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KR102559841B1 - 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102559841B1
KR102559841B1 KR1020160104979A KR20160104979A KR102559841B1 KR 102559841 B1 KR102559841 B1 KR 102559841B1 KR 1020160104979 A KR1020160104979 A KR 1020160104979A KR 20160104979 A KR20160104979 A KR 20160104979A KR 102559841 B1 KR102559841 B1 KR 102559841B1
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flexible
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김영지
박형규
오수희
원성근
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 가요성(flexibility)을 확보함과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 위하여, 플렉서블 영역 및 비플렉서블 영역을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 상기 일면에 배치되는 보호 필름, 상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제1 스토리지 모듈러스를 갖는, 제1 점착층 및 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제2 스토리지 모듈러스를 갖는, 제2 점착층을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법{Flexible display apparatus and manufacturing method thereof}
본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보함과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
일반적으로 유기발광 디스플레이 장치는 기판 상에 박막트랜지스터 및 유기발광소자들을 형성하고, 유기발광소자들이 스스로 빛을 발광하여 작동한다. 이러한 유기발광 디스플레이 장치는 휴대폰 등과 같은 소형 제품의 디스플레이부로 사용되기도 하고, 텔레비전 등과 같은 대형 제품의 디스플레이부로 사용되기도 한다.
유기발광 디스플레이 장치 중에서도, 최근 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 관심이 높아짐에 따라 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 종래의 글라스재 기판이 아닌 합성 수지 등과 같은 재질의 플렉서블 기판을 이용한다. 이러한 플렉서블 기판은 플렉서블 특성을 갖기에, 제조공정 등에서 핸들링이 용이하지 않기에 충분한 강성(rigidity)을 갖는 지지기판 상에 플렉서블 기판을 형성하여 여러 공정을 거친 후, 플렉서블 기판 상에 디스플레이부가 형성된 디스플레이 패널을 지지기판으로부터 분리하는 과정을 거친다.
그러나 이러한 종래의 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법에는, 디스플레이 패널을 보호하기 위해 플렉서블 기판의 일면에 점착제를 이용하여 보호 필름이 부착된다. 이 경우 플렉서블 디스플레이 장치에서 플렉서블한 특성(flexibility)이 우수한 점착제를 이용하여 보호 필름을 부착하면 플렉서블 디스플레이 장치 전체의 플렉서블한 특성은 향상되나, 패드부와 같이 비플렉서블한 특성을 요구하는 영역에 있어서는 COF 등의 실장 수율이 저하된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 가요성(flexibility)을 확보함과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 플렉서블 영역 및 비플렉서블 영역을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는, 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 상기 일면에 배치되는 보호 필름; 상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제1 스토리지 모듈러스를 갖는, 제1 점착층; 및 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제2 스토리지 모듈러스를 갖는, 제2 점착층;을 구비하는, 플렉서블 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스토리지 모듈러스는 상기 제2 스토리지 모듈러스보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상온에서 상기 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하이고, 상기 제2 스토리지 모듈러스는 10MPa 이상일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층은 하나의 층일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역에는 디스플레이부가 위치하고, 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역에는 패드부가 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호 필름은 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 포함하며, 상기 디스플레이 패널과 상기 제1 보호 필름 사이에는 제1 점착층이 개재되고, 상기 디스플레이 패널과 상기 제2 보호 필름 사이에는 제2 점착층이 개재될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름과 상기 제2 보호 필름은 동일층에 위치하며 상호 분리될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층은 동일층에 위치하여 상호 소정 간격 이격될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 스토리지 모듈러스는 상기 제2 스토리지 모듈러스보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 점착층은 상기 제1 점착층보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 점착층은 대략 15㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 플렉서블 영역 및 비플렉서블 영역을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는, 디스플레이 패널을 준비하는 단계; 상기 디스플레이 패널의 상기 일면과 보호 필름 사이에 점착물질 개재하여 상기 보호 필름을 상기 디스플레이 패널의 전면(全面)에 부착하는 단계; 및 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역에 위치한 상기 점착물질에 UV를 조사하여 경화시키는 단계;를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 점착물질에 UV를 조사하여 경화시키는 단계는, 상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제1 스토리지 모듈러스를 갖는, 제1 점착층을 형성하는 단계; 및 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제2 스토리지 모듈러스를 갖는, 제2 점착층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스토리지 모듈러스는 상기 제2 스토리지 모듈러스보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역에는 디스플레이부가 형성되고, 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역에는 패드부가 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가요성(flexibility)을 확보함과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 기능층을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 과정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(200), 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되는 보호 필름(100), 디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100) 사이에 개재되는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)을 구비한다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210, 도 3참조)과 플렉서블 기판(210) 상에 배치되며 외부로 이미지를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 복수개의 화소들 및 박막트랜지스터(TFT)들을 포함할 수 있다. 이에 대하여는 도 3의 설명에서 자세히 서술한다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 영역(FA) 및 비플렉서블 영역(NFA)을 가지며, 본 실시예에서는 플렉서블 영역(FA)에는 디스플레이부가 위치할 수 있고 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 위치할 수 있다. 디스플레이 패널(200)은 일면 및 일면과 상호 반대되는 측의 타면을 가질 수 있으며, 디스플레이 패널(200)의 일면에는 보호 필름(100)이 배치될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)이 배치될 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 배치될 수 있다. 도 1에서는 도시되어 있지 않으나, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층일 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320, 도 4참조) 및/또는 터치스크린패널(340, 도 4 참조)과 같은 층들을 포함할 수 있으며, 이러한 층들 사이에 개재되는 점착층(310, 330, 350, 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
기능층(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 전체적으로 디스플레이 패널(200) 및 기능층(300)을 보호하는 기능을 하며, 기능층(300)과 에어갭(air gap)없이 밀착되도록 부착될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 예컨대 글라스재 또는 플라스틱재와 같은 투명한 소재로 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(200)의 일측에는 비플렉서블 영역(NFA)이 구비될 수 있으며, 이러한 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부(미도시)가 위치할 수 있다. 패드부 상에는 연성인쇄회로기판(500)이 위치할 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 예컨대 칩온필름(Chip on Film, COF), 칩온플라스틱(Chip on Plastic, COP) 등의 방식으로 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 디스플레이 패널(200)의 패드부와 연성인쇄회로기판(500) 사이에 개재되는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film,　ACF)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되어 디스플레이 패널(200)을 보호하는 기능을 할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 디스플레이 패널(200)의 일면이라 함은 플렉서블 기판(210)의 일면으로 이해될 수 있다. 보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 이러한 보호 필름(100)은 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 설파이드(PES; polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100) 사이에는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)이 개재될 수 있다. 제1 점착층(120a)과 제2 점착층(120b)은 보호 필름(100)을 디스플레이 패널(200)에 부착하는 기능할 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 예컨대 실리콘(Silicone), 우레탄(Urethane), 아크릴(Acryl) 계열 또는 천연 고무 등의 점착 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 하나의 층으로 구비될 수 있다. 즉, 제1 점착층(120a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있다.
