KR20220137850A - 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

플렉서블 표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 영역, 제2 영역 및 제1 영역과 제2 영역 사이에 벤딩영역을 포함하는 플렉서블 기판; 제1 지지부를 가지는 제1 지지플레이트 및 제1 지지플레이트와 분리되어 구성되고 제2 지지부를 가지는 제2 지지플레이트; 및 제1 지지플레이트는 제1 영역에 접착되고, 제2 지지플레이트는 제2 영역에 접착되고, 제1 지지부 및 제2지지부는 벤딩영역에 접착되며, 제1 지지플레이트의 일 면과 제2 지지플레이트의 일 면이 서로 접착 되도록 구성함으로써, 플렉서블 기판의 벤딩 두께를 얇게 할 수 있다.

Description

플렉서블 표시장치 및 그 제조방법{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 명세서는 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 유기발광 소자의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광 표시장치 등이 각광받고 있다.
유기발광 소자는 전극 사이의 얇은 발광층을 이용한 자발광 소자로 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 일반적인 유기발광 표시장치는 기판에 화소구동 회로와 유기발광 소자가 형성된 구조를 갖고, 유기발광 소자에서 방출된 빛이 기판 또는 배리어(Barrier)층을 통과하면서 화상을 표시하게 된다.
유기발광 표시장치는 별도의 광원장치가 없기 때문에, 플렉서블(Flexible) 표시장치로 구현되기에 용이하다. 이때, 플라스틱, 박막 금속(Metal Foil) 등의 플렉서블 재료가 유기발광 표시장치의 기판으로 사용된다.
한편, 유기발광 표시장치가 플렉서블 표시장치로 구현되는 경우에, 그 유연한 성질을 이용하여 표시장치의 여러 부분을 휘거나 구부리려는 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구는 주로 새로운 디자인과 사용자 인터페이스 / 사용자 경험(UI/UX: User Interface / User Experience)을 위해 수행되고 있으며, 플렉서블 표시장치의 두께를 줄이고자 하는 노력도 지속적으로 진행되고 있다.
본 명세서는 플렉서블 표시장치의 구부림 구조 및 그에 사용되는 지지 부재를 제안하는 것을 하나의 해결 과제로 한다.
또한 본 명세서는 플렉서블 표시장치의 벤딩된 기판의 두께를 얇게 구현하는 구조를 제안하는 것을 또 하나의 해결 과제로 한다.
또한 본 명세서는 플렉서블 표시장치가 안정적으로 벤딩 되는 구조를 제안하는 것을 또 다른 해결 과제로 한다. 또한 본 명세서는 플렉서블 표시장치의 제조원가를 절감하는 벤딩 구조를 제안하는 것을 추가적인 해결 과제로 한다.
본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 따른 플렉서블 표시장치는, 제1 영역, 제2 영역 및 제1 영역과 제2 영역 사이에 벤딩영역을 포함하는 플렉서블 기판; 제1 지지부를 가지는 제1 지지플레이트 및 제1 지지플레이트와 분리되어 구성되고 제2 지지부를 가지는 제2 지지플레이트; 및 제1 지지플레이트는 제1 영역에 접착되고, 제2 지지플레이트는 제2 영역에 접착되면서, 제1 지지부 및 제2 지지부는 벤딩영역에 접착되며, 제1 지지플레이트의 일 면과 제2 지지플레이트의 일 면이 서로 접착되어 이루어진다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 지지플레이트(220A,220B)가 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)를 포함하여 이루어진다. 제1 지지플레이트(220A)는 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지하는 역할을 하고, 제2 지지플레이트(220B)는 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)가 플렉서블 기판(210) 사이에서 서로 접착되어, 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 플렉서블 기판(210)의 벤딩 두께를 더 얇게 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 벤딩 두께가 얇아지고, 벤딩 반지름(Radius)을 더욱 작게 구성할 수가 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 제품 재료비를 절감하고 제조 원가를 낮출 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩이 용이하다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩 공정이 간단하게 된다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 제1 지지플레이트(210A)의 일 측면에 구성된 힌지(224)와 제2 지지플레이트(210B)의 일 측면에 구성된 힌지(226)가 서로 교차하여 벤딩 됨으로써, 벤딩 지지력을 더 향상 시킬 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판의 벤딩영역 내의 공간이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)에 의하여 채워지게 되어 외부 충격으로부터 플렉서블 기판의 파손이나 찌그러짐, 배선의 단선을 최소화 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 힌지와 제2 지지플레이트(220B)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 다수의 힌지가 서로 교차하여 구성되어 벤딩시 플렉서블 기판(210)의 벤딩영역(202)이 힌지의 둥근 면을 따라서 자연스럽게 감싸진 구조로 벤딩 되기 때문에 벤딩시 어긋남, 즉 미스얼라인(Misalign)을 최소화 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 힌지와 제2 지지플레이트(220B)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 다수의 힌지가 서로 교차하여 구성되어 벤딩시 플렉서블 기판(210)의 벤딩영역(202)이 힌지의 둥근 면을 따라서 자연스럽게 감싸진 구조로 벤딩 되기 때문에 안정적으로 플렉서블 기판의 벤딩이 용이하다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 하여 생상성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2A 내지 도 2C는 본 명세서의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩구조를 나타낸 단면도 이다.
도 5A 와 도 5B는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩전 펼쳐진 구조를 나타낸 도면이다. 특히, 도 5A는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 사시도이고, 도 5B는 도 5A의 A-A'의 단면도이다.
도 6은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 사시도이다.
도 7A와 7B는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면이다. 특히 7A는 플렉서블 표시장치의 오목부와 볼록부를 나타낸 사시도이고, 7B는 7A의 B-B' 단면도이다.
도 8은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩구조를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 배선구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 명세서의 또 다른 실시예에 플렉서블 표시장치의 벤딩 단계를 나타낸 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 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 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 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 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소 일수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 명세서가 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면이다.
플렉서블(Flexible) 표시장치는 가요성(Flexibility)이 부여된 표시장치를 의미하는 것으로, 구부릴 수 있는(Bendable) 표시장치, 말 수 있는(Rollable) 표시장치, 깨지지 않는(Unbreakable) 표시장치, 접을 수 있는 (Foldable) 표시장치 등과 유사한 의미로 사용될 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)는 적어도 하나의 표시영역(Active Area, A/A)을 포함하고, 표시영역에는 픽셀들의 어레이(Array)가 형성된다. 하나 이상의 비표시영역(Inactive Area, I/A)이 표시영역의 주위에 배치될 수 있다. 즉, 비표시영역은, 표시영역의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다.
비표시영역은 사각형 형태의 표시영역을 둘러싸고 있다. 그러나, 표시영역의 형태 및 표시영역에 인접한 비표시영역의 형태/배치는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다.
표시영역 및 비표시영역은 플렉서블 표시장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 표시영역의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
표시영역 내의 각 픽셀은 픽셀 회로와 연관될 수 있다. 픽셀 회로는, 백플레인(Backplane) 상의 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 각 픽셀 회로는, 비표시영역에 위치한 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버와 같은 하나 이상의 구동 회로와 통신하기 위해, 게이트 라인 및 데이터 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 회로(112)는, 비표시영역에 박막 트렌지스터(Thin Film Transistor, TFT)로 구현될 수 있다. 이러한 구동 회로(112)는 GIP(Gate-In-Panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)와 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 비표시영역에 배치된 연결 인터페이스, 예를 들면, 패드, 범프, 핀 등과 결합될 수 있다. 비표시영역은 연결 인터페이스와 함께 구부러져서, 인쇄 회로 기판, 예를 들면 COF, PCB 등은 플렉서블 표시장치(100)의 후면편에 위치될 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시영역내의 픽셀을 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들을 포함할 수 있다. 픽셀을 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전(Electrostatic Discharge:ESD)회로 등을 포함할 수 있다. 플렉서블 표시장치(100)는 픽셀 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 표시장치(100)는 터치 감지 기능, 사용자 인증 기능(예: 지문 인식), 멀티 레벨 압력 감지 기능, 촉각 피드백(Tactile Feedback) 기능 등을 제공하는 부가 요소들을 포함할 수 있다. 위에 언급한 부가 요소들은 비표시영역 및/또는 연결인터페이스와 연결된 외부 회로에 위치할 수 있다.
플렉서블 기판(110)은 벤딩이 가능하도록 플렉서빌리티(Flexibility)를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판(110)은 폴리이미드(Polyimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate; PEN), 폴리에틸렌 테라프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 등과 같은 고분자로 이루어진 박막 플라스틱 필름으로 구현될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다 따라서 플렉서블 기판(110)은 벤딩될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판(110)은 수평방향, 수직방향 또는 대각선 방향으로 벤딩될 수 있다. 따라서, 플렉서블 기판(110)은 플렉서블 표시장치(100)에 요구되는 디자인에 기초하여, 수직, 수평 및 대각선 방향의 조합으로 벤딩될 수 있으며, 벤딩 방향에 한정하는 것은 아니다
플렉서블 기판(110)은 제1 영역과 제1 영역의 일 측면으로부터 연장된 벤딩 영역(Bending Area, B/A) 및 벤딩 영역의 일 측면으로부터 연장된 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 표시영역(Active Area, A/A)을 포함하는 비벤딩영역(Non Bending Area, N/A)으로 정의될 수 있고, 제2 영역은 벤딩영역을 기준으로 제1 영역의 반대에 위치하는 비표시영역(Inactive Area,I/A)을 포함하는 비벤딩 영역으로 정의될 수 있다.
