KR20210131512A - 플렉서블 표시장치 - Google Patents

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KR20210131512A
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flexible display
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sensing
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히로츠구 키시모토
최철호
황현빈
정철호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

플렉서블 표시장치가 제공된다. 상기 플렉서블 표시장치는 벤딩 영역 및 복수의 비벤딩 영역들을 포함하는 플렉서블 표시장치에 있어서, 복수의 트랜지스터, 및 발광 소자가 구비된 표시 기판, 상기 표시 기판 하부에 배치되는 센싱 필름, 및 상기 센싱 필름 하부에 배치된 복수의 메탈 플레이트를 포함하되, 상기 복수의 메탈 플레이트는 연 자성체(soft magnetic material)이다.

Description

플렉서블 표시장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것이다. 자세하게는, 본 발명은 폴딩 가능한 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 전기영동 표시장치(Electro Phoretic Display Device), 마이크로 LED(light emitting diode) 표시장치 및 양자점(Quantum-dot) LED와 같은 무기 발광 소자를 포함하는 표시장치와 같은 여러 가지 평판표시장치가 활용되고 있다. 특히, 상술한 표시장치 중 적어도 일부는 박형화가 가능하므로, 이들을 유연성을 갖는 플렉서블 표시장치(flexible display device)로 구현하기 위한 연구가 이어지고 있다.
터치 패널은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손가락이나 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다. 이러한 터치 패널은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 패널은 일반적으로 사용자의 손가락이나 물체가 터치 패널의 표면에 접촉될 때, 커패시턴스의 변화를 검출하여 접촉 위치를 인식하는 방식인 정전 용량 방식으로 터치를 인식할 수 있다.
한편, 사용자의 손가락이 터치 패널의 표면에 접촉됨으로써 터치가 인식되는 경우에 보다 미세하게 접촉 위치를 인식할 수 없다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 전자 펜(또는, 스타일러스 펜(stylus pen))에 대한 연구 및 전자 펜을 인식하는 디지타이저(digitizer)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근, 마그네틱 메탈 플레이트 및 마그네틱 메탈 플레이트 상에 배치된 디지타이저 모듈이 배치된 디지타이저를 표시장치에 적용하고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 전자 펜을 인식하는 디지타이저를 구비한 플렉서블 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 벤딩 영역 및 복수의 비벤딩 영역들을 포함하는 플렉서블 표시장치에 있어서, 복수의 트랜지스터, 및 발광 소자가 구비된 표시 기판, 상기 표시 기판 하부에 배치되는 센싱 필름, 및 상기 센싱 필름 하부에 배치된 복수의 메탈 플레이트를 포함하되, 상기 복수의 메탈 플레이트는 연 자성체(soft magnetic material)이다.
상기 복수의 비벤딩 영역들은 상기 벤딩 영역을 사이에 두고 위치하는 제1 비벤딩 영역, 및 제2 비벤딩 영역을 포함하고, 상기 복수의 메탈 플레이트는 상기 제1 비벤딩 영역과 중첩하는 제1 메탈 플레이트, 및 상기 제2 비벤딩 영역과 중첩하는 제2 메탈 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 메탈 플레이트, 및 상기 제2 메탈 플레이트가 마주하는 각 측부는 상기 플렉서블 표시장치가 펼쳐진 상태에서 접촉할 수 있다.
상기 각 측부는 상기 벤딩 영역에 중첩할 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는, 상기 제1 메탈 플레이트의 하부에 배치되는 제3 메탈 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 메탈 플레이트, 및 상기 제2 메탈 플레이트가 마주하는 각 측부는 상기 플렉서블 표시장치가 펼쳐진 상태에서 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다.
상기 제3 메탈 플레이트의 일 측부는 상기 제2 메탈 플레이트의 적어도 일부와 중첩할 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는, 상기 제2 메탈 플레이트의 하부에 배치되는 제4 메탈 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱 필름은, 베이스 필름, 상기 베이스 필름 상에 배치되는 제1 센싱 전극, 상기 제1 센싱 전극 상에 배치되는 절연층, 및 상기 절연층 상에 배치되는 제2 센싱 전극을 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는 반발력이 상온에서 14N*㎝ 내지 20N*㎝일 수 있다.
상기 복수의 메탈 플레이트의 두께는 20μm 내지 150μm일 수 있다.
상기 센싱 필름은 상기 벤딩 영역, 및 상기 복수의 비벤딩 영역에 모두 중첩될 수 있다.
상기 센싱 필름은 전자 펜의 입력을 인식할 수 있다.
상기 연 자성체는 Invar, Ferritic stainless steel, Permalloy, Perminvars, 또는 Permendur를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 폴딩 가능한 플렉서블 표시장치에 있어서, 복수의 트랜지스터, 및 발광 소자가 구비된 표시 기판, 및 상기 표시 기판 하부에 배치되는 센싱 필름, 및
상기 센싱 필름 하부에 배치된 적어도 하나의 메탈 플레이트를 포함한다.
상기 적어도 하나의 메탈 플레이트는 격자(lattice) 패턴이 형성된 격자 영역을 포함할 수 있다.
상기 격자 영역의 폭은 2mm 내지 20mm일 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는, 상기 적어도 하나의 메탈 플레이트 하부에 배치되는 다른 메탈 플레이트를 더 포함하고, 상기 다른 메탈 플레이트는 상기 플렉서블 표시장치가 펼쳐진 상태에서 상기 격자 영역과 중첩될 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는, 상기 표시 기판 상에 배치되는 터치 감지층을 더 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 표시장치는, 상기 터치 감지층 상에 배치되고, 양자점을 포함하는 파장 변환 패턴, 및 상기 파장 변환 패턴 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 플렉서블 표시장치는 디지타이저 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 플렉서블 표시장치는 마그네틱 메탈 플레이트가 별도 구비되지 않은 디지타이저 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 플렉서블 표시장치는 디지타이저 모듈을 포함하더라도 반발력 상승이 최소화되므로, 쉽게 구부릴 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치와 전자 펜을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 플렉서블 표시장치가 폴딩(folding)된 상태를 나타낸 도면들이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 일 적용 예를 나타낸 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 다른 적용 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4a의 표시 기판을 자세히 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4a의 센싱 필름을 자세히 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7의 표시 기판 및 터치 감지층을 자세히 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 12는 도 11의 센싱 필름의 평면을 설명하기 위한 센싱 필름의 개략적인 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on) 또는 상부"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 마찬가지로, 소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "하부"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 아래 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. "상부" 및 "하부"는 용어에 한정하지 않고, 서로 상대적인 위치를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치와 전자 펜을 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3은 각각 도 1의 플렉서블 표시장치가 폴딩(folding)된 상태를 나타낸 도면들이다. 한편, 도 1은 플렉서블 표시장치가 표시면이 평평해지도록 펼쳐진(언-폴딩) 상태를 나타낸다.
