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KR102506631B1 - 폴더블 표시장치 - Google Patents

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KR102506631B1
KR102506631B1 KR1020160064898A KR20160064898A KR102506631B1 KR 102506631 B1 KR102506631 B1 KR 102506631B1 KR 1020160064898 A KR1020160064898 A KR 1020160064898A KR 20160064898 A KR20160064898 A KR 20160064898A KR 102506631 B1 KR102506631 B1 KR 102506631B1
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folding
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foldable display
display panel
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채기성
박주혜
명노진
이승희
신상학
곽태형
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 폴더블 표시장치에서는, 백 플레이트의 폴딩 영역에 개구 패턴을 형성함으로써 백 플레이트의 탄성 변형 구간을 증가시킨다. 폴딩 영역에 형성된 개구 패턴은 스프링으로 작용하여 탄성 복원 에너지가 증가됨으로써, 복원 시간을 줄일 수 있다.
따라서, 폴더블 표시장치의 두께 증가 없이 폴딩 특성이 향상되는 효과를 갖는다.

Description

폴더블 표시장치{Foldable display device}
본 발명은 폴더블 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시장치를 접고 펼치는 과정에서 발생되는 손상을 방지할 수 있는 폴더블 표시장치에 관한 것이다.
사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting display device: OELD) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
액정표시장치는, 액정분자를 포함하는 액정층을 사이에 두고 합착된 상부 기판과 하부 기판을 포함하는 액정 패널을 필수 구성 요소로 포함하며, 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계에 의해 액정층이 구동되어 영상을 표시한다.
유기발광표시장치는, 유기발광층을 사이에 두고 마주하는 양극과 음극을 포함하는 발광다이오드를 필수 구성 요소로 포함하며, 양극과 음극 각각으로부터 주입된 정공과 전자가 유기발광층에서 결합하여 발광함으로써, 영상을 표시하게 된다.
한편, 최근에는 플렉서블 기판을 이용하여 제조된 폴더블 표시장치에 대한 요구가 증가하고 있다. 폴더블 표시장치는 접힌 상태로 휴대가 가능하고 펼쳐진 상태에서 영상을 표시하기 때문에, 대화면 표시가 가능하면서 휴대가 용이한 장점을 갖는다.
도 1은 종래 폴더블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 폴더블 표시장치(10)는 표시패널(20)과, 백플레이트(30)와, 커버 윈도우(40)을 포함한다.
표시패널(20)은 플렉서블 기판(22)과, 상기 플렉서블 기판(22) 상에 형성되는 표시소자(24)를 포함한다. 예를 들어, 상기 플렉서블 기판(22)은 폴리이미드(polyimide) 기판일 수 있다.
상기 표시패널(20)이 발광다이오드패널인 경우, 상기 표시소자(24)는 발광다이오드와 상기 발광다이오드를 구동시키기 위한 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 이때, 상기 발광다이오드는, 상기 박막트랜지스터에 연결된 양극(anode)과, 상기 양극 상에 형성되는 유기발광층과, 상기 유기발광층 상에 형성되는 음극(cathode)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드를 덮어 외부의 수분 침투를 방지할 수 있는 베리어 필름이 형성될 수 있다.
한편, 상기 표시패널(20)이 액정패널인 경우, 상기 표시소자(24)는 상기 플렉서블 기판(22) 상에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극과, 상기 플렉서블 기판(22)과 마주하는 대향 기판과, 상기 플렉서블 기판(22) 또는 상기 대향 기판에 형성되는 공통 전극과, 상기 플렉서블 기판(22)과 상기 대향 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판(22) 하부에 캐리어 기판(미도시)이 부착된 상태에서 상기 박막트랜지스터 등의 구성 요소를 형성하고 캐리어 기판을 박리(release)시킴으로써, 플렉서블한 표시패널(20)을 얻을 수 있다.
이와 같이 제작된 표시패널(20)에서 상기 플렉서블 기판(22)이 너무 얇기 때문에, 표시패널(20)을 지지할 수 있는 백 플레이트(30)를 상기 플렉서블 기판(22) 하부에 부착한다. 예를 들어, 상기 백 플레이트(20)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 이루어질 수 있으며, 접착층(32)에 의해 상기 플렉서블 기판(22)에 부착된다.
상기 커버 윈도우(40)는 표시패널(20)을 외부 충격으로부터 보호하기 위해, 상기 표시패널(20)의 상부에 부착된다. 도시하지 않았으나, 상기 커버 윈도우(40)는 접착층에 의해 상기 표시패널(20)에 부착될 수 있다.
한편, 상기 백 플레이트(30)로는 약 100 마이크로미터 두께의 PET 필름이 이용되고 있는데, 폴더블 표시장치(10)를 접고 펼치는 동작이 반복되면 백 플레이트(30)에 소성 변형(plastic deformation)이 발생되어 폴더블 표시장치(10)의 복원이 불가능하게 된다.
즉, 도 2a 및 도 2b에서 보여지는 바와 같이, PET 필름인 백 플레이트가 소성 변형되는 문제가 발생되기 때문에, 폴더블 표시장치(10)의 폴딩/언폴딩에 제한이 생긴다. 다시 말해, 폴더블 표시장치(10)의 폴딩 특성이 저하되는 문제가 발생한다.
백 플레이트(30)의 두께를 감소시킴으로써, 백 플레이트(30)의 소성 변형 문제를 줄일 수 있다. 그러나, 백 플레이트(30)의 두께가 감소되면 탄성 복원 에너지(elastic restoring energy)가 감소하여 복원에 오랜 시간이 소요되는 문제가 발생한다.
본 발명은, 종래 폴더블 표시장치의 폴딩 특성 저하 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은 폴더블 표시장치의 백 플레이가 폴딩 영역에 대응하여 적어도 두개의 개구 패턴을 갖는다.
