KR20230004110A - 플렉서블 유기발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기발광 표시장치는 복수의 화소가 있는 제1 영역, 제1 영역의 일측으로부터 연장된 벤딩영역 및 벤딩영역의 일측으로부터 연장되고, 제1 영역의 적어도 일부와 대향하는 제2 영역을 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 기판의 배면에 위치하며 접착제를 통해 부착된 백플레이트를 포함할 수 있다. 백플레이트는 기판의 벤딩영역에 가해지는 응력을 최소화시키며 기판의 벤딩 시 반발력을 최소화시키는 벤딩구조물을 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 유기발광 표시장치{FLEXIBLE ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 유기발광 표시장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 유기발광 표시장치의 벤딩부의 강성을 강화시킬 수 있는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 표시장치(display)가 널리 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.
유기 전계발광 다이오드 표시장치 또는 유기 전기발광 표시장치(organic electroluminescent display device)라고도 불리는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display : OLED device)는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공의 결합에 의해 여기자가 형성된 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 이러한 유기발광 표시장치는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광형이기 때문에 대조비(contrast ratio)가 크며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도이므로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 비교적 낮은 전압으로 구동이 가능하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
유기발광 표시장치에는 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode)로 된 두 개의 전극 사이에 유기물을 사용한 발광층(Emissive Layer; EML)을 배치한다. 애노드에서의 정공(Hole)을 발광층으로 주입시키고, 캐소드에서의 전자(Electron)를 발광층으로 주입시키면, 주입된 전자와 정공이 서로 재결합하면서 발광층에서 여기자(Exciton)를 형성하며 발광한다.
이때, 발광층에는 호스트(Host) 물질과 도펀트(Dopant) 물질이 포함되어 두 물질의 상호작용이 발생한다. 호스트는 전자와 정공으로부터 여기자를 생성하고 도펀트로 에너지를 전달하는 역할을 하고, 도펀트는 소량이 첨가되는 염료성 유기물로, 호스트로부터 에너지를 받아서 광으로 전환시키는 역할을 한다.
유기물로 이루어진 발광층을 포함하는 유기발광 표시장치는 유리(Glass), 금속(Metal) 또는 필름(Film)으로 유기발광 표시장치를 봉지(Encapsulation)하여 외부에서 유기발광 표시장치의 내부로 수분이나 산소의 유입을 차단함으로써 발광층 및 전극의 산화를 방지하고, 외부에서 가해지는 기계적 또는 물리적 충격으로부터 보호한다.
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.
또한 플렉서블 장치의 플렉서블 기판이 벤딩(Bending) 되는 영역에서 배선이 단선(Crack)되지 않도록 하는 노력도 지속적으로 진행되고 있다.
본 발명의 실시예들은, 유기발광 표시장치에서 기판의 벤딩영역에서 배선이 단선(Crack)되는 문제를 최소화할 수 있는 구조를 제시한다.
그리고 본 발명의 실시예들은, 유기발광 표시장치에서 벤딩영역의 강성을 강화시킬 수 있는 구조를 제시한다.
본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기발광 표시장치는 복수의 화소가 있는 제1 영역, 제1 영역의 일측으로부터 연장된 벤딩영역 및 벤딩영역의 일측으로부터 연장되고, 제1 영역의 적어도 일부와 대향하는 제2 영역을 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 기판의 배면에 위치하며 접착제를 통해 부착된 백플레이트를 포함할 수 있다. 백플레이트는 기판의 벤딩영역에 가해지는 응력을 최소화시키며 기판의 벤딩 시 반발력을 최소화시키는 벤딩구조물을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 기판의 배면에 위치하는 백플레이트의 벤딩부분에 슬릿 패턴의 벤딩구조물을 구비하여 기판의 벤딩영역에 외력이 인가될 경우 파손 또는 변형되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판의 벤딩영역의 강성을 확보할 수 있다. 또한 백플레이트가 일부 제거된 벤딩구조물로 인해 벤딩구조물이 없는 경우보다 반발력이 감소하여 백플레이트가 접히지 않고 곡률을 유지할 수 있다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 포함되는 화소를 개략적으로 설명하는 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 설명하는 단면도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 적층구조를 개략적으로 설명하는 단면도이다.
도 5는 도 4의 백플레이트를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
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.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 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 들면, '~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.
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.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 플렉서블 표시장치를 나타내는 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. 예를 들면, 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 전자 장치의 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.
구동부(112)는, 비표시영역에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)로 구현될 수 있다. 이러한 구동부(112)는 GIP(Gate-In-Panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)와 같은 몇몇 부품들은, 인쇄회로기판에 탑재 될 수 있다. FPCB(Flexible Printed Circuit Board), COF(Chip On Film), TCP(Tape-Carrier-Package) 등과 같은 회로필름을 이용하여 비표시영역에 배치된 연결 인터페이스, 예를 들면, 패드, 범프, 핀 등과 결합될 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 한정되는 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 한정되는 것은 아니다.
플렉서블 기판(110)은 제1 영역과 제1 영역의 일측면으로부터 연장된 벤딩영역(Bending Area, B/A) 및 벤딩영역의 일측면으로부터 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 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있다.
플렉서블 기판(110)은 일부분이 벤딩될 수 있으며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시영역의 하단부가 벤딩될 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 기판(110)은 벤딩영역(B/A)에서 벤딩되어 제2 영역이 제1 영역 뒤로 접힐 수 있다.
