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KR102568821B1 - 폴더블 표시 장치 - Google Patents

폴더블 표시 장치 Download PDF

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KR102568821B1
KR102568821B1 KR1020190008157A KR20190008157A KR102568821B1 KR 102568821 B1 KR102568821 B1 KR 102568821B1 KR 1020190008157 A KR1020190008157 A KR 1020190008157A KR 20190008157 A KR20190008157 A KR 20190008157A KR 102568821 B1 KR102568821 B1 KR 102568821B1
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South Korea
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flat
base film
display device
display panel
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하승화
정승호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 그리고 상기 표시 패널 아래에 부착되어 있는 베이스 필름을 포함하며, 상기 베이스 필름은 제1 금속 시트 및 상기 제1 금속 시트와 접합되어 있는 제2 금속 시트를 포함하고, 상기 제1 금속 시트는 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함한다.

Description

폴더블 표시 장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 폴더블 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치 등의 표시 장치는 기판 위에 여러 층과 소자를 형성하여 제조되는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널의 기판으로서 유리(glass)가 사용되고 있다. 하지만, 유리 기판은 무겁고 파손되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 유리 기판은 일반적으로 리지드(rigid) 하기 때문에 표시 패널을 변형시키기가 어렵다. 최근에는 가볍고 충격에 강하며 변형이 쉬운 플렉서블(flexible) 기판을 사용하는 플렉서블 표시 패널 및 이를 포함하는 플렉서블 표시 장치가 개발되고 있다.
플렉서블 표시 장치는 그 용도나 형태에 따라 벤더블(bendable) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 롤러블(rollable) 표시 장치, 스트레처블(stretchable) 표시 장치 등으로 구분될 수 있다. 이들 중 폴더블 표시 장치는 마치 책처럼 접고 펼칠 수 있다.
폴더블 표시 장치는 접어서 콤팩트하게 휴대할 수 있고, 사용 시에는 펼쳐서 넓은 화면을 누릴 수 있는 장점이 있다. 폴더블 표시 장치를 접고 펼치는 것을 반복하면 표시 패널의 벤딩되는 영역(이하, 벤딩 영역(bending area)이라고 함)에선 변형이 일어날 수 있고, 벤딩 영역이 손상될 수 있다. 또한, 벤딩 영역 및 벤딩 영역 외의 영역에서도 버클링(buckling) 같은 변형이 일어나거나 크랙(crack)이 발생하는 등 손상될 수 있다.
실시예들은 변형 및 손상을 줄일 수 있는 폴더블 표시 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 그리고 상기 표시 패널 아래에 부착되어 있는 베이스 필름을 포함한다. 상기 베이스 필름은 제1 금속 시트 및 상기 제1 금속 시트와 접합되어 있는 제2 금속 시트를 포함하고, 상기 제1 금속 시트는 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함한다.
상기 폴더블 표시 장치의 폴딩 시 상기 경사부 양측의 벤딩부가 펴지면서 상기 제1 금속 시트가 변형될 수 있다.
상기 제1 금속 시트는 분리되어 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제1 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함할 수 있다. 상기 제2 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함할 수 있다.
상기 제1 부분의 제2 플랫부와 상기 제2 부분의 플랫부는 서로 마주할 수 있고, 상기 제2 금속 시트는 상기 제1 부분의 제2 플랫부 및 상기 제2 부분의 제2 플랫부와 중첩할 수 있다.
상기 제1 부분의 제1 플랫부의 상부 표면, 상기 제2 부분의 제1 플랫부의 상부 표면 및 상기 제2 금속 시트의 상부 표면이 동일 수준일 수 있다.
상기 제1 부분의 제1 플랫부의 하부 표면, 상기 제2 부분의 제1 플랫부의 하부 표면 및 상기 제2 금속 시트의 하부 표면이 동일 수준일 수 있다.
상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 및 상기 제2 금속 시트 위에 위치하는 단차 보상층을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 위에 위치하고 상기 제2 금속 시트 위에 위치하지 않는 단차 보상층을 더 포함할 수 있다.
상기 경사부와 상기 제2 금속 시트 사이의 갭이 충전제로 충전될 수 있다.
상기 제1 금속 시트는 제3 플랫부, 그리고 상기 제2 플랫부 및 상기 제3 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 더 포함할 수 있다.
상기 폴더블 표시 장치의 폴딩 시 벤딩되는 상기 베이스 필름의 곡률 반경을 r 밀리미터라고 할 때, 상기 제1 플랫부와 제3 플랫부의 거리는 πr+10 밀리미터 이내일 수 있다.
상기 경사부에 복수의 구멍이 형성될 수 있고, 상기 제2 금속 시트는 상기 복수의 구멍에 각각 삽입된 복수의 돌기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 그리고 상기 표시 패널 아래에 부착되어 있는 베이스 필름을 포함한다. 상기 베이스 필름은 제1 금속 시트 및 상기 제1 금속 시트와 중첩하는 제2 금속 시트를 포함하고, 상기 제1 금속 시트는 분리되어 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 금속 시트는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분과 접합되어 있다.
상기 제1 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함할 수 있다. 상기 제2 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함할 수 있다.
상기 제1 부분의 제2 플랫부와 상기 제2 부분의 플랫부는 서로 마주할 수 있고, 상기 제2 금속 시트는 상기 제1 부분의 제2 플랫부 및 상기 제2 부분의 제2 플랫부과 접합될 수 있다.
상기 제1 부분의 경사부는 상기 제1 부분의 제1 플랫부로부터 예각으로 벤딩될 수 있고, 상기 제2 부분의 경사부는 상기 제2 부분의 제1 플랫부로부터 예각으로 벤딩될 수 있다.
상기 폴더블 표시 장치의 폴딩 시 상기 경사부 양측의 벤딩부가 펴지면서 상기 제1 금속 시트의 길이가 증가할 수 있다.
상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 및 상기 제2 금속 시트 위에 위치하는 단차 보상층을 더 포함할 수 있고, 상기 베이스 필름은 접착층에 의해 상기 표시 패널에 부착될 수 있다.
상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 위에 위치하고 상기 제2 금속 시트 위에 위치하지 않는 단차 보상층을 더 포함할 수 있고, 상기 베이스 필름은 접착층에 의해 상기 표시 패널에 부착될 수 있다.
