KR20220043572A - 플렉서블 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 플렉서블 표시장치를 개시한다. 상기 플렉서블 표시장치는, 표시 영역을 포함한 제1 부분, 상기 제1 부분의 일 측으로부터 연장된 굴곡 부분 및 상기 굴곡 부분과 이어지고 상기 제1 부분과 마주보는 제3 부분을 포함하는 베이스 층; 상기 제3 부분에 마련되고, 상기 표시 영역을 제어하는 신호를 전달하도록 구비된 연결 인터페이스; 상기 연결 인터페이스부터 상기 표시 영역까지 이어진 복수 개의 신호 배선들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 신호 배선들 각각은, 상기 제1 부분에 위치한 제1 서브 라인, 상기 굴곡 부분에 위치한 제2 서브 라인 및 상기 제3 부분에 위치한 제3 서브 라인을 포함하며, 상기 제2 서브 라인과 상기 제3 서브 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하며 연결된다.
Description
본 명세서는 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 최근에는, 다양한 형태로 변형될 수 있는 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있으며, 그에 따라 표시장치를 폴더블 혹은 롤러블 표시장치로 구현하는 연구도 활발히 진행되고 있다.
유기발광 표시장치는 별도의 광원장치 없이 구현되기 때문에, 액정 표시장치(LCD) 등 기존의 표시장치 보다 더 얇고 더 가볍게 제작될 수 있다. 이에 유기발광 표시장치는 플렉서블(flexible), 벤더블(bendable), 폴더블(foldable) 표시장치로 구현되기에 용이하여 다양한 형태로 디자인될 수 있다.
유기발광 표시장치를 비롯한 여러 플렉서블 표시장치들은, 굴곡 부분에 스트레스를 받아 손상이 생기기 쉽고, 손상이 생기면 그로 인한 각종 불량이 초래되어 성능이 저하될 수 있으므로, 손상 및/또는 파생 부작용을 막기 위한 다양한 구조가 연구/적용되고 있다.
본 명세서는 표시장치의 신호 배선 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따라 플렉서블 표시장치가 제공된다. 상기 플렉서블 표시장치는, 표시 영역을 포함한 제1 부분, 상기 제1 부분의 일 측으로부터 연장된 굴곡 부분 및 상기 굴곡 부분과 이어지고 상기 제1 부분과 마주보는 제3 부분을 포함하는 베이스 층; 상기 제3 부분에 마련되고, 상기 표시 영역을 제어하는 신호를 전달하도록 구비된 연결 인터페이스; 상기 연결 인터페이스부터 상기 표시 영역까지 이어진 복수 개의 신호 배선들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 신호 배선들 각각은, 상기 제1 부분에 위치한 제1 서브 라인, 상기 굴곡 부분에 위치한 제2 서브 라인 및 상기 제3 부분에 위치한 제3 서브 라인을 포함하며, 상기 제2 서브 라인과 상기 제3 서브 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하며 연결될 수 있다. 상기 복수 개의 신호 배선들은, 데이터 전압 및 전원 전업 중 적어도 어느 하나 이상을 전달할 수 있다.
상기 복수 개의 신호 배선들은, 제2 서브 라인 및 제3 서브 라인이 중앙부에서 외곽부로 갈수록 점점 굴곡 축과 작은 각을 이루도록 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 신호 배선들 각각은, 상기 제2 서브 라인 및 제3 서브 라인이 꺽임 없는 일 직선을 이루며 연결될 수 있다.
상기 제1 서브 라인과 제3 서브 라인은, 상기 제2 서브 라인보다 저항이 큰 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 서브 라인과 제3 서브 라인은, 상기 제1 부분의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 일 예로 상기 제1 서브 라인과 제3 서브 라인은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.
상기 제2 서브 라인은, 상기 제1 부분의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 일 예로 상기 제2 서브 라인은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 상기 제2 서브 라인은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti)이 차례로 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예들은, 굴곡 부분을 지나는 신호 배선의 신호 전달 문제가 개선된 플렉서블 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 본 명세서의 실시예들은, 고속 구동에서도 품질 저하가 없는 플렉서블 표시장치를 제공할 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 표시장치를 도시한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 표시 영역 및 비표시 영역을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 신호 배선 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치의 신호 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 표시 영역 및 비표시 영역을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 신호 배선 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치의 신호 배선 구조를 나타낸 도면이다.