그리고, 도 1에서는 플렉서블 기판(110)의 비표시영역이 벤딩되는 것이 도시되어있으며, 플렉서블 기판(110)의 표시영역의 일부가 벤딩될 수 있다. 이 경우, 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 회로필름과 접속되며, 회로필름과 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. 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, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 탑재되어 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등과 같은 회로필름을 통해 플렉서블 기판(110)과 연결되거나, COF와 같은 방식으로 플렉서블 기판(110)의 패드부(114)에 직접 배치될 수 있다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 포함되는 화소의 단면도이다.
유기발광 표시장치(200)는 베이스층(210), 박막트랜지스터(220), 유기발광소자(240) 및 봉지부(260)를 포함할 수 있다. 베이스층(210)은 상부에 배치되는 유기발광 표시장치(200)의 구성요소들을 지지 및 보호하는 역할을 하며, 최근에는 플렉시블(Flexible) 특성을 가지는 연성의 물질로 이루어질 수 있으므로, 베이스층(210)은 플렉시블 기판일 수 있다.
예를 들면, 플렉시블 기판은 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 필름형태일 수 있다. 구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리실란 (polysilane), 폴리실록산 (polysiloxane), 폴리실라잔 (polysilazane), 폴리카르보실란(polycarbosilane), 폴리아크릴레이트 (polyacrylate), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리메틸아크릴레이트 (polymethylacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmetacrylate), 폴리에틸아크릴레이트 (polyethylacrylate), 폴리에틸메타크릴레이트 (polyethylmetacrylate), 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC), 사이클릭 올레핀 폴리머 (COP), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리이미드 (PI), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리스타이렌 (PS), 폴리아세탈(POM), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에스테르설폰 (PES), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리카보네이트 (PC), 폴리비닐리덴플로라이드 (PVDF), 퍼플루오로알킬 고분자 (PFA), 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머 (SAN) 및 이들의 조합 중에서 적어도 하나로 구성할 수 있다.
베이스층(210) 상에 버퍼층을 더 형성하여 배치할 수 있다. 버퍼층은 베이스층(210)을 통한 수분이나 다른 불순물의 침투를 방지하며, 베이스층(210)의 표면을 평탄화할 수 있다. 버퍼층은 반드시 필요한 구성은 아니며, 베이스층(210)의 종류나 베이스층 상에 배치되는 박막 트랜지스터(220)의 종류에 따라 배치하지 않을 수도 있다.
베이스층(210) 상에 배치되는 박막 트랜지스터(220)는 게이트전극(222), 소스전극(224), 드레인전극(226) 및 반도체층(228)을 포함한다.
반도체층(228)은 비정질실리콘(Amorphous Silicon) 또는 비정질 실리콘보다 우수한 이동도(Mobility)를 가져서 에너지 소비 전력이 낮고 신뢰성이 우수하여, 화소 내에서 구동 박막 트랜지스터에 적용할 수 있는 다결정실리콘(Polycrystalline Silicon)로 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
최근에는 산화물(Oxide) 반도체가 이동도와 균일도가 우수한 특성으로 각광받고 있다. 산화물 반도체는 4원계 금속 산화물인 인듐 주석 갈륨 아연 산화물 (InSnGaZnO) 계 재료, 3원계 금속 산화물인 인듐 갈륨 아연 산화물 (InGaZnO)계 재료, 인듐 주석 아연 산화물 (InSnZnO) 계 재료, 인듐 알루미늄 아연 산화물(InAlZnO) 계 재료, 주석 갈륨 아연 산화물 (SnGaZnO) 계 재료, 알루미늄 갈륨 아연 산화물 (AlGaZnO) 계 재료, 주석 알루미늄 아연 산화물 (SnAlZnO) 계 재료, 2원계 금속 산화물인 인듐 아연 산화물 (InZnO) 계 재료, 주석 아연 산화물 (SnZnO)계 재료, 알루미늄 아연 산화물 (AlZnO) 계 재료, 아연 마그네슘 산화물 (ZnMgO)계 재료, 주석 마그네슘 산화물 (SnMgO) 계 재료, 인듐 마그네슘 산화물 (InMgO)계 재료, 인듐 갈륨 산화물 (InGaO) 계 재료나, 인듐 산화물 (InO) 계 재료, 주석 산화물 (SnO) 계 재료, 아연 산화물 (ZnO) 계 재료 등으로 구성할 수 있으며, 각각의 원소의 조성 비율은 한정되지 않는다.
반도체층(228)은 p형 또는 n형의 불순물을 포함하는 소스영역(Source Region), 드레인영역(Drain Region) 및 소스영역 및 드레인영역 사이에 채널(Channel)을 포함할 수 있고, 채널과 인접한 소스영역 및 드레인영역 사이에는 저농도 도핑영역을 포함할 수 있다.