실시예들에 따르면, 폴더블 표시 장치의 폴딩 특성을 유지하면서 변형 및 손상을 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 펼쳐진 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 폴더블 표시 장치의 제1 폴딩 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 폴더블 표시 장치의 제2 폴딩 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에서 IV-IV'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 각각 도 1에서 V-V'선을 따라 취한 단면에서 베이스 필름을 분리하여 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치에서 베이스 필름을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8에서 IX-IX'선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 제1 폴딩 상태에서 도 8에 도시된 베이스 필름의 상태를 보여주는 단면도이다.
도 11은 제2 폴딩 상태에서 도 8에 도시된 베이스 필름의 상태를 보여주는 단면도이다.
도 12는 도 1에서 IV-IV'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치에서 베이스 필름을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 14는 도 13에서 XIV-XIV'선을 따라 취한 단면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
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 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.
도면에서 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.
층, 막, 영역, 판 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.
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.
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.
본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도면에서, 방향을 나타내는데 사용되는 부호 x는 제1 방향이고, y는 제1 방향과 수직인 제2 방향이고, z는 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 제3 방향이다. 제1 방향(x), 제2 방향(y) 및 제3 방향(z)은 각각 폴더블 표시 장치의 가로 방향, 세로 방향 및 두께 방향에 대응할 수 있다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참고하여 폴더블 표시 장치에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(1)의 펼쳐진 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 폴더블 표시 장치(1)의 제1 폴딩 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 폴더블 표시 장치의 제2 폴딩 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
폴더블 표시 장치(1)(이하, 간단하게 표시 장치라고도 함)는, 도 1에 도시된 바와 같이 전체적으로 플랫(flat)하게 펼쳐질 수 있고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 폴딩될 수 있다. 표시 장치(1)는 벤딩 영역(bending area)(BA) 및 벤딩 영역(BA) 양측에 제1 플랫 영역(flat area)(FA1) 및 제2 플랫 영역(FA2)을 포함할 수 있다. 벤딩 영역(BA)은 표시 장치(1)의 폴딩 시 벤딩되는 영역이고, 제1 플랫 영역(FA1) 및 제2 플랫 영역(FA2)은 실질적으로 벤딩되지 않는 영역이다.
하나의 벤딩 영역(BA)이 도시되어 있으나, 표시 장치(1)는 서로 이격되어 있거나 서로 다른 곡률 반경으로 벤딩되는 복수의 벤딩 영역(BA)을 포함할 수 있다. 예컨대, 표시 장치(1)는 2개 이상의 벤딩 영역과 3개 이상의 플랫 영역을 포함할 수 있다.
표시 장치(1)는 영상이 표시되는 표시 영역(display area)(DA)과 표시 영역(DA)을 둘러싸는 비표시 영역(non-display area)(NA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 화소들(PX)이 배열되어 있는 화면(screen)에 대응할 수 있고, 비표시 영역(NA)은 베젤(bezel)에 대응할 수 있다.
표시 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 화면이 외부로 노출되도록 폴딩(이하, 아웃폴딩(out-folding) 또는 제1 폴딩이라고 함)될 수 있다. 이와 달리, 표시 장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 화면이 마주하도록, 즉 제1 플랫 영역(FA1)의 화면과 제2 플랫 영역(FA2)의 화면이 마주하도록 폴딩(이하, 인폴딩(in-folding) 또는 제2 폴딩이라고 함)될 수 있다. 아웃폴딩 상태에서 벤딩 영역(BA)의 화면은 사용자가 볼 수 있게 노출될 수 있고, 인폴딩 상태에서 벤딩 영역(BA)의 화면은 가려질 수 있다. 표시 장치(1)는 아웃폴딩과 인폴딩 중 하나만 가능하도록 설계될 수도 있다. 표시 장치(1)가 복수의 벤딩 영역(BA)을 포함하는 경우, 그 중 하나는 아웃폴딩이 가능한 벤딩 영역일 수 있고 다른 하나는 인폴딩이 가능한 벤딩 영역일 수 있다.
표시 장치(1)는 하우징(housing)을 더 포함할 수 있고, 하우징에는 표시 장치(1)를 구성하는 여러 부품, 예컨대 표시 패널, 구동 장치, 프로세서, 메모리, 인쇄 회로 기판, 배터리, 통신 모듈, 스피커, 각종 센서 등이 수납될 수 있다.
도 4는 도 1에서 IV-IV'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 4를 참고하면, 표시 장치(1)는 여러 구성이 적층되어 있는 구조를 가진다. 표시 장치(1)는 표시 패널(DP) 및 표시 패널(DP)을 보호하는 커버 윈도우(CW)를 포함한다. 표시 패널(DP)과 커버 윈도우(CW) 사이에는 적어도 하나의 기능층(FL1, FL2)이 위치할 수 있다. 표시 패널(DP) 아래에는 베이스 필름(BF)이 위치할 수 있다. 베이스 필름(BF) 아래에는 쿠션층(CL)이 위치할 수 있다. 이러한 표시 패널(DP), 커버 윈도우(CW), 기능층(FL1, FL2), 베이스 필름(BF) 및 쿠션층(CL)은 접착층(AL1-AL5)에 의해 부착될 수 있다.
표시 패널(DP)은 영상을 표시할 수 있는 화소들이 기판 위에 형성되어 있는 패널이다. 표시 패널(DP)은 화소들에 대응하는 발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 적어도 일부분이 벤딩될 수 있는 플렉서블 패널(flexible panel)이다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 적어도 표시 장치(1)의 벤딩 영역(BA)에 대응하는 영역이 플렉서블하고 벤딩될 수 있고, 전체적으로 플렉서블할 수도 있다.
커버 윈도우(CW)는 광학적으로 투명한 층으로, 그 표면이 표시 장치(1)의 외부로 노출된다. 커버 윈도우(CW)는 그 아래에 위치하는 구성들, 특히 표시 패널(DP)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
커버 윈도우(CW)는 적어도 일부분이 벤딩될 수 있는 플렉서블 윈도우이다. 예컨대, 커버 윈도우(CW)는 적어도 표시 장치(1)의 벤딩 영역(BA)에 대응하는 영역이 플렉서블하고 벤딩될 수 있고, 전체적으로 플렉서블할 수도 있다. 커버 윈도우(CW)는 플렉서블한 특성을 위해 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 같은 폴리머로 이루어진 폴리머 필름일 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 전체적으로 얇게(예컨대 100 마이크로미터 미만의 두께), 또는 표시 장치(1)의 벤딩 영역(BA)에 대응하는 영역을 국부적으로 얇게 형성한 유리 필름일 수도 있다. 이와 같은 플렉서블 커버 윈도우(CW)는 외부 충격으로부터 표시 패널(DP)을 보호함에 있어서 리지드한 커버 윈도우(예컨대, 약 100 마이크로미터 이상 두께의 유리판)보다 취약할 수 있다.