또한, 폴딩 영역은 언폴딩 영역보다 작은 두께를 가질 수 있고, 폴딩 영역에 형성된 개구 패턴은 위치에 따라 그 크기를 달리하거나 그 거리를 달리할 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에서는, 백 플레이트의 폴딩 영역에 서로 이격된 둘 이상의 개구 패턴을 형성함으로써, 폴더블 표시장치의 폴딩/언폴딩 동작이 반복되더라도 복원이 가능하게 된다.
즉, 폴딩 영역에 형성된 개구 패턴에 의해 탄성 변형 구간이 증가하여 복원이 가능하게 된다.
또한, 폴딩 영역에 형성된 개구 패턴은 스프링으로 작용하여 탄성 복원 에너지가 증가됨으로써, 복원 시간을 줄일 수 있다.
따라서, 폴더블 표시장치의 두께 증가 없이 폴딩 특성이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 개구 패턴이 형성된 백 플레이트의 적어도 일면에 단차 보상층을 형성함으로써, 개구 패턴에 의한 화질 저하 문제를 방지할 수 있다.
또한, 백 플레이트는 폴딩 영역에서 두께가 감소하여 폴딩 스트레스를 완화시키고, 개구 패턴 간의 거리 또는 개구 패턴의 크기를 조절함으로써, 폴딩에 의한 표시 패널의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 폴더블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 백 플레이트의 소성 변형 문제를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예 따른 폴더블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 표시패널의 예를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d 각각은 백 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c 각각은 백 플레이트를 보여주는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 백 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 백 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 표시 패널과 상기 표시 패널의 일면에 위치하고 폴딩 영역과 상기 폴딩영역 양측의 언폴딩 영역으로 구분되며, 상기 폴딩 영역에 서로 이격된 둘 이상의 개구 패턴이 구비된 백 플레이트를 포함하는 폴더블 표시장치를 제공한다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 개구 패턴은 (2n-1)번째 열에 위치하는 적어도 하나의 제 1 패턴과 (2n)번째 열에 위치하는 적어도 하나의 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 2 패턴 사이 공간은 상기 제 1 패턴에 대응하여 위치할 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 개구 패턴은 (2n-1)번째 열에 위치하는 적어도 하나의 제 1 패턴과 (2n)번째 열에 위치하는 적어도 하나의 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 1 패턴은 상기 제 2 패턴에 각각 대응하여 위치할 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 개구 패턴은 (2n-1)번째 열에 위치하는 제 1 패턴과 (2n)번째 열에 위치하는 둘 이상의 제 2 패턴을 포함하고, 상기 (2n)번째 열에서, 상기 제 2 패턴 사이 거리는 상기 제 2 패턴의 길이와 같거나 이보다 작을 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 개구 패턴은 사각형 형상, 마름모 형상, 또는 단축 길이가 일정한 타원 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 백 플레이트의 일 측면은 상기 폴딩 영역에서 불연속적일 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 표시 패널은 플렉서블 기판을 포함하고, 상기 백 플레이트의 모듈러스는 상기 플렉서블 기판보다 클 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 백 플레이트의 적어도 일면에는 상기 폴딩 영역을 덮는 단차 보상층이 위치할 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 단차 보상층은 상기 백 플레이트보다 작은 모듈러스를 가질 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 백 플레이트는 상기 폴딩 영역에 대응하는 오목부를 가져 상기 폴딩 영역에서 제 1 두께를 갖고 상기 언폴딩 영역에서 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치는, 상기 오목부가 형성된 상기 백 플레이트의 일면에 부착되는 단차 보상층을 포함할 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 표시패널은 다수의 화소영역을 포함하고, 상기 오목부의 가장자리는 상기 화소영역 간 경계에 대응될 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 표시패널은 유기발광다이오드 패널이고, 상기 오목부의 가장자리는 유기발광다이오드의 제 1 전극 가장자리를 덮는 뱅크에 대응될 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 단차 보상층은 상기 백 플레이트와 평탄한 표면을 이룰 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 오목부는 상기 백 플레이트의 외측면에 위치하고, 상기 폴더블 표시장치는 상기 표시패널을 향해 폴딩될 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 오목부는 상기 백 플레이트의 내측면에 위치하고, 상기 폴더블 표시장치는 상기 백 플레이트를 향해 폴딩될 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 폴딩 영역은 폴딩 방향을 따라 가장자리부와 중앙부로 나뉘고, 상기 개구 패턴은 상기 가장자리부에서 상기 폴딩 방향을 따라 제 1 거리만큼 이격되고 상기 중앙부에서 상기 폴딩 방향을 따라 상기 제 1 거리보다 작은 제 2 거리만큼 이격될 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 폴딩 방향을 따라, 상기 개구 패턴 사이 거리는 가장자리에서 중앙으로 갈수록 감소할 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 상기 폴딩 영역은 폴딩 방향을 따라 가장자리부와 중앙부로 나뉘고, 상기 개구 패턴은 상기 가장자리부에서 상기 폴딩 방향을 따라 제 1 폭을 갖고 상기 중앙부에서 상기 폴딩 방향을 따라 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 폴더블 표시장치에 있어서, 폴딩 방향을 따라, 상기 개구 패턴의 크기는 가장자리에서 중앙으로 갈수록 증가할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예 따른 폴더블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴더블 표시장치(100)는, 표시패널(110)과, 상기 표시패널(110) 하부에 위치하며 폴딩 영역(folding region, FR)에 둘 이상의 개구 패턴(182)을 갖는 백 플레이트(180)와, 상기 표시패널(110) 상부에 위치하는 커버 윈도우(190)를 포함한다.
표시패널(110)은 플렉서블 기판(112)과, 상기 플렉서블 기판(112) 상에 형성되는 표시소자(114)를 포함한다. 예를 들어, 상기 플렉서블 기판(112)은 폴리이미드(polyimide) 기판일 수 있다.
