JP6821775B2 - ストレッチャブル表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ストレッチャブル表示装置に関し、より詳細には、開口率が向上し、延伸時にも画質が補償されるストレッチャブル表示装置に関する。
コンピュータのモニタやTV、携帯電話等に使用される表示装置には、自ら光を発光する有機発光表示装置(Organic Light Emitting Display;OLED)等と、別途の光源を要する液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)等がある。
表示装置は、コンピュータのモニタ及びTVだけではなく、個人携帯機器までその適用範囲が多様になっており、広い表示面積を有しながらも減少した体積及び重さを有する表示装置についての研究が進行している。
また、近年は、フレキシブル(flexible)素材であるプラスチック等のように柔軟性のある基板に表示部、配線等を形成して、特定方向に伸縮が可能であり、様々な形状に変化可能に製造されるストレッチャブル表示装置が次世代の表示装置として注目を集めている。
特開2018−077983
ストレッチャブル表示装置は、反ったり伸びたりしても画像表示が可能な表示装置と称され得る。ストレッチャブル表示装置は、従来の一般的な表示装置と比べて高いフレキシビリティを有し得る。そこで、ユーザがストレッチャブル表示装置を反るようにしたり伸びるようにしたりする等、ユーザの操作によってストレッチャブル表示装置の形状を自由に変更できる。例えば、ユーザがストレッチャブル表示装置の末端を持って引っ張る場合、ストレッチャブル表示装置は、ユーザの力により伸び得る。または、ユーザがストレッチャブル表示装置を平らでない壁面に配置させる場合、ストレッチャブル表示装置は、壁面の表面の形状に沿って反るように配置され得る。また、ユーザにより加えられる力が除去される場合、ストレッチャブル表示装置は、また本来の形態に戻ることができる。
このようなストレッチャブル表示装置は、剛性領域と延性領域とに分けられるように具現されている。具体的に、剛性領域は、表示素子が配置されて実際に発光する領域であり、延性領域は、ストレッチャブル表示装置に力を加えたとき、実際に延伸する領域である。
上述したように、ストレッチャブル表示装置を延伸する場合、ストレッチャブル表示装置全体が均一に延伸せず、実質的に延性領域だけが延伸し得る。従って、ストレッチャブル表示装置の延伸時、剛性領域間の距離が離れるようになり、それによって発光素子間の距離も離れる。従って、ストレッチャブル表示装置での発光領域の密度が減り、画像品質の低下が発生する。そこで、ストレッチャブル表示装置の延伸時にユーザが感じる格子感、即ち、複数の発光素子間の領域で輝度低下により視認される縞形状のムラはさらに深化する。併せて、ストレッチャブル表示装置の延伸時、延伸方向に画面伸びが発生してストレッチャブル表示装置で表示される映像の比率が歪む。
本発明の発明者らは、上述したようなストレッチャブル表示装置の延伸時の問題点を認識し、それを解決できる新たな構造のストレッチャブル表示装置を発明した。
本発明が解決しようとする課題は、下部基板上に複数の追加発光素子を配置することで、ストレッチャブル表示装置の延伸時、表示装置の画質が低下することを防ぐストレッチャブル表示装置を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、複数の発光素子間の延性領域上に複数の追加発光素子を配置し、ストレッチャブル表示装置の延伸時、格子状のムラが現れることを低減できるストレッチャブル表示装置を提供することである。
本発明が解決しようとするまた他の課題は、複数の発光素子間の延性領域上に複数の追加発光素子を配置し、ストレッチャブル表示装置の延伸時、ストレッチャブル表示装置で表示される映像の比率が歪むことを補償できるストレッチャブル表示装置を提供することである。
本発明の課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
前述したような課題を解決するために、本発明の一実施例に係るストレッチャブル表示装置は、複数のサブ画素が定義され、互いに離隔された複数の第1領域、複数の第1領域のうち互いに隣り合う第1領域を連結する複数の連結配線が配置された複数の第2領域、及び複数の第1領域と複数の第2領域を除く領域である複数の第3領域を含む下部基板と、複数の第3領域それぞれに配置された複数の追加サブ画素と、複数の追加サブ画素それぞれと電気的に連結された複数の圧電パターンとを含む。そこで、ストレッチャブル表示装置の延伸時、表示装置の画質が低下することを最小化できる。
前述したような課題を解決するために、本発明の他の実施例に係るストレッチャブル表示装置は、複数の発光素子が配置され、互いに離隔する複数の剛性基板と、複数の剛性基板のうち互いに隣り合う剛性基板に配置されたパッドを電気的に連結する複数の連結配線と、複数の剛性基板及び複数の連結配線の下に配置された下部基板と、下部基板上で複数の剛性基板及び複数の連結配線と離隔されるように配置された複数の追加発光素子と、複数の追加発光素子と電気的に連結され、下部基板の延伸により第1電圧を発生する複数の圧電パターンとを含み、下部基板の延伸時に発生する格子感を最小化するように、下部基板の延伸時、複数の圧電パターンからの第1電圧により複数の追加発光素子から光が発光し得る。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明は、下部基板で複数のアイランド基板及び複数の連結配線が配置された領域を除く残りの領域に追加サブ画素を配置することで、効率よくストレッチャブル表示装置の面積を活用すると同時に開口率を増加させる効果がある。
本発明は、追加サブ画素を既存のサブ画素と互いに異なる回路部に連結させることで、それぞれのサブ画素が独立して駆動して解像度を増加させる効果がある。
本発明は、下部基板でダミー領域として機能していた領域に追加画素を配置することで、効率よく制限された面積を活用して発光領域の面積を増加させる効果がある。
本発明は、ストレッチャブル表示装置の延伸時に発光し得る複数の追加発光素子を複数の発光素子の間に配置し、ストレッチャブル表示装置の延伸時、複数の発光素子間の間隔が離れることで発生する輝度低下を補償する効果がある。
本発明は、複数のアイランド基板の間の延性領域上に複数の追加サブ画素を配置し、ストレッチャブル表示装置の延伸時、画面が歪み、格子感が発生することを最小化する効果がある。
本発明に係る効果は、以上において例示された内容により制限されず、さらに様々な効果が本明細書内に含まれている。
本発明の一実施例に係るストレッチャブル表示装置の分解斜視図である。 本発明の一実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。 本発明の一実施例に係るストレッチャブル表示装置のサブ画素及び追加サブ画素についての概略的な断面図である。 本発明の他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。 本発明の他の実施例に係るストレッチャブル表示装置のサブ画素及び追加サブ画素についての概略的な断面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置のサブ画素及び追加サブ画素についての概略的な断面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の追加サブ画素についての概略的な断面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の概略的な工程図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の概略的な工程図である。 本発明のまた他の実施例に係る追加サブ画素についての概略的な平面図である。 本発明のまた他の実施例に係る追加サブ画素についての概略的な平面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の追加サブ画素についての概略的な断面図である。 本発明のまた他の実施例に係るストレッチャブル表示装置の追加サブ画素についての概略的な断面図である。
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に、本実施例は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。
本発明の実施例を説明するための図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数等は、例示的なものであるので、本発明は、図示された事項に限定されるものではない。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書上において言及された「含む」、「有する」、「なされる」等が使用される場合、「〜だけ」が使用されない以上、他の部分が加えられ得る。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
構成要素を解釈するにあたって、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈する。
位置関係についての説明である場合、例えば、「〜上に」、「〜上部に」、「〜下部に」、「〜隣に」等と二部分の位置関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されない以上、二部分の間に一つ以上の他の部分が位置してもよい。
素子または層が異なる素子または層の上(on)と称されるものは、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子を介在した場合をいずれも含む。
第1、第2等が様々な構成要素を述べるために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語により制限されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。従って、以下において言及される第1構成要素は、本発明の技術的思想内で第2構成要素であってもよい。
明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。
図面で示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために示されたものであり、本発明は、示された構成の大きさ及び厚さに必ずしも限定されるものではない。
本発明の様々な実施例のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、当業者が十分に理解できるように技術的に多様な連動及び駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立して実施可能であっても、関連関係で共に実施可能であってもよい。
以下、添付の図面を参照して、本発明の様々な実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施例に係る表示装置の分解斜視図である。図1を参照すると、ストレッチャブル表示装置100は、下部基板110、複数のアイランド基板111、複数の連結基板CS、COF(Chip on Film)170、印刷回路基板180、上部基板160、及び偏光層190を含む。図1においては、説明の便宜のために、複数の追加連結基板CSAについての図示は省略した。
下部基板110は、ストレッチャブル表示装置100の様々な構成要素を支持し、保護するための基板である。下部基板110は、延性基板であって、反ったり伸びたりすることのできる絶縁物質で構成され得る。例えば、下部基板110は、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane;PDMS)のようなシリコーンゴム(Silicone Rubber)、ポリウレタン(polyurethane;PU)等の弾性重合体(elastomer)からなり得、そこで、柔軟な性質を有することができる。しかし、下部基板110の材質は、これに制限されるものではない。
下部基板110は、延性基板であって、膨張及び収縮が可逆的に可能であり得る。また、弾性係数(elastic modulus)が数MPa〜数百MPaであってよく、延伸破壊率が100%以上であってよい。下部基板110の厚さは、10μm〜1mmであってよいが、これに制限されるものではない。