표시 패널(DP)과 커버 윈도우(CW) 사이에는 제1 기능층(FL1) 및 제2 기능층(FL2)이 위치할 수 있다. 본 명세서에서 기능층은 접착 기능 외의 특정 기능을 수행하도록 적층된 층을 의미한다. 예컨대, 제1 기능층(FL1) 및 제2 기능층(FL2) 중 어느 하나는 터치 패널일 수 있고, 다른 하나는 반사 방지층일 수 있다.
터치 패널은 예컨대 폴리이미드 같은 폴리머 필름 위에 터치 센서층이 형성되어 있을 수 있다. 터치 센서층은 사용자의 접촉 및/또는 비접촉 터치를 감지할 수 있다. 터치 센서층은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명한 도전 물질, 메탈 메시(metal mesh) 등으로 형성된 터치 전극들을 포함할 수 있고, 터치 전극들은 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다. 터치 센서층은 터치 패널 형태로 제공되지 않고, 표시 패널(DP)의 표면에 직접 형성될 수도 있다.
반사 방지층은 외광 반사를 줄이기 위한 층으로 편광층 및/또는 위상 지연층을 포함할 수 있고, 편광층 및/또는 위상 지연층은 필름 형태일 수 있다. 반사 방지층은 표시 패널(DP) 위에 직접 형성, 예컨대 코팅되어 있을 수도 있다.
표시 패널(DP) 아래에 위치하는 베이스 필름(BF)은 비교적 높은 모듈러스(modulus)(또는 탄성 계수(modulus of elasticity)라고 함), 예컨대 약 10 내지 약 100 GPa의 모듈러스를 가질 수 있고, 100 GPa 이상의 모듈러스를 가질 수도 있다. 베이스 필름(BF)은 벤딩 영역(BA)의 변형을 개선하고, 벤딩 영역(BA)이 일정한 곡률로 벤딩될 수 있도록 한다. 베이스 필름(BF)은 표시 패널(DP) 아래에 위치하는 구성들의 버클링(buckling) 및 이로 인한 변형이나 층 분리(decoupling) 발생을 줄일 수 있다. 베이스 필름(BF)은 금속, 또는 인바(Invar), 스테인리스 스틸(SUS라고도 함) 같은 금속 합금으로 이루어진 금속 시트(metal sheet)일 수 있다. 금속 시트는 마이크로미터 단위의 두께, 예컨대 약 15 내지 약 50 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 베이스 필름(BF)은 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 같은 폴리머로 이루어질 수도 있다. 베이스 필름(BF)이 폴리머 필름인 경우 약 1 내지 약 10 GPa의 모듈러스를 가질 수 있다.
베이스 필름(BF) 아래에 위치하는 쿠션층(CL)은 그 위에 위치하는 구성들, 특히 표시 패널(DP)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 쿠션층(CL)은 충격을 흡수하여 표시 패널(DP)을 보호할 수 있고, 표시 패널(DP)을 프레임, 브라켓, 하우징 등의 다른 부품에 손상 없이 부착시킬 수 있게 한다. 쿠션층(CL)은 예컨대 폼 수지(foam resin)가 같은 다공성 층(porous layer)일 수 있다. 베이스 필름(BF) 아래에는 쿠션층(CL) 외에, 차광 시트, 발열 시트, 방수 테이프 같은 기능성 시트가 더 위치할 수도 있다.
도시된 실시예에서, 커버 윈도우(CW)와 제1 기능층(FL1) 사이, 제1 기능층(FL1)과 제2 기능층(FL2) 사이, 제2 기능층(FL2)과 표시 패널(DP) 사이, 표시 패널(DP)과 베이스 필름(BF) 사이, 그리고 베이스 필름(BF)과 쿠션층(CL) 사이에는 각각 이들 간의 결합을 위한 접착층(AL1-AL5)이 위치한다. 접착층(AL1-AL5)은 감압 접착제(pressure sensitive adhesive)나 광학적 투명 접착제(optically clear adhesive)를 포함할 수 있다.
베이스 필름(BF)이 금속 시트인 경우, 베이스 필름(BF)은 표시 장치(1)의 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)보다 상당이 높은 모듈러스를 가지므로 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)에 응력을 가중시켜 크랙(crack)을 유발할 수도 있다. 또한, 금속은 특성상 변형 구간이 짧기 때문에 응력이 항복 응력 이상으로 증가하면 극한 응력(ultimate stress)에 도달한 후 바로 파단(fracture)되므로 변형이 거의 없다. 변형이 잘 일어나는 연성 금속도 있으나, 이러한 금속은 폴더블 표시 장치(1)의 베이스 필름(BF)으로서 기능하기 어렵다.
여러 구성이 적층된 폴더블 표시 장치(1)의 폴딩과 펼침이 반복되면, 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)는 피로 응력이 누적되어 변형(예컨대, 늘어남)될 수 있다. 하지만, 금속 시트의 베이스 필름(BF)은 폴더블 표시 장치(1)의 폴딩과 펼침이 반복되어도 변형이 거의 없어서, 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)에서 버클링 및 이로 인한 층 분리나 크랙이 발생할 수 있다.
이제, 금속 시트로 형성되더라도 폴더블 표시 장치(1)에서 다른 층들의 변형에 대응하여 변형될 수 있는 베이스 필름(BF)에 대해 도 5 내지 도 14를 참고하여 설명한다. 특별한 언급이 없더라도, 폴더블 표시 장치(1)의 다른 구성과의 관계를 설명하기 위해, 도 1 내지 도 4를 또한 참고한다.
도 5, 도 6 및 도 7은 각각 도 1에서 V-V'선을 따라 취한 단면에서 베이스 필름을 분리하여 나타낸 단면도이다.
도 5를 참고하면, 베이스 필름(BF)은 제1 금속 시트(10), 제2 금속 시트(20) 및 단차 보상층(30)을 포함한다.
