로 이루어진 제1봉지층(352), 제2봉지층(354) 및 제3봉지층(356)이 경성영역(R) 전체에 걸쳐 형성되므로, 3층의 봉지층(352,354,356)에 의해 경성영역(R) 전체를 봉지하여 외부로부터 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 이 실시예의 유기전계발광 표시장치(301)에서도 연성물질층(360) 및 연결배선(348)이 복수의 층으로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(401)의 구조를 나타내는 도면이다. 이때, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 유기전계발광 표시장치(401)는 경성영역(R)과 연성영역(S)을 포함하며, 경성영역(R)에는 박막트랜지스터, 유기발광소자(D), 봉지층(452,454,456)이 형성되며, 연성영역(S)에는 연성물질층(460) 및 연결배선(448)이 형성된다.
이 실시예의 유기전계발광 표시장치(401)에서는 경성영역(R)의 박막트랜지스터의 하부에 하부보호금속(Bottom Shield Metal;413))이 배치되어, 외부로부터 유입되는 광을 차단함으로써 상기 구동박막트랜지스터 및 스위칭 박막트랜지스터의 소자특성, 예를 들어 문턱 전압이 변동되는 것을 방지한다.
또한, 상기 하부보호금속(413)은 플렉서블 또는 스트레쳐블 유기전계발광 표시장치(401)의 제조공정 중에서 지지기판을 분리하는 과정(도 10g 참조)에서 박막트랜지스터가 물리적으로 데미지를 받는 것을 방지하는 기능을 수행할 수도 있다.
상기 하부보호금속(413)은 외부로부터 입력되는 광을 차단할 수 있다면, 어떠한 금속으로도 형성될 수 있다. 도면에서는 상기 하부보호금속(413)이 단일층으로 구성되지만, 복수의 층으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 하부보호금속(413)은 연성기판(422) 위에 형성된 버퍼층(411) 위에 배치된다. 상기 버퍼층(411)은 단일층으로 구성될 수 있다. 상기 버퍼층(411)은 유기전계발광 표시장치(401)에 배치되어 하부로부터 유기전계발광 표시장치(401) 내부로 침투하는 수분을 차단하므로, 효과적인 수분 침투의 차단을 위해서는 상기 버퍼층(411)을 다수의 층으로 구성으로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 버퍼층(411)은 레진과 같은 유기물질 또는 Al2O3나 SiO2와 같은 무기물질로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 하부보호금속(413)이 형성된 버퍼층(411) 위에는 액티브버퍼층(414)이 형성된다. 상기 액티브버퍼층(414)은 하부로부터 유입되는 수분이나 불순물 등을 차단하여 박막트랜지스터의 반도체층(423)을 보호하기 위한 것으로, 비정실실리콘 등으로 구성될 수 있다.
도면에서는 하부보호금속(413)이 각각 하나의 층으로 구성되지만, 상기 하부보호금속(413)이 액티브버퍼층(414)을 사이에 둔 복수의 층으로 구성될 수 있다. 즉, 버퍼층(411) 위에 제1하부보호금속이 배치되고 그 위에 액티브버퍼층(414)이 형성되고 그 위에 다시 제2하부보호금속이 배치될 수 있다. 또한, 이러한 하부보호금속은 3층 이상으로 구성될 수도 있다.
또한, 유기발광소자(D)를 봉지하는 봉지층은 무기물질로 이루어져 경성영역(R) 전체에 걸쳐 형성된 제1봉지층(452), 유기물질로 이루어져 유기발광소자(D) 상부의 제1봉지층(452) 위에 아일랜드형상으로 배치된 제2봉지층(454)), 무기물질로 이루어져 상기 제2봉지층(454) 위의 경성영역(R) 전체에 걸쳐 형성된 제3봉지층(456)으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 봉지층은 무기물질로 이루어져 경성영역(R) 전체에 걸쳐 차례로 적층된 제1봉지층(452), 제2봉지층(454) 및 제3봉지층(456)으로 구성될 수 있다.
