KR102154833B1 - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 화상의 표시하는 플렉서블 표시 패널, 상기 플렉서블 표시 패널 위에 배치되어 있는 터치 감지층, 그리고 상기 터치 감지층 위에 배치되어 있는 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우는 연질부 및 상기 연질부 표면에 배치되어 있으며, 서로 이격되어 있는 복수 개의 경질부를 포함한다.

Description

플렉서블 표시 장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 화상을 표시하는 장치로서, 최근 구부릴 수 있는 플렉서블 표시 장치(flexible display device)가 주목 받고 있다.
한편, 플렉서블 표시 장치는 외부 충격으로부터 표시 장치를 보호하는 윈도우를 포함하는데, 이러한 윈도우 역시, 구부러질 수 있는 가요성을 가져야 한다.
이 때, 윈도우에 가요성을 가지게 하기 위하여 윈도우를 연성 재질의 재료만으로 구성할 시에는 외부 충격으로부터 표시 장치를 보호하는 역할을 수행하기가 여러울 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가요성을 가지는 동시에 외부 충격으로부터 표시 장치를 보호할 수 있는 윈도우를 포함하는 플렉서블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 화상의 표시하는 플렉서블 표시 패널, 상기 플렉서블 표시 패널 위에 배치되어 있는 터치 감지층, 그리고 상기 터치 감지층 위에 배치되어 있는 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우는 연질부 및 상기 연질부 표면에 배치되어 있으며, 서로 이격되어 있는 복수 개의 경질부를 포함한다.
상기 경질부의 두께는 상기 윈도우의 두께에 비해 5% 내지 50% 일 수 있다.
상기 연질부는 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어져 있을 수 있다.
상기 연질부는 올레핀(olefin)계 엘라스토머(elastomer), 우레탄(urethane)계 엘라스토머 및 폴리에스테르(polyester)계 엘라스토머 중 어느 하나로 이루어져 있을 수 있다.
상기 경질부는 강성 재료로 이루어져 있을 수 있다.
상기 경질부는 붕소화물(borides), 탄소화물(carbides), 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물, 붕소 질화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 및 베릴륨 산화물 중 어느 하나로 이루어져 있을 수 있다.
터치 펜에 의한 터치 시, 하나의 상기 경질부의 폭과 상기 경질부 사이의 간격의 합은 상기 터치 펜의 터치하는 부분의 최대 폭보다 더 작을 수 있다.
상기 플렉서블 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고, 하나의 상기 경질부의 폭과 상기 경질부 사이의 간격의 합은 하나의 상기 화소의 폭보다 크거나 같을 수 있다.
상기 경질부는 상기 연질부의 표면에 바둑판 모양으로 배치되어 있을 수 있다.
상기 경질부는 상기 연질부의 표면에 줄무늬 모양으로 배치되어 있을 수 있다.
상기 플렉서블 표시 패널은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르이미드(polyether imide,PEI), 폴리에테르술폰(polyether sulfone, PES) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 중 어느 하나로 이루어져 있는 플렉서블 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 상기 플렉서블 표시 패널의 배면에 배치되어 있으며, 상기 외부로부터의 충격에 의해 상기 플렉서블 표시 패널 및 상기 터치 감지층을 보호하는 배리어막을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 윈도우가 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어져 있는 연질부와 연질부의 표면에 배치되어 있으며, 강성 재료로 이루어져 있는 경질부를 포함함으로써, 가요성 및 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 구부러진 상태를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우의 평면을 나타낸 개략적인 도면이다.
도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면 및 외부의 터치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우의 평면을 나타낸 개략적인 도면이다.
도 6은 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면 및 외부의 터치를 나타낸 도면이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 구부러진 상태를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 화상을 표시하는 플렉서블 표시 패널(100), 터치 감지층(200), 윈도우(300) 및 배리어막(barrier film)(400)을 포함한다.
플렉서블 표시 패널(100)은 플렉서블 표시 장치에 처리되는 화상을 표시하는 복수의 화소를 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 표시 장치가 휴대폰 등의 이동 단말기일 경우, 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface) 등의 화상을 표시할 수 있다.
플렉서블 표시 패널(100)은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르이미드(polyether imide,PEI), 폴리에테르술폰(polyether sulfone, PES) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 등과 같은 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱 물질로 이루어진 플렉서블 기판을 포함한다. 또한, 이에 한정하지 않고, 플렉서블 표시 패널(100)은 가요성이 있는 다양한 소재로 이루어진 플렉서블 기판을 포함할 수도 있다.
