KR20210074061A - 플렉서블 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 플렉서블 표시장치를 개시한다. 상기 플렉서블 표시장치는, 제1 면에 발광 소자가 배치된 제1 영역; 상기 제1 영역의 일 측으로부터 연장된 굴곡 영역; 및 상기 굴곡 영역의 일 측으로부터 연장되고, 상기 제1 영역과 대향하는 제2 영역을 포함하는 베이스 층; 상기 베이스 층의 제1 면의 반대 편인 제2 면에 부착된 금속성 지지 층; 상기 제2 영역에 부착된 회로 기판; 상기 회로 기판의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비된 부착 검사 구조물을 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 표시장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 유기 발광 소자의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광 표시장치 등이 각광받고 있다.
유기발광 소자는 전극 사이의 얇은 발광 층을 이용한 자발광 소자로 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 일반적인 유기발광 표시장치는 기판에 화소 구동 회로와 유기발광 소자가 형성된 구조를 갖고, 유기발광 소자에서 방출된 빛이 기판 또는 배리어 층을 통과하면서 화상을 표시하게 된다.
유기발광 표시장치는 별도의 광원장치 없이 구현되기 때문에, 플렉서블(flexible) 표시장치로 구현되기에 용이하다. 이때, 플라스틱, 박막 금속(metal foil) 등의 플렉서블 재료가 유기발광 표시장치의 기판으로 사용될 수 있다.
최근 플렉서블 표시장치의 기구적 견고성을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 여러가지 새로운 굽힘(bending), 접힘(folding) 구조가 개발/적용되고 있는 추세이며, 새로운 구조에 맞추어 표시 성능 및 제조 공정을 개선하려는 노력이 지속되고 있다.
본 명세서는 플렉서블 표시장치에 적용되는 기판 지지 구조 및 기판 부착 검사 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따라 플렉서블 표시장치가 제공된다. 상기 플렉서블 표시장치는, 제1 면에 발광 소자가 배치된 제1 영역; 상기 제1 영역의 일 측으로부터 연장된 굴곡 영역; 및 상기 굴곡 영역의 일 측으로부터 연장되고, 상기 제1 영역과 대향하는 제2 영역을 포함하는 베이스 층; 상기 베이스 층의 제1 면의 반대 편인 제2 면에 부착된 금속성 지지 층; 상기 제2 영역에 부착된 회로 기판; 상기 회로 기판의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비된 부착 검사 구조물을 포함할 수 있다.
상기 금속성 지지 층은, 상기 제1 영역에 대응되는 베이스 층의 제2 면에 부착된 제1 금속성 지지 층 및 상기 제2 영역에 대응되는 베이스 층의 제2 면에 부착된 제2 금속성 지지 층을 포함하고, 상기 금속성 지지 층은 상기 굴곡 영역에는 부착되지 않을 수 있다. 상기 금속성 지지 층은, 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 금속성 지지 층과 상기 제2 금속성 지지 층 사이의 접착 층이 위치할 수 있다.
상기 베이스 층은 상기 제2 영역에 배치된 연결 패드들을 구비하고, 상기 회로 기판의 연결 전극들은 상기 연결 패드들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연결 패드들과 상기 연결 전극들은, 도전 부재를 함유한 도전성 접착제를 통해 서로 연결될 수 있으며, 상기 도전성 접착제는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film)일 수 있다.
상기 부착 검사 구조물은, 상기 연결 패드들 중 어느 하나에 연결된 제1 검사 라인 및 상기 제1 검사 라인 종단의 제1 측정 포인트를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1 검사 라인 및 상기 제1 측정 포인트는, 상기 연결 패드들 중 기 정의된 일부의 연결 패드에만 마련될 수 있다.
상기 부착 검사 구조물은, 상기 회로 기판의 연결 전극들 중 어느 하나에 연결된 제2 검사 라인 및 상기 제2 검사 라인 종단의 제2 측정 포인트를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 검사 라인 및 상기 제2 측정 포인트는, 상기 연결 전극들 중 기 정의된 일부의 연결 전극에만 마련될 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는 상기 제1 측정 포인트와 그에 대응된 제2 측정 포인트 사이에 계측기를 연결하여 상기 회로 기판의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예들은, 회로 기판의 부착 불량 문제가 개선된 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다. 더 구체적으로, 본 명세서의 실시예들은, 비전 검사가 어려운 구조에서도 회로 기판의 정상 부착 여부를 쉽게 판별할 수 있는 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 생산성이 향상될 수 있다. 본 명세서의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 플렉서블 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 포함되는 픽셀의 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 굴곡 부분을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 굴곡 부분을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 적용된 부착 검사 구조물을 나타낸 도면이다.
도 6a 및 6b는 도 5의 부착 검사 구조물을 설명하는 등가 회로이다.