게이트절연층(231)은 실리콘산화물(SiOx) 또는 실리콘질화물(SiNx)의 단일층 또는 다중층으로 구성된 절연막이며, 반도체층(228)에 흐르는 전류가 게이트전극(222)으로 흘러가지 않도록 배치한다. 그리고, 실리콘산화물은 금속보다는 연성이 떨어지지만, 실리콘질화물에 비해서는 연성이 우수하며 그 특성에 따라 선택적으로 단일층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
게이트전극(222)은 게이트라인을 통해 외부에서 전달되는 전기 신호에 기초하여 박막 트랜지스터(220)를 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)하는 스위치 역할을 하며, 도전성 금속인 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 네오디뮴(Nd) 등이나 이에 대한 합금으로 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
소스전극(224) 및 드레인전극(226)은 데이터라인과 연결되며 외부에서 전달되는 전기신호가 박막 트랜지스터(220)에서 유기발광소자(240)로 전달되도록 한다. 소스전극(224) 및 드레인전극(226)은 도전성 금속인 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 네오디뮴(Nd)등의 금속 재료나 이에 대한 합금으로 단일층 또는 다중층으로 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트전극(222)과 소스전극(224) 및 드레인전극(226)을 서로 절연시키기 위해서 실리콘산화물(SiOx) 또는 실리콘질화물(SiNx)의 단일층이나 다중층으로 구성된 층간절연층(233)을 게이트전극(222)과 소스전극(224) 및 드레인전극(226) 사이에 배치할 수 있다.
박막 트랜지스터(220) 상에 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기절연막으로 구성된 패시베이션층(235)을 배치한다. 패시베이션층(235)은 박막 트랜지스터(220)의 구성요소들 사이의 불필요한 전기적 연결을 막고 외부로부터의 오염이나 손상 등을 막을 수 있다. 패시베이션층(235)은 박막 트랜지스터(220) 및 유기발광소자(240)의 구성 및 특성에 따라서 생략 할 수도 있다.
박막 트랜지스터(220)는 박막 트랜지스터(220)를 구성하는 구성요소들의 위치에 따라 인버티드 스태거드(Inverted Staggered) 구조와 코플래너(Coplanar) 구조로 분류될 수 있다. 인버티드 스태거드 구조의 박막 트랜지스터는 반도체층을 기준으로 게이트전극이 소스전극 및 드레인전극의 반대 편에 위치한다.
도 3에서와 같이, 코플래너 구조의 박막 트랜지스터(220)는 반도체층(228)을 기준으로 게이트전극(222)이 소스전극(224) 및 드레인전극(226)과 같은 편에 위치한다.
도 2에서는 코플래너 구조의 박막 트랜지스터(220)가 도시되었으나, 유기발광 표시장치는 인버티드 스태거드 구조의 박막 트랜지스터를 포함할 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 유기발광 표시장치에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터 중에서 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, 스위칭 박막 트랜지스터, 커패시터 등도 유기발광 표시장치에 포함될 수 있다. 이때, 스위칭 박막 트랜지스터는 게이트배선으로부터 신호가 인가되면, 데이터 배선으로부터의 신호를 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극으로 전달한다. 구동 박막 트랜지스터는 스위칭 박막 트랜지스터로부터 전달받은 신호에 의해 전원 배선을 통해 전달되는 전류를 애노드로 전달하며, 애노드로 전달되는 전류에 의해 발광을 제어한다.
박막 트랜지스터(220)를 보호하고 박막 트랜지스터(220)로 인해서 발생되는 단차를 완화시키며, 박막 트랜지스터(220)와 게이트라인 및 데이터 라인, 유기발광소자(240) 들간의 사이에 발생되는 기생정전용량(Parasitic-Capacitance)을 감소시키기 위해서 박막 트랜지스터(220) 상에 평탄화층(237)이 배치한다.
평탄화층(237)은 아크릴계 수지 (Acrylic Resin), 에폭시 수지(Epoxy Resin), 페놀 수지 (Phenolic Resin), 폴리아미드계 수지 (Polyamides Resin), 폴리이미드계 수지 (Polyimides Resin), 불포화 폴리에스테르계 수지(Unsaturated Polyesters Resin), 폴리페닐렌계 수지 (Polyphenylene Resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지 (Polyphenylenesulfides Resin), 및 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
평탄화층(237) 상에 배치되는 유기발광소자(240)는 애노드(242), 발광부(244) 및 캐소드(246)를 포함한다.
애노드(242)는 평탄화층(237) 상에 배치될 수 있다. 이때, 애노드(242)는 발광부(244)에 정공을 공급하는 역할을 하는 전극으로, 평탄화층(237)에 있는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(220)와 전기적으로 연결할 수 있다.
애노드(242)는 투명 도전성 물질인 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide, IZO) 등으로 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 유기발광 표시장치(200)가 캐소드(246)가 배치된 상부로 광을 발광하는 탑에미션(Top Emission)일 경우 발광된 광이 애노드(242)에서 반사되어 보다 원활하게 캐소드(246)가 배치된 상부 방향으로 방출될 수 있도록, 반사층을 더 포함할 수 있다. 또한, 애노드(242)는 투명 도전성 물질로 구성된 투명 도전층과 반사층이 차례로 적층된 2층 구조이거나, 투명 도전층, 반사층 및 투명 도전층이 차례로 적층된 3층 구조일 수 있으며, 반사층은 은(Ag) 또는 은을 포함하는 합금일 수 있다.