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 표시장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 상기 표시장치(100)는 적어도 하나의 표시 영역(active area)을 포함하고, 상기 표시 영역에는 화소(PX)들의 어레이(array)가 형성된다. 하나 이상의 비표시 영역(inactive area)이 상기 표시 영역의 주위에 배치될 수 있다. 즉, 상기 비표시 영역은, 표시 영역의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다. 도 1에서, 상기 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. 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역은, 상기 표시장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 상기 표시 영역의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등이다.
상기 표시 영역 내의 각 화소는 화소 회로와 연관될 수 있다. 상기 화소 회로는, 백플레인(backplane) 상의 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 각 화소 회로는, 상기 비표시 영역에 위치한 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버와 같은 하나 이상의 구동 회로와 통신하기 위해, 게이트 라인 및 데이터 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 구동 회로는, 도 1에 도시된 것처럼, 상기 비표시 영역에 TFT(thin film transistor)로 구현될 수 있다. 이러한 구동 회로는 GIP(gate-in-panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC와 같은 몇몇 부품들은, 분리된 인쇄 회로 기판에 탑재되고, FPCB(flexible printed circuit board), COF(chip-on-film), TCP(tape-carrier-package) 등과 같은 회로 필름을 이용하여 상기 비표시 영역에 배치된 연결 인터페이스(PAD, 범프, 핀 등)와 결합될 수 있다. 상기 비표시 영역은 상기 연결 인터페이스와 함께 구부러져서, 상기 인쇄 회로(COF, PCB 등)는 상기 표시장치(100)의 뒤편에 위치될 수 있다.
상기 표시장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시 영역내의 화소를 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들을 더 포함할 수 있다. 상기 화소를 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전 회로(electro static discharge) 등일 수 있다. 상기 표시장치(100)는 화소 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 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 요소(T)들을 포함할 수 있다. 상기 언급된 부가 요소들은 상기 비표시 영역 및/또는 상기 연결 인터페이스와 연결된 외부 회로에 위치할 수 있다.
상기 표시장치(100)의 하나 이상의 모서리(edge)는 중앙 부분(central portion)에서 멀어지도록 구부러질 수도 있다. 상기 표시장치(100)의 하나 이상의 부분이 구부러질 수 있으므로, 상기 표시장치(100)는 실질적으로 평평한(flat) 부분 및 굴곡(bended) 부분으로 정의될 수 있다. 즉, 표시장치(100)의 일 부분(예: 패드(PAD)와 표시 영역 사이의 배선부)은 소정의 각도로 구부러지며, 이러한 부분은 굴곡 부분으로 지칭될 수 있다. 항상 그런 것은 아니지만, 표시장치(100)의 중앙부분은 실질적으로 평평하고, 모서리 부분은 굴곡 부분일수 있다. 이에 상기 표시장치(100)는 표시 영역을 포함한 제1 부분(A), 상기 제1 부분(A)의 일 측으로부터 바깥 쪽으로 연장된 굴곡 부분(B), 상기 굴곡 부분(B)과 이어지고, 표시장치의 뒤쪽으로 넘어가 상기 제1 부분(A)과 마주보는 제3 부분(C)으로 구분될 수 있다. 상기 굴곡 부분은 소정의 굴곡 반지름으로 실제로 휘어지는 굴곡 구간(bended section)을 포함한다.
굴곡 부분을 구부리면, 비표시 영역이 표시장치의 앞면에서는 안보이거나 최소로만 보이게 된다. 비표시 영역 중 표시장치의 앞면에서 보이는 일부는 베젤(bezel)로 가려질 수 있다. 상기 베젤은 독자적인 구조물, 또는 하우징이나 다른 적합한 요소로 형성될 수 있다. 비표시 영역 중 표시장치의 앞면에서 보이는 일부는 블랙 잉크(예: 카본 블랙으로 채워진 폴리머)와 같은 불투명한 마스크 층 아래에 숨겨질 수도 있다. 이러한 불투명한 마스크 층은 표시장치(100)에 포함된 다양한 층(터치센서 층, 편광 층, 덮개 층 등) 상에 마련될 수 있다.
굴곡 부분은, 굴곡축에 대한 굴곡각 θ및 곡률 반지름 R을 갖고 중앙 부분으로부터 바깥쪽으로 구부러질 수 있다. 여러 개의 굴곡 부분이 있을 때, 각 굴곡 부분의 크기는 동일할 필요는 없다. 또한, 굴곡 축 둘레의 굴곡 각 θ및 상기 굴곡축으로부터의 곡률 반지름 R은 굴곡 부분마다 다를 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 표시 영역 및 비표시 영역을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시된 표시 영역(A/A) 및 비표시 영역(I/A)은, 도 1에서 서술된 표시 영역(A/A) 및 비표시 영역(I/A)의 적어도 일부에 적용될 수 있다. 이하에서는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)를 일 예로 하여 상기 표시장치를 설명한다.
