KR20240013983A - 플렉서블 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치용 메탈 플레이트 - Google Patents

플렉서블 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치용 메탈 플레이트 Download PDF

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Abstract

실시예들에 따르면, 플렉서블 표시 장치는 화소를 포함하며, 폴딩 영역을 가지는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 배면에 위치하는 메탈 플레이트를 포함하며, 상기 메탈 플레이트는 하부 금속판, 단차부를 포함하는 상부 금속판, 상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이에 위치하는 주 스페이서 및 부 스페이서를 포함하며, 상기 부 스페이서는 상기 단차부와 평면상 중첩한다.

Description

플렉서블 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치용 메탈 플레이트{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND METAL PLATE THEREFOR}
본 개시는 플렉서블 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치용 메탈 플레이트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 폴딩으로 인한 문제가 발생하지 않으면서 내충격성도 강화된 플렉서블 표시 장치 및 이를 위한 메탈 플레이트에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치 등의 표시 장치는 표시 패널을 포함하고, 표시 패널은 기판 위에 여러 층과 소자들을 포함하여 제조된다. 종래에는 표시 패널의 기판으로 유리(glass)가 사용되고 있었다. 하지만, 유리 기판은 리지드(rigid) 하기 때문에 표시 장치를 휘거나 변형시키기가 어렵다. 최근에는 가볍고 변형이 쉬운 플라스틱 등의 플렉서블(flexible) 기판을 사용하는 플렉서블 표시 장치가 개발되고 있다.
플렉서블 표시 장치는 그 용도나 형태에 따라 벤더블(bendable) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 롤러블(rollable) 표시 장치 등으로 구분될 수 있다. 이러한 플렉서블 표시 장치는 플라스틱과 같은 유연한(flexible) 기판을 사용하여 휘거나 접을 수 있다.
또한, 최근 표시 장치에는 화면을 터치하면 터치 위치를 감지하는 기능을 포함할 수 있으며, 표시 장치에 따라서 손의 터치를 감지하거나 별도의 펜의 터치를 감지할 수 있다.
실시예들은 내충격성이 강화되면서 수차례 접더라도 문제가 발생하지 않는 플렉서블 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치용 메탈 플레이트를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 화소를 포함하며, 폴딩 영역을 가지는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 배면에 위치하는 메탈 플레이트를 포함하며, 상기 메탈 플레이트는 하부 금속판, 단차부를 포함하는 상부 금속판, 및 상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이에 위치하는 주 스페이서 및 부 스페이서를 포함하며, 상기 부 스페이서는 상기 단차부와 평면상 중첩한다.
상기 상부 금속판은 두께가 얇은 제1 부분과 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 제2 부분을 포함하며, 상기 주 스페이서는 상기 제2 부분과 평면상 중첩할 수 있다.
상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이이며, 상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서의 주변에는 공기가 위치할 수 있다.
상기 메탈 플레이트는 외곽을 따라서 형성되어 있는 실런트를 더 포함하며, 상기 실런트는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판 사이의 공간을 밀봉할 수 있다.
상기 실런트는 복수의 도전 스페이서를 더 포함하며, 상기 복수의 도전 스페이서는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판과 접할 수 있다.
상기 실런트에 의하여 밀봉되어 있는 공간에는 완충 역할을 수행하는 충진재가 위치할 수 있다.
상기 메탈 플레이트도 상기 표시 패널의 상기 폴딩 영역에 대응하는 부분에 폴딩 영역을 가지며, 상기 메탈 플레이트의 상기 폴딩 영역에는 복수의 오프닝이 형성되어 있는 메쉬 패턴부가 위치할 수 있다.
상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서는 상기 메쉬 패턴부의 상기 복수의 오프닝과 중첩하지 않는 위치에 위치할 수 있다.
상기 주 스페이서, 상기 부 스페이서, 및 상기 단차부는 상기 메탈 플레이트의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있다.
상기 메탈 플레이트도 상기 표시 패널의 상기 폴딩 영역에 대응하는 부분에 폴딩 영역을 가지며, 상기 주 스페이서, 상기 부 스페이서, 및 상기 단차부는 상기 폴딩 영역에 위치할 수 있다.
상기 상부 금속판은 판형 구조를 가지는 금속판과 상기 금속판의 일면 위에 위치하는 절연층으로 형성되며, 상기 단차부는 인접하는 상기 절연층의 사이에 위치할 수 있다.
상기 표시 패널의 전면에 위치하는 커버 윈도우; 및 상기 표시 패널과 상기 메탈 플레이트 사이에 위치하는 보호층 또는 쿠션층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 메탈 플레이트는 하부 금속판, 단차부를 포함하는 상부 금속판, 및 상기 하부 금속판 위에 위치하는 주 스페이서 및 부 스페이서를 포함하며, 상기 부 스페이서는 상기 단차부와 평면상 중첩하고, 상기 상부 금속판은 두께가 얇은 제1 부분과 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 제2 부분을 포함하며, 상기 주 스페이서는 상기 제2 부분과 평면상 중첩한다.
상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이이며, 상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서의 주변에는 공기가 위치할 수 있다.
상기 메탈 플레이트는 외곽을 따라서 형성되어 있는 실런트를 더 포함하며, 상기 실런트는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판 사이의 공간을 밀봉할 수 있다.
상기 실런트는 복수의 도전 스페이서를 더 포함하며, 상기 복수의 도전 스페이서는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판과 접할 수 있다.
상기 실런트에 의하여 밀봉되어 있는 공간에는 완충 역할을 수행하는 충진재가 위치할 수 있다.
상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서는 상기 메쉬 패턴부의 상기 복수의 오프닝과 중첩하지 않는 위치에 위치할 수 있다.
상기 상부 금속판은 판형 구조를 가지는 금속판과 상기 금속판의 일면 위에 위치하는 절연층으로 형성되며, 상기 단차부는 인접하는 상기 절연층의 사이에 위치할 수 있다.
실시예들에 따르면, 메탈 플레이트의 내에 복수의 스페이서를 형성하고, 복수의 스페이서 중 일부 스페이서는 상부 메탈 플레이트와 접하지 않도록 형성하여 충격에 대하여 완충 효과를 가져 내충격성을 강화한다. 메탈 플레이트에서 내충격성을 보완하기 때문에 플렉서블 표시 장치에서 메탈 플레이트를 제외한 부분은 내충격성을 고려하지 않고 재료나 물성을 채택하여 변형률을 증가시킬 수 있으며, 그 결과 플렉서블 표시 장치의 폴딩 영역에서 발생할 수 있는 굴곡 변형을 제거하거나 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 또 다른 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 패널을 도시한 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 메탈 플레이트의 배면의 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 메탈 플레이트의 일부 배면의 확대도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 메탈 플레이트의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 배면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 단면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 배면의 평면도이다.