플렉서블 기판(110)은 일부분이 벤딩될 수 있으며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시영역의 하단부가 벤딩될 수 있다. 즉, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에서 벤딩되어 제2 영역이 제1 영역 뒤로 접힐 수 있다.
도 1에서는 플렉서블 기판(110)의 비표시영역이 벤딩되는 것이 도시되어있으나, 플렉서블 기판(110)의 표시영역의 일부가 벤딩될 수 있다. 예를 들면, 표시영역의 벤딩된 영역에서 영상이 표시될 수 있으며, 플렉서블 표시장치(100)는 실질적으로 평평한 표시영역과 굴곡된 표시영역을 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(110)의 제2 영역의 비표시영역에는 패드부(114) 또는 유사한 인터페이스(interface)가 배치된다. 패드부(114)는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)의 하단부에서 벤딩영역과 접하는 비표시영역에 배치된다. 패드부(114)는 FPCB 등과 같은 회로 필름과 접속되며, 회로 필름과 배선(118)을 서로 연결시키는 접촉 단자일 수 있다.
표시영역 내에는 유기발광소자와 연결된 박막 트랜지스터가 배치된다. 박막 트랜지스터는 비표시영역에 위치한 구동부(112)와 연관되어 동작하며, 유기발광소자에 제공되는 구동 전류량을 제어한다.
구동부(112)는 플렉서블 기판(110)의 비표시영역에 배치되며, 박막 트랜지스터에 구동 신호를 제공한다. 예를 들어, 구동부(112)는 박막 트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부일 수 있다. 게이트 구동부(112)는 다양한 게이트 구동 회로들을 포함하며, 게이트 구동 회로들은 플렉서블 기판(110) 상에 직접 형성될 수 있다. 이 경우, 구동부(112)는 GIP(Gate-In-Panel)로 지칭될 수 있다.
박막 트랜지스터에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부는, 분리된 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 탑재되어 FPCB 등과 같은 회로 필름을 통해 플렉서블 기판(110)과 연결되거나, COF과 같은 방식으로 플렉서블 기판(110)의 패드부(114)에 직접 배치될 수 있다.
도 2A 내지 도 2C는 본 명세서의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩구조를 나타낸 단면도이다.
플렉서블 기판(110)은 제1 영역과 제1 영역의 일 측으로부터 연장된 벤딩 영역(B/A) 및 벤딩영역의 일 측으로부터 연장된 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 표시영역(A/A)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있고, 제2 영역은 벤딩영역을 기준으로 제1 영역의 반대에 위치하는 비표시영역(I/A)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있다.
도 2A 와 도 2B에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에는 제1 지지플레이트(Back Plate)(120A)가 접착되고, 비표시영역(103)에는 제2 지지플레이트(Back Plate)(120B)가 접착된다. 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에 접착된 제1 지지플레이트(120A)와 비표시영역(103)에 접착된 제2 지지플레이트(120B) 사이에는 지지층(140A,140B)이 추가로 구성되고, 지지층(140A,140B)의 일부분은 벤딩영역(102)까지 연장되어 접착된다. 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)상에는 편광층(160)이 구성되고, 편광층(160)상에는 커버층(180)이 구성되어 있다.
지지플레이트(Back Plate)는 제1 지지플레이트(120A)와 제2 지지플레이트(120B)를 포함하여 이루어진다 제1 지지플레이트(120A)는 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(110)을 지지하는 역할을 하고, 제2 지지플레이트(120B)는 플렉서블 기판(110)의 비표시영역의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(110)을 지지하는 역할을 한다.
제1 지지플레이트(120A) 및 제2 지지플레이트(120B)는 플렉서블 기판(110)의 용이한 벤딩을 위해 벤딩영역에 존재하지 않을 수 있다. 그러나, 제1 지지플레이트(120A) 및 제2 지지플레이트(120B)의 부재함으로 인해, 벤딩영역의 플렉서블 기판(110)은 외력에 의해 쉽게 파손 또는 변형 될 수 있다. 이에 플렉서블 기판(110)을 지지하고 벤딩영역의 곡률(Curvature)을 유지하기 위해, 플렉서블 표시장치(100)는 지지층 또는 지지 구조물을 더 포함할 수 있다.
지지층(140A, 140B)은 몸통 부분(Body Portion)(142A, 142B)과 몸통 부분(142A, 142B)에서 연장된 둥근 끝 부분(Rounded End Portion)(144A, 144B)을 포함한다.
지지층(140A, 140B)의 몸통 부분(142A, 142B)의 일 면은 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에 접착된 제1 지지플레이트(120A)에 접착되고, 타 면은 비표시영역(103)에 접착된 제2 지지플레이트(120B)에 접착된다. 또한 지지층(140A, 140B)의 끝 부분(144A, 144B)의 일 면은 플렉서블 기판(110)의 벤딩영역(102)에 접착된다.
지지층(140A, 140B)은 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 플라스틱 물질로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 플라스틱 물질로 만들어진 지지층(140A, 140B)의 강도는, 지지층(140A, 140B) 두께 및/또는 강도를 증가시키는 첨가물에 의해 제어될 수 있다. 지지층(140A, 140B)은 빛 차단 효과 등의 기능을 위하여 특정한 색상(예: 검정, 흰색 등)으로 형성될 수 있다.
그리고, 지지층(140A, 140B)은 유리, 세라믹, 금속 등 단단한 물질 또는 그 조합으로 만들어질 수 있다.
지지층(140A, 140B)의 끝 부분의 크기 및 형태는, 벤딩영역에서 원하는 최저 벤딩 반지름(Radius)에 의존하여 변할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 끝 부분 및 몸통 부분의 두께는 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 평면 형상의 몸통 부분은 끝 부분보다 얇을 수 있다. 더 얇은 몸통 부분을 가지고, 지지층(140A, 140B)은, 플렉서블 표시장치(100)의 불필요한 두께를 줄이면서 벤딩영역(102)을 지지할 수 있다.
도 2A에 도시된 바와 같이 지지층(140A) 의 둥근 끝 부분(144A) 및 길게 늘어진 몸통 부분(142A)의 두께는 실질적으로 동일할 수 있다. 이러한 지지층(140A)은 플라스틱 물질 또는 접힌 박형 금속 시트(예: SUS)로 형성 할 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
이때 금속 시트의 접힌 모서리는 지지층(140A)의 둥근 끝 부분(144A)으로 기능할 수 있다. 금속 시트가 지지층(140A)을 구성하는 데에 사용될 때에도, 끝 부분(144A)은 몸통 부분(142A)보다 더 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 몸통 부분이 접힌 모서리보다 더 얇아지도록 접힌 금속 시트의 일 부분에 압력이 가해질 수 있다.
도 2B는 지지층의 다른 구성예이다. 지지층(140B)의 길게 늘어진 몸통 부분(Elongated Body Portion)(142B)의 두께는 둥근 끝 부분(Rounded End Portion)(144B) 보다 얇을 수 있다. 이 경우, 지지층(140B)이 평평한 바닥을 가지면, 몸통 부분(142B)의 아래 표면은 끝 부분(144B)의 가장 낮은 모서리와 일직선을 이룬다. 이러한 예시적 구성에서, 지지층(140B)이 앞서 언급된 플라스틱 물질, 예를 들면 Polycarbonate 등 또는 앞서 언급한 물질들의 조합으로 형성될 수 있다.
또한, 몸통 부분(142B)의 상부 표면에 마련된 접착층(138B)은, 몸통 부분(142B)의 하부 표면에 마련된 접착층(138B) 보다 더 두껍게 할 수 있다. 하부 표면에 있는 접착층(138B)은 그렇지 않은 반면, 몸통 부분(142B)의 상부 표면에 있는 접착층(138B)은 완충층을 포함할 수 있다.
플렉서블 표시장치(100) 내에서 지지층(140A, 140B)을 안전하게 고정하기 위해, 지지층(140A, 140B)의 표면에 접착층(138A, 138B) 이 제공될 수 있다.
접착층(138A, 138B)은 감압 접착제(Pressure-Sensitive Adhesive), 거품형 접착제(Foam-Type Adhesive), 액상 접착제(Liquid Adhesive), 광 경화 접착제Light Cured Adhesive) 또는 다른 적합한 접착 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 접착층(138A, 138B)은 압축될 수 있는 물질로 형성되거나 그를 포함하여, 접착층(138A, 138B) 에 의해 접착된 부분에 대해 완충재로 기능할 수 있다.
일 예로서, 접착층(138A, 138B)의 구성 물질은 압축 가능할 수 있다. 접착층(138A, 138B)은 다층 구조로 형성될 수 있고, 다층 구조는, 접착 물질 층의 상부 및 하부 층 사이에 놓인 완충층(예: Polyolefin Foam)을 포함 할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 접착층(138A, 138B)은 지지층(140A, 140B)의 몸통 부분의 상부 및 하부 표면 중 어느 하나 이상에 위치할 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)의 벤딩영역(102)이 지지층(140A, 140B)의 끝 부분(144A, 144B)을 감쌀 때, 접착층(138A, 138B)은 몸통 부분(142A, 142B)의 하부 표면(즉, 후면과 마주하는 면) 및 상부 표면(즉, 전면과 마주하는 면) 모두에 제공될 수 있다. 필요하다면, 지지층(140A, 140B)의 끝 부분(144A, 144B)과 플렉서블 기판(110)의 안쪽 표면 사이에 접착층(138A, 138B)이 제공될 수도 있다.