유기발광 표시장치의 경우, 상기 표시 영역(A/A)에는 베이스 층(101) 상에 박막트랜지스터(102, 104, 108), 유기발광 소자(112, 114, 116) 및 각종 기능 층(layer)들이 위치한다. 한편, 상기 비표시 영역에(I/A)는 베이스 층(101) 상에 각종 구동 회로(예: GIP), 전극, 배선, 기능성 구조물 등이 위치할 수 있다.
베이스 층(101)은 유기발광 표시장치(100)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 베이스 층(101)은 투명한 절연 물질, 예를 들어 유리, 플라스틱 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 기판(어레이 기판)은, 상기 베이스 층(101) 위에 형성된 소자 및 기능 층, 예를 들어 스위칭 TFT, 구동 TFT, 유기발광소자, 보호막 등을 포함하는 개념으로 지칭되기도 한다.
버퍼 층(130)이 베이스 층(101) 상에 위치할 수 있다. 상기 버퍼 층(buffer layer)은 베이스 층(101) 또는 하부의 층들에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 보호하기 위한 기능 층이다. 상기 버퍼 층은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼 층(130)은 멀티 버퍼(multi buffer) 및/또는 액티브 버퍼(active buffer)를 포함할 수 있다.
상기 베이스 층(101) 또는 버퍼 층 위에 박막트랜지스터가 놓인다. 박막트랜지스터는 반도체 층(active layer), 게이트 절연 층(gate insulator), 게이트 전극, 층간 절연 층((interlayer dielectric layer, ILD), 소스(source) 및 드레인(drain) 전극이 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 이와는 달리, 상기 박막트랜지스터는 도 2처럼 게이트 전극(104), 게이트 절연 층(105), 반도체 층(102), 소스 및 드레인 전극(108)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다.
반도체 층(102)은 폴리 실리콘(p-Si)으로 만들어질 수 있으며, 이 경우 소정의 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 또한, 반도체 층(102)은 아몰포스 실리콘(a-Si)으로 만들어질 수도 있고, 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 만들어질 수도 있다. 나아가 반도체 층(102)은 산화물(oxide)로 만들어질 수도 있다.
게이트 전극(104)은 다양한 도전성 물질, 예컨대, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
게이트 절연 층(105), 층간 절연 층(ILD)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 게이트 절연 층(105)과 층간 절연 층의 선택적 제거로 소스 및 드레인 영역이 노출되는 컨택 홀(contact hole)이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(108)은 게이트 절연 층(105) 또는 층간 절연 층(ILD) 상에 전극용 물질로 단일층 또는 다층의 형상으로 형성된다. 필요에 따라 무기 절연 물질로 구성된 패시베이션층(109)이 상기 소스 및 드레인 전극(108)을 덮을 수도 있다.
평탄화 층(107)이 박막트랜지스터 상에 위치할 수 있다. 평탄화 층(107)은 박막트랜지스터를 보호하고 그 상부를 평탄화한다. 평탄화 층(107)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene) 또는 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기 절연막, 또는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연막으로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중 층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
유기발광소자는 제1 전극(112), 유기발광 층(114), 제2 전극(116)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 즉, 유기발광소자는 평탄화 층(107) 상에 형성된 제1 전극(112), 제1 전극(112) 상에 위치한 유기발광 층(114) 및 유기발광 층(114) 상에 위치한 제2 전극(116)으로 구성될 수 있다.
제1 전극(112)은 컨택 홀을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(108)과 전기적으로 연결된다. 유기발광 표시장치(100)가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 이러한 제1 전극(112)은 반사율이 높은 불투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(112)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(112)은 유기발광 다이오드의 애노드(anode)일 수 있다.
뱅크(110)는 발광 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 이에 따라, 뱅크(110)는 발광 영역과 대응되는 제1 전극(112)을 노출시키는 뱅크 홀을 가진다. 뱅크(110)는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연 물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 또는 이미드계 수지와 같은 유기 절연물질로 만들어질 수 있다.
유기발광 층(114)이 뱅크(110)에 의해 노출된 제1 전극(112) 상에 위치한다. 유기발광 층(114)은 발광층, 전자주입층, 전자수송층, 정공수송층, 정공주입층 등을 포함할 수 있다. 상기 유기발광 층은, 하나의 빛을 발광하는 단일 발광층 구조로 구성될 수도 있고, 복수 개의 발광층으로 구성되어 백색 광을 발광하는 구조로 구성될 수도 있다.
