KR20230152631A - 스트레쳐블 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스트레쳐블 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는 복수의 표시 소자가 배치되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 복수의 아일랜드 기판을 지지하는 하부 기판, 복수의 아일랜드 기판 각각을 전기적으로 연결하는 복수의 연결 배선 및 복수의 아일랜드 기판 및 하부 기판 상에 배치되고, 복수의 표시 소자로부터의 광을 전달하는 광 전달부를 포함한다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치 연신 시 표시 장치의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

Description

스트레쳐블 표시 장치{STRETCHABLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 스트레쳐블 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개구율이 향상되고, 연신 시에도 화질이 보상되는 스트레쳐블 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV, 핸드폰 등에 사용되는 표시 장치에는 스스로 광을 발광하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등과 별도의 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)등이 있다.
표시 장치는 컴퓨터의 모니터 및 TV 뿐만 아니라 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해지고 있으며, 넓은 표시 면적을 가지면서도 감소된 부피 및 무게를 갖는 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블(flexible) 소재인 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 기판에 표시부, 배선 등을 형성하여, 특정 방향으로 신축이 가능하고 다양한 형상으로 변화가 가능하게 제조되는 스트레쳐블 표시 장치가 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
스트레쳐블 표시 장치는 휘거나 늘어나도 화상 표시가 가능한 표시 장치로 지칭될 수 있다. 스트레쳐블 표시 장치는 종래의 일반적인 표시 장치와 비교하여 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다. 이에, 사용자가 스트레쳐블 표시 장치를 휘게 하거나 늘어나게 하는 등, 사용자의 조작에 따라 스트레쳐블 표시 장치의 형상이 자유롭게 변경될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 스트레쳐블 표시 장치의 끝단을 잡고 잡아 당기는 경우 스트레쳐블 표시 장치는 사용자의 힘에 의해 늘어날 수 있다. 또는, 사용자가 스트레쳐블 표시 장치를 평평하지 않은 벽면에 배치시키는 경우, 스트레쳐블 표시 장치는 벽면의 표면의 형상을 따라 휘어지도록 배치될 수 있다. 또한, 사용자에 의해 가해지는 힘이 제거되는 경우, 스트레쳐블 표시 장치는 다시 본래의 형태로 되돌아올 수 있다.
이와 같은 스트레쳐블 표시 장치는 강성 영역과 연성 영역으로 나뉘어지도록 구현되고 있다. 구체적으로 강성 영역은 표시 소자가 배치되어 실제 발광이 이루어지는 영역이고, 연성 영역은 스트레쳐블 표시 장치에 힘을 가했을 때 실제로 연신이 이루어지는 영역이다.
상술한 바와 같이, 스트레쳐블 표시 장치를 연신하는 경우, 스트레쳐블 표시 장치 전체가 균일하게 연신되지 않고 연성 영역만이 연신된다. 따라서, 스트레쳐블 표시 장치 연신 시 강성 영역 간의 거리가 멀어지게 되고, 이에 따라 표시 소자 간의 거리도 멀어지게 된다. 따라서, 스트레쳐블 표시 장치 연신 시 표시 소자 간의 거리가 멀어짐과 동시에 강성 영역 대비 연성 영역의 크기가 증가되므로, 스트레쳐블 표시 장치에서의 발광 영역의 밀도가 줄어들게 되고, 화상 품질 저하가 발생하게 된다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치 연신 시 사용자가 느끼는 격자감은 더욱 심화되게 된다.
본 발명의 발명자들은 상술한 바와 같은 스트레쳐블 표시 장치 연신 시의 문제점을 인식하고, 이를 해결할 수 있는 새로운 구조의 스트레쳐블 표시 장치를 발명하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하부 기판 상에 복수의 표시 소자로부터 광을 전달시키는 광 전달부를 배치함으로써, 표시 장치 연신 시 표시 장치의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 복수의 표시 소자로부터 광을 복수의 아일랜드 기판 사이의 영역으로 유도하여 표시 장치 연신 시 격자 형상의 얼룩이 나타나는 것을 저감할 수 있는 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 복수의 아일랜드 기판 사이의 영역으로 유도된 복수의 표시 소자로부터의 광이 혼색되는 것을 저감할 수 있는 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는 복수의 표시 소자가 배치되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 복수의 아일랜드 기판을 지지하는 하부 기판, 복수의 아일랜드 기판 각각을 전기적으로 연결하는 복수의 연결 배선 및 복수의 아일랜드 기판 및 하부 기판 상에 배치되고, 복수의 표시 소자로부터의 광을 전달하는 광 전달부를 포함한다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치 연신 시 표시 장치의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는 복수의 강성 영역 및 복수의 강성 영역을 둘러싸도록 배치된 연성 영역을 포함하는 하부 기판, 복수의 강성 영역 상에 배치되고, 복수의 표시 소자가 배치된 복수의 아일랜드 기판, 복수의 아일랜드 기판 중 서로 인접하는 아일랜드 기판에 배치된 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 연결 배선 및 하부 기판 상에 배치되고, 복수의 표시 소자로부터 발광된 광을 연성 영역으로 유도하여 하부 기판의 연신 시 발생하는 격자감을 최소화하도록 구성된 광 전달부를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 복수의 표시 소자로부터의 광을 복수의 아일랜드 기판 사이의 영역으로 전달시킬 수 있고, 복수의 표시 소자로부터 발광된 광이 방출되는 발광 영역의 크기를 증가시키는 효과가 있다.
본 발명은 복수의 표시 소자로부터의 광을 복수의 표시 소자의 측면 방향으로 전달시킬 수 있고, 표시 장치 연신 시 복수의 서브 화소 사이의 거리가 늘어남에 따라 발생하는 휘도 저하를 최소화하는 효과가 있다.
본 발명은 서로 다른 색상의 광을 발광하는 복수의 표시 소자의 상부를 덮는 복수의 서브 광 전달층을 서로 이격시켜, 복수의 표시 소자의 측면 방향으로 유도된 광들의 혼색을 최소화하는 효과가 있다.
본 발명은 복수의 서브 광 전달층 각각에 하나의 표시 소자로부터 발광된 광이 방출되도록 하여, 색 순도를 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 확대 평면도이다.
도 3은 도 1의 하나의 서브 화소에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 확대 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 확대 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 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. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 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.
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 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 스트레쳐블 표시 장치(100)는 하부 기판(110), 복수의 아일랜드 기판(111), 연결 배선(180), COF(130)(Chip on Flim), 인쇄 회로 기판(140), 상부 기판(120) 및 편광층(190)을 포함한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 접착키기 위한 제2 접착층에 대한 도시를 생략하였다.
하부 기판(110)은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 여러 구성요소들을 지지하고 보호하기 위한 기판이다. 하부 기판(110)은 연성 기판으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(110)은 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer)로 이루어질 있으며, 이에, 유연한 성질을 가질 수 있다. 그러나, 하부 기판(110)의 재질은 이에 제한되는 것은 아니다.
하부 기판(110)은 연성 기판으로서, 팽창 및 수축이 가역적으로 가능할 수 있다. 또한 탄성 계수(elastic modulus)가 수 MPa 내지 수 백 MPa일 수 있으며, 연신 파괴율이 100% 이상일 수 있다. 하부 기판의 두께는 10um 내지 1mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하부 기판(110)은 표시 영역(AA) 및 표시 영역(AA)을 둘러싸는 비표시 영역(NA)을 가질 수 있다.
표시 영역(AA)은 스트레쳐블 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 영역으로서, 표시 소자 및 표시 소자를 구동하기 위한 다양한 구동 소자들이 배치된다. 표시 영역(AA)은 복수의 서브 화소를 포함하는 복수의 화소를 포함한다. 복수의 화소는 표시 영역(AA)에 배치되며, 복수의 표시 소자를 포함한다. 복수의 서브 화소 각각은 다양한 배선과 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소 각각은 게이트 배선, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 저전위 전원 배선, 기준 전압 배선, 공통 배선 등과 같은 다양한 배선과 연결될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)에 인접한 영역이다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)에 인접하여 표시 영역(AA)을 둘러싸는 영역이다. 비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역이며, 배선 및 회로부 등이 형성될 수 있다. 예를 들면, 비표시 영역(NA)에는 복수의 패드가 배치될 수 있으며, 각각의 패드는 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소 각각과 연결될 수 있다.