한편, 플렉서블 표시 패널(100)은 복수 개의 박막 트랜지스터, 복수 개의 게이트선, 복수 개의 데이터선 및 복수 개의 화소 전극이 배치되어 있는 플렉서블 기판과 복수 개의 색필터 및 공통 전극이 배치되어 있는 플렉서블 기판과 이들 두 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함할 수 있다.
또한, 플렉서블 표시 패널(100)은 플렉서블 기판 위에 배치되어 있는 복수 개의 박막 트랜지스터, 복수 개의 게이트선, 복수 개의 데이터선 및 복수 개의 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
터치 감지층(200)은 플렉서블 표시 패널(100) 위에 배치되어 있다. 이러한 터치 감지층(200)은 터치를 감지한다. 터치 감지층(200)은 실제로 물체가 터치 감지층(200)에 접근하거나, 터치 감지층(200)에 접촉하면 터치를 감지할 수 있다. 여기서, 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 터치 감지층(200)에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 터치 감지층(200)에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는(hovering) 경우도 포함한다.
한편, 본 실시예에서는 터치 감지층(200)이 플렉서블 표시 패널(100) 위에 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 터치 감지층(200)은 플렉서블 표시 패널(100) 내부에 배치되어 있을 수도 있다. 또한, 터치 감지층(200)은 플렉서블 기판에 위치하여 플렉서블 표시 패널(100) 위에 부착되어 있을 수도 있다.
윈도우(300)는 터치 감지층(200) 위에 배치되어 있으며, 외부의 힘 및 외부 오염 물질로부터 플렉서블 표시 패널(100) 및 터치 감지층(200)을 보호하는 역할을 한다.
한편, 윈도우(300)와 터치 감지층(200) 사이에 편광층 및 수지층이 포함할 수 있다. 편광층은 외부광의 반사를 줄여 명암비를 증가시킬 수 있고, 수지층은 윈도우(300)을 부착시키기 위한 접착층일 수 있다.
배리어막(400)은 플렉서블 표시 패널(100)의 배면에 배치되어 있다. 배리어막(400)은 외부로부터의 충격을 흡수하여 외부로부터의 충격에 의해 플렉서블 표시 패널(100) 및 터치 감지층(200)이 손상되는 것을 방지한다. 이 때, 배리어막(400)은 쿠션(cushion) 이나 스펀지(sponge)과 같이 공기를 함유하여 충격을 흡수할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 배리어막(400)은 플렉서블 표시 패널(100)을 다른 부품 예를 들어, 케이스 등과 같은 부품에 부착시키는 역할을 한다. 이 때, 배리어막(400)은 다른 부품에 부착될 수 있도록 접착층이 포함될 수 있다.
이와 같은 플렉서블 표시 패널(100), 터치 감지층(200), 윈도우(300) 및 배리어막(400)은 가요성을 가지며, 도 2에 도시한 바와 같이, 구부러질 수 있다. 여기서, 윈도우(300)의 경우, 가요성을 가져 구부러질 수 있는 것뿐만 아니라, 외부의 힘에 대해 플렉서블 표시 패널(100) 및 터치 감지층(200)을 보호하기 위한 표면 저항성이 필요로 한다.
그러면, 도 3 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우의 평면을 나타낸 개략적인 도면이다. 도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면 및 외부의 터치를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 윈도우(300)는 연질부(310) 및 연질부(310)의 표면에 배치되어 있으며, 서로 이격되어 있는 복수 개의 경질부(320)를 포함한다. 경질부(320)는 사각형 형상으로, 연질부(310)의 표면에 바둑판 형상으로 배치되어 있다.
연질부(310)는 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어져 있다. 예컨대, 연질부(310)는 올레핀(olefin)계 엘라스토머(elastomer), 우레탄(urethane)계 엘라스토머 및 폴리에스테르(polyester)계 엘라스토머 중 어느 하나로 이루어져 있다. 여기서, 윈도우(300)는 연성 재료로 이루어져 있는 연질부(310)를 포함하고 있으므로, 가요성을 가질 수 있게 된다.
경질부(320)는 강성 재료로 이루어져 있다. 예컨대, 경질부(320)는 붕소화물(borides), 탄소화물(carbides), 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물, 붕소 질화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 및 베릴륨 산화물 중 어느 하나로 이루어져 있다. 여기서, 윈도우(300)는 강성 재료로 이루어져 있는 경질부(320)를 포함하고 있으므로, 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보할 수 있다.