애노드(242) 및 평탄화층(237) 상에 배치되는 뱅크(250)는 실제로 광을 발광하는 영역을 구획하는 화소를 정의할 수 있다. 애노드(242) 상에 포토레지스트(Photoresist)를 형성한 후에 사진식각공정(Photolithography)에 의해 뱅크(250)를 형성한다. 포토레지스트는 광의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화되는 감광성 수지를 말하며, 포토레지스트를 노광 및 현상하여 특정 패턴이 얻어질 수 있다. 포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트(Positive Photoresist)와 네거티브형 포토레지스트(Negative photoresist)로 분류될 수 있다. 포지티브형 포토레지스트는 노광으로 노광부의 현상액에 대한 용해성이 증가되는 포토레지스트를 말하며, 포지티브형 포토레지스트를 현상하면 노광부가 제거된 패턴이 얻어진다. 그리고, 네거티브형 포토레지스트는 노광으로 노광부의 현상액에 대한 용해성이 크게 저하되는 포토레지스트를 말하며, 네거티브형 포토레지스트를 현상하면 비노광부가 제거된 패턴이 얻어진다.
유기발광소자(240)의 발광부(244)를 형성하기 위해서 증착마스크인 FMM(Fine Metal Mask)을 사용할 수 있다. 이때, 뱅크(250) 상에 배치되는 증착마스크와 접촉하여 발생될 수 있는 손상을 방지하고, 뱅크(250)와 증착마스크 사이에 일정한 거리를 유지하기 위해서, 뱅크(250) 상부에 투명 유기물인 폴리이미드, 포토아크릴 및 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 하나로 구성되는 스페이서(Spacer; 252)를 배치할 수도 있다.
애노드(242)와 캐소드(246) 사이에는 발광부(244)가 배치된다. 발광부(244)는 광을 발광하는 역할을 하며, 정공주입층(Hole Injection Layer; HIL), 정공수송층(Hole Transport Layer; HTL), 발광층(emission layer; EML), 전자수송층(Electron Transport Layer; ETL), 및 전자주입층(Electron Injection Layer; EIL) 중 적어도 하나의 층을 포함할 수 있고, 유기발광 표시장치(200)의 구조나 특성에 따라 발광부(244)의 일부 구성요소는 생략될 수도 있다. 여기서 발광층은 유기발광층 및 무기발광층을 적용하는 것도 가능하다.
정공주입층은 애노드(242) 상에 배치하여 정공의 주입이 원활하게 하는 역할을 한다. 정공주입층은, 예를 들어, HAT-CN(dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10.11-hexacarbonitrile), CuPc(phthalocyanine), 및 NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine)중에서 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
정공수송층은 정공주입층 상에 배치하여 발광층으로 원활하게 정공을 전달하는 역할을 한다. 정공수송층은, 예를 들어, NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene), 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 중에서 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
발광층은 정공수송층 상에 배치되며 특정 색의 광을 발광할 수 있는 물질을 포함하여 특정 색의 광을 발광할 수 있다. 이때, 발광물질은 인광물질 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.
발광층이 적색(Red)을 발광하는 경우, 발광하는 피크파장은 600㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있으며, CBP(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate) iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)(acetylacetonate) iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)중에서 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 또는, PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있다.
여기서, 피크파장(λ은 EL(ElectroLuminescence)의 최대 파장을 말한다. 발광부를 구성하는 발광층들이 고유의 광을 내는 파장을 PL(PhotoLuminescence)이라 하며, 발광층들을 구성하는 층들의 두께나 광학적 특성의 영향을 받아 나오는 광을 에미턴스(Emittance)라 한다. 이때, EL(ElectroLuminescence)은 유기발광 표시장치가 최종적으로 방출하는 광을 말하며, PL(PhotoLuminescence) 및 에미턴스(Emittance)의 곱으로 표현될 수 있다.
발광층이 녹색(Green)을 발광하는 경우, 발광하는 피크 파장은 520nm 내지 540nm 범위가 될 수 있으며, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 Ir complex와 같은 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 또한, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있다.
발광층이 청색(Blue)을 발광하는 경우, 발광하는 피크 파장은 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있으며, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, FIrPic(bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium)를 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 또한, spiro-DPVBi(4,4'-Bis(2,2-diphenyl-ethen-1-yl)biphenyl), DSA(1-4-di-[4-(N,N-diphenyl) amino]styryl-benzene), PFO(polyfluorene)계 고분자 및 PPV(polyphenylenevinylene)계 고분자중 어느 하나를 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있다.
발광층 상에 전자수송층을 배치하여 발광층으로 전자의 이동을 원활하게 한다.
전자수송층은, 예를 들어, Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminum) 중에서 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
전자수송층 상에 전자주입층을 더 배치할 수 있다. 전자주입층은 캐소드(246)로부터 전자의 주입을 원활하게 하는 유기층으로, 유기발광 표시장치(400)의 구조와 특성에 따라서 생략할 수 있다. 전자주입층은 BaF2, LiF, NaCl, CsF, Li2O 및 BaO와 같은 금속 무기 화합물일 수 있고, HAT-CN(dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10.11-hexacarbonitrile), CuPc(phthalocyanine), 및 NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine) 중에서 어느 하나 이상의 유기 화합물일 수 있다.
발광층과 인접한 위치에 정공 또는 전자의 흐름을 저지하는 전자저지층(Electron Blocking Layer) 또는 정공저지층(Hole Blocking Layer)을 더 배치하여 전자가 발광층에 주입될때 발광층에서 이동하여 인접한 정공수송층으로 통과하거나 정공이 발광층에 주입될 때 발광층에서 이동하여 인접한 전자수송층으로 통과하는 현상을 방지하여 발광효율을 향상시킬 수 있다.