이때 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스(storage modulus)를 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스(storage modulus)를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스 보다 작을 수 있다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.1MPa 이하일 수 있다. 또한 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스는 1MPa 초과일 수 있으며, 바람직하게는 10MPa 이상일 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 디스플레이 패널(200)의 일면에 부착되는 보호 필름(100) 및 보호 필름(100)을 부착하기 위한 점착층 역시 플렉서블한 특성이 우수한 재료를 사용하는 것이 용이하다. 다만 이와 같은 경우 외부로부터 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 디스플레이 패널(200) 및 하부에 위치하는 보호 필름(100) 및 점착층이 플렉서블한 특성이 우수할수록 실장 수율이 저하된다. 즉 디스플레이 패널(200)에 연성인쇄회로기판(500) 등이 안정적으로 실장되기 위해서는 이를 받쳐주는 디스플레이 패널(200)의 패드부가 견고한 특성을 갖는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)에서는 디스플레이 패널(200) 중 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)의 하부에 배치된 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 갖고, 패드부가 위치한 비플렉서블 영역(NFA)의 하부에 배치된 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 갖고, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 갖는다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)에서는 플렉서블한 특성을 유지함과 동시에 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 상대적으로 단단한 특성을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(20)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(20)는 디스플레이 패널(200), 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되는 제1 보호 필름(100a) 및 제2 보호 필름(100b), 디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에 개재되는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)을 구비한다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210, 도 3참조)과 플렉서블 기판(210) 상에 배치되며 외부로 이미지를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 복수개의 화소들 및 박막트랜지스터들을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 영역(FA) 및 비플렉서블 영역(NFA)을 가지며, 본 실시예에서는 플렉서블 영역(FA)에는 디스플레이부가 위치할 수 있고 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 위치할 수 있다. 디스플레이 패널(200)은 일면 및 일면과 상호 반대되는 측의 타면을 가질 수 있으며, 디스플레이 패널(200)의 일면에는 보호 필름(100a, 100b)이 배치될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)이 배치될 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 배치될 수 있다. 도 2에서는 도시되어 있지 않으나, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층일 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320, 도 4참조) 및/또는 터치스크린패널(340, 도 4 참조)과 같은 층들을 포함할 수 있으며, 이러한 층들 사이에 개재되는 점착층(310, 330, 350, 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
기능층(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 전체적으로 디스플레이 패널(200) 및 기능층(300)을 보호하는 기능을 하며, 기능층(300)과 에어갭(air gap)없이 밀착되도록 부착될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 예컨대 글라스재 또는 플라스틱재와 같은 투명한 소재로 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(200)의 일측에는 비플렉서블 영역(NFA)이 구비될 수 있으며, 이러한 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 위치할 수 있다. 패드부 상에는 연성인쇄회로기판(500)이 위치할 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 예컨대 칩온필름(COF), 칩온플라스틱(COP) 등의 방식으로 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 디스플레이 패널(200)의 패드부와 연성인쇄회로기판(500) 사이에 개재되는 이방성 도전 필름(ACF)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
보호 필름(100a, 100b)은 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되어 디스플레이 패널(200)을 보호하는 기능을 할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 디스플레이 패널(200)의 일면이라 함은 플렉서블 기판의 일면으로 이해될 수 있다. 보호 필름(100a, 100b)은 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 이러한 보호 필름(100a, 100b)은 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 설파이드(PES; polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
이러한 보호 필름(100a, 100b)은 제1 보호 필름(100a)과 제2 보호 필름(100b)을 포함할 수 있다. 제1 보호 필름(100a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)에 배치될 수 있고, 제2 보호 필름(100b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)에 배치될 수 있다. 제1 보호 필름(100a)과 제2 보호 필름(100b)은 동일한 층에 배치될 수 있으며, 서로 분리되도록 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)이 개재될 수 있다. 제1 점착층(120a)과 제2 점착층(120b)은 보호 필름(100a, 100b)을 디스플레이 패널(200)에 부착하는 기능할 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 예컨대 실리콘(Silicone), 우레탄(Urethane), 아크릴(Acryl) 계열 또는 천연 고무 등의 점착 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 동일층에 구비될 수 있다. 즉, 제1 점착층(120a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에 개재될 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 소정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)보다 얇은 두께를 갖도록 구비될 수 있다. 자세히 후술하겠으나, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(20)에 있어서 플렉서블 영역(FA)에 위치한 제1 점착층(120a)보다 비플렉서블 영역(NFA)에 위치한 제2 점착층(120b)에 더 견고한 특성이 요구된다. 따라서 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 더 단단한 성질을 갖기 위해 압착되어 제1 점착층(120a)보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
한편 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 스토리지 모듈러스는 제2 스토리지 모듈러스 보다 작을 수 있다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.1MPa 이하일 수 있다. 또한 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스는 1MPa 초과일 수 있으며, 바람직하게는 10MPa 이상일 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치에 있어서 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 디스플레이 패널(200)의 일면에 부착되는 보호 필름(100a, 100b) 및 보호 필름(100a, 100b)을 부착하기 위한 점착층 역시 플렉서블한 특성이 우수한 재료를 사용하는 것이 용이하다. 다만 이와 같은 경우 외부로부터 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 디스플레이 패널(200) 및 하부에 위치하는 보호 필름(100a, 100b) 및 점착층이 플렉서블한 특성이 우수할수록 실장 수율이 저하된다. 즉 디스플레이 패널(200)에 연성인쇄회로기판(500) 등이 안정적으로 실장되기 위해서는 이를 받쳐주는 디스플레이 패널(200)의 패드부가 견고한 특성을 갖는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치에서는 디스플레이 패널(200) 중 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)의 하부에 배치된 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 갖고, 패드부가 위치한 비플렉서블 영역(NFA)의 하부에 배치된 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 갖고, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 갖는다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치에 있어서 디스플레이 영역에서는 플렉서블한 특성을 유지함과 동시에 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 상대적으로 단단한 특성을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 디스플레이 패널(200)을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 이러한 도 3의 구조는 도 2의 플렉서블 디스플레이 장치(20)의 디스플레이 패널(200)에도 동일하다.