하부 기판(110) 상에는 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된다. 복수의 아일랜드 기판(111)은 강성 기판으로서, 서로 이격되어 하부 기판(110) 상에 배치된다. 복수의 아일랜드 기판(111)은 하부 기판(110)과 비교하여 강성일 수 있다. 즉, 하부 기판(110)은 복수의 아일랜드 기판(111)보다 연성 특성을 가질 수 있고, 복수의 아일랜드 기판(111)은 하부 기판(110)보다 강성 특성을 가질 수 있다.
복수의 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111)은 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아세테이트(polyacetate) 등으로 이루어질 수도 있다.
복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스는 하부 기판(110)의 모듈러스 보다 높을 수 있다. 모듈러스는 기판에 가해지는 응력에 대하여 응력에 의해 변형되는 비율을 나타내는 탄성 계수로서 모듈러스가 상대적으로 높을 경우 경도가 상대적으로 높을 수 있다. 따라서, 복수의 아일랜드 기판(111)은 하부 기판(110)과 비교하여 강성을 갖는 복수의 강성 기판일 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스는 하부 기판(110)의 모듈러스보다 1000배 이상 클 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
강성 특성을 갖는 복수의 아일랜드 기판(111)이 하부 기판(110) 상에 배치됨에 따라, 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하는 하부 기판(110)의 일부 영역은 복수의 아일랜드 기판(111)에 의해 강성을 갖는 강성 영역으로 정의될 수 있다. 그리고 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하지 않는 하부 기판(110)의 나머지 영역은 하부 기판(110)만이 배치되므로, 연성을 갖는 연성 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치되는 영역은 복수의 강성 영역이고, 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치되지 않은 영역은 연성 영역으로 정의될 수 있다. 이때, 복수의 아일랜드 기판(111)은 서로 이격되어 배치되므로, 복수의 강성 영역 또한 서로 이격되어 배치되는 것으로 정의될 수 있고, 연성 영역은 복수의 강성 영역을 둘러싸는 것으로 정의될 수 있다.
이때, 몇몇 실시예에서, 하부 기판(110) 중 강성 영역에 배치된 부분은 연성 영역에 배치된 부분보다 모듈러스가 높을 수 있다. 즉, 하부 기판(110) 중 아일랜드 기판(111)과 중첩된 영역은 아일랜드 기판(111)과 유사한 모듈러스를 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 아일랜드 기판(111)과 중첩하지 않는 영역은 아일랜드 기판(111)보다 낮은 모듈러스를 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
복수의 아일랜드 기판(111) 사이에는 연결 배선(180)이 배치된다. 연결 배선(180)은 복수의 아일랜드 기판(111) 상에 배치되는 패드 사이에 배치되어 각각의 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 배선(180)에 대한 보다 상세한 설명은 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
COF(130)는 연성을 가진 베이스 필름(131)에 각종 부품을 배치한 필름으로, 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소로 신호를 공급하기 위한 부품이다. COF(130)는 비표시 영역(NA)에 배치된 복수의 패드에 본딩될 수 있으며, 패드를 통하여 전원 전압, 데이터 전압, 게이트 전압 등을 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소 각각으로 공급한다. COF(130)는 베이스 필름(131) 및 구동 IC(132)를 포함하고, 이 이외에도 각종 부품이 배치될 수 있다.
베이스 필름(131)은 COF(130)의 구동 IC(132)를 지지하는 층이다. 베이스 필름(131)은 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다.
구동 IC(132)는 영상을 표시하기 위한 데이터와 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 부품이다. 도 1에서는 구동 IC(132)가 COF(130) 방식으로 실장되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 구동 IC(132)는 COG(Chip On Glass), TCP (Tape Carrier Package) 등의 방식으로 실장될 수도 있다.
인쇄 회로 기판(140)에는 IC 칩, 회로부 등과 같은 제어부가 장착될 수 있다. 또한, 인쇄 회로 기판(140)에는 메모리, 프로세서 등도 장착될 수 있다. 인쇄 회로 기판(140)은 표시 소자를 구동하기 위한 신호를 제어부로부터 표시 소자로 전달하는 구성이다.
인쇄 회로 기판(140)은 COF(130)와 연결되어 복수의 아일랜드 기판(111)의 복수의 서브 화소 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
상부 기판(120)은 하부 기판(110)과 중첩되어 스트레쳐블 표시 장치(100)의 여러 구성요소들을 보호하기 위한 기판이다. 상부 기판(120)은 연성 기판으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 기판(120)은 유연성을 갖는 재료로 이루어질 수 있으며, 하부 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
편광층(190)은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 외광 반사를 억제하는 구성으로서 상부 기판(120)과 중첩되어 상부 기판(120) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 편광층(190)은 상부 기판(120) 하부에 배치될 수도 있고, 스트레쳐블 표시 장치(100)의 구성에 따라 생략될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 2 내지 도 3을 함께 참조한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 확대 평면도이다. 도 3은 도 1의 서브 화소에 대한 개략적인 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 1을 참조하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하부 기판(110) 상에는 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된다. 복수의 아일랜드 기판(111)은 서로 이격되어 하부 기판(110) 상에 배치된다. 예를 들어, 복수의 아일랜드 기판(111)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110) 상에서 매트릭스 형태로 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 복수의 아일랜드 기판(111) 상에는 버퍼층(112)이 배치된다. 버퍼층(112)은 하부 기판(110) 및 복수의 아일랜드 기판(111) 외부로부터의 수분(H2O) 및 산소(O2) 등의 침투로부터 스트레쳐블 표시 장치(100)의 다양한 구성요소들을 보호하기 위해 복수의 아일랜드 기판(111) 상에 형성된다. 버퍼층(112)은 절연 물질로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON) 등으로 이루어지는 무기층이 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다. 다만, 버퍼층(112)은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 구조나 특성에 따라 생략될 수도 있다.
이때, 버퍼층(112)은 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에만 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 버퍼층(112)은 무기물로 이루어질 수 있으므로, 스트레쳐블 표시 장치(100)를 연신하는 과정에서 쉽게 크랙(crack)이 발생되는 등 손상될 수 있다. 이에, 버퍼층(112)은 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에는 형성되지 않고, 복수의 아일랜드 기판(111)의 형상으로 패터닝되어 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에만 형성될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 버퍼층(112)을 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에만 형성하여 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형되는 경우에도 버퍼층(112)의 손상을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 버퍼층(112) 상에는 게이트 전극(151), 액티브층(152), 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)을 포함하는 트랜지스터(150)가 형성된다. 예를 들어, 버퍼층(112) 상에 액티브층(152)이 형성되고, 액티브층(152) 상에 액티브층(152)과 게이트 전극(151)을 절연시키기 위한 게이트 절연층(113)이 형성된다. 게이트 전극(151)과 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)을 절연시키기 위한 층간 절연층(114)이 형성되고, 층간 절연층(114) 상에 액티브층(152)과 각각 접하는 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)이 형성된다.
그리고, 게이트 절연층(113) 및 층간 절연층(114)은 패터닝되어 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에만 형성될 수 있다. 게이트 절연층(113) 및 층간 절연층(114) 또한 버퍼층(112)와 동일하게 무기물로 이루어질 수 있으므로, 스트레쳐블 표시 장치(100)를 연신하는 과정에서 쉽게 크랙이 발생되는 등 손상될 수 있다. 이에, 게이트 절연층(113) 및 층간 절연층(114)은 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에는 형성되지 않고, 복수의 아일랜드 기판(111)의 형상으로 패터닝되어 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에만 형성될 수 있다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해, 스트레쳐블 표시 장치(100)에 포함될 수 있는 다양한 트랜지스터 중 구동 트랜지스터만을 도시하였으나, 스위칭 트랜지스터, 커패시터 등도 표시 장치에 포함될 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 트랜지스터(150)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 설명하였으나, 스태거드(staggered) 구조 등의 다양한 트랜지스터도 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 게이트 절연층(113) 상에는 게이트 패드(171)가 배치된다. 게이트 패드(171)는 게이트 신호를 복수의 서브 화소(SPX)에 전달하기 위한 패드이다. 게이트 패드(171)는 게이트 전극(151)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 게이트 절연층(113) 상에는 공통 배선(CL)이 배치된다. 공통 배선(CL)은 복수의 서브 화소(SPX)에 공통 전압을 인가하는 배선이다. 공통 배선(CL)은 트랜지스터(150)의 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
층간 절연층(114) 상에 반사층(RL)이 배치된다. 반사층(RL)은 LED(160)에서 발광된 광 중 하부 기판(110) 측을 향해 발광된 광을 스트레쳐블 표시 장치(100)의 상부로 반사시켜 외부로 출광시키기 위한 반사층(RL)이다. 반사층(RL)은 높은 반사율을 갖는 금속 물질로 이루어질 수 있다.