캐소드(246)는 발광부(244) 상에 배치되어, 발광부(244)로 전자를 공급하는 역할을 한다. 캐소드(246)는 전자를 공급하여야 하므로 일함수가 낮은 도전성 물질인 마그네슘(Mg), 은-마그네슘(Ag:Mg) 등과 같은 금속 물질로 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 유기발광 표시장치(200)가 탑에미션 방식의 경우, 캐소드(246)는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide, ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide, ZnO) 및 주석 산화물(Tin Oxide, TiO) 계열의 투명 도전성 산화물일 수 있다.
유기발광소자(240) 상에는 유기발광 표시장치(200)의 구성요소인 박막 트랜지스터(220) 및 유기발광소자(240)가 외부에서 유입되는 수분, 산소 또는 불순물들로 인해서 산화 또는 손상되는 것을 방지하기 위한 봉지부(260)를 배치할 수 있다. 봉지부(260)는 복수의 봉지층, 이물보상층 및 복수의 베리어필름(Barrier Film)이 적층되어 형성할 수 있다.
봉지층은 박막 트렌지스터(220) 및 유기발광소자(240)의 상부 전면에 배치되며, 무기물인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화알루미늄(AlyOz) 중 하나로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 봉지층 상에 배치되는 이물보상층 상에는 봉지층이 추가로 더 적층되어 배치할 수 있다.
이물보상층은 봉지층 상에 배치되며, 유기물인 실리콘옥시카본(SiOCz), 아크릴(Acryl) 또는 에폭시(Epoxy) 계열의 레진(Resin)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이물보상층은 공정 중에 발생될 수 있는 이물이나 파티클(Particle)에 의해서 발생된 크랙(Crack)에 의해 불량이 발생할 때 이물보상층에 의해서 이러한 굴곡 및 이물이 덮히면서 보상한다.
봉지층 및 이물보상층 상에 베리어필름을 배치하여 유기발광 표시장치(300)가 외부에서의 산소 및 수분의 침투를 더욱 지연시킬 수 있다. 베리어필름은 투광성 및 양면 접착성을 띠는 필름 형태로 구성되며, 올레핀(Olefin) 계열, 아크릴(Acrylic) 계열 및 실리콘(Silicon) 계열 중 어느 하나의 절연재료로 구성될 수 있고, 또는 COP(Copolyester Thermoplastic Elastomer), COC(Cycoolefin Copolymer) 및 PC(Polycarbonate) 중 어느 하나의 재료로 구성된 베리어필름을 더 적층 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기발광 표시장치의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
플렉서블 기판(310)은 제1 영역(301)과 제1 영역(301)의 일 측으로부터 연장된 벤딩영역(302) 및 벤딩영역(302)의 일 측으로부터 연장된 제2 영역(303)을 포함한다. 제1 영역(301)은 표시영역(A/A)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있고, 제2 영역(303)은 벤딩영역(302)을 기준으로 제1 영역(301)의 반대에 위치하는 비표시영역(I/A)을 포함하는 비벤딩영역(N/A)으로 정의될 수 있다.
플렉서블 표시장치(300)의 특정 부분에서의 강도 및/또는 견고성을 증가시키기 위해, 하나 이상의 백플레이트(320A, 320B)가 플렉서블 기판(310)의 하부, 예를 들면 후면에 제공될 수 있다. 제1 백플레이트(320A)는 표시영역(301)의 일면에 구성되고, 제2 백플레이트(320B)는 비표시영역(303)의 일면에 제공될 수 있다. 백플레이트(320A, 320B)는 더 큰 유연성이 필요한 벤딩영역(302)에는 제공되지 않을 수 있다. 플렉서블 기판(310)이 백플레이트(320A, 320B) 보다 더 큰 탄성을 갖는 경우에, 백플레이트(320A, 320B)는 플렉서블 기판(310)에서의 갈라짐 또는 다른 파손의 발생을 억제할 수 있다. 백플레이트(320A, 320B)는 PET (Polyethylene terephthalate), COP (Cyclic Olefin Polymer), TAC (Triacetyl Cellulose) 중 하나의 물질로 구성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(310)의 표시영역(301)에는 제1 백플레이트(320A)가 접착되고, 비표시영역(303)에는 제2 백플레이트(320B)가 접착된다. 플렉서블 기판(310)의 표시영역(301)에 접착된 제1 백플레이트(320A)와 비표시영역(303)에 접착된 제2 백플레이트(320B) 사이에는 지지부재(340)가 추가로 구성된다. 지지부재(340)의 일부분은 벤딩영역(302)까지 연장되어 형성될 수 있다.
플렉서블 기판(310)의 표시영역(301)상에는 유기발광소자층(354)이 구성되고, 유기발광소자층(354)상에는 봉지층(350)이 구성되고, 봉지층(350)상에는 편광층(360)이 구성되고, 편광층(360)상에는 커버윈도우(380)가 구성되어 있다.
여기서 백플레이트는 제1 백플레이트(320A)와 제2 백플레이트(320B)를 포함하여 이루어진다 제1 백플레이트(320A)는 플렉서블 기판(310)의 표시영역(301)의 일면에 접착되어 플렉서블 기판(310)을 지지할 수 있고, 제2 백플레이트(320B)는 플렉서블 기판(310)의 비표시영역의 일면에 접착되어 플렉서블 기판(310)을 지지할 수 있다.
