KR20220014626A - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

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이승규
정연재
박주혜
명노진
장세진
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 발명으로, 본 발명의 일 실시예는 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자 상에 배치되고, 복수의 박판 글라스 및 복수의 박판 글라스 사이에 배치되는 점착층을 포함하는 커버 부재를 포함하고, 복수의 박판 글라스 각각의 두께는 0.1mm 이하인 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 복수의 박판 글라스가 적층된 커버 부재를 사용하여 글라스 자체의 높은 표면 특성을 유지하면서도 폴딩 특성 및 내충격성을 동시에 만족하는 플렉서블 표시 장치를 제공할 수 있다.

Description

플렉서블 표시 장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면 경도가 높은 유리 재질의 커버 부재를 사용하면서도 폴딩 특성 및 내충격성을 동시에 향상시킬 수 있는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저전력화 등의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시 장치(Display Device)가 개발되고 있다. 이러한 표시 장치의 구체적인 예로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED) 등을 들 수 있다.
최근 표시 장치의 형태나 크기가 점차 다양화되고 있으며, 특히 표시 장치를 폴딩하거나 롤링하여도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블 표시 장치에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 관심에 부합하여 특정한 곡률반경을 가지는 패널, 기구물, 커버 윈도우에 관한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
특히 커버 윈도우의 경우, 표시 장치의 외곽에서 사용자에게 드러나는 구성요소이다. 이에 따라 플라스틱 재질의 커버 윈도우 보다는 외관 특성이 우수한 커버 글라스를 사용하는 것이 바람직하다. 글라스 자체의 특성상 커버 글라스는 0.1mm 이하의 두께일 때 폴딩 특성을 가질 수 있다. 그러나, 글라스 자체의 강성이 플라스틱 대비 상당히 우수함에도 불구하고 두께를 자유롭게 설계할 수 있는 플라스틱 재질의 커버 윈도우 대비 내충격성이 떨어진다. 일반적인 두께의 커버 글라스를 사용하여 폴딩 특성을 구현하는 것은 상당히 어렵기 때문에, 표면 특성이 우수하면서도 내충격성과 폴딩 특성을 동시에 만족할 수 있는 커버 윈도우에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표면 특성이 우수한 글라스를 사용하면서도 내충격성 및 폴딩 특성을 동시에 만족할 수 있는 플렉서블 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자 상에 배치되고, 복수의 박판 글라스 및 복수의 박판 글라스 사이에 배치되는 점착층을 포함하는 커버 부재를 포함하고, 복수의 박판 글라스 각각은 두께가 0.1mm 이하인 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 박판 글라스 및 제2 박판 글라스가 적층된 커버 부재를 사용하여 글라스 자체의 높은 표면 특성을 유지하면서도 폴딩 특성 및 내충격성을 동시에 만족하는 플렉서블 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 제2 박판 글라스 상부에 비산방지층이 배치되며, 이로 인해 외부 충격에 의한 커버 부재의 파손을 최소화하고, 파손 시 파편이 비산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제3 박판 글라스를 더 포함하는 커버 부재를 사용하면 폴딩 특성을 높게 유지하면서 내충격성이 더욱 향상되는 효과를 제공한다.
또한, 커버 부재를 구성하는 복수의 박판 글라스 중 최상부의 박판 글라스는 가변형 점착제를 사용하여 점착될 수 있고, 이에 따라 필요시 표시 패널에 손상을 최소화하면서 최상부의 박판 글라스를 용이하게 교체할 수 있다.
또한, 플렉서블 표시 장치는 쿠션층을 더 포함할 수 있고, 이 경우 플렉서블 표시 장치의 폴딩 특성을 높게 유지하면서 내충격성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 박판 글라스가 모서리에 챔퍼 형상을 가짐으로써 폴딩 스트레스를 더욱 효과적으로 저감할 수 있으며, 이에 따라 곡률 반경이 보다 작은 플렉서블 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 비산방지층이 적용된 커버 부재의 다양한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 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, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 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 발명 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.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 구성을 설명함에 있어서 박판 글라스는 별도의 언급이 없는 한 두께가 0.1mm 이하인 글라스를 의미한다.
본 발명의 구성을 설명함에 있어서 별도의 언급이 없는 한 곡률 반경 1R은 곡률 반지름이 1mm인 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 플레이트 어셈블리(110), 백 플레이트(120), 유기 발광 표시 패널(PNL), 광학조절층(150), 커버 부재(160) 및 비산방지층(170)을 포함한다. 커버 부재(160)는 제1 박판 글라스(161), 제1 점착층(Adh1) 및 제2 박판 글라스(162)를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 각 구성요소별로 설명하기로 한다.
먼저, 유기 발광 표시 패널(PNL)은 플렉서블 기판(130) 및 유기 발광 소자(140)를 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(130)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분된다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소가 배치되어 영상이 표시되는 영역이다. 표시 영역(DA)에는 영상을 표시하기 위한 발광 영역을 포함하는 화소, 화소를 구동하기 위한 구동 회로가 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치된다. 비표시 영역(NDA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(DA)에 배치된 화소 및 구동 회로를 구동하기 위한 다양한 배선, 구동 IC, 인쇄 회로 기판 등이 배치되는 영역이다.
플렉서블 기판(130)은 유기 발광 표시 패널(PNL)을 구성하는 다양한 엘리먼트들을 지지한다. 플렉서블 기판(130)은 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 기판은 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 중 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 플라스틱 기판의 경우, 상대적으로 수분이나 산소에 대한 배리어 특성이 약하기 때문에 이를 보완하기 위해 플라스틱 필름과 무기막이 적층된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 기판(130)은 제1 폴리이미드 필름, 무기막 및 제2 폴리이미드 필름이 순차적으로 적층된 다층 구조일 수 있다.
유기 발광 소자(140)는 플렉서블 기판(130) 상에 배치된다. 유기 발광 소자(140)는 애노드, 캐소드 및 이들 사이에 배치되는 유기 발광층을 포함할 수 있다. 유기 발광 소자(140)는 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기 발광층에서 결합하여 광을 발광한다. 이와 같이 발광된 광을 이용하여 영상을 표시할 수 있다.