제1 금속 시트(10)는 분리되어 있는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 포함한다. 제1 부분(11)은 주로 표시 장치(1)의 제1 플랫 영역(FA1)에 위치할 수 있고, 제2 부분(12)은 주로 표시 장치(1)의 제2 플랫 영역(FA2)에 위치할 수 있다. 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)은 각각 두 부분이 제2 방향(y)을 따라 벤딩되어 있다. 그 결과, 제1 부분(11)은 제1 플랫부(111) 및 제2 플랫부(112), 그리고 이들 사이의 경사부(115)를 포함한다. 또한, 제2 부분(12)은 제1 플랫부(121) 및 제2 플랫부(122), 그리고 이들 사이의 경사부(125)를 포함한다.
경사부(115, 125)는 제1 플랫부(111, 121)로부터 예각으로 벤딩되어 있고, 제2 플랫부(112, 122)로부터 예각으로 벤딩되어 있다. 경사부(115, 125)에 의해 제2 플랫부(112, 122)는 제1 플랫부(111, 121)보다 아래쪽, 즉 제1 플랫부(111, 121)보다 표시 패널(DP)로부터 멀리 위치한다. 경사부(115, 125)에 의해 제1 플랫부(111, 121)와 제2 플랫부(112, 122) 간에 단차가 생기므로, 경사부(115, 125)는 단차부로 불릴 수 있다.
제1 부분(11)의 제1 플랫부(111)는 제2 부분(12)의 제1 플랫부(121)와 동일하거나 거의 동일한 수준(level)일 수 있고, 제1 부분(11)의 제2 플랫부(112)는 제2 부분(12)의 제2 플랫부(122)와 동일하거나 거의 동일한 수준일 수 있다. 제1 부분(11)의 제2 플랫부(112)와 제2 부분(12)의 제2 플랫부(122)는 서로 마주하고 소정 간격으로 떨어져 있다.
표시 장치(1)에서, 제1 플랫부(111)는 제1 플랫 영역(FA1)에 위치할 수 있고, 제1 플랫부(121)는 제2 플랫 영역(FA2)에 위치할 수 있고, 제2 플랫부(112, 122)는 벤딩 영역(BA)에 위치할 수 있다. 경사부(115)는 제1 플랫 영역(FA)에 위치하거나, 벤딩 영역(BA)에 위치하거나, 제1 플랫 영역(FA1)과 벤딩 영역(BA)에 걸쳐 있을 수 있고, 경사부(125)는 제2 플랫 영역(FA2)에 위치하거나, 벤딩 영역(BA)에 위치하거나, 제2 플랫 영역(FA2)과 벤딩 영역(BA)에 걸쳐 있을 수 있다.
벤딩 영역(BA)이 작을 경우, 예컨대 표시 장치(1)의 폴딩 시 베이스 필름(BF)이 약 1.0 밀리미터의 곡률 반경으로 벤딩되도록 설계될 경우 벤딩 영역(BA)의 폭은 수 밀리미터에 불과하다. 따라서 만약 제1 금속 시트(10)가 일체로 형성되어 있으면, 경사부(115, 125)를 금형(mold)을 이용한 프레스 가공으로 형성하기가 어려울 수 있다. 하지만, 제1 금속 시트(10)를 두 부분(11, 12)으로 나누면, 각각의 부분(11, 12)에 대해 프레스 가공으로 경사부(115, 125)를 형성하면 되므로, 경사부(115, 125)를 형성하기가 용이해진다.
제2 금속 시트(20)는 제2 플랫부(112, 122) 위에 제2 방향(y)으로 벤딩 영역(BA)을 따라 길게 위치하고, 제2 플랫부(112, 122)와 중첩한다. 제2 금속 시트(20)와 제1 금속 시트(10)는 용접(welding), 브레이징(brazing), 압입(press-in) 등의 방식으로 접합되어 있다. 제2 금속 시트(20)는 제1 금속 시트(10)에서 제2 플랫부(112, 122)와 접합될 수 있다. 제2 금속 시트(20)의 상부 표면은 제1 금속 시트(10)의 제1 플랫부(111, 121)의 상부 표면과 동일하거나 거의 동일한 수준일 수 있다. 다시 말해, 제2 금속 시트(20)의 상부 표면과 제1 금속 시트(10)의 제1 플랫부(111, 121)의 상부 표면은 공면(coplanar)일 수 있다. 서로 접합된 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)는 실질적으로 베이스 필름(BF)을 구성하는 금속 시트이다. 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)는 각각 약 15 내지 약 50 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20) 위에는 단차 보상층(30)이 위치한다. 단차 보상층(30)은 제1 금속 시트(10)와 제2 금속 시트(20) 간에 발생할 수 있는 단차를 보상하여 베이스 필름(BF)의 상부 표면을 평탄하게 하는 역할을 한다. 단차 보상층(30)은 쿠션이나 고탄성 레진 등으로 형성될 수 있다. 단차 보상층(30)은 예컨대 쿠션 테이프 형태로 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)의 표면에 부착될 수 있다. 도 4를 교차 참고하면, 표시 패널(DP)은 단차 보상층(30) 위에 위치할 수 있고, 접착층(AL4)에 의해 베이스 필름(BF)의 단차 보상층(30)과 부착될 수 있다. 단차 보상층(30)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 표시 패널(DP)은 접착층(AL4)에 의해 베이스 필름(BF)의 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)와 부착될 수 있다.
위와 같이 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)가 접합되고 제1 금속 시트(10)가 경사부(115, 125)를 포함하면, 표시 장치(1)의 폴딩에 의한 벤딩 영역(BA)의 벤딩 시 경사부(115, 125) 양측의 벤딩부가 펴지면서 제1 금속 시트(10)의 길이가 증가할 수 있다. 경사부(115, 125) 및 그 양측의 벤딩부는 마치 스프링(spring)과 같은 역할을 한다. 이에 따라 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)의 변형 시 이에 대응하게 베이스 필름(BF)이 변형될 수 있어 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)에서 버클링이나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 6을 참고하면, 도 5의 실시예와 같이, 베이스 필름(BF)은 제1 금속 시트(10), 제2 금속 시트(20) 및 단차 보상층(30)을 포함한다. 하지만, 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)가 마치 도 5에 도시된 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)를 뒤집어 놓은 것처럼 형성되어 있다. 도 6의 실시예에 대하여 도 5의 실시예와 차이점을 위주로 설명하고, 동일한 특징은 생략하거나 간략하게 설명한다.