또한, 경질부(320)는 두께를 가지고 있어, 연질부(310)의 내부에 까지 배치되어 있다. 여기서, 경질부(320)의 두께(B)는 윈도우(300)의 두께(A)에 비해 5% 내지 50% 이다. 경질부(320)의 두께(B)가 윈도우(300)의 두께(A)에 비해 5% 미만일 경우는 윈도우(300)가 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보하기가 어렵고, 경질부(320)의 두께(B)가 윈도우(300)의 두께(A)에 비해 50% 초과할 경우, 윈도우(300)가 가요성을 가지기가 어렵게 된다.
이와 같이, 윈도우(300)는 연성 재료로 이루어져 있는 연질부(310)와 연질부(310)의 표면에 배치되어 있으며, 강성 재료로 이루어져 있는 경질부(320)를 포함함으로써, 가요성 및 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보할 수 있다.
한편, 하나의 경질부(320)의 폭(C)과 경질부(320)의 사이의 간격(D)의 합은 터치 펜(250)의 터치 시에, 터치하는 부분의 최대 폭(T)보다 더 작다. 즉, 터치 펜의 터치 시, 연질부(310)와 경질부(320)가 동시에 터치된다. 이에 따라, 탄성 특성이 있는 재료로 이루어져 있는 연질부(310)에 의해 사용자 또는 터치 펜의 터치 이 후 복원되므로, 본 실시예에 따른 윈도우(300)는 사용자 또는 터치 펜의 터치에 대해 기계적으로 유연함을 가질 수 있다. 한편, 터치 펜(250)이 뿐만 아니라, 사용자의 손이나 다른 부분을 통해서도 터치할 수 있으며, 이 때에도 하나의 경질부(320)의 폭(C)과 경질부(320)의 사이의 간격(D)의 합은 터치 부분의 최대 폭보다 더 작다.
또한, 하나의 경질부(320)의 폭(C)과 경질부(320)의 사이의 간격(D)의 합은 플렉서블 표시 패널(100)에 포함되어 있는 하나의 화소의 폭보다 크거나 같다. 이에 따라, 연질부(310) 및 경질부(320)를 포함하는 윈도우(300)가 플렉서블 표시 장치의 해상도에 영향을 미치지 않게 할 수 있다. 여기서, 하나의 화소란 하나의 적색 화소, 하나의 녹색 화소 및 하나의 청색 화소를 포함한다.
그러면, 도 5 내지 도 6을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따는 윈도우에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우의 평면을 나타낸 개략적인 도면이다. 도 6은 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면 및 외부의 터치를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6에 따른 윈도우는 도 1에 따른 플렉서블 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 윈도우(500)는 연질부(510) 및 연질부(510)의 표면에 배치되어 있으며, 서로 이격되어 있는 복수 개의 경질부(520)를 포함한다. 경질부(520)는 연질부(510)의 표면에 줄무늬 형상으로 배치되어 있다.
연질부(510)는 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어져 있다. 예컨대, 연질부(510)는 올레핀(olefin)계 엘라스토머(elastomer), 우레탄(urethane)계 엘라스토머 및 폴리에스테르(polyester)계 엘라스토머 중 어느 하나로 이루어져 있다. 여기서, 윈도우(500)는 연성 재료로 이루어져 있는 연질부(510)를 포함하고 있으므로, 가요성을 가질 수 있게 된다.
경질부(520)는 강성 재료로 이루어져 있다. 예컨대, 경질부(520)는 붕소화물(borides), 탄소화물(carbides), 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물, 붕소 질화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 및 베릴륨 산화물 중 어느 하나로 이루어져 있다. 여기서, 윈도우(500)는 강성 재료로 이루어져 있는 경질부(320)를 포함하고 있으므로, 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보할 수 있다.
또한, 경질부(520)는 두께를 가지고 있어, 연질부(510)의 내부에 까지 배치되어 있다. 여기서, 경질부(520)의 두께(F)는 윈도우(500)의 두께(E)에 대해 5% 내지 50% 이다. 경질부(520)의 두께(F)가 윈도우(500)의 두께(E)에 비해 5% 미만일 경우는 윈도우(500)가 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보하기가 어렵고, 경질부(520)의 두께(F)가 윈도우(500)의 두께(E)에 비해 50% 초과할 경우, 윈도우(500)가 가요성을 가지기가 어렵게 된다.
이와 같이, 윈도우(500)는 연성 재료로 이루어져 있는 연질부(510)와 연질부(510)의 표면에 배치되어 있으며, 강성 재료로 이루어져 있는 경질부(520)를 포함함으로써, 가요성 및 외부 힘에 대한 표면 저항성을 확보할 수 있다.
