KR102388729B1

KR102388729B1 - 표시 장치

Info

Publication number: KR102388729B1
Application number: KR1020140195958A
Authority: KR
Inventors: 박경순; 정민재; 김금남; 조세형; 홍종호
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2022-04-21
Also published as: US20160190223A1; US10964770B2; US11711954B2; KR20220047552A; US20190245027A1; KR20240005651A; KR102619570B1; KR20230037019A; KR20160081687A; US10263062B2; US20230329053A1; US20210217842A1; KR102506278B1

Abstract

본 발명은 화상을 구현하는 복수의 표시 소자를 구비하고 제1 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 제1 패턴부; 상기 제1 패턴부와 적어도 일부가 중첩되도록 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향으로 굴곡진 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 패턴부; 및 상기 제1 패턴부 및 상기 제2 패턴부로 둘러싸인 공간을 관통하는 적어도 하나의 관통부를 포함하며, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부는 격자(mesh) 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치를 개시한다.

Description

표시 장치{Display device}

본 발명의 실시예들은 표시 장치에 관한 것이다.

근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 특히, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워져 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다. 특히 근래의 표시 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 형태의 표시 장치로 대체되는 추세이다.

한편, 최근에는 디스플레이 관련 기술의 발달과 함께, 접거나 롤(Roll) 형상으로 말 수 있는 플렉서블(flexible) 표시 장치들이 개발되고 있으며, 한발 더 나아가 다양한 형태로의 변화가 가능한 스트레처블(stretchable) 표시 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.

따라서, 점점 높아져 가는 사용자의 요구에 부합하기 위해서는 접거나 휘는 등의 플렉서블한 특성과 특정 방향으로 신축하는 스트레처블한 특성을 하나의 표시 장치에서 모두 구현할 필요가 있다.

그러나, 표시 장치의 유연성이 기판의 재질 특성에 의존하게 되는 한계가 있고, 유연성을 확보하면서 동시에 내구성을 유지하도록 표시 장치를 제조하는 데 상당한 어려움이 있다.

본 발명의 실시예들은 스트레처블한 특성과 플렉서블한 특성을 동시에 만족시키는 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 실시예는, 화상을 구현하는 복수의 표시 소자를 구비하고 제1 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 제1 패턴부; 상기 제1 패턴부와 적어도 일부가 중첩되도록 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향으로 굴곡진 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 패턴부; 및 상기 제1 패턴부 및 상기 제2 패턴부로 둘러싸인 공간을 관통하는 적어도 하나의 관통부를 포함하며, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부는 격자(mesh) 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치를 제공한다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 패턴부는 상기 제1 방향을 따라 연장된 복수의 제1 배선을 구비하고, 상기 제2 패턴부는 상기 제1 배선과 적어도 일부가 교차하도록 상기 제2 방향을 따라 연장된 복수의 제2 배선을 구비할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 패턴부는 복수 개의 제1 부패턴부를, 상기 제2 패턴부는 복수 개의 제2 부패턴부를, 상기 관통부는 복수 개의 부관통부를 각각 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 서로 인접하는 상기 제1 부패턴부, 상기 제2 부패턴부 및 상기 부관통부가 모여 하나의 화소를 이룰 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 부패턴부는 복수의 발광 영역을 포함하고, 상기 복수의 발광 영역은 각각 적색, 녹색 및 청색으로 발광될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 부패턴부는 상기 제1 방향 중의 일방향으로 만곡된 형상을 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 부패턴부가 만곡된 방향으로 상기 제2 부패턴부의 일측 가장자리에 오목한 홈이 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 배선 중에서 상기 제2 부패턴부에 구비된 일부는 상기 제2 부패턴부의 형상에 대응하여 만곡된 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 패턴부의 신장시, 상기 제2 부패턴부의 상기 만곡된 형상이 평평하게 펴질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 패턴부의 신장시, 상기 제2 배선의 상기 만곡된 형상이 평평하게 펴질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 부패턴부의 만곡된 방향이 상기 제1 패턴부를 중심으로 엇갈리도록 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 배선은 복수의 배선을 구비하고, 상기 복수의 배선은 각각 상기 복수의 표시 소자와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 배선 중의 적어도 하나는 상기 화소에 스캔 신호를 전달하는 스캔선이고, 상기 제2 배선 중의 적어도 하나는 상기 화소에 데이터 신호를 전달하는 데이터선일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 배선 중의 적어도 하나는 상기 화소에 구동 전원(ELVDD)을 공급하는 구동전압선일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 패턴부는 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 형성된 절연층을 더 구비할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 복수의 표시 소자는 상기 제1 패턴부 상에 각각 이격되도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 패턴부 및 상기 제2 패턴부는 각각 기저에 베이스를 구비하고, 상기 베이스는 유연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 베이스는 유기물을 함유할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 표시 소자는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이에 배치되고 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 스트레처블한 특성과 플렉서블한 특성을 동시에 만족시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 X를 확대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 배선들의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치의 일 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ´선을 따라 절취한 단면도이다,
도 6은 Ⅱ-Ⅱ´선을 따라 절취한 단면도이다.
도 7은 도 1의 표시 장치에 외력이 작용한 경우, 표시 장치의 변형 상태를 개략적으로 도시한 도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서 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.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 X를 확대한 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 제1 패턴부(100), 제2 패턴부(200) 및 관통부(300)를 각각 적어도 하나씩 포함한다.