도 2A에서, 접착층(138A)이 지지층(140A)의 상면, 하면에 적용된 것으로 도시되어 있다. 끝 부분(144A) 및 몸통 부분(142A)에서 지지층(140A)의 두께가 거의 같기 때문에, 접착층(138A)은 지지층(140A)의 표면 상에서 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 그리고, 접착층(138A)은 지지층(140A)의 선택된 부분에서 더 얇거나 더 메일로 두꺼울 수도 있다.
비표시영역에 있는 다양한 회로 및 부품들, 예를 들면 구동 IC, COF와의 연결 인터페이스, 인쇄 회로 기판 등은 플렉서블 기판(110) 상에 마련될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 연성 부품이 아니더라도 표시영역의 아래에 위치할 수 있다.
이와 같이 지지층(140A, 140B)을 추가로 구성함으로써, 표시영역(101)의 제1 지지플레이트(120A)와 비표시영역(103)의 제2 지지플레이트(120B)를 지지하면서 벤딩역역(103)을 동시에 지지할 수 있다.
또한 지지층(140A, 140B)의 끝 부분(144A, 144B)을 벤딩영역(102)까지 연장하여 구성함으로써, 플렉서블 기판(110)의 벤딩을 용이하게 할 수 있다.
또한 지지층(140A, 140B)의 끝 부분(144A, 144B)을 벤딩영역(102)까지 연장하여 구성함으로써, 플렉서블 기판(110)이 외부 충격 등에 의해 파손 또는 변형되는 것을 최소화 할 수 있다.
또한 지지층(140A, 140B)의 끝 부분(144A, 144B)을 벤딩영역(102)까지 연장하여 구성함으로써, 플렉서블 기판(110)의 갈라짐 또는 벤딩영역(102)에 구성된 배선의 단선을 최소화할 수 있다.
도 2C에 도시된 바와 같이, 지지층(140C)은 탄성체(Form)로 형성될 수 있다. 지지층(140C)은, 도 2A 와 2B와는 달리, 벤딩영역(102)에서 플렉서블 기판(110)과 닿지 않게 배치될 수도 있다. 지지층(140C)은 지지층(140A), 지지층(140B) 보다 짧은 길이로 만들어질 수 있다.
지지층(140C)의 일 면은 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에 접착된 제1 지지플레이트(120A)에 접착되고, 타 면은 비표시영역(103)에 접착된 제2 지지플레이트(120B)에 접착된다. 이와 같이 지지층(140C)을 추가로 구성함으로써, 표시영역(101)의 제1 지지플레이트(120A)와 비표시영역(103)의 제2 지지플레이트(120B)을 지지할 수 있다. 또한 지지층(140C)이 차지하는 점유 공간은 상대적으로 더 작게 된다.
도 2C에 도시된 또 다른 구성예에는 보호 코팅층(184)이 더 구성되어 있다. 플렉서블 표시장치(100)의 벤딩영역에 여러 층들이 없으면, 배선들,예를 들면 벤딩영역의 배선 구조들을 위해 보호층이 필요할 수도 있다. 또한, 무기 절연층들이 플렉서블 표시장치(100)의 벤딩영역에서 식각될 수 있기 때문에, 벤딩영역의 배선 들은 수분 및 다른 이물질에 취약할 수 있다.
특히, 플렉서블 표시장치(100)의 제조과정에서 부품들을 테스트하기 위한 다양한 패드들 및 배선들이 모따기(Chamfering)될 수도 있고, 이는 플렉서블 표시장치(100)의 파여진 모서리로 연장된 배선을 남길 수 있다. 이러한 배선들은 수분에 의해 쉽게 부식될 수 있고, 부식은 배선 근처의 다른 배선들로 확장될 수 있다.
따라서, “마이크로 코팅층(Micro-Coating-Layer)”으로 지칭될 수도 있는, 보호 코팅층이 벤딩영역의 도선 및/또는 배선 구조 위에 배치될 수 있다. 이런 보호 코팅층(184)은 도 2A 및 도 2B의 구조에도 적용 될 수 있다.
보호 코팅층(184)은, 벤딩영역에서 플렉서블 표시장치(100)의 중립면(Neutral plane)을 조정하도록 특정한 두께로 벤딩영역 위에 코팅될 수 있다. 여기서 중립면은 플렉서블 기판(110)이 벤딩되면서 벤딩되는 내면은 압축력을 받게 되고 외면은 인장력을 받게 되는데 이때 플렉서블 기판의 외면에 보호 코팅층(184)을 추가하여 플렉서블 기판의 외면의 인장력과 내면의 압축력을 받지 않는 중립면을 플렉서블 기판의 배선이 구성된 면에 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 벤딩영역에서 보호 코팅층(184)으로 부가된 두께는, 도선 및/또는 배선 구조의 평면을 중립면에 더 가깝게 이동시킬 수 있다.
보호 코팅층(184)은 플렉서블 표시장치(100)의 벤딩영역에서 사용 될 수 있도록 충분한 가요성을 가진다. 또한, 보호 코팅층(184)은, 그 아래의 부품들이 경화 과정 중에 손상을 입지 않도록, 제한된 시간 내에 저 에너지로 경화되는 재료인 것이 바람직하다. 보호 코팅층(184)은 광, 예를 들면 UV 광, 가시광 등의 경화성 아크릴 수지로 형성될 수 있다. 보호 코팅층(184)을 통한 수분의 침투를 억제하기 위해, 하나 이상의 흡습(Getter)재료가 보호 코팅층(184)에 혼합될 수도 있다.
도 2A 내지 2C에서 지지층(140A)과 지지층(140B)는 멘드릴(Mandrel) 이고, 지지층(140C)는 폼테입(Foam Tape) 일 수 있다.
플렉서블 기판(110)의 두께는 약 20μm 내지 약 40μm의 두께를 가질 수 있으며, 지지플레이트(120A, 120B)의 두께는 각각 약 100μm 내지 약 150μm의 두께를 가질 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 지지층(140A, 140B, 140C)의 두께는 각각 약 150μm 내지 약 300μm의 두께를 가질 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.
접착층의 두께는 각각 약 20μm 내지 약 100μm의 두께를 가질 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.
이런 두께 범위의 차이는 표시장치(100)가 포함된 해당 전자기기의 종류, 크기, 용도, 등에 따라 적합하게 적용될 수 있다.
도 2A 내지 2C에서는 인쇄 회로 기판(188)이 도시되어 있다.
벤딩영역(102)을 향한 지지플레이트(120A, 120B)의 모서리에는 테두리(Flange) 구조가 마련될 수도 있다. 일 예로, 지지플레이트(120A, 120B)가 뾰족한 모서리를 갖도록, 테두리는 사출 또는 절삭 또는 패터닝(Patterning)으로 만들어질 수 있다. 다른 예로, 테두리는 적어도 둘 이상의 지지플레이트를 모서리가 서로 빗겨나도록 쌓아서 마련될 수 있다.
도 3은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
플렉서블 기판(110)은 제1 영역과 제1 영역의 일 측으로부터 연장된 벤딩 영역(B/A) 및 벤딩영역의 일 측으로부터 연장된 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 표시영역(A/A)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있고, 제2 영역은 벤딩영역을 기준으로 제1 영역의 반대에 위치하는 비표시영역(I/A)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)의 특정 부분에서의 강도 및/또는 견고성을 증가시키기 위해, 하나 이상의 지지플레이트(120A, 120B)가 플렉서블 기판(110)의 하부, 즉 후면에 제공될 수 있다. 제1 지지플레이트(120A)는 표시영역(101)의 일 면에 구성되고, 제2 지지플레이트(120B)는 비표시영역(103)의 일 면에 제공될 수 있다. 지지플레이트(120A, 120B)는 더 큰 유연성이 필요한 벤딩영역에는 제공되지 않을 수 있다. 플렉서블 기판(110)이 지지플레이트(120A, 120B) 보다 더 큰 탄성을 갖는 경우에, 지지플레이트(120A, 120B)는 플렉서블 기판(110)에서의 갈라짐 또는 다른 파손의 발생을 억제할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에는 제1 지지플레이트(120A)가 접착되고, 비표시영역(103)에는 제2 지지플레이트(120B)가 접착된다. 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에 접착된 제1 지지플레이트(120A)와 비표시영역(103)에 접착된 제2 지지플레이트(120B) 사이에는 지지층(140A, 140B)이 추가로 구성되고, 지지층(140A,140B)의 일부분은 벤딩영역(102)까지 연장되어 접착된다.
플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)상에는 유기발광층(154)이 구성되고, 유기발광층(154)상에는 봉지층(150)이 구성되고, 봉지층(150)상에는 편광층(160)이 구성되고, 편광층(160)상에는 커버층(180)이 구성되어 있다.
여기서 지지플레이트는 제1 지지플레이트(120A)와 제2 지지플레이트(120B)를 포함하여 이루어진다. 제1 지지플레이트(120A)는 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(110)을 지지하는 역할을 하고, 제2 지지플레이트(120B)는 플렉서블 기판(110)의 비표시영역의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(110)을 지지하는 역할을 한다.