下部基板110は、表示領域AA及び表示領域AAを囲む非表示領域NAを含む。
表示領域AAは、ストレッチャブル表示装置100で映像が表示される領域であり、複数の発光素子140及び複数の発光素子140を駆動するための様々な駆動素子が配置される。
非表示領域NAは、表示領域AAに隣接した領域である。非表示領域NAは、表示領域AAに隣接して表示領域AAを囲む領域である。非表示領域NAは、映像が表示されない領域であり、配線及び回路部等が形成され得る。例えば、非表示領域NAには、複数のパッドが配置され得、それぞれのパッドは、表示領域AAの複数の発光素子140及び発光素子140を駆動するための駆動素子と連結され得る。
下部基板110上に複数のアイランド基板111が配置される。複数のアイランド基板111は、剛性基板であり、互いに離隔されて下部基板110上に配置される。複数のアイランド基板111は、下部基板110と比べて高剛性であってよい。即ち、下部基板110は、複数のアイランド基板111より延性特性を有し得、複数のアイランド基板111は、下部基板110より剛性特性を有し得る。
複数の剛性基板である複数のアイランド基板111は、フレキシビリティ(flexibility)を有するプラスチック物質からなり得、例えば、ポリイミド(polyimide;PI)、ポリアクリレート(polyacrylate)、ポリアセテート(polyacetate)等からなってもよい。
複数のアイランド基板111のモジュラスは、下部基板110のモジュラスより高くてよい。モジュラスは、基板に加えられる応力により変形される比率を示す弾性係数であり、モジュラスが相対的に高い場合、硬度が相対的に高いことがある。従って、複数のアイランド基板111は、下部基板110と比べて剛性を有する複数の剛性基板であってよい。複数のアイランド基板111のモジュラスは、下部基板110のモジュラスより1000倍以上大きくてよいが、これに制限されるものではない。
剛性特性を有する複数のアイランド基板111が下部基板110上に配置されることで、複数のアイランド基板111と重畳する下部基板110の一部の領域は、複数のアイランド基板111により剛性を有する剛性領域と定義され得る。そして、複数のアイランド基板111と重畳しない下部基板110の残りの領域は、下部基板110だけが配置されるので、延性を有する延性領域と定義され得る。即ち、複数のアイランド基板111が配置される領域は、複数の剛性領域であり、複数のアイランド基板111が配置されていない領域は、延性領域と定義され得る。このとき、複数のアイランド基板111は、互いに離隔されて配置されるので、複数の剛性領域もまた互いに離隔されて配置されるものと定義でき、延性領域は、複数の剛性領域を囲むものと定義できる。
このとき、いくつかの実施例において、下部基板110のうち剛性領域に配置された部分は、延性領域に配置された部分よりモジュラスが高くてよい。即ち、下部基板110のうちアイランド基板111と重畳された領域は、アイランド基板111と類似したモジュラスを有する物質からなり得、アイランド基板111と重畳しない領域は、アイランド基板111より低いモジュラスを有する物質からなり得る。
複数のアイランド基板111の間に複数の連結基板CSを配置する。複数の連結基板CSは、互いに隣接する複数のアイランド基板111を連結する基板である。複数の連結基板CSは、複数のアイランド基板111と一体に形成され得るが、これに制限されない。
複数の連結基板CSは、屈曲した形状を有する。例えば、図1に示されるように、複数の連結基板CSは、正弦波状を有し得る。ただし、複数の連結基板CSの形状は、これに制限されず、例えば、複数の連結基板CSは、ジグザグ状に延びてもよく、複数のひし形状の基板が頂点で連結されて延びる等の様々な形状を有し得る。また、図1に示された複数の連結基板CSの個数及び形状は、例示的なものであり、複数の連結基板CSの個数及び形状は、設計によって多様に変更され得、これに制限されない。
COF170は、延性を有するベースフィルム171に各種の部品を配置したフィルムであり、表示領域AAの複数の発光素子140及び複数の発光素子140を駆動するための様々な駆動素子に信号を供給するための部品である。COF170は、非表示領域NAに配置された複数のパッドにボンディングされ得、パッドを通して電源電圧、データ電圧、ゲート電圧等を表示領域AAの複数の発光素子140及び複数の発光素子140を駆動するための様々な駆動素子それぞれに供給する。COF170は、ベースフィルム171及び駆動IC172を含み、それ以外にも各種の部品が配置され得る。
ベースフィルム171は、COF170の駆動IC172を支持する層である。ベースフィルム171は、絶縁物質からなり得、例えば、フレキシビリティを有する絶縁物質からなり得る。
駆動IC172は、映像を表示するためのデータと、それを処理するための駆動信号を処理する部品である。図1においては、駆動IC172がCOF170方式で実装されるものと示したが、これに制限されず、駆動IC172は、COG(Chip On Glass)、TCP(Tape Carrier Package)等の方式で実装されてもよい。
印刷回路基板180には、ICチップ、回路部等のような制御部が取り付けられ得る。また、印刷回路基板180には、メモリ、プロセッサ等も取り付けられ得る。印刷回路基板180は、複数の発光素子140を駆動するための信号を制御部から表示領域AAに伝達する構成である。印刷回路基板180は、COF170と連結され、表示領域AAの複数の発光素子140及び複数の発光素子140を駆動するための様々な駆動素子と電気的に連結され得る。
上部基板160は、下部基板110と重畳されてストレッチャブル表示装置100の様々な構成要素を保護するための基板である。上部基板160は、延性基板であって、反ったり伸びたりすることのできる絶縁物質で構成され得る。例えば、上部基板160は、柔軟性を有する材料からなり得、下部基板110と同一の物質からなり得るが、これに制限されるものではない。
偏光層190は、ストレッチャブル表示装置100の外光反射を抑制する構成であって、上部基板160と重畳されて上部基板160上に配置され得る。ただし、これに制限されず、偏光層190は、上部基板160の下部に配置されてもよく、ストレッチャブル表示装置100の構成によって省略されることもある。
以下においては、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100についてのより詳細な説明のために図2乃至図3を共に参照する。
図2は、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。図3は、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置のサブ画素及び追加サブ画素についての概略的な断面図である。
図2及び図3を参照すると、下部基板110は、複数のアイランド基板111が配置された複数の第1領域A1、複数の連結配線150が配置された複数の第2領域A2、及び複数の第1領域A1と複数の第2領域A2を除く残りの領域であって、複数の追加サブ画素SPXAが定義された複数の第3領域A3が定義される。
下部基板110の複数の第1領域A1は、複数のアイランド基板111が配置される領域であり、剛性を有する領域であってよい。複数の第1領域A1は、互いに離隔されて下部基板110上に定義される。例えば、複数の第1領域A1は、図2に示されたように、下部基板110上でマトリックス形態に配置され得るが、これに制限されない。
図2を参照すると、複数の第1領域A1の複数のアイランド基板111に複数のサブ画素SPXを含む複数の画素PXが定義される。複数のサブ画素SPXそれぞれには、複数の発光素子140及び複数の発光素子140を駆動するための様々な駆動素子が配置され得、複数のサブ画素SPXそれぞれは、様々な配線と連結され得る。例えば、複数のサブ画素SPXそれぞれは、ゲート配線、データ配線、高電位電源配線、低電位電源配線、基準電圧配線、共通配線CL等のような様々な配線と連結され得る。
下部基板110は、複数の第1領域A1と隣り合うように複数の第2領域A2が定義される。複数の第2領域A2は、互いに隣り合う2つの第1領域A1の間に定義される。そこで、図2に示されたように、一つの第1領域A1の上側、下側、左側及び右側には、複数の第2領域A2が定義される。複数の第2領域A2は、複数の連結配線150及び複数の連結基板CSが配置される領域であり、延性を有する領域である。複数の第2領域A2は、互いに離隔されて下部基板110上に定義される。例えば、複数の第2領域A2は、図2に示されたように、下部基板110上でマトリックス形態に配置され得るが、これに制限されない。
下部基板110の複数の第2領域A2に複数の連結配線150及び複数の連結基板CSが配置される。複数の連結配線150は、複数の連結基板CS上に配置され、複数の連結配線150は、複数のアイランド基板111上のパッドを電気的に連結する。具体的に、複数の連結配線150は、複数のアイランド基板111のうち互いに隣り合うアイランド基板111に配置されたパッドを電気的に連結できる。複数の連結配線150は、複数のアイランド基板111が配置された複数の第1領域A1の間の複数の第2領域A2上に配置され、複数のアイランド基板111のパッドを電気的に連結できる。
一般的な表示装置の場合、複数のゲート配線、複数のデータ配線等のような様々な配線は、複数のサブ画素SPXの間で延びて配置され、一つの信号配線に複数のサブ画素SPXが連結される。そこで、一般的な表示装置の場合、ゲート配線、データ配線、高電位電源配線、基準電圧配線等のような様々な配線は、基板上で切れることなく表示装置の一側から他側へ延びる。
これとは異なり、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100の場合、金属物質からなるゲート配線、データ配線、高電位電源配線、低電位電源配線、基準電圧配線、共通配線CL等のような様々な配線は、複数のアイランド基板111上にのみ配置される。即ち、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100において、金属物質からなる様々な配線は、複数のアイランド基板111上にのみ配置され、下部基板110には接しないように配置され得る。そこで、金属物質からなる様々な配線は、複数のアイランド基板111に対応するようにパターニングされて不連続的に配置され得る。
本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100においては、このような不連続的な複数のアイランド基板111上の配線を連結するために、互いに隣接する二つのアイランド基板111の間に複数の連結配線150が配置され得る。具体的に、複数の連結配線150は、互いに隣接する二つのアイランド基板111上のパッドそれぞれに連結される。そして、複数の連結配線150により互いに隣接する二つのアイランド基板111上のゲート配線、データ配線、高電位電源配線、低電位電源配線、基準電圧配線、共通配線CL等のような様々な配線が電気的に連結され得る。
例えば、X軸方向に隣接して配置された複数のアイランド基板111上には、ゲート配線が配置され得、ゲート配線の両末端には、ゲートパッドGPが配置され得る。このとき、X軸方向に隣接して配置された複数のアイランド基板111上の複数のゲートパッドGPそれぞれは、ゲート配線として機能する複数の連結配線150により互いに連結され得る。そこで、第1領域A1の複数のアイランド基板111上に配置されたゲート配線と、第2領域A2上に配置された複数の連結配線150が一つのゲート配線として機能し得る。また、データ配線、高電位電源配線、低電位電源配線、基準電圧配線、共通配線CL等のようにストレッチャブル表示装置100に含まれ得る全ての様々な配線もまた上述したように複数の連結配線150により一つの配線として機能し得る。
複数の連結配線150は、複数の連結基板CS上に配置される。図1を参照して上述したように、複数の連結基板CSは、屈曲した形状を有する。それゆえ、複数の連結基板CS上に配置された複数の連結配線150もまた複数の連結基板CSのような屈曲した形状を有し得る。
複数の連結配線150は、導電性物質からなり得る。連結配線150は、複数のアイランド基板上に配置された様々な導電性構成要素と同一の物質からなり得、例えば、金属物質からなり得るが、これに制限されず、ベースポリマー及びベースポリマーに分散された伝導性粒子を含むこともできる。
図2を参照すると、複数の連結配線150は、複数の第1連結配線151及び複数の第2連結配線152を含む。
