KR102243206B1

KR102243206B1 - 플렉서블 표시장치

Info

Publication number: KR102243206B1
Application number: KR1020140031715A
Authority: KR
Inventors: 남승욱; 김규영; 김아영; 민귀남; 이규택; 정용철; 한소연
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: US20150268697A1; KR20150108990A; US9645613B2

Abstract

플렉서블 표시장치는 플렉서블 표시패널과 윈도우 부재를 포함한다. 상기 플렉서블 표시장치는 폴딩영역과 상기 폴딩영역에 인접한 주변영역을 포함한다. 상기 윈도우 부재는, 상기 플렉서블 표시패널 상에 배치된 제1 베이스층 및 상기 제1 베이스층 상에 배치되고, 상기 제1 베이스층과 실질적으로 동일한 탄성 모듈러스를 갖는 제2 베이스층을 포함한다. 상기 폴딩영역에 중첩하는 상기 제2 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 주변영역에 중첩하는 상기 제2 베이스층의 제2 부분의 두께보다 작다.

Description

플렉서블 표시장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로 좀 더 상세히는 불량이 감소된 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.

근래에 휘어지거나 접어지는 표시장치(이하, 플렉서블 표시장치)가 개발되고 있다. 이러한 플렉서블 표시장치는 플렉서블 표시패널 및 다양한 기능성 부재들을 포함한다.

상기 기능성 부재들은 상기 플렉서블 표시패널의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면 상에 배치된다. 상기 기능성 부재들은 상기 플렉서블 표시패널과 함께 휘어지거나 접어진다.

따라서, 본 발명의 목적은 내구성이 유지되고, 굴곡강성(bending stiffness)이 감소된 플렉서블 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 표시패널과 윈도우 부재를 포함한다. 상기 표시패널은 폴딩축이 정의된 폴딩영역과 상기 폴딩영역에 인접한 주변영역을 포함한다. 상기 윈도우 부재는 상기 폴딩영역과 상기 주변영역에 중첩하도록 상기 플렉서블 표시패널의 일면 상에 배치된다.

상기 윈도우 부재는, 상기 플렉서블 표시패널 상에 배치된 제1 베이스층 및 상기 제1 베이스층 상에 배치되고, 상기 제1 베이스층과 실질적으로 동일한 탄성 모듈러스를 갖는 제2 베이스층을 포함한다. 상기 폴딩영역에 중첩하는 상기 제2 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 주변영역에 중첩하는 상기 제2 베이스층의 제2 부분의 두께보다 작다.

상기 윈도우 부재는 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 상기 윈도우 부재의 두께는 약 20 ㎛ 내지 약 300 ㎛이다. 상기 윈도우 부재는 상기 제2 베이스층의 일면에 의해 정의된 평탄한 외면을 제공한다.

상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분에 대응하는 상기 제1 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제2 부분에 대응하는 상기 제1 베이스층의 제2 부분의 두께보다 크다.

상기 제1 베이스층과 상기 제2 베이스층은 실질적으로 동일한 물질을 포함한다. 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분에 중첩하는 상기 제1 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분의 두께의 약 80% 내지 약 120%이다.

상기 제2 베이스층의 상기 제2 부분에 중첩하는 상기 제1 베이스층의 제2 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제2 부분의 두께의 약 40% 이하이다.

상기 폴딩축에 직교하는 방향으로 정의된 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분의 너비는 상기 폴딩축에 직교하는 방향으로 정의된 상기 폴딩영역의 너비와 동일하거나 작다. 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분은 균일한 두께를 갖는다.

상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분은 상기 폴딩축에 직교하는 방향을 따라 절단한 단면 상에서 피크 지점을 가질 수 있다.

상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분은 상기 폴딩축에 직교하는 방향을 따라 두께가 서로 다른 중심부분과 경계부분들로 구분될 수 있다.상기 중심부분은 상기 경계부분들보다 큰 두께를 가질 수 있다.

상기 윈도우 부재는 상기 제1 베이스층과 상기 제2 베이스층을 접착시키는 광학투명접착 레진층을 더 포함할 수 있다. 상기 광학투명접착 레진층의 탄성 모듈러스는 1Mpa 이하일 수 있다.

상기 플렉서블 표시패널의 상기 일면과 상기 윈도우 부재 사이에 배치된 터치스크린 및 편광판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 윈도우 부재는 실질적으로 동일한 탄성 모듈러스를 갖는 복수 개의 베이스층들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 베이스층들 중 상기 플렉서블 표시패널로부터 가장 멀리 이격되어 배치된 외측 베이스층의 상기 폴딩영역에 중첩하는 제1 부분의 두께는 상기 주변영역에 중첩하는 제2 부분의 두께보다 작다.