제1 패턴부(100)는 기저에 베이스(30)를 구비한다.

베이스(30)는 다양한 소재를 포함할 수 있다. 구체적으로 베이스(30)는 유리, 금속 또는 유기물 기타 재질로 형성할 수 있다.

선택적 실시예로서 베이스(30)는 플렉서블 소재를 패터닝하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 베이스(30)는 휘어지고 구부러지며 접거나 돌돌 말 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 베이스(30)를 형성하는 플렉서블 소재는 초박형 유리, 금속 또는 플라스틱일 수 있다. 베이스(30)가 플라스틱을 포함하는 경우 베이스(30)는 연성을 부여하며 복원력이 우수한 재료 예를 들면, 폴리에스테르설폰(PES, polyethersulphone), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리이미드(PI, polyimide) 및 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 중 선택된 하나로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 소정의 유연성 및 강도를 가질 수 있도록 유기물을 함유하는 재질로 베이스(30)를 형성할 수 있다.

제1 패턴부(100)에는 화상을 구현하는 복수의 표시 소자들(110)이 구비된다. 복수의 표시 소자들(110)은 제1 방향을 따라 제1 패턴부(100)에 배치된다.

복수의 표시 소자들(110)은 제1 방향을 따라 베이스(30)의 일면에 일렬로 배치되는데, 도면상으로는 복수의 표시 소자들(110)이 제1 방향으로 하나의 행을 이루도록 도시되었으나 복수의 행이 배치되는 것도 가능하다. 복수의 표시 소자들(110)은 다양한 색의 가시 광선을 구현할 수 있는데, 선택적으로 적색 가시광선을 발생하는 적색 소자(Er), 녹색 가시광선을 발생하는 녹색 소자(Eb), 및 청색 가시광선을 발생하는 청색 소자(Eb)를 포함할 수 있다. 각각의 소자는 유기 발광 소자(OLED), 액정소자 기타 표시 소자일 수 있으나, 본 명세서에서는 편의상 유기 발광 소자(OLED)를 구비하는 유기 발광 표시 장치로 한정하여 설명하기로 한다.

유기 발광 소자(OLED)는 산소나 수분 등의 외기에 취약하므로, 베이스(30) 상에는 유기 발광 소자(OLED)를 기밀할 수 있는 보호필름(미도시)이 부착될 수 있다. 특히 보호필름은 적층된 복수의 절연막들로 이루어지며, 상세하게는 복수의 절연막들은 유기막과 무기막들이 교번 적층된 구조를 가진다.

한편, 화소(PXL)는 상기와 같은 하나 이상의 표시 소자를 구비하여 화상이 표시되도록 하는 것으로, 화소(PXL)는 복수의 발광 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 화소(PXL)는 적색 소자(Er)를 구비하는 적색 발광 영역, 녹색 소자(Eg)를 구비하는 녹색 발광 영역, 청색 소자(Eb)를 구비하는 청색 발광 영역을 포함할 수 있다. 이러한 하나 이상의 표시 소자를 구비하는 화소(PXL)에 대하여는 도 4 내지 도 6을 참조하면서 후술하기로 한다.

또한, 제1 패턴부(100)는 복수의 배선들을 구비한다. 이 복수의 배선들은 제1 패턴부(100)의 복수의 표시 소자들(110)의 하부층에 형성될 수 있다.

한편, 제1 패턴부(100)는 평평한 띠의 형상을 가질 수 있다. 이때, 기저에 배치되는 베이스(30)를 평판보다 폭이 좁은 띠(band) 형상으로 형성하게 되면 유연한 재질의 유기물을 패터닝할 때 두께 조절이 더욱 용이해진다.