플렉서블 기판(130)과 유기 발광 소자(140)의 사이에는 유기 발광 소자(140)를 구동하기 위한 구동 박막 트랜지스터가 배치된다. 구동 박막 트랜지스터는 복수의 서브 화소 영역 각각에 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 액티브층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 또한, 구동 박막 트랜지스터는 게이트 전극과 액티브층을 절연시키기 위한 게이트 절연층을 더 포함할 수 있고, 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극을 절연시키기 위한 층간 절연층을 더 포함할 수도 있다.
플렉서빌리티를 갖는 유기 발광 표시 패널(PNL)은 플렉서블 표시 장치(100)를 폴딩하거나 벤딩 할 때, 그 형상을 일정한 형태로 유지하기 어려울 수 있고, 외부 자극에 취약할 수 있다.
이에 유기 발광 표시 패널(PNL)의 배면에 다양한 종류의 지지 부재가 배치될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 표시 패널(PNL)의 배면에 백 플레이트(back plate)(120) 및 플레이트 어셈블리(plate assembly)(110)가 배치될 수 있다.
플라스틱 재질의 플렉서블 기판(130)을 사용하는 경우, 두께가 얇아 폴딩이나 벤딩 시 유기 발광 표시 패널(PNL)의 쳐짐이 발생할 수 있으며, 이를 보완하기 위해 유기 발광 표시 패널(PNL)의 배면에 백 플레이트(120)가 배치될 수 있다.
백 플레이트(120)는 예를 들어, 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar)와 같은 금속 재질일 수 있고, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜 (polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirlebutadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 실리콘(silicone), 폴리우레탄(polyurethane, PU)과 같은 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.
플렉서블 기판(130)과 백 플레이트(120)는 예를 들어, 광투명 점착제(Optical Clear Adhesive, OCA) 또는 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)를 통해 합착될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
플레이트 어셈블리(110)는 플레이트 탑(plate top) 및 플레이트 바텀(plate bottom)을 포함한다. 플레이트 탑 및 플레이트 바텀은 일체로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서 플레이트 탑 또는 플레이트 바텀은 생략될 수도 있다.
플레이트 바텀은 플렉서블 표시 장치(100)의 폴딩 또는 벤딩 영역에 대응되는 부분에 개구 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라 유기 발광 표시 패널(PNL)의 강성을 강화시키고, 폴딩이나 벤딩 시 스트레스를 효과적으로 완화시켜줄 수 있다. 예를 들어, 플레이트 바텀은 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar)와 같은 금속 재질일 수 있고, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜 (polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirlebutadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 실리콘(silicone), 폴리우레탄(polyurethane, PU)과 같은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
플레이트 탑은 백 플레이트(120)와 플레이트 바텀 사이에 배치될 수 있다. 플레이트 탑은 강성이 높은 물질로 이루어져 유기 발광 표시 패널(PNL)의 강성을 강화시킬 수 있다. 또한, 플레이트 탑은 플레이트 바텀의 개구 패턴이 유기 발광 표시 패널(PNL)을 통해 시인되는 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 플레이트 탑은 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar), 알루미늄 계열 또는 마그네슘과 같은 금속 물질로 형성될 수 있다. 다른 예로 플레이트 탑은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등의 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.
플레이트 어셈블리(110)는 광투명 점착제 또는 감압 점착제를 통해 백 플레이트(120) 배면에 합착될 수 있다.
유기 발광 표시 패널(PNL)의 상부에는 광학 조절층(150)이 배치된다. 광학 조절층(150)은 플렉서블 표시 장치(100)의 휘도를 저하시키지 않으면서 유기 발광 표시 패널(PNL)로부터 출광된 빛을 외부로 균일하게 투과시키고, 외광을 흡수하거나 반사시켜 표시 품질을 향상시켜줄 수 있다.
광학 조절층(150)은 광투명 점착제 또는 감압 점착제를 통해 유기 발광 표시 패널(PNL)의 상부에 합착될 수 있다.
커버 부재(160)는 광학 조절층(150) 상에 배치된다. 커버 부재(160)는 외부 충격에 의해 유기 발광 표시 패널(PNL)이 손상되지 않도록 보호한다. 또한 커버 부재(160)는 광투명 점착제나 감압 점착제를 통해 광학 조절층(150) 상에 합착될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 커버 부재(160)는 제1 박판 글라스(161), 제1 점착층(Adh1), 제2 박판 글라스(162)를 포함한다.
제1 박판 글라스(161)는 예를 들어 두께가 0.1mm 이하, 90㎛ 이하, 50㎛ 내지 0.1mm, 50㎛ 내지 90㎛ 또는 70㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 이와 같이 제한된 두께의 박판 글라스는 플렉서블 표시 장치(100)를 폴딩하거나 벤딩할 때, 가해지는 스트레스를 효과적으로 완화시켜 줄 수 있다.
제1 박판 글라스(161)는 제2 박판 글라스(162)와 유기 발광 표시 패널(PNL)의 사이에 배치되어 유기 발광 표시 패널(PNL)을 직접적으로 보호하는 기능을 한다.
비표시 영역(NDA)에 대응되는 제1 박판 글라스(161)의 상면 또는 하면에는 블랙 매트릭스층(BM)이 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스층(BM)은 광을 흡수하는 재질 예를 들어 광 흡수성 금속이나 카본 블랙, 블랙 수지 등을 포함한다. 이에 따라 비표시 영역(NDA)에 배치되는 배선과 같은 구성요소들이 외부로 시인되지 않도록 한다. 또한, 블랙 매트릭스층(BM)은 플렉서블 표시 장치(100)의 측면부에서 빛샘 현상을 방지하는 기능을 한다.
제2 박판 글라스(162)는 제1 박판 글라스(161) 상부에 적층된다. 제2 박판 글라스(162)는 외부로 직접적으로 드러나는 구성요소로서 외부 충격으로부터 유기 발광 표시 패널(PNL)을 보호한다.
예를 들어, 제2 박판 글라스(162)의 두께는 0.1mm 이하, 90㎛ 이하, 50㎛ 내지 0.1mm, 50㎛ 내지 90㎛ 또는 70㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 이와 같이 제한된 두께의 박판 글라스는 플렉서블 표시 장치(100)를 폴딩하거나 벤딩할 때, 가해지는 스트레스를 효과적으로 완화시켜 줄 수 있다.