반사층(RL) 상에 반사층(RL)을 덮는 제1 접착층(115)이 배치된다. 제1 접착층(115)은 반사층(RL) 상에 LED(160)를 접착시키기 위한 층으로, 금속 물질로 이루어지는 반사층(RL)과 LED(160)를 절연시킬 수도 있다. 제1 접착층(115)은 열 경화 물질 또는 광 경화 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 3에서는 제1 접착층(115)이 반사층(RL)만을 덮도록 배치된 것으로 도시되었으나, 제1 접착층(115)의 배치 위치는 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 접착층(115) 상에 표시 소자로서 무기 발광 소자인 LED(160)가 배치된다. LED(160)는 반사층(RL)과 중첩되도록 배치된다. LED(160)는 n형층(161), 활성층(162), p형층(163), n전극(165) 및 p전극(164)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 LED(160)가 레터럴(lateral) 구조인 것으로 가정하여 설명하나, LED(160)는 버티컬(vertical) 구조 또는 플립칩(filp chip) 구조일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 표시 소자로서 무기 발광 소자인 LED(160)가 사용되는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되지 않고 유기 발광 소자도 표시 소자로 사용될 수 있다.
LED(160)의 n형층(161)은 제1 접착층(115) 상에서 반사층(RL)과 중첩되도록 배치된다. n형층(161)은 우수한 결정성을 갖는 질화갈륨에 n형 불순물을 주입하여 형성될 수 있다. n형층(161) 상에는 활성층(162)이 배치된다. 활성층(162)은 LED(160)에서 빛을 발광하는 발광층으로, 질화물 반도체, 예를 들어, 인듐 질화 갈륨으로 이루어질 수 있다. 활성층(162) 상에 p형층(163)이 배치된다. p형층(163)은 질화 갈륨에 p형 불순물을 주입하여 형성될 수 있다. 다만, n형층(161), 활성층(162) 및 p형층(163)의 구성 물질은 이에 제한되는 것은 아니다.
LED(160)의 p형층(163) 상에 p전극(164)이 배치되고, n형층(161) 상에 n전극(165)이 배치된다. n전극(165)과 p전극(164)은 동일한 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, p전극(164)과 n전극(165)은 서로 이격되어 배치된다. 구체적으로, LED(160)는 n형층(161), 활성층(162) 및 p형층(163)이 차례대로 적층되고, 활성층(162) 및 p형층(163)의 소정 부분이 식각되어 n전극(165)과 p전극(164)을 형성하는 방식으로 제조될 수 있다. 이때, 소정 부분은 n전극(165)과 p전극(164)을 이격시키기 위한 것으로, n형층(161)의 일부가 노출되도록 소정 부분이 식각될 수 있다. 다시 말해, n전극(165)과 p전극(164)이 배치될 LED(160)의 면은 평탄화된 면이 아닌 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 이에, p전극(164)은 p형층(163) 상에 배치되고, n전극(165)은 n형층(161) 상에 배치되며, p전극(164)과 n전극(165)은 서로 다른 높이에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에, n전극(165)은 p전극(164)보다 반사층(RL)에 인접하게 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 트랜지스터(150) 및 LED(160) 상에 평탄화층(116)이 형성된다. 평탄화층(116)은 트랜지스터(150)의 상부 및 LED(160)의 상부를 평탄화한다. 평탄화층(116)은 단층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(116)은 아크릴(acryl)계 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 트랜지스터(150)와 평탄화층(116) 사이에 패시베이션층이 형성될 수도 있다. 즉, 트랜지스터(150)를 수분 및 산소 등의 침투로부터 보호하기 위해, 트랜지스터(150)를 덮는 패시베이션층이 형성될 수 있다. 또한, LED(160)의 n형층(161) 및 p형층(163) 각각에 접하는 n전극(165) 및 p전극(164)를 형성하기 전, n형층(161)과 p형층(163)의 전기적인 쇼트를 방지하기 위한 절연층으로 n형층(161), 활성층(162) 및 p형층(163)을 덮는 패시베이션층이 형성될 수 있다. 패시베이션층은 무기물로 이루어질 수 있고, 단층 또는 복층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 평탄화층(116) 상에는 데이터 패드(173), 연결 패드(172), 제1 전극(174) 및 제2 전극(175)이 배치된다.
데이터 패드(173)는 데이터 배선으로 기능하는 연결 배선(180)으로부터 데이터 신호를 복수의 서브 화소(SPX)에 전달할 수 있다. 데이터 패드(173)는 평탄화층(116)에 형성된 컨택홀을 통하여 트랜지스터(150)의 소스 전극(153)과 연결된다. 데이터 패드(173)는 평탄화층(116) 상이 아닌 층간 절연층(114) 상에 형성되어, 트랜지스터(150)의 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)과 동일한 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
연결 패드(172)는 게이트 배선으로 기능하는 연결 배선(180)으로부터 게이트 신호를 복수의 서브 화소(SPX)에 전달할 수 있다. 연결 패드(172)는 평탄화층(116) 및 층간 절연층(114)에 형성된 컨택홀을 통하여 게이트 패드(171)와 연결되며, 게이트 신호를 게이트 패드(171)에 전달한다. 연결 패드(172)는 데이터 패드(173)와 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 전극(174)은 트랜지스터(150)와 LED(160)를 전기적으로 연결하는 전극이다. 제1 전극(174)은 평탄화층(116)에 형성된 컨택홀을 통하여 LED(160)의 p전극(164)과 연결된다. 또한, 제1 전극(174)은 평탄화층(116)에 형성된 컨택홀을 통해 트랜지스터(150)의 드레인 전극(154)과 연결된다. 따라서, LED(160)의 p전극(164)과 트랜지스터(150)의 드레인 전극(154)은 제1 전극(174)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 트랜지스터(150)의 타입에 따라 제1 전극(174)은 트랜지스터(150)의 소스 전극(153)과 연결될 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 전극(175)은 LED(160)와 공통 배선(CL)을 전기적으로 연결하는 전극이다. 제2 전극(175)은 평탄화층(116) 및 층간 절연층(114)에 형성된 컨택홀을 통해 공통 배선(CL)과 연결되고, 평탄화층(116)에 형성된 컨택홀을 통하여 LED(160)의 n전극(165)과 연결된다. 따라서, 공통 배선(CL)과 LED(160)의 n전극(165)은 전기적으로 연결될 수 있다.
스트레쳐블 표시 장치(100)가 턴 온(Turn-On)될 경우, 트랜지스터(150)의 드레인 전극(154) 및 공통 배선(CL) 각각에는 서로 상이한 레벨의 전압이 인가될 수 있다. 제1 전극(174)에는 트랜지스터(150)의 드레인 전극(154)에 인가되는 전압이 인가될 수 있고, 제2 전극(175)에는 공통 배선(CL)으로부터의 공통 전압이 인가될 수 있다. 그리고 서로 상이한 레벨의 전압은 제1 전극(174) 및 제2 전극(175)을 통해 p전극(164)과 n전극(165)에 인가될 수 있고, LED(160)의 활성층(162)으로 전류가 흘러 LED(160)가 발광할 수 있다.