상기 복수 개의 베이스층들 중 상기 외측 베이스층을 제외한 베이스층들의 상기 주변영역에 중첩하는 제2 부분들의 두께의 합은 상기 외측 베이스층의 상기 제2 부분의 두께의 약 40% 이하일 수 있다.

상술한 바에 따르면, 상기 윈도우 부재는 동일한 물질로 구성된 제1 베이스층과 제2 베이스층을 포함할 수 있다. 복수 개의 베이스층들 사이의 물성 차이에 기인하는 윈도우 부재의 변형이 방지될 수 있다. 또한, 상기 윈도우 부재의 제조 단가가 감소된다.

상기 윈도우 부재가 복수 개의 베이스층들을 포함함으로써, 플렉서블 표시장치의 굴곡강성(bending stiffness)이 감소된다. 상기 윈도우 부재는 복수 층 구조를 갖기 때문에 상기 폴딩영역에서 쉽게 접혀진다. 즉, 본 발명에 따른 윈도우 부재는 단일층의 윈도우 부재 대비 더 쉽게 접혀진다. 상기 복수 개의 베이스층들이 상기 폴딩영역에서 실질적으로 동일한 두께를 가질 때, 상기 윈도우 부재는 더 쉽게 접혀질 수 있다.

제2 베이스층의 제2 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분의 두께보다 크기 때문에, 상기 플렉서블 표시장치의 상기 주변영역은 소정의 내구성을 유지한다. 본 발명에 따른 윈도우 부재는 단일층의 윈도우 부재와 대등한 강도를 갖는다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 펼쳐진 상태의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 접혀진 상태의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 펼쳐진 상태의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 펼쳐진 상태의 측면도이다.
도 3은 윈도우 부재들의 구조에 따른 굴곡강성(bending stiffness)을 나타내는 그래프들이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 측면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 설명한다.

도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요도 소를 지칭한다. 그리고, 어떤 층이 다른 층의 '상에' 형성된다(배치된다)는 것은, 두 층이 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 층 사이에 다른 층이 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 어떤 층의 일면이 평평하게 도시되었지만, 반드시 평평할 것을 요구하지 않으며, 적층 공정에서 하부층의 표면 형상에 의해 상부층의 표면에 단차가 발생할 수도 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 펼쳐진 상태의 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 접혀진 상태의 측면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같이, 플렉서블 표시장치(이하, 표시장치)는 플렉서블 표시패널(DP, 이하 표시패널)과 상기 표시패널(DP)의 일면 상에 배치된 플렉서블 윈도우 부재(WM, 이하 윈도우 부재)를 포함한다.

상기 표시패널(DP)은 플렉서블한 베이스 기판(미 도시)과 상기 베이스 기판 상에 배치된 신호배선들(미 도시) 및 상기 신호배선들에 전기적으로 연결된 화소들(미 도시)을 포함한다. 상기 화소들은 상기 신호배선들로부터 수신한 신호들에 근거하여 이미지를 생성한다. 상기 표시패널(DP)은 일면 상으로 상기 이미지를 표시한다. 상기 표시패널(DP)은 예컨대, 유기발광 표시패널 또는 전기영동 표시패널 또는 전기습윤 표시패널 등 중 어느 하나일 수 있다.

상기 이미지가 제공되는 상기 표시패널(DP)의 일면은 표시면(DS)으로 정의되고, 상기 이미지가 제공되지 않는 상기 표시패널(DP)의 타면은 비표시면(NDS)으로 정의될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에는 1개의 표시면(DS)을 구비한 표시패널(DP)이 예시적으로 도시되었다. 본 발명의 다른 실시예에서 양면으로 이미지를 표시하는 표시패널이 적용될 수도 있다.

상기 윈도우 부재(WM)는 상기 표시패널(DP)을 보호한다. 상기 윈도우 부재(WM)는 투명한 물질로 구성된다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 상기 윈도우 부재(WM)는 복수 개의 베이스층들을 포함한다. 상기 복수 개의 베이스층들 중 인접하는 베이스층들 사이에는 이들을 겹합시키는 접착층이 배치된다. 상기 접착층은 광학투명접착 레진(OCR)을 포함할 수 있다.

상기 윈도우 부재(WM)의 일면(OS)은 상기 표시장치의 외면을 구성할 수 있다. 상기 표시장치의 외면은 터치펜과 같은 입력수단이 접촉하는 면일 수 있다. 상기 윈도우 부재(WM)의 타면(IS)은 후술하는 접착 부재와 접촉하는 접착면을 구성할 수 있다.