다른 예로, 제2 박판 글라스(162)의 두께는 제1 박판 글라스(161)의 두께와 같거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 박판 글라스(162)의 두께는 0.1mm 이하 또는 70㎛ 내지 0.1mm일 수 있고, 제2 박판 글라스(161)의 두께는 70㎛ 이하 또는 50㎛ 내지 70㎛일 수 있다.
상부에 적층되는 제2 박판 글라스(162)는 플렉서블 표시 장치(100)를 폴딩하거나 벤딩할 때 제1 박판 글라스(161) 대비 상대적으로 더 큰 스트레스를 받을 수 있다. 이에 따라 폴딩 스트레스를 저감하기 위해 제1 박판 글라스(161) 보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 일반적으로 글라스의 두께가 얇을수록 내충격성이 저하되는 경향이 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 부재(160)는 제1 박판 글라스(161)와 제2 박판 글라스(162)가 적층된 구조를 가지며 이에 따라 내충격성을 높게 유지하면서 폴딩 스트레스를 효과적으로 저감할 수 있다.
제1 박판 글라스(161) 및 제2 박판 글라스(162)는 화학 강화 글라스일 수 있다. 화학 강화 글라스는 화학 강화 방식으로 강도가 강화된 글라스이다. 화학 강화 방식은 글라스에 포함된 나트륨 이온을 이 보다 이온 반경이 큰 이온으로 치환하는 이온 교환 방식으로 글라스의 강도를 강화시키는 공정이다. 글라스를 구성하는 나트륨 이온 보다 이온 반경이 큰 이온이 침투함에 따라 글라스 표면에 압축응력층이 형성되어 강도가 강화될 수 있다.
예를 들어, 화학 강화 글라스는 질산칼륨과 같은 칼륨염 용액에 글라스를 침지시키고 글라스의 전이 온도 이하인 200℃ 내지 450℃에서 일정 시간 동안 가열하면서 글라스의 나트륨 이온을 칼륨 이온으로 치환하는 공정으로 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 박판 글라스(161) 및 제2 박판 글라스(162)로 상술한 바와 같은 화학 강화 글라스를 사용하면 폴딩 특성을 높게 유지하면서도 내충격성이 보다 향상될 수 있다. 제2 박판 글라스(162)의 경우 표면으로 드러나기 때문에 내스크래치성을 확보하고 폴딩이나 벤딩 시 찍힘(dent)을 방지하기 위해 화학 강화 글라스를 사용하는 것이 바람직하다.
제1 박판 글라스(161)와 제2 박판 글라스(162)의 사이에는 제1 점착층(Adh1)이 배치되어 이들을 합착시킨다. 제1 점착층(Adh1)은 가변형 점착제일 수 있다. 즉, 제1 박판 글라스(161)는 광 투명 점착제나 감압 점착제를 사용하여 광학 조절층에 고정 점착되고, 제2 박판 글라스(162)는 가변형 점착제를 사용하여 제1 박판 글라스(161)에 점착된다. 이와 같이 제2 박판 글라스(162)가 가변형 점착제를 통해 제1 박판 글라스(161)에 합착되면, 필요 시 점착력을 낮추어 제2 박판 글라스(162)를 용이하게 교체할 수 있다.
예를 들어, 가변형 점착제는 광가변형 점착제 또는 열가변형 점착제일 수 있다. 광가변형 점착제는 UV 조사 유무에 따라 점착력이 변화하여 필요 시 점착력을 낮추어 제2 박판 글라스(162)를 교체할 수 있도록 한다.
열가변형 점착제는 특정 온도 구간에서 점착력이 저하되거나, 열팽창성 물질을 포함하여 특정한 온도 조건에서 열팽창성 물질의 팽창으로 점착력이 저하된다. 이에 따라 필요 시 제2 박판 글라스(162)를 용이하게 교체할 수 있다.
다른 예로 가변형 점착제는 수분 박리형 점착제일 수 있다. 수분 박리형 점착제는 수분의 유무에 따라 점착력이 가변한다. 예를 들어, 수분 박리형 점착제는 아크릴계 베이스 수지와 지방산계, 직사슬 알킬벤젠계, 고급 알코올계, 알킬페놀계, 알파올레핀계, 노르말파라핀계, 알킬글루코시드계, 자당 지방산 에스테르계, 소르비탄 지방산 에스테르계, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르계 등의 계면 활성제를 포함한다. 이러한 계면 활성제들은 친수성기를 포함하며, 수분과의 상호작용이 가능하다. 이에 따라 수분 박리형 점착제에 수분이 가해지면 친수성기를 갖는 계면활성제가 점착제의 표면으로 이행하여 점착력이 저하된다. 이러한 특성을 이용하여 수분 박리형 점착제에 수분을 가하여 제1 박판 글라스(161)와 제2 박판 글라스(162)를 분리할 수 있으며, 필요 시 제2 박판 글라스(162)를 용이하게 교체할 수 있다.
예를 들어, 가변형 점착제는 제1 박판 글라스(161)와 제2 박판 글라스(162)가 합착된 상태에서는 점착력이 1kgf/inch 이상이고, 제2 박판 글라스(162)를 교체하기 위한 리워킹 공정 시에는 점착력이 100gf/inch 이하로 저하될 수 있다. 이 경우, 플렉서블 표시 장치(100)를 폴딩/벤딩하여도 각 층의 슬립이나 박리를 방지할 수 있고, 리워킹 공정 시에는 점착력이 크게 저하되어 유기 발광 표시 패널(PNL)을 손상시키지 않으면서 용이하게 제2 박판 글라스(162)를 교체할 수 있다.
제2 박판 글라스(162)의 상부에는 비산방지층(170)이 배치될 수 있다. 비산방지층(170)은 완충 작용을 하여 외부 충격으로부터 제1 박판 글라스(161) 및 제2 박판 글라스(162)의 파손을 방지하고 파손이 발생했을 시, 파편이 비산되지 않도록 할 수 있다.
예를 들어, 비산방지층(170)은 폴리우레탄이나, 실리콘계 수지를 포함할 수 있고, 이는 외부에서 가해지는 충격을 잘 흡수할 수 있으면서도 글라스가 파손되었을 때 파편이 확산되는 것을 억제할 수 있다.