도 3에서는 트랜지스터(150)가 p전극(164)과 전기적으로 연결되고, 공통 배선(CL)이 n전극(165)과 전기적으로 연결되는 것으로 설명하였으나, 트랜지스터(150)가 n전극(165)과 전기적으로 연결되고, 공통 배선(CL)이 p전극(164)과 전기적으로 연결될 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 전극(174), 제2 전극(175), 데이터 패드(173), 연결 패드(172) 및 평탄화층(116) 상에 뱅크(117)가 배치된다. 뱅크(117)는 반사층(RL)의 끝단과 중첩하도록 배치되며, 뱅크(117)와 중첩하지 않는 반사층(RL)의 일부분은 발광 영역으로 정의될 수 있다. 뱅크(117)는 LED(160)에서 발광된 광이 인접 서브 화소(SPX)로 전달되어 혼색 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 블랙 물질을 포함하도록 구성될 수도 있다. 뱅크(117)는 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 평탄화층(116)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크(117)는 아크릴(acryl)계 수지, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; BCB)계 수지, 또는 폴리이미드로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
뱅크(117)는 데이터 배선으로 기능하는 연결 배선(180)과 데이터 패드(173)를 연결하는 컨택홀 및 게이트 배선으로 기능하는 연결 배선(180)과 연결 패드(172)를 연결하는 컨택홀을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)를 종래의 일반적인 플렉서블 유기 발광 표시 장치와 비교하면, 스트레쳐블 표시 장치(100)는 상대적으로 강성을 갖는 복수의 아일랜드 기판(111)이 서로 이격되어 상대적으로 연성을 갖는 하부 기판(110) 상에 배치되는 구조를 갖는다. 또한, 스트레쳐블 표시 장치(100)의 버퍼층(112), 게이트 절연층(113), 층간 절연층(114), 평탄화층(116), 뱅크(117) 등은 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 대응되도록 패터닝되어 배치된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 사용자가 스트레쳐블 표시 장치(100)를 늘어나게 하거나 휘게 하는 경우 스트레쳐블 표시 장치(100)가 보다 쉽게 변형될 수 있는 구조를 가지며, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 변형되는 과정에서 스트레쳐블 표시 장치(100)의 구성요소들이 손상되는 것을 최소화할 수 있는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 LED(160)를 포함한다. LED(160)는 유기 물질이 아닌 무기 물질로 이루어지므로, 신뢰성이 우수하여 액정 표시 소자나 유기 발광 소자에 비해 수명이 길다. 또한, LED(160)는 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라, 소비 전력이 적고, 내충격성이 강해 안정성이 뛰어나며, 발광 효율이 우수해 고휘도의 영상을 표시할 수 있기 때문에 초대형 화면에도 적용되기에 적합한 소자이다. 특히, LED(160)는 유기 물질이 아닌 무기 물질로 이루어지므로, 유기 발광 소자를 사용하는 경우 요구되는 봉지층이 사용되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 LED(160)를 표시 소자로 사용하여, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형될 경우 쉽게 손상될 수 있는 봉지층의 사용을 생략할 수 있다. 또한, LED(160)는 유기 물질이 아닌 무기 물질로 이루어지므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)의 표시 소자는 수분 또는 산소로부터 보호될 수 있고, 신뢰성이 우수할 수 있다.
연결 배선(180)은 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 패드를 전기적으로 연결하는 배선을 의미한다. 연결 배선(180)은 제1 연결 배선(181) 및 제2 연결 배선(182)을 포함한다. 제1 연결 배선(181)은 연결 배선(180) 중 X 축 방향으로 연장되는 배선을 의미하고, 제2 연결 배선(182)은 연결 배선(180) 중 Y 축 방향으로 연장되는 배선을 의미한다.
일반적인 표시 장치의 경우, 복수의 게이트 배선, 복수의 데이터 배선 등과 같은 다양한 배선은 복수의 서브 화소 사이에서 연장되어 배치되며, 하나의 신호 배선에 복수의 서브 화소가 연결된다. 이에, 일반적인 표시 장치의 경우, 게이트 배선, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 기준 전압 배선, 공통 배선 등과 같은 다양한 배선은 기판 상에서 끊김 없이 표시 장치의 일 측에서 타 측으로 연장한다.
이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)의 경우, 금속 물질로 이루어지는 게이트 배선, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 기준 전압 배선, 공통 배선 등과 같은 다양한 배선은 복수의 아일랜드 기판(111) 상에만 배치된다. 즉, 본 발명의 일 실시에에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서 금속 물질로 이루어진 다양한 배선은 복수의 아일랜드 기판(111) 상에만 배치되고, 하부 기판(110)에 접하도록 형성되지 않을 수 있다. 이에, 다양한 배선들은 복수의 아일랜드 기판(111)에 대응하도록 패터닝되어 불연속적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 이러한 불연속적인 배선들을 연결하기 위해, 서로 인접하는 두 개의 아일랜드 기판(111) 상의 패드가 연결 배선(180)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 연결 배선(180)은 인접하는 두 개의 아일랜드 기판(111) 상의 패드를 전기적으로 연결한다. 따라서, 본 발명의 스트레쳐블 표시 장치(100)는 게이트 배선, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 기준 전압 배선, 공통 배선 등과 같은 다양한 배선을 복수의 아일랜드 기판(111) 사이에서 전기적으로 연결하도록 복수의 연결 배선(180)을 포함할 수 있다. 예를 들면, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상에는 게이트 배선이 배치될 수 있고, 게이트 배선의 양 끝단에는 게이트 패드(171)가 배치될 수 있다. 이때, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 복수의 게이트 패드(171) 각각은 게이트 배선으로 기능하는 연결 배선(180)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 게이트 배선과 하부 기판(110) 상에 배치된 연결 배선(180)이 하나의 게이트 배선으로 기능할 수 있다. 또한, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 기준 전압 배선, 공통 배선 등과 같이 스트레쳐블 표시 장치(100)에 포함될 수 있는 모든 다양한 배선 또한 상술한 바와 같이 연결 배선(180)에 의해 하나의 배선으로 기능할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 연결 배선(181)은 X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 패드 중 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상의 패드들을 서로 연결할 수 있다. 제1 연결 배선(181)은 게이트 배선 등으로 기능할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들면, 제1 연결 배선(181)은 게이트 배선으로 기능할 수 있고, 뱅크(116)에 형성된 컨택홀을 통하여 X축 방향으로 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상의 게이트 패드(171)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에, 앞서 설명한 바와 같이, X축 방향으로 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 게이트 패드(171)는 게이트 배선으로 기능하는 제1 연결 배선(181)에 의하여 연결될 수 있고, 하나의 게이트 신호가 전달될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 연결 배선(182)은 Y축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 패드 중 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상의 패드들을 서로 연결할 수 있다. 제2 연결 배선(182)은 데이터 배선 등으로 기능할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들면, 제2 연결 배선(182)은 데이터 배선으로 기능할 수 있고, 뱅크(116)에 형성된 컨택홀을 통하여 Y축 방향으로 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상의 데이터 패드(173)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에, 앞서 설명한 바와 같이, Y축 방향으로 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 데이터 패드(173)는 데이터 배선으로 기능하는 복수의 제2 연결 배선(182)에 의하여 연결될 수 있고, 하나의 데이터 신호가 전달될 수 있다.
도 2 를 참조하면, 연결 배선(180)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함한다. 구체적으로, 제1 연결 배선(181)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함하며, 제2 연결 배선(182)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함한다.
제1 연결 배선(181)은 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 뱅크(117)의 상면 및 측면, 평탄화층(116), 층간 절연층(114), 게이트 절연층(113), 버퍼층(112), 복수의 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하며 하부 기판(110)의 상면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 제1 연결 배선(181)은 하부 기판(110)의 상면과 접하며, 이웃하는 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하고, 이웃하는 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 버퍼층(112), 게이트 절연층(113), 층간 절연층(114), 평탄화층(116) 및 뱅크(117)의 측면과 접할 수 있다. 그리고, 제1 연결 배선(181)은 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 연결 패드(172)와 접할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머는 하부 기판(110)과 유사하게 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 베이스 폴리머는, 예를 들어, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer), SBS(Styrene Butadiene Styrene) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어날 경우, 베이스 폴리머는 손상되지 않을 수 있다. 베이스 폴리머는 하부 기판(110) 및 아일랜드 기판(111) 상에 베이스 폴리머를 구성하는 물질을 코팅하거나 슬릿(slit)을 사용하여 도포하는 방식으로 형성될 수 있다.