제2 전극(116)이 유기발광 층(114) 상에 위치한다. 유기발광 표시장치(100)가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 제2 전극(116)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명한 도전 물질로 형성됨으로써 유기발광 층(114)에서 생성된 광을 제2 전극(116) 상부로 방출시킨다. 상기 제2 전극(116)은 유기발광 다이오드의 캐소드(cathode)일 수 있다.
봉지 층(120)이 제2 전극(116) 상에 위치한다. 상기 봉지 층(120)은, 발광 재료와 전극 재료의 산화를 방지하기 위하여, 외부로부터의 산소 및 수분 침투를 막는다. 유기발광소자가 수분이나 산소에 노출되면, 발광 영역이 축소되는 화소 수축(pixel shrinkage) 현상이 나타나거나, 발광 영역 내 흑점(dark spot)이 생길 수 있다. 상기 봉지 층(encapsulation layer)은 유리, 금속, 산화 알루미늄(AlOx) 또는 실리콘(Si) 계열 물질로 이루어진 무기막으로 구성되거나, 또는 유기막(122)과 무기막(121-1, 121-2)이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 이때, 무기막(121-1, 121-2)은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 하고, 유기막(122)은 무기막(121-1, 121-2)의 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 봉지 층을 여러 겹의 박막 층으로 형성하면, 단일 층일 경우에 비해 수분이나 산소의 이동 경로가 길고 복잡하게 되어 유기발광소자까지 수분/산소가 침투하는 것이 어려워진다.
봉지 층(120) 상에는 터치 절연막(158)을 사이에 두고 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)이 교차되게 배치될 수 있다. 이러한 터치 센싱 라인(154)과 터치 구동 라인(152)의 교차부에는 상호 정전 용량(mutual capacitance, Cm)이 형성된다. 이에 따라, 상호 정전 용량(Cm)은 터치 구동 라인(152)에 공급되는 터치 구동 펄스에 의해 전하를 충전하고, 충전된 전하를 터치 센싱 라인(154)으로 방전함으로써 터치 센서의 역할을 하게 된다.
터치 구동 라인(152)은 다수의 제1 터치 전극들과, 상기 제1 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 제1 브릿지(bridge)들을 구비한다. 다수의 제1 터치 전극들은 제1 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제1 터치 전극들 각각은 제1 브릿지를 통해 인접한 제1 터치 전극과 전기적으로 연결된다. 제1 브릿지는 제1 터치 전극과 동일 층에 배치되어 별도의 컨택홀 없이 제1 터치 전극과 전기적으로 접속될 수 있다.
터치 센싱 라인(154)은 다수의 제2 터치 전극들과, 다수의 제2 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 제2 브릿지들을 구비한다. 다수의 제2 터치 전극들은 제2 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제2 터치 전극들 각각은 제2 브릿지를 통해 인접한 제2 터치 전극과 전기적으로 연결된다. 제2 브릿지는 제2 터치 전극과 다른 층에 배치되어 컨택 홀을 통해 제2 터치 전극과 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 및 제2 터치 전극, 제1 및 제2 브릿지 각각은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo)과 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 도전층을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 터치 전극, 제1 및 제2 브릿지 각각은 Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같이 적층된 3층 구조로 형성된다.
터치 구동 라인(152) 및 터치 센싱 라인(154) 각각은 비표시 영역에 배치되는 라우팅 라인 및 터치 패드를 통해 터치 구동부와 연결된다. 이에 따라, 라우팅 라인은 터치 구동부에서 생성된 터치 구동 펄스를 터치 패드를 통해 터치 구동 라인(152)에 전송하고, 터치 센싱 라인(154)으로부터의 터치 신호를 터치 패드에 전송한다.
배리어 필름이 봉지 층(120) 상에 위치하여 베이스 층(101) 전체를 봉지할 수도 있다. 배리어 필름은 위상차 필름 또는 광등방성 필름일 수 있다. 이때 접착 층이 배리어 필름과 봉지 층(120) 사이에 위치할 수 있다. 접착 층은 봉지 층(120)과 배리어 필름을 접착시킨다. 접착 층은 열 경화형 또는 자연 경화형의 접착제일 수 있다. 예를 들어, 접착 층은 B-PSA(Barrier pressure sensitive adhesive)와 같은 물질로 구성될 수 있다.