본 명세서의 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 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 언급된 '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. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 플렉서블 표시장치를 나타내는 도면이다.
플렉서블(flexible) 표시장치는 가요성(flexibility)이 부여된 표시장치를 의미하는 것으로, 구부릴 수 있는(bendable) 표시장치, 말 수 있는(rollable) 표시장치, 깨지지 않는(unbreakable) 표시장치, 접을 수 있는(foldable) 표시장치 등과 유사한 의미로 사용될 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)는 적어도 하나의 표시 영역(Active Area, A/A)을 포함하고, 표시 영역에는 픽셀들의 어레이(Array)가 형성된다. 하나 이상의 비표시 영역(Inactive Area, I/A)이 표시 영역의 주위에 배치될 수 있다. 예를 들면, 비표시 영역은, 표시 영역의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다.
비표시 영역은 사각형 형태의 표시 영역을 둘러싸고 있다. 그러나, 표시 영역의 형태 및 표시 영역에 인접한 비표시 영역의 형태/배치는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다.
표시 영역 및 비표시 영역은, 플렉서블 표시장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 표시 영역의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
표시 영역 내의 각 픽셀은 픽셀 회로와 연관될 수 있다. 픽셀 회로는, 백플레인(Backplane) 상의 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 각 픽셀 회로는, 비표시 영역에 위치한 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버와 같은 하나 이상의 구동 회로와 통신하기 위해, 게이트 라인 및 데이터 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
구동부(112)는, 비표시 영역에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)로 구현될 수 있다. 이러한 구동부(112)는 GIP(Gate-In-Panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)와 같은 몇몇 부품들은, 인쇄회로기판에 탑재 될 수 있다. FPCB(Flexible Printed Circuit Board), COF(Chip On Film), TCP(Tape-Carrier-Package) 등과 같은 회로필름을 이용하여 비표시 영역에 배치된 연결 인터페이스, 예를 들면, 패드, 범프, 핀 등과 결합될 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시 영역내의 픽셀을 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들을 포함할 수 있다. 픽셀을 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전(Electrostatic Discharge: ESD)회로 등을 포함할 수 있다. 플렉서블 표시장치(100)는 픽셀 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 표시장치(100)는 터치 감지 기능, 사용자 인증 기능(예: 지문 인식), 멀티 레벨 압력 감지 기능, 촉각 피드백(Tactile Feedback) 기능 등을 제공하는 부가 요소들을 포함할 수 있다. 위에 언급한 부가 요소들은 비표시 영역 및/또는 연결인터페이스와 연결된 외부 회로에 위치할 수 있다.
플렉서블 기판(110)은 굽힘/접힘이 가능하도록 플렉서빌리티(Flexibility)를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판(110)은 폴리이미드(Polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate; PEN), 폴리에틸렌 테라프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 등과 같은 고분자로 이루어진 박막 플라스틱 필름으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 플렉서블 기판(110)은 수평방향, 수직방향 또는 대각선 방향으로 굽혀질 수 있다. 따라서, 플렉서블 기판(110)은 플렉서블 표시장치(100)에 요구되는 디자인에 기초하여, 수직, 수평 및 대각선 방향의 조합으로 굽혀질 수 있다.
플렉서블 기판(110)은 제1 영역(101)과 제1 영역(101)의 일 측면으로부터 연장된 굴곡 영역(102) 및 굴곡 영역(102)의 일 측면으로부터 연장된 제2 영역(103)을 포함한다. 제1 영역은 표시 영역(Active Area, A/A)을 포함하는 영역으로 정의될 수 있고, 제2 영역은 굴곡 영역이 접히면 제1 영역(101)의 반대 편에 위치하는 영역으로 정의될 수 있다. 제1 영역(101)과 제2 영역(103)은 실질적으로 평평한 영역일 수 있다.
플렉서블 기판(110)은 일부분이 굽혀질 수 있으며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 하단부가 굽혀질 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 기판(110)은 굴곡 영역(102)가 접혀서 제2 영역(103)이 제1 영역(101) 뒤로 보내질 수 있다.
플렉서블 기판(110)의 제2 영역의 비표시 영역에는 패드부(114) 또는 유사한 인터페이스(interface)가 배치된다. 패드부(114)는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)의 비표시 영역에 배치된다. 패드부(114)는 FPCB 등과 같은 회로필름과 접속되며, 회로필름과 배선(118)을 서로 연결시키는 접촉 단자일 수 있다.
표시 영역 내에는 유기발광 소자와 연결된 박막 트랜지스터가 배치된다. 박막 트랜지스터는 비표시 영역에 위치한 구동부(112)와 연관되어 동작하며, 유기발광 소자에 제공되는 구동 전류량을 제어한다.