따라서 지지층(140D)은 몸통 부분(142AD)과 몸통 부분(142D)에서 연장된 둥근 끝 부분(144D)을 포함한다. 지지층(140D)의 몸통 부분(142D)의 일 면은 플렉서블 기판(110)의 표시영역(101)에 접착된 제1 지지플레이트(120A)에 접착되고, 타 면은 비표시영역(103)에 접착된 제2 지지플레이트(120B)에 접착된다. 또한 지지층(140D)의 끝 부분(144D)의 일 면은 플레서블 기판(110)의 벤딩영역(102)에 접착된다.
이와 같이 지지층(140D)을 추가로 구성함으로써, 표시영역(101)의 제1 지지플레이트(120A)와 비표시영역(103)의 제2 지지플레이트(120B)을 지지하고, 벤딩역역(103)을 지지할 수 있다. 또한 플렉서블 기판(110)이 외부 충격등에 의해 파손 또는 변형되는 것을 최소화 할 수 있다. 또한 플렉서블 기판(110)의 갈라짐 또는 벤딩영역(102)에 구성된 배선의 단선을 최소화할 수 있다. 또한 플렉서블 기판(110)을 지지하고 벤딩 모양을 유지하게 된다.
여기서, 지지층(140D)은 도 2A 및 2C의 맨드릴(mandrel) 또는 폼테임(foam tape) 형태로 대체 사용도 가능하다.
벤딩영역(102)은, 벤딩축에 대한 벤딩각 θ 및 벤딩 반지름 R을 갖고 표시영역(101)으로부터 바깥쪽으로 구부러질 수 있다.
제조 과정에서 플렉서블 표시장치(100)의 몇몇 부분들은 외부광에 노출될 수 있다. 부품들을 제조하는데 쓰이는 물질 또는 부품들 그 자체는, 플렉서블 표시장치(100) 제조 중의 광 노출에 의해 원치 않는 상태 변화(예: TFT에서의 임계 전압 천이 등)를 겪는다. 플렉서블 표시장치(100)의 몇몇 부분은, 다른 부분에 비하여 외부 광에 과도하게 노출된다. 그리고 이는 표시 불균일(예: Mura, Shadow Defects 등)을 야기할 수 있다. 이러한 문제를 최소화하기 위해, 플렉서블 기판(110) 및/또는 지지플레이트는, 외부 광의 양을 줄일 수 있는 물질을 하나 이상 포함할 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)의 플렉서블 기판(110) 상에 LTPS(Low Temperature Poly Silicon) 반도체 층을 활성층(Active Layer)으로서 사용한 TFT가 함께 구현된다. 일 예에서, 플렉서블 기판(110) 상의 픽셀 회로 및 구동 회로(예: GIP)들은 NMOS LTPS TFT로 구현될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판(110) 상의 구동 회로(예: GIP)는, 게이트 라인 상의 스캔 신호를 제어하기 위한 배선 수를 줄이기 위해, 하나 이상의 CMOS 회로를 포함할 수 있다.
그리고 몇몇 실시예에서 플렉서블 표시장치(100)는, 비표시영역 및/또는 표시영역 내의 픽셀 회로에 구동 회로들을 구현하기 위해, 여러 종류의 TFT를 채용할 수 있다. 즉, 플렉서블 표시장치(100)의 플렉서블 기판(110) 상에, 산화물(Oxide) 반도체 TFT 및 LTPS TFT의 조합이 사용될 수 있다. LTPS TFT는 일반적으로 작은 프로파일(Profile)에서도 우수한 캐리어(Carrier) 이동도(Mobility)를 나타내어, 집적된 구동 회로를 구현하는데 적합하다. 우수한 캐리어 이동도는 LTPS TFT를 빠른 동작 속도를 요하는 부품에 이상적으로 만든다. 언급된 장점에도 불구하고, 다결정 실리콘 반도체 층의 그레인 경계(Grain Boundary) 때문에 초기 임계 전압(Initial Threshold Voltage)이 LTPS TFT들 간에 다를 수 있다.
산화물 TFT는 IGZO(Indium-Gallium-Znc-Oxide) 반도체 층(이하에서는 산화물 TFT로 지칭)과 같은 산화물(Oxide) 기반의 반도체 층을 채용한 TFT로, LTPS TFT 와 많은 측면에서 다르다. LTPS TFT에 비하여 낮은 이동도에도 불구하고, 산화물 TFT는 일반적으로 전력 효율에서 LTPS TFT보다 더 유리하다. 오프상태에서 산화물 TFT의 낮은 누설 전류(Leakage Current)는 액티브 상태를 더 오래 지속시킨다. 이는 픽셀을 구동하기 위해 높은 프레임 레이트(Frame Rate)가 필요하지 않을 때, 감소된 프레임 레이트에서 픽셀을 구동하는 데에 중요한 장점이 될 수 있다.
도 3에서 유기발광소자(Organic Light Emitting Display Device: OLED)층(154)은 플렉서블 기판(110)상에 배치된다. 유기발광소자층(154)은 다수 개의 유기발광소자를 포함한다. 유기발광소자는, 플렉서블 기판(110) 상에 구현된 픽셀 회로 및 구동 회로, 플렉서블 기판(110) 상의 연결 인터페이스와 연결된 외부의 다른 구동회로에 의해 제어된다. 유기발광소자층(154)은 특정 색상(예: Red, Green, Blue)의 광을 방출하는 유기발광물질층을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 유기발광물질층은 백색 광(본질적으로는 여러 색상의 광의 조합)을 방출할 수 있는 적층 구조를 가질 수 있다.
봉지층(150)은 유기발광소자(154)층을 공기와 습기로부터 보호하기 위해 제공된다. 봉지층(150)은 공기와 습기의 침투를 감소시키기 위한 여러 물질 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 봉지층(150)은 박형 필름 형상(예: 배리어 필름)으로 마련될 수 있다.
플렉서블 표시장치(100)는 표시 특성(예: 외부 광 반사, 색 정확도, 휘도 등)을 제어하기 위해 편광층(160)을 포함할 수 있다. 또한, 편광층(160)상에 커버층(180)이 플렉서블 표시장치(100)를 보호하기 위해 사용될 수 있다.
커버층(180)의 일 면 및/또는 편광층(160)의 적어도 한 면의 내부에, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 전극이 형성될 수 있다. 필요하다면, 터치 감지 전극 및/또는 터치 입력 감지와 연관된 다른 부품이 구성된 독립된 층(이하에서는 터치센서(Touch Sensor)층(170)으로 지칭)이 플렉서블 표시장치(100) 내에 제공 될 수 있다.
터치 감지 전극(예: 터치 구동/감지 전극)은 인듐 주석 산화물,그래핀(Graphene)과 같은 탄소 기반 물질, 탄소 나노튜브(carbon nanotubes), 전도성 고분자, 다양한 전도성/비전도성 물질의 혼합물로 만들어진 하이브리드 물질 등의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한 금속 메쉬(Metal Mesh), 예컨대, 알루미늄 메쉬, 은메쉬 등이 터치 감지 전극으로 사용될 수 있다.
터치센서층(170)은 하나 이상의 변형 유전체 물질을 포함할 수 있다. 하나 이상의 전극은 터치센서층(170)과 인터페이스 되거나 터치센서층(170) 부근에 위치할 수 있고, 전극 상의 전기적 변화를 측정하는 신호를 읽을 수 있다. 측정은 분석되어 플렉서블 표시장치(100)에 입력된 압력의 양이 여러 레벨로 평가된다.
몇몇 실시예에서, 터치 감지 전극은 사용자 입력의 위치를 확인하고, 사용자 입력의 압력을 평가하는 데에 활용될 수 있다. 터치 입력 위치 확인과 터치 압력 측정은, 터치센서층(170)의 일 면에 있는 터치 감지 전극의 커패시턴스 변화를 측정함으로써 수행될 수 있다. 터치 감지 전극 및/또는 다른 전극은 터치 입력에 의한 플렉서블 표시장치(100) 상의 압력을 나타내는 신호를 측정하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 신호는 터치 신호와 동시에 또는 다른 타이밍에 터치 감지 전극으로부터 획득된다.
터치센서층(170)에 포함된 변형 물질은 전기 활성화 물질일 수 있고, 물질의 진폭 및/또는 진동수는 전기 신호 및/또는 전기장에 의해 제어된다 이러한 변형 물질은 피에조 세라믹(Piezo Ceramic), 전기 활성화 고분자(Electro-Active-Polymer) 등을 포함한다. 따라서, 터치 감지 전극 및/또는 별도의 전극은 변형 물질을 활성화하여 플렉서블 표시장치(100)를 원하는 방향으로 구부리도록 할 수 있다. 추가적으로, 전기 활성화 물질은 활성화되어 원하는 진동수로 진동하여, 플렉서블 표시장치(100) 상에서 촉각(Tactile) 및/ 또는 감촉(Texture) 피드백을 제공한다. 플렉서블 표시장치(100)는 다수의 전기 활성화 물질을 채용하여 플렉서블 표시장치(100)의 구부러짐이나 진동이 동시에 또는 다른 타이밍에 제공되도록 할 수 있다.
다양한 다른 구성 요소들, 예를 들어 편광층(160), 터치센서층(170) 등이 벤딩영역에 존재하지 않을 수 있다.
도 4, 도 5A 및 도 5B는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 도시하는 도면이다.