도 12는 도 11의 메탈 플레이트를 사용하는 플렉서블 표시 장치를 접은 단면을 도시한 도면이다.
도 13는 내충격성을 테스트하는 방법을 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 비교예에 따른 플렉서블 표시 장치의 특징을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 경우만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 경우, 물리적으로 연결되는 경우나 전기적으로 연결되는 경우, 뿐만 아니라, 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 실질적으로 일체인 각 부분이 서로 연결되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서, 배선, 층, 막, 영역, 판, 구성 요소 등의 부분이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"라고 할 때, 이는 해당 방향으로 곧게 뻗은 직선 형상만을 의미하는 것이 아니고, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 전반적으로 연장되는 구조로, 일 부분에서 꺾이거나, 지그재그 구조를 가지거나, 곡선 구조를 포함하면서 연장되는 구조도 포함한다.
또한, 명세서에서 설명된 표시 장치, 표시 패널 등이 포함된 전자 기기(예를 들면, 휴대폰, TV, 모니터, 노트북 컴퓨터, 등)나 명세서에서 설명된 제조 방법에 의하여 제조된 표시 장치, 표시 패널 등이 포함된 전자 기기도 본 명세서의 권리 범위에서 배제되지 않는다.
이하에서는 도 1을 통하여 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 전체적인 구조를 살펴본다.
도 1은 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이로 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 플렉서블 표시 장치(1000)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면에 제3 방향(DR3)을 향해 영상을 표시할 수 있다. 영상이 표시되는 표시면은 플렉서블 표시 장치(1000)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 영상은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 영상이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다. 전면과 배면 사이의 제3 방향(DR3)에서의 이격 거리는 표시 패널(DP)의 제3 방향(DR3)에서의 두께와 대응될 수 있다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자의 입력은 전면에 인가되는 사용자의 손에 의한 입력이나 사용자가 사용하는 스타일러스 등의 펜 등의 입력일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 플렉서블 표시 장치(1000)는 플렉서블 표시 장치(1000)의 구조에 따라 플렉서블 표시 장치(1000)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수도 있다.
일 실시예에서, 플렉서블 표시 장치(1000)는 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA; 이하 비표시 영역이라고도 함)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역이며, 동시에 외부 입력이 감지되는 영역일 수 있다. 표시 영역(DA)은 후술하는 복수의 화소들이 배치되는 영역일 수 있다.
표시 영역(DA)은 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(도 2의 DA2 참고)을 포함할 수 있다.
제1 표시 영역(DA1)은 복수의 발광 다이오드, 및 복수의 발광 다이오드 각각에 발광 전류를 생성하고 전달하는 복수의 화소 회로부가 형성되어 있다. 여기서, 하나의 발광 다이오드와 하나의 화소 회로부를 화소(PX)라고 한다. 제1 표시 영역(DA1)에는 하나의 화소 회로부와 하나의 발광 다이오드가 일대일로 형성되어 있다.
또한, 제1 표시 영역(DA1)은 제1-1 표시 영역(DA1-1), 제1-2 표시 영역(DA1-2), 및 폴딩 영역(FA)으로 구분될 수 있다. 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 폴딩축(FAX)을 기준으로(또는, 중심으로) 각각 좌측과 우측에 위치할 수 있고, 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)의 사이에 폴딩 영역(FA)이 위치할 수 있다. 이 때, 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측으로 폴딩되면 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 제3 방향(DR3)으로 양 측에 위치하게 되며 양 방향으로 화상을 표시할 수 있다. 또한, 폴딩축(FAX)을 기준으로 내측으로 폴딩되면 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는 표시 영역(DA)이 제2 표시 영역(도 2의 DA2 참고)을 더 포함할 수 있으며, 이러한 실시예에 대하여 도 2를 통하여 살펴본다.
도 2에서는 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)에 포함될 수 있는 표시 패널(DP)의 평면 구조를 살펴본다.
도 2는 또 다른 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 패널을 도시한 평면도이다.
플렉서블 표시 장치(1000)에 포함되는 표시 패널(DP)도 전면에 표시 영역(DA)이 위치하며, 표시 영역(DA)은 크게 제1 표시 영역(DA1; 이하 메인 표시 영역이라고도 함)과 제2 표시 영역(DA2; 이하 컴포넌트 영역이라고도 함)으로 구분된다.
제1 표시 영역(DA1)은 복수의 발광 다이오드, 및 복수의 발광 다이오드 각각에 발광 전류를 생성하고 전달하는 복수의 화소 회로부가 형성되어 있다. 여기서, 하나의 발광 다이오드와 하나의 화소 회로부를 화소(PX)라고 한다. 제1 표시 영역(DA1)에는 하나의 화소 회로부와 하나의 발광 다이오드가 일대일로 형성되어 있다.
제2 표시 영역(DA2)은 광 투과 영역을 포함할 수 있으며, 추가적으로 화상을 표시하는 화소도 포함할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 카메라나 광 센서와 같은 광학 소자와 적어도 일부 중첩되는 영역일 수 있다. 도 2에는 제2 표시 영역(DA2)이 플렉서블 표시 장치(1000)의 좌측에 원 형상으로 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 표시 영역(DA2)은 광학 소자의 개수 및 형상에 따라 다양한 개수 및 형상으로 구비될 수 있다.
플렉서블 표시 장치(1000)는 제2 표시 영역(DA2)을 통해 광학 소자에 필요한 외부 신호를 수신하거나, 광학 소자로부터 출력되는 신호를 외부에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 표시 영역(DA2)이 광 투과 영역과 중첩하게 구비됨으로써, 광 투과 영역을 형성하기 위한 주변 영역(PA)의 면적이 감소될 수 있다.
실시예에 따라서는 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2)의 사이에는 경계 영역이 위치할 수 있다.
표시 영역(DA)의 외측에는 주변 영역(PA)이 더 위치할 수 있다. 도 2의 실시예에서 제2 표시 영역(DA2)은 제1 표시 영역(DA1)으로 둘러싸여 있어 표시 영역(DA)의 면적이 제2 표시 영역(DA2)으로 인하여 감소되지 않으며, 주변 영역(PA)의 면적이 증가하지 않을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에서, 플렉서블 표시 장치(1000)는 폴더블 플렉서블 표시 장치일 수 있다. 플렉서블 표시 장치(1000)는 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측 또는 내측으로 접힐 수 있다. 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측으로 접히는 경우, 플렉서블 표시 장치(1000)의 표시면은 제3 방향(DR3)으로 외측에 각각 위치하여 양 방향으로 화상이 표시될 수 있다. 폴딩축(FAX)을 기준으로 내측으로 접히는 경우에는 표시면이 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
한편, 도 2에서는 표시 영역(DA)의 외측에 주변 영역(PA)도 도시되어 있으며, 주변 영역(PA)에는 구동부(50)가 형성되어 있음도 도시하고 있다. 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)이 외측에 위치하여 구동부(50), 연결 배선 및 벤딩 영역으로 구분될 수 있다. 실시예에 따라서는 구동부(50)가 위치하는 표시 패널(DP)의 부분은 배면으로 접혀 표시 영역(DA)의 뒤쪽에 구동부(50)를 위치시킨 후 플렉서블 표시 장치(1000)를 완성할 수 있다.