구동부(112)는 플렉서블 기판(110)의 비표시 영역에 배치되며, 박막 트랜지스터에 구동 신호를 제공한다. 예를 들어, 구동부(112)는 박막 트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부일 수 있다. 구동부(112)는 다양한 게이트 구동 회로들을 포함하며, 게이트 구동 회로들은 플렉서블 기판(110) 상에 직접 형성될 수 있다. 이 경우, 구동부(112)는 GIP(Gate-In-Panel)로 지칭될 수 있다.
박막 트랜지스터에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부는, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 탑재되어 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등과 같은 회로필름을 통해 플렉서블 기판(110)과 연결되거나, COF와 같은 방식으로 플렉서블 기판(110)의 패드부(114)에 직접 배치될 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 포함되는 픽셀의 단면도이다.
이하에서는 플렉서블 표시장치의 일 예로 유기발광 표시장치를 설명한다. 유기발광 표시장치(200)는 베이스 층(210), 박막 트랜지스터(220), 유기발광 소자(240) 및 봉지부(260)를 포함할 수 있다. 베이스 층(210)은, 상부에 배치되는 유기발광 표시장치(200)의 구성요소들을 지지 및 보호하는 역할을 하며, 플렉서블(Flexible) 특성을 가지는 연성의 물질로 이루어진 플렉서블 기판일 수 있다.
버퍼 층이 베이스 층(210) 상에 배치될 수 있다. 버퍼 층은 베이스 층(210)을 통한 수분이나 다른 불순물의 침투를 막으며, 베이스 층(210)의 표면을 평탄화할 수 있다. 때로는 베이스 층(210)의 종류나 박막 트랜지스터(220)의 종류에 따라 버퍼 층이 배치되지 않을 수도 있다.
박막 트랜지스터(220)는 게이트 전극(222), 소스 전극(224), 드레인 전극(226) 및 반도체 층(228)을 포함한다. 반도체 층(228)은 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 또는 다결정 실리콘(Polycrystalline Silicon)로 구성될 수 있다. 다결정 실리콘은, 비정질 실리콘보다 우수한 이동도(Mobility)를 가져서 에너지 소비 전력이 낮고 신뢰성이 우수하다. 최근에는 산화물(Oxide) 반도체가 이동도와 균일도가 우수하여 각광받고 있다. 반도체 층(228)은 p형 또는 n형의 불순물을 포함하는 소스 영역(Source Region), 드레인 영역(Drain Region) 및 소스 영역 및 드레인 영역 사이의 채널(Channel)을 포함할 수 있고, 채널과 인접한 소스 영역 및 드레인 영역 사이에는 저농도 도핑 영역을 포함할 수 있다.
게이트 절연 층(231)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일 층 또는 다중 층으로 구성된 절연막이며, 반도체 층(228)에 흐르는 전류가 게이트 전극(222)으로 흘러가지 않도록 마련된다.
게이트 전극(222)은 게이트 라인을 통해 외부에서 전달되는 전기 신호에 기초하여 박막 트랜지스터(220)를 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)하는 스위치 역할을 하며, 도전성 금속인 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 네오디뮴(Nd) 등이나 이들의 합금으로 단일 층 또는 다중 층으로 구성될 수 있다. 소스 전극(224) 및 드레인 전극(226)은 데이터 라인과 연결되며 외부에서 전달되는 전기 신호가 박막 트랜지스터(220)에서 유기발광 소자(240)로 전달되도록 한다. 소스 전극(224) 및 드레인 전극(226)은 도전성 금속인 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 네오디뮴(Nd) 등의 금속 재료나 이들의 합금으로 단일 층 또는 다중 층으로 구성될 수 있다.
게이트 전극(222)과 소스 전극(224) 및 드레인 전극(226)을 서로 절연시키기 위해서 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일 층이나 다중 층으로 구성된 층간 절연 층(233)이 게이트 전극(222)과 소스 전극(224) 및 드레인 전극(226) 사이에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(220) 상에는 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx)과 같은 무기 절연막으로 구성된 보호 층(235)이 위치할 수 있다. 보호 층(235)은 박막 트랜지스터(220)의 구성 요소들 사이의 불필요한 전기적 연결을 막고 외부로부터의 오염이나 손상 등을 막을 수 있다. 보호 층(235)은 박막 트랜지스터(220) 및 유기발광 소자(240)의 구성 및 특성에 따라서 생략될 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 다양한 박막 트랜지스터 중에서 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, 스위칭 박막 트랜지스터, 커패시터 등도 유기발광 표시장치에 포함될 수 있다. 스위칭 박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터 신호가 인가되면, 데이터 라인으로부터의 신호를 구동 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 전달한다. 구동 박막 트랜지스터는 스위칭 박막 트랜지스터로부터 전달받은 신호에 의해 전원 배선을 통해 전달되는 전류를 애노드로 전달하며, 애노드로 전달되는 전류에 의해 발광이 제어된다.