본 실시예에 따른 디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210), 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기발광소자(220), 유기발광소자(220)를 덮으며 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 배치되는 봉지층(230)을 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(210)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, 내열성 및 내구성이 우수한 금속재, 또는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다.
먼저 플렉서블 기판(210) 상에는 플렉서블 기판(210)의 면을 평탄화하기 위해 또는 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(212)으로 불순물 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성된 버퍼층(211)이 배치되고, 이 버퍼층(211) 상에 반도체층(212)이 위치하도록 할 수 있다.
반도체층(212)의 상부에는 게이트전극(214)이 배치되는데, 이 게이트전극(214)에 인가되는 신호에 따라 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)이 전기적으로 소통된다. 게이트전극(214)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이때 반도체층(212)과 게이트전극(214)과의 절연성을 확보하기 위하여, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성되는 게이트절연막(213)이 반도체층(212)과 게이트전극(214) 사이에 개재될 수 있다.
게이트전극(214)의 상부에는 층간절연막(215)이 배치될 수 있는데, 이는 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다.
층간절연막(215)의 상부에는 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)이 배치된다. 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)은 층간절연막(215)과 게이트절연막(213)에 형성되는 컨택홀을 통하여 반도체층(212)에 각각 전기적으로 연결된다. 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)은 도전성 등을 고려하여 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편 도면에는 도시되지 않았으나, 이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)의 보호를 위해 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(미도시)이 배치될 수 있다. 보호막은 예컨대 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물로 형성될 수 있다.
한편, 플렉서블 기판(210)의 상에 평탄화막(217)이 배치될 수 있다. 이 경우 평탄화막(217)은 보호막일 수도 있다. 이러한 평탄화막(217)은 박막트랜지스터(TFT) 상부에 유기발광소자(220)가 배치되는 경우 박막트랜지스터(TFT) 의 상면을 대체로 평탄화하게 하고, 박막트랜지스터(TFT) 및 각종 소자들을 보호하는 역할을 한다. 이러한 평탄화막(217) 은 예컨대 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다. 이때 도 10에 도시된 것과 같이, 버퍼층(211), 게이트절연막(213), 층간절연막(215) 및 평탄화막(217)은 플렉서블 기판(210)의 전면(全面)에 형성될 수 있다.
한편, 박막트랜지스터(TFT) 상부에는 화소정의막(218)이 배치될 수 있다. 화소정의막(218)은 상술한 평탄화막(217) 상에 위치할 수 있으며, 개구를 가질 수 있다. 이러한 화소정의막(218)은 플렉서블 기판(210) 상에 화소영역을 정의하는 역할을 한다.
이러한 화소정의막(218)은 예컨대 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 그러한 유기 절연막으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
한편, 화소정의막(218) 상에는 유기발광소자(220)가 배치될 수 있다. 유기발광소자(220)는 화소전극(222), 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하는 중간층(224) 및 대향전극(226)을 포함할 수 있다.
화소전극(222)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. (반)투명 전극으로 형성될 때에는 예컨대 ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성될 수 있다. 반사형 전극으로 형성될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 그 구조 또한 단층 또는 다층이 될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
화소정의막(218)에 의해 정의된 화소영역에는 중간층(224)이 각각 배치될 수 있다. 이러한 중간층(224)은 전기적 신호에 의해 빛을 발광하는 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하며, 발광층(EML)을 이외에도 발광층(EML)과 화소전극(222) 사이에 배치되는 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 발광층(EML)과 대향전극(226) 사이에 배치되는 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 물론 중간층(224)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.
발광층(EML)을 포함하는 중간층(224)을 덮으며 화소전극(222)에 대향하는 대향전극(226)이 플렉서블 기판(210) 전면(全面)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 대향전극(226)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
대향전극(226)이 (반)투명 전극으로 형성될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층과 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명 도전층을 가질 수 있다. 대향전극(226)이 반사형 전극으로 형성될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 대향전극(226)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
한편 대향전극(226) 상에 봉지층(230)이 배치될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 봉지층(230)은 하나 이상의 무기막(미도시)과 유기막(미도시)이 적층된 다층구조일 수 있다. 이와 같은 봉지층(230)을 유기막 또는 무기막 만으로 형성할 경우 막 내부에 형성된 미세한 통로를 통해 외부로부터 산소나 수분 등이 침투하여 디스플레이부가 손상될 수 있기 때문이다.
도 4는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 기능층을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 기능층(300)은 편광층(320) 및 터치스크린패널(340)을 구비할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나 경우에 따라서는 캡핑층(미도시) 등이 더 포함될 수도 있다. 편광층(320)과 터치스크린패널(340) 사이에는 점착층(330)이 배치될 수 있다.
기능층(300)은 도 1에 도시된 것과 같이 디스플레이 패널(200)과 커버 윈도우(400) 사이에 배치될 수 있다. 따라서 디스플레이 패널(200)과 편광층(320) 사이에는 점착층(310)이 개재될 수 있고, 커버 윈도우(400)와 터치스크린패널(340) 사이에도 점착층(350)이 개재될 수 있다. 물론 상기 층들 사이에 다른 층들이 더 개재될 수도 있음을 물론이다.