複数の第1連結配線151は、複数の連結配線150のうちX軸方向に延びる配線である。複数の第1連結配線151は、X軸方向に隣接して配置された複数のアイランド基板111のうち互いに隣り合う二つのアイランド基板111上のパッドを互いに連結できる。複数の第1連結配線151は、ゲート配線または低電位電源配線等として機能し得るが、これに制限されることはない。例えば、複数の第1連結配線151がゲート配線として機能する場合、X軸方向に並んで配置された二つのアイランド基板111上のゲートパッドGPを電気的に連結できる。
複数の第2連結配線152は、複数の連結配線150のうちY軸方向に延びる配線である。複数の第2連結配線152は、Y軸方向に隣接して配置された複数のアイランド基板111のうち互いに隣り合う二つのアイランド基板111上のパッドを互いに連結できる。複数の第2連結配線152は、データ配線または高電位電源配線等として機能し得るが、これに制限されることはない。例えば、複数の第2連結配線152がデータ配線として機能する場合、Y軸方向に並んで配置された二つのアイランド基板111上のデータパッドを電気的に連結できる。
図2を参照すると、下部基板110は、複数の第1領域A1と複数の第2領域A2により囲まれた部分に複数の第3領域A3が定義される。複数の第3領域A3それぞれの上側、下側、右側及び左側には、第2領域A2が配置され、4個の対角線方向に隣接するように第1領域A1が配置されるものと定義できる。
下部基板110の複数の第3領域A3に複数の追加サブ画素SPXAを含む複数の追加画素PXAが定義される。複数の追加サブ画素SPXAそれぞれには、複数の追加発光素子140Aが配置され得、複数の追加サブ画素SPXAそれぞれは、複数の追加連結配線150Aと連結され得る。
複数のアイランド基板111から複数の追加サブ画素SPXAそれぞれに延びた複数の追加連結基板CSAが配置される。複数の追加連結基板CSAは、複数の第1領域A1から複数の第3領域A3側に延びて配置され得る。複数の追加連結基板CSAは、複数のアイランド基板111と複数の追加サブ画素SPXAを連結する基板である。複数の追加連結基板CSAは、複数のアイランド基板111と一体に形成され得るが、これに制限されない。
一方、図3を参照すると、複数の追加連結基板CSAは、複数の連結基板CSと同一平面上に配置される。複数の追加連結基板CSAは、複数の連結基板CSと同一平面上に配置されるため、複数の追加連結基板CSA上の複数の追加連結配線150Aと複数の連結基板CS上の複数の連結配線150もまた同一平面上に配置され得る。そして、複数の追加連結基板CSAと複数の連結基板CSは、互いに重畳せず、離隔されるように配置され得る。仮に、複数の追加連結基板CSAと複数の連結基板CSが互いに接する場合、複数の追加連結基板CSA上の複数の追加連結配線150Aと複数の連結基板CS上の複数の連結配線150もまた互いに接し得、これは、ストレッチャブル表示装置100の信頼性の低下につながり得る。そこで、複数の追加連結基板CSAと複数の連結基板CSは、同一平面上で互いに離隔して配置され得る。
複数の追加連結基板CSAは、屈曲した形状を有する。例えば、複数の追加連結基板CSAは、複数の連結基板CSのように正弦波状を有し得る。ただし、複数の追加連結基板CSAの形状は、これに制限されない。例えば、複数の追加連結基板CSAは、ジグザグ状に延びてもよく、複数のひし形状の基板が頂点で連結されて延びる等の様々な形状を有し得る。
複数の追加連結基板CSA上に複数の追加連結配線150Aが配置される。複数の追加連結配線150Aは、複数の追加サブ画素SPXAと複数のサブ画素SPXそれぞれを電気的に連結させることができる。例えば、複数の追加連結配線150Aは、複数のサブ画素SPXそれぞれの駆動素子と複数の追加サブ画素SPXAの追加発光素子140Aを電気的に連結させることができる。複数の追加連結配線150Aは、複数のサブ画素SPXそれぞれの電圧を複数の追加サブ画素SPXAそれぞれに伝達できる。
複数の追加サブ画素SPXAそれぞれは、複数の連結配線150の延長方向に対して傾斜するように配置される。そして、複数のアイランド基板111から複数の追加サブ画素SPXA側に延びた追加連結基板CSA及び追加連結配線150Aもまた複数の連結配線150の延長方向に対して傾斜するように配置され得る。
延性領域に該当する第3領域A3の場合、ストレッチャブル表示装置100の延伸時に延伸し得る。そこで、第3領域A3上に配置された複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAには、ストレッチャブル表示装置100の延伸による外力が加えられ得る。例えば、ストレッチャブル表示装置100を複数の第1連結配線151が延びたX軸方向に延伸する場合、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAには、X軸方向に延伸するように外力が加えられ得る。ただし、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAは、X軸方向に対して傾斜を有するように配置されるため、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAに加えられる外力が分散され得る。また、ストレッチャブル表示装置100を複数の第2連結配線152が延びたY軸方向に延伸する場合、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAには、Y軸方向に延伸するように外力が加えられ得る。ただし、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAは、Y軸方向に対して傾斜を有するように配置されるため、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAに加えられる外力が分散され得る。即ち、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAをX軸方向及びY軸方向に対して傾斜を有するように配置させ、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAに加えられる外力を減少でき、複数の追加連結配線150A及び複数の追加連結基板CSAの損傷を低減できる。
以下においては、図3を共に参照して、複数のサブ画素SPXと複数の追加サブ画素SPXAについてより詳細に説明する。
図3を参照すると、複数のアイランド基板111上にバッファ層112が配置される。バッファ層112は、下部基板110及び複数のアイランド基板111の外部から水分及び酸素等の浸透からストレッチャブル表示装置100の様々な構成要素を保護するために複数のアイランド基板111上に配置される。バッファ層112は、絶縁物質で構成され得、例えば、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、シリコン酸化窒化物(SiON)等からなる無機層の単層または複層で構成され得る。ただし、バッファ層112は、ストレッチャブル表示装置100の構造や特性によって省略されることもある。
バッファ層112は、複数のアイランド基板111と重畳される領域にのみ配置され得る。上述したように、バッファ層112は、無機物からなり得るので、ストレッチャブル表示装置100を延伸する過程で容易にクラック(crack)が発生してしまう等、損傷し得る。そこで、バッファ層112は、複数のアイランド基板111の間の領域には配置されず、複数のアイランド基板111の形状にパターニングされて複数のアイランド基板111上にのみ配置され得る。そこで、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100は、バッファ層112を剛性基板である複数のアイランド基板111と重畳される領域にのみ配置し、ストレッチャブル表示装置100が反ったり伸びたりする等、変形される場合にもバッファ層112の損傷を防止できる。
バッファ層112上に第1ゲート電極122、第1アクティブ層121、第1ソース電極123、及び第1ドレイン電極124を含む第1トランジスタ120が配置される。
まず、バッファ層112上には、第1アクティブ層121が配置される。例えば、第1アクティブ層は、酸化物半導体で形成されてもよく、非晶質シリコン(amorphous silicon、a−Si)、多結晶シリコン(polycrystalline silicon、poly−Si)、または有機物(organic)半導体等で形成され得る。
第1アクティブ層121上には、ゲート絶縁層113が配置される。ゲート絶縁層113は、第1ゲート電極122と第1アクティブ層121を電気的に絶縁させるための層であり、絶縁物質からなり得る。例えば、ゲート絶縁層113は、無機物である窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の単一層、あるいは窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の多重層に構成され得るが、これに制限されるものではない。
バッファ層112上には、第1ゲート電極122が配置される。第1ゲート電極122は、第1アクティブ層121と重畳するように配置される。第1ゲート電極122は、様々な金属物質、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、及び銅(Cu)のいずれか一つであるか二以上の合金、またはこれらの多重層であってよいが、これに制限されるものではない。
第1ゲート電極122上には、層間絶縁層114が配置される。層間絶縁層114は、第1ゲート電極122と第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124を絶縁させるための層であり、バッファ層112と同様に無機物からなり得る。例えば、層間絶縁層114は、無機物である窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の単一層、あるいは窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の多重層に構成され得るが、これに制限されるものではない。
層間絶縁層114上には、第1アクティブ層121とそれぞれ接する第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124が配置される。第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124は、同一層で離隔されて配置される。第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124は、第1アクティブ層121と接する方式で第1アクティブ層121と電気的に連結され得る。第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124は、様々な金属物質、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、及び銅(Cu)のいずれか一つであるか二以上の合金、またはこれらの多重層であってよいが、これに制限されるものではない。
ゲート絶縁層113及び層間絶縁層114は、パターニングされて複数のアイランド基板111と重畳される領域にのみ配置され得る。ゲート絶縁層113及び層間絶縁層114もまたバッファ層112と同様に無機物からなり得る。それゆえ、ゲート絶縁層113及び層間絶縁層114は、ストレッチャブル表示装置100を延伸する過程で容易にクラックが発生する等、損傷し得る。そこで、ゲート絶縁層113及び層間絶縁層114は、複数のアイランド基板111の間の領域には配置されず、複数のアイランド基板111の形状にパターニングされて複数のアイランド基板111上にのみ配置され得る。
図3においては、説明の便宜のために、ストレッチャブル表示装置100に含まれ得る様々なトランジスタのうち駆動トランジスタである第1トランジスタ120だけを示したが、スイッチングトランジスタ、キャパシタ等も表示装置に含まれ得る。また、本明細書においては、第1トランジスタ120がコプラナー(coplanar)構造であるものと説明したが、スタッガード(staggered)構造等の様々なトランジスタも使用され得る。
図3を参照すると、ゲート絶縁層113上にゲートパッドGPが配置される。ゲートパッドGPは、ゲート信号を複数のサブ画素SPXに伝達するためのパッドである。ゲートパッドGPは、第1ゲート電極122と同一の物質からなり得るが、これに制限されない。