도 2의 실시예에서 구동부(50)는 표시 영역(DA)의 제1 방향(DR1)측의 주변 영역(PA)에 위치하는 것으로 도시되어 있으며, 구동부(50)는 폴딩축(FAX)에 평행하는 방향으로 연장되어 있지만, 구동부(50)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는 도 3을 통하여 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)의 전체적인 단면 구조를 살펴본다.
도 3은 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 도시한 단면도이다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 표시 패널(DP)을 기준으로 그 배면에 보호층(PF), 쿠션층(CU), 및 메탈 플레이트(MP)가 위치하고, 그 전면에는 편광판(POL) 및 커버 윈도우(WIN)가 위치한다.
표시 패널(DP)은 복수의 화소가 위치하여 영상을 표시하는 표시부, 표시부의 상부에 위치하여 외부 입력을 감지하는 터치 센서(TSP), 및 구동부(도 2의 50 참고)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)을 포함하는 전면을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 전기적 신호에 따라 화소가 동작하여 빛을 방출하는 영역일 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(DP) 중 터치 센서(TSP)의 하부에는 복수의 화소가 위치하여 제3 방향(DR3)으로 영상을 표시하는 영역이며, 동시에 화소의 제3 방향(DR3)으로 상측에 터치 센서(TSP)가 위치하여 외부 입력이 감지될 수 있다.
표시 패널(DP)의 전면에는 편광판(POL) 및 커버 윈도우(WIN)가 위치하며, 커버 윈도우(WIN)는 제1 점착층(AD1)에 의하여 부착될 수 있다.
커버 윈도우(WIN)는 투광 영역과 차단 영역으로 구분될 수 있으며, 투과 영역은 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 예를 들어, 투과 영역은 표시 영역(DA)의 전면과 중첩되거나, 표시 영역(DA)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 투과 영역을 통해 영상을 시인하거나, 영상에 기초하여 외부 입력을 제공할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 표시 영역(DA) 내에서 영상이 표시되는 영역과 외부 입력이 감지되는 영역이 서로 분리될 수도 있다.
표시 패널(DP)의 주변 영역(PA)은 커버 윈도우(WIN)의 차단 영역과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 주변 영역(PA)은 차단 영역에 의해 커버되는 영역일 수 있다. 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)에 인접하며, 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 주변 영역(PA)은 영상이 표시되지 않으며, 표시 영역(DA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 폴더블 표시 장치로 10인치 이상의 대면적 화면을 가지는 제품일 수 있으며, 커버 윈도우(WIN)를 유리로 형성하는 경우 유리가 접힐 때 깨짐 등의 문제가 발생할 수 있어 고분자 필름으로 커버 윈도우(WIN)를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)이 커버 윈도우(WIN)를 향하는 평탄한 상태로 조립될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
커버 윈도우(WIN)와 표시 패널(DP)의 사이에는 편광판(POL)이 위치할 수 있으며, 편광판(POL)은 외부광이 표시 패널(DP)로 입사된 후 반사되어 사용자의 눈으로 제공되면서 표시 품질이 저하되거나 표시 패널(DP)의 내부 구조가 시인되는 것을 막는다. 실시예에 따라서는 편광판(POL)이 생략될 수 있다.
커버 윈도우(WIN)와 편광판(POL)은 제1 점착층(AD1)에 의하여 부착되어 있으며, 편광판(POL)도 표시 패널(DP)과 점착층(도시하지 않음)에 의하여 부착될 수 있다.
한편, 표시 패널(DP)의 배면에는 보호층(PF), 쿠션층(CU), 및 메탈 플레이트(MP)가 순차적으로 위치하며, 각 부분은 점착층(도시하지 않음)에 의하여 부착될 수 있다.
표시 패널(DP)의 배면에 위치하는 보호층(PF)은 내충격성을 강화시킬 수 있는 층으로 내충격층이라고도 한다. 보호층(PF)은 폴리 이미드(PI) 또는 폴리우레탄으로 형성되거나, 폴리 이미드(PI) 또는 폴리우레탄을 포함하는 혼합 수지로 형성될 수 있다. 한편, 실시예에 따라서 보호층(PF)은 우레탄 작용기를 포함하는 수지를 적어도 하나 이상 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다. 여기서, 우레탄 작용기는 -NH (Peak (3200~3300㎝-1))나 -C=O (Peak (1700~1750㎝-1))를 포함할 수 있다.
내충격성은 보호층(PF)의 두께를 두껍게 하는 것으로 증가시킬 수 있지만, 이와 같이 보호층(PF)의 두께가 두꺼워지면 플렉서블 표시 장치(1000)를 접을 때 반발력이 증가하여 폴딩시 신뢰성이 저하되는 단점이 있다. 이와 같이 내충격성을 유지하기 위하여 본 실시예에서는 메탈 플레이트(MP)가 충격을 완화시키거나 흡수할 수 있는 구조를 가지도록 형성한다. 메탈 플레이트(MP)의 상세 구조는 후술한다.
보호층(PF)의 배면에는 쿠션층(CU)이 위치하며, 탄성이 있는 재질로 형성되어 표시 패널(DP)의 배면에서 인가되는 충격을 완화시키는 역할을 한다. 또한, 실시예에 따라서 쿠션층(CU)은 검은색으로 형성되어 배면으로부터 빛이 표시 패널(DP)로 제공되지 않도록 하고, 표시 패널(DP)에서 배면으로 제공되는 빛이 반사되어 전면으로 제공되지 않도록 하는 역할도 할 수 있다.
쿠션층(CU)의 배면에는 메탈 플레이트(MP)가 부착되어 있으며, 메탈 플레이트(MP)의 기본적인 역할은 폴딩축(FAX)을 기준으로 플렉서블 표시 장치(1000)를 접었을 때 플렉서블 표시 장치(1000)가 접힌 상태로 유지될 수 있도록 하며, 얇은 금속판을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)는 추가적으로 충격을 완화시키거나 흡수할 수 있는 구조를 가진다.