상기 표시패널(DP)과 상기 윈도우 부재(WM)는 투명한 접착 부재(AM)에 의해 결합될 수 있다. 상기 접착 부재(AM)는 자외선 경화형 PSA(pressure sensitive adhesives)가 적용될 수 있다. 상기 표시패널(DP)과 상기 윈도우 부재(WM)는 직접 결합되지 않을 수 있다. 상기 표시패널(DP)과 상기 윈도우 부재(WM) 사이에는 다른 기능성 부재들이 더 배치될 수 있다. 상기 다른 기능성 부재들에 대해서는 후술한다.

상기 표시장치는 전체적으로 곡면을 이루도록 휘어지거나 말려지거나, 특정한 영역에서 접혀질 수 있다. 상기 표시장치는 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면상에서 폴딩영역(FA)과 주변영역들(SA1, SA2)로 구분될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에는 1개의 폴딩영역(FA)과 2개의 주변영역들(SA1, SA2)을 포함하는 표시장치가 예시적으로 도시되었다.

상기 폴딩영역(FA)은 상기 표시장치가 접히는 영역으로 정의된다. 상기 표시장치는 상기 폴딩영역(FA)에 정의된 폴딩축(PA)을 따라 접혀진다. 상기 폴딩축(PA)은 상기 제2 방향(DR2)으로 연장된 가상의 축이다. 상기 주변영역들(SA1, SA2)은 상기 폴딩영역(FA)에 인접한 영역으로 정의된다. 상기 주변영역들(SA1, SA2)은 평평하거나, 완만하게 휘어질 수 있다. 상기 폴딩영역(FA)과 상기 주변영역들(SA1, SA2)은 상기 표시패널(DP)과 상기 윈도우 부재(WM)에도 동일하게 정의된다.

도 1b에 도시된 것과 같이, 상기 표시장치는 상기 2개의 주변영역들(SA1, SA2)이 서로 마주보도록 접힐 수 있다. 상기 표시장치는 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜의 곡률반경(R1)을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 상기 2개의 주변영역들(SA1, SA2)은 10도 내지 90도의 사이각을 갖도록 접힐 수도 있다.

상기 표시장치의 상기 제1 방향(DR1)과 상기 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면의 법선 방향(DR3)의 두께(T1)는 상기 표시패널(DP), 상기 윈도우 부재(WM), 및 상기 접착 부재(AM)의 두께들의 합과 같다. 상기 표시장치의 상기 두께(T1)가 증가할수록 밴딩시 상기 표시장치에 발생하는 인장/압축 스트레인은 증가된다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 펼쳐진 상태의 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 펼쳐진 상태의 측면도이다.

상기 윈도우 부재(WM)는 복수 개의 베이스층들(BL1, BL2)을 포함한다. 도 2a 및 도 2b에는 제1 베이스층(BL1) 및 제2 베이스층(BL2)을 포함하는 윈도우 부재(WM)가 예시적으로 도시되었다. 상기 윈도우 부재(WM)의 적층 구조는 이에 제한되지 않는다.

상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2) 각각은 플라스틱 부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2)은 실질적으로 동일한 물질을 포함하는 플라스틱 부재일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2)은 폴리 이미드를 포함하는 플라스틱 부재일 수 있다. 상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2)은 반드시 동일한 물질을 포함할 필요는 없으며, 실질적으로 동일한 탄성 모듈러스를 갖는 물질을 포함하면 충분하다.

상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2)은 그 사이에 배치된 접착층(AL1)에 의해 결합된다. 상기 접착층(AL1)은 광학투명 접착 레진을 포함한다. 상기 접착층(AL1)은 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

상기 윈도우 부재(WM)가 밴딩될 때 발생하는 응력을 감소시키기 위해, 상기 접착층(AL1)은 낮은 탄성 모듈러스를 갖는다. 상기 접착층(AL1)의 탄성 모듈러스는 1Mpa 이하인 것이 바람직하다. 낮은 탄성 모듈러스를 갖는 상기 접착층(AL1)은 실질적으로 상기 윈도우 부재(WM)의 응력을 증가시키지 않는다. 상기 윈도우 부재(WM)가 밴딩될 때, 상기 윈도우 부재(WM)에는 상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2)의 탄성 모듈러스에 대응하는 응력이 발생한다.

상기 제1 베이스층(BL1) 및 상기 제2 베이스층(BL2) 중 어느 하나에 액상의 광학투명 접착 레진을 도포한 후, 상기 제1 베이스층(BL1)과 상기 제2 베이스층(BL2)을 압착한다. 이후 상기 액상의 광학투명 접착 레진을 경화시켜 상기 접착층(AL1)을 형성한다. 한편, 후술하는 것과 같이, 영역에 따라 두께가 다른 형상의 상기 제1 베이스층(BL1)과 상기 제2 베이스층(BL2)은 플라스틱 부재을 드라이 에칭을 통해 제조하거나, 레이저 에칭을 통해 제조할 수 있다.