평탄화 층(237)이 박막 트랜지스터(220) 상에 배치된다. 평탄화 층(237)은 박막 트랜지스터(220)를 보호하고 박막 트랜지스터(220)로 인해서 발생되는 단차를 완화시키며, 박막 트랜지스터(220)와 게이트 라인 및 데이터 라인, 유기발광 소자(240) 사이에 발생되는 기생 정전 용량(Parasitic-Capacitance)을 감소시킨다. 평탄화 층(237)은 아크릴계 수지 (Acrylic Resin), 에폭시 수지 (Epoxy Resin), 페놀 수지 (Phenolic Resin), 폴리아미드계 수지 (Polyamides Resin), 폴리이미드계 수지 (Polyimides Resin), 불포화 폴리에스테르계 수지 (Unsaturated Polyesters Resin), 폴리페닐렌계 수지 (Polyphenylene Resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지 (Polyphenylenesulfides Resin), 및 벤조사이클로부텐 (Benzocyclobutene) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
유기발광 소자(240)는 평탄화 층(237) 상에 배치된다. 유기발광 소자(240)는 애노드(242), 발광부(244) 및 캐소드(246)를 포함한다. 애노드(242)는 평탄화 층(237) 상에 배치될 수 있다. 애노드(242)는 발광부(244)에 정공을 공급하는 역할을 하는 전극으로, 평탄화 층(237)에 있는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 애노드(242)는 투명 도전성 물질인 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide, IZO) 등으로 구성될 수 있다. 유기발광 표시장치(200)가 상부로 광을 발광하는 방식(Top Emission)일 경우, 발광된 광이 더 원활하게 캐소드(246)가 배치된 상부 방향으로 방출될 수 있도록, 애노드는 반사 층을 더 포함할 수 있다. 애노드(242)는 투명 도전성 물질로 구성된 투명 도전 층과 반사 층이 차례로 적층된 2층 구조이거나, 투명 도전 층, 반사 층 및 투명 도전 층이 차례로 적층된 3층 구조일 수 있으며, 반사 층은 은(Ag) 또는 은을 포함하는 합금일 수 있다.
뱅크(250)는 애노드(242) 및 평탄화 층(237) 상에 배치되고, 실제로 광을 발광하는 영역을 정의할 수 있다. 뱅크(250)는 애노드(242) 상에 포토 레지스트(Photoresist)를 형성한 후에 사진 식각 공정(Photolithography)에 의해 형성된다. 포토 레지스트는 광의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화되는 감광성 수지를 말하며, 포토 레지스트를 노광 및 현상하여 특정 패턴이 얻어질 수 있다.
유기발광 소자(240)의 발광부(244)를 형성하기 위해서 증착 마스크인 FMM(Fine Metal Mask)을 사용될 수 있다. 이때, 뱅크(250) 상에 배치되는 증착 마스크와 접촉하여 발생될 수 있는 손상을 방지하고, 뱅크(250)와 증착 마스크 사이에 일정한 거리를 유지하기 위해서, 뱅크(250) 상부에 투명 유기물인 폴리이미드, 포토아크릴 및 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 하나로 구성되는 스페이서(Spacer; 252)가 배치될 수도 있다.
애노드(242)와 캐소드(246) 사이에는 발광부(244)가 배치된다. 발광부(244)는 광을 발광하는 역할을 하며, 정공주입 층(Hole Injection Layer; HIL), 정공수송 층(Hole Transport Layer; HTL), 발광 층(emission layer; EML), 전자수송 층(Electron Transport Layer; ETL) 및 전자주입 층(Electron Injection Layer; EIL) 중 적어도 하나의 층을 포함할 수 있고, 유기발광 표시장치(200)의 구조나 특성에 따라 발광부(244)의 일부 구성요소는 생략될 수도 있다.
캐소드(246)는 발광부(244) 상에 배치되어, 발광부(244)로 전자를 공급하는 역할을 한다. 캐소드(246)는 전자를 공급하여야 하므로 일함수가 낮은 도전성 물질인 마그네슘(Mg), 은-마그네슘(Ag:Mg) 등과 같은 금속 물질로 구성될 수 있다. 유기발광 표시장치(200)가 상부 발광 방식의 경우, 캐소드(246)는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide, ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide, ZnO) 및 주석 산화물(Tin Oxide, TiO) 계열의 투명 도전성 산화물일 수 있다.