상기 플렉서블 기판(112)은 상기 표시소자(114)의 형성 공정에 적합하지 않기 때문에, 유리 기판과 같은 캐리어 기판(미도시)에 상기 플렉서블 기판(112)을 부착한 상태에서 상기 표시소자(114)의 형성 공정이 진행된다. 상기 표시소자(114)를 상기 플렉서블 기판(112) 상에 형성한 후 상기 캐리어 기판과 상기 플렉서블 기판(112)을 분리함으로써, 상기 표시패널(110)을 얻을 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 표시패널의 예를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 표시패널(110)은 발광다이오드 패널일 수 있다.
상기 플렉서블 기판(112) 상에는 버퍼층(120)이 형성되고, 상기 버퍼층(120) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(120)은 생략될 수 있다.
상기 버퍼층(120) 상에는 반도체층(122)이 형성된다. 상기 반도체층(122)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(122)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(122) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(122)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(122) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(124)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(124)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(124) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(130)이 반도체층(122)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 4a에서는, 게이트 절연막(124)이 플렉서블 기판(112) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(124)은 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트 전극(130) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(132)이 형성된다. 층간 절연막(132)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(132)은 상기 반도체층(122)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 게이트 전극(130)의 양측에 게이트 전극(130)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 게이트 절연막(124) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(124)이 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 층간 절연막(132) 내에만 형성될 수도 있다.
상기 층간 절연막(132) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(140)과 드레인 전극(142)이 형성된다.
소스 전극(140)과 드레인 전극(142)은 상기 게이트 전극(130)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)을 통해 상기 반도체층(122)의 양측과 접촉한다.
상기 반도체층(122)과, 상기 게이트전극(130), 상기 소스 전극(140), 상기 드레인전극(142)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(120)의 상부에 상기 게이트 전극(130), 상기 소스 전극(142) 및 상기 드레인 전극(144)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 상기 데이터 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(142)을 노출하는 드레인 콘택홀(152)을 갖는 보호층(150)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(150) 상에는 상기 드레인 콘택홀(152)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(142)에 연결되는 제 1 전극(160)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(160)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 표시패널(110)이 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(160) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(150) 상에는 상기 제 1 전극(160)의 가장자리를 덮는 뱅크층(166)이 형성된다. 상기 뱅크층(166)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(160)의 중앙을 노출한다.
상기 제 1 전극(160) 상에는 유기 발광층(162)이 형성된다. 상기 유기 발광층(162)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 유기 발광층(162)은 상기 제 1 전극(160) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 유기 발광층(162)이 형성된 상기 플렉서블 기판(112) 상부로 제 2 전극(164)이 형성된다. 상기 제 2 전극(164)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(164)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(160), 상기 유기발광층(162) 및 상기 제 2 전극(164)는 유기발광다이오드(D)를 이룬다.
상기 제 2 전극(164) 상에는, 외부 수분이 상기 유기발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 170)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(170)은 제 1 무기 절연층(172)과, 유기 절연층(174)과 제 2 무기 절연층(174)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 인캡슐레이션 필름(170) 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 액정패널(210)이 표시패널(110)로 이용될 수 있다.
액정패널(210)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(212, 250)과, 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(212, 250) 사이에 개재되며 액정분자(262)를 포함하는 액정층(260)을 포함한다.
상기 제 1 플렉서블 기판(212) 상에는 제 1 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 제 1 버퍼층(220) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 제 1 버퍼층(220)은 생략될 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(220) 상에는 게이트 전극(222)이 형성되고, 상기 게이트 전극(222)을 덮으며 게이트 절연막(224)이 형성된다. 또한, 상기 버퍼층(220) 상에는 상기 게이트 전극(222)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(224) 상에는 반도체층(226)이 상기 게이트 전극(222)에 대응하여 형성된다. 상기 반도체층(226)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 반도체층(226)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(226) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(230)과 드레인 전극(232)이 형성된다. 또한, 상기 소스 전극(230)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다.
상기 게이트 전극(222), 상기 반도체층(226), 상기 소스 전극(230) 및 상기 드레인 전극(232)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(Tr) 상에는, 상기 드레인 전극(232)을 노출하는 드레인 콘택홀(236)을 갖는 보호층(234)이 형성된다.
상기 보호층(234) 상에는, 상기 드레인 콘택홀(236)을 통해 상기 드레인 전극(232)에 연결되는 화소 전극(240)과, 상기 화소 전극(240)과 교대로 배열되는 공통 전극(242)이 형성된다.
상기 제 2 플렉서블 기판(250) 상에는 제 2 버퍼층(252)이 형성되며, 상기 제 2 버퍼층(252) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr), 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(254)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(256)이 형성된다. 상기 제 2 버퍼층(252)과 상기 블랙매트릭스(254)는 생략될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(212, 250)은 액정층(260)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 사이에서 발생되는 전계에 의해 상기 액정층(260)의 액정분자가 구동된다.
도시하지 않았으나, 상기 액정층(260)과 접하여 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(212, 250) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(212, 250) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 편광판이 부착될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 백 플레이트(180)는 상기 표시패널(110)의 하부에 위치하며, 상기 표시패널(110)을 지지한다. 예를 들어, 상기 백 플레이트(180)는 접착층(미도시)을 이용하여 상기 플렉서블 기판(112)에 부착될 수 있다.
상기 백 플레이트(180)는 상기 플렉서블 기판(112)보다 큰 강성(stiffness)을 갖는다. 즉, 상기 백 플레이트(180)는 상기 플렉서블 기판(112)보다 큰 모듈러스(Young’s modulus)를 갖는다.
예를 들어, 상기 백 플레이트(180)는 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PA), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 같은 고분자로 이루어질 수 있다.
상기 백 플레이트(180)가 SUS와 같이 고 강성 물질로 이루어지는 경우, 높은 복원력(restoring force)을 갖는다. 따라서, 상기 백 플레이트(180)의 두께를 감소시킬 수 있다.
상기 백 플레이트(180)가 SUS와 같이 고 강성 물질로 이루어지는 경우, 두께가 감소하더라도 백 플레이트(180)가 원하는 강성을 유지할 수 있어 표시패널(110)의 지지체 역할을 할 수 있다. 또한, 두께 감소에 의해 백 플레이트(180)의 소성 변형 문제를 줄일 수 있다.