점착층(310, 330, 350)들은 본 실시예의 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 전면으로 발광하는 것이 용이하도록 투명한 접착물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 OCA(Optically Clear Adhesive), OCR(Optically Clear Resin)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)이 배치될 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 배치될 수 있다. 도 2에서는 도시되어 있지 않으나, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층일 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320, 도 4참조) 및/또는 터치스크린패널(340, 도 4 참조)과 같은 층들을 포함할 수 있으며, 이러한 층들 사이에 개재되는 점착층(310, 330, 350, 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
지금까지는 플렉서블 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 플렉서블 디스플레이 장치를 제조하기 위한 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 과정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 먼저 플렉서블 영역(FA) 및 비플렉서블 영역(NFA)을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는 디스플레이 패널(200)을 준비하는 단계를 거칠 수 있다. 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)에는 디스플레이부(미도시)가 형성될 수 있고 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부(미도시)가 형성될 수 있다.
도 3의 구조를 참조하면, 디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210) 상에 박막트랜지스터(TFT) 및 커패시터(CAP) 등이 형성되고, 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된 유기발광소자(220)가 형성될 수 있다. 유기발광소자(220) 상에는 유기막과 무기막이 교번하여 형성된 봉지층(230)이 형성될 수 있다.
이러한 디스플레이 패널(200)은 플렉서블한 특성을 갖기에, 지지 기판(미도시) 상에 플렉서블 기판(210)을 형성한 후, 그 위에 각종 소자들을 형성함으로써 제조될 수 있다. 디스플레이 패널(200)을 형성한 후, 디스플레이 패널(200)은 지지 기판으로부터 분리하는 과정을 거친다.
지지 기판으로부터 분리된 디스플레이 패널(200)은 후속 공정을 위해 하부에 보호 필름(100)을 부착하는 단계를 거칠 수 있다. 보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 일면과 보호 필름(100) 사이에 위치한 점착물질(120)을 통해 디스플레이 패널(200)에 부착될 수 있다. 이러한 보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 부착되어, 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 기판(210)을 보호하고, 디스플레이 패널(200)로 불순물이 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이러한 보호 필름(100)은 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 설파이드(PES; polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 형성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층으로 형성될 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320) 및 터치스크린패널(340)과 같은 층들을 적층되어 형성될 수 있으며, 상기 편광층(320) 및 터치스크린패널(340)은 점착층(310, 330, 350)을 통해 상호 접착될 수 있다. 점착층(310, 330, 350)들은 본 실시예의 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 전면으로 발광하는 것이 용이하도록 투명한 접착물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 OCA(Optically Clear Adhesive), OCR(Optically Clear Resin)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
기능층(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 형성될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 전체적으로 디스플레이 패널(200) 및 기능층(300)을 보호하는 기능을 하며, 기능층(300)과 에어갭(air gap)없이 밀착되도록 부착될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 예컨대 글라스재 또는 플라스틱재와 같은 투명한 소재로 형성될 수 있다.
그 후 도 6을 참조하면, 디스플레이 패널(200)의 일측에 위치한 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 형성될 수 있다. 이러한 패드부 상에는 연성인쇄회로기판(500)이 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 예컨대 칩온필름(Chip on Film, COF), 칩온플라스틱(Chip on Plastic, COP) 등의 방식으로 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film,　ACF)을 통해 디스플레이 패널(200)의 패드부와 연성인쇄회로기판(500)이 전기적으로 연결될 수 있다.
한편 도 7을 참조하면, 디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100) 사이에 위치한 점착물질(120)에 있어서 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)에 위치한 부분에 UV를 조사하여 경화시키는 단계를 거칠 수 있다. 이러한 UV를 조사하여 경화시키는 단계는 디스플레이 패널(200)에 보호 필름(100)을 부착한 후에라면 언제든지 수행할 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(200)에 보호 필름(100)을 부착한 직후 바로 수행할 수도 있고, 디스플레이 패널(200) 상에 각종 기능층(300) 및 커버 윈도우(400) 등을 형성한 후 수행할 수도 있으며, 디스플레이 패널(200)의 일측에 연성인쇄회로기판(500)을 실장한 후에 수행할 수도 있다.
이러한 과정을 통해 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)에 위치한 부분은 제1 점착층(120a)이 되고, 비플렉서블 영역(NFA)에 위치한 부분은 제2 점착층(120b)이 되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 예컨대 실리콘(Silicone), 우레탄(Urethane), 아크릴(Acryl) 계열 또는 천연 고무 등의 점착 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 상술한 것과 같이 점착물질(120)이 UV조사 공정을 통해 구분되어 형성된 하나의 층으로 이해될 수 있다. 즉, 제1 점착층(120a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있다.