메탈 플레이트(MP)는 하부 금속판(MP1), 상부 금속판(MP2) 및 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)를 포함한다. 상부 금속판(MP2)은 주 스페이서(MPMS; 제1 스페이서라고도 함)와 접하지만, 부 스페이서(MPSS; 제2 스페이서라고도 함)와는 접하지 않을 수 있으며, 상부 금속판(MP2) 중 부 스페이서(MPSS)에 대응하는 부분에는 단차부(MPV)가 형성되어 있다. 그 결과, 접히거나 외부로부터 충격이 가해지지 않았을 때에는 상부 금속판(MP2)과 부 스페이서(MPSS)는 접하지 않고 일정 간격을 유지할 수 있다. 상부 금속판(MP2)의 단차부(MPV)에 의하여 부 스페이서(MPSS)와 상부 금속판(MP2) 사이에 공간이 형성되는 구조를 이하에서는 완충 구조라고도 한다. 여기서, 하부 금속판(MP1) 및 상부 금속판(MP2)은 금속 재질의 판형 구조를 가질 수 있으며, 사용될 수 있는 금속으로는 티타늄이나 티타늄 합금, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 및 다양한 금속 및 그 합금을 사용할 수 있으며, 스테인레스 금속을 사용할 수도 있다. 한편, 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)는 동일한 유기 물질로 형성될 수 있으며, 탄성을 가질 수 있다. 하부 금속판(MP1) 및 상부 금속판(MP2)의 사이이며, 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)의 주변에는 공기가 위치할 수도 있으며, 실시예에 따라서는 완충 역할을 할 수 있는 충진재가 채워져 있을 수도 있다.
메탈 플레이트(MP)는 두께를 얇게 형성하여 접히는데 문제가 없도록 형성되어 있으며, 도 3에서는 메탈 플레이트(MP)의 구조를 명확하게 도시하기 위하여 확대 도시되어 있다.
이상과 같은 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)와 상부 금속판(MP2)의 단차부(MPV) 구조는 폴딩 영역(FA)뿐만 아니라 플랫 영역(Flat Area)에도 형성되어 표시 패널(DP)의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 하지만, 도 3과 달리 실시예에 따라서는, 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)와 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2) 구조는 일부 영역, 예를 들어, 폴딩 영역(FA)에만 위치하거나 표시 영역(DA)의 일부 영역에서는 형성되지 않을 수도 있다.
10인치 이상의 대면적 화면을 적용하는 제품에는 스타일러스 펜을 사용하는 것이 일반적이므로 10인치 이상의 플렉서블 표시 장치(1000)에서는 접히는 특성과 함께 스타일러스 펜에 대한 내충격성도 확보할 필요가 있다. 도 3의 실시예에서는 스타일러스 펜에 대한 내충격성을 메탈 플레이트(MP)에서도 강화하여 표시 패널(DP)에 손상이 가지 않도록 한다. 즉, 스타일러스 펜을 사용하면서 가해지는 충격 중 적어도 일부는 메탈 플레이트(MP)의 상부 금속판(MP2)의 단차부(MPV)와 부 스페이서(MPSS)에 의한 완충 구조로 완화되어 플렉서블 표시 장치(1000)의 내충격성이 향상되는 장점을 가진다. 즉, 메탈 플레이트(MP)는 표시 패널(DP)의 하부에서 제공되는 충격도 완화시키지만, 스타일러스 펜의 사용과 같이 표시 패널(DP)의 전면에서 제공되는 충격도 완화시킨다.
도 3의 실시예에서는 메탈 플레이트(MP)가 전면에서 제공되는 충격도 완화시키므로, 표시 패널(DP)의 전면에 내충격을 강화하기 위한 추가 필름을 형성할 필요도 없으며, 플렉서블 표시 장치(1000)에 사용되는 물질도 내충격성을 고려하지 않고 채택할 수 있어 다양한 장점, 예를 들어 도 15와 같은 굴곡 변형(PE)을 제거하거나 줄일 수 있다.
즉, 플렉서블 표시 장치(1000)의 폴딩시 플렉서블 표시 장치(1000) 중 일 부분은 늘어나거나 줄어들게 되는데, 이 부분을 구성하는 물질의 모듈러스값 및/또는 탄성력을 증가시키면 해당 부분의 변형이 용이하게 발생되면서 폴딩으로 인한 굴곡 변형(PE)과 같은 문제가 문제가 제거될 수 있다.
이하에서는 도 4를 통하여 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)에 포함되는 메탈 플레이트(MP)의 배면 구조를 살펴본다.
도 4는 일 실시예에 따른 메탈 플레이트의 배면의 평면도이다.
메탈 플레이트(MP)는 발광 표시 장치의 배면에 부착되며, 플렉서블 발광 표시 장치가 접히는 경우 다시 펼쳐지지 않고 접힌 상태로 유지될 수 있도록 하며, 본 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)는 추가적으로 내충격성을 강화하는 역할을 한다.
도 4에서는 메탈 플레이트(MP)의 배면, 즉, 하부 금속판(MP1)의 배면이 도시되어 있다.
하부 금속판(MP1)은 폴딩 영역(FA)에 대응하는 부분에 메쉬 패턴부(MP-Fold)가 형성되어 있다. 메쉬 패턴부(MP-Fold)는 복수의 오프닝을 포함하여 메쉬 구조를 가지며, 메탈 플레이트(MP)의 접힘에 의하여 발생되는 인장 스트레스나 압축 스트레스를 감소시키는 역할을 한다. 여기서 메쉬 패턴부(MP-Fold)에 형성되는 복수의 오프닝은 원형, 사각형 등 다각형 등 다양한 평면 모양을 가질 수 있다.
하부 금속판(MP1)에서 메쉬 패턴부(MP-Fold)의 양측에는 플랫 영역(Flat Area)에 대응하는 플랫부(MP-Flat)가 위치한다. 하부 금속판(MP1)의 플랫부(MP-Flat)에서는 전체적으로 평평하게 형성되어 있으며, 실시예에 따라서는 필요에 따라 돌출부나 오프닝이 형성되어 있을 수 있다. 플랫부(MP-Flat)에 위치하는 오프닝은 정렬 마크를 인식할 수 있도록 하기 위한 오프닝일 수도 있다.
이하에서는 도 5를 통하여 일 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)의 완충 구조를 배면 확대도를 통하여 살펴본다.
도 5는 일 실시예에 따른 메탈 플레이트의 일부 배면의 확대도이다.
도 5에서는 메탈 플레이트(MP)의 하부 금속판(MP1) 중 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 플랫부(MP-Flat)의 경계를 중심으로 양측을 도시하고 있다. 또한, 도 5에서는 하부 금속판(MP1)으로 가려져 안 보이는 부분인, 스페이서(MPMS, MPSS)와 상부 금속판(MP2)의 단차부(MPV)는 점선으로 도시하였다.
도 5에서 확대하여 도시하고 있는 바와 같이, 하부 금속판(MP1)의 플랫부(MP-Flat)에는 주 스페이서(MPMS), 부 스페이서(MPSS), 및 단차부(MPV)는 형성되어 있다.
주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)는 교대로 배치되어 있으며, 각각 동일한 개수로 형성될 수 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS) 중 하나가 더 많은 개수로 형성될 수도 있다.