제1 연결 배선(181)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결 배선(181)은 베이스 폴리머 내에 일정한 농도로 분산된 전도성 입자를 포함할 수 있다. 제1 연결 배선(181)은, 예를 들어, 베이스 폴리머에 전도성 입자를 균일하게 교반한 후, 전도성 입자가 분산된 베이스 폴리머를 하부 기판(110) 및 아일랜드 기판(111) 상에 코팅 및 경화하는 방식으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전도성 입자는 은(Ag), 금(Au), 탄소(Carbon) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머에 분산되어 배치된 전도성 입자는 서로 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 각각 배치된 연결 패드(172)를 전기적으로 연결하는 전도성 경로를 이룰 수 있다. 또한, 복수의 아일랜드 기판(111) 중 최외곽에 배치된 아일랜드 기판(111)에 형성된 게이트 패드(171)와 비표시 영역(NA)에 배치된 패드를 전기적으로 연결하여 전도성 경로를 이룰 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머 및 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자는 서로 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이를 직선 형상으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제조 공정에서 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드 사이를 연결하는 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자가 이루는 전도성 경로 또한 직선 형상일 수 있다. 그러나, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머 및 전도성 입자의 형성 과정 및 형상은 이에 제한되지 않을 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 연결 배선(182)은 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 뱅크(117)의 상면 및 측면, 평탄화층(116), 층간 절연층(114), 게이트 절연층(113), 버퍼층(112), 복수의 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하며 하부 기판(110)의 상면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 제2 연결 배선(182)은 하부 기판(110)의 상면과 접하며, 이웃하는 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하고, 이웃하는 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 버퍼층(112), 게이트 절연층(113), 층간 절연층(114), 평탄화층(116) 및 뱅크(117)의 측면과 접할 수 있다. 그리고, 제2 연결 배선(182)은 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 데이터 패드(173)와 접할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머는 하부 기판(110)과 유사하게 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있으며, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머와 동일한 물질일 수 있다. 베이스 폴리머는, 예를 들어, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer), SBS(Styrene Butadiene Styrene) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
그리고, 제2 연결 배선(182)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산될 수 있다. 구체적으로, 제2 연결 배선(183)은 베이스 폴리머 내에 일정한 농도로 분산된 전도성 입자를 포함할 수 있다. 이때, 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머의 상부에 분산된 전도성 입자의 농도와 베이스 폴리머의 하부에 분산된 전도성 입자의 농도는 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제2 연결 배선(181)의 제조 공정은 제1 연결 배선(181)의 제조 공정과 동일할 수 있으며, 동시에 수행될 수도 있다.
제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머에 분산되어 배치되는 전도성 입자는 서로 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 각각 배치된 데이터 패드(173)를 전기적으로 연결하는 전도성 경로를 이룰 수 있다. 또한, 복수의 아일랜드 기판(111) 중 최외곽에 배치된 아일랜드 기판(111)에 형성된 데이터 패드(173)와 비표시 영역(NA)에 배치된 패드를 전기적으로 연결하여 전도성 경로를 이룰 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머 및 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자는 서로 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이를 직선 형상으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제조 공정에서 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드 사이를 연결하는 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자가 이루는 전도성 경로 또한 직선 형상일 수 있다. 그러나, 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머 및 전도성 입자의 형성 과정 및 형상은 이에 제한되지 않을 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 하부 기판(110) 상에는 상부 기판(120), 편광층(190) 및 제2 접착층(118)이 배치된다.
상부 기판(120)은 상부 기판(120)의 아래에 배치되는 다양한 구성요소들을 지지하는 기판이다. 상부 기판(120)은 연성 기판으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 상부 기판(120)은 연성 기판으로서, 팽창 및 수축이 가역적으로 가능할 수 있다. 또한 탄성 계수(elastic modulus)가 수 MPa 내지 수 백 MPa일 수 있으며, 연신 파괴율이 100% 이상일 수 있다. 상부 기판(120)의 두께는 10um 내지 1mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상부 기판(120)은 하부 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer)로 이루어질 있으며, 이에, 유연한 성질을 가질 수 있다. 그러나, 상부 기판(120)의 재질은 이에 제한되는 것은 아니다.
상부 기판(120)과 하부 기판(110)에는 압력이 가해져 상부 기판(120)의 아래에 배치된 제2 접착층(118)에 의하여 상부 기판(120)과 하부 기판(110)은 합착될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 실시예에 따라 제2 접착층(118)이 생략될 수도 있다.
상부 기판(120) 상에는 편광층(190)이 배치된다. 편광층(190)은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 외부로부터 입사되는 광을 편광시킬 수 있다. 편광층(190)을 통과하여 스트레쳐블 표시 장치(100)의 내부로 입사된 편광된 광은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 내부에서 반사될 수 있고, 이에, 위상이 전환될 수 있다. 위상이 전환된 광은 편광층(190)을 통과하지 못할 수 있다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치(100)의 외부로부터 스트레쳐블 표시 장치(100)의 내부로 입사된 광은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 외부로 다시 방출되지 못하여 스트레쳐블 표시 장치(100)의 외광 반사는 감소될 수 있다.
스트레쳐블 표시 장치는 쉽게 휘거나 늘어나는 성질을 가져야 하므로, 모듈러스가 작아 연성 특성을 갖는 기판을 사용하려는 시도가 존재하였다. 다만, 모듈러스가 작은 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 연성 물질을 하부의 기판으로 사용할 경우, 모듈러스가 작은 물질의 열에 약한 특성에 의하여 트랜지스터, 표시 소자를 형성하는 공정 중 발생하는 고온, 예를 들어, 100℃ 이상의 온도에 의해 기판이 손상되는 문제가 발생하였다.
이에, 고온에 견딜 수 있는 물질로 이루어진 기판 상에 표시 소자를 형성하여야, 표시 소자를 형성하는 공정에서 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 폴리이미드(polyimide; PI)와 같이 제조 공정 중에 발생하는 고온에 견딜 수 있는 물질로 기판을 형성하는 시도가 있었으나, 고온에 견딜 수 있는 물질들은 모듈러스가 커서 연성 특성을 가지지 못하여 스트레쳐블 표시 장치를 연신하는 과정에서 기판이 휘거나 늘어나기 어려운 문제가 발생하였다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 트랜지스터(150) 등이 배치되는 영역에만 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111)을 배치하여 트랜지스터(150) 등의 제조 공정에서의 고온에 의해 복수의 아일랜드 기판(111)이 손상되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 복수의 아일랜드 기판(111) 하부 및 상부에 연성 기판인 하부 기판(110) 및 상부 기판(120)을 배치할 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역을 제외한 하부 기판(110) 및 상부 기판(120)의 나머지 영역은 쉽게 늘어나거나 휘어질 수 있으므로, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 구현될 수 있다. 또한, 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111) 상에 배치되는 트랜지스터(150), LED(160) 등이 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어남에 따라 손상되는 것을 방지될 수 있다.
한편, 스트레쳐블 표시 장치가 휘거나 늘어나는 경우, 연성 기판으로 이루어진 하부 기판만이 변형되고, 강성 기판으로 이루어진 아일랜드 기판은 변형되지 않을 수 있다. 이 경우, 복수의 아일랜드 기판에 배치된 각각의 패드를 연결하는 배선이 쉽게 휘거나 늘어나는 물질로 이루어지지 못한 경우, 배선은 하부 기판의 변형에 의하여 크랙이 발생되는 등 손상될 수 있다.
이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드가 베이스 폴리머와 전도성 입자를 포함하는 연결 배선(180)과 전기적으로 연결될 수 있다. 베이스 폴리머는 쉽게 변형될 수 있는 연성을 가진다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형될지라도 베이스 폴리머를 포함하는 연결 배선(180)이 복수의 아일랜드 기판(111) 사이 영역에서 쉽게 변형될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는, 연결 배선(180)이 전도성 입자를 포함함으로써, 전도성 입자로 이루어진 전도성 경로에 베이스 폴리머의 변형에 의하여도 크랙 등의 손상이 발생되지 않을 수 있다. 예를 들어, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형될 경우, 연성 기판인 하부 기판(110)은 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된 영역을 제외한 나머지 영역에서 변형될 수 있다. 이때, 변형되는 하부 기판(110) 상에 배치된 복수의 전도성 입자 사이의 거리가 변화될 수 있다. 이때, 베이스 폴리머 상부에 배치되어 전도성 경로를 형성하는 복수의 전도성 입자의 농도는 복수의 전도성 입자 사이의 거리가 멀어지더라도 전기적 신호가 전달될 수 있도록 높게 유지될 수 있다. 따라서, 베이스 폴리머가 휘거나 늘어날지라도 복수의 전도성 입자에 의한 전도성 경로는 전기적 신호를 원활하게 전달할 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형되더라도 각각의 패드 사이에서 전기적 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 연결 배선(180)이 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함함으로써, 서로 인접한 복수의 아일랜드 기판(111)에 배치된 각각의 패드 사이를 연결하는 연결 배선(180)이 최단 길이를 갖도록, 즉, 직선 형태로 배치될 수 있다. 즉, 연결 배선(180)은 굴곡진 형상으로 형성되지 않더라도 스트레쳐블 표시 장치(100)가 구현될 수 있다. 연결 배선(180)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산되어 전도성 경로를 형성한다. 그리고, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형됨에 따라 전도성 입자에 의한 전도성 경로가 휘거나 늘어날 수 있다. 이 경우, 전도성 입자 사이의 거리가 변화될 뿐, 전도성 입자가 형성하는 전도성 경로는 여전히 전기적 신호를 전달할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 연결 배선(180)이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에서는 연결 배선(180)이 베이스 폴리머 및 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자로 구성되는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되지 않고, 연결 배선(180)은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 연결 배선(180)은 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 다양한 도전성 구성요소, 예를 들어, 트랜지스터(150)의 게이트 전극(151), 소스 전극(153), 드레인 전극(154), 공통 배선(CL) 등과 같은 다양한 도전성 구성요소와 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다. 이때, 연결 배선(180)은 평면 상에서 굴곡진 형상을 갖도록 배치되어 스트레쳐블 표시 장치(100) 연신 시 용이하게 연신될 수 있다. 또한, 연결 배선(180)은 하부 기판(110)과 직접 컨택할 수도 있고, 연결 배선(180)과 하부 기판(110) 사이에는 아일랜드 기판(111)에서 연장된 기판이 배치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 확대 평면도이다. 도 5는 도 4의 V-V'에 따른 개략적인 단면도이다. 도 4 및 도 5의 스트레쳐블 표시 장치(400)는 도 3에 도시된 스트레쳐블 표시 장치(100)와 비교하여 광 전달부(LP)를 더 포함한다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 하부 기판(110), 복수의 아일랜드 기판(111) 및 복수의 서브 화소(SPX), 광 전달부(LP)만을 도시하였다. 아울러, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 구성 요소 중 복수의 서브 화소(SPX) 각각에 배치되는 복수의 LED(160)만을 개략적으로 도시하였다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 하부 기판(110) 및 복수의 아일랜드 기판(111) 상에 광 전달부(LP)가 배치된다. 광 전달부(LP)는 복수의 LED(160)로부터의 광을 전달하기 위해, 격벽(422) 및 광 전달층(420)을 포함한다.