상기 윈도우 부재(WM)가 상기 표시패널(DP, 도 1a 및 도 1b 참조) 상에 배치됨에 있어서, 상기 제1 베이스층(BL1)은 상기 제2 베이스층(BL2)보다 상기 표시패널(DP)에 더 인접하게 배치된다. 즉, 상기 법선 방향(DR3)에 있어서, 상기 제1 베이스층(BL1)은 상기 제2 베이스층(BL2)의 하측에 배치된다.

상기 제1 베이스층(BL1)과 상기 제2 베이스층(BL2) 각각은 영역에 따라 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 영역에 무관하게 상기 윈도우 부재(WM)는 실질적으로 균일한 두께를 갖는다.

상기 제1 베이스층(BL1)는 상기 폴딩영역(FA)에 중첩하는 제1 부분과 상기 주변영역들(SA1, SA2)에 중첩하는 제2 부분들을 포함한다. 상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 주변영역들(SA1, SA2)에 중첩하는 상기 제1 베이스층(BL1)의 제2 부분들의 두께(T12)보다 크다. 본 실시예에서 상기 두께들(T11, T12)은 해당 영역의 평균값으로 정의된다.

상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분의 상기 제1 방향(DR1)의 너비는 상기 폴딩영역(FA)의 상기 제1 방향(DR1)의 너비와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분은 균일한 두께(T11)를 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서 상기 폴딩영역(FA)의 상기 제1 방향(DR1)의 너비에 대한 상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분의 상기 제1 방향(DR1)의 너비의 비율은 변경될 수 있다.

상기 제1 베이스층(BL1)의 일면은 상기 표시패널(DP)에 접착되는 접착면을 이루고, 상기 제1 베이스층(BL1)의 타면은 상기 제2 베이스층(BL2)에 접착되는 접착면을 이룬다. 상기 제1 베이스층(BL1)의 일면은 상기 윈도우 부재(WM)의 타면(IS, 도 1a 및 도 1b 참조)을 이루며, 평탄한 접착면을 제공할 수 있다.

상기 제2 베이스층(BL2)는 상기 폴딩영역(FA)에 중첩하는 제1 부분과 상기 주변영역들(SA1, SA2)에 중첩하는 제2 부분들을 포함한다. 상기 제2 베이스층(BL2)의 제1 부분은 상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분에 결합되고, 상기 제2 베이스층(BL2)의 제2 부분들은 상기 제1 베이스층(BL1)의 제2 부분들에 결합된다. 상기 제2 베이스층(BL2)의 제1 부분의 상기 제1 방향(DR1)의 너비는 상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분의 상기 제1 방향(DR1)의 너비와 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 제1 베이스층(BL1)과 상기 제2 베이스층(BL2)은 서로 맞물리는 형상을 갖는다.

상기 제2 베이스층(BL2)의 제1 부분의 두께(T21)는 상기 제2 베이스층(BL2)의 제2 부분들의 두께(T22)보다 작다. 본 실시예에서 상기 두께들(T21, T22)은 해당 영역의 평균값으로 정의된다. 상기 제2 베이스층(BL2)의 제1 부분과 제2 부분들 각각은 균일한 두께(T21, T22)를 갖는다.

상기 제2 베이스층(BL2)의 일면은 상기 제1 베이스층(BL1)에 접착되는 접착면을 이루고, 상기 제2 베이스층(BL2)의 타면은 상기 윈도우 부재(WM)의 일면(OS, 도 1a 및 도 1b 참조)을 이룬다. 상기 제2 베이스층(BL2)의 타면은 상기 표시장치의 평탄한 외면을 제공할 수 있다.

본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)와 동일한 두께를 갖는 단일층의 윈도우 부재(이하, 비교 윈도우 부재)보다 본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)는 상기 폴딩영역(FA)에서 더 쉽게 폴딩된다. 단일층 대비 복수 층은 작은 굴곡강성을 갖기 때문이다.

단일층의 굴곡강성은 아래의 수학식에 따른다.

[수학식]

상기 수학식의 부호 BS는 굴곡강성을 의미하고, 부호 E는 단일층의 탄성 모듈러스를 의미하며, 부호 TH는 단일층의 두께를 의미한다. 상기 비교 윈도우 부재와 본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)가 동일한 물질을 포함하면, 상기 E는 동일한 값을 갖는다.

