KR20210103027A - 폴더블 표시 장치 - Google Patents

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KR20210103027A
KR20210103027A KR1020200017015A KR20200017015A KR20210103027A KR 20210103027 A KR20210103027 A KR 20210103027A KR 1020200017015 A KR1020200017015 A KR 1020200017015A KR 20200017015 A KR20200017015 A KR 20200017015A KR 20210103027 A KR20210103027 A KR 20210103027A
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layer
functional
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하승화
김상재
정승호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

폴더블 표시 장치는 표시 패널, 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우, 표시 패널의 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판, 그리고 표시 패널과 금속판 사이에 배치되고 복수의 홀들이 형성되는 제1 기능층 및 홀들 각각을 채우는 충진재를 포함하는 기능성 부재를 포함할 수 있다. 충진재의 탄성 계수는 제1 기능층의 탄성 계수보다 클 수 있다.

Description

폴더블 표시 장치{FOLDABLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 접을 수 있는 폴더블 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 최근 들어 다양한 형태로 변형이 가능한 플렉서블(flexible) 표시 장치가 개발되고 있다. 플렉서블 표시 장치는 평판 표시 장치와 달리, 종이처럼 접거나(fold), 구부리거나(bend), 또는 말(roll) 수 있다. 플렉서블 표시 장치는 휴대가 용이하고, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
폴더블 표시 장치는 영상을 생성하는 표시 패널 및 상기 표시 패널의 상부 및/또는 하부에 배치되어 상기 표시 패널에 다양한 기능들을 제공하는 복수의 층들을 포함할 수 있다. 폴더블 표시 장치의 폴딩에 따라 상기 표시 패널과 함께 상기 층들이 복수 회에 걸쳐 구부러지는 경우에, 상기 층들 각각의 일부가 들뜨는 버클링(buckling)이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 버클링(buckling)이 발생하지 않는 기능성 부재를 포함하는 폴더블 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우, 상기 표시 패널의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판, 그리고 상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되고 복수의 홀들이 형성되는 제1 기능층 및 상기 홀들 각각을 채우는 충진재를 포함하는 기능성 부재를 포함할 수 있다. 상기 충진재의 탄성 계수는 상기 제1 기능층의 탄성 계수보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기능층은 엘라스토머를 포함하고, 상기 충진재는 금속 또는 고탄성 수지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 각각은 평면상 원형 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 각각의 지름은 약 4 ㎛ 내지 약 50 ㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층을 관통하는 관통홀(through hole)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층의 하나의 면으로부터 함몰되는 함입홀(recessed hole)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층의 하나의 면으로부터 상기 제1 기능층의 두께 방향과 평행하게 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층의 하나의 면으로부터 상기 제1 기능층의 두께 방향과 경사지게 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 비벤딩부, 제2 비벤딩부, 및 상기 제1 비벤딩부와 상기 제2 비벤딩부 사이의 벤딩부를 포함하고, 상기 홀들은 상기 제1 비벤딩부, 상기 제2 비벤딩부, 및 상기 벤딩부에 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀들 중 인접한 홀들 사이의 간격은 균일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 벤딩부에 중첩하는 상기 홀들 중 인접한 홀들 사이의 간격은 상기 제1 비벤딩부 및 상기 제2 비벤딩부에 중첩하는 상기 홀들 중 인접한 홀들 사이의 간격보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속판은 상기 벤딩부에 중첩하는 패턴부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 제1 비벤딩부, 제2 비벤딩부, 및 상기 제1 비벤딩부와 상기 제2 비벤딩부 사이의 벤딩부를 포함하고, 상기 홀들은 상기 벤딩부에 중첩하고, 상기 제1 비벤딩부 및 상기 제2 비벤딩부에 비중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기능성 부재는 상기 제1 기능층의 제1 면 상에 배치되고 상기 홀들 중 적어도 두 개에 중첩하며 이들을 연결하는 제1 개구가 형성되는 제2 기능층을 더 포함하고, 상기 충진재는 상기 제1 개구를 채울 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기능성 부재는 상기 제1 기능층의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되고 상기 제1 개구에 중첩하는 제2 개구가 형성되는 제3 기능층을 더 포함하고, 상기 충진재는 상기 제2 개구를 채울 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기능성 부재는 상기 표시 패널의 상기 제2 면을 보호하는 보호 필름일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴더블 표시 장치는 상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되는 보호 필름 및 상기 보호 필름과 상기 금속판 사이에 배치되는 쿠션층을 더 포함할 수 있다. 상기 기능성 부재는 상기 보호 필름과 상기 쿠션층 사이 또는 상기 쿠션층과 상기 금속판 사이에 배치될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우, 상기 표시 패널의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판, 그리고 상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되고 복수의 홀들이 형성되는 기능층을 포함하는 기능성 부재를 포함할 수 있다. 상기 홀들의 내부는 비어 있을 수 있다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우, 상기 표시 패널의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판, 그리고 상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되고 복수의 홀들이 형성되는 기능층 및 상기 홀들 각각을 채우는 충진재를 포함하는 기능성 부재를 포함할 수 있다. 상기 충진재의 탄성 계수는 상기 기능층의 탄성 계수보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기능층은 금속을 포함하고, 상기 충진재는 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치의 기능성 부재가 복수의 홀들이 형성되는 기능층을 포함하고, 홀들 각각이 기능층과 상이한 탄성 계수를 가지는 충진재로 채워지거나 홀들의 내부가 비어 있음에 따라, 폴더블 표시 장치가 복수 회에 걸쳐 접히더라도 기능성 부재의 일부가 들뜨는 버클링(buckling)이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 기능성 부재에 의해 폴더블 표시 장치의 폴딩에 의하여 생성되는 금속판의 주름이 시인되는 것이 저감될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 전술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 펼쳐진 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 폴더블 표시 장치의 접힌 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3, 도 4, 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치를 나타내는 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 B-B' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 C-C' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 11의 기능성 부재의 구부러진 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 15의 D-D' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17의 E-E' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19의 F-F' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재를 나타내는 평면도이다.
도 22는 도 21의 G-G' 선을 따라 자른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치를 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면들 상의 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(10)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(10)의 펼쳐진 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 폴더블 표시 장치(10)는 서로 대향하는 표시면(11) 및 배면(12)을 포함할 수 있다. 표시면(11)과 배면(12)은 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면과 평행할 수 있다. 표시면(11)은 배면(12)으로부터 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)에 교차하는 제3 방향(DR3), 다시 말해, 폴더블 표시 장치(10)의 두께 방향에 위치할 수 있다.