플렉서블 기판(110)은 제1 영역과 제1 영역의 일 측으로부터 연장된 벤딩 영역(B/A) 및 벤딩영역의 일 측으로부터 연장된 제2 영역을 포함한다. 제1 영역은 표시영역(201)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있고, 제2 영역은 벤딩영역(202)을 기준으로 제1 영역의 반대에 위치하는 비표시영역(203)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플렉서블 표시장치(200)의 플렉서블 기판(210)을 지지하기 위하여 둥근 모양의 지지부를 가지는 지지플레이트(220A, 220B)를 제공한다.
플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)의 일 면에는 제1 지지플레이트(220A)가 접착되고, 비표시영역(203)의 일 면에는 제2 지지플레이트(220B)가 접착된다. 플렉서블 기판(210)의 벤딩영역(202)의 일 면에는 제1 지지플레이트(220A)에서 연장된 둥근 모양의 지지부가 접착된다. 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)상에는 봉지층(250)이 구성되고, 봉지층(250)상에는 커버층(280)이 구성된다.
또한 제1 지지플레이트(220A)에서 연장된 지지부는 둥근 모양의 힌지(Hinge)(222) 구조를 가지도록 구성된다. 둥근 모양의 힌지(222) 구조를 가지는 이유는 플렉서블 기판(210)을 벤딩할시에 힌지(226)의 둥근면을 따라서 플렉서블 기판(210)이 벤딩되도록 하기 위함이다. 여기서 힌지(222)의 구조는 플렉서블 기판(210)이 힌지(222)의 면을 따라서 벤딩 될 수 있을 정도로 둥근 또는 타원 등의 면을 제공할 수 있으면 된다. 또한 힌지(222)의 개수는 도면상 하나를 도시하였으나, 두 개 이상이 될 수도 있다.
여기서, 힌지(224, 226)의 형상, 길이, 반지름, 개 수, 배열 위치, 맞물리는 부분, 등의 특징들은 플렉서블 기판(210)의 특성 및 표시장치(220)의 크기, 용도, 등에 따라 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어, 표시장치(220)가 반복적으로 열었다 닫을 수 있는 폴더블(Foldable) 형태라면 여기에 적합한 형상, 길이, 반지름, 개 수, 배열 위치, 맞물리는 부분, 등의 특징들을 가져야 하며, 최종 제품에서 표시장치(220)가 접힌 상태(Folded state)를 유지한다면 여기에 적합한 형상, 길이, 반지름, 개 수, 배열 위치, 맞물리는 부분, 등의 특징들을 가져야 한다. 보다 구체적으로, 최종 제품이 폴더블(Foldable) 형태로 표시장치(220)의 표시영역에서 접힘이 이루어지고 자주 열었다 닫아야 하기 때문에 이런 동작을 견고하게 지지하기 위하여 힌지(224, 226)의 개 수가 접힌 상태(Folded state)를 유지하는 경우 보다 더 많이 필요할 수도 있다.
커버층(280)과 봉지층(250)을 가지는 플렉서블 기판(210)과 플렉서블 기판(210)의 제1 영역에 적어도 하나의 힌지를 가지는 제1 지지플레이트(220A)가 접착되고, 제2 영역에는 적어도 하나의 힌지를 가지는 제2 지지플레이트(220B)가 접착되며, 제1 지지플레이트의 일 면과 제2 지지플레이트의 일 면은 직접 접착되어 구성되는 플렉서블 표시장치를 제공한다. 여기서 제1 영역은 표시영역(201)이고 제2 영역은 비표시영역(203)이다. 하지만, 여기에 한정되지 않고 제 2 영역도 표시영역의 연장된 부분으로 구현할 수도 있다. 이럴 경우, 커버층(280)과 봉지층(250)은 플렉서블 기판(210)과 유사한 가요성(flexibility)을 가지도록 변형시킬 수도 있다.
플렉서블 기판(210) 및 지지플레이트(220A, 220B)는 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레플레이트, 기타 적합한 폴리머의 조합으로 구성된 박형 플라스틱 필름으로 만들어질 수 있다. 플렉서블 기판(210) 및 지지플레이트(220A, 220B)의 형성에 사용될 수 있는 다른 적합한 물질은 박형 유리, 유전체로 차폐된 금속 호일(metal foil), 다층 폴리머, 나노 파티클 또는 마이크로 파티클과 조합된 고분자 물질이 포함된 고분자 필름 등일 수 있다.
지지플레이트(220A, 220B)는 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레플레이트, 또는 기타 적합한 폴리머의 조합으로 구성된 박형 플라스틱 필름으로 만들어질 수 있다. 지지플레이트(220A, 220B)의 형성에 사용될 수 있는 다른 적합한 물질은 박형 유리, 유전체로 차폐된 금속 호일(metal foil), 다층 폴리머, 나노 파티클 또는 마이크로 파티클과 조합된 고분자 물질이 포함된 고분자 필름 등일 수 있다.
플렉서블 표시장치(200)의 여러 부분에 제공되는 지지플레이트(220A, 220B)가 모두 동일한 물질일 필요는 없다.
플렉서블 기판(210)의 두께는 약 5μm에서 약 60μm의 두께를 가질 수 있다, 플렉서블 기판(210)은 약 5μm에서 약 30μm의 범위나, 약 5μm에서 약 16μm의 범위나, 약 30μm에서 약 40μm의 범위의 두께를 가질 수 있다.
지지플레이트(220A, 220B)의 두께는 약 100μm에서 약 135μm, 약 50μm에서 약 150μm, 약 75μm에서 200μm, 150μm 이하, 또는 100μm 이상의 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 약 20μm에서 약 60μm 사이의 두께를 갖는 폴리이미드 층이 플렉서블 기판(210)으로 사용되고, 약 100μm에서 약 150μm 사이의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층이 지지플레이트(220A, 220B)로 사용된다.
다른 실시예에서 플렉서블 기판(210)은 약 6μm에서 45μm 사이의 두께를 가지는 폴리이미드층으로 구성되며, 제1 지지플레이트(220A) 와 제2 지지플레이트(220B)는 각각 30μm에서 150μm 사이의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층으로 구성되어 있다.
벤딩영역(202)의 벤딩 반지름(Radius)은 약 0.1 mm에서 약 10 mm 사이일 수 있고, 약 0.1 mm에서 약 5 mm 사이 또는, 약 0.1 mm에서 약 2 mm 사이, 또는 약 0.1 mm에서 약 0.5mm 사이일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 벤딩영역(202)의 벤딩 반지름(Radius)은 0.5 mm 보다 작을 수 있다.
제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)는 일 면에 접착성분을 가지고 플렉서블 기판(210)과 접착될 수도 있고, 제1 지지플레이트(220A) 와 제2 지지플레이트(220B)는 일 면에 접착층을 별도로 구성할 수도 있다.. 이때 접착층의 두께는 10μm에서 40μm 사이의 범위로 구성할 수 있고, 본 실시예에서는 15μm에서 30μm 사이로 구성 할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 지지플레이트(220A,220B)가 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)를 포함하여 이루어진다. 제1 지지플레이트(220A)는 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지하는 역할을 하고, 제2 지지플레이트(220B)는 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)가 플렉서블 기판(210) 사이에서 서로 접착되어, 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A,210B)와 힌지(222)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 플렉서블 기판(210)의 벤딩 두께를 더 얇게 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(222)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 벤딩 두께가 얇아지고, 벤딩 반지름(Radius)을 더욱 작게 구성할 수가 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(222)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 제품 재료비를 절감하고 제조 원가를 낮출 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(222)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(222)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩이 용이하다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(222)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩 공정이 공정이 간단하게 된다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판의 벤딩영역 내의 공간이 지지플레이트(210A,210B)와 힌지(222)에 의하여 채워지게 되어 외부 충격으로부터 플렉서블 기판의 파손이나 찌그러짐, 배선의 단선을 최소화 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(222)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 하여 생상성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4 내지 도 8 실시예들의 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)는 멘드릴이나 폼테입이 추가적으로 있는 실시예에 비하여 그 재질, 두께, 등의 특성이 다를 수도 있다. 도 4 내지 도 8 실시예들은 기존의 멘드릴 또는 폼테입을 단순히 제거하여 쉽게 구현한 것이 아니다. 예를 들어, 플렉서블 기판(210)을 지지하거나 벤딩을 용이하게 해주도록 지지플레이트(220A, 220B)의 끝 단에 힌지(222)와 같은 구조물을 형성하기 위하여 사출성형(injection molding) 등의 방식이 사용될 수 있으며, 이런 사출성형 작업이 용이하도록 지지플레이트(220A, 220B)의 재질, 두께, 등의 특성이 적합해야 한다. 사출성형 이외에 가열성형(thermoforming), 회전성형(rotational molding)과 같은 여러 종류의 플라스틱 성형(plastic molding) 방식이 사용될 수도 있고 최근에 지속적으로 발전하는 3차원 프린팅(3-D printing) 등의 기술을 이용할 수도 있다.
도 5A와 도 5B는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩전 펼쳐진 구조를 나타낸 도면이다. 특히, 도 5A는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 사시도이고, 도 5B는 도 5A의 A-A'의 단면도이다.