상기 비교 윈도우 부재의 굴곡강성은 단일층 두께의 세제곱에 비례한다. 반면에, 복수 층의 굴곡강성은 각 층의 굴곡강성의 합과 같다. 본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)의 굴곡강성은 상기 제1 베이스층(BL1)의 굴곡강성과 상기 제2 베이스층(BL2)의 굴곡강성의 합과 같다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)의 상기 폴딩영역(FA)의 굴곡강성은 상기 제1 베이스층(BL1)의 상기 제1 부분의 두께(T11)의 세제곱과 상기 제2 베이스층(BL2)의 상기 제1 부분의 두께(T21)의 세제곱의 합에 비례한다. 따라서, 본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)는 상기 비교 윈도우 부재보다 상기 폴딩영역(FA)에서 작은 굴곡강성을 갖는다.

상기 윈도우 부재(WM)의 두께는 약 20 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 의 범위를 갖는다. 외부 충격으로부터 상기 표시패널(DP)을 보호하기 위해, 상기 윈도우 부재(WM)는 소정의 강도 이상을 요구하는데, 이를 위해 상기 윈도우 부재(WM)의 두께는 약 20 ㎛ 보다 큰 값을 갖는다. 두께에 비례하는 인장/압축 스트레인을 줄이기 위해 상기 윈도우 부재(WM)의 두께는 약 300 ㎛ 보다 작은 값을 갖는다. 상기 제1 베이스층(BL1)과 상기 제2 베이스층(BL2)을 이루는 물질에 따라 상기 윈도우 부재(WM)의 두께는 상술한 범위에서 변경될 수 있다.

상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 제2 베이스층(BL2)의 제1 부분의 두께(T21)의 약 80% 내지 약 120%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 다시 말해, 상기 제1 베이스층(BL1)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 제2 베이스층(BL2)의 제1 부분의 두께(T21)와 실질적으로 동일한 값을 갖는다. 상술한 것과 같이, 상기 윈도우 부재(WM)의 상기 폴딩영역(FA)에서 낮은 굴곡강성을 유지하기 위함이다.

상기 제2 베이스층(BL2)의 상기 제2 부분들은 상기 제1 베이스층(BL1)의 상기 제2 부분들보다 큰 두께를 갖는다. 상기 주변영역들(SA1, SA2)에서 소정의 강도를 유지하기 위해, 상기 제1 베이스층(BL1)의 제2 부분들의 두께(T12)는 상기 제2 베이스층(BL2)의 상기 제2 부분들의 두께(T22)의 약 40% 이하인 것이 바람직하다.

실질적으로, 상기 윈도우 부재(WM)의 상기 주변영역들(SA1, SA2)의 강도는 상기 윈도우 부재(WM)의 대분분의 외면을 이루는 상기 제2 베이스층(BL2)의 제2 부분들의 강도에 의해 결정된다. 상기 제2 베이스층(BL2)의 제2 부분들의 두께가 증가할수록, 상기 윈도우 부재(WM)는 상기 비교 윈도우 부재에 대응하는 강도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 윈도우 부재(WM)는 상기 폴딩영역(FA)에서 낮은 굴곡강성을 갖고, 상기 주변영역들(SA1, SA2)에서 상기 비교 윈도우 부재에 대응하는 강도를 가질 수 있다.

도 3은 윈도우 부재들의 구조에 따른 굴곡강성(bending stiffness)을 나타내는 그래프들이다. 제1 그래프(SP1)는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 비교 윈도우 부재의 굴곡강성을 나타내고, 제2 그래프(SP2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)의 굴곡강성을 나타낸다.

상기 제1 그래프(SP1)의 굴곡강성을 갖는 비교 윈도우 부재는 200 ㎛의 두께를 갖는 단일층을 포함한다. 상기 비교 윈도우 부재는 폴리이미드 필름층을 포함한다. 상기 제1 그래프(SP1)에 따르면, 상기 굴곡강성은 약 2.15 뉴턴이다.

상기 제2 그래프(SP2)는 이중층 윈도우 부재의 굴곡강성을 나타낸다. 제2 그래프(SP2)는 100 ㎛의 두께를 각각 갖는 2개의 폴리이미드 필름층을 포함하는 윈도우 부재의 굴곡강성을 나타낸다. 상기 제2 그래프(SP2)에 따르면, 상기 굴곡강성은 약 1.22 뉴턴이다.