제1 금속 시트(10)는 분리되어 있는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 포함한다. 제1 부분(11)은 제1 플랫부(111) 및 제2 플랫부(112), 그리고 이들 사이의 경사부(115)를 포함하고, 제2 부분(12)은 제1 플랫부(121) 및 제2 플랫부(122), 그리고 이들 사이의 경사부(125)를 포함한다. 경사부(115, 125)는 제1 플랫부(111, 121)로부터 예각으로 벤딩되어 있고, 제2 플랫부(112, 122)로부터 예각으로 벤딩되어 있다. 경사부(115, 125)에 의해 제2 플랫부(112, 122)는 제1 플랫부(111, 121)보다 위쪽에, 즉 표시 패널(DP)에 가깝게 위치하고, 제2 플랫부(112, 122)의 상부 표면이 제1 플랫부(111, 121)의 상부 표면보다 위쪽에 위치한다.
제2 금속 시트(20)는 제2 플랫부(112, 122) 아래에 제2 방향(y)으로 벤딩 영역(BA)을 따라 길게 위치하고, 제1 금속 시트(10)와 접합되어 있다. 제2 금속 시트(20)의 하부 표면은 제1 금속 시트(10)의 제1 플랫부(111, 121)의 하부 표면과 같거나 거의 같은 수준, 즉 실질적으로 공면일 수 있다. 서로 접합된 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)는 실질적으로 베이스 필름(BF)을 구성하는 금속 시트이다.
단차 보상층(30)은 제1 금속 시트(10) 위에 위치한다. 좀더 구체적으로, 단차 보상층(30)은 제1 금속 시트(10)의 제1 플랫부(111, 121) 위에 위치할 수 있고, 제2 금속 시트(20) 위에는 위치하지 않을 수 있다. 단차 보상층(30)은 예컨대 쿠션 테이프 형태로 제1 플랫부(111, 121)의 상부 표면에 부착될 수 있다. 단차 보상층(30)의 상부 표면과 제1 금속 시트(10)의 제2 플랫부(112, 122)의 상부 표면은 실질적으로 공면일 수 있다. 따라서 단차 보상층(30)은 제1 금속 시트(10)의 제1 플랫부(111, 121)와 제2 플랫부(112, 122) 간에 발생할 수 있는 단차를 보상하여 베이스 필름(BF)의 상부 표면을 평탄하게 할 수 있다. 도 4를 교차 참고하면, 표시 패널(DP)은 단차 보상층(30) 위에 위치할 수 있고, 접착층(AL4)에 의해 베이스 필름(BF)의 단차 보상층(30) 및 제1 금속 시트(10)의 제2 플랫부(112, 122)와 부착될 수 있다. 단차 보상층(30)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 표시 패널(DP)은 접착층(AL4)에 의해 베이스 필름(BF)의 제1 금속 시트(10)와 부착될 수 있다.
위와 같이 제1 금속 시트(10) 및 제2 금속 시트(20)가 접합되고 제1 금속 시트(10)가 경사부(115, 125)을 포함하면, 표시 장치(1)의 폴딩에 인한 벤딩 영역(BA)의 벤딩 시 경사부(115, 125) 양측의 벤딩부가 펴지면서 제1 금속 시트(10)의 길이가 증가할 수 있다. 이에 따라 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)의 변형 시 이에 대응하게 베이스 필름(BF)이 변형될 수 있어 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)에서 버클링 같은 변형이나 크랙 같은 손상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 7을 참고하면, 베이스 필름(BF)은 금속 시트(10) 및 단차 보상층(30)을 포함한다. 2장의 금속 시트(10, 20)를 포함하는 도 5 및 도 6의 실시예들과 달리, 본 실시예에 따른 베이스 필름(BF)은 하나의 금속 시트(10)를 포함하고, 금속 시트(10)가 두 부분으로 분리되지 않고 일체로 형성되어 있다.
금속 시트(10)는 제1 플랫부(111), 제2 플랫부(112) 및 제3 플랫부(113)를 포함하고, 제1 플랫부(111)와 제2 플랫부(112) 사이의 제1 경사부(115), 그리고 제2 플랫부(112)와 제3 플랫부(113) 사이의 제2 경사부(117)를 포함한다. 제1 경사부(115)는 제1 플랫부(111) 및 제2 플랫부(112) 각각으로부터 둔각으로 벤딩되어 있고, 제2 경사부(117)는 제2 플랫부(112) 및 제3 플랫부(113) 각각으로부터 둔각으로 벤딩되어 있다. 이에 따라 금속 시트(10)는 마치 "Z"자와 같이 접힌 부분(제1 및 제2 경사부(115, 117) 및 그 양측의 벤딩부)을 포함하므로, 금속 시트(10)는 표시 장치(1)의 폴딩 시 도 5 및 도 6에 도시된 금속 시트(10)보다 길이가 더 증가할 수 있다. 따라서 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)의 변형에 대응하여 베이스 필름(BF)가 변형될 수 있는 마진이 증가할 수 있다.
제1 플랫부(111)의 상부 표면과 제3 플랫부(113)의 상부 표면은 실질적으로 공면일 수 있다. 금속 시트(10)는 제2 플랫부(112)가 제1 및 제3 플랫부(111, 113)보다 위쪽에 위치하도록 벤딩되어 있다. 도시된 것과 달리, 금속 시트(10)는 제1 및 제3 플랫부(111, 113)가 제2 플랫부(112)보다 위쪽에 위치하도록 벤딩될 수 있고, 이 경우 표시 패널(DP)은 접착층(AL4)에 의해 베이스 필름(BF)의 금속 시트(10)의 제1 및 제3 플랫부(111, 113)와 부착될 수 있다.
단차 보상층(30)은 금속 시트(10) 위에 위치한다. 좀더 구체적으로, 단차 보상층(30)은 금속 시트(10)의 제1 및 제3 플랫부(111, 113) 위에 위치할 수 있다. 단차 보상층(30)의 상부 표면과 금속 시트(10)의 제2 플랫부(112)의 상부 표면은 실질적으로 공면일 수 있다. 따라서 단차 보상층(30)은 금속 시트(10)의 제1 및 제3 플랫부(111, 113)와 제2 플랫부(112) 간에 발생할 수 있는 단차를 보상하여 베이스 필름(BF)의 상부 표면을 평탄하게 할 수 있다. 단차 보상층(30)은 생략될 수도 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(1)에서 베이스 필름(BF)을 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8에서 IX-IX'선을 따라 취한 단면도이다. 도 10은 제1 폴딩 상태에서 도 8에 도시된 베이스 필름(BF)의 상태를 보여주는 단면도이고, 도 11은 제2 폴딩 상태에서 도 8에 도시된 베이스 필름(BF)의 상태를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 11의 베이스 필름(BF)은 도 5에 도시된 베이스 필름(BF)과 유사하나, 금속 시트의 구조를 더욱 명확하게 나타내기 위해서 단차 보상층(30)을 제외하고 도시된다. 따라서 전술한 구조에 대한 설명은 생략하고, 폴딩 시 금속 시트의 변형을 위주로 설명한다.