유기발광 소자(240) 상에는 외부에서 유입되는 수분, 산소 또는 불순물들로 인한 산화 또는 손상을 방지하기 위한 봉지부(260)가 배치될 수 있다. 봉지부(260)는 복수의 봉지 층, 이물보상 층 및 복수의 베리어 필름(Barrier Film)이 적층되어 형성될 수 있다. 봉지 층은 유기발광 소자(240)의 상부 전면에 배치되며, 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 알루미늄(AlyOz) 중 하나로 구성될 수 있다. 봉지 층 상에 배치되는 이물보상 층 상에는 봉지 층이 추가로 더 적층되어 배치될 수 있다. 이물보상 층은 봉지 층 상에 배치되며, 유기물인 실리콘옥시카본(SiOCz), 아크릴(Acryl) 또는 에폭시(Epoxy) 계열의 레진(Resin)이 사용될 수 있다. 이물보상 층은, 공정 중에 발생될 수 있는 이물이나 파티클(Particle)에 의해서 발생된 크랙(Crack)에 의해 불량이 발생할 때, 이러한 굴곡 및 이물을 덮으면서 보상한다.
베리어 필름이 봉지 층 및 이물보상 층 상에 배치되어 외부에서의 산소 및 수분의 침투를 더욱 지연시킬 수 있다. 베리어 필름은 투광성 및 양면 접착성을 띠는 필름 형태로 구성되며, 올레핀(Olefin) 계열, 아크릴(Acrylic) 계열 및 실리콘(Silicon) 계열 중 어느 하나의 절연 재료로 구성될 수 있다. 또는 COP(Copolyester Thermoplastic Elastomer), COC(Cycoolefin Copolymer) 및 PC(Polycarbonate) 중 어느 하나의 재료로 구성된 베리어 필름이 더 사용될 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 굴곡 부분을 나타낸 단면도이다.
플렉서블 표시장치(300)는 제1 영역(301); 제1 영역(301)의 일 측으로부터 연장된 굴곡 영역(302); 굴곡 영역(302)의 일 측으로부터 연장된 제2 영역(303)을 포함할 수 있다. 제1 영역(301)은 표시영역(A/A)을 포함하는 영역으로 정의될 수 있고, 제2 영역(303)은 굴곡 영역(302)과 연결되며 제1 영역(301)에 대향하는 영역으로 정의될 수 있다. 제2 영역(303)은 전체가 비표시영역(I/A)일 수 있다. 굴곡 영역(302)은, 굴곡 축에 대한 각 및 반지름을 갖고 표시 영역의 후면으로 구부러질 수 있다. 제2 영역(303)에는 회로 기판(388)이 연결될 수 있다. 상기 회로 기판(388)에는 데이터 드라이버, 터치 드라이버 등이 실장될 수 있다.
플렉서블 표시장치(300)의 강도 및/또는 견고성을 증가시키기 위해, 베이스 층(310)의 하부에 지지 층(320A, 320B)이 위치할 수 있다. 상기 지지 층 중 제1 지지 층(320A)은 제1 영역(301)의 베이스 층(310)에 부착되고, 제2 지지 층(320B)는 제2 영역(303)의 베이스 층(310)에 부착될 수 있다. 지지 층(320A, 320B)은 더 큰 유연성이 필요한 굴곡 영역(302)에는 제공되지 않을 수 있다. 베이스 층(310)이 지지 층(320A, 320B) 보다 더 큰 탄성을 갖는 경우에, 지지 층(320A, 320B)은 베이스 층(310)에서의 갈라짐 또는 다른 파손의 발생을 억제할 수 있다. 지지 층(320A, 320B)는 PET (Polyethylene terephthalate), COP (Cyclic Olefin Polymer), TAC (Triacetyl Cellulose) 등의 물질로 구성될 수 있다.
접착 층(340)이 제1 지지 층(320A)과 제2 지지 층(320B)의 사이에 위치할 수 있다. 접착 층(340)은 감압 접착제(Pressure-Sensitive Adhesive), 거품형 접착제(Foam-Type Adhesive), 액상 접착제(Liquid Adhesive), 광 경화 접착제(Light Cured Adhesive) 또는 다른 적합한 접착 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 접착 층(340)은 압축될 수 있는 물질로 형성되거나 완충재로 기능할 수 있다.
금속 판(330)이 제1 지지 층(320A)의 아래에 더 구비될 수 있다. 금속 판(330)은 플렉서블 표시장치(300)의 기구적 견고성을 더 증가시킨다. 이에 더하여, 금속 판(330)은 방열 기능 및 전자파 차폐 기능도 할 수 있다.