예를 들어, 비산방지층(170)은 비산방지 코팅제를 제2 박판 글라스(162)의 상면에 코팅하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 비산방지 코팅제를 제2 박판 글라스(162)의 상면에 통상의 방법으로 도포한 뒤, 경화시켜 비산방지층(170)을 형성할 수 있다. 이 경우, 별도의 점착제를 사용하지 않고 제2 박판 글라스(162) 상에 직접 비산방지층(170)이 형성될 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않는다.
이하에서는 도 2a 내지 2e를 참조하여, 비산방지층의 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2a, 2b, 2c, 2d 및 2e는 커버 부재에 비산방지층을 적용하는 다양한 예시를 보여주는 도면들이다. 도 2a, 2b, 2c, 2d 및 2e에서는 설명의 편의를 위해 제1 박판 글라스, 제2 박판 글라스, 제1 점착층 및 비산방지층에 대해서만 도시하였다.
도 2a를 참조하면, 제2 박판 글라스(162)의 하면에 제1 비산방지층(171)이 형성되고, 제2 박판 글라스(162)의 상면에 제2 비산방지층(172)이 형성될 수 있다. 이에 따라 외부에서 가해지는 충격을 보다 효과적으로 흡수하고 파손 시 파편의 비산을 방지할 수 있다. 제1 비산방지층(171)과 제2 비산방지층(172)은 동일한 비산방지 코팅제를 코팅하여 형성될 수 있고, 필요에 따라서는 상이한 코팅제를 코팅하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제2 비산방지층(172)은 커버 부재(160)가 파손되었을 때, 파편이 비산하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있는 비산방지 코팅제를 사용하여 형성될 수 있고, 제1 비산방지층(171)은 외부에서 가해지는 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있도록 완충 특성이 우수한 비산방지 코팅제를 사용하여 형성될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 비산방지층(170b)은 제2 박판 글라스(162)의 측면과 하면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이와 같이 비산방지층(170b)이 제2 박판 글라스(162)의 측면과 하면을 감싸도록 형성되면 외부 충격을 잘 흡수하면서도 표면 경도가 높은 글라스가 표면으로 드러나기 때문에 내스크래치성 및 외관 특성이 더 우수한 이점이 있다.
도 2c를 참조하면, 비산방지층(170c)은 제2 박판 글라스(162)의 상면과 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이 경우, 외부 충격으로 인해 제2 박판 글라스(162)가 파손되었을 때, 파편이 비산되는 것을 보다 효과적으로 잡아줄 수 있다.
도 2d를 참조하면, 비산방지층(170d)은 제2 박판 글라스(162)의 상면, 하면 및 측면을 모두 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이 경우 비산방지층(170d)이 제2 박판 글라스(162)의 모든 면을 완전히 감싸고 있기 때문에 충격 흡수 및 파편의 비산 방지 효과가 극대화될 수 있다.
도 2e를 참조하면 비산방지층(170e)은 별도의 점착층(Adh4)을 통해 제2 박판 글라스(162)의 상면에 합착될 수 있다. 즉, 비산방지 코팅제를 사용하지 않고, 비산방지필름을 점착층(Adh4)을 사용하여 제2 박판 글라스(162)의 상면에 접착시킴으로써 비산방지층(170e)을 형성한다. 이 경우, 비산방지 코팅제를 사용하여 형성된 비산방지층 대비 상대적으로 두께가 두꺼울 수 있다. 이에 따라 외부 충격 흡수에 효과적일 수 있고, 커버 부재(160)가 파손되었을 때, 글라스의 날카로운 면이 돌출되지 않도록 할 수 있다.
필요에 따라 선택적으로 제2 박판 글라스(162)와 비산방지층(170)의 사이 또는 비산방지층(170)의 상부에 다양한 기능층들이 배치될 수 있다.
예를 들어, 기능층은 하드 코팅층, 지문 방지층, 반사 방지층, 오염 방지층, 눈부심 방지층, 시야각 조절층, 대전 방지층 등으로부터 선택될 수 있고, 요구되는 물성에 따라 다양하게 조합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 박판 글라스가 적층된 커버 부재를 사용하여 글라스 고유의 표면 특성을 높게 유지하면서 내충격성과 폴딩 특성이 동시에 향상된다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 곡률 반경이 30R 이하, 10R 이하 또는 5R 이하인 수준으로 구현할 수 있으며, 폴딩 특성이 우수하면서도 종래 단일 글라스를 적용한 커버 글라스와 동등 혹은 그 이상의 내충격성을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(200)는 제3 박판 글라스(263) 및 제2 점착층(Adh2)을 더 포함하는 커버 부재(260)를 포함하는 점을 제외하고는 실질적으로 도 1에 도시한 플렉서블 표시 장치(100)와 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
커버 부재(260)는 제1 박판 글라스(261), 제1 점착층(Adh1), 제2 박판 글라스(262), 제2 점착층(Adh2) 및 제3 박판 글라스(263)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 도 3에 도시한 플렉서블 표시 장치(200)는 도 1에 도시한 플렉서블 표시 장치(100) 대비 하나의 박판 글라스를 더 포함하는 커버 부재(260)를 사용함에 따라 도 1에 도시한 플렉서블 표시 장치(100)와 동등 수준의 폴딩 특성을 가지면서도 내충격성은 더욱 우수한 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(200)에서, 제1 박판 글라스(261) 및 제2 박판 글라스(262)는 앞서 도 1에서 설명한 제1 박판 글라스(161)와 동일한 특징을 갖는다.
제1 박판 글라스(261)와 제2 박판 글라스(262)는 제1 점착층(Adh1)에 의해 서로 합착된다. 예를 들어, 제1 점착층(Adh1)은 광 투명 점착제 또는 감압 점착제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 박판 글라스(261)와 제2 박판 글라스(262) 각각의 두께는 0.1mm 이하, 90㎛ 이하, 50㎛ 내지 0.1mm, 50㎛ 내지 90㎛ 또는 70㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 이와 같이 제한된 두께의 박판 글라스는 플렉서블 표시 장치(200)를 폴딩하거나 벤딩할 때, 가해지는 스트레스를 효과적으로 완화시켜 줄 수 있다.