전술한 바와 같이, 제1 패턴부(100)는 기저의 베이스(30)를 유연한 재질의 유기물로 형성하고, 유기막이 포함된 복수의 박막들을 적층하여 제1 패턴부(100)에 배치된 표시 소자들을 밀봉함으로써, 제1 패턴부(100)가 연장된 제1 방향으로 플렉서블(flexible) 또는 폴더블(foldable)한 특성을 가질 수 있다. 또한, 제1 패턴부(100)는 폭이 좁은 띠(band) 형상으로 패터닝됨으로써, 제1 방향으로 굽히거나 접히기가 훨씬 수월해질 수 있다.

다음으로, 제2 패턴부(200)는 제1 패턴부(100)와 적어도 일부가 중첩되도록 제2 방향을 따라 연장된다.

제2 패턴부(200)는 제1 패턴부(100)와 마찬가지로 기저에 베이스(30)를 구비한다. 제2 패턴부(200)의 베이스(30) 또한 플렉서블한 소재를 패터닝하여 형성될 수 있는데, 이때 베이스(30)의 재질은 제1 패턴부(100)와 동일할 수도 있다.

제2 패턴부(200)는 또한 복수의 배선들을 구비하는데, 제1 패턴부(100)의 일부 영역에서 제1 패턴부(100) 및 제2 패턴부(200)의 배선들이 서로 교차하여 전기적으로 연결된다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 패턴부(200)는 제1 방향으로 굴곡진 형상을 갖도록 패터닝된다. 이로써 제2 패턴부(200)는 그 굴곡진 형상이 펴졌다 오므려졌다를 반복함으로써 제2 방향으로의 탄성력을 갖게 된다. 즉, 제2 패턴부(200)는 제2 방향으로 스트레처블(stretchable)한 특성을 가질 수 있다.

다음으로, 관통부(300)는 서로 인접한 두 개의 제1 패턴부(100)와 서로 인접한 두 개의 제2 패턴부(200)로 둘러싸인 공간을 관통하도록 형성된다. 즉, 관통부(300)는 하나의 제1 패턴부(100)와 이와 인접한 다른 제1 패턴부(100), 그리고 제2 패턴부(200)와 이와 인접한 다른 제2 패턴부(200) 사이에 배치된다.

관통부(300)는 기저에 베이스(30)가 배치되지 않고 외부에 개방되도록 형성된다. 일 예로서 관통부(300)는 제1 패턴부(100) 및 제2 패턴부(200)의 제조 시 관통부(300)를 구비하도록 형성될 수도 있고, 또 다른 예로서 평판 형태의 베이스(30)의 모기판의 일 영역을 식각 등의 방법으로 제거하여 형성된 것일 수도 있다. 이러한 관통부(300)가 형성되는 과정의 예는 다양할 수 있고, 그 제조 방법에 제한은 없다.

이와 같이 제1 패턴부(100)와 제2 패턴부(200)로 둘러싸인 공간에 관통부(300)가 형성됨으로써 복수의 제1 패턴부(100)와 복수의 제2 패턴부(200)가 격자(mesh) 구조를 형성하게 된다. 이로써 벤딩(bending), 스트레칭(stretching) 등의 외부 자극에 따른 스트레스를 분산시킬 수 있고, 제1 방향 및 제2 방향마다 독립적으로 변형하는 표시 장치(1000)를 제공할 수 있다.

도 3은 도 2의 배선들의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 제1 패턴부(100)는 제1 방향을 따라 연장된 복수의 제1 배선(220)을 구비한다. 복수의 제1 배선(120)은 제1 방향을 따라 각각 평행하게 배치될 수 있다.

제1 배선(120)은 화소(PXL)에 스캔 신호 및 이전 스캔 신호를 각각 전달하는 스캔선(GW) 및 이전 스캔선(GI), 화소에 발광 제어 신호를 전달하는 발광 제어선(EM)을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

좀 더 상세하게는, 스캔 구동부가 복수의 스캔선들(GW, GI)을 통해 각 화소(PXL)에 두 개의 대응하는 스캔 신호를 생성하여 전달한다. 즉, 각 화소(PXL)가 포함되는 제1 방향의 행 라인에 대응하는 스캔선(GW)을 통해 제1 스캔 신호를 전달하고, 해당 행 라인의 이전 행 라인에 대응하는 이전 스캔선(GI)을 통해 제2 주사 신호를 전달한다. 또한, 스캔 구동부는 복수의 발광 제어선(EM)을 통해 각 화소(PXL)에 발광 제어 신호를 생성하여 전달한다. 그러나 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 표시 장치(1000)가 발광 제어 구동부를 더 포함하고, 발광 제어 신호는 발광 제어 구동부에서 생성될 수도 있다.

또한, 제1 패턴부(100)는 제1 배선(120) 외에도, 제1 배선(120) 및 제2 배선(220)과 복수의 표시 소자들(110)의 각각을 연결하는 배선들을 더 구비할 수 있다.