ゲートパッドGPは、ゲート配線として機能する連結配線150からゲート信号を複数のサブ画素SPXに伝達できる。ゲートパッドGPは、連結配線150と連結され、ゲート信号を複数のサブ画素SPXに伝達する。
連結配線150は、連結基板CSの上面からバッファ層112、ゲート絶縁層113及び層間絶縁層114の側面と接し、層間絶縁層114の上面に延びて配置される。そして、連結配線150は、層間絶縁層114のコンタクトホールを通してゲートパッドGPと接することができる。従って、連結配線150は、ゲートパッドGPと電気的に連結され、ゲート信号をゲートパッドGPに伝達できる。
層間絶縁層114上に共通配線CLが配置される。共通配線CLは、複数のサブ画素SPXに共通電圧を印加する配線である。共通配線CLは、第1トランジスタ120の第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124と同一の物質からなり得るが、これに制限されない。
第1トランジスタ120、共通配線CL及び層間絶縁層114上に平坦化層115が配置される。平坦化層115は、第1トランジスタ120を含む複数のアイランド基板111の上部を平坦化するか、または発光素子140が配置される発光素子140の下部を平坦化する。平坦化層115は、単層または複数の層で構成され得、有機物質からなり得る。例えば、平坦化層115は、アクリル(acryl)系有機物質からなり得るが、これに制限されない。平坦化層115は、第1トランジスタ120と発光素子140を電気的に連結するためのコンタクトホール、ゲートパッドGPと連結パッドを電気的に連結するためのコンタクトホール、及び共通配線CLと発光素子140を電気的に連結するためのコンタクトホールを含むことができる。
いくつかの実施例において、第1トランジスタ120と平坦化層115との間にパッシベーション層が形成されてもよい。即ち、第1トランジスタ120を水分及び酸素等の浸透から保護するために、第1トランジスタ120を覆うパッシベーション層が形成され得る。パッシベーション層は、無機物からなり得、単層または複層になされ得るが、これに限定されるものではない。
平坦化層115上に第1パッド131及び第2パッド132を配置できる。第1パッド131は、第1トランジスタ120と発光素子140を電気的に連結する電極である。第1パッド131は、平坦化層115上に配置され、発光素子140と接することができ、第1パッド131は、平坦化層115に形成されたコンタクトホールを通して第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と接し得る。従って、発光素子140と第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124は、第1パッド131によって電気的に連結され得る。ただし、第1トランジスタ120のタイプによって第1パッド131は第1トランジスタ120の第1ソース電極123と連結されることもあり、これに制限されない。
第2パッド132は、発光素子140と共通配線CLを電気的に連結する電極である。第2パッド132は、平坦化層115上に配置され、発光素子140と接することができ、第2パッド132は、平坦化層115に形成されたコンタクトホールを通して共通配線CLと接し得る。従って、発光素子140と共通配線CLは、第2パッド132によって電気的に連結され得る。
第1パッド131、第2パッド132、及び平坦化層115上にバンク116が配置される。バンク116は、発光素子140で発光された光が隣接したサブ画素SPXに伝達されて混色されることを防止するために、ブラック物質を含むように構成されてもよい。バンク116は、有機絶縁物質からなり得、平坦化層115と同一の物質からなってもよい。例えば、バンク116は、アクリル(acryl)系樹脂、ベンゾシクロブテン(benzocyclobutene;BCB)系樹脂、またはポリイミドからなり得るが、これに制限されない。
第1パッド131、第2パッド132、及び平坦化層115上に発光素子140が配置される。発光素子140は、複数のサブ画素SPXそれぞれに対応するように配置され、特定波長範囲の光を発光する構成要素である。例えば、発光素子140は、青色光を発光する青色発光素子140、赤色光を発光する赤色発光素子140、または緑色光を発光する緑色発光素子140であってよいが、これに制限されない。
発光素子140は、ストレッチャブル表示装置100の種類によって異なるように定義され得る。ストレッチャブル表示装置100が有機発光ストレッチャブル表示装置である場合、発光素子140は、アノード、有機発光層142、及びカソードを含む有機発光素子140であってよい。ストレッチャブル表示装置100が無機発光ストレッチャブル表示装置である場合、発光素子140は、n型半導体層、発光層142、及びp型半導体層を含むLED(Light Emitting Diode)、特にマイクロLED(Micro Light Emitting Diode)であってよい。以下においては、発光素子140が無機発光素子140であるマイクロLEDであるものと仮定して説明するが、これに制限されず、有機発光素子140も発光素子140として使用され得る。
発光素子140は、第1半導体層141、発光層142、第2半導体層143、第1電極144、及び第2電極145を含む。以下においては、説明の便宜のために、発光素子140がフリップチップ(flip chip)構造のマイクロLEDであるものと仮定して説明するが、発光素子140は、水平(lateral)構造または垂直(vertical)構造のマイクロLEDであってもよく、これに制限されない。
第1パッド131上に第1電極144が配置され、第2パッド132上に第2電極145が配置される。第1電極144及び第2電極145それぞれは、第1パッド131及び第2パッド132と電気的に連結される。第1電極144は、第1トランジスタ120のドレイン電極からの電圧を第1半導体層141に伝達でき、第2電極145は、共通配線CLからの電圧を第2半導体層143に伝達できる。
一方、第1パッド131及び第2パッド132と発光素子140の間に複数の接続パターンBPが配置される。複数の接続パターンBPは、複数の発光素子140を第1パッド131及び第2パッド132上に接合するための媒介体である。例えば、複数の接続パターンBPは、金(Au)バンプまたはソルダー(Solder)バンプであってよいが、これに制限されない。
複数の接続パターンBPは、第1接続パターンBP1及び第2接続パターンBP2を含む。第1パッド131と第1電極144との間に第1接続パターンBP1が配置され、第2パッド132と第2電極145との間に第2接続パターンBP2が配置される。複数の発光素子140は、第1電極144と第1パッド131との間、及び第2電極145と第2パッド132との間に配置された複数の接続パターンBPを媒介として複数のアイランド基板111上にボンディングされ得る。併せて、複数の接続パターンBPのうち第2電極145と第2パッド132との間に配置された第2接続パターンBP2は、発光素子140の第2電極145と第2パッド132との間の段差を補償できる。
第1電極144上に第1半導体層141を配置し、第1半導体層141上に第2半導体層143を配置する。第1半導体層141及び第2半導体層143は、窒化ガリウム(GaN)にn型またはp型の不純物を注入して形成された層であってよい。例えば、第1半導体層141が窒化ガリウムにp型の不純物を注入して形成されたp型半導体層であり、第2半導体層143が窒化ガリウムにn型の不純物を注入して形成されたn型半導体層であってよいが、これに制限されない。そして、p型の不純物は、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ベリリウム(Be)等であってよく、n型の不純物は、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)等であってよいが、これに制限されない。
第1半導体層141と第2半導体層143との間に発光層142を配置する。発光層142は、第1半導体層141及び第2半導体層143から正孔及び電子の伝達を受けて光を発光できる。発光層142は、単層または量子井戸(Multi−Quantum Well;MQW)構造で形成され得る。例えば、発光層142は、インジウムガリウム窒化物(InGaN)または窒化ガリウム(GaN)等からなり得、これに制限されない。
一方、第2半導体層143の一部分は、発光層142及び第1半導体層141の外側に突出する。言い換えれば、発光層142及び第1半導体層141は、第2半導体層143の下面を露出させるように第2半導体層143より小さくできる。第2半導体層143は、第2パッド132と電気的に連結するために、発光層142及び第1半導体層141から露出し得る。
図3を参照すると、下部基板110の第1領域A1から第3領域A3に延びた追加連結基板CSA及び追加連結配線150Aが下部基板110上に配置される。追加連結配線150Aは、アイランド基板111の第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と一体になされ得る。追加連結配線150Aは、下部基板110の第1領域A1上の第1ドレイン電極124から第3領域A3に延びて配置され得る。従って、追加連結配線150Aは、下部基板110の第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と電気的に連結され得、第1ドレイン電極124からの電圧を追加連結配線150Aと連結された追加発光素子140Aに伝達できる。ただし、これに制限されず、追加連結配線150Aは、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と異なる層に配置され、異なる物質からなってもよい。例えば、追加連結配線150Aは、第1パッド131、第1ゲート電極122等と同一の層上に同一の物質からなってもよい。
下部基板110の第3領域A3に複数の圧電パターンPPが配置される。具体的には、追加連結基板CSAの末端に隣接するように複数の圧電パターンPPが配置される。下部基板110は、複数の第3領域A3内に複数の溝が配置され、複数の溝内に複数の圧電パターンPPが配置される。
仮に、複数の圧電パターンPPが下部基板110の上面に配置される場合、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数の圧電パターンPPにストレスが加えられ、複数の圧電パターンPPが割れたり、剥離されたり飛散したりすることもある。そこで、複数の圧電パターンPPを複数の溝内に配置し、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数の圧電パターンPPのクラック、剥離及び飛散を最小化できる。
複数の圧電パターンPPは、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する素子である。例えば、複数の圧電パターンPPに外力、即ち、ストレスが加えられる場合、複数の圧電パターンPPから電圧が発生し得る。
一方、複数の圧電パターンPPは、延性領域に該当する第3領域A3で下部基板110の溝内に配置されるので、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、下部基板110及び下部基板110に安着した複数の圧電パターンPPに外力が加えられ得る。そして、ストレッチャブル表示装置100の延伸による外力、即ち、機械的エネルギーが複数の圧電パターンPPに加えられると、複数の圧電パターンPPから電気エネルギーが発生し得る。従って、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数の圧電パターンPPに延伸による外力、即ち、ストレスが加えられて電圧を発生し得る。
複数の圧電パターンPPにストレスが加えられる場合、複数の圧電パターンPPから発生する電圧は、ストレスが加えられた直後、一時的に最大値を有し、以後、電圧降下が発生して特定電圧に収めることができる。例えば、複数の圧電パターンPPにストレスが加えられると、複数の圧電パターンPPから瞬間的に最大電圧が発生し得る。そして、最大電圧が発生した後、電圧降下が起こって複数の圧電パターンPPから発生する電圧値は急進的に減少し得る。ただし、複数の圧電パターンPPから発生した電圧値は、減少し続けるのではなく、特定電圧値に収めることができる。このとき、複数の圧電パターンPPから最終的に収める特定電圧値を第1電圧と定義することができる。従って、複数の圧電パターンPPにストレスが加えられると、複数の圧電パターンPPから第1電圧が発生し得る。