상기 제1 그래프(SP1)와 제2 그래프(SP2)에서 나타난 것과 같이, 단일층의 윈도우 부재보다 복수 개의 베이스층을 포함하는 윈도우 부재가 작은 굴곡강성을 갖는다. 본 실시예에 따른 윈도우 부재(WM)는 동일한 물질로 구성된 제1 베이스층(BL1)과 제2 베이스층(BL2)을 포함함으로써, 복수 개의 베이스층들 사이의 물성 차이에 기인하는 윈도우 부재의 변형이 방지될 수 있다. 또한, 상기 윈도우 부재(WM)의 제조 단가가 감소된다. 또한,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 측면도들이다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 윈도우 부재들을 설명한다. 다만, 도 1a 내지 도 3을 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4a에 도시된 것과 같이, 상기 제1 방향(DR1)에 따른 상기 제1 및 제2 베이스층(BL1-1, BL2-1)의 제1 부분들의 너비(W10)는 상기 제1 방향(DR1)에 따른 상기 폴딩영역(FA)의 너비보다 작을 수 있다.

상기 폴딩영역(FA)의 굴곡강성은 상기 제1 및 제2 베이스층(BL1-1, BL2-1)의 적층 구조에 의해 감소된다. 상기 제1 및 제2 베이스층(BL1-1, BL2-1)의 제2 부분들이 상기 폴딩영역(FA)에 일부 중첩하더라도, 상기 폴딩영역(FA)의 굴곡강성은 감소된다.

도 4b 및 도 4c에 도시된 것과 같이, 상기 폴딩영역(FA)에 중첩하는 상기 제1 베이스층(BL1-2, BL-3)의 제1 부분은 균일한 두께(T11)를 갖지 않을 수 있다.

도 4b에 도시된 것과 같이, 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분은 상기 제1 방향(DR1)을 따라 절단한 단면 상에서 피크를 갖는다. 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분은 상기 접착층(AL1)과 접촉하는 경계면을 갖는다.

상기 경계면은 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분을 상기 제1 방향(DR1)을 따라 절단한 단면 상에서 볼록한 곡선의 경계선을 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 경계면은 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분을 상기 제1 방향(DR1)을 따라 절단한 단면 상에서 피크를 갖는 다른 형상의 경계선을 가질 수도 있다.

상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 제2 베이스층(BL2-2)의 제1 부분의 두께(T21)의 약 80% 내지 약 120%의 범위를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 피크 지점에서 측정된 최대값으로 정의되고, 상기 제2 베이스층(BL2-2)의 제1 부분의 두께(T21)는 최소값으로 정의된다.

본 실시예에 따르면, 윈도우 부재에 광이 제공되더라도 광학적으로 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분과 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제2 부분의 경계가 인지되지 않는다. 상기 제1 베이스층(BL1-2)의 제1 부분의 두께(T11)가 상기 제1 방향(DR1)을 따라 서서히 변화되었기 때문이다.

도 4c에 도시된 것과 같이, 상기 제1 베이스층(BL1-3)의 제1 부분은 상기 제1 방향(DR1)을 따라 두께가 서로 다른 중심부분(CA)과 경계부분들(BA1, BA2)로 구분될 수 있다.

상기 제1 베이스층(BL1-3)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 제2 베이스층(BL2-3)의 제1 부분의 두께(T21)의 약 80% 내지 약 120%의 범위를 갖는다. 본 실시예에서, 상기 제1 베이스층(BL1-3)의 제1 부분의 두께(T11)는 상기 중심부분(CA)에서 측정된 값이고, 상기 제2 베이스층(BL2-2)의 제1 부분의 두께(T21)는 상기 중심부분(CA)에 대응하는 상기 제2 베이스층(BL2-2)의 일부분에서 측정된 값이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 측면도들이다. 이하, 도 5를 참조하여 윈도우 부재들을 설명한다. 다만, 도 1a 내지 도 3을 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에서 설명한 구성 역시 본 실시예에 따른 윈도우 부재에 적용될 수 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 윈도우 부재는 복수 개의 베이스층들(BL10, BL20, BL30)을 포함한다. 상기 복수 개의 베이스층들(BL10, BL20, BL30) 중 인접하는 베이스층들 사이에는 이들을 겹합시키는 접착층들(AL1, AL2)이 배치된다.

상기 윈도우 부재는 제1 베이스층(BL10), 제2 베이스층(BL20), 및 제3 베이스층(BL30)을 포함하는 삼중층 구조를 가질 수 있다. 상기 윈도우 부재의 적층 구조는 이에 제한되지 않는다. 상기 제3 베이스층(BL30)은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 제2 베이스층(BL2)에 대응한다. 상기 제3 베이스층(BL30)은 상기 표시패널(DP, 도 1a 및 도 1b 참조)로부터 가장 멀리 이격된 외측 베이스층으로, 상기 표시장치의 외면을 이루기 때문이다.