제2 박판 글라스(262) 상에 제3 박판 글라스(263)가 배치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(200)에서, 제3 박판 글라스(263)는 앞서 도 1에서 설명한 제2 박판 글라스(162)와 동일한 특징을 갖는다.
제3 박판 글라스(263)의 두께는 예를 들어 0.1mm 이하, 90㎛ 이하, 50㎛ 내지 0.1mm, 50㎛ 내지 90㎛ 또는 70㎛ 내지 90㎛일 수 있다. 최상부에 적층되는 제3 박판 글라스(263)는 플렉서블 표시 장치(200)를 폴딩하거나 벤딩할 때 제1 박판 글라스(261)나 제2 박판 글라스(262) 대비 상대적으로 더 큰 스트레스를 받게 된다. 이에 따라 폴딩 스트레스를 저감하기 위해 제1 박판 글라스(261) 및 제2 박판 글라스(262) 보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
복수의 박판 글라스 각각의 두께의 총합은 0.3mm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 박판 글라스(261), 제2 박판 글라스(262) 및 제3 박판 글라스(263) 각각의 두께의 총합은 0.3mm 이하, 0.1mm 내지 0.3mm, 0.25mm 이하, 0.1mm 내지 0.25mm 또는 0.2mm 이하일 수 있다. 일반적으로 내충격성과 폴딩 특성은 상충 관계(trade off)에 있어 이 두가지 조건을 모두 충족시키기 어렵다. 그러나, 두께의 총합이 0.3mm 이하인 범위 내에서 복수의 박판 글라스를 적층하는 경우 내충격성과 폴딩 특성의 상충 관계를 깨고 두가지 조건을 동시에 충족시킬 수 있다.
제3 박판 글라스(263)는 제2 점착층(Adh2)에 의해 제2 박판 글라스(262) 상에 합착된다. 이때 제2 점착층(Adh2)은 가변형 점착제를 포함할 수 있다. 즉, 제1 박판 글라스(261)는 광 투명 점착제나 감압 점착제를 사용하여 광학 조절층에 고정 점착되고, 제2 박판 글라스(262) 또한 광 투명 점착제나 감압 점착제를 사용하여 제1 박판 글라스(261) 상에 고정 점착되고, 제3 박판 글라스(263)는 가변형 점착제를 사용하여 제2 박판 글라스(262) 상에 점착된다. 이에 따라 리워킹 공정 시, 제2 점착층(Adh2)은 점착력이 낮아져 제3 박판 글라스(263)를 제2 박판 글라스(262)로부터 쉽게 분리할 수 있다. 이에 따라 필요 시 유기 발광 표시 패널(PNL)에 손상을 가하지 않고 제3 박판 글라스(263)를 용이하게 교체할 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 제1 점착층(Adh1) 및 제2 점착층(Adh2) 모두 가변형 점착제를 포함할 수 있다. 이에 따라 제3 박판 글라스(263)뿐만 아니라 제2 박판 글라스(262) 또한 필요 시 리워킹 공정을 통해 교체할 수 있다.
가변형 점착제는 상술한 바와 같이 광가변형 점착제, 열가변형 점착제 또는 수분 박리형 점착제 중에서 선택될 수 있다.
비산방지층(170)은 제3 박판 글라스(263) 상에 배치될 수 있다.
비산방지층(170)과 제3 박판 글라스(263)의 사이 또는 비산방지층(170) 상에는 하드 코팅층, 지문 방지층, 반사 방지층, 오염 방지층, 눈부심 방지층, 시야각 조절층, 대전 방지층 등으로부터 선택되는 기능층이 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(200)는 제1 박판 글라스(261), 제2 박판 글라스(262) 및 제3 박판 글라스(263)가 적층된 커버 부재(260)를 사용하여 폴딩/벤딩 특성을 높게 유지하면서 내충격성은 더욱 향상되는 이점을 제공한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이고, 도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 4에 도시한 플렉서블 표시 장치(300)는 제1 박판 글라스(361) 및 제2 박판 글라스(362)의 형상을 제외하고는 도 1에 도시한 플렉서블 표시 장치(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서 앞서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제1 박판 글라스(361) 및 제2 박판 글라스(362) 각각은 모서리에 챔퍼(chamfer) 형상을 가질 수 있다. 제1 박판 글라스(361) 및 제2 박판 글라스(362) 각각은 상부 및 하부 모서리 각각에 챔퍼 형상을 갖는다. 이와 같이 제1 박판 글라스(361) 및 제2 박판 글라스(362)가 챔퍼 형상을 갖는 경우, 폴딩이나 벤딩 시 엣지 부분에 더욱 집중되는 폴딩 스트레스를 저감할 수 있고, 플렉서블 표시 장치(300)의 폴딩 특성이 더욱 향상될 수 있다.
챔퍼 형상은 글라스의 측면부에서 글라스 표면으로부터 일정한 깊이로 식각되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 챔퍼 형상을 갖는 제1 박판 글라스(361) 및 제2 박판 글라스(362)는 글라스를 화학적으로 식각하는 힐링(healing) 공정을 통해 형성될 수 있다. 구체적으로 셀 단위로 컷팅된 박판 글라스를 다층으로 적층한 뒤, 적층된 글라스의 상면과 하면에 보호층, 예를 들어 더미 필름을 부착한 뒤에 식각액에 침지시키면 식각액에 노출되는 글라스의 측면부에서 식각이 발생한다. 또한, 적층된 글라스 사이의 틈으로 식각액이 침투하여 적층된 박판 글라스 각각은 측면부에 챔퍼 형상을 갖게 된다.
이하, 도 5를 함께 참조하여 챔퍼 형상에 대해 구체적으로 설명한다.
상술한 바와 같이 힐링 공정을 통해 박판 글라스의 측면부에서 글라스 표면으로부터 일정한 깊이로 글라스가 식각되어 챔퍼 형상을 갖는다. 이에 따라 제2 박판 글라스(362)는 상면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되는 제1 경사부(C1)와 하면으로부터 일정한 깊이로 식각되어 형성되는 제2 경사부(C2)를 포함한다.