비표시 영역(I/A)에는 화소 회로 및 발광 소자가 배치되지 않지만 베이스 층(101)과 유기/무기 기능 층들(130, 105, 107 120 등)은 존재할 수 있다. 또한 상기 비표시 영역(I/A)에는 표시 영역(A/A)의 구성에 사용된 물질들이 다른 용도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역 TFT의 게이트 전극과 동일한 금속(104'), 또는 소스/드레인 전극과 동일한 금속(108')이 배선 또는 전극용으로 비표시 영역(I/A)에 배치될 수 있다. 더 나아가, 유기발광 다이오드의 일 전극(예: 애노드)과 동일한 금속(112')이 배선, 전극용으로 비표시 영역(I/A)에 배치될 수도 있다.
비표시 영역(I/A)의 베이스 층(101), 버퍼 층(130), 게이트 절연 층(105), 평탄화 층(107) 등은 표시 영역(A/A)에서 설명된 것과 같다. 댐(190)은 유기막(122)이 비표시 영역(I/A)에 너무 멀리 퍼지는 것을 제어하는 구조물이다. 비표시 영역(I/A)에 배치된 각종 회로와 전극/전선은 게이트 금속(104') 및/또는 소스/드레인 금속(108')으로 만들어질 수 있다. 이때, 게이트 금속(104')은 TFT의 게이트 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성되며, 소스/드레인 금속(108')은 TFT의 소스/드레인 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성된다.
예를 들어, 소스/드레인 금속은 전원(예: 저준위 전원(VSS), 고준위 전원(VDD) 등) 배선(108')으로 사용될 수 있다. 이때, 전원 배선(108')은 금속 층(112')과 연결되고, 유기발광 다이오드의 캐소드(116)는 상기 소스/드레인 금속(108') 및 금속 층(112')과의 연결을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 상기 금속 층(112')은 전원 배선(108')과 접촉하고, 평탄화 층(107)의 최외곽 측벽을 타고 연장되어 평탄화 층(107) 상부에서 캐소드(116)와 접촉할 수 있다. 상기 금속 층(112')은 유기발광 다이오드의 애노드(112)와 동일한 물질로 동일한 공정에서 형성된 금속 층일 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 신호 배선 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3는 도 1의 X 영역을 확대한 도면으로, 신호 배선(L)들과 연결 인터페이스(PAD)만 도시되었다. 상기 신호 배선(L)들은 연결 인터페이스(PAD)부터 표시 영역까지 이어진 도선들이다. 상기 신호 배선(L)들은, 상기 표시 영역의 화소 회로에 저준위 전원(VSS), 고준위 전원(VDD) 또는 초기화 전원(VINI) 등의 구동 전압을 전달하는 도선들일 수 있다. 또는 상기 신호 배선(L)들은, 상기 표시 영역의 화소 회로에 데이터 전압(VDATA)를 전달하는 도선들일 수도 있다.
상기 신호 배선(L)들은 제1 부분(A), 굴곡 부분(B), 제3 부분(C)을 지날 수 있다. 이때 상기 신호 배선(L)의 제1 서브 라인(L1)은 제1 부분(A), 제2 서브 라인(L2)은 굴곡 부분(B)에, 제3 서브 라인(L3)은 제3 부분(C)에 위치할 수 있다. 굴곡 부분(B)에서 제2 서브 라인(L2)의 상부는 유기물 층으로 보호될 수 있다. 상기 유기물 층은, 제2 서브 라인(L2)이 노출되는 것을 막고, 굴곡 부분(B)의 중립면(neutral plane)을 상향시켜 제2 서브 라인(L2)이 인장 스트레스를 피하도록 한다.
상기 제2 서브 라인(L2)은, 일반적으로 굴곡 축(BL)에 수직으로 굴곡 부분(B)을 지나가도록 구현된다. 한편, 제1 서브 라인(L1)과 제3서브 라인(L3)은 일반적으로 방사형, 즉 가운데에서 바깥쪽으로 갈수록 비스듬하게 배치된다. 도 3에서 제1 서브 라인(L1)이 지나는 영역은 두 그룹으로 도시되었는데, 각 영역에서 가운데 부분의 서브 라인들은 굴곡 축(BL)에 수직으로 연장하고, 바깥쪽 부분의 서브 라인들은 굴곡 축(BL)과 더 작은 각을 이루며 연장하는 것을 볼 수 있다. 제3 서브 라인(L3)도 마찬가지로, 표시장치의 가운데 부분 배선은 굴곡 축(BL)에 수직으로 연장하고, 바깥쪽 부분의 배선은 굴곡 축(BL)과 더 작은 각을 이루며 연장한다.
본 개시의 발명자들은, 연결 인터페이스(PAD)로 인가된 신호가 상술한 구조의 신호 배선(L)들을 통해 전달될 때 생기는 문제점을 발견하였다. 그 것은, 신호 배선이 사선
수직
사선으로 연장됨에 따라, 연결 인터페이스(PAD)부터 표시 영역까지의 길이가 길어져 배선 저항(부하)이 커지는 문제이다.