상기 제3 베이스층(BL30)은 상기 폴딩영역(FA)에 중첩하는 제1 부분과 상기 주변영역들(SA1, SA2)에 중첩하는 제2 부분들을 포함한다. 상기 제3 베이스층(BL30)의 제1 부분의 두께(T310)는 상기 제3 베이스층(BL30)의 제2 부분들의 두께(T320)보다 작다.

상기 제1 베이스층(BL10), 상기 제2 베이스층(BL20), 및 상기 제3 베이스층(BL30)은 실질적으로 동일한 탄성 모듈러스를 갖는다. 또한, 상기 제1 베이스층(BL10), 상기 제2 베이스층(BL20), 및 상기 제3 베이스층(BL30)은 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.

상기 제1 베이스층(BL10)의 제1 부분의 두께(T110) 및 상기 제2 베이스층(BL20)의 제1 부분의 두께(T210)는 상기 제3 베이스층(BL30)의 제1 부분의 두께(T310)의 약 80% 내지 약 120%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 다시 말해, 상기 제1 베이스층(BL10)의 제1 부분의 두께(T110), 상기 제2 베이스층(BL20)의 제1 부분의 두께(T210), 및 상기 제3 베이스층(BL30)의 제1 부분의 두께(T310)는 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다. 상기 윈도우 부재의 상기 폴딩영역(FA)에서 낮은 굴곡강성을 유지하기 위함이다.

상기 제3 베이스층(BL30)의 제2 부분들의 두께(T330)는 상기 제1 베이스층(BL10)의 제2 부분들의 두께(T120) 및 상기 제2 베이스층(BL20)의 제2 부분들의 두께(T220)보다 크다. 상기 주변영역들(SA1, SA2)에서 소정의 강도를 유지하기 위해, 상기 제1 베이스층(BL10)의 제2 부분들의 두께(T120) 및 상기 제2 베이스층(BL20)의 제2 부분들의 두께(T220)는 상기 제3 베이스층(BL30)의 제2 부분들의 두께(T330)의 약 40% 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 주변영역들(SA1, SA2)의 강도를 더 증가시키기 위해, 상기 제1 베이스층(BL10)의 제2 부분들의 두께(T120)와 상기 제2 베이스층(BL20)의 제2 부분들의 두께(T220)의 합은 상기 제3 베이스층(BL30)의 제2 부분들의 두께(T330)의 약 40% 이하인 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 것과 같이, 상기 폴딩영역(FA)에 중첩하는 상기 제1 베이스층(BL10) 및 상기 제2 베이스층(BL20)의 제1 부분들의 두께들(T110, T210)은 상기 주변영역들(SA1, SA2)에 중첩하는 상기 제1 베이스층(BL10) 및 상기 제2 베이스층(BL20)의 제2 부분들의 두께들(T120, T220)보다 크다. 상기 제1 베이스층(BL10) 및 상기 제2 베이스층(BL20)의 구조는 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 제1 베이스층(BL10) 및 상기 제2 베이스층(BL20) 중 어느 하나는 영역에 무관하게 동일한 두께를 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면도이다. 이하, 본 실시예에 따른 표시장치를 설명한다.

플렉서블 표시장치(이하, 표시장치)는 플렉서블 표시패널(DP, 이하 표시패널)과 상기 표시패널(DP)의 일면 상에 배치된 플렉서블 윈도우 부재(WM, 이하 윈도우 부재), 및 기능성 부재들을 포함한다. 상기 윈도우 부재는 도 1a 내지 도 5를 참조하여 설명한 윈도우 부재 중 어느 하나일 수 있다.

상기 기능성 부재들은 상기 표시패널(DP)과 상기 윈도우 부재(WM) 사이에 배치된 터치스크린(TSP) 및 광학부재(LF)를 포함한다. 외부입력을 감지하는 터치스크린(TSP)은 접착 부재(AM)를 통해 상기 표시패널(DP)에 결합된다.

상기 광학부재(LF)는 접착 부재(AM)를 통해 상기 터치스크린(TSP)에 결합된다. 상기 광학부재(LF)는 적어도 편광판을 포함한다. 또한, 위상차판을 더 포함할 수 있다. 상기 광학부재(LF)는 외부광의 반사를 방지할 수 있다. 상기 광학부재(LF)는 생략될 수 있고, 상기 터치스크린(TSP)에 포함될 수도 있다.