도 5의 실시예에서는 주 스페이서(MPMS)의 단면 크기가 부 스페이서(MPSS)의 단면 크기보다 크게 형성되어 있지만, 실시예에 따라서는 부 스페이서(MPSS)가 더 큰 단면 크기를 가지거나 서로 동일한 단면 크기를 가질 수도 있다. 또한, 도 5에서는 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)의 단면 모양이 모두 원형으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라서는 사각형 등 다각형을 포함하는 다양한 단면 모양을 가질 수 있다.
한편, 부 스페이서(MPSS)에 대응하는 부분으로 상부 금속판(MP2)에는 단차부(MPV)가 형성되어 있다. 단차부(MPV)는 부 스페이서(MPSS)와 평면상 중첩하며, 단차부(MPV)는 부 스페이서(MPSS)보다 큰 면적으로 형성되어 평면상 부 스페이서(MPSS)가 단차부(MPV) 내에 위치할 수 있다. 도 5의 실시예에서 단차부(MPV)의 평면 모양은 사각형 모양을 가져 부 스페이서(MPSS)의 평면 모양과 다른 모양을 가지지만, 실시예에 따라서는 부 스페이서(MPSS)와 동일한 평면 모양을 가질 수 있다. 단차부(MPV)의 평면 모양도 원형이나 다각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
한편, 하부 금속판(MP1)의 메쉬 패턴부(MP-Fold)에는 추가적으로 복수의 오프닝(MPOP)이 위치하여 폴딩 영역(FA)이 용이하게 접힐 수 있도록 한다.
하부 금속판(MP1)의 메쉬 패턴부(MP-Fold) 중 복수의 오프닝(MPOP)이 위치한 부분에는 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)가 형성되지 않으며, 오프닝(MPOP)이 위치하지 않은 부분과 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)는 중첩하면서 형성되어 있다. 실시예에 따라서는 주 스페이서(MPMS) 및/또는 부 스페이서(MPSS)가 오프닝(MPOP)과 중첩할 수도 있다. 이 때에는 오프닝(MPOP)의 크기보다 주 스페이서(MPMS) 및/또는 부 스페이서(MPSS)의 크기가 커서 주 스페이서(MPMS) 및/또는 부 스페이서(MPSS)가 하부 금속판(MP1)에 지지될 수 있도록 형성될 수 있다. 한편, 부 스페이서(MPSS)에 대응하는 부분으로 상부 금속판(MP2)에는 단차부(MPV)가 형성되어 있다. 단차부(MPV)는 부 스페이서(MPSS)와 평면상 중첩하며, 단차부(MPV)는 부 스페이서(MPSS)보다 큰 면적으로 형성되어 평면상 부 스페이서(MPSS)가 단차부(MPV) 내에 위치할 수 있다.
이하에서는 도 6을 통하여 도 3의 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)를 제조하는 방법을 살펴본다.
도 6은 일 실시예에 따른 메탈 플레이트의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 6(A)를 참고하면, 판형 구조를 가지는 금속판 중 일부 영역을 식각하여 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2)을 완성한다. 여기서, 단차부(MPV)는 금속판의 일 면에 포토 레지스트 패턴을 형성한 후 건식 또는 습식 식각을 통하여 형성할 수 있다. 한편, 실시예에 따라서는 자외선(UV)을 조사하여 패턴을 형성할 수 있는 드라이 필름(UV type Dry Film)을 이용할 수 있다. 즉, 금속판의 위에 드라이 필름을 부착하고 자외선을 조사한 후 현상하여 금속판 위에 패턴이 위치되도록 하며, 이를 기초로 금속판을 식각하여 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2)을 완성할 수 있다. 여기서, 상부 금속판(MP2)은 단차부(MPV)가 위치하여 두께가 얇은 부분(MP2l; 이하 제1 부분이라고도 함)과 단차부(MPV)가 존재하지 않아 두께가 두꺼운 부분(MP2h; 이하 제2 부분이라고도 함)으로 구분될 수 있다.
한편, 도 6(B)를 참고하면, 판형 구조를 가지는 하부 금속판(MP1)의 일면에 유기 물질을 사용하여 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)를 형성한다. 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)는 동일한 유기 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 유기 물질이 감광성을 가질 수 있으며, 유기 물질을 노광 및 현상하여 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)를 형성할 수 있다. 한편, 유기 물질이 감광성을 가지지 않는 경우에는 유기 물질을 적층한 후, 그 위에 포토 레지스트 패턴을 형성한 후 형성된 포토 레지스트 패턴을 기초로 식각하여 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)를 형성할 수 있다.
도 6(A) 단계와 도 6(B) 단계는 둘 중 하나의 단계가 먼저 수행될 수 있으며, 실시예에 따라서는 동시에 수행될 수도 있다.
도 6(A) 단계와 도 6(B) 단계를 통하여 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2) 및 일면에 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)를 가지는 하부 금속판(MP1)을 완성 한 후 도 6(C)에서와 같이 이들을 합착하여 메탈 플레이트(MP)를 완성한다. 여기서, 상부 금속판(MP2) 중 단차부(MPV)가 위치하여 두께가 얇은 부분(MP2l)은 부 스페이서(MPSS)에 대응되도록 합착되며, 상부 금속판(MP2) 중 단차부(MPV)가 존재하지 않아 두께가 두꺼운 부분(MP2h)은 주 스페이서(MPMS)에 대응되도록 합착될 수 있다.
도 6을 통하여 제조된 메탈 플레이트(MP)는 상부 금속판(MP2)의 단차부(MPV)에 의하여 부 스페이서(MPSS)와 상부 금속판(MP2) 사이에 공간이 형성되는 완충 구조를 가져 내충격성이 강화된다. 한편, 하부 금속판(MP1) 및 상부 금속판(MP2)의 사이이며, 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)의 주변에는 공기가 위치할 수 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 완충 역할을 할 수 있는 충진재를 별도로 채워 완충 효과를 강화시킬 수도 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 12를 통하여 변형 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)의 구조에 대하여 살펴본다.
먼저, 도 7의 실시예의 구조에 대하여 살펴본다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 단면도이다.
도 7에서는 도 3 및 도 6에서와 다른 구조를 가지는 상부 금속판(MP2)이 도시되어 있다.
도 7의 실시예에 따른 상부 금속판(MP2)은 판형 구조를 가지는 금속판(MP2-1)의 일면 위에 유기 물질 또는 무기 물질을 포함하는 절연층(MP2-2)이 형성되어 있다. 그 결과 절연층(MP2-2)이 형성되지 않은 부분, 즉, 인접하는 절연층(MP2-2) 사이의 공간은 단차부(MPV)에 대응하게 된다.
도 7과 같은 상부 금속판(MP2)을 형성하는 방법은 금속판(MP2-1)의 일면 위에 절연 물질을 적층한 후, 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 포토 레지스트 패턴을 이용하여 절연 물질을 건식 또는 습식 식각하여 절연층(MP2-2)을 완성할 수 있다.