도 1 내지 도 3에서 도시한 플렉서블(flexible) 표시장치(1)는 일 예로서 폴더블(foldable) 표시장치를 도시한 것이다. 다만, 플렉서블 표시장치(1)가 도시된 형상에 제한되는 것은 아니며, 플렉서블 표시장치(1)가 벤딩(또는, 폴딩)에 의해 인장력(tensile force) 또는 압축력(compressive Force)이 발생하는 부분을 포함하는 표시장치라면, 본 발명의 사상이 적용될 수 있다. 즉, 단순히 구부러질 수 있는 표시장치 및 롤러블(rollable) 표시장치에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있다.
이하에서는 표시장치로서 유기발광 표시장치를 예로 들어 설명하기로 한다. 다만, 이에 제한되지 않고 발명의 사상을 변경하지 않는 한 액정 표시장치이나, 전계 방출 표시장치이나, 전기영동 표시장치이나, 퀀텀 닷(Quantum dot) 발광 표시장치이나, 마이크로 LED 표시장치와 같은 다른 표시장치에도 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 플렉서블 표시장치(1)에서 화상이 표시되는 표시면(IS)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한 것일 수 있다. 표시면(IS)의 법선 방향, 즉 플렉서블 표시장치(1)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 각 부재들의 상부(또는, 상면)와 하부(또는, 하면)은 제3 방향(DR3) 방향에 의해 구분된다.
본 명세서에서, 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)은 서로 직교하는 방향으로, 각각 x축 방향, y축 방향 및 z축 방향에 대응될 수 있다. 다만, 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
일 실시예로, 플렉서블 표시장치(1)는 동작 형태에 따라 정의되는 복수 개의 영역들을 포함할 수 있다. 일 실시예의 플렉서블 표시장치(1)는 가상의 벤딩축(BX, 도 1 내지 도 3 참조)에 기초하여(on the basis of) 벤딩되는 벤딩 영역(BA), 비벤딩되는 비벤딩 영역(NBA1, NBA2)을 포함한다.
플렉서블 표시장치(1)는 적어도 하나의 벤딩 영역(BA)과 적어도 하나의 비벤딩 영역(NBA1, NBA2)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 하나의 벤딩 영역(BA)과 두 개의 비벤딩 영역(NBA1, NBA2)을 포함하는 경우를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예는 플렉서블 표시장치(1)가 벤딩 영역(BA) 및 벤딩 영역(BA)을 사이에 두고 위치한 제1 비벤딩 영역(NBA1)과 제2 비벤딩 영역(NBA2)을 포함하는 것을 예시했다. 다른 실시예에서, 플렉서블 표시장치(1)는 복수 개의 벤딩 영역(BA)들을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 플렉서블 표시장치(1)는 3개 이상의 비벤딩 영역들을 포함할 수도 있다.
일 실시예로, 플렉서블 표시장치(1)에서, 벤딩 영역(BA)과 비벤딩 영역(NBA1, NBA2)은 연결되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 벤딩 영역(BA)을 기준으로 양측에 비벤딩 영역(NBA1, NBA2)들이 배치될 수 있다.
플렉서블 표시장치(1)의 표시면(IS)은 복수 개의 영역들을 포함할 수 있다. 플렉서블 표시장치(1)에서 표시면(IS)은 화상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 각각의 발광 소자들에 의해 정의되며, 각각 정해진 색의 빛을 발광하는 영역인 복수개의 발광 영역들(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)은 외부 환경을 검출하기 위한 검출 부재로도 사용될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 화상이 표시되지 않는 영역이다. 표시 영역(DA)은 사각 형상일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 평면상 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 도시하진 않았지만, 비표시 영역(NDA)에는 스피커 모듈, 카메라 모듈 및 센서 모듈 등이 배치될 수 있지만, 이들이 배치되지 않을 수도 있다. 여기서, 센서 모듈은 조도 센서, 근접 센서, 적외선 센서, 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 영역(DA)의 형상과 비표시 영역(NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다.
화상의 표시 방향은 표시면(IS)의 법선 방향으로 정의될 수 있다. 표시 방향은 제3 방향(DR3)과 동일한 방향일 수 있다.
플렉서블 표시장치(1)는 구부러질 수 있다. 플렉서블 표시장치(1)는 폴딩 가능한 폴더블 표시장치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 플렉서블 표시장치(1)는 인폴딩(in-folding)되거나 아웃폴딩(out-folding)될 수 있다.
일 실시예로, 벤딩축(BX)은 제2 방향(DR2)으로 설정될 수 있으나, 벤딩축(BX)의 방향은 이에 제한되지 않고 다양하게 설정될 수 있다. 일 실시예로, 플렉서블 표시장치(1)가 구부러진 상태(폴딩 상태)에서, 곡률 반경은 약 1mm 이상 약 5mm 이하일 수 있다.
도 2에 도시된 플렉서블 표시장치(1a)는 표시면(IS)이 내측으로 가도록 인폴딩된 상태에 해당한다. 플렉서블 표시장치(1a)가 인폴딩 되는 경우, 벤딩축(BX)은 표시면(IS) 상에 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 플렉서블 표시장치(1b)는 표시면(IS)이 외측으로 가도록 아웃폴딩된 상태를 나타낸 것이다. 플렉서블 표시장치(1b)가 아웃폴딩 되는 경우, 벤딩축(BX)은 표시면(IS) 하부에 형성될 수 있다.
플렉서블 표시장치(1)는 하나의 벤딩 영역(BA)에서 인폴딩만 되거나 아웃폴딩만 되도록 구성될 수 있으나, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는, 플렉서블 표시장치(1)가 벤딩 영역(BA)에서 인폴딩되는 것을 기준으로 설명하고, 플렉서블 표시장치(1)가 펼쳐진 상태에서 플렉서블 표시장치(1)에 구비된 각 구성 요소에 대한 결합관계를 설명한다.
한편, 플렉서블 표시장치(1)는 전자 펜(2)을 인식할 수 있다. 전자 펜(2)은 플렉서블 표시장치(1)의 하나의 입력수단일 수 있다.