폴더블 표시 장치(10)는 표시면(11)을 통해 사용자에게 영상(IM)을 제공할 수 있다. 다시 말해, 표시면(11)은 영상(IM)이 표시되는 면일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 배면(12)은 영상이 표시되지 않는 비표시면일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 실시예에 있어서, 배면(12)은 영상이 표시되는 표시면일 수도 있다. 이 경우, 폴더블 표시 장치(10)는 양면으로 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 도 1의 폴더블 표시 장치(10)의 접힌 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 폴더블 표시 장치(10)는 폴딩 축(FX)을 기준으로 인-폴딩(in-folding)될 수 있다. 이 경우, 폴더블 표시 장치(10)는 표시면(11)의 부분들이 서로 마주하도록 접힐 수 있다. 인-폴딩된 상태에서는 폴더블 표시 장치(10)의 표시면(11)이 외부에 노출되지 않기 때문에 외부로부터의 충격, 접촉 등으로부터 표시면(11)을 보호할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 실시예에 있어서, 폴더블 표시 장치는 폴딩 축을 기준으로 아웃-폴딩(out-folding)될 수도 있다. 이 경우, 폴더블 표시 장치는 비표시면(12)의 부분들이 서로 마주하도록 접힐 수 있다.
도 3, 도 4, 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치를 나타내는 단면도들이다. 예를 들면, 도 3 내지 도 5는 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면도들일 수 있다.
도 3을 참조하면, 폴더블 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 윈도우(200), 편광층(300), 충격 흡수층(400), 금속판(500), 쿠션층(700), 및 기능성 부재(800)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 폴더블 표시 장치(10)는 접히거나 펼쳐질 수 있으므로, 표시 패널(100), 윈도우(200), 편광층(300), 충격 흡수층(400), 금속판(500), 쿠션층(700), 및 기능성 부재(800) 각각은 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.
표시 패널(100)은 복수의 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각이 방출하는 광이 조합된 영상을 생성할 수 있다. 표시 패널(100)은 서로 대향하는 제1 면(101) 및 제2 면(102)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 면(101) 및 제2 면(102)은 각각 표시 패널(100)의 상면 및 하면일 수 있다. 표시 패널(100)은 제1 면(101)으로 영상을 표시할 수 있다.
표시 패널(100)은 제1 비벤딩부(103), 제2 비벤딩부(104), 및 벤딩부(105)를 포함할 수 있다. 제2 비벤딩부(104)는 제1 비벤딩부(103)로부터 제1 방향(DR1)에 위치하고, 벤딩부(105)는 제1 비벤딩부(103)와 제2 비벤딩부(104) 사이에 위치할 수 있다. 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104) 각각은 표시 패널(100) 내에서 구부러지지 않는 부분이고, 벤딩부(105)는 표시 패널(100) 내에서 구부러지는 부분일 수 있다. 표시 패널(100)의 벤딩부(105)가 구부러지는 경우에 표시 패널(100)의 벤딩을 따라 표시 패널(100)의 제1 면(101) 또는 제2 면(102) 상에 배치되는 윈도우(200), 편광층(300), 충격 흡수층(400), 금속판(500), 쿠션층(700), 및 기능성 부재(800)가 함께 구부러질 수 있다.
윈도우(200)는 표시 패널(100)의 제1 면(101) 상에 배치될 수 있다. 다시 말해, 윈도우(200)는 표시 패널(100) 상부에 배치될 수 있다. 윈도우(200)는 외부로부터 인가되는 충격으로부터 표시 패널(100)을 보호하고, 표시 패널(100)로부터 표시되는 영상을 투과할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 윈도우(200)는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸 메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에틸렌　테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 등과 같은 고분자 수지, 유리 등을 포함할 수 있다.
편광층(300)은 표시 패널(100)과 윈도우(200) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 편광층(300)은 표시 패널(100)의 제1 면(101)에 배치될 수 있다. 편광층(300)은 폴더블 표시 장치(10)의 외광 반사를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 외광이 편광층(300)을 통과하여 편광층(300) 하부(예를 들면, 표시 패널(100))에서 반사된 후에 다시 편광층(300)을 통과하는 경우에, 편광층(300)을 2 회 통과함에 따라 상기 외광의 위상이 바뀔 수 있다. 이에 따라, 반사광의 위상이 편광층(300)으로 진입하는 입사광의 위상과 달라짐으로써 소멸 간섭이 발생할 수 있고, 외광 반사가 감소됨으로써 폴더블 표시 장치(10)의 시인성이 향상될 수 있다.
충격 흡수층(400)은 윈도우(200)와 편광층(300) 사이에 배치될 수 있다. 충격 흡수층(400)은 외부로부터 인가되는 충격을 흡수할 수 있다. 예를 들면, 폴더블 표시 장치(10)의 표시면(11)을 통해 외부로부터 충격이 인가되는 경우에 충격 흡수층(400)은 상기 충격을 흡수하여 상기 충격이 표시 패널(100)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
금속판(500)은 표시 패널(100)의 제2 면(102) 상에 배치될 수 있다. 다시 말해, 금속판(500)은 표시 패널(100) 하부에 배치될 수 있다. 금속판(500)은 표시 패널(100)을 지지하고, 표시 패널(100)에서 발생되는 열을 방출하거나 분산시키며, 외부로부터 표시 패널(100)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 금속판(500)은 스테인리스강(stainless steel, SUS), 구리(Cu), 및 그래파이트(graphite) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
금속판(500)은 표시 패널(100)의 벤딩부(105)에 중첩하는 패턴부(510)를 포함할 수 있다. 패턴부(510)에는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 배열되는 구멍들이 형성될 수 있다. 금속판(500)이 벤딩부(105)에 중첩하는 패턴부(510)를 포함함에 따라, 상대적으로 강성인 금속을 포함하는 금속판(500)이 표시 패널(100)의 벤딩을 따라 함께 구부러질 수 있다.