도 7의 실시예에서는 주 스페이서(MPMS)와 절연층(MP2-2)이 접하는데, 절연층(MP2-2)이 금속판보다는 완충 효과가 높을 수 있으므로, 내충격성이 향상될 수 있다.
이하에서는 도 8 및 도 9의 실시예의 구조에 대하여 살펴본다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 제조 방법을 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 배면도이다.
도 8(C) 및 도 9의 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)는 메탈 플레이트(MP)의 외곽을 따라서 형성되어 있는 실런트(MPSL)를 추가적으로 포함한다. 실런트(MPSL)에 의하면, 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1) 사이의 공간을 봉합하고 밀폐할 수 있어 방수 효과나 방진 효과를 가질 수 있도록 한다. 또한, 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1) 사이의 공간에 공기 외에 충진재를 주입하고 봉할 수 있어 내충격성을 보다 향상시킬 수도 있다.
한편, 도 8(C)의 실시예에 의하면, 실런트(MPSL)의 내측에 복수의 도전 스페이서(MPCS)가 추가적으로 포함되어 있다. 복수의 도전 스페이서(MPCS)는 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1)과 접하여 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1)간의 열전도도를 향상시키거나 접지 특성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
먼저, 이상과 같은 메탈 플레이트(MP)의 제조 방법을 도 8을 통하여 제조 방법을 살펴본다.
도 8(A)를 참고하면, 판형 구조를 가지는 금속판 중 일부 영역을 식각하여 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2)을 완성한다. 도 8(A)에서도 도 6(A)에서 설명한 바와 같이 다양한 방식으로 형성될 수 있으며, 상부 금속판(MP2)은 단차부(MPV)가 위치하여 두께가 얇은 부분(MP2l)과 단차부(MPV)가 존재하지 않아 두께가 두꺼운 부분(MP2h)으로 구분될 수 있다.
한편, 도 8(B)를 참고하면, 판형 구조를 가지는 하부 금속판(MP1)의 일면에 유기 물질을 사용하여 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)를 형성한다. 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)는 동일한 유기 물질로 형성될 수 있다. 도 8(B)에서도 도 6(B)에서 설명한 바와 같이 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
도 8(A) 단계와 도 8(B) 단계는 둘 중 하나의 단계가 먼저 수행될 수 있으며, 실시예에 따라서는 동시에 수행될 수도 있다.
도 8(A) 단계와 도 8(B) 단계를 통하여 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2) 및 일면에 주 스페이서(MPMS) 및 부 스페이서(MPSS)를 가지는 하부 금속판(MP1)을 완성 한 후 도 8(C)에서와 같이 이들을 합착한다. 이 때, 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1)의 외측 변을 따라서 실런트(MPSL)를 위치시키며, 도 9를 참고하면, 실런트(MPSL)는 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1)의 외측 변을 따라서 형성되어, 메탈 플레이트(MP)의 외측 경계를 구성할 수 있다. 실런트(MPSL)에 의하면 하부 금속판(MP1) 및 상부 금속판(MP2)의 사이이며, 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)의 주변은 외부와 차단되고 밀봉 된다. 실시예에 따라서는 공기가 밀봉될 수 있다. 한편, 또 다른 실시예에서는 실런트(MPSL)로 밀봉하기 전에 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)의 주변에 완충 역할을 할 수 있는 충진재를 채워 충진재가 밀봉되도록 할 수도 있다. 충진재는 공기에 비하여 완충 효과가 더 좋아 내충격성이 보다 향상될 수 있다.
이 때, 상부 금속판(MP2) 중 단차부(MPV)가 위치하여 두께가 얇은 부분(MP2l)은 부 스페이서(MPSS)에 대응되도록 합착되며, 상부 금속판(MP2) 중 단차부(MPV)가 존재하지 않아 두께가 두꺼운 부분(MP2h)은 주 스페이서(MPMS)에 대응되도록 합착될 수 있다.
도 8을 통하여 제조된 메탈 플레이트(MP)는 상부 금속판(MP2)의 단차부(MPV)에 의하여 부 스페이서(MPSS)와 상부 금속판(MP2) 사이에 공간이 형성되는 완충 구조를 가져 내충격성이 강화된다. 또한, 실런트(MPSL)에 의하여, 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1) 사이의 공간을 밀봉할 수 있어 방수 효과나 방진 효과를 가질 수 있고, 공기 대신 별도의 충진재가 위치하도록 하여 내충격성을 보다 향상시킬 수도 있다. 또한, 도전 스페이서(MPCS)에 의하여, 상부 금속판(MP2)과 하부 금속판(MP1)간의 열전도도나 접지 특성이 향상될 수 있다.
도 9에서는 도 8(C)를 통하여 완성된 메탈 플레이트(MP)의 배면 구조를 도시하고 있다.
도 9에서는 메탈 플레이트(MP)의 배면에 위치하는 하부 금속판(MP1)과 실런트(MPSL)만을 도시하고 있다.
도 9에 의하면, 실런트(MPSL)가 메탈 플레이트(MP) 및/또는 하부 금속판(MP1)의 외곽을 따라 형성되어 있으며, 폴딩 영역(FA)에도 위치하여 내부를 밀봉하고 있다. 도 9에서는 실런트(MPSL)의 폭(w)이 도시되어 있으며, 밀봉을 위하여 0 초과 2mm의 이하의 폭을 가지도록 형성할 수 있다.
도 9에서는 도시하고 있지 않지만, 도 4, 도 5 및 도 11과 같이 폴딩 영역(FA)에는 적어도 하나의 메쉬 패턴부를 가질 수 있으며, 메쉬 패턴부에는 복수의 오프닝이 위치할 수 있다. 또한, 주 스페이서와 부 스페이서가 위치하고, 단차부(MPV)도 형성되어 있어, 도 5와 같이, 메쉬 패턴부의 복수의 오프닝(MPOP), 주 스페이서(MPMS), 부 스페이서(MPSS), 및 단차부(MPV)가 배치될 수도 있다.
이하에서는 도 10의 실시예의 구조에 대하여 살펴본다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 단면도이다.
도 10의 메탈 플레이트(MP)는 폴딩 영역(FA)에만 완충 구조를 가지며, 그 외의 영역(플랫 영역(Flat Area))에서는 금속 재질만으로 형성되는 실시예가 도시되어 있다. 그러므로, 도 10의 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)의 폴딩 영역(FA)에는 하부 금속판(MP1), 단차부(MPV)를 가지는 상부 금속판(MP2), 주 스페이서(MPMS), 및 부 스페이서(MPSS)가 형성되어 있다. 한편, 도 10의 실시예에서 플랫 영역(Flat Area)에는 금속 재질이 일체로 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라서는 상하의 두 금속 재질이 부착되어 있는 구조를 가질 수도 있다. 이 때, 두 금속 재질은 각각 하부 금속판(MP1) 및 상부 금속판(MP2)에서 연장되어 있는 부분일 수 있다.
