KR102227475B1 - 플렉시블 패널을 구비한 디스플레이 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 플렉시블 패널이 하우징 내에서 소자층에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩된 디스플레이 모듈을 개시한다.

Description

플렉시블 패널을 구비한 디스플레이 모듈 {Display module including flexible panel}
본 발명은 플렉시블 패널을 구비한 디스플레이 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 플렉시블 패널은 가요성 기판에 화상 구현을 위한 소자층을 형성하여 유연성을 부가한 장치로서, 필요 시 그 형태를 구부려서 사용할 수 있는 매우 유용한 장점을 가지고 있다.
그런데, 이 플렉시블 패널에는 상기와 같이 화상을 구현하기 위한 소자층이 마련되어 있으므로, 밴딩 시 이 소자층에 크랙이 생기지 않아야 한다.
본 발명의 실시예들은 플렉시블 패널을 구비한 디스플레이 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 가요성 기판에 마련된 소자층을 구비한 플렉시블 패널과, 상기 플렉시블 패널이 수용되는 하우징을 포함하며, 상기 플렉시블 패널은 상기 하우징 내에서 상기 소자층에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩된다.
상기 하우징은 상기 플렉시블 패널의 화상이 구현되는 방향을 덮어주는 윈도우와, 상기 플렉시블 패널의 나머지 방향을 감싸주는 케이스를 포함할 수 있다.
상기 플렉시블 패널과 상기 윈도우 사이에 터치 조작을 수행하기 위한 배선층을 가진 터치스크린패널을 더 구비할 수 있다.
상기 터치스크린패널은 상기 하우징 내에서 상기 배선층에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩될 수 있다.
상기 터치스크린패널과 상기 윈도우 사이에 투명한 더미필름이 더 구비될 수 있다.
상기 터치스크린패널과 상기 플렉시블 패널 사이에 투명한 더미필름이 더 구비될 수 있다.
상기 플렉시블 패널과 상기 터치스크린패널 사이에 편광필름이 더 구비될 수 있다.
상기 터치스크린패널과 상기 윈도우 사이에 편광필름이 더 구비될 수 있다.
상기 플렉시블 패널과 상기 윈도우 사이에 위상차필름층을 가진 편광필름이 더 구비되며, 상기 터치스크린패널은 상기 위상차필름층에 형성될 수 있다.
상기 플렉시블 패널의 상기 윈도우 대향면에 위상차필름층이 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서는 소자층의 크랙 발생이 효과적으로 억제되므로, 이를 사용하면 단선과 같은 불량 발생을 크게 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 도시한 단면도이다.
도 2a는 도 1의 디스플레이 모듈에 채용된 플렉시블 패널의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 소자층을 확대한 도면이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 모듈에 채용된 터치스크린패널의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 도 1에 도시된 디스플레이 모듈의 변형 가능한 예를 보인 단면도이다.
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, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 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.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 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.
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 따른 디스플레이 모듈을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 본 실시예의 디스플레이 모듈은, 유연성을 지닌 플렉시블 패널(100)과, 편광필름(500), 터치스크린패널(200), 더미필름(160)(400) 등이 감압접착제(10:pressure sensitive adhesive;PSA)를 매개로 적층된 구조로 이루어져 있다. 그리고, 이들은 윈도우(310)와 케이스(320)로 이루어진 하우징(300) 안에 수납되어 보호된다. 상기 윈도우(310)는 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 화상 구현 방향인 상면 방향을 덮어주며, 케이스(320)는 그 나머지 방향을 감싸서 보호해준다.
이중에서, 상기 플렉시블 패널(100)은 도 2a에 도시된 바와 같이 유연한 가요성 기판(130) 위에 화상을 구현하기 위한 소자층(140) 및 그 소자층(140)를 덮어서 보호해주는 박막봉지층(150)이 형성된 구조체로, 유연한 가요성 기판을 사용하기 때문에 그 유연성의 허용 범위 내에서 자유롭게 휘어질 수 있다. 참조부호 110은 감압접착제(120)를 매개로 가요성 기판(130)의 하면에 부착된 보호필름을 나타낸다. 도면에서 알 수 있듯이, 플렉시블 패널(100)에서 화상을 구현하는 가장 중요한 부위인 소자층(140)은, 도 2a를 기준으로 볼 때 플렉시블 패널(100) 몸체의 중심선보다 위쪽에 위치한다. 따라서, 만일 이 플렉시블 패널(100)을 아래 쪽으로 밴딩시키면 소자층(140)에는 인장 응력이 작용하게 되는데, 이 소자층(140)에 있는 각종 금속배선과 발광층 등은 인장 응력이 작용할 경우 크랙이 발생하기가 매우 쉽다. 소자층(140)의 세부 구조에 대해서는 뒤에서 다시 언급하기로 한다. 이러한 위험을 해소하기 위해 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 플렉시블 패널(100)의 단부를 윈도우(310)가 있는 상방을 향해 밴딩시켜서 소자층(140)에 압축 응력이 작용하게 한다. 즉, 소자층(140)을 양쪽에서 잡아당기는 인장 응력이 가해질 경우에는 크랙이 쉽게 생기지만, 안쪽으로 누르는 압축 응력 하에서는 크랙이 거의 생기지 않으므로, 플렉시블 패널(100)을 소자층(140)에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩시키는 것이다. 이렇게 하면 소자층(140)에 크랙이 생겨서 제품을 못 쓰게 되는 문제를 효과적으로 억제할 수 있다.