이때 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스 보다 작을 수 있다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.1MPa 이하일 수 있다. 또한 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스는 1MPa 초과일 수 있으며, 바람직하게는 10MPa 이상일 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 디스플레이 패널(200)의 일면에 부착되는 보호 필름(100) 및 보호 필름(100)을 부착하기 위한 점착층 역시 플렉서블한 특성이 우수한 재료를 사용하는 것이 용이하다. 다만 이와 같은 경우 외부로부터 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 디스플레이 패널(200) 및 하부에 위치하는 보호 필름(100) 및 점착층이 플렉서블한 특성이 우수할수록 실장 수율이 저하된다. 즉 디스플레이 패널(200)에 연성인쇄회로기판(500) 등이 안정적으로 실장되기 위해서는 이를 받쳐주는 디스플레이 패널(200)의 패드부가 견고한 특성을 갖는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)에서는 디스플레이 패널(200) 중 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)의 하부에 배치된 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 갖고, 패드부가 위치한 비플렉서블 영역(NFA)의 하부에 배치된 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 갖고, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 갖는다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)에서는 플렉서블한 특성을 유지함과 동시에 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 상대적으로 단단한 특성을 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(200), 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되는 보호 필름(100), 디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100) 사이에 개재되는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)을 구비한다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210, 도 3참조)과 플렉서블 기판(210) 상에 배치되며 외부로 이미지를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 복수개의 화소들 및 박막트랜지스터(TFT)들을 포함할 수 있다. 이에 대하여는 도 3의 설명에서 자세히 서술한다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 영역(FA) 및 비플렉서블 영역(NFA)을 가지며, 본 실시예에서는 플렉서블 영역(FA)에는 디스플레이부가 위치할 수 있고 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 위치할 수 있다. 디스플레이 패널(200)은 일면 및 일면과 상호 반대되는 측의 타면을 가질 수 있으며, 디스플레이 패널(200)의 일면에는 보호 필름(100)이 배치될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)이 배치될 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 배치될 수 있다. 도 1에서는 도시되어 있지 않으나, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층일 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320, 도 4참조) 및/또는 터치스크린패널(340, 도 4 참조)과 같은 층들을 포함할 수 있으며, 이러한 층들 사이에 개재되는 점착층(310, 330, 350, 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
기능층(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 전체적으로 디스플레이 패널(200) 및 기능층(300)을 보호하는 기능을 하며, 기능층(300)과 에어갭(air gap)없이 밀착되도록 부착될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 예컨대 글라스재 또는 플라스틱재와 같은 투명한 소재로 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(200)의 일측에는 비플렉서블 영역(NFA)이 구비될 수 있으며, 이러한 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부(미도시)가 위치할 수 있다. 패드부 상에는 연성인쇄회로기판(500)이 위치할 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 예컨대 칩온필름(Chip on Film, COF), 칩온플라스틱(Chip on Plastic, COP) 등의 방식으로 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 디스플레이 패널(200)의 패드부와 연성인쇄회로기판(500) 사이에 개재되는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film,　ACF)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되어 디스플레이 패널(200)을 보호하는 기능을 할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 디스플레이 패널(200)의 일면이라 함은 플렉서블 기판(210)의 일면으로 이해될 수 있다. 보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 이러한 보호 필름(100)은 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 설파이드(PES; polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100) 사이에는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)이 개재될 수 있다. 제1 점착층(120a)과 제2 점착층(120b)은 보호 필름(100)을 디스플레이 패널(200)에 부착하는 기능할 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 예컨대 실리콘(Silicone), 우레탄(Urethane), 아크릴(Acryl) 계열 또는 천연 고무 등의 점착 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 하나의 층으로 구비될 수 있다. 즉, 제1 점착층(120a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있다.
이때 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스(storage modulus)를 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스(storage modulus)를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스 보다 작을 수 있다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.1MPa 이하일 수 있다. 또한 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스는 1MPa 초과일 수 있으며, 바람직하게는 10MPa 이상일 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 디스플레이 패널(200)의 일면에 부착되는 보호 필름(100) 및 보호 필름(100)을 부착하기 위한 점착층 역시 플렉서블한 특성이 우수한 재료를 사용하는 것이 용이하다. 다만 이와 같은 경우 외부로부터 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 디스플레이 패널(200) 및 하부에 위치하는 보호 필름(100) 및 점착층이 플렉서블한 특성이 우수할수록 실장 수율이 저하된다. 즉 디스플레이 패널(200)에 연성인쇄회로기판(500) 등이 안정적으로 실장되기 위해서는 이를 받쳐주는 디스플레이 패널(200)의 패드부가 견고한 특성을 갖는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)에서는 디스플레이 패널(200) 중 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)의 하부에 배치된 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 갖고, 패드부가 위치한 비플렉서블 영역(NFA)의 하부에 배치된 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 갖고, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 갖는다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)에서는 플렉서블한 특성을 유지함과 동시에 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 상대적으로 단단한 특성을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(20)를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(20)는 디스플레이 패널(200), 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되는 제1 보호 필름(100a) 및 제2 보호 필름(100b), 디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에 개재되는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)을 구비한다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210, 도 3참조)과 플렉서블 기판(210) 상에 배치되며 외부로 이미지를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 복수개의 화소들 및 박막트랜지스터들을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(200)은 플렉서블 영역(FA) 및 비플렉서블 영역(NFA)을 가지며, 본 실시예에서는 플렉서블 영역(FA)에는 디스플레이부가 위치할 수 있고 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 위치할 수 있다. 디스플레이 패널(200)은 일면 및 일면과 상호 반대되는 측의 타면을 가질 수 있으며, 디스플레이 패널(200)의 일면에는 보호 필름(100a, 100b)이 배치될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)이 배치될 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 배치될 수 있다. 도 2에서는 도시되어 있지 않으나, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층일 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320, 도 4참조) 및/또는 터치스크린패널(340, 도 4 참조)과 같은 층들을 포함할 수 있으며, 이러한 층들 사이에 개재되는 점착층(310, 330, 350, 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