그러나, 고 강성 물질로 이루어지고 작은 두께를 갖는 백 플레이트(180)는 탄성 변형 구간(elastic deformation region)이 좁기 때문에, 변형 후 복원이 매우 어렵다. 즉, 폴딩 후 언폴딩되지 않고, 폴딩 시의 형상을 유지하는 시간이 증가하게 된다.
본 발명의 폴더블 표시장치(100)에서는, 백 플레이트(180)의 폴딩 영역(FR)에 적어도 하나의 개구 패턴(182)을 형성함으로써 상기 백 플레이트(180)의 탄성 변형 구간을 확대시킨다. 폴딩 영역(FR)에 형성된 개구 패턴(182)은 스프링과 같이 작용하며, 백 플레이트(180)의 복원 특성이 향상된다. 따라서, 백 플레이트(180)의 두께 감소에 의한 복원 시간 증가의 문제를 해결할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 백 플레이트(180)는 고 강성 물질로 이루어져 높은 복원력을 가지며 개구 패턴(182)에 의해 탄성 변형 구간이 확대된다. 따라서, 백 플레이트(180)가 작은 두께(예를 들어, 2mm)를 가지면서, 표시장치(100)의 폴더블 특성이 향상된다.
한편, 상기 백 플레이트(180)에 형성된 상기 개구 패턴(182)에 의해 표시 불량이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 방지하고 상기 개구 패턴(182)을 보호하기 위해, 상기 백 플레이트(180)의 하부면과 상부면에는 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188)이 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188)은 상기 백 플레이트(180)보다 강성이 적은 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188) 각각은 폴리우레탄(polyurethane, PU), thermoplastic polyurethane (TPU), 폴리아크릴레이트, 고무(rubber), 실리콘(Si) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188)은 상기 개구 패턴(182)을 덮어 보호하고 상기 개구 패턴(182)에 의한 단차를 없앤다. 상기 개구 패턴(182)에 의한 단차가 표시면에서 시인되는 표시 불량이 발생될 수 있는데, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188)에 의해 이와 같은 표시 불량의 발생을 방지할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188) 중 어느 하나만이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188) 모두가 생략될 수도 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188)은 상기 백 플레이트(180)의 전면을 덮는 것으로 도시되고 있으나, 상기 폴딩 영역(FR)에만 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(186, 188)은 상기 개구 패턴(182)을 채우도록 형성될 수 있다.
상기 커버 윈도우(190)는 표시패널(110)을 외부 충격으로부터 보호하고 스크래치 등의 손상이 방지하는 것을 방지하는 역할을 하며, 생략 가능하다.
한편, 도시하지 않았으나, 상기 표시패널(110)과 상기 커버 윈도우(190) 사이에는 터치 패널이 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 폴더블 표시장치(100)는 고 강성의 백 플레이트(180)를 포함함으로써 두께를 감소시킬 수 있고, 백 플레이트(180)의 폴딩 영역(FR)에 스프링 역할을 하는 개구 패턴(182)을 형성함으로써 백 플레이트(180)의 복원력을 높일 수 있다. 즉, 작은 두께와 높은 복원력을 갖는 백 플레이트(180)를 제공할 수 있다.
따라서, 폴딩/언폴딩 특성이 우수한 박형 폴더블 표시장치(100)를 제공할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d 각각은 백 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 백 플레이트(180)의 폴딩 영역(FR)에는 (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(182a)과 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(182b)을 포함하는 개구 패턴(182)이 형성된다. (여기서, n은 양의 정수이다.)
도 5a에서 상기 폴딩 영역(FR)이 백 플레이트(180)의 중앙에 위치하는 것으로 도시되고 있으나, 폴딩 영역(FR)의 위치는 제한되지 않는다. 또한, 상기 폴딩 영역(FR)은 두 개 이상 정의될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(182a, 182b) 각각은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(182b) 사이 공간은 (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(182a)에 대응될 수 있다.
상기 제 1 패턴(182a)의 양단은 상기 폴딩 영역(FR) 내에 위치하고, 상기 제 2 패턴(182b)의 일단은 상기 폴딩 영역(FR)에서의 상기 백 플레이트(180) 일 측면에 위치할 수 있다.
즉, 상기 백 플레이트(180)의 일 측면은 (2n)번째 열에서 불연속적이다. 다시 말해, 상기 폴딩 영역(FR)에서, 상기 백 플레이트(180)의 일 측면은 상기 제 1 및 제 2 패턴(182a, 182b) 사이 부분과 두 개의 상기 제 2 패턴(182b) 사이 부분을 통해 연결되어, 상기 폴딩 영역(FR)은 스프링과 같은 기능을 한다.
도 5a에서 홀수번째 열에는 하나의 제 1 패턴(182a)이 형성되고 짝수번째 열에는 두 개의 제 2 패턴(182b)이 형성되는 것으로 도시되고 있다. 그러나, 상기 제 1 패턴(182a)은 두 개 이상 형성될 수 있고, 상기 제 2 패턴(182b)은 세 개 이상 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(182a, 182b) 각각은 열 방향으로 연장되어 구성된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 패턴(182a, 182b) 각각의 장축은 열 방향과 평행할 수 있다.
또한, 상기 제 2 패턴(182b) 두 개의 사이의 제 1 거리(D1)는 상기 제 2 패턴(182b) 각각의 제 1 길이(L1)와 같거나 이보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 상기 제 1 거리(D1)가 상기 제 1 길이(L1)보다 작을 수 있다.
따라서, 상기 개구 패턴(182)이 형성된 폴딩 영역(FR)은 폴더블 표시장치(도 3의 100)가 언폴딩되는 경우 스프링과 같은 역할을 하고 상기 백 플레이트(180)의 탄성 복원 에너지를 증가시킨다. 따라서, 폴더블 표시장치(100)의 언폴딩 시간을 줄일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 백 플레이트(280)의 폴딩 영역(FR)에는 (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(282a)과 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(282b)을 포함하는 개구 패턴(282)이 형성된다. (여기서, n은 양의 정수이다.)