플렉서블 표시장치(300)의 몇몇 부분들, 예를 들어 부품들을 제조하는데 쓰이는 물질 또는 부품들 그 자체는, 제조 중에 외부 광에 노출될 수 있다. 이에 의해 원치 않는 상태 변화(예: TFT에서의 임계 전압 천이 등)가 나타날 수 있고, 이는 표시 불균일(예: Mura, Shadow Defects 등)을 야기할 수 있다. 이러한 문제를 최소화하기 위해, 베이스 층(310) 및/또는 지지 층(320A, 320B)은, 외부 광의 양을 줄일 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
유기발광 소자(354)는 표시 영역에 배치된다. 유기발광 소자는, 픽셀 회로 및 구동 회로, 외부의 다른 구동 회로에 의해 제어된다. 유기발광 소자(354)은 특정 색상(예: Red, Green, Blue)의 광을 방출하는 유기발광 층을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 유기발광 층은 백색 광, 예를 들면 여러 색상의 광의 조합을 방출할 수 있는 적층 구조를 가질 수 있다.
봉지 층(350)은 유기발광 소자(354)를 산소와 수분으로부터 보호하기 위해 마련된다. 봉지 층(350)은 공기와 습기의 침투를 감소시키기 위한 여러 물질 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 봉지 층(350)은 박형 필름 형상(예: 배리어 필름)으로 마련될 수 있다.
플렉서블 표시장치(300)는 표시 특성(예: 외부 광 반사, 색 정확도, 휘도 등)을 제어하기 위해 편광 층(360)을 포함할 수 있다. 그리고, 편광 층(360) 상에 커버 윈도우(380)가 플렉서블 표시장치(300)를 보호하기 위해 사용될 수 있다. 또 터치 입력을 감지하기 위한 터치센서 층(370)이 커버 윈도우(380)의 일면 및/또는 편광 층(360)의 적어도 한 면에 제공될 수 있다. 상기 편광 층(360), 터치센서 층(370)은 굴곡 영역(302)에 존재하지 않을 수 있다.
굴곡 영역(302) 상에는 보호 코팅 층(384)을 더 포함할 수 있다. 베이스 층(310)을 구부리면, 베이스 층(310)의 외측은 인장 압력을 받고, 내측은 압축 압력을 받는다. 따라서 베이스 층(310)의 굴곡 영역(302)에 구성된 배선은 인장 압력을 받아 배선이 단선되는 문제가 발생할 수 있다. 이는 배선이 압축 압력보다 인장 압력에 취약하기 때문이다. 이에 굴곡 영역(302)에 보호 코팅 층(384)을 도포하여 두께를 증가시킴으로써, 중립 면(neutral plane)을 배선이 구성된 위치까지 이동시킨다. 중립 면이란 휘어지는 물체에서 인장 압력과 압축 압력이 모두 작용하지 않는 면을 의미한다. 또한 보호 코팅 층(384)은 배선 등의 외부 노출을 막는 역할도 한다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 굴곡 부분을 나타낸 단면도이다.
본 실시예는 금속성 지지 층(425A, 425B)을 제외하고는 도 3의 실시예와 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다. 상기 금속성 지지 층(425A, 425B)은 도 3의 제1 및 제2 지지 층(320A, 320B)과 금속 판(330)을 일체화하여 제작한 것이다. 상기 금속성 지지 층(425A, 425B)을 적용함으로써 플렉서블 표시장치(400)는, 기존의 제1 지지 층(320A) 및 제2 지지 층(320B)을 사용한 표시장치보다 더 얇아질 수 있다. 또한, 기존의 금속 판을 부착하는 과정이 생략될 수 있으므로, 플렉서블 표시장치(400)의 제조 공정도 더 단순화될 수 있다.
하지만, 발명자들은 위와 같은 금속성 지지 층(425A, 425B)을 적용했을 때 나타나는 애로점을 발견하였다. 그 중 하나는, 기존의 검사 공정 중 일부가 수행되기 어렵다는 것이다. 도 3과 같은 구조일 때는 회로 기판(388)의 부착 검사가 베이스 층(310)의 배면을 통해 수행되었는데, 이는 베이스 층(310) 및 제2 지지 층(320B)이 투명한 플라스틱 재질이기에 가능했다. 회로 기판(388)은 베이스 층(310)의 제2 부분에 마련된 연결 인터페이스(패드 전극 등)와 연결되는데, 보통 도전성 접착제를 통해 부착된다. 상기 도전성 접착제로는 도전 부재(예: 도전 볼)가 분산된 이방성 도전필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)이 주로 사용된다. 회로 기판(388)의 연결 전극과 베이스 층(310)의 패드 전극 사이에 도전성 접착제가 개재되고, 열과 압력을 가하여 도전성 접착제를 경화시키는 방식으로 양 전극은 서로 전기적으로 연결된다. 이러한 부착 과정 후에는 베이스 층(310)의 하부에서 비전(vision) 검사 장비를 통해 도전 부재의 존부(압흔)를 확인하여 정상 부착 여부를 판정한다.