쿠션층(700)은 표시 패널(100)과 금속판(500) 사이에 배치될 수 있다. 쿠션층(700)은 외부로부터 인가되는 충격을 흡수할 수 있다. 예를 들면, 폴더블 표시 장치(10)의 배면(12)을 통해 외부로부터 충격이 인가되는 경우에 쿠션층(700)은 상기 충격을 흡수하여 상기 충격이 표시 패널(100)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
기능성 부재(800)는 표시 패널(100)과 금속판(500) 사이에 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 기능성 부재(800)는 표시 패널(100)의 제2 면(102)에 배치될 수 있다. 이 경우, 기능성 부재(800)는 표시 패널(100)의 제2 면(102)을 보호하는 보호 필름일 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 다른 실시예들에 있어서, 폴더블 표시 장치(10)는 표시 패널(100)과 쿠션층(700) 사이에 배치되어 표시 패널(100)의 제2 면(102)을 보호하는 보호 필름(600)을 더 포함하고, 기능성 부재(800)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 보호 필름(600)과 쿠션층(700) 사이에 배치되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 금속판(500)과 쿠션층(700) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 기능성 부재(800)는 폴더블 표시 장치(10)의 배면(12)을 통해 외부로부터 인가되는 충격을 흡수할 수 있다.
도 3 내지 도 5에는 도시되지 않았으나, 폴더블 표시 장치(10)는 표시 패널(100)과 편광층(300) 사이에 배치되는 입력 감지층을 더 포함할 수 있다. 상기 입력 감지층은 사용자 또는 외부 물체가 폴더블 표시 장치(10)에 접촉하거나 접근하는 것 등과 같은 외부 입력을 감지할 수 있다. 예를 들면, 상기 입력 감지층은 정전 용량 방식으로 상기 외부 입력을 감지할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(100)에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(100)을 나타내는 평면도이다. 예를 들면, 도 6은 도 3 내지 도 5의 표시 패널(100)을 나타낼 수 있다. 도 7은 도 6의 B-B' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 표시 패널(100)은 스위칭 박막 트랜지스터(T1), 구동 박막 트랜지스터(T2), 축전 소자(CAP), 및 발광 소자(EE)를 각각 포함하는 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 화소는 영상을 표시하는 최소 단위를 의미하고, 표시 패널(100)은 상기 화소들을 통해 영상을 표시할 수 있다.
도 6 및 도 7에는 하나의 화소에 두 개의 박막 트랜지스터들과 하나의 축전 소자가 배치되는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 하나의 화소는 세 개 이상의 박막 트랜지스터들 및/또는 두 개 이상의 축전 소자들을 구비할 수도 있다.
표시 패널(100)은 기판(110), 기판(110) 상에 배치되는 게이트 라인(131), 게이트 라인(131)과 절연 교차되는 데이터 라인(141), 및 공통 전원 라인(142)을 포함할 수 있다. 일반적으로 하나의 화소는 게이트 라인(131), 데이터 라인(141), 및 공통 전원 라인(142)을 경계로 정의될 수 있으나, 상기 화소가 전술한 정의에 한정되는 것은 아니다. 상기 화소는 블랙 매트릭스 또는 화소 정의막에 의하여 정의될 수도 있다.
기판(110)은 플라스틱 등과 같은 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(110)은 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic, FRP) 등으로 형성될 수 있다.
기판(110)은 약 5 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 기판(110)이 약 5 ㎛ 보다 작은 두께를 가지면, 기판(110)이 발광 소자(EE)를 안정적으로 지지하기 어려울 수 있다. 또한, 기판(110)이 약 200 ㎛ 보다 큰 두께를 갖는 경우, 기판(110)의 플렉서블한 특성이 저하될 수 있다.
기판(110) 상에는 버퍼층(111)이 배치될 수 있다. 버퍼층(111)은 불순물의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 등으로 형성될 수 있다. 그러나, 버퍼층(111)이 반드시 필요한 것은 아니며, 기판(110)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(111) 상에는 스위칭 반도체층(121) 및 구동 반도체층(122)이 배치될 수 있다. 스위칭 반도체층(121) 및 구동 반도체층(122)은 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 및 IGZO(indium gallium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide)등과 같은 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 구동 반도체층(122)이 다결정 실리콘으로 형성되는 경우, 구동 반도체층(122)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 측으로 불순물이 도핑되어 형성되는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 이 경우, 도핑되는 불순물은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6가 사용될 수 있다. 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라질 수 있다. 본 실시예에서 구동 박막 트랜지스터(T2)로 P형 불순물을 사용한 PMOS 구조의 박막 트랜지스터가 사용되었으나, 구동 박막 트랜지스터(T2)가 이에 한정되는 것은 아니고, 구동 박막 트랜지스터(T2)로 NMOS 구조 또는 CMOS 구조의 박막 트랜지스터가 사용될 수도 있다.
스위칭 반도체층(121) 및 구동 반도체층(122) 상에는 게이트 절연막(112)이 배치될 수 있다. 게이트 절연막(112)은 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane, TEOS), 실리콘 질화물, 실리콘 산화물 등으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 게이트 절연막(112)은 약 40 nm의 두께를 갖는 실리콘 질화막과 약 80 nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 순차적으로 적층된 이중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 절연막(112) 상에는 게이트 전극(132, 135)을 포함하는 게이트 배선이 배치될 수 있다. 상기 게이트 배선은 게이트 라인(131), 제1 축전판(138) 등을 더 포함할 수 있다. 게이트 전극(132, 135)은 반도체층(121, 122)의 적어도 일부(예를 들면, 채널 영역)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 게이트 전극(132, 135)은 반도체층(121, 122)의 형성 과정에서 반도체층(121, 122)의 소스 영역과 드레인 영역에 불순물이 도핑될 때 채널 영역에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다.
게이트 전극(132, 135)과 제1 축전판(138)은 동일한 층에 배치되고, 실질적으로 동일한 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(132, 135)과 제1 축전판(138)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 등으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(112) 상에는 게이트 전극(132, 135)을 덮는 층간 절연막(113)이 배치될 수 있다. 층간 절연막(113)은 게이트 절연막(112)과 마찬가지로, 테트라에톡시실란, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물 등으로 형성될 수 있으나, 층간 절연막(113)의 물질이 이에 한정되는 것은 아니다.