複数の圧電パターンPPから加えられるストレスが除去された場合、複数の圧電パターンPPから発生する電圧は、ストレスが除去された直後、ストレスが加えられた時に発生した最大値と反対極性の最大値を有し、以後、フローティング(floating)された状態になり得る。例えば、複数の圧電パターンPPに加えられたストレスが除去された場合、複数の圧電パターンPPから瞬間的に最大電圧が発生し得る。この時に発生する最大電圧は、複数の圧電パターンPPにストレスが加えられた直後に発生する最大電圧とは反対極性であり得る。そして、複数の圧電パターンPPはフローティングされ得る。従って、複数の圧電パターンPPにストレスが加えられないと、複数の圧電パターンPPはフローティングされ得る。
まとめると、ストレッチャブル表示装置100が延伸しないとき、複数の圧電パターンPPには、機械的エネルギー、即ち、ストレスが加えられないため、複数の圧電パターンPPはフローティングされ得る。そして、ストレッチャブル表示装置100が延伸するとき、複数の圧電パターンPPには、機械的エネルギー、即ち、ストレスが加えられるため、複数の圧電パターンPPは第1電圧を発生し得る。
一方、複数の圧電パターンPPから発生する最大電圧の場合、複数の圧電パターンPPの大きさと比例し得る。例えば、複数の圧電パターンPPの長さが約2cmであるとき、複数の圧電パターンPPから発生した最大電圧は、約8Vであってよい。そして、複数の圧電パターンPP上に配置される複数の追加発光素子140Aの長さが約500μmであり、複数の追加発光素子140Aの長さと対応するように複数の圧電パターンPPの長さを設定する場合、複数の圧電パターンPPから発生する最大電圧は、約0.2Vであってよい。具体的には、複数の圧電パターンPPが2cmの長さを有するとき、最大電圧が8Vであり、複数の圧電パターンPPが500μmの長さを有するとき、最大電圧もまた長さに比例して約0.2Vの値を有し得る。そこで、複数の圧電パターンPPの最大電圧が約0.2Vであり、第1電圧もまた上述したように0Vであって、最大電圧と第1電圧の差が微々たる程度であり得る。それゆえ、複数の圧電パターンPPで第1電圧が発生する時にのみ複数の追加発光素子140Aが発光するのではなく、複数の圧電パターンPPで最大電圧から第1電圧に収めるまでの期間の間にも複数の追加発光素子140Aが発光し得る。即ち、ストレッチャブル表示装置100が延伸した後、複数の追加発光素子140Aが遅れて発光するのではなく、ストレッチャブル表示装置100の延伸と同時に複数の追加発光素子140Aが発光し得、複数の追加発光素子140Aは、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、輝度が低下することを遅延なしに補償できる。
下部基板110の第3領域A3に追加発光素子140Aが配置される。追加連結基板CSA及び追加連結配線150Aと複数の圧電パターンPP上に追加発光素子140Aが配置される。追加発光素子140Aは、複数の追加サブ画素SPXAそれぞれに対応するように配置され、特定波長範囲の光を発光する構成要素であり、複数のサブ画素SPXそれぞれに配置された発光素子140と実質的に同一であってよい。
追加発光素子140Aは、第1追加半導体層141A、追加発光層142A、第2追加半導体層143A、第1追加電極144A、及び第2追加電極145Aを含む。
追加連結配線150Aの一端部上に第1追加電極144Aが配置され、複数の圧電パターンPP上に第2追加電極145Aが配置される。第1追加電極144A及び第2追加電極145Aそれぞれは、複数の追加連結配線150A及び複数の圧電パターンPPと電気的に連結される。第1追加電極144Aは、第1トランジスタ120のドレイン電極から電圧を第1追加半導体層141Aに伝達でき、第2追加電極145Aは、圧電パターンPPにストレスが加えられた場合、圧電パターンPPからの第1電圧を第2追加半導体層143Aに伝達できる。
一方、第1追加電極144Aと追加連結配線150Aとの間、第2追加電極145Aと圧電パターンPPとの間に複数の追加接続パターンBPAが配置される。複数の追加接続パターンBPAは、複数の追加発光素子140Aを複数の追加連結配線150A及び複数の圧電パターンPP上に接合するための媒介体である。例えば、複数の追加接続パターンBPAは、金(Au)バンプまたはソルダー(Solder)バンプであってよいが、これに制限されない。
複数の追加接続パターンBPAは、第1追加接続パターンBP1A及び第2追加接続パターンBP2Aを含む。追加連結配線150Aと第1追加電極144Aとの間に第1追加接続パターンBP1Aを配置し、圧電パターンPPと第2追加電極145Aとの間に第2追加接続パターンBP2Aを配置する。複数の追加発光素子140Aは、複数の追加接続パターンBPAを媒介として下部基板110の第3領域A3上にボンディングされ得る。併せて、第2追加接続パターンBP2Aは、第2追加電極145Aと圧電パターンPPとの間の段差を補償できる。
一方、複数の追加接続パターンBPAのうち第2追加電極145Aと圧電パターンPPとの間に配置された第2追加接続パターンBP2Aの場合、圧電パターンPPと第2追加電極145Aを電気的に連結させるだけではなく、圧電パターンPPと同一の物質をさらに含み、ストレスが加えられた場合、複数の追加発光素子140Aに電圧を供給することもできる。
第1追加電極144A上に第1追加半導体層141Aが配置され、第1追加半導体層141A上に第2追加半導体層143Aが配置される。第1追加半導体層141A及び第2追加半導体層143Aは、窒化ガリウム(GaN)にn型またはp型の不純物を注入して形成された層であってよい。例えば、第1追加半導体層141Aは窒化ガリウムにp型の不純物を注入して形成されたp型半導体層であり、第2追加半導体層143Aは窒化ガリウムにn型の不純物を注入して形成されたn型半導体層であってよいが、これに制限されない。そして、p型の不純物は、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ベリリウム(Be)等であってよく、n型の不純物は、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)等であってよいが、これに制限されない。
第1追加半導体層141Aと第2追加半導体層143Aとの間に追加発光層142Aが配置される。追加発光層142Aは、第1追加半導体層141A及び第2追加半導体層143Aから正孔及び電子の伝達を受けて光を発光できる。追加発光層142Aは、単層または量子井戸(Multi−Quantum Well;MQW)構造になされ得る。例えば、追加発光層142Aは、インジウムガリウム窒化物(InGaN)または窒化ガリウム(GaN)等からなり得、これに制限されない。
一方、第2追加半導体層143Aの一部分は、追加発光層142A及び第1追加半導体層141Aの外側に突出する。言い換えれば、追加発光層142A及び第1追加半導体層141Aは、第2追加半導体層143Aの下面を露出させるように第2追加半導体層143Aより小さくできる。第2追加半導体層143Aは、圧電パターンPPと電気的に連結されるために、追加発光層142A及び第1追加半導体層141Aから露出し得る。
一方、ストレッチャブル表示装置100がターンオン(Turn−On)される場合、複数のアイランド基板111上の複数の発光素子140がオンされ得る。具体的に、複数の発光素子140と電気的に連結された第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124及び共通配線CLそれぞれには、互いに異なるレベルの電圧が印加され得る。そして、発光素子140の第1電極144には、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124からの電圧が印加され得、第2電極145には、共通配線CLからの共通電圧が印加され得る。そして、互いに異なるレベルの電圧が発光素子140の第1電極144及び第2電極145に印加されることで発光層142に電流が流れて発光素子140が発光できる。
一方、第1領域A1の複数のアイランド基板111上の複数の発光素子140それぞれに連結された第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124は、第1領域A1に対角線で隣接した第3領域A3上の複数の追加発光素子140Aそれぞれにも電気的に連結され得る。複数のアイランド基板111上の複数の発光素子140と第3領域A3の複数の追加発光素子140Aは、同一の第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と電気的に連結され得る。即ち、一つの第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124に一つの発光素子140と一つの追加発光素子140Aが同時に電気的に連結され得る。それゆえ、一つの発光素子140を発光させるために、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124からの電圧が一つの発光素子140の第1電極144に印加されるとき、一つの追加発光素子140Aの第1追加電極144Aに同一の電圧が同時に印加され得る。
ただし、追加発光素子140Aの場合、第1追加電極144Aに第1ドレイン電極124からの電圧が印加されても、第2追加電極145Aに追加発光素子140Aを駆動させることのできる電圧が印加されて初めて追加発光層142Aに電流が流れて追加発光素子140Aは発光できる。
追加発光素子140Aの第2追加電極145Aは、上述したように複数の圧電パターンPPそれぞれに電気的に連結される。ストレッチャブル表示装置100の延伸による外力が複数の圧電パターンPPに加えられる場合、複数の圧電パターンPPは、第1電圧が発生し得る。そこで、一つの追加発光素子140Aと対応する発光素子140が発光されるとき、ストレッチャブル表示装置100が延伸して圧電パターンPPから第1電圧が発生する場合、一つの追加発光素子140Aもまた一つの発光素子140と共に発光できる。従って、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数の発光素子140のうち発光する一部の発光素子140と対応する追加発光素子140Aもまた共に発光できる。
このとき、圧電パターンPPから発生する第1電圧は、第1ドレイン電極124からの電圧と異なるレベルの電圧であってよく、例えば、第1電圧は0Vであってよいが、これに制限されない。
図3を参照すると、下部基板110上に上部基板160が配置される。具体的には、下部基板110の複数の発光素子140及び複数の追加発光素子140A上に上部基板160が配置される。上部基板160は、上部基板160の下に配置される様々な構成要素を支持する基板である。上部基板160は、延性基板であって、反ったり伸びたりすることのできる絶縁物質で構成され得る。上部基板160は、延性基板であって、膨張及び収縮が可逆的に可能であり得る。また、弾性係数(elastic modulus)が数MPa〜数百MPaであってよく、延伸破壊率が100%以上であってよい。上部基板160の厚さは、10μm〜1mmであってよいが、これに制限されるものではない。
上部基板160は、下部基板110と同一の物質からなり得、例えば、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane;PDMS)のようなシリコーンゴム(Silicone Rubber)、ポリウレタン(polyurethane;PU)等の弾性重合体(elastomer)からなり得、そこで、柔軟な性質を有することができる。しかし、上部基板160の材質は、これに制限されるものではない。
上部基板160と下部基板110には圧力が加えられ、上部基板160の下に配置された接着層117によって上部基板160と下部基板110が合着し得る。ただし、これに制限されず、実施例によって接着層117が省略されることもある。