전자 펜(2)은 플렉서블 표시장치(1)와 소정의 거리내로 인접하거나 플렉서블 표시장치(1)의 표면을 터치함으로써 플렉서블 표시장치(1)에 포함된 센싱 필름에 입력 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 입력 정보는 전자 펜(2)의 플렉서블 표시장치(1)에 대한 위치, 전자 펜(2)의 터치 세기(플렉서블 표시장치(1)의 표면 압력) 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 센싱 필름은 종래의 디지타이저(digitizer)의 기능을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 전자 펜(2)은 스타일러스 펜(stylus pen)일 수 있다. 센싱 필름에 대한 자세한 설명은 도 4a 및 도 6에서 후술된다.
전자 펜(2)은 전자기 공명 방식(EMR, Electro-Magnetic Resonance), 능동 정전기 방식(AES, Active Electrostatic Solution) 등 다양한 방법으로 구동될 수 있다.
전자기 공명 방식은 전자 펜(2)이 플렉서블 표시장치(1)에서 발생된 자기장에 의해 전자기 공명을 일으켜 전자 펜(2)의 좌표 등의 신호가 플렉서블 표시장치(1)에 제공되는 방식을 포함할 수 있다. 구체적으로, 플렉서블 표시장치(1)에 포함된 센싱 필름 등이 자기장을 발생시키면, 자기장 범위 내에 들어온 전자 펜(2)에 전자기 공명을 일으키고, 이에 따른 에너지가 전자 펜(2)에 공급된다. 에너지를 공급받은 전자 펜(2)은 내부의 회로를 통해 무선 신호를 출력할 수 있다. 이때, 센싱 필름은 여러 지점에서 전자 펜(2)으로부터 출력된 신호를 받아 세기를 측정하고, 세기에 기초하여 전자 펜(2)과 가장 가까운 지점을 계산해 전자 펜(2)의 위치를 파악할 수 있다.
능동 정전기 방식은 전자 펜(2)에서 정전기를 발생시키고, 센싱 필름이 그 정전기를 인식하여 전자 펜(2)의 좌표, 압력 등을 감지하는 방식을 포함할 수 있다.
전자 펜(2)은 공지의 것들이 적용될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 일 적용 예를 나타낸 단면도이다. 도 4c는 도 4a의 다른 적용 예를 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 4a의 표시 기판을 자세히 도시한 단면도이다. 도 6은 도 4a의 센싱 필름을 자세히 도시한 단면도이다. 이하에서 설명의 편의를 위해, 플렉서블 표시장치(1)의 각 구성 요소의 두께 등이 다소 과장되게 표현되었다.
도 4a를 참조하면, 플렉서블 표시장치(1)는 표시 기판(10), 반사방지부재(20), 윈도우 유닛(30), 필름 유닛(40), 쿠션 유닛(50), 센싱 필름(60), 복수의 메탈 플레이트들(70) 및 복수의 접착 부재들(80)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 도시된 것과 같이, 각 구성 요소들이 일 방향 따라 순서대로 적층된 것으로 설명하지만, 발명의 사상을 변경하지 않는 한, 각 구성 요소의 위치가 일부 변경되거나, 또는 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 더 배치될 수 있음은 자명하다.
이하에서, "상부"는 상대적으로 제3 방향(DR3)과 동일한 방향의 위치이고, "하부"는 상대적으로 제3 방향(DR3)과 반대 방향의 위치를 의미한다. 또한, 이하에서, 다른 구성과 연속공정을 통해 형성된 해당 구성은 "층" 또는 "막"으로 표현하고, 다른 구성과 접착부재를 통해 결합된 구성은 "유닛"으로 표현하기로 한다.
먼저, 도 5를 함께 참조하여, 표시 기판(10)에 대해 설명한다.
표시 기판(10)에는 복수의 트랜지스터(TR) 및 발광 소자(120)가 구비될 수 있다.
표시 기판(10)은 하부에 배치되는 베이스 기판(103)을 포함한다. 베이스 기판(103)은 가요성(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들면, 베이스 기판(103)은 고분자 유기물을 포함하는 필름 기판 및 플라스틱 기판 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 베이스 기판(103)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 베이스 기판(103)은 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber glass reinforced plastic)을 포함할 수도 있다.
베이스 기판(103) 상에는 버퍼층(111)이 배치된다. 버퍼층(111)은 베이스 기판(103)의 표면을 평활하게 하고, 수분 또는 외부 공기의 침투를 방지하는 기능을 한다. 버퍼층(111)은 무기막일 수 있다. 버퍼층(111)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
버퍼층(111) 상에는 복수의 트랜지스터(TR)들이 배치된다. 여기서 도시된 트랜지스터(TR)들은 구동 트랜지스터일 수 있다. 각 트랜지스터(TR)는 화소마다 하나 이상 구비될 수 있다. 각 트랜지스터(TR)는 반도체층(CH), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 버퍼층(111) 상에 반도체층(CH)이 배치된다. 반도체층(CH)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon), 유기 반도체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 반도체층(CH)은 산화물 반도체일 수 있다. 도시하지는 않았지만, 반도체층(CH)은 채널 영역과, 채널 영역의 양 측에 배치되며, 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다.
반도체층(CH) 상에는 게이트 절연막(112)이 배치된다. 게이트 절연막(112)은 무기막일 수 있다. 게이트 절연막(112)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
게이트 절연막(112) 상에는 게이트 전극(GE)이 배치된다. 게이트 전극(GE)은 도전성을 가지는 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 게이트 전극(GE)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(113)이 배치된다. 층간 절연막(113)은 무기막일 수 있다. 층간 절연막(113)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
층간 절연막(113) 상에는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)이 배치된다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 도전성을 가지는 금속 물질로 형성된다. 예를 들면, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.
소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(113) 및 게이트 절연막(112)을 관통하는 컨택홀을 통하여 반도체층(CH)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 표시 기판(10)은 베이스 기판(103) 상에 스토리지 커패시터 및 스위치 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 층간 절연막(113) 상에 보호층(114)이 배치된다. 여기서, 보호층(114)은 트랜지스터(TR)를 포함하는 픽셀 회로부를 덮도록 배치된다. 보호층(114)은 패시베이션막 또는 평탄화막일 수 있다. 패시베이션막은 SiO2, SiNx 등을 포함할 수 있고, 평탄화막은 아크릴, 폴리이미드와 같은 재질을 포함할 수 있다. 보호층(114)은 패시베이션막과 평탄화막을 모두 포함할 수도 있다. 이 경우, 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 층간 절연막(113) 상에 패시베이션막이 배치되고, 패시베이션막 상에 평탄화막이 배치될 수 있다.