제1 경사부(C1)는 제2 박판 글라스(362)의 상면과 측면(S)을 연결하고, 제2 경사부(C2)는 제2 박판 글라스(362)의 하면과 측면(S)을 연결한다. 제1 경사부(C1)에 의한 경사각 및 제2 경사부(C2)에 의한 경사각은 10° 내지 60° 또는 20° 내지 50°일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 박판 글라스(362)의 상면 끝단 즉, 제1 경사부(C1)와 상면이 접하는 부분으로부터 제2 박판 글라스(362)의 측면(S) 즉 제1 경사부(C1)와 측면(S)이 접하는 부분까지의 직선 거리(d)는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 이 범위 내에서 제2 박판 글라스(362)의 엣지 부분에 집중되는 폴딩 스트레스를 효과적으로 저감할 수 있어 폴딩 특성이 더욱 향상된다.
제1 박판 글라스(361) 또한 제2 박판 글라스(362)와 동일하게 제1 경사부 및 제2 경사부를 포함하도록 챔퍼 형상을 가질 수 있으며, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
이와 같이 제1 박판 글라스(361) 및 제2 박판 글라스(362) 각각의 모서리에 챔퍼 형상이 형성됨으로써 플렉서블 표시 장치(300)를 폴딩하거나 벤딩할 때 엣지 부분에서 폴딩 스트레스를 저감하여 폴딩 특성이 크게 향상될 수 있고, 동시에 내충격성이 향상된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(400)는 쿠션층(480)을 더 포함하는 점을 제외하고는 도 4에 도시한 플렉서블 표시 장치(300)와 실질적으로 동일하다. 이에 따라 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
쿠션층(480)은 플레이트 어셈블리 하부에 배치된다. 쿠션층(480)은 외부로부터 가해지는 충격이 유기 발광 표시 패널(PNL)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 쿠션층(480)은 실리콘 겔, 실리콘 발포체, 아크릴 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 폴리우레탄, 폴리우레탄 발포체, 열가소성 폴리우레탄 등 충격 흡수 특성이 우수한 고분자 물질로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
쿠션층(480)의 두께가 너무 얇을 경우 충격 흡수력이 미비하고, 두께가 너무 두꺼울 경우 플렉서블 표시 장치(400)의 폴딩이나 벤딩이 어려울 수 있다. 예를 들어, 쿠션층(480)은 100㎛ 내지 1000㎛의 두께를 가질 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 플렉서블 표시 장치(400)는 제1 박판 글라스(361)와 제2 박판 글라스(362)가 적층된 커버 부재(360)를 포함하며, 폴딩 특성을 높게 유지하면서도 커버 부재(360)와 쿠션층(480)에 의해 플렉서블 표시 장치(400)의 하부 및 상부에서 가해지는 충격을 효과적으로 흡수할 수 있어 내충격성이 더욱 향상되는 시너지 효과를 제공한다.
이하에서는 실시예 및 비교예를 통하여 상술한 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
쿠션층(실리카 겔), 플레이트 바텀, 폴리이미드 필름, 구동 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자, 편광 필름, 제1 박판 글라스(70㎛) 및 제2 박판 글라스(70㎛)를 순차적으로 적층하여 도 4에 도시된 바와 같은 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
실시예 2
제2 박판 글라스 상부에 위상차 필름(NRF)을 추가로 적층한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
실시예 3
제2 박판 글라스 상부에 제3 박판 글라스(70㎛)를 추가로 적층한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
실시예 4
제2 박판 글라스와 위상차 필름(NRF) 사이에 제3 박판 글라스를 더 포함하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
비교예 1
플레이트 바텀, 플레이트 탑(SUS), 폴리이미드 필름, 구동 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자, 편광 필름 및 필름형 커버 윈도우를 순차적으로 적층하여 표시 장치를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서 제2 박판 글라스를 생략하고 제1 박판 글라스(70㎛) 단일층의 커버 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서 제2 박판 글라스를 생략하고 제1 박판 글라스(100㎛) 단일층의 커버 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서 제2 박판 글라스를 생략하고 제1 박판 글라스(200㎛) 단일층의 커버 부재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 플렉서블 표시 장치를 제조하였다.
실험예 1: 외관 특성 및 전사 특성
실시예 및 비교예에 따라 제조된 표시 장치의 표면에 형광등을 비추어 표면에 오렌지 껍질(orange peel)과 같은 무늬가 관찰되는지 육안으로 확인하였고, 폴딩 경계부의 전사 여부를 육안으로 관찰하였다. 육안으로 관찰되는 오렌지 필 및 폴딩 경계부의 전사 정도를 약약, 약, 중, 중강, 강으로 평가하였으며, 이에 따른 결과는 표 1에 기재하였다.
실험예 2: 내충격성 평가
실시예 및 비교예에 따른 표시 장치의 내충격 특성을 알아보기 위해 폴딩 영역과 비폴딩 영역에 대해 ASTM F3007에 명시된 방법으로 볼 드롭 테스트를 진행하였다. 낙하 높이를 달리하며 표시 장치의 폴딩 영역 및 벤딩 영역 상에 쇠공을 낙하시켜 수행하였다. 쇠공을 자유 낙하시키면서 쇠공에 의해 표시 장치의 파손이 발생하는 한계 높이를 측정하였다. 이에 따른 결과는 표 1에 기재하였다.
실험예 3: 폴딩 특성
실시예 및 비교예에 따른 표시 장치로 구현할 수 있는 곡률 반경을 표 1에 기재하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4
외관 특성 약 약 약약 약약 강 강 약 약약
폴딩 경계부 전사 중강 중강 중강 중강 강 중강 중강 약약
볼 드롭 테스트 폴딩 영역(cm) 15 17.5 17.5 17.5 10 7.5 15 30
비폴딩 영역(cm) 30 30 30 30 27.5 17.5 30 30
폴딩 특성(곡률 반경) 5R 5R 5R 5R - 4R 7R 35R
상기 표 1을 참조하면, 복수의 박판 글라스를 포함하는 커버 부재를 사용한 실시예 1 내지 4의 경우, 표면에 오렌지 껍질과 같은 요철이 거의 관찰되지 않았고, 폴딩 경계부 전사는 종래 표시 장치와 동등 수준인 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 4의 경우, 폴딩 영역 및 비폴딩 영역 모두에서 내충격 특성이 우수하면서, 폴딩 특성이 우수하여 곡률 반경 5R 수준까지 구현이 가능한 것을 확인할 수 있었다.