굴곡 부분(B)이 없는 표시장치에서는, 연결 인터페이스(PAD)부터 표시 영역까지의 신호 배선이 단순하게 일 직선 모양 또는 1회 이하의 꺾임을 가진 모양으로 구현될 수 있다. 따라서, 굴곡 부분(B)을 갖고 더 나아가 굴곡 부분(B)을 지나는 배선을 상하부와 다른 방향으로 지나는 표시장치는, 굴곡 부분(B)이 없는 표시장치에 비해 신호 전달 속도/효율이 더 낮게 된다. 이러한 문제점을 발견한 발명자들은, 굴곡 부분(B)을 갖는 표시장치에서도 신호 배선의 성능이 유지될 수 있는 구조를 고안하였다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치의 신호 배선 구조를 나타낸 도면이다.
상기 표시장치는 연결 인터페이스(PAD)부터 표시 영역까지 연장된 신호 배선의 형상 및 배치가 개선된 구조를 채용하였다. 도 4는 도 1 의 X 부분을 확대한 도면으로, 설명의 편의를 위해 신호 배선들만 도시되었다. 상기 신호 배선(L)들은 연결 인터페이스(PAD)부터 굴곡 부분(B)까지의 길이 및 부하가 도 3의 실시예보다 줄어들도록 고안되었다.
상기 표시장치(100)는 표시 영역(A/A)을 포함한 제1 부분(A), 상기 제1 부분(A)의 일 측으로부터 바깥 쪽으로 연장된 굴곡 부분(B), 상기 굴곡 부분(B)과 이어지고, 표시장치의 뒤쪽으로 넘어가 상기 제1 부분(A)과 마주보는 제3 부분(C)을 포함하는 베이스 층(101); 상기 제3 부분에 마련되고, 상기 표시 영역을 제어하는 신호를 전달하도록 구비된 연결 인터페이스(PAD); 상기 연결 인터페이스(PAD)부터 상기 표시 영역까지 이어진 복수 개의 신호 배선들을 포함할 수 있다.
상기 베이스 층(101)은 휘거나 굽혀질 수 있는 가요성(flexibility)을 갖는다. 이로써, 상기 표시장치(100)는 플렉서블 표시장치로 구현될 수 있다. 상기 굴곡 부분(B)은 소정 곡률 반지름을 갖고 구부러진 구간이고, 상기 제1 부분(A) 및 제3 부분 (C)은 상기 굴곡 부분(B) 주변의 실질적으로 평평한 부분이다.
상기 연결 인터페이스(PAD)는 핀, 패드 등의 형태로 상기 제3 부분에 마련될 수 있다. 상기 연결 인터페이스(PAD)에 연성 회로기판(FPCB, COF 등)이나 구동 칩(COP)이 연결될 수 있다. 상기 구동 칩 또는 연성 회로기판에 탑재된 구동 회로는 상기 연결 인터페이스(PAD)를 통해 전기적 신호를 송수신할 수 있다.
상기 복수 개의 신호 배선(L)들은, 상기 표시 영역의 화소에 데이터 전압(VDATA)를 전달하는 도선들일 수 있다. 또는 상기 신호 배선(L)들은 화소 회로 및/또는 발광 소자에 전원을 전달하는 도선들일 수 있다. 일 예로 상기 신호 배선(L)들은, 상기 표시 영역의 발광 소자에 저준위 전원(VSS)을 전달하는 도선일 수 있다. 다른 예로 상기 신호 배선(L)들은, 상기 표시 영역의 화소 회로에 고준위 전원(VDD) 또는 초기화 전원(VINI)을 전달하는 도선일 수도 있다. 즉, 상기 복수 개의 신호 배선(L)들은, 데이터 전압 및 전원 전업 중 적어도 어느 하나 이상을 전달할 수 있다.
상기 복수 개의 신호 배선(L)들은, 상기 제3 부분에 있는 연결 인터페이스(PAD)로부터 상기 제1 부분(A)에 있는 화소(특히, 화소 회로)까지 연장된다. 즉, 상기 신호 배선(L)들은 굴곡 부분(B)을 지나면서 연장될 수 있다. 이때 상기 신호 배선(L)은 상기 굴곡 부분(B)에서 스트레스 저감 형상(예: 다이아몬드 형상, 톱니 형상, 물결 형상 등)을 가질 수 있다.