보호층(114)의 상면은 평탄할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 도 10에 도시된 바와 같이 그 상면이 비평탄할 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술된다.
보호층(114) 상에 복수의 제1 전극(121)이 배치된다. 제1 전극(121)은 화소마다 배치된 화소 전극일 수 있다. 또한, 제1 전극(121)은 유기발광 다이오드의 애노드(anode) 전극일 수 있다.
제1 전극(121)은 보호층(114)을 관통하는 비아홀을 통해 베이스 기판(103)에 배치된 드레인 전극(DE)(또는 소스 전극(SE))과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(121)은 일함수가 높은 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 제1 전극(121)은 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Indium Oxide: In2O3) 등을 포함할 수 있다. 상기 예시된 도전성 물질들은 상대적으로 일함수가 크면서도, 투명한 특성을 갖는다. 유기발광 표시장치가 전면 발광형일 경우, 상기 예시된 도전성 물질 이외에 반사성 물질, 예컨대 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 혼합물이 더 포함될 수 있다. 따라서, 제1 전극(121)은 상기 예시된 도전성 물질 및 반사성 물질로 이루어진 단일층 구조를 갖거나, 이들이 적층된 복수층 구조를 가질 수 있다.
제1 전극(121) 상에는 화소 정의막(115)이 배치된다. 화소 정의막(115)은 제1 전극(121)의 적어도 일부를 노출하는 개구부를 포함한다. 화소 정의막(115)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 화소 정의막(115)은 포토 레지스트, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물, 폴리아크릴계 수지 등의 재료를 포함할 수 있다.
화소 정의막(115)에 의해 노출된 제1 전극(121) 상에는 유기 발광층(122)이 배치된다.
유기 발광층(122) 상에는 제2 전극(123)이 배치된다. 제2 전극(123)은 화소의 구별없이 전체에 걸쳐 배치된 공통 전극일 수 있다. 또한, 제2 전극(123)은 유기발광 다이오드의 캐소드(cathode) 전극일 수 있다.
제2 전극(123)은 일함수가 낮은 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 제2 전극(123)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)을 포함할 수 있다. 제2 전극(123)은 보조 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 보조 전극은 상기 물질이 증착되어 형성된 막, 및 상기 막 상에 투명 금속 산화물, 예를 들어, 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 인듐-주석-아연-산화물 (Indium-Tin-Zinc-Oxide) 등을 포함할 수 있다.
표시 기판(10)이 전면 발광형일 경우, 제2 전극(123)으로서 일함수가 작은 도전층을 박막으로 형성하고, 그 상부에 투명한 도전막, 예컨대, 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO)층, 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO)층, 산화아연(Zinc Oxide: ZnO)층, 산화인듐(Indium Oxide: In2O3)층 등을 적층할 수 있다.
상술한 제1 전극(121), 유기 발광층(122) 및 제2 전극(123)은 발광 소자로서 유기발광 다이오드(120)를 구성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 전극(121)과 유기 발광층(122) 사이에는 정공 주입층 및/또는 정공 수송층이 배치되고, 유기 발광층과 제2 전극(123) 사이에는 전자 수송층 및/또는 전자 주입층이 배치될 수 있다.
제2 전극(123) 상에는 봉지막(116)이 배치된다. 봉지막(116)은 무기막을 포함한다. 봉지막(116)은 복수의 적층막을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 봉지막(116)은 순차적으로 적층된 제1 무기막, 유기막 및 제2 무기막을 포함하는 다층막으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 무기막 및 제2 무기막은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 유기막은 에폭시, 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
표시 기판(10) 상에는 반사방지부재(20)가 배치된다. 도 4b 및 도 4c를 함께 참조하면, 예를 들어, 반사방지부재(20)는 편광 부재(23) 및/또는 컬러 필터(22)가 포함될 수 있다.
여기서, 상기 편광 부재(23)는 유기발광 다이오드(120)로부터 출력된 광 중 일 방향의 편광축에 평행한 광을 투과시킬 수 있다. 편광 부재(23)는 코팅형 편광층 또는 증착에 의하여 형성된 편광층일 수 있다. 편광 부재(23)는 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또한, 편광 부재(23)는 외광 반사를 방지하는 역할을 한다. 편광 부재(23)는 사분파장판을 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터(22)는 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터일 수 있다. 적색의 컬러 필터는 적색 광을 선택적으로 투과시킨다. 여기서, 적색 광의 파장은 약 620nm 내지 750nm일 수 있다. 녹색의 컬러 필터는 녹색 광을 선택적으로 투과시킨다. 여기서, 녹색 광의 파장은 약 495nm 내지 570nm일 수 있다. 청색의 컬러 필터는 청색 광을 선택적으로 투과시킨다. 여기서, 청색 광의 파장은 약 450nm 내지 495nm일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 적색의 컬러 필터는 적색 화소에, 녹색의 컬러 필터는 녹색 화소에, 청색의 컬러 필터는 청색 화소에, 각각 배치될 수 있다. 각 화소에 동일한 색상의 컬러 필터가 배치됨으로써, 해당 화소에서의 혼색을 방지하고 색재현성을 증가시킬 수 있다. 또한, 컬러 필터들은 외광을 상당한 수준으로 흡수하므로, 편광 부재(23) 등을 추가로 배치하지 않더라도 외광 반사를 감소시킬 수 있다.
반사방지부재(20) 상에는 윈도우 유닛(30)이 배치된다. 윈도우 유닛(30)은 표시 기판(10)을 커버하여 보호하는 역할을 한다. 윈도우 유닛(30)은 연성 물질 및 투명 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 유닛(30)이 플라스틱을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 경우, 윈도우 유닛(30)은 플렉서블한 성질을 가질 수 있다.
윈도우 유닛(30)에 적용 가능한 플라스틱의 예로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride), 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene difluoride, PVDF), 폴리스티렌(polystyrene), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(ethylene vinylalcohol copolymer), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 트리아세틸 셀룰로오스(tri-acetyl cellulose, TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP) 등을 들 수 있다. 윈도우 유닛(30)은 상기 열거된 플라스틱 물질들 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
표시 기판(10) 하부에 필름 유닛(40)이 배치된다. 일 실시예로 필름 유닛(40)은 보호 필름일 수 있다. 필름 유닛(40)은 표시 기판(10)의 하부면을 전체적으로 덮도록 배치된다.