上部基板160上に偏光層190が配置される。偏光層190は、ストレッチャブル表示装置100の外部から入射する光を偏光させることができる。偏光層190を通過してストレッチャブル表示装置100の内部に入射した偏光された光は、ストレッチャブル表示装置100の内部で反射し得、そこで、位相が転換され得る。位相が転換された光は、偏光層190を通過できないことがある。そこで、ストレッチャブル表示装置100の外部からストレッチャブル表示装置100の内部に入射した光は、ストレッチャブル表示装置100の外部に放出できず、ストレッチャブル表示装置100の外光反射は減少し得る。
本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100は、下部基板110においてダミーでいかなる機能も有しない部分、即ち、複数のアイランド基板111が配置される複数の第1領域A1及び複数の連結配線150が配置される複数の第2領域A2を除く領域である複数の第3領域A3に追加画素PXAを配置することで、効率よくストレッチャブル表示装置100の面積を活用すると同時にストレッチャブル表示装置100の開口率を向上することができる。例えば、図2に示されたように、ストレッチャブル表示装置100に追加画素PXAを配置させる場合、開口率が増加し得る。そこで、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100の輝度もまた改善され得る。
本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100においては、複数のアイランド基板111上に配置された第1トランジスタ120を画素PX及び追加画素PXAが共有して追加画素PXAを容易に動作できる。第1トランジスタ120を駆動して発光素子140を発光した状況で、ストレッチャブル表示装置100の延伸の有無によって同一の第1トランジスタ120に連結された追加発光素子140Aが同時に発光し得る。そこで、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100においては、発光素子140及び追加発光素子140Aが複数のアイランド基板111上に配置された一つの第1トランジスタ120を共有することで別途の回路部の追加なしに複数の追加発光素子140Aを容易に発光することができ、ストレッチャブル表示装置100の開口率を向上できる。
また、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100においては、複数の第3領域A3に追加画素PXAを形成することで、ストレッチャブル表示装置100の延伸によるストレッチャブル表示装置100の画質低下及び格子感を最小化できる。具体的に、追加発光素子140Aの第1追加電極144Aには、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124からの電圧が印加されるが、圧電パターンPPはフローティング状態であるため、第2追加電極145Aには、別途の電圧が印加されないことがある。そこで、ストレッチャブル表示装置100が延伸せず、複数のアイランド基板111の間の距離が最小であるとき、複数のアイランド基板111の間の追加発光素子140Aは発光せず、複数のアイランド基板111上の複数の発光素子140だけが発光し得る。これに対して、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数のアイランド基板111の間の領域が延伸するので、複数のアイランド基板111の間の間隔が延伸前に比べて増加し得る。そこで、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、複数のアイランド基板111の間の領域での輝度低下により格子状のムラが視認され得、画質が低下する問題が発生し得る。そこで、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100は、ストレッチャブル表示装置100が延伸した場合、同一の第1トランジスタ120に連結された発光素子140及び追加発光素子140Aをいずれも同時に駆動できる。具体的には、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、一つの発光素子140が第1トランジスタ120により駆動されるとき、同一の第1トランジスタ120に連結された追加発光素子140Aの第1追加電極144Aには、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124からの電圧を印加でき、第2追加電極145Aには、ストレスにより圧電パターンPPで発生した第1電圧を印加できる。そこで、ストレッチャブル表示装置100が延伸して複数のアイランド基板111が離隔するとき、複数のアイランド基板111の間の追加発光素子140Aが発光し、複数の発光素子140が離隔することで発生する輝度低下を補償できる。即ち、ストレッチャブル表示装置100が延伸する場合に離れた発光素子140間の間隙を追加発光素子140Aが補償して、発光素子140の間隔が一様なものに見せることができる。従って、本発明の第1の実施例に係るストレッチャブル表示装置100においては、ストレッチャブル表示装置100の延伸時、画面が歪み、格子感が発生することを最小化できる。
図4は、本発明の第2の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。図5は、本発明の第2の実施例に係るストレッチャブル表示装置のサブ画素及び追加サブ画素についての概略的な断面図である。図4及び図5のストレッチャブル表示装置400は、図1乃至図3に示されたストレッチャブル表示装置100と比べて追加連結配線450Aが異なり、追加絶縁層418及び追加配線LLをさらに含むということを除けば実質的に同一であり、重複した説明は省略する。
図4及び図5を参照すると、層間絶縁層114上に追加配線LLが配置される。追加配線LLは、第1トランジスタ120の第1ソース電極123及び第1ドレイン電極124と同一の物質からなり得るが、これに制限されない。
追加配線LLは、複数のアイランド基板111上に配置され、複数のサブ画素SPXに各種の信号を伝達できる。追加配線LLは、例えば、ゲート配線、データ配線、高電位電源配線、低電位電源配線、基準電圧配線、共通配線CL等であってよいが、これに制限されない。
追加配線LL上に追加配線LLを覆う追加絶縁層418が配置される。追加絶縁層418は、第1ドレイン電極124、追加配線LLを覆うように配置され得る。そして、追加絶縁層418は、複数のアイランド基板111の外側に延びて追加連結基板CSAを覆うように配置され得る。追加絶縁層418は、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と追加連結配線450Aを電気的に連結するためのコンタクトホールを含むことができる。
追加絶縁層418は、絶縁物質からなり得、追加絶縁層418は、延性領域である第3領域A3の追加連結基板CSA上に延びて配置されるため、延性を有する絶縁物質からなり得る。例えば、追加絶縁層418は、複数のアイランド基板111及び複数の追加連結基板CSAと同一の物質からなり得るが、これに制限されない。
一方、図5においては、追加絶縁層418が複数のアイランド基板111の外側に延びて配置されたものと示したが、追加絶縁層418は、複数のアイランド基板111上にのみ配置されてもよい。そして、この場合、追加絶縁層418は、絶縁物質のうち無機物である窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の単一層、あるいは窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の多重層に構成され得るが、これに制限されるものではない。
追加絶縁層418上に追加連結配線450Aが配置される。追加連結配線450Aは、追加絶縁層418の上面に配置され、複数のアイランド基板111から第3領域A3側に延びて配置される。追加連結配線450Aは、追加絶縁層418のコンタクトホールを通して第1ドレイン電極124と接し、追加連結配線450Aは、第1ドレイン電極124と電気的に連結され得る。そして、第3領域A3側に延びた追加連結配線450Aの一端は、複数の追加接続パターンBPAを通して第3領域A3の追加発光素子140Aの第1追加電極144Aと電気的に連結され得る。従って、追加連結配線450Aは、複数のアイランド基板111上の第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124からの電圧を第3領域A3の追加発光素子140Aに伝達できる。
本発明の第2の実施例に係るストレッチャブル表示装置400は、アイランド基板111上に配置された様々な配線とアイランド基板111から第3領域A3側に延びる追加連結配線450Aとの間に追加絶縁層418を配置し、様々な配線と追加連結配線450Aとの間のショートを防止できる。複数のアイランド基板111上にのみ金属物質からなる様々な配線を配置する。例えば、複数のアイランド基板111上にのみゲート配線、データ配線、高電位電源配線、低電位電源配線、基準電圧配線、共通配線CL等のような様々な配線を配置し得る。そして、複数の追加連結配線450Aは、複数のアイランド基板111上の第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と電気的に連結され、追加発光素子140Aに第1トランジスタ120からの電圧を伝達できる。このとき、アイランド基板111の様々な配線のうち第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と同一平面上に配置された配線が配置され得る。例えば、第1ドレイン電極124と追加配線LLが同一平面上に配置され得る。そこで、第1ドレイン電極124からアイランド基板111の外側に延びる追加連結配線450Aと追加配線LLが接しないように追加配線LLを覆う追加絶縁層418をさらに配置できる。追加絶縁層418は、アイランド基板111から追加連結基板CSAにまで配置され、第1ドレイン電極124からアイランド基板111の外側に延びて配置される追加連結配線450Aをアイランド基板111上の様々な配線と絶縁することができる。追加絶縁層418は、絶縁物質からなり得、例えば、複数のアイランド基板111及び複数の追加連結基板CSAと同一の物質からなり得る。従って、本発明の第2の実施例に係るストレッチャブル表示装置400は、複数のアイランド基板111上の様々な配線と複数のアイランド基板111から第3領域A3に延びた追加連結配線450Aを絶縁させ、ストレッチャブル表示装置400の信頼性を向上できる。
図6は、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。図7は、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置のサブ画素及び追加サブ画素についての概略的な断面図である。図6及び図7のストレッチャブル表示装置600は、図1乃至図3に示されたストレッチャブル表示装置100と比べて第2トランジスタ620をさらに含むということを除けば実質的に同一であり、重複した説明は省略する。
図6及び図7を参照すると、複数のアイランド基板111上に複数の第2トランジスタ620が配置される。複数の第2トランジスタ620それぞれは、第2アクティブ層621、第2ゲート電極622、第2ソース電極623、及び第2ドレイン電極624を含む。
まず、バッファ層112上には、第2アクティブ層621が配置される。例えば、第2アクティブ層は、酸化物半導体で形成されてもよく、非晶質シリコン(amorphous silicon、a−Si)、多結晶シリコン(polycrystalline silicon、poly−Si)、または有機物(organic)半導体等で形成され得る。
第2アクティブ層621上には、ゲート絶縁層113が配置される。ゲート絶縁層113は、第2ゲート電極622と第2アクティブ層621を電気的に絶縁させるための層であり、絶縁物質からなり得る。例えば、ゲート絶縁層113は、無機物である窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の単一層、あるいは窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の多重層に構成され得るが、これに制限されるものではない。
バッファ層112上には、第2ゲート電極622が配置される。第2ゲート電極622は、第2アクティブ層621と重畳するように配置される。第2ゲート電極622は、様々な金属物質、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、及び銅(Cu)のいずれか一つであるか二以上の合金、またはこれらの多重層であってよいが、これに制限されるものではない。