상기 복수 개의 신호 배선(L)들 각각은, 상기 제1 부분(A)에 위치한 제1 서브 라인(L1); 상기 굴곡 부분(B)에 위치한 제2 서브 라인(L2); 상기 제3 부분(C)에 위치한 제3 서브 라인(L3)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 신호 배선(L)들은, 제2 서브 라인(L2) 및 제3 서브 라인(L3)이 방사형으로 즉, 중앙부에서 외곽부로 갈수록 점점 굴곡 축(BL)과 작은 각을 이루도록 배치될 수 있다. 도 4에서 제1 서브 라인(L1)이 지나는 영역이 2 개로 도시되었는데, 각 영역은 나눠진 표시 영역 각각을 구동하는 신호 배선이 지나가도록 구비될 수 있다. 예들 들어 표시 영역이 접힐 수 있는 폴더블 표시 장치에서, 좌우의 신호 배선 영역은 각각 좌우 표시 영역을 제어하는 신호들이 지나가는 영역일 수 있다.
또한, 연결 인터페이스(PAD)부터 굴곡 부분(B)까지의 배선 길이 및 부하를 줄이기 위해, 상기 제2 서브 라인(L2)과 상기 제3 서브 라인(L3)은 서로 동일한 방향으로 연장하며 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 신호 배선들 각각은, 상기 제2 서브 라인(L2) 및 제3 서브 라인(L3)들이 꺽임 없는 일 직선을 이루며 연결되도록 마련될 수 있다. 이 경우, 신호 배선(L)은 연결 인터페이스(PAD)부터 제1 서브 라인(L1)의 시작점까지 일 직선으로 연장되므로, 최단 길이를 가질 수 있다. 따라서, 본 실시예는, 연결 인터페이스(PAD)부터 제1 서브 라인(L1)의 시작점까지 배선의 연장 방향이 한 번 변하는 도 3의 실시예보다 배선 길이가 짧아진다. 이에 본 실시예는, 배선 저항이 감소하고 부하도 줄어들어 신호의 전달 속도 및 품질이 향상될 수 있다.
상기 신호 배선(L)은 단일 층상에 형성될 수 있다. 또는, 상기 신호 배선(L)은 상기 제1 서브 라인(L1), 제2 서브 라인(L2), 제3 서브 라인(L3)들이 서로 다른 층상에 형성될 수도 있다. 이때 서로 다른 층상에 있는 서브 라인들은 특정 부분에서 하부 층에 있는 도체와 상부 층에 있는 도체를 통한 점핑(jumping) 구조를 가질 수도 있다. 상기 점핑 구조는 컨택 홀(contact hole)을 통한 연결, 또는 직접 연결 방식으로 이어진다.
상기 신호 배선(L) 중 적어도 일부는 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극과 동일한 층상에 동일한 물질로 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브 라인(L1) 및/또는 제3 서브 라인(L3)은, 상기 제1 부분(A)의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극과 동일한 층상에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이때 상기 제1 서브 라인(L1) 및/또는 제3 서브 라인(L3)은 몰리브덴(Mo)을 포함한 물질로 만들어질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 서브 라인(L1) 및/또는 제3 서브 라인(L3)은, 상기 제2 서브 라인(L2)보다 저항이 클 수 있다. 이에 상기 제1 서브 라인(L1) 및/또는 제3 서브 라인(L3)은, 도 3의 실시예에 비해 더 짧게 구성되어 신호 배선(L) 전체의 저항 및 부하를 감소시키도록 설계될 수 있다.
상기 신호 배선(L) 중 적어도 일부는 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 또는 드레인 전극과 동일한 층상에 동일한 물질로 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 서브 라인(L2)은, 상기 제1 부분(A)의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 또는 드레인 전극과 동일한 층상에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이때 상기 제2 서브 라인(L2)은 알루미늄(Al)을 포함한 물질로 만들어질 수 있으며, 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 순으로 적층된 다층 구조를 갖는 금속 층(소위, Ti/Al/Ti)일 수도 있다.
상기 제1 서브 라인(L1)과 제3 서브 라인(L3)이 게이트 전극 물질로, 상기 제2 서브 라인(L2)이 소스/드레인 전극 물질로 형성된 경우에, 상기 제1 서브 라인(L1)과 제2 서브 라인(L2)은 서로 다른 층에 배치되고, 상기 제1 부분(A)에 마련된 컨택 홀을 통해 서로 연결된다. 그리고, 상기 제2 서브 라인(L2)과 제3 서브 라인(L3)은 서로 다른 층에 배치되고, 상기 제3 부분(C)에 마련된 컨택 홀을 통해 서로 연결된다.