한편, 하나의 경질부(520)의 폭(G)과 경질부(520)의 사이의 간격(H)의 합은 터치 펜(250)의 터치 시에, 터치하는 부분의 최대 폭(T)보다 더 작다. 즉, 터치 펜의 터치 시, 연질부(510)와 경질부(520)가 동시에 터치된다. 이에 따라, 탄성 특성이 있는 재료로 이루어져 있는 연질부(510)에 의해 사용자 또는 터치 펜의 터치 이 후 복원되므로, 본 실시예에 따른 윈도우(500)는 사용자 또는 터치 펜의 터치에 대해 기계적으로 유연함을 가질 수 있다. 한편, 터치 펜(250)이 뿐만 아니라, 사용자의 손이나 다른 부분을 통해서도 터치할 수 있으며, 이 때에도 하나의 경질부(320)의 폭(G)과 경질부(320)의 사이의 간격(H)의 합은 터치 부분의 최대 폭보다 더 작다.
또한, 하나의 경질부(520)의 폭(G)과 경질부(520)의 사이의 간격(H)의 합은 플렉서블 표시 패널(100)에 포함되어 있는 하나의 화소의 폭보다 크거나 같다. 이에 따라, 연질부(510) 및 경질부(520)를 포함하는 윈도우(500)가 플렉서블 표시 장치의 해상도에 영향을 미치지 않게 할 수 있다. 여기서, 하나의 화소란 하나의 적색 화소, 하나의 녹색 화소 및 하나의 청색 화소를 포함한다.
한편, 본 발명에서는 연질부(310, 510) 및 연질부(310, 510) 표면에 배치되어 있는 경질부(320, 520)를 포함하는 윈도우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 윈도우는 탄성 특성이 있는 연성 재료 만으로 이루질 수도 있다. 또한, 윈도우는 강성 재료로 이루어진 층과 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어진 층이 적층된 구조일 수도 있다. 또한, 윈도우는 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어진 층 사이에 강성 재료로 이루어진 층이 배치되어 있는 적층 구조일 수도 있다. 또한, 윈도우는 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어진 층 내에 자기 치유 재료가 포함된 구조일 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 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.
100: 플렉서블 표시 패널 200: 터치 감지층
300, 500: 윈도우 310, 510: 연질부
320, 520: 경질부 400: 배리어막

Claims (12)

  1. 화상의 표시하는 플렉서블 표시 패널,
    상기 플렉서블 표시 패널 위에 배치되어 있는 터치 감지층, 그리고
    상기 터치 감지층 위에 배치되어 있는 윈도우를 포함하고,
    상기 윈도우는 연질부 및 상기 연질부 표면에 배치되어 있으며, 서로 이격되어 있는 복수 개의 경질부를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 경질부의 두께는 상기 윈도우의 두께에 비해 5% 내지 50% 인 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 연질부는 탄성 특성이 있는 연성 재료로 이루어져 있는 플렉서블 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 연질부는 올레핀(olefin)계 엘라스토머(elastomer), 우레탄(urethane)계 엘라스토머 및 폴리에스테르(polyester)계 엘라스토머 중 어느 하나로 이루어져 있는 플렉서블 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 경질부는 강성 재료로 이루어져 있는 플렉서블 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 경질부는 붕소화물(borides), 탄소화물(carbides), 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물, 붕소 질화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 및 베릴륨 산화물 중 어느 하나로 이루어져 있는 플렉서블 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    터치 펜에 의한 터치 시, 하나의 상기 경질부의 폭과 상기 경질부 사이의 간격의 합은 상기 터치 펜의 터치하는 부분의 최대 폭보다 더 작은 플렉서블 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 플렉서블 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고,
    하나의 상기 경질부의 폭과 상기 경질부 사이의 간격의 합은 하나의 상기 화소의 폭보다 크거나 같은 플렉서블 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 경질부는 상기 연질부의 표면에 바둑판 모양으로 배치되어 있는 플렉서블 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 경질부는 상기 연질부의 표면에 줄무늬 모양으로 배치되어 있는 플렉서블 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 플렉서블 표시 패널은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르이미드(polyether imide,PEI), 폴리에테르술폰(polyether sulfone, PES) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 중 어느 하나로 이루어져 있는 플렉서블 기판을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 플렉서블 표시 패널의 배면에 배치되어 있으며, 외부로부터의 충격에 의해 상기 플렉서블 표시 패널 및 상기 터치 감지층을 보호하는 배리어막을 더 포함하는 플렉서블 표시 장치.
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