지지부재(340)의 일면은 플렉서블 기판(310)의 표시영역(301)에 접착된 제1 백플레이트(320A)에 접착되고, 타면은 비표시영역(303)에 접착된 제2 백플레이트(320B)에 접착된다. 지지부재(340)와 제1 백플레이트(320A) 사이 및 지지부재(340)와 제2 백플레이트(320B) 사이에는 접착제(338)가 개재될 수 있다.
따라서 지지부재(340)를 추가로 구성함으로써, 표시영역(301)의 제1 백플레이트(320A)와 비표시영역(303)의 제2 백플레이트(320B)를 지지할 수 있다.
벤딩영역(302)은, 벤딩축에 대한 벤딩각 및 벤딩 반지름을 갖고 표시영역(301)으로부터 바깥쪽으로 구부러질 수 있다.
제조 과정에서 플렉서블 표시장치(300)의 몇몇 부분들은 외부광에 노출될 수 있다. 부품들을 제조하는데 쓰이는 물질 또는 부품들 그 자체는, 플렉서블 표시장치(300) 제조 중의 광 노출될 수 있다. 이에 의해 원치 않는 상태 변화(예: TFT에서의 임계 전압 천이 등)를 겪는다. 플렉서블 표시장치(300)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(310) 및/또는 백플레이트는, 외부 광의 양을 줄일 수 있는 물질을 하나 이상 포함할 수 있다.
도 3에서 유기발광소자(Organic Light Emitting Display Device:OLED)층(354)은 플렉서블 기판(310)상에 배치된다. 유기발광소자층(354)은 다수 개의 유기발광소자를 포함한다. 유기발광소자는, 플렉서블 기판(310) 상에 구현된 픽셀 회로 및 구동 회로, 플렉서블 기판(310) 상의 연결 인터페이스와 연결된 외부의 다른 구동회로에 의해 제어된다. 유기발광소자층(354)은 특정 색상(예: Red, Green, Blue)의 광을 방출하는 유기발광물질층을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 유기발광물질층은 백색 광, 예를 들면 여러 색상의 광의 조합을 방출할 수 있는 적층구조를 가질 수 있다.
봉지층(350)은 유기발광소자(354)층을 외부로부터의 공기와 습기로부터 보호하기 위해 제공된다. 봉지층(350)은 공기와 습기의 침투를 감소시키기 위한 여러 물질 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 봉지층(350)은 박형 필름 형상, 예를 들면(예: 배리어 필름으로 마련될 수 있다.
플렉서블 표시장치(300)는 표시 특성(예: 외부 광 반사, 색 정확도, 휘도 등)을 제어하기 위해 편광층(360)을 포함할 수 있다. 그리고, 편광층(360)상에 커버윈도우(380)가 플렉서블 표시장치(300)를 보호하기 위해 사용될 수 있다.
커버윈도우(380)의 일면 및/또는 편광층(360)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(370)으로 지칭함)이 플렉서블 표시장치(300) 내에 제공 될 수 있다.
터치센서층(370)은 하나 이상의 변형 유전체 물질을 포함할 수 있다. 하나 이상의 전극은 터치센서층(370)과 인터페이스 되거나 터치센서층(370) 부근에 위치할 수 있고, 전극 상의 전기적 변화를 측정하는 신호를 읽을 수 있다.
이 측정은 분석되어 플렉서블 표시장치(300)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(370)의 일면에 있는 터치 감지 전극의 커패시턴스 변화를 측정함으로써 수행될 수 있다. 터치 감지 전극 및/또는 다른 전극은 터치 입력에 의한 플렉서블 표시장치(300) 상의 압력을 나타내는 신호를 측정하는데에 사용될 수 있다. 이러한 신호는 터치 신호와 동시에 또는 다른 타이밍에 터치 감지 전극으로부터 획득된다.
다양한 다른 구성 요소들, 예를 들어 편광층(360), 터치센서층(370)등이 벤딩영역에 존재하지 않을 수 있다.
도 3의 실시예에서 발명자들은 상술한 지지부재(340)와 백플레이트(320A, 320B)를 포함하는 구조를 갖는 플렉서블 표시장치(300)와 관련한 문제도 있음을 발견하였다. 즉, 제1 백플레이트(320A) 및 제2 백플레이트(320B) 부착 공정을 설명하면 먼저, 플렉서블 기판의 배면 전체에 PET(Polyethylene terephthalate) 재질의 백플레이트를 부착한다. 부착 후에는 플렉서블 기판을 벤딩하기 위해서 플렉서블 기판의 벤딩영역에 대응하는 백플레이트 부분을 제거해야 한다. 이때, 레이저를 이용하는데 백플레이트 절단 치수를 맞추기 위해 정밀하게 레이저 커팅 조건을 제어해야 한다. 그러나 레이저 커팅의 정밀도가 떨어져 백플레이트의 커팅면이 일정하지 않은 문제가 발생할 수 있다. 또한, 플렉서블 기판(310)의 벤딩영역의 곡률로 인해 벤딩영역에 대응하는 기판의 배면에는 백플레이트가 제거되어 벤딩영역의 강성이 저하된다. 이렇게 강성이 저하된 벤딩영역에 외력이 가해지는 경우, 기판에 작용하는 응력(stress)으로 인해 벤딩영역이 손상될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 개선구조를 고안하였다.