이와 달리 비교예 1의 경우, 외관 특성이 열악하고, 폴딩 경계부가 시인되는 정도 또한 심한 것을 확인할 수 있었고, 폴딩 특성이 열악한 것을 확인할 수 있었다. 비교예 2의 경우에도 외관 특성이 열악한 것을 확인할 수 있었고, 커버 부재로 박판 글라스를 단일층으로 적용하여 폴딩 특성은 우수하나, 실시예 대비 내충격 특성이 절반 수준인 것을 확인할 수 있다. 비교예 3의 경우 실시예 대비 두꺼운 박판 글라스를 사용하여 내충격성은 실시예와 동등한 수준이나, 박판 글라스를 단일층으로 적용하여 폴딩 특성은 상대적으로 열악한 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 4의 경우에는 두께가 두꺼운 글라스를 사용하여 외관 특성이 우수하고 내충격성은 가장 우수한 것을 확인할 수 있으나, 폴딩 특성이 매우 열악하여 폴더블 표시 장치로 구현하기에 어려움이 있는 것을 확인하였다.
실시예 3과 비교예 4의 결과를 비교해보면, 실시예 3의 경우 커버 부재의 총 두께가 비교예 4 대비 큼에도 불구하고 내충격성은 비교예 4와 동등하면서 폴딩 특성이 매우 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 2와 비교예 3의 결과를 비교해 보면, 내충격성은 동등하나 커버 부재의 총 두께가 비교예 3 대비 더 두꺼운 실시예 2의 폴딩 특성이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 커버 부재를 적용하면 표면 및 외관 특성을 높게 유지할 수 있고, 폴딩 특성과 내충격성을 동시에 향상될 수 있어 폴더블 표시 장치를 구현하는데 보다 유리한 것을 알 수 있다.
실험예 4: 쿠션층의 유무에 따른 내충격성 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에 따른 플렉서블 표시 장치에서 쿠션층의 유무에 따른 내충격성을 평가하였다. 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에 따른 플렉서블 표시 장치에서 쿠션층이 있을 때와 없을 때 각각에 대해 볼 드롭 테스트를 진행하였다. 볼 드롭 테스트는 상기 실험예 2와 동일하게 진행하여 한계 높이를 측정하였고, 이에 따른 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
볼 드롭 테스트
(without 쿠션층)		 폴딩 영역(cm) 3 3 3 3 3 3
비폴딩 영역(cm) 3 3 3 3 3 3
볼 드롭 테스트
(with 쿠션층)		 폴딩 영역(cm) 15 17.5 17.5 17.5 10 7.5
비폴딩 영역(cm) 30 30 30 30 27.5 17.5
표 2를 참조하면, 쿠션층없이 볼 드롭 테스트를 진행하는 경우, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2 모두 한계 높이가 3cm로 동등한 내충격성을 나타내고, 쿠션층을 포함하는 경우 실시예 및 비교예 모두 내충격성이 크게 향상되는 것을 볼 수 있다. 다만, 박판 글라스를 적층하여 적용하는 실시예의 경우, 쿠션층 도입에 따른 내충격성 향상 정도가 비교예 대비 더 큰 것을 확인할 수 있었다.
구체적으로 실시예 1 내지 4의 경우 쿠션층의 도입으로 폴딩 영역에 대한 한계 높이가 3cm에서 15cm 또는 17.5cm로 5배 이상 상승하고, 비폴딩 영역에 대한 한계 높이는 10배 가량 상승하여 내충격성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다. 반면에, 비교예 1의 경우, 쿠션층 도입으로 폴딩 영역에서 한계 높이가 3cm에서 10cm로 3배 가량 증가하고, 비폴딩 영역에서는 9배 가량 상승하나, 내충격성 향상 정도가 실시예 대비 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 2의 경우에도 쿠션층 도입으로 폴딩 영역에서 한계 높이는 2.5배 가량 상승하고, 비폴딩 영역에서는 5.5배 정도 상승하는 것으로 확인되며, 실시예 대비 내충격성 향상 정도가 미비한 것을 확인할 수 있었다.
부수적으로 쇠공 대신 저중량 펜과 고중량 펜 각각을 사용하여 펜 드롭 테스트를 진행하였을 때도 볼 드롭 테스트 결과와 유사한 결과를 확인할 수 있었다. 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2 모두 쿠션층 도입에 따라 저중량 펜을 이용한 펜 드롭 테스트 시, 한계 높이가 7배 가량 증가하여 내충격성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 비교예의 경우 고중량 펜을 사용하여 펜 드롭 테스트를 하였을 때에는 한계 높이가 거의 증가하지 않는 반면에 실시예 1 내지 4의 경우, 고중량 펜을 사용하였을 때에도 한계 높이가 2배 내지 3배 가량 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
정리하면, 필름형 커버 부재를 사용하는 비교예 1이나 단일층의 박판 글라스를 사용하는 비교예 2의 경우에도 쿠션층의 도입으로 내충격성이 향상되나, 박판 글라스를 적층하여 커버 부재로 사용하는 실시예 1 내지 4 대비 내충격성 향상 정도가 미비한 것을 확인할 수 있다.