층간 절연막(113) 상에는 소스 전극(143, 146) 및 드레인 전극(144, 147)을 포함하는 데이터 배선이 배치될 수 있다. 상기 데이터 배선은 데이터 라인(141), 공통 전원 라인(142), 제2 축전판(148) 등을 더 포함할 수 있다. 소스 전극(143, 146) 및 드레인 전극(144, 147)은 게이트 절연막(112) 및 층간 절연막(113)에 형성된 접촉 구멍들을 통하여 반도체층(121, 122)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결될 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(T1)는 스위칭 반도체층(121), 스위칭 게이트 전극(132), 스위칭 소스 전극(143), 및 스위칭 드레인 전극(144)을 포함하고, 구동 박막 트랜지스터(T2)는 구동 반도체층(122), 구동 게이트 전극(135), 구동 소스 전극(146), 및 구동 드레인 전극(147)을 포함할 수 있다. 또한, 축전 소자(CAP)는 층간 절연막(113)을 사이에 두고 배치되는 제1 축전판(138)과 제2 축전판(148)을 포함할 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(T1)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용될 수 있다. 스위칭 게이트 전극(132)은 게이트 라인(131)에 연결될 수 있다. 스위칭 소스 전극(143)은 데이터 라인(141)에 연결될 수 있다. 스위칭 드레인 전극(144)은 스위칭 소스 전극(143)으로부터 이격하며, 제1 축전판(138)과 연결될 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(T2)는 선택된 화소 내의 발광 소자(EE)의 발광층(160)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극(150)에 인가할 수 있다. 구동 게이트 전극(135)은 제1 축전판(138)과 연결될 수 있다. 구동 소스 전극(146) 및 제2 축전판(148)은 각각 공통 전원 라인(142)과 연결될 수 있다. 구동 드레인 전극(147)은 접촉 구멍을 통해 발광 소자(EE)의 화소 전극(150)과 연결될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(T1)는 게이트 라인(131)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(141)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(T2)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 공통 전원 라인(142)으로부터 구동 박막 트랜지스터(T2)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(T1)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(CAP)에 저장되고, 축전 소자(CAP)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(T2)를 통해 발광 소자(EE)로 흘러 발광 소자(EE)가 발광할 수 있다.
층간 절연막(113) 상에는 데이터 라인(141), 공통 전원 라인(142), 소스 전극(143, 146), 드레인 전극(144, 147), 제2 축전판(148) 등과 같이 동일 층으로 패턴되는 데이터 배선을 덮는 평탄화막(114)이 배치될 수 있다.
평탄화막(114)은 이의 상부에 형성되는 발광 소자(EE)의 발광 효율을 높이기 위해, 단차를 제거하고 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 평탄화막(114)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenes resin), 폴리페닐렌 설파이드계 수지(polyphenylene sulfides resin), 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등으로 형성될 수 있다.
평탄화막(114) 상에는 발광 소자(EE)의 화소 전극(150)이 배치될 수 있다. 화소 전극(50)은 평탄화막(114)에 형성된 접촉 구멍을 통해 드레인 전극(147)과 연결될 수 있다.
평탄화막(114) 상에는 화소 전극(150)의 적어도 일부를 노출하여 화소 영역을 정의하는 화소 정의막(115)이 배치될 수 있다. 화소 전극(150)은 화소 정의막(115)의 화소 영역에 대응하도록 배치될 수 있다. 화소 정의막(115)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등으로 형성될 수 있다.
상기 화소 영역 내의 화소 전극(150) 상에는 발광층(160)이 배치되고, 화소 정의막(115) 및 발광층(160) 상에는 공통 전극(170)이 배치될 수 있다. 발광층(160)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 형성될 수 있다. 화소 전극(150)과 발광층(160) 사이에는 정공 주입층(hole injection layer, HIL) 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있고, 발광층(160)과 공통 전극(170) 사이에는 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
화소 전극(150) 및 공통 전극(170) 각각은 투과형 전극, 반투과형 전극, 및 반사형 전극 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 투과형 전극의 형성을 위하여 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)이 사용될 수 있다. 투명 도전성 산화물(TCO)로는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), In2O3(indium oxide) 등이 있을 수 있다.
상기 반투과형 전극 및 상기 반사형 전극의 형성을 위하여 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 상기 반투과형 전극과 상기 반사형 전극은 두께로 결정될 수 있다. 일반적으로, 상기 반투과형 전극은 약 200 nm 이하의 두께를 가지며, 반사형 전극은 약 300 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 반투과형 전극은 두께가 감소할수록 광 투과율이 증가하지만 저항이 증가하고, 두께가 증가할수록 광 투과율이 감소할 수 있다. 또한, 상기 반투과형 전극 및 상기 반사형 전극은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층 상에 적층된 투명 도전성 산화물층을 포함하는 다층 구조로 형성될 수도 있다.
공통 전극(170) 상에는 박막 봉지층(TFE)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 하나 이상의 무기막(181, 183, 185) 및 하나 이상의 유기막(182, 184)을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(TFE)은 무기막(181, 183, 185)과 유기막(182, 184)이 교번적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 무기막(181)이 최하부에 배치될 수 있다. 다시 말해, 무기막(181)이 발광 소자(EE)에 가장 인접하게 배치될 수 있다.
도 7에는 박막 봉지층(TFE)이 세 개의 무기막들(181, 183, 185)과 두 개의 유기막들(182, 184)을 포함하는 것이 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
무기막(181, 183, 185)은 Al2O3, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, AlN, SiON, Si3N4, ZnO, 및 Ta2O5 중 하나 이상의 무기물로 형성될 수 있다. 무기막(181, 183, 185)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 또는 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD)을 통해 형성될 수 있다. 무기막(181, 183, 185)은 주로 수분 또는 산소의 침투를 차단할 수 있다. 대부분의 수분 및 산소는 무기막(181, 183, 185)에 의해 발광 소자(EE)로의 침투가 차단될 수 있다.
유기막(182, 184)은 고분자(polymer) 계열의 소재로 형성될 수 있다. 상기 고분자 계열의 소재는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 또한, 유기막(182, 184)은 열증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 유기막(182, 184)을 형성하기 위한 상기 열증착 공정은 발광 소자(EE)를 손상시키지 않는 온도 범위 내에서 진행될 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 약 10 ㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 표시 패널(100)의 전체적인 두께가 매우 얇게 형성될 수 있다. 이와 같이 박막 봉지층(TFE)이 발광 소자(EE) 상에 배치됨으로써, 표시 패널(100)의 플렉서블한 특성이 극대화될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 기능성 부재에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)를 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8의 C-C' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 기능성 부재(800)는 제1 기능층(810) 및 충진재(815)를 포함할 수 있다. 제1 기능층(810)에는 복수의 홀들(HL)이 형성되고, 충진재(815)는 홀들(HL) 각각을 채울 수 있다. 이에 따라, 기능성 부재(800)는 제1 기능층(810) 및 홀들(HL)을 각각 채우는 복수의 충진재들(815)을 포함할 수 있다.