도 5b에서 상기 폴딩 영역(FR)이 백 플레이트(280)의 중앙에 위치하는 것으로 도시되고 있으나, 폴딩 영역(FR)의 위치는 제한되지 않는다. 또한, 상기 폴딩 영역(FR)은 두 개 이상 정의될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(282a, 282b) 각각은 마름모 형상을 가질 수 있다. 또한, (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(282a)은 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(282b)에 대응될 수 있으며, 각 열의 제 1 및 제 2 패턴(282a, 282b)은 서로 이격되어 배치된다.
예를 들어, (2n-1)번째 열의 제 1 패턴(282a)은 서로 이격되고, (2n)번째 열의 제 2 패턴(282b)은 서로 이격되어 배치된다. 또한, (2n-1)번째 열의 제 1 패턴(282a)과 (2n)번째 열의 제 2 패턴(282b) 역시 서로 이격된다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 패턴(282a, 282b) 각각은 제 2 거리(D2)만큼 서로 이격되며, 제 2 거리(D2)는 상기 제 1 및 제 2 패턴(282a, 282b) 각각의 제 2 길이(L2)와 같거나 이보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 상기 제 2 거리(D2)가 상기 제 2 길이(L2)보다 작을 수 있다.
따라서, 상기 개구 패턴(282)이 형성된 폴딩 영역(FR)은 폴더블 표시장치(도 3의 100)가 언폴딩되는 경우 스프링과 같은 역할을 하고 상기 백 플레이트(280)의 탄성 복원 에너지를 증가시킨다. 따라서, 폴더블 표시장치(200)의 언폴딩 시간을 줄일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 백 플레이트(380)의 폴딩 영역(FR)에는 (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(382a)과 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(382b)을 포함하는 개구 패턴(382)이 형성된다. (여기서, n은 양의 정수이다.)
도 5c에서 상기 폴딩 영역(FR)이 백 플레이트(380)의 중앙에 위치하는 것으로 도시되고 있으나, 폴딩 영역(FR)의 위치는 제한되지 않는다. 또한, 상기 폴딩 영역(FR)은 두 개 이상 정의될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(382a, 382b) 각각은 마름모 형상을 가질 수 있다. 또한, (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(382a)은 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(382b) 사이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴(382a)의 중심은 제 2 패턴(382b) 사이 공간에 대응되고, 제 2 패턴(382b)의 중심은 제 1 패턴(382a) 사이 공간에 대응될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 패턴(382a, 382b) 각각은 제 3 거리(D3)만큼 서로 이격되며, 제 3 거리(D3)는 상기 제 1 및 제 2 패턴(382a, 382b) 각각의 제 3 길이(L3)와 같거나 이보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 상기 제 3 거리(D3)가 상기 제 3 길이(L3)보다 작을 수 있다.
따라서, 상기 개구 패턴(382)이 형성된 폴딩 영역(FR)은 폴더블 표시장치(도 3의 100)가 언폴딩되는 경우 스프링과 같은 역할을 하고 상기 백 플레이트(380)의 탄성 복원 에너지를 증가시킨다. 따라서, 폴더블 표시장치(100)의 언폴딩 시간을 줄일 수 있다.
도 5d를 참조하면, 백 플레이트(480)의 폴딩 영역(FR)에는 (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(482a)과 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(482b)을 포함하는 개구 패턴(482)이 형성된다. (여기서, n은 양의 정수이다.)
도 5d에서 상기 폴딩 영역(FR)이 백 플레이트(480)의 중앙에 위치하는 것으로 도시되고 있으나, 폴딩 영역(FR)의 위치는 제한되지 않는다. 또한, 상기 폴딩 영역(FR)은 두 개 이상 정의될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각은 단축 길이가 일정한 타원 형상을 가질 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각은 직사각형의 양단에 반원이 결합되어 있는 형상을 갖는다.
또한, (2n-1)번째 열에 형성되는 제 1 패턴(482a)은 (2n)번째 열에 형성되는 제 2 패턴(482b) 사이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴(482a)의 중심은 제 2 패턴(482b) 사이 공간에 대응되고, 제 2 패턴(482b)의 중심은 제 1 패턴(482a) 사이 공간에 대응될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각은 열 방향으로 연장되어 구성된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각의 장축은 열 방향과 평행할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각 사이의 제 4 거리(D4)는 상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각의 제 4 길이(L4)와 같거나 이보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 상기 제 4 거리(D4)가 상기 제 4 길이(L4)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각의 끝부분은 일정 곡률 반경(RC)를 갖는다.
따라서, 상기 개구 패턴(482)이 형성된 폴딩 영역(FR)은 폴더블 표시장치(도 3의 100)가 언폴딩되는 경우 스프링과 같은 역할을 하고 상기 백 플레이트(480)의 탄성 복원 에너지를 증가시킨다. 따라서, 폴더블 표시장치(100)의 언폴딩 시간을 줄일 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에서, 개구 패턴(180, 280, 380, 480)은 직사각 형상, 마름모 형상 또는 단축 길이가 일정한 타원 형상인 것이 도시되어 있으나, 그 형상은 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 개구 패턴(180, 280, 380)은 원형, 타원형, 정사각형, 사다리꼴 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 폴더블 표시장치(500)는, 표시패널(510)과, 상기 표시패널(510) 하부에 위치하며 폴딩 영역(folding region, FR)에 둘 이상의 개구 패턴(582)을 갖는 백 플레이트(580)와, 상기 표시패널(510) 상부에 위치하는 커버 윈도우(590)를 포함한다.
도시하지 않았으나, 표시패널(510)은 플렉서블 기판과, 상기 플렉서블 기판 상에 형성되는 표시소자를 포함한다. 예를 들어, 상기 플렉서블 기판은 폴리이미드(polyimide) 기판일 수 있고, 상기 표시소자는 유기발광다이오드일 수 있다.