그러나, 베이스 층(410) 아래에 금속성 지지 층(425B)이 놓인다면, 검사 장비가 도전 부재의 압흔을 인식하기가 극히 어렵게 된다. 따라서, 기존 방식으로는 부착 검사를 수행할 수 없기에, 본 발명의 발명자들은 회로 기판의 부착 검사를 위한 구조를 더 고안하였다.
도 5는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 적용된 부착 검사 구조물을 나타낸 도면이다. 도 6a 및 6b는 상기 부착 검사 구조물을 설명하는 등가 회로이다.
도 5의 각 구성요소 중에서, 도 1 내지 도 4와 동일한 구성요소에 대한 중복 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 회로 기판(488)이 정상적으로 베이스 층(410)에 부착되었는지 확인할 수 있는 검사 구조물을 포함할 수 있다. 상기 검사 구조물은, 회로 기판(488)과 베이스 층(410) 양쪽에 마련될 수 있다. 일 예로 상기 부착 검사 구조물은, 베이스 층의 연결 패드들과 회로 기판의 연결 전극들을 연결한 검사 라인 및 측정 포인트를 구비함으로써 마련될 수 있다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 제1 면(상면)에 발광 소자가 배치된 제1 영역(401); 상기 제1 영역(401)의 일 측으로부터 연장된 굴곡 영역(402); 및 상기 굴곡 영역(402)의 일 측으로부터 연장되고, 상기 제1 영역(401)과 대향하는 제2 영역(403)을 포함하는 베이스 층(410); 상기 베이스 층(410)의 제1 면의 반대 편인 제2 면(하면)에 부착된 금속성 지지 층(425); 상기 제2 영역(403)에 부착된 회로 기판(488); 상기 회로 기판(488)의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비된 부착 검사 구조물을 포함한다. 상기 발광 소자(예: 유기발광 소자)는 표시 영역에 배열되므로, 상기 제1 영역(401)은 표시 영역을 포함하는 영역이 될 수 있다.
상기 금속성 지지 층(425A, 425B)은 도 4에서 설명된 것과 같다. 상기 금속성 지지 층(425A, 425B)은, 상기 제1 영역(401)에 대응되는 베이스 층(410)의 제2 면에 부착된 제1 금속성 지지 층(425A) 및 상기 제2 영역(403)에 대응되는 베이스 층(410)의 제2 면에 부착된 제2 금속성 지지 층(425B)을 포함한다. 상기 제1 금속성 지지 층(425A)은 상기 제2 금속성 지지 층(425B)보다 길이 및 면적이 더 클 수 있다. 더 용이한 굴곡을 위하여, 상기 금속성 지지 층(425A, 425B)은 상기 굴곡 영역(402)에는 부착되지 않는다. 상기 금속성 지지 층(425A, 425B)은 스테린레스 스틸(SUS 등). 구리, 알루미늄 등의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 굴곡 영역(402)이 구부러진 후에 상기 제1 금속성 지지 층(425A)과 상기 제2 금속성 지지 층(425B)은 마주보며, 그 사이에는 접착 층(440)이 위치하게 된다. 상기 접착 층(440)은 감압 접착제(Pressure-Sensitive Adhesive), 거품형 접착제(Foam-Type Adhesive), 액상 접착제(Liquid Adhesive), 광 경화 접착제(Light Cured Adhesive) 또는 다른 적합한 접착 물질을 포함할 수 있다.
상기 베이스 층(410)은 상기 제2 영역(403)에 배치된 연결 패드(410P)들을 구비하고, 상기 회로 기판(488)의 연결 전극(488P)들은 상기 연결 패드(410P)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 연결 패드(410P)와 그에 대응되는 연결 전극(488P)이 서로 연결됨으로써, 서로 전기 신호를 송수신할 수 있다. 이때 상기 연결 패드(410P)들과 상기 연결 전극(488P)들은, 직접 접촉하거나 또는 도전 부재(510)를 함유한 도전성 접착제(500)를 통해 서로 연결될 수 있다. 상기 도전성 접착제(500)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film) 등일 수 있다.
상기 부착 검사 구조물은, 상기 베이스 층(410)의 연결 패드(410P)들 중 어느 하나에 연결된 제1 검사 라인(TL1) 및 상기 제1 검사 라인(TL1) 종단의 제1 측정 포인트(TP1)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 부착 검사 구조물은, 상기 회로 기판(488)의 연결 전극(488P)들 중 어느 하나에 연결된 제2 검사 라인(TL2) 및 상기 제2 검사 라인(TL2) 종단의 제2 측정 포인트(TP2)를 포함할 수 있다. 이에 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 상기 제1 측정 포인트(TP1)와 그에 대응되는 제2 측정 포인트(TP2) 사이에 계측기(전류계, 저항계 등)를 연결하여 상기 회로 기판(488)의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비될 수 있다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 상기 연결 패드(410P)와 그에 대응되는 연결 전극(488P)이 도전 부재(510)를 통해 정상적으로 연결된다면, 상기 제1 측정 포인트(TP1)와 그에 대응되는 제2 측정 포인트(TP2) 사이에서는 전류가 도통되며 기 정의된 저항 값이 측정된다. 하지만, 도 6b에 도시된 것과 같이, 상기 연결 패드(410P)와 그에 대응되는 연결 전극(488P)이 정상적으로 연결되지 않으면, 상기 제1 측정 포인트(TP1)와 상기 제2 측정 포인트(TP2) 사이에서는 전류가 흐르지 않으며 무한대의 저항 값이 측정된다. 이러한 측정을 통하여 회로 기판(488)의 정상/비정상 부착 여부가 판단될 수 있다.