도 4는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 개략적으로 도시하는 단면도이고 도 5는 상기 백플레이트(420)를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 플렉서블 기판(410)은 복수의 디스플레이 픽셀이 있는 제1 영역(401), 제1 영역(401)의 일측으로부터 연장된 벤딩영역(402) 및 벤딩영역(402)의 일측으로부터 연장되고, 제1 영역(401)의 적어도 일부와 대향하는 제2 영역(403)을 포함할 수 있다. 제1 영역(401)은 표시영역(AA)을 포함하는 비벤딩영역으로 정의될 수 있고, 제2 영역(403)은 벤딩영역을 기준으로 제1 영역(401)의 반대에 위치하는 비표시영역을 포함하는 비벤딩영역으로 정의될 수 있다.
플렉서블 기판(410)의 하부, 예를들면 배면에는 플렉서블 기판(410)의 강도 및/또는 견고성을 증가시키기 위해 백플레이트(420)가 배치될 수 있다. 백플레이트(420)는 플렉서블 기판(410)의 제1 영역(401)에 대응하는 제1 부분(420A), 벤딩영역(402)에 대응하는 벤딩부분(420C), 제2 영역(403)에 대응하는 제2 부분(420B)을 포함하며, 벤딩부분(420C)은 벤딩구조물(421)을 포함할 수 있다. 백플레이트(420)는 도 3의 실시예와 같이 PET (Polyethylene terephthalate), COP (Cyclic Olefin Polymer), TAC (Triacetyl Cellulose)과 같은 재질로 이루어 질 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 4에서 플렉서블 기판(410)의 배면에 위치하는 백플레이트(420)는 벤딩부분(420C)에 벤딩구조물(421)을 포함한다. 벤딩구조물(421)은 백플레이트(420)를 이루는 물질을 패터닝함으로써 백플레이트(420)를 관통하는 복수의 슬릿(slit) 형태일 수 있다. 이 때 복수의 슬릿은 불연속적인 선형으로 구비될 수 있다. 이와 같이 벤딩구조물(421)이 선형으로 구비될 경우, 벤딩구조물(421)은 벤딩영역(402)의 벤딩축과 평행하도록 배치될 수 있다. 벤딩구조물(421)은 벤딩축과 평행한 제1 방향의 폭과, 제1 방향과 수직한 제2 방향의 폭을 포함할 수 있다. 벤딩구조물(421)의 제1 방향의 폭은 플렉서블 기판(410)의 폴딩축 방향의 폭보다 작게 형성되며 지지층(420)의 벤딩부분(420C) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 예를 들어 벤딩구조물(421)의 제1 방향의 폭은 폴딩축 방향의 폭의 10% 미만일 수 있다. 예를 들어, 벤딩구조물(421)의 제1 방향의 폭은 5.0mm 이하로 형성될 수 있다. 벤딩구조물(421)의 제2 방향의 폭은 플렉서블 기판(410)의 폴딩축과 수직한 방향의 폭, 벤딩영역의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 벤딩구조물(421)의 제2 방향의 폭은 기판(410)의 폴딩축과 수직한 방향의 폭, 벤딩영역의 폭의 15% 미만일 수 있다. 예를 들어, 벤딩구조물(421)의 제2 방향의 폭은 0.2mm 이하로 형성될 수 있다. 즉, 벤딩구조물(421)의 제1 방향의 폭은 제2 방향의 폭보다 적어도 25배 이상으로 형성될 수 있다. 제2 방향에서 벤딩구조물(421) 사이의 간격은 벤딩구조물(421)의 제2 방향의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 벤딩구조물(421)의 양쪽 끝부분은 곡률을 갖는 반원 모양으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 벤딩구조물(421)의 끝부분이 직각일 경우에는 플렉서블 기판(410) 벤딩 시, 벤딩구조물(421)의 양쪽 끝부분의 모서리에 응력(stress)이 집중될 수 있다. 그러나 벤딩구조물(421)의 끝부분을 곡률을 갖는 원형패턴으로 형성하면 벤딩구조물(421)의 양쪽 끝부분이 직각일 경우에 비해 응력(stress)이 분산될 수 있다. 예를 들어, 벤딩구조물(421)의 끝단이 직각일 경우에는 약 29Mpa의 응력이 발생하지만 벤딩구조물(421)의 끝단이 원형일 경우에는 약 14Mpa의 응력이 발생하게 된다. 벤딩구조물(421)은 그물(Mesh) 형상을 가질 수 있으나 이에 제한되지 않으며 다양한 형상을 가질 수 있다.
그물(Mesh) 형상을 가진 백플레이트(420)가 플렉서블 기판(410)의 벤딩영역(402)의 배면에 배치됨에 따라 도 3의 실시예에서와 같이 플렉서블 기판(410)의 벤딩영역(402)이 외부 충격 등이 인가될 경우 파손 또는 변형되는 것을 최소화 할 수 있다. 즉, 플렉서블 기판(410)의 갈라짐 또는 벤딩영역(402)에 구성된 배선의 단선을 최소화할 수 있다. 또한 플렉서블 기판(410)을 지지하고 벤딩 모양을 유지할 수 있게 된다.