도 8, 도 9 및 도 10을 참고하면, 표시 장치(1)의 아웃폴딩 시 베이스 필름(BF)은 제2 금속 시트(20) 및 제1 금속 시트(10)의 제2 플랫부(112, 122)가 소정의 곡률 반경으로 벤딩될 수 있다. 제2 금속 시트(20)는 제2 플랫부(112, 122)보다 바깥쪽에 위치하도록 벤딩될 수 있다. 이때, 제1 금속 시트(10)의 경사부(115, 125) 양측의 벤딩부(B11, B12, B21, B22)가 펴지면서 제1 금속 시트(10)의 길이가 증가할 수 있다. 특히, 도 10을 참고하면 제1 부분(11)의 경사부(115)의 길이를 α라하고, 경사부(115)가 제1 플랫부(111)로부터 벤딩된 각도(예각)를 θ1라고 하면, 제1 금속 시트(10)의 제1 부분(11)의 벤딩부(B11, B12)가 점선으로 도시된 것과 같이 완전히 펴질 때 제1 부분(11)의 길이 증가(δ1)는 대략 다음과 같다.
δ1= α(1-cos θ1)
유사하게, 제2 부분(12)의 경사부(125)의 길이를 β라하고, 경사부(125)가 제1 플랫부(121)로부터 벤딩된 각도(예각)를 θ2라고 하면, 제1 금속 시트(10)의 제2 부분(12)의 벤딩부(B21, B22)가 점선으로 도시된 것과 같이 완전히 펴질 때 제2 부분(12)의 길이 증가(δ2)는 대략 다음과 같다.
δ2= β(1-cos θ2)
따라서 경사부(115, 125)의 길이(α, β)와 벤딩 각도(θ1, θ2)를 적절히 조절함으로써 변형되는 양, 즉 길이 증가(δ1, δ2)를 결정할 수 있다. 제1 금속 시트(10)의 길이 증가(δ1, δ2)는 베이스 필름(BF)의 길이 증가에 해당한다. 따라서 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)의 변형에 대응하게 제1 금속 시트(10)의 길이가 증가하도록 경사부(115, 125)의 길이(α, β)와 벤딩 각도(θ1, θ2)를 설정함으로써 표시 장치(1)의 층들 간의 특성 차이로 인한 버클링, 층 분리, 크랙 발생 등을 줄이거나 방지할 수 있다.
표시 장치(1)의 벤딩 시 제1 금속 시트(10)의 벤딩부(B11, B12, B21, B22)가 완전히 펴지지 않고 부분적으로 펴질 수도 있으므로, 제1 금속 시트(10)의 길이 증가(δ1 +δ2)는 가능한 최대 길이 증가를 의미할 수 있다. 한편, α와 β는 동일하거나 다를 수 있고, θ1과 θ2는 동일하거나 다를 수 있다.
제1 금속 시트(10)는 접착층(AL1-AL4)을 통해 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및 커버 윈도우(CW)와 결합된 상태이므로, 표시 패널(DP), 기능층(FL1, FL2) 및/또는 커버 윈도우(CW)의 변형 시 제1 금속 시트(10)의 벤딩부(B11, B12, B21, B22)가 스프링과 같이 펴지거나 벤딩되면서 함께 변형될 수 있다.
도 8, 도 9 및 도 11을 참고하면, 표시 장치(1)의 인폴딩 시 베이스 필름(BF)은 제2 금속 시트(20) 및 제1 금속 시트(10)의 제2 플랫부(112, 122)가 벤딩될 수 있다. 제2 금속 시트(20)는 제2 플랫부(112, 122)보다 안쪽에 위치하도록 벤딩될 수 있다. 이때, 제1 금속 시트(10)의 경사부(115, 125) 양측의 벤딩부(B11, B12, B21, B22)가 펴지면서 제1 금속 시트(10)의 길이가 증가할 수 있다. 특히 도 11을 참고하면, 제1 금속 시트(10)의 제1 부분(11)의 벤딩부(B11, B12)가 점선으로 도시된 것과 같이 완전히 펴질 때 제1 부분(11)의 길이 증가(λ1), 그리고 제1 금속 시트(10)의 제2 부분(12)의 벤딩부(B21, B22)가 점선으로 도시된 것과 같이 완전히 펴질 때 제2 부분(12)의 길이 증가(λ2)는 대략 다음과 같다.
λ1= α(1-cos θ1)
λ2= β(1-cos θ2)
따라서 인폴딩 시 제1 금속 시트(10)의 최대 길이 증가(λ1+λ2)는 아웃폴딩 시 제1 금속 시트(10)의 최대 길이 증가(δ1+δ2)와 같을 수 있다.
도 12는 도 1에서 IV-IV'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 12를 참고하면, 베이스 필름(BF)은 도 5에 도시된 것과 유사하지만, 제1 금속 시트(10)가 분할되지 않고 일체로 형성되어 있다. 구체적으로, 금속 시트(10)는 제1 플랫부(111), 제2 플랫부(112) 및 제3 플랫부(113)를 포함하고, 제1 플랫부(111)와 제2 플랫부(112) 사이의 제1 경사부(115) 및 제2 플랫부(112)와 제3 플랫부(113) 사이의 제2 경사부(117)를 포함한다. 제1 경사부(115)는 제1 플랫부(111) 및 제2 플랫부(112) 각각으로부터 예각으로 벤딩되어 있고, 제2 경사부(117)는 제2 플랫부(112) 및 제3 플랫부(113) 각각으로부터 예각으로 벤딩되어 있다. 벤딩 영역(BA)의 폭이 아주 좁지 않다면, 이와 같이 금속 시트(10)를 일체로 형성하더라도 경사부(115, 117)를 프레스 가공으로 형성하는 것이 용이할 수 있다. 한편, 도 6 및 도 7에 도시된 제1 금속 시트(10)도 도 14에 도시된 것과 같이 일체로 형성될 수 있다.