필름 유닛(40)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 설파이드(polyethylene sulfide, PES), 같은 플라스틱으로 형성될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
필름 유닛(40) 하부에 쿠션 유닛(50)이 배치된다. 쿠션 유닛(50)은 쿠션을 가지고 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 쿠션 유닛(50)은 라텍스, 스펀지, 발포성 수지인 우레탄 폼, EVA, 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 또한, 쿠션 유닛(50)은 쿠션을 가지고 있는 테이프 형태로 형성될 수도 있다.
쿠션 유닛(50) 하부에 센싱 필름(60)이 배치된다. 일 실시예로, 센싱 필름(60)은 표시 기판(10) 하부의 전면에 걸쳐 중첩되도록 배치될 수 있다. 본 명세서에서, “제1 구성 및 제2 구성이 중첩한다”라고 표현하면, 제1 구성과 제2 구성이 플렉서블 표시장치(1)가 펼쳐진 상태에서 두께 방향(도면에서 제3 방향(DR3))으로 중첩하는 것을 의미할 수 있다. 센싱 필름(60)은 벤딩 영역(BA) 및 복수의 비벤딩 영역들(NBA1, NBA2)에 모두 중첩되도록 배치될 수 있다.
센싱 필름(60)에 대한 자세한 설명은 도 6과 함께 후술하기로 한다.
일 실시예로, 센싱 필름(60)은 베이스 필름(201)과 베이스 필름(201) 상에 배치되는 디지타이저 모듈(200)을 포함한다. 디지타이저 모듈(200)은 베이스 필름(201) 상에 차례로 적층되는 제1 센싱 전극(210), 절연층(220), 제2 센싱 전극(230), 패시베이션층(240)을 포함한다.
일 실시예로, 제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)은 수신부 타입으로 사용될 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극은 중 하나는 일 방향으로 연장하고, 다른 하나는 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장할 수 있다.
제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)은 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로 제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)은 금속 재료로 이루어질 수 있다. 금속 재료로는, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 은-팔라듐-구리합금 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)은 각각 2000Å 내지 10μm의 두께를 가질 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)의 두께가 2000Å 미만이면 면저항이 증가하여 전기적 특성이 저하될 수 있고, 1μm를 초과하면 내굴곡성이 저하될 수 있다.
제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)은 약 3000Å 내지 8000Å의 두께를 가질 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)의 두께가 약 3000Å 내지 8000Å일 경우, 구부러지는(bending) 것뿐 아니라 접힐(folding) 수 있는 정도의 내굴곡성을 확보할 수 있어 플렉서블 표시장치(1)에 더욱 적합할 수 있다.
제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)의 두께는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)은 증착, 특히 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 스퍼터링 방법을 사용하면, 현재 상품화되어 있는 센싱 필름에서와 같이 금속 박(foil)을 사용하여 형성하는 경우에 비하여 더 얇은 두께로 제1 및 제2 센싱 전극(210, 230)을 형성할 수 있다.
절연층(220)은 유기 절연막 또는 무기 절연막으로 형성될 수 있다.
패시베이션층(240)의 소재로는 당해 기술분야에 알려진 절연 소재가 제한 없이 사용될 수 있으며, 실리콘 산화물과 같은 비금속 산화물이나 아크릴계 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 혹은 열경화성 수지 조성물이 사용될 수 있다.
패시베이션층(240)은 예를 들면 폴리사이클로올레핀계 재질로 형성될 수 있으며, 약 0.5μm 내지 20μm의 두께를 가질 수 있다.
또한 패시베이션층(240)은 예를 들면 아크릴계 유기절연막 재질로 형성될 수 있으며, 약 0.5μm 내지 5μm의 두께를 가질 수 있다.
베이스 필름(201)으로는 유연성 필름 기재를 사용할 수 있으며, 특히 기계적 강도 및 열안정성이 우수한 필름이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지, 염화비닐계 수지, 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지, 이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 황화 폴리페닐렌계 수지, 비닐알코올계 수지, 염화비닐리덴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 알릴레이트계 수지, 폴리옥시메틸렌계 수지, 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 베이스 필름(201)은 생략될 수도 있다.
센싱 필름(60) 하부에 복수의 메탈 플레이트들(70)이 배치된다. 제1 비벤딩 영역(NBA1)과 중첩하는 위치에 제1 메탈 플레이트(71)가 배치되고, 제2 비벤딩 영역(NBA2)과 중첩하는 위치에 제2 메탈 플레이트(72)가 배치될 수 있다.
일 실시예로, 플렉서블 표시장치(1)가 펼쳐진 상태에서 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72)에서 마주하는 각 측부는 벤딩 영역(BA)에 중첩될 수 있다. 플렉서블 표시장치(1)가 펼쳐진 상태에서 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72)에서 마주하는 각 측부는 서로 접촉할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72)는 플렉서블 표시장치(1)가 구부러진 상태에서 각각 구부러지지 않고, 서로 분리될 수 있다. 즉, 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72)가 마주하는 각 측부는 플렉서블 표시장치(1)가 구부러진 상태에서 비접촉할 수 있다.
이하에서, 제1 메탈 플레이트(71)를 중심으로 복수의 메탈 플레이트들(70) 대해 설명한다. 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72)는 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으므로, 제1 메탈 플레이트(71)에 대한 설명이 제2 메탈 플레이트(72)에 적용될 수 있다. 따라서, 제2 메탈 플레이트(72)에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
제1 메탈 플레이트(71)는 전자파 차폐 기능을 포함할 수 있다. 제1 메탈 플레이트(71)는 제1 메탈 플레이트(71) 하부에서 발생하는 전기적 또는 자기적 노이즈가 제1 메탈 플레이트(71) 상에 배치되는 센싱 전극들 및 표시 기판(10)에 주는 영향을 최소화할 수 있다.
이외에도, 제1 메탈 플레이트(71)는 열 기능, 접지 기능, 완충 기능, 강도 보강 기능, 지지 기능, 접착 기능 및 압력 센싱 기능 중 적어도 하나의 기능을 더 수행할 수 있다.
일 실시예로, 제1 메탈 플레이트(71)는 연 자성체(soft magnetic material)로서, 비정질(amorphous) 구조 또는 나노 결정질 구조를 가지는 박판의 금속 시트일 수 있다. 여기서 연 자성체는 외부 자계를 조금만 가해도 강하게 자화되며, 잔류자화가 작은 자성체를 의미하며, 외부 자기장 없이도 자기모멘트가 한 방향으로 정렬하는 강 자성체(hard magnetic material, ferromagnetic material)와는 구분된다.