충진재(815)의 탄성 계수는 제1 기능층(810)의 탄성 계수보다 클 수 있다. 다시 말해, 제1 기능층(810)은 상대적으로 작은 탄성 계수를 가지고, 충진재(815)는 상대적으로 큰 탄성 계수를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 기능층(810)의 탄성 계수는 약 1 GPa보다 작고, 충진재(815)의 탄성 계수는 약 1 GPa보다 크거나 같을 수 있다. 기능성 부재(800)가 제1 기능층(810)만 포함하는 경우에 제1 기능층(810)의 탄성 계수가 상대적으로 작기 때문에 기능성 부재(800)의 내충격성은 향상될 수 있으나, 폴더블 표시 장치의 폴딩에 의해 기능성 부재(800)에 응력(예를 들면, 인장 응력)이 가해지는 경우에 기능성 부재(800)에 버클링(buckling)이 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예에 있어서, 기능성 부재(800)가 제1 기능층(810)의 홀들(HL)을 각각 채우고, 상대적으로 큰 탄성 계수를 가지는 충진재(815)를 포함하기 때문에 폴더블 표시 장치의 폴딩에 의해 기능성 부재(800)에 응력이 가해지더라도 기능성 부재(800)에 버클링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 기능층(810)은 엘라스토머(elastomer)를 포함하고, 충진재(815)는 금속 또는 고탄성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 엘라스토머는 폴리아미드(PA) 또는 폴리우레탄(PU)이고, 상기 금속은 구리(Cu), 황동, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 스테인리스강(SUS)이며, 상기 고탄성 수지는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 엔지니어링 플라스틱일 수 있다. 이 경우, 제1 기능층(810)에 레이저 절단을 이용하여 홀들(HL)을 형성하고, 홀들(HL)을 금속 또는 고탄성 수지로 채울 수 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 평면상 원형 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL) 각각을 채우는 충진재(815)는 평면상 원형 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 평면상 사각형 형상 등과 같은 다각형 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각의 지름(DM)은 약 4 ㎛ 내지 약 50 ㎛일 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL) 각각을 채우는 충진재(815)의 지름(DM)은 약 4 ㎛ 내지 약 50 ㎛일 수 있다. 홀들(HL) 각각의 지름이 약 4 ㎛ 보다 작은 경우에는 홀(HL)의 면적이 너무 작기 때문에 충진재(815)를 형성하는 과정에서 충진재(815) 형성 물질이 홀(HL) 내에 주입되지 않을 수 있다. 또한, 홀들(HL) 각각의 지름이 약 100 ㎛ 보다 큰 경우에는 홀(HL)을 채우는 충진재(815)의 면적이 너무 크기 때문에 상대적으로 탄성 계수가 큰 충진재(815)에 의해 외부로부터 인가되는 충격이 표시 패널(도 3의 100)에 전달될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 단면상 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL) 각각을 채우는 충진재(815)는 단면상 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 레이저 빔을 조사하는 레이저 절단으로 홀들(HL)이 형성될 수 있고, 이에 따라, 레이저 빔이 먼저 조사되는 부분의 폭이 레이저 빔이 나중에 조사되는 부분의 폭보다 큰 사다리꼴 형상을 가지는 홀(HL)이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 제1 기능층(810)을 관통하는 관통홀(through hole)일 수 있다. 제1 기능층(810)은 제3 방향(DR3)으로 서로 대향하는 제1 면(811) 및 제2 면(812)을 가지고, 홀(HL)은 제3 방향(DR3)으로 제1 기능층(810)을 관통할 수 있다. 이에 따라, 충진재(815)는 제1 기능층(810)의 제1 면(811)과 제2 면(812) 사이의 수직거리에 상응하는 제3 방향(DR3)으로의 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 제1 기능층(810)의 하나의 면으로부터 제1 기능층(810)의 두께 방향과 평행하게 연장될 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL) 각각은 제1 기능층(810)의 제1 면(811)으로부터 제3 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 홀들(HL) 각각이 제1 기능층(810)의 제1 면(811)으로부터 연장되는 방향은 제1 면(811)과 직각을 이룰 수 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL)은 표시 패널(100)의 제1 비벤딩부(103), 제2 비벤딩부(104), 및 벤딩부(105)에 중첩할 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL)을 채우는 충진재들(815)은 표시 패널(100)의 제1 비벤딩부(103), 제2 비벤딩부(104), 및 벤딩부(105)에 중첩할 수 있다.
표시 패널(100)의 벤딩부(105)가 복수 회에 걸쳐 구부러지는 경우에 벤딩부(105)에 중첩하는 금속판(도 3의 500)의 패턴부(도 3의 510)에는 주름이 생성될 수 있고, 패턴부(510)의 주름은 사용자에게 시인될 수 있다. 그러나 본 실시예에 있어서, 표시 패널(100)과 금속판(500) 사이에 기능성 부재(800)가 배치되고, 충진재들(815)이 표시 패널(100)의 벤딩부(105)에 중첩함으로써, 금속판(500)의 패턴부(510)의 주름이 사용자에게 시인되는 것이 저감될 수 있다. 금속판(500)의 패턴부(510)의 구멍들을 통해 기능성 부재(800)의 충진재들(815)이 사용자에게 시인되고, 사용자에게 금속판(500)의 패턴부(510)의 주름과 함께 기능성 부재(800)의 충진재들(815)이 시인되기 때문에, 상대적으로 금속판(500)의 패턴부(510)의 주름이 사용자에게 시인되는 것이 저감될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 사이의 피치(PC)는 균일할 수 있다. 홀들(HL) 사이의 피치(PC)는 홀들(HL) 중 인접한 홀들(HL) 사이의 간격일 수 있다. 예를 들면, 홀들(HL) 사이의 피치(PC)는 하나의 홀(HL)의 중심으로부터 이에 인접한 다른 하나의 홀(HL)의 중심까지의 거리일 수 있다. 예를 들면, 홀들(HL) 사이의 피치(PC)는 약 200 ㎛일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(1800)를 나타내는 단면도이다. 도 10을 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(1800)에 있어서, 도 9를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 제1 기능층(1810)의 하나의 면으로부터 함몰되는 함입홀(recessed hole)일 수 있다. 홀(HL)은 제1 기능층(1810)의 제1 면(1811)으로부터 제1 기능층(1810)의 제2 면(1812)을 향해 함몰될 수 있다. 이 경우, 충진재(1815)의 제3 방향(DR3)으로의 두께는 제1 면(1811)과 제2 면(1812) 사이의 수직 거리에 상응하는 제1 기능층(1810)의 제3 방향(DR3)으로의 두께보다 작을 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(2800)를 나타내는 단면도이다. 도 12는 도 11의 기능성 부재(2800)의 구부러진 상태를 나타내는 단면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(2800)에 있어서, 도 9를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 홀들(HL) 각각은 제1 기능층(2810)의 하나의 면으로부터 제1 기능층(2810)의 두께 방향과 경사지게 연장될 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL) 각각은 제1 기능층(2810)의 제1 면(2811)으로부터 제1 방향(DR1)과 제3 방향(DR3) 사이의 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 홀들(HL) 각각이 제1 기능층(2810)의 제1 면(2811)으로부터 연장되는 방향은 제1 면(2811)과 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다.