도 5A에 도시된 바와 같이, 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판(210)이 제1 영역의 일 면에는 일 측면에 적어도 하나의 제1 힌지(224)를 가지는 제1 지지플레이트(220A)가 접착되고, 플렉서블 기판(210)의 제2 영역의 일 면에는 일 측면에 적어도 두 개 이상의 제2 힌지(226)를 가지는 제2 플레이트(220B)가 접착되어 있다. 제1 지지플레이트(210A)에 구성된 제1 힌지(224)가 제1 지지플레이트(210)의 측면 중앙에 제2 힌지(226) 보다 크게 구성되어 벤딩시 플렉서블 기판(210)으로부터 받는 벤딩 힘을 흡수하고 안정적으로 벤딩하는 것이 가능하다. 이러한 힌지 구조(224+226)는 벤딩해야 할 플렉서블 기판(210)의 면적이 클수록 요구될 수도 있다.
여기서 제1 영역은 표시영역(201)이고 제 2영역은 비표시영역(203)이다.
벤딩 공정에 의하여, 제1 지지플레이트(220A) 일 면은 제2 지지플레이트(220B) 일 면과 직접 접착되고, 제1 지지플레이트(220A) 일 측면 중앙에 구성된 제1 힌지(224)와 제2 지지플레이트(220B) 일 측면의 양측에 구성된 제2 힌지(226)가 서로 교차하여 벤딩되어, 일체형 구조를 가지게 된다.
플렉서블 기판(210)은 유기발광소자가 구성된 표시영역(201), 다수의 배선을 가지면서 벤딩되는 벤딩영역(202), 그리고 표시영역(201)과 벤딩영영(202)을 사이에 두고 구성되는 비표시영역(203)으로 정의된다.
플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)의 일 면에는 접착층과 커버층(280)이 구성될 수 있다.
도 5B에 도시된 바와 같이, 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판(210)이 표시영역(201)과 비표시영역(203), 벤딩영역(202)를 가지면서, 표시영역(201)의 일 면에 커버층(280)과 봉지층(250)을 구성하고, 표시영역(201)의 타 면에는 일 측면에 둥근 모양의 제1 힌지(224)를 가지는 제1 지지플레이트(220A)를 구성하며, 비표시영역(203)의 타 면에는 일 측면에 둥근 모양의 다수의 제2 힌지(226)를 가지는 제2 지지플레이트(220B)를 구성되어 있다.
도 4, 도 5A 및 도 5B에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201) 일 면에는 다수의 유기발광소자가 있고, 표시영역(201)의 타 면에는 일 측면에 제1 힌지(224)를 가지는 제1 지지플레이트(220A)가 구성되고, 비표시영역(203)의 타 면에는 일 측면에 제2 힌지(226)를 가지는 제2 지지플레이트(220B)가 각각 구성된다.
표시영역(201)의 타 면에 구성된 제1 지지플레이트(220A)의 일 면과 비표시영역(203)의 타 면에 구성된 제2 지지플레이트(220B)의 일 면이 벤딩되어 직접 접착되고, 제1 지지플레이트(220A)의 일 측면에 구성된 제1 힌지(224)와 제2 지지플레이트(220B)의 일 측면에 구성된 다수의 제2 힌지(226)는 서로 교차하여 벤딩되고 일체형 지지플레이트를 가지게 된다.
이로써 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)은 제1 지지플레이트(220A)에 의하여 지지되고, 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203)은 제2 지지플레이트(220B)에 의하여 지지되며, 플렉서블 기판(210)의 벤딩영역(202)은 제1 지지플레이트(220A)의 제1 힌지(224)와 제2 기지플레이트(220B)의 제2 힌지(226)에 의하여 지지되게 된다.
도 5B에서 제1 지지플레이트(220A)의 일 측면에 구성된 제1 힌지(224)의 개수는 하나에 한정하지 않고 적어도 한 개 이상으로 구성할 수도 있고, 또한 제2 지지플레이트(220B)의 일 측면에 구성된 제2 힌지(226)의 개수는 두 개에 한정하지 않고 적어도 한 개 이상으로 구성할 수도 있다. 이는 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)가 서로 교차하여 벤딩 될 수 있으면 된다.
한편, 제1 지지플레이트(220A)에 형성된 힌지 부분과 대응하고 이를 수용하는 또는 구조를 가지는 제2 지지플레이트(220B)의 형상도 특이하다는 것을 알 수 있다. 제1, 2 지지플레이트(220A, 220B)들이 서로 맞물리는 부위들의 형상, 수치, 등의 구체적인 특성은 벤딩영역(202)의 벤딩 반지름(Radius), 등 표시장치(200)가 포함된 해당 전자기기의 종류, 크기, 용도, 등에 따라 적합하게 적용될 수 있다.
지지플레이트(220A, 220B)의 힌지(224, 226)의 모양은 둥근 모양으로 한정하는 것은 아니고 타원, 원형, 다각형 등 원하는 벤딩 곡률을 가지도록 구성할 수 있으면 충분하다. 플렉서블 기판(210)의 벤딩 목적, 형태, 방식, 등에 따라 힌지(224, 226)의 모양을 다양하게 변형할 수도 있다.
접착층은 감압 접착제(Pressure-Sensitive Adhesive), 거품형 접착제(Foam-Type adhesive), 액상 접착제(Liquid Adhesive), 광 경화 접착제(Light Curd Adhesive) 또는 다른 적합한 접착 물질을 더 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(210)의 봉지층(250)상에 편광층, 터치센서층, 접착층, 커버층이 차례로 포함될 수 있다. 또한 플렉서블 기판(210)의 봉지층(250) 상에 터치센서층, 편광층, 접착층, 커버층이 차례로 포함될 수도 있다.
또 다른 실시예에는 플렉서블 기판(210) 의 벤딩영역(202)에 형성된 배선을 보호하기 위하여 보호 코팅층이 더 포함 될 수 있다.
다수의 배선이 형성된 플렉서블 기판(210)의 무기 절연층들이 제조 공정중 플렉서블 표시장치(200)의 벤딩영역에서 식각될 수 있기 때문에, 벤딩영역의 배선들은 수분 및 다른 이물질에 취약할 수 있다. 특히, 플렉서블 표시장치(200)의 제조과정에서 부품들을 테스트하기 위한 다양한 패드들 및 배선들이 모따기(Chamfering)될 수도 있고, 이는 플렉서블 표시장치(200)의 파여진 모서리로 연장된 배선을 남길 수 있다. 이러한 배선들은 수분에 의해 쉽게 부식될 수 있고, 부식은 근방의 도선들로 확장될 수 있다. 따라서, “마이크로 코팅층”으로 지칭되는, 보호 코팅층이 벤딩영역의 도선 및/또는 배선 구조 위에 마련될 수 있다. 보호 코팅층은, 벤딩영역에서 플렉서블 표시장치(200)의 중립면을 조정하도록 결정된 두께로 벤딩영역 위에 코팅될 수 있다. 보다 구체적으로, 벤딩영역에서 보호 코팅층으로 부가된 두께는, 도선 및/또는 배선 구조의 평면을 중립면에 더 가깝게 이동시킬 수 있다. 플렉서블 표시장치(200)는 비표시영역(203)에 연결된 인쇄 회로 기판을 더 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판에는 구동회로 칩(Driver IC chip)이 실장 될 수 있다.
도 5A 및 도 5B와 같이 본 명세서의 플렉서블 표시장치를 구현함으로써, 본 명세서의 일 실시예에 따른 도 2A 내지 도 2C의 플렉서블 표시장치의 벤딩 구성과 대비하여 다음과 같이 더 나은 효과가 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 지지플레이트(220A, 220B)가 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)를 포함하여 이루어진다. 제1 지지플레이트(220A)는 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지하는 역할을 하고, 제2 지지플레이트(220B)는 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)가 플렉서블 기판(210) 사이에서 서로 접착되어, 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 플렉서블 기판(210)의 벤딩 두께를 더 얇게 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224,226)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 벤딩 두께가 얇아지고, 벤딩 반지름(Radius)을 더욱 작게 구성할 수가 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 없이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224,226)로 플렉서블 기판(210)을 지지 함으로써, 제품 재료비를 절감하고 제조 원가를 낮출 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩이 용이하다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩 공정이 공정이 간단하게 된다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 제1 지지플레이트(210A)의 일 측면에 구성된 힌지(224)와 제2 지지플레이트(210B)의 일 측면에 구성된 힌지(226)가 서로 교차하여 벤딩 됨으로써, 벤딩 지지력을 더 향상 시킬 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판의 벤딩영역 내의 공간이 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224, 226)에 의하여 채워지게 되어 외부 충격으로부터 플렉서블 기판의 파손이나 찌그러짐, 배선의 단선을 최소화 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 힌지와 제2 지지플레이트(220B)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 다수의 힌지가 서로 교차하여 구성되어 벤딩시 플렉서블 기판(210)의 벤딩영역(202)이 힌지의 둥근 면을 따라서 자연스럽게 감싸진 구조로 벤딩 되기 때문에 벤딩시 어긋남, 즉 미스얼라인(Misalign)을 최소화 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지플레이트(220A)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 힌지와 제2 지지플레이트(220B)의 일 측면에 구성된 둥근 모양의 다수의 힌지가 서로 교차하여 구성되어 벤딩시 플렉서블 기판(210)의 벤딩영역(202)이 힌지의 둥근 면을 따라서 자연스럽게 감싸진 구조로 벤딩 되기 때문에 안정적으로 플렉서블 기판의 벤딩이 용이하다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트(210A, 210B)와 힌지(224,226)로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 하여 생상성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판(210)의 제1 영역에 일 측면에 두 개의 제1 힌지(224)를 가지는 제1 지지플레이트(220A)가 접착되고, 플렉서블 기판(210)의 제2 영역에 일 측면에 세 개의 제2 힌지(226)를 가지는 제2 플레이트(220B)가 접착되어 있다.