그리고, 도면에서는 상기 연결배선(448) 및 연성물질층(460)이 하나의 배선 및 층으로 도시되어 있지만, 상기 연결배선(448) 및 연성물질층(460)을 복수의 배선 및 층으로 형성할 수도 있을 것이다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
110,210,310,410 : 베이스기판 120,220,320,420 : 충격전달층
122,222,322,422 : 연성기판 132,232,332,432 : 제1전극
134,234,334,434 : 유기발광층 136,236,336,436 : 제2전극
146,246,346,446 : 연결전극 148,248,348,448 : 연결배선
160,260,360,460 : 연성물질층
172,174,272,274,372,374,472,474 : 접착층
180,280,380,480 : 기능성 패널

Claims (20)

  1. 복수의 경성영역 및 외부의 충격에 의해 휘어지거나 신장되는 복수의 연성영역을 포함하는 베이스기판;
    상기 베이스기판의 경성영역에 형성되어 외부의 충격을 연성영역으로 전달하는 충격전달층;
    상기 충격전달층 위에 배치된 박막트랜지스터;
    상기 충격전달층 위에 배치된 유기발광소자; 및
    상기 연성영역에 형성된 적어도 일층의 연성물질층으로 구성된 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연성물질층은 경성영역에 더 형성되어, 연성영역 및 경성영역의 연성물질층의 편평한 표면을 형성하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연성영역에 형성되어 서로 이격된 경성영역을 전기적으로 연결하는 적어도 일층의 연결배선을 더 포함하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연결배선은 금속나노와이어, 금속나노입자 및 도전성고분자로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 구성된 표시장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 연결배선은 굴곡부를 포함하여 휘어지거나 신장될 때 상기 연결배선의 굴곡부가 직선형상으로 되는 표시장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 경성영역에 형성된 연결전극; 및
    상기 경성영역의 구조물 측면에 형성되어 상기 연결전극과 상기 연결배선을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결패턴을 더 포함하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 충격전달층은 나노입자가 함유된 폴리우레탄, PVF(Polyvinyl Fluoride), PE(Polyethylene), 에폭시수지, PS(Polystyrene), 나노탄소섬유, 나일론(Nylon), PMMA(Poly MethylMethacrylate)로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 구성된 표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 연성물질층은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 구성된 표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 경성영역을 봉지하는 봉지층을 더 포함하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 봉지층은,
    무기물질로 구성되어, 상기 경성영역 전체에 걸쳐 형성된 제1봉지층;
    유기물질로 구성되어, 상기 유기발광소자 상부의 제2봉지층 위에 아일랜드 형상으로 형성된 제2봉지층; 및
    무기물질로 구성되어, 상기 제2봉지층 상부에 상기 경성영역 전체에 걸쳐 형성된 제3봉지층으로 이루어진 표시장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 봉지층은 무기물질로 이루어져, 상기 경성영역 전체에 걸쳐 차례로 적층된 제1봉지층, 제2봉지층 및 제3봉지층으로 이루어진 표시장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 연성물질층의 상면에 부착된 기능성 기판을 더 포함하는 표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스기판 위에 형성된 적어도 일층의 버퍼층;
    상기 박막트랜지스터 하부의 버퍼층 위에 배치된 적어도 일층의 하부보호금속; 및
    상기 버퍼층 위에 배치되어 하부보호금속을 덮는 적어도 일층의 액티브버퍼층을 더 포함하는 표시장치.
  14. 복수의 경성영역이 형성된 제1영역 및 복수의 경성영역과 연성영역이 형성된 제2영역;
    각각의 경성영역에 배치된 적어도 하나의 화소;
    상기 연성영역에 배치되어 이격된 경성영역을 전기적으로 연결하는 적어도 일층의 연결배선으로 구성되며,
    상기 제2영역의 연성영역은 외력이 인가됨에 따라 휘어지거나 신장되는 표시장치.
  15. 제14항에서 있어서,
    상기 화소에 형성된 박막트랜지스터 및 유기발광층;
    상기 경성영역에 형성되어 인가되는 외력을 연성영역으로 전달하는 충격전달층;
    상기 연성영역에 형성되어 외력에 의해 휘어지거나 신장되는 연성물질층을 더 포함하는 표시장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제2영역은 휨영역, 폴딩영역, 신장영역인 표시장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 연성영역대 경성영역의 면적비가 증가할수록 휘어짐의 곡률이 증가하는 표시장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 연성영역대 경성영역의 면적비가 증가할수록 인장률이 증가하는 표시장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 충격전달층은 나노입자가 함유된 폴리우레탄, PVF(Polyvinyl Fluoride), PE(Polyethylene), 에폭시수지, PS(Polystyrene), 나노탄소섬유, 나일론(Nylon), PMMA(Poly MethylMethacrylate)로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 구성된 표시장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 연성물질층은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 구성된 표시장치.
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