상기 윈도우 부재(WM)의 외면 상에는 기능성 코팅층(FC)이 배치될 수 있다. 상기 기능성 코팅층(FC)은 지문방지 코팅층(Anti-Finger Coating Layer), 반사방지 코팅층(Anti-Reflection Coating Layer), 눈부심 방지 코팅층(Anti-Glare Coating Layer), 및 하드 코팅층 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 기능성 부재들은 상기 표시패널(DP)의 외면 상에 배치된 보호 필름(PF)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호 필름(PF)은 외부의 충격으로부터 상기 표시패널을 보호한다. 상기 보호 필름(PF)은 접착 부재(AM)를 통해 상기 표시패널(DP)에 결합된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

DP: 플렉서블 표시패널 AM: 접착 부재
WM: 윈도우 부재 BL1: 제1 베이스층
BL2: 제2 베이스층 AL1: 접착층
FA: 폴딩 영역 SA1, SA2: 주변영역

Claims

폴딩축이 정의된 폴딩영역과 상기 폴딩영역에 인접한 주변영역을 포함하는 플렉서블 표시패널; 및
상기 폴딩영역과 상기 주변영역에 중첩하도록 상기 플렉서블 표시패널의 일면 상에 배치된 윈도우 부재를 포함하고,
상기 윈도우 부재는,
상기 플렉서블 표시패널 상에 배치된 제1 베이스층; 및
상기 제1 베이스층 상에 배치되고, 상기 제1 베이스층과 동일한 탄성 모듈러스를 갖는 제2 베이스층을 포함하며,
상기 폴딩영역에 중첩하는 상기 제2 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 주변영역에 중첩하는 상기 제2 베이스층의 제2 부분의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 윈도우 부재는 균일한 두께를 갖는 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제2 항에 있어서,
상기 윈도우 부재의 두께는 20 ㎛ 내지 300 ㎛인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제2 항에 있어서,
상기 윈도우 부재는 상기 제2 베이스층의 일면에 의해 정의된 평탄한 외면을 제공하는 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분에 대응하는 상기 제1 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제2 부분에 대응하는 상기 제1 베이스층의 제2 부분의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 베이스층과 상기 제2 베이스층은 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제6 항에 있어서,
상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분에 중첩하는 상기 제1 베이스층의 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분의 두께의 80% 내지 120%인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제7 항에 있어서,
상기 제2 베이스층의 상기 제2 부분에 중첩하는 상기 제1 베이스층의 제2 부분의 두께는 상기 제2 베이스층의 상기 제2 부분의 두께의 40% 이하인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 폴딩축에 직교하는 방향으로 정의된 상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분의 너비는 상기 폴딩축에 직교하는 방향으로 정의된 상기 폴딩영역의 너비와 동일하거나 작은 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제9 항에 있어서,
상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분은 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제9 항에 있어서,
상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분은 상기 폴딩축에 직교하는 방향을 따라 절단한 단면 상에서 피크 지점을 갖는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제9 항에 있어서,
상기 제2 베이스층의 상기 제1 부분은 상기 폴딩축에 직교하는 방향을 따라 두께가 서로 다른 중심부분과 경계부분들로 구분되고,
상기 중심부분은 상기 경계부분들보다 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 윈도우 부재는 상기 제1 베이스층과 상기 제2 베이스층을 접착시키는 광학투명접착 레진층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제13 항에 있어서,
상기 광학투명접착 레진층의 탄성 모듈러스는 1Mpa 이하인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 플렉서블 표시패널의 상기 일면과 상기 윈도우 부재 사이에 배치된 터치스크린 및 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
폴딩영역과 상기 폴딩영역에 인접한 주변영역을 포함하는 플렉서블 표시패널; 및
동일한 탄성 모듈러스를 갖는 복수 개의 베이스층들을 포함하며, 상기 폴딩영역과 상기 주변영역에 중첩하도록 상기 플렉서블 표시패널의 일면 상에 배치된 윈도우 부재를 포함하고,
상기 복수 개의 베이스층들 중 상기 플렉서블 표시패널로부터 가장 멀리 이격되어 배치된 외측 베이스층의 상기 폴딩영역에 중첩하는 제1 부분의 두께는 상기 주변영역에 중첩하는 제2 부분의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제16 항에 있어서,
상기 복수 개의 베이스층들은 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제17 항에 있어서,
상기 복수 개의 베이스층들 중 상기 외측 베이스층을 제외한 베이스층들 각각의 상기 외측 베이스층의 상기 제1 부분에 중첩하는 제1 부분의 두께는 상기 외측 베이스층의 상기 제1 부분의 두께의 80% 내지 120%인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제18 항에 있어서,
상기 복수 개의 베이스층들 중 상기 외측 베이스층을 제외한 베이스층들의 상기 주변영역에 중첩하는 제2 부분들의 두께의 합은 상기 외측 베이스층의 상기 제2 부분의 두께의 40% 이하인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
제19 항에 있어서,
상기 윈도우 부재는 균일한 두께를 갖고, 상기 외측 베이스층의 일면에 의해 정의된 평탄한 외면을 제공하는 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.