여기서, 상기 소자층(140)의 세부 구조를 살펴보면, 도 2b에 도시된 바와 같다. 도면과 같이 소자층(140)에는 박막트랜지스터(141)와 EL소자(142) 등이 구비되어 있다. 좀 더 자세히 살펴보면, 가요성 기판(130)상의 버퍼층(141a) 상부에 반도체 활성층(141f)이 형성되어 있고, 이 활성층(141f)은 N형 또는 P형 불순물이 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역을 갖는다. 이 활성층(141f)을 산화물 반도체로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면 반도체 활성층(212)은 G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c＞0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다. 활성층(141f)의 상부에는 게이트 절연막(141b)을 개재하여 게이트 전극(141g)이 형성되어 있다. 게이트 전극(141g)의 상부에는 소스 전극(141h)과 드레인 전극(141i)이 형성되어 있다. 게이트 전극(141g)과 소스전극(141h) 및 드레인 전극(141i)의 사이에는 층간 절연막(141c)이 구비되어 있고, 소스전극(141h) 및 드레인 전극(141i)과 EL소자(142)의 애노드 전극(142a) 사이에는 패시베이션막(141d)이 개재되어 있다.
상기 애노드 전극(142a)의 상부로는 아크릴 등에 의해 절연성 평탄화막(141e)이 형성되어 있고, 이 평탄화막(141e)에 소정의 개구부(142d)를 형성한 후, EL 소자(142)를 형성한다.
상기 EL 소자(142)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 박막트랜지스터(141)의 드레인 전극(141i)에 연결되어 이로부터 플러스 전원을 공급받는 애노드 전극(142a)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 캐소드 전극(142c), 및 이 두 전극(142a)(142c)의 사이에 배치되어 발광하는 발광층(142b)으로 구성된다.
이 발광층(142b)과 인접하여 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 적층될 수도 있다.
참고로 이 발광층(142b)은 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출하는 화소들이 모여서 하나의 단위 픽셀을 이루도록 각 화소마다 분리돼서 형성될 수 있다. 또는, 화소의 위치에 관계없이 전체 화소 영역에 걸쳐서 공통으로 발광층이 형성될 수도 있다. 이때, 발광층은 예컨대 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
이 발광층(142b)은 수분에 매우 취약한 특성이 있어서, 소자층(140) 안으로 수분으로 들어올 경우 발광 성능이 금방 열화될 수 있다.
따라서, 유기막과 무기막이 교대로 적층된 박막봉지층(150)이 소자층(140)를 덮어서 보호해준다.
한편, 상기 소자층(140)의 화상 구현을 터치 조작으로 제어하기 위해 결합된 상기 터치스크린패널(200)은 도 3에 도시된 바와 같은 구조로 이루어져 있다.
도면을 참조하면, 유연한 연성 필름인 PET(polyethylene terephthalate) 재질의 가요성 기판(210)에 ITO와 같은 도전체 재질의 배선층(220)이 형성되어 있다. 배선층(220)이 터치스크린패널(200) 몸체의 중심선 위쪽에 위치하고 있기 때문에 하방으로 밴딩시킬 경우 배선층(220)에 인장 응력이 작용해서 크랙이 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 터치스크린패널(200)도 플렉시블 패널(100)과 마찬가지로 상방향 즉, 배선층(220)에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩시킨다. 그러면, 배선층(220)에 크랙이 생겨서 터치 조작 불량이 발생하는 문제도 억제할 수 있다.
따라서, 이러한 구조의 디스플레이 모듈을 사용하면, 플렉시블 패널(100)의 소자층(140)이나 터치스크린패널(200)의 배선층(220)에 크랙이 생겨서 단선으로까지 이어지는 불량은 사실상 사라지게 된다. 결국, 제품의 불량 발생율을 대폭 감소시킬 수 있다.
한편, 상기한 실시예에서는 플렉시블 패널(100), 편광필름(500), 터치스크린패널(200), 더미필름(400)의 순으로 적층된 구조를 예시하였는데, 이 적층 순서는 다양하게 변형될 수 있다.