하부 기판(110) 및 복수의 연결 배선(180) 상에 격벽(422)이 배치된다. 구체적으로, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 하부 기판(110) 및 연결 배선(180) 상에 격벽(422)이 배치된다. 격벽(422)은 복수의 아일랜드 기판(111) 상에 배치된 복수의 LED(160)로부터 발광된 광을 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역으로 전달시킬 수 있다. 구체적으로, 격벽(422)은 복수의 LED(160)로부터 발광된 광 중 복수의 LED(160)의 측면으로 향하는 광을 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역으로 전달시켜 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에서도 광이 출광되도록 할 수 있다.
격벽(422)은 하부 기판(110) 및 복수의 연결 배선(180)의 상면에 수직한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 격벽(422)은 평면 상에서 메쉬 형상으로 이루어질 수 있고, 메쉬 형상으로 이루어진 격벽(422)은 복수의 연결 배선(180)의 상면 및 하부 기판(110)의 상면의 일부를 노출시킨다. 다만, 격벽(422)의 평면 형상은 이에 제한되지 않는다.
격벽(422)의 모듈러스는 복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스보다 작고, 하부 기판(110)의 모듈러스와 유사하거나 동일할 수 있다. 격벽(422)은 스트레쳐블 표시 장치(400)의 연신 시, 하부 기판(110) 및 연결 배선(180)과 함께 변형될 수 있도록 탄성력을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 격벽(422)은 실리콘, 우레탄 등 탄성을 가진 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 복수의 아일랜드 기판(111)과 격벽(422) 상에 광 전달층(420)이 배치된다. 이에, 광 전달층(420)은 상부 기판으로 기능할 수 있다. 광 전달층(420)은 서로 이격된 복수의 서브 광 전달층(421)을 포함한다. 구체적으로, 광 전달층(420)은 복수의 LED(160) 각각에 대응되도록 패터닝된 복수의 서브 광 전달층(421)을 포함할 수 있다.
복수의 서브 광 전달층(421) 각각은 복수의 LED(160) 중 하나의 LED(160)와 격벽(422) 중 일부에 중첩할 수 있고, 복수의 서브 광 전달층(421) 각각에는 하나의 LED(160)로부터 발광된 광이 유도될 수 있다. 복수의 서브 광 전달층(421)은 서로 다른 색의 광을 발광하는 복수의 서브 화소(SPX) 각각에 중첩하도록 배치될 수 있다. 복수의 서브 광 전달층(421)은 복수의 강성 영역 중 하나의 강성 영역의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있고, 또한 연성 영역의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 서브 광 전달층(421)은 LED(160)가 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 중 하나의 아일랜드 기판(111)과, 하나의 아일랜드 기판(111)에 인접하게 배치된 격벽(422)에 중첩하도록 배치될 수 있다. 이에, 복수의 서브 광 전달층(421)은 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하는 하부 기판(110)의 강성 영역과, 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하지 않는 하부 기판(110)의 연성 영역의 일부에 중첩하도록 배치될 수 있다. 이때, 하나의 LED(160)로부터 발광된 광은 복수의 서브 광 전달층(421) 중 상기 LED(160)와 중첩하는 서브 광 전달층(421) 전체로 전달될 수 있다. 이에, 하나의 서브 광 전달층(421)에 대응하는 영역이 하나의 발광 영역처럼 기능할 수 있다.
그리고 복수의 서브 광 전달층(421)은 서로 이격됨에 따라, 하나의 LED(160)로부터의 광이 대응되는 서브 광 전달층(421) 내에서만 전달될 수 있고, 이격된 다른 서브 광 전달층(421)으로 전달되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 서브 광 전달층(421)은 서로 이격되고, 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에는 복수의 서브 광 전달층(421)보다 굴절률이 낮은 가스가 배치되므로, 하나의 서브 광 전달층(421)에서의 광이 이웃하는 다른 서브 광 전달층(421) 측으로 전달되지 않을 수 있다. 따라서, 복수의 서브 광 전달층(421)은 서로 이격되어 배치됨에 따라, 복수의 LED(160)로부터 발광된 광의 혼색을 저감할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 격벽(422), 광 전달층(420), 하부 기판(110) 및 연결 배선(180)은 복수의 공극(423)을 이루도록 구성된다. 즉, 복수의 공극(423)의 상부는 광 전달층(420)에 대응하고, 복수의 공극(423)의 측부는 격벽(422) 또는 광 전달층(420)에 대응하며, 복수의 공극(423)의 하부는 하부 기판(110) 또는 연결 배선(180)에 대응할 수 있다. 이에, 복수의 공극(423)은 공기로 채워진 빈 공간일 수 있다.
한편, 격벽(422)은 공기로 채워진 복수의 공극(423)을 가짐에 따라 복수의 LED(160)로부터 발광된 광을 전반사의 원리로 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역이자, 광 전달층(420) 전체로 유도시킬 수 있다. 예를 들어, 광 전달층(420)이 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)으로 이루어진 경우, 광 전달층은 약 1.4의 굴절률을 갖고, 격벽(422)이 실리콘 또는 우레탄으로 이루어진 경우, 격벽(422)은 약 1.4 ~ 1.6의 굴절률을 가지며, 복수의 공극(423)에 채워진 공기는 1의 굴절률을 가질 수 있다. 이때, 복수의 LED(160)로부터 발광된 광들은 광 전달층(420)으로 향할 수 있고, 광 전달층(420) 내에서 복수의 공극(423)으로 향한 광은 전반사에 의해 계속해서 반사되며 광 전달층(420) 내에서 전달될 수 있다. 구체적으로, 전반사는 고굴절률의 물질에서 저굴절률의 물질로 향하는 광 중 입사각이 임계각보다 클 경우, 두 물질의 계면을 통과하지 못하고 다시 반사되는 현상이다. 이때, 상대적으로 고굴절률의 광 전달층(420)에서부터 저굴절률의 공기로 향하는 광 중 임계각보다 큰 입사각을 갖는 광은 광 전달층(420)과 복수의 공극(423) 사이의 경계에서 다시 광 전달층(420)의 내부로 반사되며, 광 전달층(420)의 전면으로 전달될 수 있다. 반면, 광 전달층(420)에서 격벽(422)으로 향하는 광은 상대적으로 저굴절률의 광 전달층(420)에서 고굴절률의 격벽(422)으로 향하기 때문에, 전반사가 유지되지 않고, 광 전달층(420)과 격벽(422)의 계면에서 굴절되어 입사각과 상이한 반사각으로 반사되고, 이에 따라, 광 전달층(420)과 격벽(422)의 계면에서 굴절된 광은 광 전달층(420)의 상면을 통해 외부로 출광될 수 있다.