플렉서블 기판(210)의 표시영역(201) 타 면에 제1 지지플레이트(220A) 일 측면에 있는 두 개의 힌지(224)와, 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203) 타 면에 접착된 제2 지지플레이트(220B) 일 측면에 있는 세 개의 힌지(226)가 서로 엇갈리게 구성되어 있다.
벤딩 공정에 의하여, 제1 지지플레이트(220A) 일 면은 제2 지지플레이트(220B) 일 면과 직접 접착되고, 제1 지지플레이트(220A) 일 측면에 구성된 힌지(224)와 제2 지지플레이트(220B) 일 측면에 구성된 힌지(226)가 서로 교차하여 직접 벤딩되어, 일체형 구조를 가지게 된다.
제1 지지플레이트(220A)의 제1 힌지(224)의 길이와 제2 플레이트(220B)의 제2 힌지(226)의 길이는 같게 구성할 수도 있고, 다르게 구성할 수도 있다.
제1 지지플레이트(220A)의 다수의 제1 힌지(224)와 제2 지지플레이트(220B)의 다수의 제2 힌지(226)가 서로 교차하여 결합됨으로써 힌지의 결합력 역시 증가하게 된다.
또한 제1 지지플레이트의 다수의 제1 힌지(224)와 제2 지지플레이트의 다수의 제2 힌지(226)가 서로 교차하여 벤딩 됨으로써 맞물리는 수가 많아지고 정렬, 즉 얼라인(Align)을 더 정확하게 할 수 있다. 지지플레이트(220A, 220B)의 힌지 개수가 많을수록 보다 강력한 벤딩 결합력을 제공 할 수 있다.
다양하게 지지플레이트(220A, 220B)에 구성된 힌지(224, 226)의 실시예를 설명하였지만, 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201) 타 면에 접착된 제1 지지플레이트(220A) 일 측면에 구성된 힌지의 개 수와 기판의 비표시영역(203) 타 면에 접착된 제2 지지플레이트(220B) 일 측면에 구성된 힌지의 개 수를 한정하는 것이 아니며 지지플레이트(220A, 220B) 제작 방법에 따라서 다양하게 구성하는 것이 가능하다.
플렉서블 기판(210)과 지지플레이트(220A, 220B)의 크기, 재질, 벤딩 두께, 설계 사양 등에 따라서 다르게 구성 할 수 있다. 또한 제1 지지플레이트(220A) 일 측면 또는 제2 지지플레이트(220B) 일 측면 중 하나의 측면에만 힌지를 가질 수도 있다.
이와 같이 힌지의 개 수를 다양하게 구성함으로써, 제1 지지플레이트(220A)에 구성된 다수의 제1 힌지(224)는 제1 지지플레이트(220A)와의 결합력이 더 강하게 구성되고, 제2 지지플레이트(220B)에 구성된 다수의 제2 힌지(226)는 제2 지지플레이트(220B)와의 결합력이 더 강하게 구성될 수 있다.
도 7A와 도 7B는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면이다. 특히 도 7A는 플렉서블 표시장치의 지지플레이트가 오목부와 볼록부를 가지면서 펼쳐진 도면이고, 도 7B는 도 7A의 B-B' 단면도 이다.
도 7A에서는 플렉서블 기판(210)의 제1 영역에 접착되고 일 측면 중앙에 하나의 제1 힌지(224)를 가지는 제1 지지플레이트(220A)와 플렉서블 기판(210)의 제2 영역에 접착되고 일 측면 양측에 두 개의 제2 힌지(226)를 가지는 제2 플레이트(220B)를 구성하는 사시도 이다.
제1 지지플레이트(220A)에 구성된 제1 힌지(224)의 길이는 제2 플레이트(220B)에 구성된 제2 힌지(226)의 길이보다 작게 구성 할 수 있다.
또한 제1 지지플레이트(220A)의 제1 힌지(224)의 길이가 제2 플레이트(220B)의 제2 힌지(226)의 길이보다 크게 구성 할 수도 있다.
제1 지지플레이트(220A)의 일 면에는 다수의 오목부(232)를 구성하고, 제2 지지플레이트(220B)의 일 면에는 다수의 볼록부(234)를 구성하여, 플렉서블 기판(210)을 벤딩시에 플렉서블 기판(210)의 표시영역(21)에 접착된 제1 지지플레이트(210A)와 비표시영역(203)에 접착된 제2 지지플레이트(210B) 간의 접착면적을 늘려 접착력을 증대 시킬 수 있다.
도 7B는 본 명세서의 제1 지지플레이트(220A)의 일 면에 다수의 오목부(232)를 구성하고, 제2 지지플레이트(220B)의 일 면에 다수의 볼록부(234)를 나타낸 단면도 이다.
도 7B에 나타낸 바와 같이, 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201) 타 면에 접착된 제1 지지플레이트(220A) 일 면과 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203) 타 면에 접착된 제2 지지플레이트(220B) 일 면에는 각각 다수의 오목부(232)와 다수의 볼록부(234)를 구성할 수 있다.
이는 벤딩시, 제1 지지플레이트(220A) 일 면에 구성된 오목부(232) 와 제2 지지플레이트(220B)의 일 면에 구성된 볼록부(234)를 서로 대응하여 접착되게 함으로서 제1 지지플레이트(220A) 와 제2 지지플레이트(220B) 간의 접착면적을 늘려 접착력을 증대 시킬 수 있다.
또한, 제1 지지플레이트(220A) 일 면에 볼록부(234)를 구성하고, 제2 지지플레이트(220B)의 일 면에 오목부(232)를 구성하여 서로 대응하여 접착되게 할 수도 있다.
또한, 제1 지지플레이트(220A) 일 면에 오목부 와 볼록부를 구성하고 제2 지지플레이트(220B) 일 면에 오목부 와 볼록부를 동시에 구성하여 서로 대응하여 접착되게 할 수도 있다.
지지플레이트는 일체형이며, 힌지(224, 226)는 패턴(Pattern) 개구부들을 포함 할 수 있다.
도 8은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩구조를 나타낸 단면도이다.
제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)의 벤딩시 접착력을 증대시키기 위하여 접착제(320)를 더 포함하는 것을 나타낸 도면이다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 지지플레이트(220A, 220B)가 제1 지지플레이트(220A)와 제2 지지플레이트(220B)를 포함하여 이루어진다. 제1 지지플레이트(220A)는 플렉서블 기판(210)의 표시영역(201)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지하는 역할을 하고, 제2 지지플레이트(220B)는 플렉서블 기판(210)의 비표시영역(203)의 일 면에 접착되어 플렉서블 기판(210)을 지지 할 수 있다.
제1 지지플레이트(220A) 일 면과 접착된 제2 지지플레이트(220B) 일 면이 들뜨는(delamination) 스프링 백(spring back)을 방지하기 위하여 추가로 접착제를 구성한다. 접착제는 레진 (resin)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 7 내지 8의 구조는 표시장치(220)가 반복적으로 열었다 닫을 수 있는 폴더블(foldable) 형태 보다는 최종 제품에서 표시장치(220)가 접힌 상태(folded state)가 유지되는 제품에 적용 가능성이 더 크다고 볼 수 있다.
도 9는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 배선구조를 나타낸 도면이다.
본 명세서의 플렉서블 기판(210)에 구성된 다수의 배선(218A, 218B)을 나타내는 도면이다. 플렉서블 기판(210)이 벤딩시 외부 충격으로부터 파손되거나 찌그러져서 플렉서블 기판(210)에 구성된 배선이 단선되는 것을 방기하기 위하여 배선(218A, 218B)의 모양을 지그재그로 모양으로 구성한다. 제1 배선(218A)과 제2 배선(218B)이 서로 지그재그로 구성되어, 제1 배선(218A)의 일부 구간에서 단선이 되더라도 제2 배선 (218B)에 의하여 전기적인 신호는 그대로 전달 될 수 있다.
도 10은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩단계를 도시하는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 도 10을 참고하여 본 명세서의 다양한 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 벤딩단계를 설명하기로 한다.
우선 도 10에 도시된 바와 같이, 표시영역, 비표시영역과 벤딩영역을 가지는 플렉서블 기판을 준비한다(10). 다음으로, 플렉서블 기판의 표시영역상에 편광필름을 접착한다(20).
다음으로, 플렉서블 기판의 표시영역에는 제1 지지부를 가지는 제1 플레이트를 접착하고, 비표시영역에는 제1 지지플레이트와 분리되는 제2 지지부를 가지는 제2 지지플레이트를 접착한다(30).
보다 상세하게 설명하면, 플렉서블 기판의 표시영역 타 면에는 제1 지지플레이트를 접착하고, 플렉서블 기판의 비표시영역의 타 면에는 제2 지지플레이트를 접착하며, 제1 지지플레이트는 일 측면에 제1 힌지를 가지고, 제2 지지플레이트의 일 측면에 다수의 제2 힌지를 가진다.
다음으로, 제1 지지플레이트와 제2 지지플레이트가 접착된 플렉서블 기판(210)을 벤딩한다(40).