즉, 도 1에서는 터치스크린패널(200)과 윈도우(310) 사이에 투명한 더미필름(400)이 위치했지만, 도 4에 도시된 바와 같이 플렉시블 패널(100)과 터치스크린패널(200) 사이에 더미필름(400)이 위치하도록 적층 구조를 변형시킬 수도 있다. 물론, 이 경우도 플렉시블 패널(100)과 터치스크린패널(200)은 소자층(140)과 배선층(220)에 압축 응력이 작용하는 방향으로 단부가 밴딩된다.
또, 도 1에서는 상기 플렉시블 패널(100)과 터치스크린패널(200) 사이에 편광필름(500)이 위치했지만, 도 5나 도 6에 도시된 바와 같이 터치스크린패널(200)과 윈도우(310) 사이에 편광필름(500)이 위치되도록 변형시킬 수도 있다.
또한, 도 7과 같은 변형도 가능한데, 편광필름(500)이 통상 편광층(520)과 위상차필름층(510)을 포함하는 구조로 이루어지는데, 이중에서 위상차필름층(510)에 터치스크린패널을 일체로 형성할 수도 있다. 즉, 도 1처럼 터치스크린패널(200)을 별도의 층으로 형성하는 것이 아니라, 편광필름(500)의 위상차필름층(510)에 터치스크린패널(200)을 일체로 형성하는 것이다. 물론, 이 경우도 플렉시블 패널(100)과 터치스크린패널(200)은 소자층(140)과 배선층(220)에 압축 응력이 작용하는 방향으로 단부가 밴딩된다. 그리고, 여기에서는 위상차필름층(510)의 중심선 위쪽에 배선층이 있는 경우를 가정하여 상방으로 밴딩시키는 경우를 예시하였는데, 반대로 배선층이 위상차필름층(510)의 아랫 쪽에 있는 경우에는 당연히 하방으로 밴딩시킨다.
그리고, 도 1에서는 플렉시블 패널(100)의 윈도우(310) 대향면에 더미필름(110)이 부착된 경우를 예시하였는데, 도 8과 같이 상기 편광필름(500)의 위상차필름층(510)이 그 플렉시블 패널(100)의 윈도우(310) 대향면에 형성되도록 변형시킬 수도 있다.
이와 같이 적층 구조는 다양하게 변형이 가능하지만, 플렉시블 패널(100)과 터치스크린패널(200)은 모든 경우에 다 상기 소자층(140)과 배선층(220)에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩된다. 그러면, 소자층(140)과 배선층(220)에 크랙이 발생되는 문제를 충분히 효과적으로 억제할 수 있다.
그러므로, 이상에서 설명한 바와 같은 구조의 디스플레이 모듈에서는 소자층과 배선층의 크랙 발생이 효과적으로 억제되므로, 이를 사용하면 단선과 같은 불량 발생을 크게 줄일 수 있다.
또한, 크랙 발생 위험이 줄어듦에 따라 플렉시블 패널과 터치스크린패널을 하우징 안에서 더 작은 곡률로 급격하게 구부릴 수 있으므로, 윈도우 바깥 쪽의 비화면 영역을 줄일 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 플렉시블 패널 160,400: 더미필름
200: 터치스크린패널 300: 하우징
310: 윈도우 500: 편광필름
510: 편광층 520: 위상차필름층

Claims (10)

  1. 가요성 기판에 마련된 소자층을 구비한 플렉시블 패널; 및
    상기 플렉시블 패널이 수용되는 하우징;을 포함하되,
    상기 하우징은 상기 플렉시블 패널의 화상이 구현되는 방향을 덮어주는 윈도우와, 상기 플렉시블 패널의 나머지 방향을 감싸주는 케이스를 포함하며,
    상기 플렉시블 패널의 단부는 상기 하우징 내에서 상기 소자층에 압축 응력이 작용하는 방향인 상기 윈도우가 배치된 방향으로 밴딩된 디스플레이 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플렉시블 패널과 상기 윈도우 사이에 터치 조작을 수행하기 위한 배선층을 가진 터치스크린패널이 더 구비된 디스플레이 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치스크린패널은 상기 하우징 내에서 상기 배선층에 압축 응력이 작용하는 방향으로 밴딩된 디스플레이 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치스크린패널과 상기 윈도우 사이에 투명한 더미필름이 더 구비된 디스플레이 모듈.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치스크린패널과 상기 플렉시블 패널 사이에 투명한 더미필름이 더 구비된 디스플레이 모듈.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 플렉시블 패널과 상기 터치스크린패널 사이에 편광필름이 더 구비된 디스플레이 모듈.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치스크린패널과 상기 윈도우 사이에 편광필름이 더 구비된 디스플레이 모듈.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 플렉시블 패널과 상기 윈도우 사이에 위상차필름층을 가진 편광필름이 더 구비되며, 상기 터치스크린패널은 상기 위상차필름층에 형성된 디스플레이 모듈.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 플렉시블 패널의 상기 윈도우 대향면에 위상차필름층이 형성된 디스플레이 모듈.
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