그러므로, 복수의 LED(160)로부터 발광된 광 각각을 복수의 서브 광 전달층(421) 내로 전달시킨 후, 복수의 서브 광 전달층(421)의 상부로 출광시키기 위해 복수의 서브 광 전달층(421)의 굴절률은 격벽(422)의 굴절률과 같거나 더 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(400)는 광 전달부(LP)를 배치하여 복수의 LED(160)로부터 발광된 광을 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에까지 전달시켜, 스트레쳐블 표시 장치(400) 전면에서 휘도를 균일하게 할 수 있다. 스트레쳐블 표시 장치(400)의 연신 시, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 거리가 늘어나게 되고, 복수의 LED(160) 사이의 거리 또한 늘어날 수 있다. 이때, 복수의 LED(160) 사이의 거리가 멀어지게 되면, 표시 소자가 배치되지 않은 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에서 휘도 저하가 발생할 수 있다. 다만, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역은 외력에 의해 용이하게 변형되는 영역이므로 광을 발광하는 별도의 표시 소자를 두어 휘도 저하를 보상하기 어렵고, 격자 형상의 얼룩 등이 시인될 수 있다.
이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(400)는 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역으로 광을 전달시키는 광 전달부(LP)를 배치하여, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에서 휘도 저하를 보상할 수 있다. 구체적으로, 광 전달부(LP)는 복수의 아일랜드 기판(111) 사이에 배치되고 공기가 채워진 복수의 공극(423)을 포함하는 격벽(422), 및 복수의 LED(160) 및 격벽(422) 상에 배치된 광 전달층(420)을 포함한다. 복수의 LED(160)로부터 발광된 광은 복수의 공극(423) 내의 공기에 의해 전반사되어 복수의 서브 광 전달층(421) 전체로 전달될 수 있고, 격벽(422)에 의해 복수의 서브 광 전달층(421)의 상부로 출광될 수 있다. 이때, 복수의 서브 광 전달층(421)은 서로 이격되어 배치됨에 따라 복수의 LED(160)로부터 발광된 광이 혼색되지 않고, 복수의 서브 광 전달층(421) 각각에는 하나의 LED(160)로부터 발광된 광만이 전달될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에 중첩하는 복수의 서브 광 전달층(421) 전체로 광이 전달될 수 있고, 마치 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에서도 광이 발광하는 것처럼 시인될 수 있다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치(400)를 연신하여 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 거리가 늘어나게 되더라도, 복수의 LED(160)로부터 발광된 광이 격벽(422) 및 복수의 서브 광 전달층(421)을 통해 스트레쳐블 표시 장치(400)의 전면에 고르게 전달되어 출광되기 때문에 스트레쳐블 표시 장치(400) 전면에서 휘도의 균일도가 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(400)는 복수의 공극(423)을 갖는 격벽(422) 및 광 전달층(420)을 배치하여 복수의 아일랜드 기판(111) 상의 복수의 LED(160)로부터 발광된 광을 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역으로 전달시킬 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치(400)의 연신에 따른 휘도 불균일 및 격자감을 최소화할 수 있다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 확대 평면도이다. 도 7은 도 6의 VII-VII'에 따른 개략적인 단면도이다. 도 6 및 도 7의 스트레쳐블 표시 장치(600)는 도 4 및 도 5에 도시된 스트레쳐블 표시 장치(400)와 비교하여 광 전달층(620)이 차폐부(624)를 더 포함한다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 광 전달부(LP)의 광 전달층(620)은 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 배치된 차폐부(624)를 더 포함한다. 차폐부(624)는 복수의 LED(160) 각각으로부터 발광된 광이 전달되는 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 배치되고, 복수의 서브 광 전달층(421)과 접촉하여, 복수의 서브 광 전달층(421) 각각으로 전달된 광이 이웃하는 복수의 서브 광 전달층(421)으로 전달되는 혼색 현상을 방지하기 위한 구성이다.
이때, 복수의 LED(160) 각각에 대응되도록 배치된 복수의 서브 광 전달층(421) 각각은 상술한 바와 같이 하나의 발광 영역처럼 기능할 수 있다. 이에, 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 배치된 차폐부(624)는 복수의 LED(160) 각각으로부터 발광된 광이 방출되는 복수의 발광 영역 사이에 배치된 것으로 정의될 수도 있다.
차폐부(624)는 광 전달층(620)과 굴절률이 동일한 베이스 수지(624A) 및 베이스 수지(624A)에 분산된 복수의 염료(624B)를 포함한다. 복수의 염료(624B)는 복수의 서브 광 전달층(421) 내에 전달된 광 중 다른 서브 광 전달층(421)으로 향하는 광을 흡수하여 혼색 현상을 방지할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 광 전달층(421)에서 전달된 광 중 차폐부(624)로 입사한 광은 차폐부(624)의 염료(624B)로 입사하여 광이 차폐부(624)에 흡수될 수 있다. 이에, 하나의 서브 광 전달층(421) 내에서 전달된 광은 이웃하는 다른 서브 광 전달층(421)으로 전달되지 않을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(600)는 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 차폐부(624)를 배치하여 혼색 현상을 최소화할 수 있다. 차폐부(624)는 베이스 수지(624A) 및 베이스 수지(624A) 내에 분산된 복수의 염료(624B)를 포함한다. 차폐부(624)는 복수의 서브 광 전달층(421) 내에서 전달된 광 중 이웃하는 서브 광 전달층(421)으로 향하는 광을 흡수하여 혼색 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(600)에서는 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 차폐부(624)를 배치하여, 복수의 서브 광 전달층(421) 각각에서 한가지 색상의 광만이 전달 및 방출되도록 할 수 있고, 광의 혼색을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 8의 스트레쳐블 표시 장치(800)는 도 6 및 도 7에 도시된 스트레쳐블 표시 장치(600)와 비교하여 광 전달층(820)의 차폐부(824)가 복수의 산란 입자(824C)를 더 포함한다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 광 전달부(LP)의 광 전달층(820)의 차폐부(824)는 광 전달층(820)과 굴절률이 동일한 베이스 수지(624A), 베이스 수지(624A)에 분산된 복수의 염료(624B) 및 베이스 수지(624A)와 상이한 굴절률을 갖고, 베이스 수지(624A)에 분산된 복수의 산란 입자(824C)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 복수의 염료(624B)는 복수의 서브 광 전달층(421) 내에 전달된 광 중 다른 서브 광 전달층(421)으로 향하는 광을 차폐하여 혼색 현상을 방지할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 광 전달층(421)에서 전달된 광 중 차폐부(624)로 입사한 광은 차폐부(624)의 염료(624B)로 입사하여 광이 차폐부(624)에 흡수될 수 있다. 이에, 하나의 서브 광 전달층(421) 내에서 전달된 광은 이웃하는 다른 서브 광 전달층(421)으로 전달되지 않을 수 있다.