제1 지지플레이트의 제1 힌지와 제1 지지플레이트의 제2 힌지가 플렉서블 기판의 벤딩영역에 접착하면서 서로 교차하여 벤딩되고, 제1 지지플레이트의 타 면과 제1 지지플레이트의 타 면이 직접 접착된다. 이로써, 플렉서블 기판의 표시영역에는 제1 지지플레이트가 접착하여 지지하고, 비표시영역에는 제2 지지플레이트가 접착하여 지지하면서, 벤딩영역에는 제1 힌지와 제2 힌지가 접착하면서 서로 교차하여 벤딩되는 플렉서블 표시장치의 벤딩 구조가 완성된다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 제조 방법은 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 플렉서블 표시장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 제조 방법은 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩이 용이하다.
또한 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 제조 방법은 멘드릴이나 폼테입 같은 별도의 지지층을 추가로 사용하지 않고 지지플레이트로 된 벤딩 구조를 구현할 수 있어서 벤딩 공정이 공정이 간단하게 된다.
추가로 여기서는 비표시영역이 벤딩되는 플렉서블 표시장치를 도면과 함께 설명하였지만, 플렉서블 기판을 지지하는 지지플레이트를 형상기억재질로 구성하고, 플렉서블 기판의 표시영역에서 벤딩되도록 하여, 플렉서블 기판이 반복적으로 접었다가 폈다가를 할 수 있게 함으로써, 폴더블 표시장치를 구성할 수도 있다.
또한 플렉서블 기판과 플렉서블 기판 일 가장자리에 인쇄회로기판을 가이드 홀을 통하여 연결하여 원통형상으로 감겨지는 롤러블 표시장치를 구성할 수도 있다.
따라서, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 영역, 제2 영역 및 제1 영역과 제2 영역 사이에 벤딩영역을 포함하는 플렉서블 기판; 제1 지지부를 가지는 제1 지지플레이트 및 제1 지지플레이트와 분리되어 구성되고 제2 지지부를 가지는 제2 지지플레이트; 및 제1 지지플레이트는 제1 영역에 접착되고, 제2 지지플레이트는 제2 영역에 접착되면서, 제1 지지부 및 제2지지부는 벤딩영역에 접착되며, 제1 지지플레이트의 일 면과 제2 지지플레이트의 일 면이 서로 접착되어 이루어질 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 지지부 및 제2 지지부는 각각 적어도 두 개 이상으로 이루어질 수 있고, 또한 제1 지지부는 적어도 하나 이상으로 구성되어 제1 지지플레이트의 일 측면 중앙부분에 구성되도록 이루어질 수 있고, 또한 벤딩영역의 벤딩 반지름(Radius)은 0.1mm 내지 0.3mm 범위인 것으로 이루어질 수 있다.
또한 제1 지지플레이트와 제2 지지플레이트 사이에는 접착부재를 더 포함하여 이루어질 수 있고, 또한 제1 지지플레이트의 일 면에는 오목부를 더 포함하고, 제2 지지플레이트의 일 면에는 볼록부를 더 포함하거나, 또는 제1 지지플레이트의 일 면에는 볼록부를 더 포함하고, 제2 지지플레이트의 일 면에는 오목부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 제1 지지플레이트의 두께는 30μm 내지 200μm 범위로 이루어질 수 있고, 제1 지지플레이트는 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레플레이트 중에서 적어도 하나로 이루어질 수 있고, 플렉서블 기판의 제1영역과 플렉서블 기판의 제2영역 사이의 거리는 150μm 내지 350μm 범위인 것으로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 적어도 하나의 끝 부분이 접힌 플렉서블 기판; 및 플렉서블 기판의 하면과 접하는 접하는 지지부재(지지플레이트를 포함)를 포함하며, 플렉서블 기판은 벤딩영역과 비벤딩영역이 있으며, 상기 끝 부분은 상기 벤딩영역에서 특정 곡률을 갖도록 접혀있고, 지지부재의 일부에는 상기 벤딩영역에 대응하는 구조물이 구현된다.
또한 지지부재는 제1 부분 및 제2 부분으로 분리되어 있고, 구조물은 제1 부분 및 제2 부분 중 적어도 하나에 있으며, 벤딩영역의 특정 곡률을 지지하도록 특정 곡면을 갖도록 구현된다.
또한 조물은 지지부재의 제1 부분 모서리와 제2 부분 모서리에 위치하여 이루어질 수 있다,
또한 지지부재의 제1 부분의 두께는 30um 내지 150um 범위인 것으로 이루어질 수 있고, 또한 지지부재의 제1 부분과 제2 부분 사이에 접착부재를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 지지부재의 제1 부분에는 오목부를 더 포함하고, 제2 부분에는 볼록부를 더 포함하거나, 또는 지지부재의 제1 부분에는 볼록부를 더 포함하고, 제2 부분에는 오목부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 지지부재는 일체형이며, 구조물은 패턴 개구부들을 포함하며 벤딩영역의 특정 곡률을 지지하도록 구현되어 이루어질 수 있다.
또한 플렉서블 기판의 제1 영역과 플렉서블 기판의 제2 영역 사이의 거리는 150μm 내지 350μm 범위로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 제1 영역과 제2 영역 및 제1 영역과 제2 영역 사이의 벤딩영역을 포함하는 플렉서블 기판; 및 플렉서블 기판을 지지하는 지지플레이트를 포함하되, 지지플레이트는 제1 영역을 지지하는 제1지지플레이트; 제2 영역을 지지하는 제2지지플레이트; 및 지지플레이트에 구성되어 벤딩영역을 지지하는 지지부를 포함하고, 제1 지지플레이트와 제2지지플레이트의 배면이 접착하여 이루어질 수 있다.
또한 제1 지지플레이트와 제2 지지플레이트는 지지부에서 결합하여 플렉서블 기판의 벤딩상태를 지지한다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 제조방법은 표시영역과 비표시영역 및 표시영역과 비표시영역 사이에 벤딩영역을 포함하는 플렉서블 기판을 준비하는 단계; 플렉서블 기판의 표시영역상에 편광필름을 접착하는 단계; 편광필름을 접착하는 단계후, 플렉서블 기판의 표시영역에는 제1 지지부를 가지는 제1 지지플레이트를 접착하고, 비표시영역에는 제1 지지플레이트와 별도로 구성된 제2 지지부를 가지는 제2 지지플레이트를 접착하는 단계; 및 제1 지지플레이트와 제2지지플레이트를 접착하는 단계후, 벤딩영역에는 제1 지지부와 제2 지지부가 서로 겹치지 않도록 접착되고, 제1 지지플레이트의 일 면과 제2 지지플레이트의 일 면이 서로 접착되도록 플렉서블 기판을 벤딩하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
100, 200 : 플렉서블 표시장치
110, 210 : 플렉서블 기판
101, 201 : 표시영역(Active Area)
102, 202 : 벤딩영역(Bending Area)
103, 203 : 비표시영역(Non Active Area)
120A, 120B, 220A, 220B : 지지플레이트(Back plate)
224, 226 : 힌지
232 : 오목부
234 : 볼록부
140A,140B, 140C,140D : 지지층 (멘드릴/ 폼테입)
150, 250 : 봉지층
160 : 편광층
170 : 터치센서층
180, 280 : 커버층

Claims (10)

  1. 제1 영역, 제2 영역 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 벤딩영역을 포함하는 플렉서블 기판;
    제1 지지부를 가지는 제1 지지플레이트; 및
    상기 제1 지지플레이트와 분리되어 구성되고 제2 지지부를 가지는 제2 지지플레이트를 포함하고,
    상기 제1 지지플레이트는 상기 제1 영역에 접착되고, 상기 제2 지지플레이트는 상기 제2 영역에 접착되고, 상기 제1 지지부 및 제2지지부는 상기 벤딩영역에 접착되며,
    상기 플렉서블 기판에 구비되는 배선들 각각은 지그재그 모양으로 구성되는 플렉서블 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 지지플레이트의 일 면과 상기 제2 지지플레이트의 일 면이 서로 접착되어 이루어진 플렉서블 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    지그재그 모양으로 구성되는 상기 다수의 배선들은 상기 벤딩영역에 구비되는 플렉서블 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배선들 각각은 제1 배선과 제2 배선이 서로 지그재그 모양으로 구성되어 있는 플렉서블 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 지지플레이트에는, 적어도 하나의 상기 제1 지지부들이 구성되며,
    상기 제2 지지플레이트에는, 적어도 하나의 상기 제2 지지부들이 구성되는 플렉서블 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 지지부는 상기 제1 지지플레이트의 측면들 중 상기 벤딩영역과 인접되어 있는 일 측면의 중앙부분에 구성되도록 이루어진 플렉서블 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 지지플레이트의 일 면에는 오목부를 구성하고, 상기 제2 지지플레이트의 일 면에는 볼록부를 구성하거나, 또는 상기 제1 지지플레이트의 일 면에는 볼록부를 구성하고, 상기 제2 지지플레이트의 일 면에는 오목부를 구성하여 이루어진 플렉서블 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 지지플레이트의 두께는 30μm 내지 200μm 범위 중에서 하나로 이루어진 플렉서블 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 지지플레이트는 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및 폴리에틸렌 테레플레이트 중에서 적어도 하나로 이루어진 플렉서블 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 상기 제1영역과 상기 플렉서블 기판의 상기 제2영역 사이의 거리는 150μm 내지 350μm 범위 중에서 하나로 이루어진 플렉서블 표시장치.
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