도 12를 참조하면, 폴더블 표시 장치가 폴딩 축(FX)을 기준으로 인-폴딩되는 경우에 기능성 부재(2800)는 폴딩 축(FX)을 기준으로 구부러질 수 있다. 이 경우, 제1 기능층(2810)의 상면인 제1 면(2811)에는 압축 응력이 가해지고, 제1 기능층(2810)의 하면인 제2 면(2812)에는 인장 응력이 가해질 수 있다. 본 실시예에 따른 기능성 부재(2800)에 있어서, 홀들(HL) 각각이 제1 기능층(2810)의 두께 방향과 경사지게 연장되기 때문에 기능성 부재(2800)가 폴딩 축(FX)을 기준으로 구부러진 상태에서 홀들(HL) 각각이 제1 기능층(2810)의 하나의 면으로부터 폴딩 축(FX)을 향해 연장될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(3800)를 나타내는 평면도이다. 도 13을 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(3800)에 있어서, 도 8을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 벤딩부(105)에 중첩하는 홀들(HL) 사이의 피치(PC1)는 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하는 홀들(HL) 사이의 피치(PC2)보다 작을 수 있다. 다시 말해, 벤딩부(105)에 중첩하는 홀들(HL) 중 인접한 홀들(HL) 사이의 간격은 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하는 홀들(HL) 중 인접한 홀들(HL) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 예를 들면, 벤딩부(105)에 중첩하는 홀들(HL) 사이의 피치(PC1)는 약 200 ㎛보다 작고, 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하는 홀들(HL) 사이의 피치(PC2)는 약 200 ㎛보다 클 수 있다.
표시 패널(100)의 벤딩부(105)가 구부러지는 경우에 벤딩부(105)에 중첩하는 기능성 부재(3800)의 부분에 인장 응력이 가해질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 벤딩부(105)에 중첩하는 홀들(HL) 사이의 피치(PC1)가 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하는 홀들(HL) 사이의 피치(PC2)보다 작기 때문에, 벤딩부(105)에 중첩하는 충진재들(3815)의 분포 밀도가 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하는 충진재들(3815)의 분포 밀도보다 클 수 있다. 이에 따라, 벤딩부(105)에 중첩하는 상대적으로 큰 탄성 계수를 가지는 충진재들(3815)에 의해 기능성 부재(3800)에 버클링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(4800)를 나타내는 평면도이다. 도 14를 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(4800)에 있어서, 도 8을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 홀들(HL)은 표시 패널(100)의 벤딩부(105)에 중첩하고, 표시 패널(100)의 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 비중첩할 수 있다. 다시 말해, 홀들(HL)을 채우는 충진재들(4815)은 표시 패널(100)의 벤딩부(105)에 중첩하고, 표시 패널(100)의 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 비중첩할 수 있다.
폴더블 표시 장치가 접히는 경우에 표시 패널(100)의 벤딩부(105)는 구부러지고, 표시 패널(100)의 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)는 구부러지지 않을 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(100)의 벤딩에 의한 인장 응력은 벤딩부(105)에 중첩하는 기능성 부재(4800)의 부분에 가해질 수 있다. 홀들(HL)을 채우는 충진재들(4815)이 벤딩부(105)에 중첩함에 따라, 인장 응력에 의한 기능성 부재(4800)의 버클링을 방지할 수 있다. 또한, 충진재들(4815)이 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하지 않기 때문에, 제1 비벤딩부(103) 및 제2 비벤딩부(104)에 중첩하는 기능성 부재(4800)의 부분의 내충격성이 향상될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(5800)를 나타내는 평면도이다. 도 16은 도 15의 D-D' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 15 및 도 16을 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(5800)에 있어서, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 기능성 부재(5800)는 제1 기능층(5810), 제2 기능층(5820), 및 충진재(5815)를 포함할 수 있다. 제2 기능층(5820)은 제1 기능층(5810)의 제1 면(5811) 상에 배치될 수 있다. 제1 기능층(5810)에는 복수의 홀들(HL)이 형성되고, 제2 기능층(5820)에는 홀들(HL) 중 적어도 두 개에 중첩하며 이들을 연결하는 제1 개구(OP1)가 형성될 수 있다. 충진재(5815)는 홀들(HL) 및 제1 개구(OP1)를 채울 수 있다. 충진재(5815)는 홀들(HL)을 각각 채우는 제1 부분들(5815a) 및 제1 개구(OP1)를 채우는 제2 부분(5815b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 충진재(5815)의 제1 부분들(5815a) 및 제2 부분(5815b)은 일체로 형성될 수 있다.