결과적으로, 박판 글라스를 적층하여 커버 부재로 사용하고, 쿠션층을 구비하는 플렉서블 표시 장치는, 이들의 시너지 효과로 폴딩 특성을 높게 유지하면서도 내충격성을 보다 극대화할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 플렉서블 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자 상에 배치되고, 복수의 박판 글라스 및 복수의 박판 글라스 사이의 점착층을 포함하는 커버 부재를 포함하고, 복수의 박판 글라스 각각의 두께는 0.1mm 이하이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 각각은 상면, 하면 및 측면을 포함하고, 복수의 박판 글라스 중 적어도 하나의 박판 글라스는 모서리에 챔퍼 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 챔퍼 형상을 가지는 박판 글라스는 상면과 측면을 연결하고 일정한 각도로 경사진 제1 경사부 및 하면과 측면을 연결하고 일정한 각도로 경사진 제2 경사부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 박판 글라스의 상면 또는 하면의 끝단으로부터 인접한 측면까지의 거리는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 커버 부재는 유기 발광 소자 상에 배치되는 제1 박판 글라스, 제1 박판 글라스 상에 배치되는 제1 점착층 및 제1 점착층 상에 배치되는 제2 박판 글라스를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 박판 글라스의 두께는 제1 박판 글라스의 두께와 동일하거나 더 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 점착층은 광 조사, 열 또는 수분의 유무에 따라 점착력이 변하는 가변형 점착제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 커버 부재는 제2 박판 글라스 상에 배치되는 제2 점착층 및 제2 점착층 상에 배치되고, 제2 박판 글라스의 두께와 동일하거나 더 작은 두께를 가지는 제3 박판 글라스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 점착층은 광 조사, 열 또는 수분의 유무에 따라 점착력이 변하는 가변형 점착제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 중 적어도 하나의 박판 글라스는 화학 강화 글라스(chemically strengthened glass)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 중 최상부에 배치되는 박판 글라스는 적어도 일면에 비산방지층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비산방지층은 상기 박판 글라스의 상면, 하면 및 양측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 중 최하부에 배치되는 박판 글라스의 적어도 일면에 비표시 영역에 중첩되도록 배치되는 블랙 매트릭스층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면 플렉서블 기판의 하부에 쿠션층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자 상에 배치되고, 복수의 박판 글라스 및 복수의 박판 글라스 사이의 점착층을 포함하는 커버 부재를 포함하고, 복수의 박판 글라스 중 최상부에 위치한 박판 글라스의 두께는 나머지 박판 글라스의 두께와 동일하거나 더 작다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 각각의 두께는 0.1mm 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 중 최상부에 위치한 박판 글라스의 두께는 70㎛ 이하일 수 있고, 나머지 박판 글라스의 두께는 0.1mm 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 점착층은 광 조사, 열 또는 수분의 유무에 따라 점착력이 변하는 가변형 점착제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 표시 장치는 곡률 반경이 5R 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박판 글라스 각각은 모서리에 챔퍼 형상(chamfered)을 가질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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.
100, 200, 300, 400: 플렉서블 표시 장치
160, 260, 360: 커버 부재
161, 261, 361: 제1 박판 글라스
162, 262, 362: 제2 박판 글라스
263: 제3 박판 글라스
110: 플레이트 어셈블리
120: 백 플레이트
130: 플렉서블 기판
140: 유기 발광 소자
150: 광학 조절층
Adh1: 제1 점착층
Adh2: 제2 점착층
Adh3: 제3 점착층
170, 170a, 170b, 170c, 170d, 170e: 비산방지층
BM: 블랙 매트릭스층
C1: 제1 경사부
C2: 제2 경사부
S: 측면
PNL: 유기 발광 표시 패널
DA: 표시 영역
NDA: 비표시 영역

Claims (20)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기 발광 소자;
    상기 유기 발광 소자 상에 배치되고, 복수의 박판 글라스 및 상기 복수의 박판 글라스 사이의 점착층을 포함하는 커버 부재를 포함하고,
    상기 복수의 박판 글라스 각각의 두께는 0.1mm 이하인 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 각각은 상면, 하면 및 측면을 포함하고,
    상기 복수의 박판 글라스 중 적어도 하나의 박판 글라스는 모서리에 챔퍼 형상(chamfered)을 가지는 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 챔퍼 형상을 가지는 박판 글라스는 상기 상면과 상기 측면을 연결하고 일정한 각도로 경사진 제1 경사부 및 상기 하면과 상기 측면을 연결하고 일정한 각도로 경사진 제2 경사부를 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 박판 글라스의 상면 또는 하면의 끝단으로부터 인접한 측면까지의 거리는 10㎛ 내지 50㎛인 플렉서블 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 커버 부재는 상기 유기 발광 소자 상에 배치되는 제1 박판 글라스, 상기 제1 박판 글라스 상에 배치되는 제1 점착층 및 상기 제1 점착층 상에 배치되는 제2 박판 글라스를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 박판 글라스의 두께는 상기 제1 박판 글라스의 두께와 동일하거나 더 작은 플렉서블 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 점착층은 광 조사, 열 또는 수분의 유무에 따라 점착력이 변하는 가변형 점착제를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 커버 부재는 상기 제2 박판 글라스 상에 배치되는 제2 점착층 및 상기 제2 점착층 상에 배치되고, 상기 제2 박판 글라스의 두께와 동일하거나 더 작은 두께를 가지는 제3 박판 글라스를 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 점착층은 광 조사, 열 또는 수분의 유무에 따라 점착력이 변하는 가변형 점착제를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 중 적어도 하나의 박판 글라스는 화학 강화 글라스(chemically strengthened glass)인 플렉서블 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 중 최상부에 배치되는 박판 글라스는 적어도 일면에 비산방지층을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 비산방지층은 상기 박판 글라스의 상면, 하면 및 양측면을 둘러싸도록 형성된 플렉서블 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 중 최하부에 배치되는 박판 글라스의 적어도 일면에 상기 비표시 영역에 중첩되도록 배치되는 블랙 매트릭스층을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 하부에 쿠션층을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  15. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기 발광 소자;
    상기 유기 발광 소자 상에 배치되고, 복수의 박판 글라스 및 상기 복수의 박판 글라스 사이의 점착층을 포함하는 커버 부재를 포함하고,
    상기 복수의 박판 글라스 중 최상부에 위치한 박판 글라스의 두께는 나머지 박판 글라스의 두께와 동일하거나 더 작은 플렉서블 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 각각의 두께는 0.1mm 이하인 플렉서블 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 중 최상부에 위치한 박판 글라스의 두께는 70㎛ 이하이고, 나머지 박판 글라스의 두께는 0.1mm 이하인 플렉서블 표시 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 점착층은 광 조사, 열 또는 수분의 유무에 따라 점착력이 변하는 가변형 점착제를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시 장치는 곡률 반경이 5R 이하인 플렉서블 표시 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 박판 글라스 각각은 모서리에 챔퍼 형상(chamfered)을 가지는 플렉서블 표시 장치.
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