第2ゲート電極622上には、層間絶縁層114が配置される。層間絶縁層114は、第2ゲート電極622と第2ソース電極623及び第2ドレイン電極624を絶縁させるための層であり、バッファ層112と同様に無機物からなり得る。例えば、層間絶縁層114は、無機物である窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の単一層、あるいは窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)の多重層に構成され得るが、これに制限されるものではない。
層間絶縁層114上には、第2アクティブ層621とそれぞれ接する第2ソース電極623及び第2ドレイン電極624が配置される。第2ソース電極623及び第2ドレイン電極624は、同一層で離隔されて配置される。第2ソース電極623及び第2ドレイン電極624は、第2アクティブ層621と接する方式で第2アクティブ層621と電気的に連結され得る。第2ソース電極623及び第2ドレイン電極624は、様々な金属物質、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、及び銅(Cu)のいずれか一つであるか二以上の合金、またはこれらの多重層であってよいが、これに制限されるものではない。
第1領域A1のアイランド基板111から第3領域A3に延びた追加連結基板CSA及び追加連結配線150Aが下部基板110上に配置される。追加連結配線150Aは、アイランド基板111上の第2トランジスタ620の第2ドレイン電極624から第3領域A3に延びて配置され得る。追加連結配線150Aは、第2ドレイン電極624と一体になされ、第3領域A3に延びて配置され得る。従って、追加連結配線150Aは、第2トランジスタ620の第2ドレイン電極624と電気的に連結され得、第2ドレイン電極624からの電圧を追加連結配線150Aと連結された追加発光素子140Aに伝達できる。
一方、第1トランジスタ120及び第2トランジスタ620は、個別的に動作できる。例えば、第1トランジスタ120の第1ソース電極123及び第2トランジスタ620の第2ソース電極623には、互いに異なる配線からの電圧が印加され得る。そして、第1ソース電極123に印加された電圧により第1ドレイン電極124及び発光素子140の第1電極144に電圧が印加され得、第2ソース電極623に印加された電圧により第2ドレイン電極624及び追加発光素子140Aの第1追加電極144Aに電圧が印加され得る。このとき、発光素子140の第2電極145への共通電圧及び追加発光素子140Aの第2追加電極145Aからの第1電圧は、固定された値を有し得る。そこで、第1トランジスタ120の第1ソース電極123及び第2トランジスタ620の第2ソース電極523に印加される電圧を調節し、発光素子140及び追加発光素子140Aそれぞれから発光される光の輝度を調節できる。
本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置600の追加サブ画素SPXAは、複数のアイランド基板111上に配置されたサブ画素SPXと独立して駆動され得る。具体的に、複数のアイランド基板111上の発光素子140は、第1トランジスタ120の第1ドレイン電極124と電気的に連結され、第1ドレイン電極124からの電圧の伝達を受けることができる。それゆえ、複数のアイランド基板111上の発光素子140は、第1トランジスタ120から電圧の伝達を受けて駆動され得、複数の第3領域A3上の追加発光素子140Aは、第2トランジスタ620から電圧の伝達を受けて駆動され得る。そこで、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置600は、サブ画素SPXと追加サブ画素SPXAが独立して駆動されることで、解像度を増加でき、ストレッチャブル表示装置600の延伸時、追加サブ画素SPXAを選択的に駆動させ、表示される映像の品質を向上できる。
本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置600は、複数の追加サブ画素SPXAと複数のサブ画素SPXとの間の輝度偏差を低減できる。まず、追加発光素子140Aの第2追加電極145Aに印加される第1電圧と、発光素子140の第2電極145に印加される共通電圧は同一であってもよく、互いに異なる値を有してよい。仮に、第1電圧と共通電圧との間の電位差が存在し、第1トランジスタ120及び第2トランジスタ620に同一の電圧が印加される場合、発光素子140及び追加発光素子140Aの間に輝度差が発生し得る。そこで、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置600においては、第1電圧と共通電圧との間の差が発生しても、第1トランジスタ120及び第2トランジスタ620に印加される電圧を調節して、発光素子140及び追加発光素子140Aの輝度偏差を低減できる。具体的には、発光素子140の第2電極145に印加される共通電圧が固定された状態で、発光素子140の第1電極144に印加される第1トランジスタ120からの電圧を調節して第1電極144と第2電極145との間の電位差を調節でき、発光素子140から発光された光の輝度を調節できる。そして、追加発光素子140Aの第2追加電極145Aに印加される第1電圧が固定された状態で、追加発光素子140Aの第1追加電極144Aに印加される第2トランジスタ620からの電圧を調節して第1追加電極144Aと第2追加電極145Aの電位差を調節でき、追加発光素子140Aから発光された光の輝度を調節できる。従って、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置600においては、第1トランジスタ120と第2トランジスタ620を個別的に駆動し、発光素子140と追加発光素子140Aとの間の輝度偏差を最小化できる。
図8は、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置の拡大平面図である。図9は、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置の追加サブ画素についての概略的な断面図である。図10a及び図10bは、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置の概略的な工程図である。図11a及び図11bは、本発明の第3の実施例に係る追加サブ画素についての概略的な平面図である。図8乃至図11bのストレッチャブル表示装置800は、図1乃至図3に示されたストレッチャブル表示装置100と比較して強化層916をさらに含むということを除けば実質的に同一であり、重複した説明は省略する。
図9は、図8に示されたストレッチャブル表示装置800においてI−I’領域を切断した断面図である。ストレッチャブル表示装置800の延伸時、第3領域A3は、外圧により伸び得る領域であるので、第3領域A3に配置された追加発光素子140Aは、第1領域A1に配置された発光素子140と比較して相対的に信頼性が低下し得る。追加発光素子140Aは、追加接続パターンBPAにより下部基板110と固定されるが、外部ストレスに持続的に露出されるため、下部基板110との接着力が低下し得る。そこで、下部基板110と追加発光素子140Aとの間に強化層916を配置し、追加発光素子140Aを下部基板110によりしっかり固定させることができる。
図8及び図9を参照すると、下部基板110上の第3領域A3に強化層916が配置される。強化層916は、単層または複数の層で構成され得、有機物質からなり得る。例えば、強化層916は、アクリル(acryl)系有機物質からなり得るが、これに制限されない。
図10a及び図10bを参照すると、追加発光素子140Aが強化層916により下部基板110としっかり固定される過程を確認できる。まず、下部基板110上で追加サブ画素SPXAが配置される領域に強化層916が形成される。強化層916は、追加発光素子140Aが配置される領域の周辺部と圧電パターンPP上に形成され得る。また、追加連結基板CSAの末端周辺に形成され得る。但し、第1追加電極144A及び第2追加電極145Aとは重畳されないように形成されることが好ましい。下部基板110上に強化層916が形成された後、追加発光素子140Aが追加サブ画素SPXA領域に転写される。このとき、追加発光素子140Aの上部から圧力が加えられると、強化層916と追加発光素子140Aはさらに密着し得る。即ち、強化層916と追加発光素子140Aとの間にあった空隙が強化層916で満たされながら、追加発光素子140Aが位置する領域の剛性が増加し得る。これによって、第3領域A3が外圧等により伸びても追加発光素子140Aは安全に保護され得る。一方、図8及び図9に示されたストレッチャブル表示装置800は、強化層916及び追加発光素子140Aが配置された下部基板110上に接着層117をさらに含むことができる。接着層117についての構成は、図2及び図3に示されたストレッチャブル表示装置100と実質的に同一であり、重複した説明は省略する。
図11a及び図11bは、図8に示されたストレッチャブル表示装置800のII領域を拡大した平面図である。図11aを参照すると、強化層916は、複数の追加サブ画素SPXAと重畳して配置され得る。また、強化層916は、追加画素SPAの周辺部を囲むように配置され得る。従って、追加発光素子140Aは、下部基板110としっかり固定され得る。図11bを参照すると、強化層916は、追加画素PXA領域で複数個の孤立した形態に配置され得る。即ち、強化層916は、それぞれの追加サブ画素SPXAと重畳するか、または追加サブ画素SPXAそれぞれを囲むように配置され得る。従って、追加サブ画素SPXAそれぞれに配置された追加発光素子140Aは、下部基板110としっかり結束されると同時に、第3領域A3がより柔軟に伸びるようにすることができる。
図12a及び図12bは、本発明の第3の実施例に係るストレッチャブル表示装置の追加サブ画素についての概略的な断面図であって、図8に示されたストレッチャブル表示装置800のI−I’領域を切断した追加サブ画素SPXAの断面図である。図12a及び図12bのストレッチャブル表示装置800は、図1乃至図3に示されたストレッチャブル表示装置100と比較して強化層916をさらに含み、圧電パターンPP’、PP’’の形態が異なるということを除けば実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図12aを参照すると、圧電パターンPP’は、強化層916と重畳された領域と、重畳されていない領域を含むように形成され得る。即ち、圧電パターンPP’は、強化層916と重畳されることで下部基板110が延伸する程度が弱くなり、相対的に外圧によるストレスを少なく受ける領域と、強化層816と重畳されないことで下部基板110がよりよく延伸し、外圧によるストレスを多く受ける領域のいずれにも形成され得る。従って、第3領域A3が拡張されても、圧電パターンPP’は追加発光素子140Aと電気的な結束をしっかり維持しながら、外圧によるストレスを均一に受けて特定電圧に収まる時間が短縮され得る。
圧電パターンPP’’は、複数個の凹凸部を含むことができる。図12bに示された圧電パターンPP’’は、図12aに示された圧電パターンPP’と比較して下部基板110と接触する面が増加する。そして、下部基板110と接触する面が増加するほど、圧電パターンPP’’は、外圧によるストレスをさらに多く伝達を受けるようになる。一方、圧電パターンPP’’に含まれた複数個の凹凸部は、強化層916と重畳していない領域に主に分布され得る。これによって、圧電パターンPP’’は、下部基板110の延伸時、ストレスによる影響をさらに大きく受け得る。凹凸部は、平らな圧電パターンPP’’ボディ体から複数個の突出部を含む形態に形成され得る。凹凸部の一部の領域は強化層と重畳し、残りの一部の領域は強化層と重畳されなくてよい。しかし、これに制限するものではなく、凹凸部は、強化層と重畳されない領域にのみ形成されてもよい。