충진재(5815)의 탄성 계수는 제2 기능층(5820)의 탄성 계수보다 클 수 있다. 다시 말해, 제2 기능층(5820)은 상대적으로 작은 탄성 계수를 가지고, 충진재(5815)는 상대적으로 큰 탄성 계수를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 기능층(5820)의 탄성 계수는 약 1 GPa보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 기능층(5820)은 제1 기능층(5810)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 기능층(5820)은 엘라스토머를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 기능층(5810) 및 제2 기능층(5820)에 레이저 절단을 이용하여 홀들(HL) 및 제1 개구(OP1)를 각각 형성하고, 홀들(HL) 및 제1 개구(OP1)를 금속 또는 고탄성 수지로 채울 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 개구(OP1)는 벤딩부(105)에 중첩하는 홀들(HL)에 중첩하며 이들을 연결할 수 있다. 이 경우, 충진재(5815)의 제2 부분(5815b)은 벤딩부(105)에 중첩하고, 벤딩부(105)에 중첩하는 충진재(5815)의 제1 부분들(5815a)은 충진재(5815)의 제2 부분(5815b)에 의해 연결될 수 있다. 상대적으로 큰 탄성 계수를 가지는 충진재(5815)의 제1 부분들(5815a)이 충진재(5815)의 제2 부분(5815b)에 의해 연결됨에 따라, 기능성 부재(5800)에 가해지는 응력에 의해 기능성 부재(5800)가 변형되는 것이 감소되거나 실질적으로 방지될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(6800)를 나타내는 평면도이다. 도 18은 도 17의 E-E' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 17 및 도 18을 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(6800)에 있어서, 도 15 및 도 16을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(5800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 기능성 부재(6800)는 제1 기능층(6810), 제2 기능층(6820), 제3 기능층(6830), 및 충진재(6815)를 포함할 수 있다. 제2 기능층(6820)은 제1 기능층(6810)의 제1 면(6811) 상에 배치되고, 제3 기능층(6830)은 제1 기능층(6810)의 제2 면(6812) 상에 배치될 수 있다. 제1 기능층(6810)에는 복수의 홀들(HL)이 형성되고, 제2 기능층(6820)에는 홀들(HL) 중 적어도 두 개에 중첩하며 이들을 연결하는 제1 개구(OP1)가 형성되며, 제3 기능층(6830)에는 제1 개구(OP1)에 중첩하는 제2 개구(OP2)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 개구(OP2)는 홀들(HL) 중 적어도 두 개에 중첩하며 이들을 연결할 수 있다. 충진재(6815)는 홀들(HL), 제1 개구(OP1), 및 제2 개구(OP2)를 채울 수 있다. 충진재(6815)는 홀들(HL)을 각각 채우는 제1 부분들(6815a), 제1 개구(OP1)를 채우는 제2 부분(6815b), 및 제2 개구(OP2)를 채우는 제3 부분(6815c)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 충진재(6815)의 제1 부분들(6815a), 제2 부분(6815b), 및 제3 부분(6815c)은 일체로 형성될 수 있다.
충진재(6815)의 탄성 계수는 제3 기능층(6830)의 탄성 계수보다 클 수 있다. 다시 말해, 제3 기능층(6830)은 상대적으로 작은 탄성 계수를 가지고, 충진재(6815)는 상대적으로 큰 탄성 계수를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 기능층(6830)의 탄성 계수는 약 1 GPa보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제3 기능층(6830)은 제1 기능층(6810) 및 제2 기능층(6820)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 기능층(6830)은 엘라스토머를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 기능층(6810), 제2 기능층(6820), 및 제3 기능층(6830)에 레이저 절단을 이용하여 홀들(HL), 제1 개구(OP1), 및 제2 개구(OP2)를 각각 형성하고, 홀들(HL), 제1 개구(OP1), 및 제2 개구(OP2)를 금속 또는 고탄성 수지로 채울 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 개구(OP2)는 벤딩부(105)에 중첩하는 제1 개구(OP1)에 중첩할 수 있다. 이에 따라, 제2 개구(OP2)는 벤딩부(105)에 중첩하는 홀들(HL)에 중첩하며 이들을 연결할 수 있다. 이 경우, 충진재(6815)의 제3 부분(6815c)은 벤딩부(105)에 중첩하고, 벤딩부(105)에 중첩하는 충진재(6815)의 제1 부분들(6815a)은 충진재(5815)의 제2 부분(6815b) 및 제3 부분(6815c)에 의해 연결될 수 있다. 상대적으로 큰 탄성 계수를 가지는 충진재(6815)의 제1 부분들(6815a)이 충진재(6815)의 제2 부분(6815b) 및 제2 부분(6815c)에 의해 연결됨에 따라, 기능성 부재(6800)에 가해지는 응력에 의해 기능성 부재(6800)가 변형되는 것이 감소되거나 실질적으로 방지될 수 있다.
이하, 도 19 및 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(7800)에 대해 설명한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(7800)를 나타내는 평면도이다. 도 20은 도 19의 F-F' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 19 및 도 20을 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(7800)에 있어서, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 기능성 부재(7800)는 기능층(7810)을 포함할 수 있다. 기능층(7810)에는 복수의 홀들(HL)이 형성되고, 홀들(HL)의 내부는 비어 있을 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 상이하게 본 실시예에 따른 기능성 부재(7800)는 홀들(HL)이 충진재에 의해 채워지지 않을 수 있다.
기능층(7810)에 홀들(HL)이 형성되지 않는 경우에 기능층(7810)의 탄성 계수가 상대적으로 작기 때문에 기능성 부재(7800)의 내충격성은 향상될 수 있으나, 폴더블 표시 장치의 폴딩에 의해 기능성 부재(7800)에 응력(예를 들면, 인장 응력)이 가해지는 경우에 기능성 부재(7800)에 버클링이 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예에 있어서, 기능층(7810)에 내부가 비어 있는 홀들(HL)이 형성되기 때문에 폴더블 표시 장치의 폴딩에 의해 기능성 부재(7800)에 응력이 가해지더라도 기능성 부재(7800)에 버클링이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 21 및 도 22를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(8800)에 대해 설명한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 부재(8800)를 나타내는 평면도이다. 도 22는 도 21의 G-G' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 21 및 도 22를 참조하여 설명하는 일 실시예에 따른 기능성 부재(8800)에 있어서, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 기능성 부재(800)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 기능성 부재(8800)는 기능층(8810) 및 충진재(8815)를 포함할 수 있다. 기능층(8810)에는 복수의 홀들(HL)이 형성되고, 충진재(8815)는 홀들(HL) 각각을 채울 수 있다. 이에 따라, 기능성 부재(8800)는 기능층(8810) 및 홀들(HL)을 각각 채우는 복수의 충진재들(8815)을 포함할 수 있다.