기능층(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 배치될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 전체적으로 디스플레이 패널(200) 및 기능층(300)을 보호하는 기능을 하며, 기능층(300)과 에어갭(air gap)없이 밀착되도록 부착될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 예컨대 글라스재 또는 플라스틱재와 같은 투명한 소재로 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(200)의 일측에는 비플렉서블 영역(NFA)이 구비될 수 있으며, 이러한 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 위치할 수 있다. 패드부 상에는 연성인쇄회로기판(500)이 위치할 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 예컨대 칩온필름(COF), 칩온플라스틱(COP) 등의 방식으로 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 디스플레이 패널(200)의 패드부와 연성인쇄회로기판(500) 사이에 개재되는 이방성 도전 필름(ACF)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
보호 필름(100a, 100b)은 디스플레이 패널(200)의 일면에 배치되어 디스플레이 패널(200)을 보호하는 기능을 할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 디스플레이 패널(200)의 일면이라 함은 플렉서블 기판의 일면으로 이해될 수 있다. 보호 필름(100a, 100b)은 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 배치될 수 있다. 이러한 보호 필름(100a, 100b)은 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 설파이드(PES; polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
이러한 보호 필름(100a, 100b)은 제1 보호 필름(100a)과 제2 보호 필름(100b)을 포함할 수 있다. 제1 보호 필름(100a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)에 배치될 수 있고, 제2 보호 필름(100b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)에 배치될 수 있다. 제1 보호 필름(100a)과 제2 보호 필름(100b)은 동일한 층에 배치될 수 있으며, 서로 분리되도록 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에는 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)이 개재될 수 있다. 제1 점착층(120a)과 제2 점착층(120b)은 보호 필름(100a, 100b)을 디스플레이 패널(200)에 부착하는 기능할 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 예컨대 실리콘(Silicone), 우레탄(Urethane), 아크릴(Acryl) 계열 또는 천연 고무 등의 점착 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 동일층에 구비될 수 있다. 즉, 제1 점착층(120a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에 개재될 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)과 보호 필름(100a, 100b) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 소정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)보다 얇은 두께를 갖도록 구비될 수 있다. 자세히 후술하겠으나, 본 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(20)에 있어서 플렉서블 영역(FA)에 위치한 제1 점착층(120a)보다 비플렉서블 영역(NFA)에 위치한 제2 점착층(120b)에 더 견고한 특성이 요구된다. 따라서 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 더 단단한 성질을 갖기 위해 압착되어 제1 점착층(120a)보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
한편 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 스토리지 모듈러스는 제2 스토리지 모듈러스 보다 작을 수 있다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.1MPa 이하일 수 있다. 또한 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스는 1MPa 초과일 수 있으며, 바람직하게는 10MPa 이상일 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치에 있어서 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 디스플레이 패널(200)의 일면에 부착되는 보호 필름(100a, 100b) 및 보호 필름(100a, 100b)을 부착하기 위한 점착층 역시 플렉서블한 특성이 우수한 재료를 사용하는 것이 용이하다. 다만 이와 같은 경우 외부로부터 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 디스플레이 패널(200) 및 하부에 위치하는 보호 필름(100a, 100b) 및 점착층이 플렉서블한 특성이 우수할수록 실장 수율이 저하된다. 즉 디스플레이 패널(200)에 연성인쇄회로기판(500) 등이 안정적으로 실장되기 위해서는 이를 받쳐주는 디스플레이 패널(200)의 패드부가 견고한 특성을 갖는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치에서는 디스플레이 패널(200) 중 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)의 하부에 배치된 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 갖고, 패드부가 위치한 비플렉서블 영역(NFA)의 하부에 배치된 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 갖고, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 갖는다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치에 있어서 디스플레이 영역에서는 플렉서블한 특성을 유지함과 동시에 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 상대적으로 단단한 특성을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 디스플레이 패널(200)을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 이러한 도 3의 구조는 도 2의 플렉서블 디스플레이 장치(20)의 디스플레이 패널(200)에도 동일하다.
본 실시예에 따른 디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210), 플렉서블 기판 상에 배치되는 유기발광소자(220), 유기발광소자(220)를 덮으며 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 배치되는 봉지층(230)을 포함할 수 있다.
플렉서블 기판(210)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, 내열성 및 내구성이 우수한 금속재, 또는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다.
먼저 플렉서블 기판(210) 상에는 플렉서블 기판(210)의 면을 평탄화하기 위해 또는 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(212)으로 불순물 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성된 버퍼층(211)이 배치되고, 이 버퍼층(211) 상에 반도체층(212)이 위치하도록 할 수 있다.
반도체층(212)의 상부에는 게이트전극(214)이 배치되는데, 이 게이트전극(214)에 인가되는 신호에 따라 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)이 전기적으로 소통된다. 게이트전극(214)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이때 반도체층(212)과 게이트전극(214)과의 절연성을 확보하기 위하여, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성되는 게이트절연막(213)이 반도체층(212)과 게이트전극(214) 사이에 개재될 수 있다.
게이트전극(214)의 상부에는 층간절연막(215)이 배치될 수 있는데, 이는 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다.
층간절연막(215)의 상부에는 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)이 배치된다. 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)은 층간절연막(215)과 게이트절연막(213)에 형성되는 컨택홀을 통하여 반도체층(212)에 각각 전기적으로 연결된다. 소스전극(216s) 및 드레인전극(216d)은 도전성 등을 고려하여 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편 도면에는 도시되지 않았으나, 이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)의 보호를 위해 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(미도시)이 배치될 수 있다. 보호막은 예컨대 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물로 형성될 수 있다.
한편, 플렉서블 기판(210)의 상에 평탄화막(217)이 배치될 수 있다. 이 경우 평탄화막(217)은 보호막일 수도 있다. 이러한 평탄화막(217)은 박막트랜지스터(TFT) 상부에 유기발광소자(220)가 배치되는 경우 박막트랜지스터(TFT) 의 상면을 대체로 평탄화하게 하고, 박막트랜지스터(TFT) 및 각종 소자들을 보호하는 역할을 한다. 이러한 평탄화막(217) 은 예컨대 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다. 이때 도 10에 도시된 것과 같이, 버퍼층(211), 게이트절연막(213), 층간절연막(215) 및 평탄화막(217)은 플렉서블 기판(210)의 전면(全面)에 형성될 수 있다.
한편, 박막트랜지스터(TFT) 상부에는 화소정의막(218)이 배치될 수 있다. 화소정의막(218)은 상술한 평탄화막(217) 상에 위치할 수 있으며, 개구를 가질 수 있다. 이러한 화소정의막(218)은 플렉서블 기판(210) 상에 화소영역을 정의하는 역할을 한다.
이러한 화소정의막(218)은 예컨대 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 그러한 유기 절연막으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
한편, 화소정의막(218) 상에는 유기발광소자(220)가 배치될 수 있다. 유기발광소자(220)는 화소전극(222), 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하는 중간층(224) 및 대향전극(226)을 포함할 수 있다.
화소전극(222)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. (반)투명 전극으로 형성될 때에는 예컨대 ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성될 수 있다. 반사형 전극으로 형성될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 그 구조 또한 단층 또는 다층이 될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
화소정의막(218)에 의해 정의된 화소영역에는 중간층(224)이 각각 배치될 수 있다. 이러한 중간층(224)은 전기적 신호에 의해 빛을 발광하는 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하며, 발광층(EML)을 이외에도 발광층(EML)과 화소전극(222) 사이에 배치되는 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 발광층(EML)과 대향전극(226) 사이에 배치되는 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 물론 중간층(224)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.