상기 신호 배선(L)은 무기 절연 층에 의해 직접 덮일 수 있다. 그러나, 무기 절연 층이, 일정 구간에서는 상기 신호 배선(L)을 덮지 않을 수도 있다. 굴곡 부분(B)에서 무기 물질은 응력을 받아 갈라지거나 깨질 수 있고, 이는 불량의 원인이기 때문에, 무기 절연 층역시도 굴곡 부분(B)에서는 마련되지 않는다. 이에, 유기물 층이 상기 굴곡 부분(B)에서 상기 신호 배선(L)을 덮을 수 있다. 즉, 제2 서브 라인()은 유기물 층으로 덮일 수 있다. 상기 유기물 층은 굴곡 부분(B)에서 사용되기에 충분한 가요성을 가진다. 상기 유기물 층은 굴곡 부분(B)에서의 중립면을 조정하도록 결정된 두께로 코팅될 수 있다. 더 구체적으로, 굴곡 부분(B)에서 유기물 층으로 부가된 두께는, 도선 및/또는 배선 구조의 평면을 중립면(neutral plane)에 더 가깝게 이동시킬 수 있다. 또한, 유기물 층은, 그 아래의 부품들이 경화 과정 중에 손상을 입지 않도록, 제한된 시간 내에 저 에너지로 경화되는 재료인 것이 바람직하다. 일 예로 상기 유기물 층은 광(예: UV 광, 가시광 등) 경화성 아크릴 수지로 형성될 수 있다. 또한 상기 유기물 층을 통한 수분의 침투를 억제하기 위해, 하나 이상의 흡습 재료(getter)가 상기 유기물 층에 혼합될 수도 있다. 또는 상기 유기물 층은, 상기 제1 부분의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)를 덮은 평탄화 층과 동일한 물질로 이루어진 것일 수 있다. 이때 상기 유기물 층은 수분의 전달 경로가 되지 않도록 중간중간 단절될 수 있다.
본 실시예에 따른 표시장치는, 외곽부의 신호 배선의 구조를 적합하게 개선함에 따라 신호 전달 지연 및 그에 따른 표시 품질 하락을 예방할 수 있다. 또한,, 이러한 장점을 통해 본 실시예에 따른 표시장치는고속 구동에서도 안정적인 구동을 수행할 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)
- 표시 영역을 포함한 제1 부분, 상기 제1 부분의 일 측으로부터 연장된 굴곡 부분 및 상기 굴곡 부분과 이어지고 상기 제1 부분과 마주보는 제3 부분을 포함하는 베이스 층;
상기 제3 부분에 마련되고, 상기 표시 영역을 제어하는 신호를 전달하도록 구비된 연결 인터페이스;
상기 연결 인터페이스부터 상기 표시 영역까지 이어진 복수 개의 신호 배선들을 포함하고,
상기 복수 개의 신호 배선들 각각은,
상기 제1 부분에 위치한 제1 서브 라인, 상기 굴곡 부분에 위치한 제2 서브 라인 및 상기 제3 부분에 위치한 제3 서브 라인을 포함하며,
상기 제2 서브 라인과 상기 제3 서브 라인은 서로 동일한 방향으로 연장하며 연결된 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 복수 개의 신호 배선들은,
제2 서브 라인 및 제3 서브 라인이
중앙부에서 외곽부로 갈수록 점점 굴곡 축과 작은 각을 이루도록 배치된 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 복수 개의 신호 배선들 각각은,
상기 제2 서브 라인 및 제3 서브 라인이 꺽임 없는 일 직선을 이루며 연결된, 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 서브 라인과 제3 서브 라인은, 상기 제2 서브 라인보다 저항이 큰 물질로 이루어진, 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 서브 라인과 제3 서브 라인은, 상기 제1 부분의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 동일한 물질로 형성된 플렉서블 표시장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 서브 라인과 제3 서브 라인은 몰리브덴(Mo)을 포함한, 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 서브 라인은, 상기 제1 부분의 화소에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 동일한 물질로 형성된 플렉서블 표시장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제2 서브 라인은 알루미늄(Al)을 포함한 플렉서블 표시장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제2 서브 라인은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti)이 차례로 적층된 다층 구조를 갖는 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 복수 개의 신호 배선들은, 데이터 전압 및 전원 전업 중 적어도 어느 하나 이상을 전달하는, 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 서브 라인과 제2 서브 라인은 서로 다른 층에 배치되고, 상기 제1 부분에 마련된 컨택 홀을 통해 서로 연결된 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 서브 라인과 제3 서브 라인은 서로 다른 층에 배치되고, 상기 제3 부분에 마련된 컨택 홀을 통해 서로 연결된 플렉서블 표시장치.
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