충진재(8815)의 탄성 계수는 기능층(8810)의 탄성 계수보다 작을 수 있다. 다시 말해, 기능층(8810)은 상대적으로 큰 탄성 계수를 가지고, 충진재(8815)는 상대적으로 작은 탄성 계수를 가질 수 있다. 예를 들면, 기능층(8810)의 탄성 계수는 약 1 GPa보다 크거나 같고, 충진재(8815)의 탄성 계수는 약 1 GPa보다 작을 수 있다. 기능성 부재(8800)가 기능층(8810)만 포함하는 경우에 기능층(8810)의 탄성 계수가 상대적으로 크기 때문에 기능성 부재(8800)의 버클링을 방지할 수 있으나, 폴더블 표시 장치에 외부로부터 충격이 가해지는 경우에 기능성 부재(8800)의 내충격성이 저하되어 표시 패널(도 3의 100)에 상기 충격이 전달될 수 있다. 그러나 본 실시예에 있어서, 기능성 부재(8800)가 기능층(8810)의 홀들(HL)을 각각 채우고 상대적으로 작은 탄성 계수를 가지는 충진재(8815)를 포함하기 때문에 폴더블 표시 장치에 외부로부터 충격이 가해지더라도 기능성 부재(8800)가 상기 충격이 표시 패널(100)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 기능층(8810)은 금속을 포함하고, 충진재(8815)는 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속은 구리(Cu), 황동, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 스테인리스강(SUS)일 수 있다. 이 경우, 기능층(8810)에 레이저 절단 또는 식각법을 이용하여 홀들(HL)을 형성하고, 홀들(HL)을 중합체로 채울 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치는 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어 등에 포함되는 표시 장치에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치에 대하여 도면들을 참조하여 설명하였지만, 설시한 실시예들은 예시적인 것으로서 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.
100: 표시 패널 103: 제1 비벤딩부
104: 제2 비벤딩부 105: 벤딩부
200: 윈도우 500: 금속판
510: 패턴부 600: 보호 필름
700: 쿠션층
800, 1800, 2800, 3800, 4800, 5800, 6800, 7800, 8800: 기능성 부재
810, 1810, 2810, 3810, 4810, 5810, 6810, 7810, 8810: 제1 기능층
815, 1815, 2815, 3815, 4815, 5815, 6815, 8815: 충진재
5820, 6820: 제2 기능층 6830: 제3 기능층
HL: 홀들 OP1: 제1 개구
OP2: 제2 개구

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우;
    상기 표시 패널의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판; 및
    상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되고, 복수의 홀들이 형성되는 제1 기능층 및 상기 홀들 각각을 채우는 충진재를 포함하는 기능성 부재를 포함하고,
    상기 충진재의 탄성 계수는 상기 제1 기능층의 탄성 계수보다 큰, 폴더블 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기능층은 엘라스토머를 포함하고,
    상기 충진재는 금속 또는 고탄성 수지를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 홀들 각각은 평면상 원형 형상을 가지는, 폴더블 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 홀들 각각의 지름은 4 ㎛ 내지 50 ㎛인, 폴더블 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층을 관통하는 관통홀(through hole)인, 폴더블 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층의 하나의 면으로부터 함몰되는 함입홀(recessed hole)인, 폴더블 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층의 하나의 면으로부터 상기 제1 기능층의 두께 방향과 평행하게 연장되는, 폴더블 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 홀들 각각은 상기 제1 기능층의 하나의 면으로부터 상기 제1 기능층의 두께 방향과 경사지게 연장되는, 폴더블 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제1 비벤딩부, 제2 비벤딩부, 및 상기 제1 비벤딩부와 상기 제2 비벤딩부 사이의 벤딩부를 포함하고,
    상기 홀들은 상기 제1 비벤딩부, 상기 제2 비벤딩부, 및 상기 벤딩부에 중첩하는, 폴더블 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 홀들 중 인접한 홀들 사이의 간격은 균일한, 폴더블 표시 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 벤딩부에 중첩하는 상기 홀들 중 인접한 홀들 사이의 간격은 상기 제1 비벤딩부 및 상기 제2 비벤딩부에 중첩하는 상기 홀들 중 인접한 홀들 사이의 간격보다 작은, 폴더블 표시 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 벤딩부에 중첩하는 패턴부를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제1 비벤딩부, 제2 비벤딩부, 및 상기 제1 비벤딩부와 상기 제2 비벤딩부 사이의 벤딩부를 포함하고,
    상기 홀들은 상기 벤딩부에 중첩하고, 상기 제1 비벤딩부 및 상기 제2 비벤딩부에 비중첩하는, 폴더블 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 기능성 부재는 상기 제1 기능층의 제1 면 상에 배치되고 상기 홀들 중 적어도 두 개에 중첩하며 이들을 연결하는 제1 개구가 형성되는 제2 기능층을 더 포함하고,
    상기 충진재는 상기 제1 개구를 채우는, 폴더블 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 기능성 부재는 상기 제1 기능층의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되고 상기 제1 개구에 중첩하는 제2 개구가 형성되는 제3 기능층을 더 포함하고,
    상기 충진재는 상기 제2 개구를 채우는, 폴더블 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 기능성 부재는 상기 표시 패널의 상기 제2 면을 보호하는 보호 필름인, 폴더블 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되는 보호 필름; 및
    상기 보호 필름과 상기 금속판 사이에 배치되는 쿠션층을 더 포함하고,
    상기 기능성 부재는 상기 보호 필름과 상기 쿠션층 사이 또는 상기 쿠션층과 상기 금속판 사이에 배치되는, 폴더블 표시 장치.
  18. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우;
    상기 표시 패널의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판; 및
    상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되고, 복수의 홀들이 형성되는 기능층을 포함하는 기능성 부재를 포함하고,
    상기 홀들의 내부는 비어 있는, 폴더블 표시 장치.
  19. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되는 윈도우;
    상기 표시 패널의 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 상에 배치되는 금속판; 및
    상기 표시 패널과 상기 금속판 사이에 배치되고, 복수의 홀들이 형성되는 기능층 및 상기 홀들 각각을 채우는 충진재를 포함하는 기능성 부재를 포함하고,
    상기 충진재의 탄성 계수는 상기 기능층의 탄성 계수보다 작은, 폴더블 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 기능층은 금속을 포함하고,
    상기 충진재는 중합체를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
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