발광층(EML)을 포함하는 중간층(224)을 덮으며 화소전극(222)에 대향하는 대향전극(226)이 플렉서블 기판(210) 전면(全面)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 대향전극(226)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
대향전극(226)이 (반)투명 전극으로 형성될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층과 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명 도전층을 가질 수 있다. 대향전극(226)이 반사형 전극으로 형성될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 대향전극(226)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
한편 대향전극(226) 상에 봉지층(230)이 배치될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 봉지층(230)은 하나 이상의 무기막(미도시)과 유기막(미도시)이 적층된 다층구조일 수 있다. 이와 같은 봉지층(230)을 유기막 또는 무기막 만으로 형성할 경우 막 내부에 형성된 미세한 통로를 통해 외부로부터 산소나 수분 등이 침투하여 디스플레이부가 손상될 수 있기 때문이다.
도 4는 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 기능층을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 기능층(300)은 편광층(320) 및 터치스크린패널(340)을 구비할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나 경우에 따라서는 캡핑층(미도시) 등이 더 포함될 수도 있다. 편광층(320)과 터치스크린패널(340) 사이에는 점착층(330)이 배치될 수 있다.
기능층(300)은 도 1에 도시된 것과 같이 디스플레이 패널(200)과 커버 윈도우(400) 사이에 배치될 수 있다. 따라서 디스플레이 패널(200)과 편광층(320) 사이에는 점착층(310)이 개재될 수 있고, 커버 윈도우(400)와 터치스크린패널(340) 사이에도 점착층(350)이 개재될 수 있다. 물론 상기 층들 사이에 다른 층들이 더 개재될 수도 있음을 물론이다.
점착층(310, 330, 350)들은 본 실시예의 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 전면으로 발광하는 것이 용이하도록 투명한 접착물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 OCA(Optically Clear Adhesive), OCR(Optically Clear Resin)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)이 배치될 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 배치될 수 있다. 도 2에서는 도시되어 있지 않으나, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층일 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320, 도 4참조) 및/또는 터치스크린패널(340, 도 4 참조)과 같은 층들을 포함할 수 있으며, 이러한 층들 사이에 개재되는 점착층(310, 330, 350, 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
지금까지는 플렉서블 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 플렉서블 디스플레이 장치를 제조하기 위한 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 과정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 먼저 플렉서블 영역(FA) 및 비플렉서블 영역(NFA)을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는 디스플레이 패널(200)을 준비하는 단계를 거칠 수 있다. 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)에는 디스플레이부(미도시)가 형성될 수 있고 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부(미도시)가 형성될 수 있다.
도 3의 구조를 참조하면, 디스플레이 패널(200)은 플렉서블 기판(210) 상에 박막트랜지스터(TFT) 및 커패시터(CAP) 등이 형성되고, 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된 유기발광소자(220)가 형성될 수 있다. 유기발광소자(220) 상에는 유기막과 무기막이 교번하여 형성된 봉지층(230)이 형성될 수 있다.
이러한 디스플레이 패널(200)은 플렉서블한 특성을 갖기에, 지지 기판(미도시) 상에 플렉서블 기판(210)을 형성한 후, 그 위에 각종 소자들을 형성함으로써 제조될 수 있다. 디스플레이 패널(200)을 형성한 후, 디스플레이 패널(200)은 지지 기판으로부터 분리하는 과정을 거친다.
지지 기판으로부터 분리된 디스플레이 패널(200)은 후속 공정을 위해 하부에 보호 필름(100)을 부착하는 단계를 거칠 수 있다. 보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 일면과 보호 필름(100) 사이에 위치한 점착물질(120)을 통해 디스플레이 패널(200)에 부착될 수 있다. 이러한 보호 필름(100)은 디스플레이 패널(200)의 전면(全面)에 부착되어, 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 기판(210)을 보호하고, 디스플레이 패널(200)로 불순물이 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이러한 보호 필름(100)은 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 설파이드(PES; polyethylene sulfide), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200) 상에는 기능층(300)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다. 즉 기능층(300)은 디스플레이 패널(200)의 타면에 형성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 기능층(300)은 복수개의 층들이 겹쳐서 구비된 복합층으로 형성될 수 있다. 이러한 기능층(300)은 편광층(320) 및 터치스크린패널(340)과 같은 층들을 적층되어 형성될 수 있으며, 상기 편광층(320) 및 터치스크린패널(340)은 점착층(310, 330, 350)을 통해 상호 접착될 수 있다. 점착층(310, 330, 350)들은 본 실시예의 플렉서블 디스플레이 장치(10)가 전면으로 발광하는 것이 용이하도록 투명한 접착물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대 OCA(Optically Clear Adhesive), OCR(Optically Clear Resin)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
기능층(300) 상에는 커버 윈도우(400)가 형성될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 전체적으로 디스플레이 패널(200) 및 기능층(300)을 보호하는 기능을 하며, 기능층(300)과 에어갭(air gap)없이 밀착되도록 부착될 수 있다. 커버 윈도우(400)는 예컨대 글라스재 또는 플라스틱재와 같은 투명한 소재로 형성될 수 있다.
그 후 도 6을 참조하면, 디스플레이 패널(200)의 일측에 위치한 비플렉서블 영역(NFA)에는 패드부가 형성될 수 있다. 이러한 패드부 상에는 연성인쇄회로기판(500)이 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 예컨대 칩온필름(Chip on Film, COF), 칩온플라스틱(Chip on Plastic, COP) 등의 방식으로 실장될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(500)은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film,　ACF)을 통해 디스플레이 패널(200)의 패드부와 연성인쇄회로기판(500)이 전기적으로 연결될 수 있다.
한편 도 7을 참조하면, 디스플레이 패널(200)과 보호 필름(100) 사이에 위치한 점착물질(120)에 있어서 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)에 위치한 부분에 UV를 조사하여 경화시키는 단계를 거칠 수 있다. 이러한 UV를 조사하여 경화시키는 단계는 디스플레이 패널(200)에 보호 필름(100)을 부착한 후에라면 언제든지 수행할 수 있다. 즉, 디스플레이 패널(200)에 보호 필름(100)을 부착한 직후 바로 수행할 수도 있고, 디스플레이 패널(200) 상에 각종 기능층(300) 및 커버 윈도우(400) 등을 형성한 후 수행할 수도 있으며, 디스플레이 패널(200)의 일측에 연성인쇄회로기판(500)을 실장한 후에 수행할 수도 있다.