표시 장치(1)의 폴딩 시 벤딩되는 베이스 필름(BF)의 곡률 반경을 r 밀리미터이라고 할 때, 제1 플랫부(111)와 제3 플랫부(113)의 거리(d)는 πr+10 밀리미터 이내일 수 있다 (여기서, π는 원주율이다). 이것은 제1 및 제2 경사부(115, 117)가 접착층(AL4, AL5)의 전단 변형(shear deformation)이 크게 일어나는 범위(층들의 변형이나 버클링이 발생하기 쉬운 영역) 내에 있기 하기 위함이다. 그러한 범위 내에 제1 및 제2 경사부(115, 117)가 있으면 제1 금속 시트(10)의 변형(제1 및 제2 경사부(115, 117) 양측의 벤딩부가 펴지는 것)이 좀더 신속하고 용이할 수 있다. 같은 이유로, 제1 금속 시트(10)가 두 부분(11, 12)으로 분할되어 있는 실시예들에서 (예컨대, 도 5 및 도 6 참고), 제1 부분(11)의 제1 플랫부(111)와 제2 부분(12)의 제1 플랫부(121)의 거리는 πr+10 밀리미터 이내일 수 있다.
한편, 제1 금속 시트(10)의 경사부(115, 117)와 제2 금속 시트(20) 사이에는 갭(gap)이 존재할 수 있다. 그러한 갭이 시인되는 것을 방지하기 위해, 갭은 수지 같은 충전제(F)로 충전될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(1)에서 베이스 필름(BF)을 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 14는 도 13에서 XIV-XIV'선을 따라 취한 단면도이다. 금속 시트의 구조를 더욱 명확하게 나타내기 위해 도 13에는 단차 보상층(30)을 제외하고 베이스 필름(BF)이 도시되었다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 도 8 내지 도 11의 실시예의 베이스 필름(BF)과 전체적으로 유사하나, 제1 금속 시트(10)의 경사부(115, 125)에 제2 방향(y)을 따라 소정 간격으로 구멍들(H)이 형성되어 있다. 또한, 제2 금속 시트(20)에는 경사부(115, 125)의 구멍들(H)에 부합하는 돌기들(P)이 양측 가장자리에 제2 방향(y)을 따라 형성되어 있다. 제2 금속 시트(20)의 돌기들(P)은 경사부(115, 125)의 구멍들(H)에 삽입되어 있다. 제2 금속 시트(20)의 돌기들(P)의 상부 표면은 제1 금속 시트의 제1 플랫부(111, 121)의 상부 표면과 실질적으로 같은 수준일 수 있다. 이와 같이, 베이스 필름(BF)의 제1 금속 시트(10)와 제2 금속 시트(20)를 형성하고 결합하면, 경사부(115, 117)와 제2 금속 시트(20) 사이의 갭을 줄일 수 있고, 그러한 갭이 시인되는 것을 억제하거나, 베이스 필름(BF)의 평탄도를 개선할 수 있다.
도 13 및 도 14에서 제1 금속 시트(10)가 제1 및 제2 부분(11, 12)으로 분할된 구조를 도시하고 있으나, 제1 금속 시트(10)는 도 12의 실시예와 같이 일체로 형성될 수도 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 베이스 필름(BF)은 표시 장치(1)에서 제2 금속 시트(20)가 제1 금속 시트(10)와 표시 패널(DP) 사이에 위치할 수 있다. 이와 달리, 베이스 필름(BF)은 표시 장치(1) 내에서 제1 금속 시트(10)가 제2 금속 시트(20)와 표시 패널(DP) 사이에 위치하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 단차 보상층(30)은 도 6에 도시된 것과 같이 위치할 수 있다.
마지막으로 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(1)가 포함할 수 있는 표시 패널(DP)의 구성에 대해 도 15를 참고하여 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 단면도이다. 도 15는 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 적층 구조의 한 예를 나타내기 위한 단면도이다. 도 15에 도시된 단면은 대략 하나의 화소 영역에 대응할 수 있다.
표시 패널(DP)은 기본적으로 기판(SUB), 기판(SUB) 위에 형성된 트랜지스터(TR), 그리고 트랜지스터(TR)에 연결되어 있는 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함한다.
기판(SUB)은 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 폴리머로 이루어진 플렉서블 기판일 수 있다. 기판(SUB)은 외부에서 수분, 산소 등이 침투하는 것을 방지하는 배리어층을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(SUB)은 하나 이상의 폴리머층과 하나 이상의 배리어층을 포함할 수 있고, 폴리머층과 배리어층이 교대로 적층되어 있을 수 있다.
기판(SUB) 위에는 제1 절연층(IN1)이 위치한다. 제1 절연층(IN1)은 버퍼층으로 불릴 수 있으며, 반도체층(A)을 형성하는 과정에서 기판(SUB)으로부터 반도체층(A)으로 확산될 수 있는 불순물을 차단하고 기판(SUB)이 받는 스트레스를 줄이는 역할을 할 수 있다. 배리어층 및 제1 절연층(IN1)은 산화규소, 질화규소 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 절연층(IN1) 위에는 트랜지스터(TR)의 반도체층(A)이 위치하고, 반도체층(A) 위에는 제2 절연층(IN2)이 위치한다. 반도체층(A)은 소스 영역, 드레인 영역 및 이들 영역 사이의 채널 영역을 포함한다. 반도체층(A)은 다결정 규소, 산화물 반도체, 비정질 규소 등의 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(IN2)은 게이트 절연층으로 불릴 수 있고, 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(IN2) 위에는 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(G)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다. 게이트 도전체는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 같은 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다.
게이트 도전체 위에는 제3 절연층(IN3)이 위치한다. 제3 절연층(IN3)은 층간 절연층으로 불릴 수 있고, 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(IN3) 위에는 트랜지스터(TR)의 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다. 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 제3 절연층(IN3) 및 제2 절연층(IN2)에 형성된 접촉 구멍들을 통해 반도체층(A)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결되어 있다. 데이터 도전체는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다.
데이터 도전체 위에는 제4 절연층(IN4)이 위치한다. 제4 절연층(IN4)은 평탄화층으로 불릴 수 있고, 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제4 절연층(IN4) 위에는 제1 전극(E1)이 위치한다. 제1 전극(E1)은 화소 전극으로 불릴 수 있다. 제1 전극(E1)은 제4 절연층(IN4)에 형성된 접촉 구멍을 통해 드레인 전극(D)과 연결되어 유기 발광 다이오드(OLED)의 휘도를 제어하는 데이터 신호를 인가받을 수 있다.