도 10의 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)도 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)의 주변 공간이 밀봉되어 있을 수 있으므로, 하부 금속판(MP1) 및 상부 금속판(MP2)의 사이이며, 복수의 스페이서(MPMS, MPSS)의 주변에는 공기가 위치하거나 충진재가 위치할 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 플랫 영역(Flat Area)에만 완충 구조가 형성되고, 폴딩 영역(FA)에는 완충 구조가 형성되지 않을 수도 있다. 그 외 다양한 변형 실시예가 가능하다.
이하에서는 도 11 및 도 12의 실시예의 구조에 대하여 살펴보며, 도 11은 도 4의 실시예의 변형예를 도시하고 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 메탈 플레이트의 배면의 평면도이고, 도 12는 도 11의 메탈 플레이트를 사용하는 플렉서블 표시 장치를 접은 단면을 도시한 도면이다.
도 11의 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)는 도 4와 달리 총 3개의 메쉬 패턴부(MP-Fold, MP-Fold')가 포함되어 있다.
메쉬 패턴부(MP-Fold, MP-Fold')는 복수의 오프닝을 포함하여 메쉬 구조를 가지며, 도 11의 실시예에서는 하나의 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 그 양측에 두 개의 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')를 가진다. 메쉬 패턴부(MP-Fold, MP-Fold')는 메탈 플레이트(MP)의 접힘에 의하여 발생되는 인장 스트레스나 압축 스트레스를 감소시킬 수 있다.
도 11의 실시예에 따른 메탈 플레이트(MP)는 두 개의 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')의 양측에는 플랫부(MP-Flat)가 위치하며, 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')의 사이에도 플랫부(MP-Flat)가 위치할 수 있다. 실시예에 따라서 플랫부(MP-Flat)도 휠 수 있으며, 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')보다 접힐 때, 반경이 크게 형성되지만 상대적으로는 잘 안 접히는 부분일 수 있다.
주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')는 서로 다른 크기의 오프닝을 가져 메쉬 구조의 크기가 다를 수 있으며, 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)가 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')보다 큰 폭으로 형성될 수 있다.
도 11에서는 하나의 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 두 개의 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')를 포함하는 메탈 플레이트(MP)를 포함하는 플렉서블 표시 장치는 접히는 경우 도 12와 같이 단면 모양이 아령(dumbbell) 모양을 가질 수 있다.
도 12에서는 하나의 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 두 개의 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')를 포함하는 메탈 플레이트(MP)를 포함하는 플렉서블 표시 장치(1000)를 개략적으로 도시하였다. 도 12에 의하면, 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)에 의하여 제1 직경을 가지도록 접히고, 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')의 사이에 위치하는 접히지 않는 플랫부(MP-Flat)로 인하여 평평하거나 조금만 꺾이는 부분이 위치한 후, 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')에 의하여 추가적으로 접혀 전체적으로 접히는 구조가 아령(dumbbell)과 같은 모양을 가질 수 있다.
하지만, 실시예에 따라서는 도 4와 같이 하나의 메쉬 패턴부만으로 형성될 수도 있으며, 다른 부분에 추가적인 메쉬 패턴부를 더 포함할 수 있다. 이때, 추가적으로 형성되는 메쉬 패턴부도 하나의 주 메쉬 패턴부(MP-Fold)와 두 개의 부 메쉬 패턴부(MP-Fold')를 포함하거나 하나의 메쉬 패턴부만으로 형성될 수도 있다. 추가로 형성되는 메쉬 패턴부에 의하여 발광 표시 장치는 복수의 위치가 아령(dumbbell) 모양으로 접힐 수 있다. 아령(dumbbell) 모양으로 접히는 부분은 2 이상일 수 있으며, 실시예에 따라서는 3곳에서 아령(dumbbell) 모양으로 접힐 수도 있다.
이상과 같이 완충 구조를 가지는 메탈 플레이트(MP)를 포함하는 플렉서블 표시 장치가 가지는 특성에 대해서는 도 13 내지 도 15를 통하여 살펴본다.
도 13는 내충격성을 테스트하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13에서는 플렉서블 표시 장치(1000)에 내충격성을 테스트 하기 위하여 팁(TIP)을 떨어트려 불량 화소가 발생하는지 테스트할 때, 플렉서블 표시 장치(1000)에서 발생할 수 있는 충격의 크기를 서로 다른 계조로 도시하고 있다.
도 13에서와 같이 팁(TIP)을 떨어트리는 테스트에도 불구하고, 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 메탈 플레이트(MP)가 완충 구조를 가져 충격을 완화시킬 수 있으며, 내충격성이 커지는 장점을 가질 수 있다.
이와 같이 플렉서블 표시 장치(1000)의 내충격성을 메탈 플레이트(MP)가 보완하게 되므로, 메탈 플레이트(MP)를 제외하는 다른 부분에서는 내충격성을 보강하기 위하여 추가적인 보호 필름을 형성할 필요가 없고, 사용하는 물질도 내충격성이 높은 물질을 사용할 필요가 없다.
이하에서는 도 14 및 도 15를 통하여 추가적으로 변형 특성을 향상시킨 플렉서블 표시 장치에 대하여 살펴본다.
도 14 및 도 15는 비교예에 따른 플렉서블 표시 장치의 특징을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 메탈 플레이트(MP)에서 내충격성을 보완하기 때문에 플렉서블 표시 장치(1000)에서 메탈 플레이트(MP)를 제외한 부분은 내충격성을 고려하지 않고 재료나 물성을 채택하여 변형률을 증가시킬 수 있다.
먼저, 도 14을 통하여 물질의 특성(밀도)에 따른 변형 량(점선으로 도시됨) 및 모듈러스(Young's Modulus)값(실선으로 도시됨)의 변화를 살펴본다.
도 14을 참고하면, 물질의 밀도가 증가하면, 변형 량은 감소되어 물질의 변형이 잘 발생하지 않게 된다. 이에 반하여 모듈러스값은 증가되어 플렉서블한 특성을 가지게 된다. 한편, 물질의 밀도가 증가되면, 내충격성은 증가하는 성향이 있으므로, 물질의 밀도를 기초로 볼 때, 변형 량과 내충격성은 트레이드 오프 관계에 있다. 그러므로, 변형 량이 높으면서 내충격성도 높을 수는 없다. 이에 내충격성을 보강하기 위하여 전면에 추가 보호 필름을 형성하게 된다. 하지만, 본 실시예에서는 메탈 플레이트(MP)가 완충 구조를 가져 내충격성의 향상을 위해 커버 윈도우(WIN)위에 보호 필름 혹은 충격 흡수층을 추가하거나, 표시 패널 내에 화소를 보호하는 공정을 추가하는 등의 공정이 불필요하고, 메탈 플레이트(MP)를 제외한 부분은 변형 량이 높은 물질을 사용할 수 있다.