이러한 과정을 통해 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)에 위치한 부분은 제1 점착층(120a)이 되고, 비플렉서블 영역(NFA)에 위치한 부분은 제2 점착층(120b)이 되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 예컨대 실리콘(Silicone), 우레탄(Urethane), 아크릴(Acryl) 계열 또는 천연 고무 등의 점착 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 점착층(120a) 및 제2 점착층(120b)은 상술한 것과 같이 점착물질(120)이 UV조사 공정을 통해 구분되어 형성된 하나의 층으로 이해될 수 있다. 즉, 제1 점착층(120a)은 디스플레이 패널(200)의 플렉서블 영역(FA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 디스플레이 패널(200)의 비플렉서블 영역(NFA)과 보호 필름(100) 사이에 개재될 수 있다.
이때 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스 보다 작을 수 있다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있으며, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 제1 점착층(120a)의 제1 스토리지 모듈러스는 1MPa 이하일 수 있으며, 바람직하게는 0.1MPa 이하일 수 있다. 또한 제2 점착층(120b)의 제2 스토리지 모듈러스는 1MPa 초과일 수 있으며, 바람직하게는 10MPa 이상일 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 플렉서블한 특성(flexibility)을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 디스플레이 패널(200)의 일면에 부착되는 보호 필름(100) 및 보호 필름(100)을 부착하기 위한 점착층 역시 플렉서블한 특성이 우수한 재료를 사용하는 것이 용이하다. 다만 이와 같은 경우 외부로부터 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 디스플레이 패널(200) 및 하부에 위치하는 보호 필름(100) 및 점착층이 플렉서블한 특성이 우수할수록 실장 수율이 저하된다. 즉 디스플레이 패널(200)에 연성인쇄회로기판(500) 등이 안정적으로 실장되기 위해서는 이를 받쳐주는 디스플레이 패널(200)의 패드부가 견고한 특성을 갖는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉서블 디스플레이 장치(10)에서는 디스플레이 패널(200) 중 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)의 하부에 배치된 제1 점착층(120a)은 제1 스토리지 모듈러스를 갖고, 패드부가 위치한 비플렉서블 영역(NFA)의 하부에 배치된 제2 점착층(120b)은 제2 스토리지 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉 제1 점착층(120a)은 제2 점착층(120b)에 비해 상대적으로 더 유연한(flexibility) 특성을 갖고, 제2 점착층(120b)은 제1 점착층(120a)에 비해 상대적으로 덜 유연한(flexibility) 특성을 갖는다. 따라서 플렉서블 디스플레이 장치(10)에 있어서 디스플레이부가 위치한 플렉서블 영역(FA)에서는 플렉서블한 특성을 유지함과 동시에 연성인쇄회로기판(500) 등이 실장되는 패드부에 있어서는 상대적으로 단단한 특성을 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
10, 20: 플렉서블 디스플레이 장치
100, 100a, 100b: 보호 필름
120: 점착물질
120a: 제1 점착층
120b: 제2 점착층
200: 디스플레이 패널
210: 플렉서블 기판
220: 유기발광소자
230: 봉지층
300: 기능층
320: 편광층
340: 터치스크린패널
400: 커버 윈도우
500: 연성인쇄회로기판
310, 330, 350: 접착층

Claims (15)

  1. 플렉서블 영역 및 비플렉서블 영역을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는, 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 상기 일면에 배치되는 보호 필름;
    상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제1 스토리지 모듈러스(storage modulus)를 갖는, 제1 점착층; 및
    상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제2 스토리지 모듈러스(storage modulus)를 갖는, 제2 점착층;
    을 구비하며,
    상기 제1 스토리지 모듈러스는 상기 제2 스토리지 모듈러스보다 작은, 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상온에서 상기 제1 스토리지 모듈러스(storage modulus)는 1MPa 이하이고, 상기 제2 스토리지 모듈러스(storage modulus)는 10MPa 이상인, 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층은 하나의 층인, 플렉서블 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역에는 디스플레이부가 위치하고, 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역에는 패드부가 위치하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호 필름은 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 포함하며, 상기 디스플레이 패널과 상기 제1 보호 필름 사이에는 제1 점착층이 개재되고, 상기 디스플레이 패널과 상기 제2 보호 필름 사이에는 제2 점착층이 개재되는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 보호 필름과 상기 제2 보호 필름은 동일층에 위치하며 상호 분리된, 플렉서블 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층은 동일층에 위치하여 상호 소정 간격 이격된, 플렉서블 디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    제1 스토리지 모듈러스(storage modulus)는 상기 제2 스토리지 모듈러스(storage modulus)보다 작은, 플렉서블 디스플레이 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2 점착층은 상기 제1 점착층보다 얇은 두께를 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 점착층은 대략 15㎛ 이하의 두께를 갖는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  12. 플렉서블 영역 및 비플렉서블 영역을 포함하며, 일면과 상기 일면의 반대측에 위치한 타면을 갖는, 디스플레이 패널을 준비하는 단계;
    상기 디스플레이 패널의 상기 일면과 보호 필름 사이에 점착물질 개재하여 상기 보호 필름을 상기 디스플레이 패널의 전면(全面)에 부착하는 단계; 및
    상기 점착물질 중 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역에 위치한 부분에 UV를 조사하여 경화시키는 단계;를 포함하며,
    상기 점착물질의 일부에 UV를 조사하여 경화시키는 단계는,
    상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 제1 스토리지 모듈러스를 갖는, 제1 점착층을 형성하는 단계; 및
    상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역과 상기 보호 필름 사이에 개재되며 상기 제1 스토리지 모듈러스 보다 큰 제2 스토리지 모듈러스를 갖는, 제2 점착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 상기 플렉서블 영역에는 디스플레이부가 형성되고, 상기 디스플레이 패널의 상기 비플렉서블 영역에는 패드부가 형성되는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법.
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