상기 백 플레이트(580)는 상기 표시패널(510)의 하부에 위치하며, 상기 표시패널(510)을 지지한다. 예를 들어, 상기 백 플레이트(580)는 접착층(미도시)을 이용하여 상기 표시패널(510)에 부착될 수 있다.
상기 백 플레이트(580)는 상기 표시패널(510)의 플렉서블 기판(미도시)보다 큰 강성(stiffness)을 갖는다. 즉, 상기 백 플레이트(580)는 상기 플렉서블 기판보다 큰 모듈러스(Young’s modulus)를 갖는다.
본 발명의 폴더블 표시장치(500)에서는, 백 플레이트(580)는 폴딩 영역(FR)에서 제 1 두께(t1)를 갖고 상기 폴딩 영역(FR) 양측의 언폴딩 영역(unfolding region, UFR)에서 상기 제 1 두께(t1)보다 큰 제 2 두께(t2)를 갖는다. 즉, 상기 백 플레이트(580)에는 폴딩 영역(FR)에 대응하여 오목부(concave portion, 584)가 형성된다.
예를 들어, 상기 백 플레이트(580)가 폴딩 영역(FR)과 언폴딩 영역(UFR) 모두에서 제 1 두께(t1)를 갖는다면, 폴딩 영역(FR)에서의 폴딩 특성은 만족될 수 있으나 백 플레이트(580)의 강성이 감소하여 언폴딩 영역(FR)에서 표시패널(510)의 지지에 문제가 발생한다.
한편, 상기 백 플레이트(580)가 폴딩 영역(FR)과 언폴딩 영역(UFR) 모두에서 제 2 두께(t2)를 갖는다면, 폴딩 영역(FR)에서의 폴딩 특성에 문제가 발생한다.
그러나, 본 발명에서는 백 플레이트(580)가 언폴딩 영역(UFR)에서 비교적 큰 제 2 두께(t2)를 갖고 폴딩 영역(FR)에서 비교적 작은 제 1 두께(t1)를 가지므로, 백 플레이트(580)의 강성 및 폴딩 특성이 모두 만족된다.
또한, 백 플레이트(580)에 적어도 하나의 개구 패턴(582)을 형성함으로써 상기 백 플레이트(580)의 탄성 변형 구간을 확대시킨다. 즉, 상기 개구 패턴(582)은 백 플레이트(580)의 오목부(584)에 위치한다. 폴딩 영역(FR)에 형성된 개구 패턴(582)은 스프링과 같이 작용하며, 백 플레이트(580)의 복원 특성이 향상된다.
상기 개구 패턴(582)은 도 5a 내지 도 5d에서 보여지는 바와 같이 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들어, 도 5d에서와 같이 상기 제 1 및 제 2 패턴(482a, 482b) 각각은 단축 길이가 일정한 타원 형상을 갖는 경우, 끝 부분 원의 직경은 상기 폴딩 영역(FR)에서의 백 플레이트(580)의 제 1 두께(t1)와 같거나 제 1 두께(t1)의 1.5배보다 작게 하여 폴딩 영역(FR)에서 백 플레이트(580)의 강성을 저해하지 않으면서 폴딩 특성을 향상시킨다. (t1≤2RC≤1.5*t1)
백 플레이트(580)를 이루는 베이스 필름에 대하여 에칭(etching) 공정을 진행함으로써 폴딩 영역(FR)에서의 두께를 낮추고 개구 패턴(582)을 형성한다. 즉, 폴딩 영역(FR) 전체에 대한 에칭 공정을 진행하여 오목부(584)를 형성한 후, 폴딩 영역(FR) 일부에 대하여 추가 에칭 공정을 진행함으로써 개구 패턴(582)을 형성한다.
도 6에서 폴더블 표시장치(500)는 커버 윈도우(590) 측으로 폴딩된다. 즉, 백 플레이트(580)이 외측에 위치하도록 폴딩되며 오목부(584)는 백 플레이트(580)의 외측면에 형성된다.
이와 달리, 폴더블 표시장치(500)는 백 플레이트(580) 측으로 폴딩될 수 있으며, 이 경우 오목부(584)는 백 플레이트(580)의 내측면에 형성된다. 즉, 오목부(584)는 표시패널(510)과 마주하는 면에 형성된다.
도 7a 내지 도 7c 각각은 백 플레이트를 보여주는 단면도이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 백 플레이트(580)의 일측에 제 1 단차 보상층(586)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 단차 보상층(586)은 상기 백 플레이트(580)의 오목부(584)가 형성된 표면에 형성된다.
따라서, 상기 제 1 단차 보상층(586)은 폴딩 영역(FR)에서 제 3 두께(t3)를 갖고 언폴딩 영역(UFR)에서 상기 제 3 두께(t3)보다 작은 제 4 두께(t4)를 갖는다.
한편, 도 7b를 참조하면, 제 1 단차 보상층(586)은 상기 오목부(584)에만 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제 1 단차 보상층(586)은 상기 백 플레이트(580)와 평탄한 표면을 이루게 된다.
도 7c를 참조하면, 상기 백 플레이트(580)의 타측에 제 2 단차 보상층(588)이 더 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 단차 보상층(588)은 실질적으로 균일한 제 5 두께(t5)를 갖고, 제 5 두께(t5)는 상기 제 3 두께(t3)보다 작고 상기 제 4 두께(t4)보다 클 수 있다.
상기 제 2 단차 보상층(588)이 상기 오목부(584)에서의 제 1 단차 보상층(586)의 제 3 두께(t3)보다 작은 제 5 두께(t5)를 가져 폴딩 시 백 플레이트(580)가 압축 상태(compressive state)를 갖게 된다. 따라서, 백 플레이트(580)를 포함하는 폴더블 표시장치(500)의 폴딩/언폴딩 특성이 더욱 향상된다.