플렉서블 표시 장치(1000)에서 변형 량이 높은 물질을 사용하면 도 15와 같은 효과가 발생할 수 있다.
도 15에서는 비교예의 플렉서블 표시 장치가 도시되어 있으며, 표시 패널(DP)과 그 외측에 두 개의 분리된 지지 기판(SUP1, SUP2)이 도시되어 있다. 지지 기판(SUP1, SUP2)이 접히거나 펼쳐짐에 따라 표시 패널(DP)도 접히거나 펼쳐진다. 이때, 비교예의 표시 패널(DP)은 변형 량이 낮은 물질을 포함하여 자체적으로 내충격성을 확보한 예이다. 비교예의 표시 패널(DP)은 내충격성을 확보하여 내충격 테스트는 통과할 수 있지만, 변형 량이 적어 접었다 폈다를 반복할 때, 변형되는 정도가 적어 폴딩 영역(FA)에 굴곡 변형(PE)이 발생하는 단점이 발생할 수 있다.
하지만, 본 실시예의 플렉서블 표시 장치(1000)에서는 메탈 플레이트(MP)가 내충격성을 확보할 수 있도록 하므로, 표시 패널(DP)에 포함되는 물질이 변형 량을 확보할 수 있어 도 15와 같은 굴곡 변형(PE)이 발생하지 않거나 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1000: 플렉서블 표시 장치 DP: 표시 패널
DA: 표시 영역 PA: 주변 영역
FA: 폴딩 영역 Flat Area: 플랫 영역
FAX: 폴딩축 MP: 메탈 플레이트
MP-Flat: 플랫부 MP-Fold, MP-Fold’: 메쉬 패턴부
NP1: 하부 금속판 MP2: 상부 금속판
MP2-1: 금속판 MP2-2: 절연층
MP2h: 두께가 두꺼운 부분 MP2l: 두께가 얇은 부분
MPCS: 도전 스페이서 MPMS: 주 스페이서
MPOP: 오프닝 MPSL: 실런트
MPSSL: 부 스페이서 MPV: 단차부
WIN: 커버 윈도우 POL: 편광판
AD1: 제1 점착층 PF: 보호층
CU: 쿠션층 50: 구동부
SUP1, SUP2: 지지 기판 TIP: 팁

Claims (20)

  1. 화소를 포함하며, 폴딩 영역을 가지는 표시 패널, 및
    상기 표시 패널의 배면에 위치하는 메탈 플레이트를 포함하며,
    상기 메탈 플레이트는
    하부 금속판,
    단차부를 포함하는 상부 금속판, 및
    상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이에 위치하는 주 스페이서 및 부 스페이서를 포함하며,
    상기 부 스페이서는 상기 단차부와 평면상 중첩하는 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 상부 금속판은 두께가 얇은 제1 부분과 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 제2 부분을 포함하며,
    상기 주 스페이서는 상기 제2 부분과 평면상 중첩하는 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이이며, 상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서의 주변에는 공기가 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 메탈 플레이트는 외곽을 따라서 형성되어 있는 실런트를 더 포함하며,
    상기 실런트는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판 사이의 공간을 밀봉하는 플렉서블 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 실런트는 복수의 도전 스페이서를 더 포함하며,
    상기 복수의 도전 스페이서는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판과 접하는 플렉서블 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 실런트에 의하여 밀봉되어 있는 공간에는 완충 역할을 수행하는 충진재가 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 메탈 플레이트도 상기 표시 패널의 상기 폴딩 영역에 대응하는 부분에 폴딩 영역을 가지며,
    상기 메탈 플레이트의 상기 폴딩 영역에는 복수의 오프닝이 형성되어 있는 메쉬 패턴부가 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서는 상기 메쉬 패턴부의 상기 복수의 오프닝과 중첩하지 않는 위치에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  9. 제2항에서,
    상기 주 스페이서, 상기 부 스페이서, 및 상기 단차부는 상기 메탈 플레이트의 전 영역에 걸쳐 형성되어 있는 플렉서블 표시 장치.
  10. 제2항에서,
    상기 메탈 플레이트도 상기 표시 패널의 상기 폴딩 영역에 대응하는 부분에 폴딩 영역을 가지며,
    상기 주 스페이서, 상기 부 스페이서, 및 상기 단차부는 상기 폴딩 영역에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  11. 제2항에서,
    상기 상부 금속판은 판형 구조를 가지는 금속판과 상기 금속판의 일면 위에 위치하는 절연층으로 형성되며,
    상기 단차부는 인접하는 상기 절연층의 사이에 위치하는 플렉서블 표시 장치.
  12. 제2항에서,
    상기 표시 패널의 전면에 위치하는 커버 윈도우; 및
    상기 표시 패널과 상기 메탈 플레이트 사이에 위치하는 보호층 또는 쿠션층을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  13. 하부 금속판,
    단차부를 포함하는 상부 금속판, 및
    상기 하부 금속판 위에 위치하는 주 스페이서 및 부 스페이서를 포함하며,
    상기 부 스페이서는 상기 단차부와 평면상 중첩하고,
    상기 상부 금속판은 두께가 얇은 제1 부분과 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 제2 부분을 포함하며,
    상기 주 스페이서는 상기 제2 부분과 평면상 중첩하는 메탈 플레이트.
  14. 제13항에서,
    상기 하부 금속판과 상기 상부 금속판의 사이이며, 상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서의 주변에는 공기가 위치하는 메탈 플레이트.
  15. 제13항에서,
    상기 메탈 플레이트는 외곽을 따라서 형성되어 있는 실런트를 더 포함하며,
    상기 실런트는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판 사이의 공간을 밀봉하는 메탈 플레이트.
  16. 제15항에서,
    상기 실런트는 복수의 도전 스페이서를 더 포함하며,
    상기 복수의 도전 스페이서는 상기 상부 금속판과 상기 하부 금속판과 접하는 메탈 플레이트.
  17. 제15항에서,
    상기 실런트에 의하여 밀봉되어 있는 공간에는 완충 역할을 수행하는 충진재가 위치하는 메탈 플레이트.
  18. 제13항에서,
    상기 메탈 플레이트의 폴딩 영역에는 복수의 오프닝이 형성되어 있는 메쉬 패턴부가 위치하는 메탈 플레이트.
  19. 제18항에서,
    상기 주 스페이서 및 상기 부 스페이서는 상기 메쉬 패턴부의 상기 복수의 오프닝과 중첩하지 않는 위치에 위치하는 메탈 플레이트.
  20. 제13항에서,
    상기 상부 금속판은 판형 구조를 가지는 금속판과 상기 금속판의 일면 위에 위치하는 절연층으로 형성되며,
    상기 단차부는 인접하는 상기 절연층의 사이에 위치하는 메탈 플레이트.
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