연 자성체는 약한 자기장(예, 800 A/m 이하)에서 자화될 수 있다. 연 자성체는 높은 투자율(magnetic permeability)(예, 초기 값은 102μ 내지 105μ이고, 최대 값은 103μ 내지 106μ)을 가질 수 있다. 연 자성체의 항자력(coercive force)은 0.8A/m 내지 8A/m일 수 있다.
연 자성체가 약한 자기장에서 자화하는 능력은 자성 이방성 에너지의 크기가 작은 일부 물질에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 연 자성체는 Invar(Fe―Co―Cr alloy, Fe―Ni alloy, Fe―Ni―Co alloy), Ferritic stainless steel(such as SUS430(Fe―Cr alloy) 등), Permalloy(Fe―Ni alloy), Perminvars 또는 Permendur를 포함할 수 있다.
제1 메탈 플레이트(71)의 두께(h1)는 약 20μm 내지 150μm일 수 있다.
앞서 설명한 표시 기판(10), 반사방지부재(20), 윈도우 유닛(30), 필름 유닛(40), 쿠션 유닛(50), 센싱 필름(60) 및 복수의 메탈 플레이트들(70)은 접착 부재(80)를 사이에 두고 서로 부착될 수 있다.
예를 들어, 표시 기판(10)과 반사방지부재(20)는 제1 접착 부재(81)에 의해 부착되고, 반사방지부재(20)와 윈도우 유닛(30)은 제2 접착 부재(82)에 의해 부착되고, 표시 기판(10)과 필름 유닛(40)은 제3 접착 부재(83)에 의해 부착되고, 필름 유닛(40)과 쿠션 유닛(50)은 제4 접착 부재(84)에 의해 부착되고, 쿠션 유닛(50)과 센싱 필름(60)은 제5 접착 부재(85)에 의해 부착될 수 있다. 센싱 필름(60)과 제1 메탈 플레이트(71)는 제6 접착 부재(86)에 의해 부착되고, 센싱 필름(60)과 제2 메탈 플레이트(72)는 제7 접착 부재(87)에 의해 부착될 수 있다.
복수의 접착 부재들(80)은 접착성을 갖는 필름, 예를 들어, 광학적 투명 접착제(Optically Clear Adhesive, OCA)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 접착층(150)은 광학적 투명 수지(Optically Clear Resin, OCR)을 포함할 수도 있다.
각 접착 부재(80)는 필요에 따라 생략될 수도 있다.
일 실시예로, 플렉서블 표시장치(1)가 구부러지거나 펼쳐지는 경우, 반발력은 상온에서 약 14N*㎝ 내지 20N*㎝ 일수 있다. 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1)는 복수의 메탈 플레이트들(70)을 구비하더라도, 종래 센싱 필름이 적용되지 않는 플렉서블 표시장치(1)의 반발력이 상온에서 약 14N*㎝인 것에 대비, 반발력 증가를 최소화할 수 있다. 제1 메탈 플레이트(71) 및 제2 메탈 플레이트(72)는 각각 제1 비벤딩 영역(NBA1) 및 제2 비벤딩 영역(NBA2)에 배치되기 때문에, 플렉서블 표시장치(1)가 구부러지는 경우에도 제1 메탈 플레이트(71) 및 제2 메탈 플레이트(72)는 구부러지지 않을 수 있다.
이와 같이, 플렉서블 표시장치(1)는 디지타이저 모듈(200)을 포함하는 센싱 필름(60)을 구비하여 전자 펜(2)의 입력을 인식하면서도, 플렉서블 표시장치(1)가 구부러지거나 펼쳐지는 경우, 반발력을 최소화할 수 있다.
다음으로, 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 이하, 도 1 내지 도 6과 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 설명을 생략하고, 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용하였다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 8은 도 7의 표시 기판 및 터치 감지층을 자세히 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_1)는 도 4a 및 도 5의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1) 대비, 표시 기판(10) 상에 터치 감지층(90)이 더 배치되는 점에서 그 차이가 있다.
터치 감지층(90)은 표시 기판(10) 상에 배치된다. 일 실시예로, 터치 감지층(90)은 표시 패널에 터치 패널을 내장한 방식인 OCTA(On Cell Touch Amoled) 방식으로 형성될 수 있다.
표시 기판(10)의 봉지막(116) 상에 터치 감지층(90)이 배치된다. 실시예에 따라, 봉지막(116)과 터치 감지층(90)은 직접 접할 수 있다.
터치 감지층(90)은 복수의 제1 감지 전극들(미도시) 및 복수의 제2 감지 전극들(미도시)을 포함할 수 있다. 도시하진 않았지만, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들은 평면상 교차할 수 있다. 또한, 복수의 제1 감지 전극들 및 복수의 제2 감지 전극들은 각각 평면상 메쉬(mesh) 형상을 갖는 제1 감지 라인(SPL1)들 및 제2 감지 라인(SPL2)들을 포함할 수 있다.
복수의 제1 감지 라인(SPL1)들은 상기 복수의 제2 감지 라인(SPL2)들과 전기적으로 절연된다. 복수의 제1 감지 라인(SPL1)들은 복수의 제2 감지 라인(SPL2)들과 서로 동일층에 배치되거나 서로 다른층에 배치될 수 있다. 도 8은 제1 감지 라인(SPL1)과 제2 감지 라인(SPL2)이 서로 다른층에 배치되는 것을 예시했다.
복수의 제1 감지 라인(SPL1)들 및 복수의 제2 감지 라인(SPL2)들은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 도전성 물질은 일 실시예로, 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등과 같은 저저항 금속을 포함하거나, 은 나노와이어(silver nanowire), 카본 나노튜브(carbon nanotube) 등과 같은 도전성 나노 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제1 감지 라인(SPL1)은 봉지막(116) 상에 직접 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 실시예에서, 단일막 또는 다층막의 절연층이 봉지막(116)과 제1 감지 라인(SPL1) 사이에 배치될 수도 있다.
제1 터치 절연층(131)은 제1 감지 라인(SPL1)과 봉지막(116) 상에 배치될 수 있다.
제1 터치 절연층(131)은 일 실시예로 무기 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 무기 물질은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제1 터치 절연층(131)은 유기 물질을 포함할 수도 있다. 여기서, 유기 물질은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 감지 라인(SPL2)은 제1 터치 절연층(131) 상에 배치될 수 있다. 제1 감지 라인(SPL1) 및 제2 감지 라인(SPL2)은 화소 정의막(115)과 중첩될 수 있다. 즉, 제1 감지 라인(SPL1) 및 제2 감지 라인(SPL2)이 화소 정의막(115)과 완전히 중첩됨에 따라, 사용자에 의해 시인되는 것을 방지할 수 있다.