백플레이트(420)의 제1 부분(420A)과 제2 부분(420B)을 안전하게 고정하기 위해 제1 부분(420A)과 제2 부분(420B)의 사이에는 접착층(440)이 제공될 수 있다.
접착층은(440)은 감압 접착제(Pressure-Sensitive Adhesive), 거품형 접착제(Foam-Type Adhesive), 액상 접착제(Liquid Adhesive), 및 광 경화 접착제(Light Cured Adhesive) 또는 다른 적합한 접착 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 접착층(440)은 압축될 수 있는 물질로 형성되거나 압축될 수 있는 물질을, 접착층(440) 에 의해 접착된 부분에 대해 완충재로 기능할 수 있다.
플렉서블 기판(410)의 벤딩영역(402) 상에는 보호층(484)을 더 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(410)을 벤딩하게 되면, 플렉서블 기판(410)의 외측면에는 인장 압력을 받게 되고, 내측면에는 압축 압력을 받게 된다. 따라서 플렉서블 기판(410)의 벤딩영역(402)에 구성된 배선은 인장 압력을 받게 되어 배선이 단선되는 문제가 발생 할 수 있다. 이는 배선이 압축 압력보다 인장 압력에 취약하기 때문이다.
벤딩영역(402)에 보호층(484)을 도포함으로써, 벤딩영역(402)에서 플렉서블 기판(410)을 보호층의 두께만큼 증가시켜 중립면의 위치를 배선이 구성된 위치까지 이동시키고자 하는 것이다.
중립면이란 플렉서블 기판(410)이 벤딩되면서 내측면은 압축 압력을 받게 되고 외측면은 인장 압력을 받게 되는데, 인장 압력과 압축 압력이 모두 작용하지 않는 면을 말한다. 그리고 플렉서블 기판(410)에 보호층(484)을 도포하여 두께를 증가시킴으로써, 플렉서블 기판(410)의 외측면의 인장 압력과 내측면의 압축 압력을 받지 않는 중립면의 위치를 이동 시킬 수 있다. 중립면은 보호층(484)으로 도포하는 물질의 특성이나 도포하는 두께, 경화 방법에 따라서 달라질 수 있다.
플렉서블 기판(410)의 제1 영역(401) 상에는 플렉서블 표시장치(400)의 표시 특성(예: 외부 광 반사, 색 정확도, 휘도 등)을 제어하기 위해 편광판(460)이 배치될 수 있다. 그리고 편광판(460) 상에는 커버부재(480)가 플렉서블 표시장치(400)를 보호하기 위해 사용될 수 있다.
커버부재(480)의 일면 및/또는 편광판(460)의 적어도 한 면의 내부에는 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 터치센서층(462)으로 지칭함)이 플렉서블 표시장치(400) 내에 제공 될 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.
100, 200, 300, 400 : 플렉서블 유기발광 표시장치
101, 201, 301, 401 : 제1 영역(표시영역)
102, 202, 302, 402 : 벤딩영역
103, 203, 303, 403 : 제2 영역(비표시영역)
220: 박막트랜지스터 222: 게이트전극
224: 소스전극 226: 드레인전극
228: 반도체층 231: 게이트절연층
233: 층간절연층 235: 패시베이션층
237: 평탄화층 240: 유기발광소자 242: 애노드
244: 발광부 246: 캐소드
250: 뱅크 252: 스페이서
260: 봉지부
320, 420 : 백플레이트
360, 460 : 편광판
380, 480 : 커버윈도우
421 : 벤딩구조물

Claims (12)

  1. 복수의 화소가 배치된 제1 영역, 상기 제1 영역의 일측으로부터 연장된 벤딩영역 및 상기 벤딩영역의 일측으로부터 연장되고, 상기 제1 영역의 적어도 일부와 대향하는 제2 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판의 배면에 위치하며, 상기 기판의 배명과 접촉하는 백플레이트;
    상기 백플레이트는 상기 기판의 벤딩영역에 가해지는 응력을 최소화시키며 상기 기판의 벤딩 시 반발력을 최소화시키는 벤딩구조물을 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 벤딩구조물은 상기 기판의 벤딩영역에 대응하는 부분에 위치하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 벤딩구조물은 복수의 슬릿 패턴을 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 슬릿 패턴들은 상기 기판의 벤딩축과 평행한 선형으로 구비되는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 슬릿 패턴들은 서로 일정거리 이격되어 배치되는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 슬릿 패턴들은 상기 벤딩축과 평행한 제1 방향의 이격 거리는 상기 벤딩축과 수직한 제2 방향의 이격 거리보다 더 큰 플렉서블 유기발광 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 슬릿 패턴의 제1 방향의 폭은 제2 방향의 폭보다 적어도 25배 이상인 플렉서블 유기발광 표시장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 백플레이트는 상기 제1 영역에 대응하는 제1 부분, 상기 벤딩영역에 대응하는 벤딩부분, 상기 제2 영역에 대응하는 제2 부분을 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 백플레이트의 제1 부분과 상기 제2 부분의 사이에 배치되는 접착층을 더 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 접착층은 압력-감지 접착제, 폼형 접착제, 액체 접착제 또는 광경화 접착제 중 적어도 하나를 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 기판의 벤딩영역 상에 보호층을 더 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 기판의 제1 영역 상에는 터치 스크린패널, 편광판 및 커버부재를 더 포함하는 플렉서블 유기발광 표시장치.
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