図12bは、圧電パターンPP’’が下面から突出した複数個の凹凸構造を持つ形態を有するものと示されたが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、圧電パターンは、平面断面が多角形であるか、または平面方向に突出した模様であってよい。また、平面方向に突出した領域は、垂直方向に突出した複数個の凹凸部をさらに含むことができる。このように、下部基板110と接触する面積が増加した圧電パターンは、外圧によるストレスをさらに効率的に伝達を受けるようになり、これによって特定電圧に収まる時間が短縮され得る。また、圧電パターンは、外圧によるストレスをさらに多く印加を受けるように第3領域A3が延伸する方向と垂直な方向に長く延びた部分を含む模様であってもよい。本発明の実施態様は、下記のように記載することもできる。
本発明の態様によれば、ストレッチャブル表示装置は、複数のサブ画素が定義され、互いに離隔された複数の第1領域、複数の第1領域のうち互いに隣り合う第1領域を連結する複数の連結配線が配置された複数の第2領域、及び複数の第1領域と複数の第2領域を除く領域である複数の第3領域を含む下部基板と、複数の第3領域それぞれに配置された複数の追加サブ画素と、複数の追加サブ画素それぞれと電気的に連結された複数の圧電パターンとを含む。
複数の第1領域に配置され、複数のサブ画素が定義された複数のアイランド基板と、複数のアイランド基板上で複数のサブ画素に配置された複数の発光素子と、複数の追加サブ画素に配置された複数の追加発光素子とをさらに含み、複数の発光素子は、発光層と、発光層と電気的に連結された第1電極と、発光層と電気的に連結され、第1電極と離隔された第2電極とを含み、複数の追加発光素子それぞれは、追加発光層と、追加発光層と電気的に連結された第1追加電極と、追加発光層と電気的に連結され、第1追加電極と離隔された第2追加電極とを含み、複数の圧電パターンは、複数の追加発光素子の第2追加電極と電気的に連結され得る。
複数の発光素子のうち第1発光素子の第1電極と、複数の追加発光素子のうち第1追加発光素子の第1追加電極は、同一の電圧が印加されるように構成され得る。
複数のアイランド基板のうち第1発光素子が配置されたアイランド基板に配置され、第1発光素子の第1電極及び第1追加発光素子の第1追加電極に同一電圧を印加する第1トランジスタをさらに含むことができる。
複数の発光素子と複数の追加発光素子は、独立して駆動されるように構成され得る。
複数の発光素子のうち第1発光素子の第1電極に連結され、複数のアイランド基板のうち第1発光素子が配置されたアイランド基板に配置された第1トランジスタと、及び複数の追加発光素子のうち第1追加発光素子の第1追加電極に連結され、第1トランジスタと同一のアイランド基板に配置された第2トランジスタとをさらに含むことができる。
複数の追加発光素子それぞれの第1追加電極と電気的に連結される複数の追加連結配線と、複数の追加連結配線と下部基板との間に配置され、複数のアイランド基板と一体になされる複数の追加連結基板とをさらに含むことができる。
複数の追加連結基板に隣接するように配置され、複数の圧電パターンと複数の追加発光素子の第2追加電極を電気的に連結する複数の追加接続パターンをさらに含むことができる。
複数の追加連結配線と複数の追加連結基板との間に配置された追加絶縁層をさらに含むことができる。
複数の追加サブ画素それぞれは、複数の連結配線の延長方向に対して傾斜するように配置され得る。
下部基板は、複数の第3領域に配置された溝をさらに含み、複数の圧電パターンは、溝内に配置され得る。
本発明の他の態様によれば、ストレッチャブル表示装置は、複数の発光素子が配置され、互いに離隔された複数の剛性基板、複数の剛性基板のうち互いに隣り合う剛性基板に配置されたパッドを電気的に連結する複数の連結配線、複数の剛性基板及び複数の連結配線の下に配置された下部基板、下部基板上で複数の剛性基板及び複数の連結配線と離隔されるように配置された複数の追加発光素子、及び複数の追加発光素子と電気的に連結され、下部基板の延伸により第1電圧を発生する複数の圧電パターンを含み、下部基板の延伸時に発生する格子感を最小化するように、下部基板の延伸時、複数の圧電パターンからの第1電圧により複数の追加発光素子から光が発光される。
下部基板の延伸により複数の圧電パターンに外力が加えられる場合、複数の圧電パターンから複数の追加発光素子に第1電圧が印加され、複数の圧電パターンに加えられる外力が除去される場合、複数の圧電パターンは、電気的にフローティング(floating)され得る。
複数の追加発光素子は、複数の追加発光層、複数の追加発光層それぞれと電気的に連結された複数の第1追加電極、及び複数の追加発光層それぞれと電気的に連結され、複数の第1追加電極それぞれと離隔された複数の第2追加電極を含み、複数の第2追加電極それぞれは、複数の圧電パターンそれぞれと電気的に連結され得る。
複数の剛性基板上に配置され、複数の発光素子それぞれと電気的に連結された複数の第1トランジスタ、及び複数の第1トランジスタと複数の追加発光素子の複数の第1追加電極を電気的に連結する複数の追加連結配線をさらに含むことができる。
複数の剛性基板上に配置され、複数の発光素子それぞれと電気的に連結された複数の第1トランジスタ、複数の剛性基板上に配置された複数の第2トランジスタ、及び複数の第2トランジスタと複数の追加発光素子の複数の第1追加電極を電気的に連結する複数の追加連結配線をさらに含むことができる。
複数の追加連結配線は、複数の連結配線に対して傾斜を有するように配置され得る。
複数の圧電パターンの下面は、下部基板の下面と下部基板の上面との間に配置され得る。
以上、添付の図面を参照して、本発明の実施例をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施され得る。従って、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。それゆえ、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解すべきである。本発明の保護範囲は、下記の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 複数のサブ画素が定義され、互いに離隔された複数の第1領域、前記複数の第1領域のうち互いに隣り合う第1領域を連結する複数の連結配線が配置された複数の第2領域、及び前記複数の第1領域と前記複数の第2領域を除く領域である複数の第3領域を含む下部基板と、
    前記複数の第3領域それぞれに配置された複数の追加サブ画素と、
    前記複数の追加サブ画素それぞれと電気的に連結された複数の圧電パターンとを含む、ストレッチャブル表示装置。
  2. 前記複数の第1領域に配置され、前記複数のサブ画素が定義された複数のアイランド基板と、
    前記複数のアイランド基板上で前記複数のサブ画素に配置された複数の発光素子と、
    前記複数の追加サブ画素に配置された複数の追加発光素子とをさらに含み、
    前記複数の発光素子は、
    発光層と、
    前記発光層と電気的に連結された第1電極と、
    前記発光層と電気的に連結され、前記第1電極と離隔された第2電極とを含み、
    前記複数の追加発光素子それぞれは、
    追加発光層と、
    前記追加発光層と電気的に連結された第1追加電極と、
    前記追加発光層と電気的に連結され、前記第1追加電極と離隔された第2追加電極とを含み、
    前記複数の圧電パターンは、前記複数の追加発光素子の第2追加電極と電気的に連結された、請求項1に記載のストレッチャブル表示装置。
  3. 前記複数の発光素子のうち第1発光素子の第1電極と、前記複数の追加発光素子のうち第1追加発光素子の第1追加電極は、同一の電圧が印加されるように構成された、請求項2に記載のストレッチャブル表示装置。
  4. 前記複数のアイランド基板のうち前記第1発光素子が配置されたアイランド基板に配置され、前記第1発光素子の第1電極及び前記第1追加発光素子の第1追加電極に同一電圧を印加する第1トランジスタをさらに含む、請求項3に記載のストレッチャブル表示装置。
  5. 前記複数の発光素子と前記複数の追加発光素子は、独立して駆動されるように構成された、請求項2に記載のストレッチャブル表示装置。
  6. 前記複数の発光素子のうち第1発光素子の第1電極に連結され、前記複数のアイランド基板のうち前記第1発光素子が配置されたアイランド基板に配置された第1トランジスタと、
    前記複数の追加発光素子のうち第1追加発光素子の第1追加電極に連結され、前記第1トランジスタと同一のアイランド基板に配置された第2トランジスタとをさらに含む、請求項5に記載のストレッチャブル表示装置。
  7. 前記複数の追加発光素子それぞれの第1追加電極と電気的に連結される複数の追加連結配線と、
    前記複数の追加連結配線と前記下部基板との間に配置され、前記複数のアイランド基板と一体になされる複数の追加連結基板とをさらに含む、請求項2に記載のストレッチャブル表示装置。
  8. 前記複数の追加連結基板に隣接するように配置され、前記複数の圧電パターンと前記複数の追加発光素子の第2追加電極を電気的に連結する複数の追加接続パターンをさらに含む、請求項7に記載のストレッチャブル表示装置。
  9. 前記複数の追加連結配線と前記複数の追加連結基板との間に配置された追加絶縁層をさらに含む、請求項7に記載のストレッチャブル表示装置。
  10. 前記複数の追加サブ画素それぞれは、前記複数の連結配線の延長方向に対して傾斜するように配置された、請求項1に記載のストレッチャブル表示装置。
  11. 前記下部基板は、前記複数の第3領域に配置された溝をさらに含み、
    前記複数の圧電パターンは、前記溝内に配置された、請求項1に記載のストレッチャブル表示装置。
  12. 前記複数の追加サブ画素に配置された強化層をさらに含み、
    前記強化層は、前記追加発光素子と重畳された、請求項2に記載のストレッチャブル表示装置。
  13. 前記複数の圧電パターンは、前記下部基板と接する複数個の突出部を含む、請求項2に記載のストレッチャブル表示装置。
  14. 複数の発光素子が配置され、互いに離隔する複数の剛性基板と、
    前記複数の剛性基板のうち互いに隣り合う剛性基板に配置されたパッドを電気的に連結する複数の連結配線と、
    前記複数の剛性基板及び前記複数の連結配線の下に配置された下部基板と、
    前記下部基板上で前記複数の剛性基板及び前記複数の連結配線と離隔されるように配置された複数の追加発光素子と、
    前記複数の追加発光素子と電気的に連結され、前記下部基板の延伸により第1電圧を発生する複数の圧電パターンとを含み、
    前記下部基板の延伸時に発生する格子感を最小化するように前記下部基板の延伸時、前記複数の圧電パターンからの前記第1電圧により前記複数の追加発光素子から光が発光される、ストレッチャブル表示装置。
  15. 前記下部基板の延伸により前記複数の圧電パターンに外力が加えられる場合、前記複数の圧電パターンから前記複数の追加発光素子に前記第1電圧が印加され、
    前記複数の圧電パターンに加えられる外力が除去される場合、前記複数の圧電パターンは電気的にフローティング(floating)される、請求項14に記載のストレッチャブル表示装置。
  16. 前記複数の追加発光素子は、
    複数の追加発光層と、
    前記複数の追加発光層それぞれと電気的に連結された複数の第1追加電極と、
    前記複数の追加発光層それぞれと電気的に連結され、前記複数の第1追加電極それぞれと離隔された複数の第2追加電極を含み、
    前記複数の第2追加電極それぞれは、前記複数の圧電パターンそれぞれと電気的に連結された、請求項14に記載のストレッチャブル表示装置。
  17. 前記複数の剛性基板上に配置され、前記複数の発光素子それぞれと電気的に連結された複数の第1トランジスタと、
    前記複数の第1トランジスタと前記複数の追加発光素子の前記複数の第1追加電極を電気的に連結する複数の追加連結配線をさらに含む、請求項16に記載のストレッチャブル表示装置。
  18. 前記複数の剛性基板上に配置され、前記複数の発光素子それぞれと電気的に連結された複数の第1トランジスタ;
    前記複数の剛性基板上に配置された複数の第2トランジスタ;及び
    前記複数の第2トランジスタと前記複数の追加発光素子の前記複数の第1追加電極を電気的に連結する複数の追加連結配線をさらに含む、請求項16に記載のストレッチャブル表示装置。
  19. 前記複数の追加連結配線は、前記複数の連結配線に対して傾斜を有するように配置された、請求項17または18に記載のストレッチャブル表示装置。
  20. 前記複数の圧電パターンの下面は、前記下部基板の下面と前記下部基板の上面との間に配置された、請求項14に記載のストレッチャブル表示装置。
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