제2 터치 절연층(132)은 제1 터치 절연층(131) 및 제2 감지 라인(SPL2) 상에 배치될 수 있다. 제2 터치 절연층(132)은 일 실시예로 무기 물질 또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 무기 물질 및 유기 물질의 종류에 대해서는 제1 터치 절연층(131)과 중복된 설명이므로 생략하기로 한다. 도 8에서는, 제1 터치 절연층(131) 및 제2 터치 절연층(132)이 단일 층인 것으로 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며, 다층 구조를 가질 수도 있다.
여기서 제2 터치 절연층(132)은 패시배이션막 또는 평탄화막일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_2)는 도 4a의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1) 대비, 제2 메탈 플레이트(72) 하부에 제4 메탈 플레이트(74)를 더 포함하는 점에서 그 차이가 있다.
제4 메탈 플레이트(74)는 제8 접착 부재(88)를 통해 제2 메탈 플레이트(72) 하부에 부착될 수 있다.
일 실시예로, 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72)에서 마주하는 각 측부는 소정의 간격을 가지고 이격될 수 있다. 이때, 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72) 하부에서 발생하는 노이즈가 제1 메탈 플레이트(71)와 제2 메탈 플레이트(72) 사이의 이격 공간을 통해 센싱 전극들 및 표시 기판(10)에 주는 영향을 줄이기 위해, 제2 메탈 플레이트(72) 하부에 제4 메탈 플레이트(74)가 배치될 수 있다.
제4 메탈 플레이트(74)는 상기 이격 공간을 덮도록 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제2 메탈 플레이트(72) 하부에 부착된 제4 메탈 플레이트(74)의 일 측부는 제1 메탈 플레이트(71)의 적어도 일부에 중첩되도록 연장하여 배치될 수 있다. 즉, 제4 메탈 플레이트(74)는 소정의 폭(W1) 만큼 제1 메탈 플레이트(71)와 중첩될 수 있다.
제4 메탈 플레이트(74)는 제1 메탈 플레이트(71)와 마찬가지로 연 자성체일 수 있으며, 제1 메탈 플레이트(71)에서 예로서 든 물질을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_3)는 도 4a의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1) 대비, 제1 메탈 플레이트(71) 하부에 제3 메탈 플레이트(73)를 더 포함하는 점에서 차이가 있다.
제3 메탈 플레이트(73)는 제9 접착 부재(89)를 통해 제1 메탈 플레이트(71) 하부에 부착될 수 있다.
본 실시예에 대한 설명은 도 9의 실시예의 제3 메탈 플레이트(73)가 제1 메탈 플레이트(71) 하부에 배치된 것과 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으므로 이와 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 12는 도 11의 제1 센싱 필름의 평면을 설명하기 위한 제1 센싱 필름의 개략적인 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_4)는 도 4a 및 도 5의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1) 대비, 제1 메탈 플레이트(71_1)가 표시 기판(10)의 하부에서 제1 비벤딩 영역(NBA1), 제2 비벤딩 영역(NBA2) 및 벤딩 영역(BA)에 모두 중첩하도록 배치되는 점 및 제2 메탈 플레이트(72)가 생략된 점에서 그 차이가 있다.
제1 메탈 플레이트(71_1)는 표면에 격자(lattice) 패턴(LT)을 포함할 수 있다. 일 실시예로 격자 패턴(LT)은 홈의 형태로 제1 메탈 플레이트(71_1)의 표면에 형성되거나, 또는 홀의 형태로 제1 메탈 플레이트(71_1)를 관통하도록 형성될 수 있다.
제1 메탈 플레이트(71_1)는 격자 패턴(LT)이 형성된 영역으로 정의되는 격자 영역(71_1c) 및 격자 패턴(LT)이 형성되지 않은 플랫 영역들(71_1a, 71_1b)이 정의되어 있을 수 있다. 플랫 영역들(71_1a, 71_1b)은 격자 영역(71_1c)을 사이에 두고 위치할 수 있다.
일 실시예로, 격자 영역(71_1c)은 벤딩 영역(BA)에 중첩할 수 있다. 즉, 격자 패턴(LT)은 벤딩 영역(BA)에 중첩되도록 형성될 수 있다. 격자 영역(71_1c)의 폭(W2)은 플렉서블 표시장치(1_4)가 구부러질 때의 곡률 반경에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예로, 격자 영역(71_1c)의 폭(W2)은 약 2mm 내지 20mm일 수 있다.
제1 메탈 플레이트(71_1)는 표면에 격자(lattice) 패턴을 포함하므로, 쉽게 구부러질 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_5)는 도 11의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_4) 대비, 제1 메탈 플레이트(71) 하부에 제3 메탈 플레이트(73_1) 및 제4 메탈 플레이트(74_1)를 더 포함하는 점에서 그 차이가 있다.
제4 메탈 플레이트(74_1)는 제8 접착 부재(88_1)를 통해 제2 비벤딩 영역(NBA2)에 중첩하도록 제1 메탈 플레이트(71_1) 하부에 부착되고, 제3 메탈 플레이트(73_1)는 제1 비벤딩 영역(NBA1)에 중첩하도록 제9 접착 부재(89_1)를 통해 제1 메탈 플레이트(71_1) 하부에 부착될 수 있다.
제3 메탈 플레이트(73_1) 및 제4 메탈 플레이트(74_1)는 각 측부가 벤딩 영역(BA)에 중첩하도록 연장될 수 있다. 제4 메탈 플레이트(74_1)와 제3 메탈 플레이트(73_1)는 각 측부는 제1 메탈 플레이트(71_1)의 격자 영역(71_1c)에 중첩될 수 있다.
일 실시예로, 플렉서블 표시장치(1_5)가 펼쳐진 상태에서 제3 메탈 플레이트(73_1)와 제4 메탈 플레이트(74_1)에서 마주하는 각 측부는 벤딩 영역(BA)에 중첩될 수 있다. 플렉서블 표시장치(1_5)가 펼쳐진 상태에서 제3 메탈 플레이트(73_1)와 제4 메탈 플레이트(74_1)에서 마주하는 각 측부는 서로 접촉할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_6)는 도 11의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_4) 대비, 제1 메탈 플레이트(71_1) 하부에 제4 메탈 플레이트(74_2)를 더 포함하는 점에서 그 차이가 있다.