다만, 차폐부(824) 내에서 염료(624B)의 밀도가 낮은 경우에는 차폐부(824)로 입사하는 광 중 일부는 염료(624B)에 흡수되지 않고 염료(624B) 사이의 공간으로 통과하여 이웃하는 서브 광 전달층(421)으로 전달될 수 있다. 또한, 차폐부(824) 내에서 염료(624B)의 밀도가 충분히 높은 경우에도 스트레쳐블 표시 장치(800)를 연신하는 경우 염료(624B) 간의 간격이 증가하여 차폐부(824)로 입사하는 광 중 일부는 염료(624B)에 흡수되지 않고 염료(624B) 사이의 공간으로 통과하여 이웃하는 서브 광 전달층(421)으로 전달될 수 있다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차폐부(824)는 복수의 염료(624B) 외에 베이스 수지(624A)에 분산된 복수의 산란 입자(824C)를 더 포함할 수 있다. 복수의 산란 입자(824C)는 복수의 염료(624B) 사이로 통과할 수 있는 광을 산란시키는 방식으로 광 경로를 변경시켜, 산란된 광이 복수의 염료(624B) 측으로 향하도록 할 수 있다. 이에, 복수의 염료(624B)는 복수의 산란 입자(824C)에 의해 산란된 광을 추가적으로 흡수할 수 있다. 여기서, 복수의 산란 입자(824C)는 중공 비드(bead)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 베이스 수지(624A)와 상이한 굴절률을 가지며 입사하는 광을 산란시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(800)는 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 차폐부(824)를 배치하여 혼색 현상을 최소화할 수 있다. 차폐부(824)는 베이스 수지(624A), 복수의 염료(624B) 및 복수의 산란 입자(824C) 를 포함한다. 이때, 차폐부(421)의 베이스 수지(624A) 내에 복수의 염료(624B) 및 산란 입자(824C)가 함께 분산되어, 복수의 염료(624B)의 낮은 밀도로 인한 혼색 현상 또는 스트레쳐블 표시 장치(800)의 연신 시 복수의 염료(624B) 간의 간격이 증가함에 따른 혼색 현상을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(800)는 복수의 서브 광 전달층(421) 사이에 복수의 염료(624B) 및 복수의 산란 입자(824C)가 분산된 차폐부(824)를 배치하여, 복수의 서브 광 전달층(421) 각각에서 한가지 색상의 광 만이 전달 및 방출되도록 할 수 있고, 광의 혼색을 최소화할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는 복수의 표시 소자가 배치되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 복수의 아일랜드 기판을 지지하는 하부 기판, 복수의 아일랜드 기판 각각을 전기적으로 연결하는 복수의 연결 배선 및 복수의 아일랜드 기판 및 하부 기판 상에 배치되고, 복수의 표시 소자로부터의 광을 전달하는 광 전달부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광 전달부는, 복수의 연결 배선 및 하부 기판 상에 배치되고, 복수의 연결 배선의 상면 및 하부 기판의 상면의 일부를 노출시키는 격벽 및 격벽 및 복수의 아일랜드 기판 상에 배치되는 광 전달층을 포함하고, 격벽, 광 전달층, 하부 기판 및 복수의 연결 배선은 복수의 공극을 이루도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽의 굴절률은 복수의 광 전달층의 굴절률과 같거나 더 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광 전달층은 서로 이격된 복수의 서브 광 전달층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 광 전달층 각각은 복수의 표시 소자 중 하나의 표시 소자 및 격벽 중 일부에 중첩할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광 전달층은 복수의 서브 광 전달층 사이에 배치되고, 베이스 수지 및 베이스 수지에 분산된 복수의 염료로 이루어진 차폐부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 차폐부는 베이스 수지에 분산된 복수의 산란 입자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 베이스 수지는 광 전달층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽은 메쉬 형상이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 표시 소자는 무기 발광 소자 또는 유기 발광 소자이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는 복수의 강성 영역 및 복수의 강성 영역을 둘러싸도록 배치된 연성 영역을 포함하는 하부 기판, 복수의 강성 영역 상에 배치된 복수의 표시 소자 및 하부 기판 상에 배치되고, 복수의 표시 소자로부터 발광된 광을 연성 영역으로 유도하여 하부 기판의 연신 시 발생하는 격자감을 최소화하도록 구성된 광 전달부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광 전달부는, 복수의 표시 소자로부터 발광된 광을 연성 영역으로 유도하는 광 전달층 및 연성 영역으로 유도된 광을 외부로 출광시키도록 연성 영역으로 유도된 광의 경로를 변경시키는 격벽을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽은 연성 영역 및 복수의 연결 배선의 상면에 수직한 방향으로 연장되고, 격벽에 의해 연성 영역 및 복수의 연결 배선의 상면의 일부가 노출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽의 모듈러스는 복수의 아일랜드 기판의 모듈러스보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광 전달층은 각각이 복수의 표시 소자 중 하나의 표시 소자로부터 발광된 광이 유도되는 복수의 서브 광 전달층을 포함하고, 복수의 서브 광 전달층은 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 광 전달층 각각은 복수의 강성 영역 중 하나의 강성 영역 및 연성 영역의 일부에 중첩할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광 전달층은 복수의 서브 광 전달층 사이에 배치되고, 광 전달층과 굴절률이 동일한 베이스 수지 및 베이스 수지에 분산된 복수의 염료를 포함하는 차폐부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 차폐부는 베이스 수지에 분산되어 차폐부로 입사하는 광을 산란시켜 복수의 염료로 광 경로를 변경시키는 복수의 산란 입자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 차폐부는 복수의 표시 소자 각각으로부터 발광된 광이 방출되는 복수의 발광 영역 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 광 전달층은 서로 다른 색의 광을 발광하는 복수의 발광 영역 각각에 중첩하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 강성 영역 상에 배치된 복수의 아일랜드 기판 및 연성 영역 상에 배치되고, 복수의 아일랜드 기판 중 서로 인접하는 아일랜드 기판에 배치된 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 연결 배선을 더 포함하고, 복수의 표시 소자 각각은 복수의 아일랜드 기판 상에 배치될 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 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 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, 400, 600, 800: 스트레쳐블 표시 장치
110: 하부 기판
111: 아일랜드 기판
112: 버퍼층
113: 게이트 절연층
114: 층간 절연층
115: 제1 접착층
116: 평탄화층
117: 뱅크
118: 제2 접착층
120: 상부 기판
130: COF
131: 베이스 필름
132: 구동 IC
140: 인쇄 회로 기판
150: 트랜지스터
151: 게이트 전극
152: 액티브층
153: 소스 전극
154: 드레인 전극
160: LED
161: n형층
162: 활성층
163: p형층
164: p전극
165: n전극
171: 게이트 패드
172: 연결 패드
173: 데이터 패드
174: 제1 전극
175: 제2 전극
180: 연결 배선
181: 제1 연결 배선
182: 제2 연결 배선
190: 편광층
CL: 공통 배선
RL: 반사층
PX: 화소
SPX: 서브 화소
LP: 광 전달부
420, 620, 820: 광 전달층
421: 서브 광 전달층
422: 격벽
423: 공극
624, 824: 차폐부
624A: 베이스 수지
624B: 염료
824C: 산란 입자

Claims (8)

  1. 복수의 강성 영역 및 상기 복수의 강성 영역을 둘러싸는 연성 영역을 포함하는 하부 기판;
    상기 복수의 강성 영역에 배치되고, 버퍼층을 포함하는 하나 이상의 절연층;
    상기 버퍼층 상에 배치된 트랜지스터;
    상기 트랜지스터 상에 배치된 평탄화층;
    상기 하나 이상의 절연층 상에 배치되고, n전극 및 p전극을 포함하는 LED;
    상기 LED의 상기 p전극에 전기적으로 연결된 제1 전극;
    상기 LED의 상기 n전극에 전기적으로 연결된 제2 전극; 및
    상기 하나 이상의 절연층 사이에 배치된 공통 배선을 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 평탄화층의 컨택홀을 통해 상기 트랜지스터에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 평탄화층의 컨택홀을 통해 상기 공통 배선에 전기적으로 연결되는, 스트레쳐블 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 강성 영역 사이에 배치된 복수의 연결 배선; 및
    상기 복수의 강성 영역에서 상기 평탄화층 상에 배치된 뱅크를 더 포함하고,
    상기 복수의 연결 배선은 상기 뱅크의 측면 및 상기 평탄화층의 측면에 접하며 상기 연성 영역으로 연장된, 스트레쳐블 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 절연층은,
    상기 버퍼층 상에 배치된 게이트 절연층; 및
    상기 게이트 절연층과 상기 평탄화층 사이에 배치된 층간 절연층을 더 포함하고,
    상기 버퍼층, 상기 게이트 절연층, 상기 층간 절연층, 상기 평탄화층 및 상기 뱅크는 상기 복수의 강성 영역에 배치되는, 스트레쳐블 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 연결 배선은 상기 뱅크의 측면, 상기 평탄화층의 측면, 상기 하나 이상의 절연층의 측면에 접하며 상기 연성 영역으로 연장된, 스트레쳐블 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 각각의 아래에 배치된 접착층을 더 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 LED 각각의 아래에 배치된 반사층을 더 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 반사층을 덮도록 배치된, 스트레쳐블 표시 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 연결 배선은,
    상기 복수의 강성 영역 사이에서 X축 방향으로 연장된 복수의 제1 연결 배선; 및
    상기 복수의 강성 영역 사이에서 Y축 방향으로 연장된 복수의 제2 연결 배선을 포함하고,
    상기 복수의 강성 영역 중 서로 이웃한 두 강성 영역 사이에는 상기 복수의 제1 연결 배선 중 4개의 제1 연결 배선이 배치되고,
    상기 복수의 강성 영역 중 서로 이웃한 두 강성 영역 사이에는 상기 복수의 제2 연결 배선 중 4개의 제2 연결 배선이 배치되는, 스트레쳐블 표시 장치.
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