상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(586, 588) 각각은 상기 백 플레이트(580)보다 강성이 적은 물질로 이루어지고 폴딩 동작에 의해 상기 백 플이트(580)에 가해지는 스트레스 완화(stress compensation) 역할을 한다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(586, 588) 각각은 상기 백 플레이트(580)보다 작은 모듈러스를 갖는다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(586, 588) 각각은 폴리우레탄(polyurethane, PU), thermoplastic polyurethane (TPU), 폴리아크릴레이트, 고무(rubber), 실리콘(Si) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(586, 588)은 상기 개구 패턴(582)을 덮어 보호하고 상기 개구 패턴(582)에 의한 단차를 없앤다. 상기 개구 패턴(582)에 의한 단차가 표시면에서 시인되는 표시 불량이 발생될 수 있는데, 상기 제 1 및 제 2 단차 보상층(586, 588)에 의해 이와 같은 표시 불량의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제 1 단차 보상층(586)은 상기 백 플레이트(580)와 다른 물질로 이루어지기 때문에, 오목부(584)의 끝에서 상기 제 1 단차 보상층(586)과 상기 백 플레이트(580)의 경계가 시인될 수 있다. 즉, 상기 제 1 단차 보상층(586)과 상기 백 플레이트(580)의 굴절률 차이에 의해 표시품질이 저하될 수 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 상기 제 1 단차 보상층(586)과 상기 오목부(584)의 경계, 즉 상기 오목부(584)의 끝(가장자리)은 표시 패널(도 6의 510)에 배열된 인접한 화소 영역 간 경계에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 오목부(584)의 끝은 뱅크(도 4a의 166) 또는 블랙매트릭스(도 4b의 254)에 대응될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 백 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 백 플레이트(680)에는 폴딩 영역(FR)과 언폴딩 영역(UFR)이 정의되고, 상기 폴딩 영역(FR)은 중앙부(CN)과 가장자리부(ED)로 구분된다.
이때, 상기 폴딩 영역(FR)에 형성된 개구 패턴(682)은 동일한 크기를 가지며 그 사이 거리를 달리한다. (pitch variable)
즉, 폴딩되는 방향으로, 상기 개구 패턴(682)들은 가장자리부(ED)에서 제 1 거리(d1)를 갖고 중앙부(CN)에서 상기 제 1 거리(d1)보다 작은 제 2 거리(d2)를 갖는다.
폴딩 상태의 백 플레이트(680)를 보여주는 도 8b를 참조하면, 개구 패턴(682) 사이 거리가 다르게 구성되는 백 플레이트(680)는 폴딩 영역(도 8a의 FR)의 가장자리부(ED)에서 제 1 곡률 반경을 갖고 중앙부(CN)에서 제 1 곡률 반경보다 작은 제 2 곡률 반경을 갖게 된다.
한편, 도 8c에서와 같이, 폴딩 영역(도 8a의 FR)이 중앙부(CN)와 제 1 가장자리부(ED1) 및 중앙부(CN)와 제 1 가장자리부(ED1) 사이의 제 2 가장자리부(ED2)로 구분되고, 개구 패턴(682)은 폴딩 방향으로 제 1 가장자리부(ED1)에서 제 1 거리를 갖고 중앙부(CN)에서 제 2 거리를 가지며 제 2 가장자리부(ED2)에서 제 2 거리보다 크고 제 1 거리보다 작은 제 3 거리를 갖는다.
즉, 개구 패턴(682)은 폴딩 영역(FR)의 가장자리에서 중앙으로 갈수록 그 거리가 점진적으로 감소할 수 있다.
폴더블 표시장치의 곡률이 시작되는 지점(즉, 가장자리부(ED) 또는 제 1 가장자리부(ED1))에서 스트레스가 집중되어 표시 패널의 손상이 발생할 수 있다. 본 발명에서는 백 플레이트(680)의 폴딩 영역(FR)에 형성되는 개구 패턴(682) 사이 거리가 조절됨으로써, 폴딩 시작 지점에서의 곡률 반경이 증가되고 스트레스 집중이 완화된다. 따라서, 표시 패널의 손상이 최소화되거나 방지된다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 백 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 백 플레이트(780)에는 폴딩 영역(FR)과 언폴딩 영역(UFR)이 정의되고, 상기 폴딩 영역(FR)은 중앙부(CN)과 가장자리부(ED)로 구분된다.
이때, 상기 폴딩 영역(FR)에 형성된 개구 패턴(782)은 동일한 거리로 배열되며 그 크기를 달리한다. (size variable)
즉, 폴딩되는 방향으로, 상기 개구 패턴(782)은 가장자리부(ED)에서 제 1 폭(w1)를 갖고 중앙부(CN)에서 상기 제 1 폭(w1)보다 큰 제 2 폭(w2)을 갖는다.
폴딩 상태의 백 플레이트(780)를 보여주는 도 9b를 참조하면, 개구 패턴(782) 크기가 다르게 구성되는 백 플레이트(780)는 폴딩 영역(도 9a의 FR)의 가장자리부(ED)에서 제 1 곡률 반경을 갖고 중앙부(CN)에서 제 1 곡률 반경보다 작은 제 2 곡률 반경을 갖게 된다.
한편, 도 9c에서와 같이, 폴딩 영역(도 9a의 FR)이 중앙부(CN)와 제 1 가장자리부(ED1) 및 중앙부(CN)와 제 1 가장자리부(ED1) 사이의 제 2 가장자리부(ED2)로 구분되고, 개구 패턴(782)은 폴딩 방향으로 제 1 가장자리부(ED1)에서 제 1 폭을 갖고 중앙부(CN)에서 제 2 폭을 가지며 제 2 가장자리부(ED2)에서 제 1 폭보다 크고 제 2 폭보다 작은 제 3 폭을 갖는다.
즉, 개구 패턴(782)은 폴딩 영역(FR)의 가장자리에서 중앙으로 갈수록 그 크기(폭)가 점진적으로 증가할 수 있다.