상기 제1 검사 라인(TL1) 및 제1 측정 포인트(TP1)는, 다수 개의 연결 패드들 중 기 정의된 일부의 연결 패드에만 마련될 수도 있다. 즉, 연결 패드들은 다수 개의 그룹으로 나누어지고, 각 그룹마다 제1 검사 라인(TL1) 및 제1 측정 포인트(TP1)가 마련될 수 있다. 마찬가지로 상기 제2 검사 라인(TL2) 및 제2 측정 포인트(TP2)는, 다수 개의 연결 전극들 중 기 정의된 일부의 연결 전극에만 마련될 수도 있다. 도면에는 연결 패드(410P)들과 연결 전극(488P)들 모두에 대한 검사 라인 및 측정 포인트가 포함된 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 홀수 번째 패드(전극)들, 짝수 번째 패드(전극)들, 3n 번째 패드(전극)들 등의 다양한 규칙이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 연결 불량이 자주 발생하는 부분의 패드(전극)들에만 검사 라인 및 측정 포인트가 마련될 수도 있다. 검사 라인 및 측정 포인트의 수가 많아질수록, 비정상적으로 부착된 부분을 정확하게 파악할 수 있다. 이상과 같이 부착 검사 구조물이 구비되면, 비전 검사가 어려운 표시장치에서도 회로 기판의 정상 부착 여부를 쉽게 판별할 수 있으므로, 불량 발생이 현저히 감소한다. 따라서 표시장치의 품질 편차 문제도 해소될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1 면에 발광 소자가 배치된 제1 영역; 상기 제1 영역의 일 측으로부터 연장된 굴곡 영역; 및 상기 굴곡 영역의 일 측으로부터 연장되고, 상기 제1 영역과 대향하는 제2 영역을 포함하는 베이스 층;
    상기 베이스 층의 제1 면의 반대 편인 제2 면에 부착된 금속성 지지 층;
    상기 제2 영역에 부착된 회로 기판;
    상기 회로 기판의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비된 부착 검사 구조물을 포함하는 플렉서블 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 금속성 지지 층은, 상기 제1 영역에 대응되는 베이스 층의 제2 면에 부착된 제1 금속성 지지 층 및 상기 제2 영역에 대응되는 베이스 층의 제2 면에 부착된 제2 금속성 지지 층을 포함하고,
    상기 금속성 지지 층은 상기 굴곡 영역에는 부착되지 않은 플렉서블 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 금속성 지지 층과 상기 제2 금속성 지지 층 사이의 접착 층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 금속성 지지 층은, 스테인레스 스틸로 이루어진 플렉서블 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 층은 상기 제2 영역에 배치된 연결 패드들을 구비하고,
    상기 회로 기판의 연결 전극들은 상기 연결 패드들과 전기적으로 연결된 플렉서블 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 부착 검사 구조물은, 상기 연결 패드들 중 어느 하나에 연결된 제1 검사 라인 및 상기 제1 검사 라인 종단의 제1 측정 포인트를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 검사 라인 및 상기 제1 측정 포인트는, 상기 연결 패드들 중 기 정의된 일부의 연결 패드에만 마련된 플렉서블 표시장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 부착 검사 구조물은, 상기 회로 기판의 연결 전극들 중 어느 하나에 연결된 제2 검사 라인 및 상기 제2 검사 라인 종단의 제2 측정 포인트를 포함하는 플렉서블 표시장치 표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 검사 라인 및 상기 제2 측정 포인트는, 상기 연결 전극들 중 기 정의된 일부의 연결 전극에만 마련된 플렉서블 표시장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 측정 포인트와 그에 대응된 제2 측정 포인트 사이에 계측기를 연결하여 상기 회로 기판의 정상 부착 여부를 검사하도록 구비된 플렉서블 표시장치.
  11. 제5 항에 있어서,
    상기 연결 패드들과 상기 연결 전극들은, 도전 부재를 함유한 도전성 접착제를 통해 서로 연결된 플렉서블 표시장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 도전성 접착제는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film)인 플렉서블 표시장치.
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