제4 절연층(IN4) 위에는 제5 절연층(IN5)이 위치한다. 제5 절연층(IN5)은 화소 정의층으로 불릴 수 있고, 제1 전극(E1)과 중첩하는 개구(opening)를 가진다. 제5 절연층(IN5)의 개구에는 제1 전극(E1) 위로 발광층(EL)이 위치하고, 발광층(EL) 위에는 제2 전극(E2)이 위치한다. 제2 전극(E2)은 공통 전극(CE)으로 불릴 수 있다.
제1 전극(E1), 발광층(EL) 및 제2 전극(E2)은 함께 유기 발광 다이오드(OLED)를 구성한다. 제1 전극(E1)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(anode)일 수 있고, 제2 전극(E2)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드(cathode)일 수 있다.
제2 전극(E2) 위에는 봉지층(encapsulation layer)(EC)이 위치한다. 봉지층(EC)은 유기 발광 다이오드(OLED)를 봉지하여 외부로부터 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 봉지층(EC)은 하나 이상의 무기 물질층과 하나 이상의 유기 물질층을 포함할 수 있고, 무기 물질층과 유기 물질층이 교대로 적층되어 있을 수 있다.
기판(SUB) 아래에는 표시 패널(DP)을 보호하기 위한 보호 필름(PF)이 위치할 수 있다.
도 4를 교차 참고하면, 커버 윈도우(CW), 기능층(FL1) 및/또는 제2 기능층(FL2)은 표시 패널(DP)의 봉지층(EC) 위에 접착층(AL1, AL2, AL3)에 의해 부착될 수 있다. 베이스 필름(BF) 및 쿠션층(CL)은 접착층(AL4, AL5)에 의해 표시 패널(DP)의 보호 필름(PF) 아래에 부착될 수 있다.
표시 패널(DP)이 유기 발광 표시 패널인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 표시 패널(DP)은 예컨대 발광 다이오드(LED)를 포함하는 표시 패널, 액정층을 포함하는 표시 패널 등 다양한 표시 패널일 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.
1: 폴더블 표시 장치
10, 20: 금속 시트
111, 112, 113, 121, 122: 플랫부
115, 117, 125: 경사부
30: 단차 보상층
AL1, AL2, AL3, AL4, AL5: 접착층
B11, B12, B21, B22: 벤딩부
BA: 벤딩 영역
BF: 베이스 필름
CL: 쿠션층
CW: 커버 윈도우
DP: 표시 패널
FL1, FL2: 기능층

Claims (20)

  1. 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 그리고
    상기 표시 패널 아래에 부착되어 있는 베이스 필름
    을 포함하며,
    상기 베이스 필름은 제1 금속 시트 및 상기 제1 금속 시트와 접합되어 있는 제2 금속 시트를 포함하고,
    상기 제1 금속 시트는 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함하고,
    폴더블 표시 장치의 폴딩 시 상기 경사부 양측의 벤딩부가 펴지면서 상기 제1 금속 시트가 변형되는 폴더블 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 제1 금속 시트는 분리되어 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 폴더블 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함하고,
    상기 제2 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 부분의 제2 플랫부와 상기 제2 부분의 플랫부는 서로 마주하고,
    상기 제2 금속 시트는 상기 제1 부분의 제2 플랫부 및 상기 제2 부분의 제2 플랫부와 중첩하는 폴더블 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 부분의 제1 플랫부의 상부 표면, 상기 제2 부분의 제1 플랫부의 상부 표면 및 상기 제2 금속 시트의 상부 표면이 동일 수준인 폴더블 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 부분의 제1 플랫부의 하부 표면, 상기 제2 부분의 제1 플랫부의 하부 표면 및 상기 제2 금속 시트의 하부 표면이 동일 수준인 폴더블 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 및 상기 제2 금속 시트 위에 위치하는 단차 보상층을 더 포함하는 폴더블 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 위에 위치하고 상기 제2 금속 시트 위에 위치하지 않는 단차 보상층을 더 포함하는 폴더블 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 경사부와 상기 제2 금속 시트 사이의 갭이 충전제로 충전되어 있는 폴더블 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 금속 시트는 제3 플랫부, 그리고 상기 제2 플랫부 및 상기 제3 플랫부로부터 벤딩되어 있는 경사부를 더 포함하는 폴더블 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 폴더블 표시 장치의 폴딩 시 벤딩되는 상기 베이스 필름의 곡률 반경을 r 밀리미터라고 할 때, 상기 제1 플랫부와 제3 플랫부의 거리는 πr+10 밀리미터 이내인 폴더블 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 경사부에 복수의 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 금속 시트는 상기 복수의 구멍에 각각 삽입된 복수의 돌기를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  14. 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 커버 윈도우, 그리고
    상기 표시 패널 아래에 부착되어 있는 베이스 필름
    을 포함하며,
    상기 베이스 필름은 제1 금속 시트 및 상기 제1 금속 시트와 중첩하는 제2 금속 시트를 포함하고,
    상기 제1 금속 시트는 분리되어 있는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 금속 시트는 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분과 접합되어 있고,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 각각 경사부를 포함하고,
    폴더블 표시 장치의 폴딩 시 상기 경사부 양측의 벤딩부가 펴지면서 상기 제1 금속 시트의 길이가 증가하는 폴더블 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 상기 경사부를 포함하고,
    상기 제2 부분은 제1 플랫부, 제2 플랫부, 그리고 상기 제1 플랫부 및 상기 제2 플랫부로부터 벤딩되어 있는 상기 경사부를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 부분의 제2 플랫부와 상기 제2 부분의 플랫부는 서로 마주하고,
    상기 제2 금속 시트는 상기 제1 부분의 제2 플랫부 및 상기 제2 부분의 제2 플랫부과 접합되어 있는 폴더블 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 제1 부분의 경사부는 상기 제1 부분의 제1 플랫부로부터 예각으로 벤딩되어 있고, 상기 제2 부분의 경사부는 상기 제2 부분의 제1 플랫부로부터 예각으로 벤딩되어 있는 폴더블 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 제14항에서,
    상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 및 상기 제2 금속 시트 위에 위치하는 단차 보상층을 더 포함하고,
    상기 베이스 필름은 접착층에 의해 상기 표시 패널에 부착되어 있는 폴더블 표시 장치.
  20. 제14항에서,
    상기 베이스 필름은 상기 제1 금속 시트 위에 위치하고 상기 제2 금속 시트 위에 위치하지 않는 단차 보상층을 더 포함하고,
    상기 베이스 필름은 접착층에 의해 상기 표시 패널에 부착되어 있는 폴더블 표시 장치.
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