제4 메탈 플레이트(74_2)는 제8 접착 부재(88_1)를 통해 제2 비벤딩 영역(NBA2)에 중첩하도록 제1 메탈 플레이트(71_1) 하부에 부착될 수 있다. 제8 접착 부재(88_1)는 제2 비벤딩 영역(NBA2)에 중첩할 수 있다. 제4 메탈 플레이트(74_2)는 제1 메탈 플레이트(71_1)의 격자 영역(71_1c)을 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 제4 메탈 플레이트(74_2)는 일 측부가 벤딩 영역(BA)과 중첩하도록 연장할 수 있으며, 실시예에 따라 제1 비벤딩 영역(NBA1)의 적어도 일부와 중첩하도록 더 연장될 수도 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_7)는 도 7의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1_1) 대비, 반사방지부재(20) 및 제1 접착 부재(81)가 생략되고, 터치 감지층(90) 상에 직접 파장 변환 패턴(21) 및 컬러 필터(22)가 더 배치되는 점에서 그 차이가 있다.
파장 변환 패턴(21)은 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장의 광으로 변환하여 출사할 수 있다. 파장 변환 패턴(21)을 통과한 광은 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 다만, 상기 파장 변환 패턴(21)을 광의 표시 색이 기본색으로 제한되는 것은 아니며, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow) 및 화이트(white) 계열의 색 중 어느 하나를 표시할 수도 있다.
파장 변환 패턴(21)은 파장 변환 물질을 포함한다. 상기 파장 변환 물질은 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장으로 변환할 수 있다. 파장 변환 물질의 예로는 양자점(quantum dot, QD), 양자 막대 또는 형광체 등을 들 수 있다. 양자점은 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정 파장의 광을 방출하는 입자상 물질일 수 있다.
상기 양자점은 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 양자점은 그 조성 및 크기에 따라 특정 밴드갭을 가져 광을 흡수한 후 고유의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 양자점의 반도체 나노 결정의 예로는 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
컬러 필터(22)는 특정 색의 광을 선택적으로 투과하되, 다른 색의 광을 흡수하여 진행을 차단할 수 있다. 컬러 필터(22)를 통과한 광은 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 다만, 상기 컬러 필터(22)를 통과한 광의 표시 색이 기본색으로 제한되는 것은 아니며, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow) 및 화이트(white) 계열의 색 중 어느 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(22)는 외광을 상당한 수준으로 흡수하므로, 편광 유닛 등을 추가로 배치하지 않더라도 외광 반사를 감소시킬 수 있다.
컬러 필터(22) 상에 윈도우 유닛(30)이 배치되고, 컬러 필터(22)와 윈도우 유닛(30)은 제2 접착 부재(82)를 사이에 두고 부착될 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 파장 변환 패턴(21) 및 컬러 필터(22)의 배치 순서가 바뀔 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시장치 2: 전자 펜
10: 표시 기판 20: 편광 유닛
30: 윈도우 유닛 40: 필름 유닛
50: 쿠션 유닛 60: 센싱 필름
71: 제1 메탈 플레이트 72: 제2 메탈 플레이트
80: 복수의 접착 부재들 BA: 벤딩 영역
NBA1, NBA2: 비벤딩 영역들

Claims (20)

  1. 벤딩 영역 및 복수의 비벤딩 영역들을 포함하는 플렉서블 표시장치에 있어서,
    복수의 트랜지스터, 및 발광 소자가 구비된 표시 기판;
    상기 표시 기판 하부에 배치되는 센싱 필름; 및
    상기 센싱 필름 하부에 배치된 복수의 메탈 플레이트를 포함하되,
    상기 복수의 메탈 플레이트는 연 자성체(soft magnetic material)인 플렉서블 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 비벤딩 영역들은 상기 벤딩 영역을 사이에 두고 위치하는 제1 비벤딩 영역, 및 제2 비벤딩 영역을 포함하고,
    상기 복수의 메탈 플레이트는 상기 제1 비벤딩 영역과 중첩하는 제1 메탈 플레이트, 및 상기 제2 비벤딩 영역과 중첩하는 제2 메탈 플레이트를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 메탈 플레이트, 및 상기 제2 메탈 플레이트가 마주하는 각 측부는 상기 플렉서블 표시장치가 펼쳐진 상태에서 접촉하는 플렉서블 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 각 측부는 상기 벤딩 영역에 중첩하는 플렉서블 표시장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 메탈 플레이트의 하부에 배치되는 제3 메탈 플레이트를 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 메탈 플레이트, 및 상기 제2 메탈 플레이트가 마주하는 각 측부는 상기 플렉서블 표시장치가 펼쳐진 상태에서 소정의 간격을 두고 이격되는 플렉서블 표시장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 메탈 플레이트의 일 측부는 상기 제2 메탈 플레이트의 적어도 일부와 중첩하는 플렉서블 표시장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 메탈 플레이트의 하부에 배치되는 제4 메탈 플레이트를 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 필름은,
    베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 배치되는 제1 센싱 전극;
    상기 제1 센싱 전극 상에 배치되는 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치되는 제2 센싱 전극을 포함하는 플렉서블 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시장치는 반발력이 상온에서 14N*㎝ 내지 20N*㎝인 플렉서블 표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 메탈 플레이트의 두께는 20μm 내지 150μm인 플렉서블 표시장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 필름은 상기 벤딩 영역, 및 상기 복수의 비벤딩 영역에 모두 중첩되는 플렉서블 표시장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 필름은 전자 펜의 입력을 인식하는 플렉서블 표시장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 연 자성체는 Invar, Ferritic stainless steel, Permalloy, Perminvars, 또는 Permendur를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  15. 폴딩 가능한 플렉서블 표시장치에 있어서,
    복수의 트랜지스터, 및 발광 소자가 구비된 표시 기판; 및
    상기 표시 기판 하부에 배치되는 센싱 필름; 및
    상기 센싱 필름 하부에 배치된 적어도 하나의 메탈 플레이트를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메탈 플레이트는 격자(lattice) 패턴이 형성된 격자 영역을 포함하는 플렉서블 표시장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 격자 영역의 폭은 2mm 내지 20mm인 플렉서블 표시장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메탈 플레이트 하부에 배치되는 다른 메탈 플레이트를 더 포함하고,
    상기 다른 메탈 플레이트는 상기 플렉서블 표시장치가 펼쳐진 상태에서 상기 격자 영역과 중첩되는 플렉서블 표시장치.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 표시 기판 상에 배치되는 터치 감지층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 터치 감지층 상에 배치되고, 양자점을 포함하는 파장 변환 패턴; 및
    상기 파장 변환 패턴 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
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