본 발명에서는 백 플레이트(780)의 폴딩 영역(FR)에 형성되는 개구 패턴(782) 크기가 조절됨으로써, 폴딩 시작 지점에서의 곡률 반경이 증가되고 스트레스 집중이 완화된다. 따라서, 표시 패널의 손상이 최소화되거나 방지된다.
도 8a 내지 도 8c와 도 9a 내지 도 9c에서는 오목부를 포함하는 백 플레이트에서 개구 패턴 사이 거리 또는 개구 패턴의 크기가 조절되는 것이 보여지고 있다. 이와 달리, 백 플레이트는 오목부를 포함하지 않고 일정한 두께를 가질 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 폴더블 표시장치에서는, 백 플레이트의 폴딩 영역에 서로 이격된 둘 이상의 개구 패턴을 형성함으로써, 폴더블 표시장치의 폴딩/언폴딩 동작이 반복되더라도 복원이 가능하게 된다. 즉, 폴딩 영역에 형성된 개구 패턴에 의해 탄성 변형 구간이 증가하여 복원이 가능하게 된다.
따라서, 폴더블 표시장치의 두께 증가 없이 폴딩 특성이 향상되는 효과를 갖는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 500: 폴더블 표시장치 110, 510: 표시패널
180, 280, 380, 480, 580, 680, 780: 백 플레이트
186, 188, 586, 588: 단차 보상층
182, 282, 382, 482, 582, 682, 782: 개구 패턴
584: 오목부 FR: 폴딩 영역
UFR: 언폴딩 영역

Claims (22)

  1. 표시 패널과;
    상기 표시 패널의 일면에 위치하고 폴딩 영역과 상기 폴딩 영역 양측의 언폴딩 영역으로 구분되며, 상기 폴딩 영역에 서로 이격된 둘 이상의 개구 패턴이 구비된 백 플레이트를 포함하며,
    상기 개구 패턴은 (2n-1)번째 열에 위치하는 적어도 하나의 제 1 패턴과 (2n)번째 열에 위치하는 적어도 하나의 제 2 패턴을 포함하고, 상기 제 2 패턴 사이 공간은 상기 제 1 패턴에 대응하여 위치하는 폴더블 표시장치.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (2n)번째 열에서, 상기 제 2 패턴 사이 거리는 상기 제 2 패턴의 길이와 같거나 이보다 작은 폴더블 표시장치. (n은 양의 정수)
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구 패턴은 사각형 형상, 마름모 형상, 또는 단축 길이가 일정한 타원 형상을 갖는 폴더블 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 플레이트의 일 측면은 상기 폴딩 영역에서 불연속적인 폴더블 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 플렉서블 기판을 포함하고, 상기 백 플레이트의 모듈러스는 상기 플렉서블 기판보다 큰 폴더블 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 플레이트의 적어도 일면에는 상기 폴딩 영역을 덮는 단차 보상층이 위치하는 폴더블 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단차 보상층은 상기 백 플레이트보다 작은 모듈러스를 갖는 폴더블 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 백 플레이트는 상기 폴딩 영역에 대응하는 오목부를 가져 상기 폴딩 영역에서 제 1 두께를 갖고 상기 언폴딩 영역에서 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께를 갖는 폴더블 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부가 형성된 상기 백 플레이트의 일면에 부착되는 단차 보상층을 포함하는 폴더블 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 다수의 화소영역을 포함하고, 상기 오목부의 가장자리는 상기 화소영역 간 경계에 대응되는 폴더블 표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 유기발광다이오드 패널이고, 상기 오목부의 가장자리는 유기발광다이오드의 제 1 전극 가장자리를 덮는 뱅크에 대응되는 폴더블 표시장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 단차 보상층은 상기 백 플레이트와 평탄한 표면을 이루는 폴더블 표시장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 백 플레이트의 외측면에 위치하고, 상기 폴더블 표시장치는 상기 표시 패널을 향해 폴딩되는 폴더블 표시장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 백 플레이트의 내측면에 위치하고, 상기 폴더블 표시장치는 상기 백 플레이트를 향해 폴딩되는 폴더블 표시장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴딩 영역은 폴딩 방향을 따라 가장자리부와 중앙부로 나뉘고, 상기 개구 패턴은 상기 가장자리부에서 상기 폴딩 방향을 따라 제 1 거리만큼 이격되고 상기 중앙부에서 상기 폴딩 방향을 따라 상기 제 1 거리보다 작은 제 2 거리만큼 이격되는 폴더블 표시장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    폴딩 방향을 따라, 상기 개구 패턴 사이 거리는 가장자리에서 중앙으로 갈수록 감소하는 폴더블 표시장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴딩 영역은 폴딩 방향을 따라 가장자리부와 중앙부로 나뉘고, 상기 개구 패턴은 상기 가장자리부에서 상기 폴딩 방향을 따라 제 1 폭을 갖고 상기 중앙부에서 상기 폴딩 방향을 따라 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 폴더블 표시장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    폴딩 방향을 따라, 상기 개구 패턴의 크기는 가장자리에서 중앙으로 갈수록 증가하는 폴더블 표시장치.
  21. 표시 패널과;
    상기 표시 패널의 일면에 위치하고 폴딩 영역과 상기 폴딩 영역 양측의 언폴딩 영역으로 구분되며, 상기 폴딩 영역에 서로 이격된 둘 이상의 개구 패턴이 구비된 백 플레이트와;
    상기 백 플레이트의 적어도 일면에 구비되어 상기 폴딩 영역을 덮는 단차 보상층
    을 포함하는 폴더블 표시장치.
  22. 표시 패널과;
    상기 표시 패널의 일면에 위치하고 폴딩 영역과 상기 폴딩 영역 양측의 언폴딩 영역으로 구분되며, 상기 폴딩 영역에 서로 이격된 둘 이상의 개구 패턴이 구비된 백 플레이트를 포함하고,
    상기 백 플레이트는 접착층을 통해 상기 표시 패널에 부착되는 폴더블 표시장치.
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