한편, 제2 패턴부(200)는 제2 방향을 따라 연장된 복수의 제2 배선(220)을 구비한다. 복수의 제2 배선(220)은 제2 방향을 따라 각각 평행하게 배치될 수 있다.

제2 배선(220)은 전술한 스캔선들(GW, GI)과 교차하며 화소(PXL)에 데이터 신호를 전달하는 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B), 화소(PXL)에 구동 전압을 전달하며 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)과 평행하게 연장되는 구동전압선(ELVDD), 구동 박막 트랜지스터를 초기화하는 초기화 전압을 전달하는 초기화 전압선(Vint)을 포함할 수 있다.

좀 더 상세하게는, 데이터 구동부가 복수의 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)을 통해 각 화소(PXL)에 데이터 신호를 전달한다. 복수의 화소들 각각은 복수의 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)을 통해 전달된 데이터 신호에 따라 유기 발광 소자(OLED)로 공급되는 구동 전류에 의해 소정 휘도의 빛을 발광한다. 이때, 구동전압선(ELVDD)은 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)과 거의 평행하게 형성되어 있는데, 복수의 구동 전압선(ELVDD)은 제1 방향으로 형성된 별도의 배선(미도시)에 의해 연결됨으로써 그물망 구조로 형성되어, 제1 방향 및 제2 방향으로 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라, 전원을 공급하는 배선의 영역을 더욱 확장하게 되어 배선 자체의 저항에 의한 전압 강하 현상을 해결할 수 있다. 한편, 도면상으로는 초기화 전압선(Vint)이 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)과 거의 평행하게 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 스캔선들(GW, GI)과 거의 평행하게 형성되는 것도 가능하다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 배선(220) 중에서 특히 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)은 각각 제1 패턴부(100) 상에 이격하도록 배치된 복수의 표시 소자들(110)과 전기적으로 연결되어 데이터 신호를 전달하게 된다. 예를 들면, 적색 데이터선(Data_R), 녹색 데이터선(Data_G), 및 청색 데이터선(Data_B)은 각각 적색 소자(Er), 녹색 소자(Eb), 및 청색 소자(Eb)에 연결될 수 있다. 또한, 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B)과 평행하게 배치된 하나의 구동전압선(ELVDD)이 적색 소자(Er), 녹색 소자(Eb), 및 청색 소자(Eb)에 구동 전원을 공급할 수 있다. 그러나, 데이터선(Data_R, Data_G, Data_B) 및 구동전압선(ELVDD)을 포함하는 제2 배선(220)의 설계는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 제1 배선(220) 및 제2 배선(220)은 제1 패턴부(100)의 일부 영역에서 서로 교차하는데, 양 배선들(220, 220)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 즉, 배선층의 로드(load) 증가 및 공간상의 제약을 이유로 일부 스캔 배선으로 기능하는 제1 배선(220)을 하부층에 배치하고, 일부 데이터 배선으로 기능하는 제2 배선(220)을 제1 배선(220)보다 상부층에 배치할 수 있다. 이때, 제1 배선(120)과 제2 배선(220) 사이에는 절연층(미도시)이 개재될 수 있다.

한편, 배선들(120, 220)을 패터닝함에 있어서 다양한 방법들이 이용될 수 있는데, 예를 들면 전자빔 증착, 열 증착, 스퍼터링, 및 전기도금을 이용한 배선의 증착이 있다. 그 외에도 포토레지스트를 이용한 패터닝 공정 후 건식 식각 혹은 습식 식각 공정을 이용할 수도 있고, 나노 임프린트나 잉크젯 프린팅 등의 프린팅 공정을 이용하여 배선의 직접 프린팅도 가능하다. 특히, 제2 방향으로 늘어나는 것을 고려하여 충분한 두께의 배선을 패터닝할 필요가 있다.

배선들(120, 220)은 전기가 잘 통하는 물질이면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 금속일 수 있다. 이러한 금속은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄 및 팔라듐으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다. 이들 중에서 전도성, 연성, 및 전성 등의 전기적, 기계적 성질에 따라 적절히 선택될 수 있다.

도 4는 도 1의 표시 장치의 일 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 4를 참조하면, 제1 패턴부(100)는 복수 개의 제1 부패턴부(100´)를 포함하고, 제2 패턴부(200)는 복수 개의 제2 부패턴부(200´)를 포함하며, 관통부(300)는 복수 개의 부관통부(300´)를 포함한다.

이때, 서로 인접한 두 개의 제1 부패턴부(100´), 서로 인접한 두 개의 제2 부패턴부(200´) 및 그 사이에 배치된 부관통부(300´)가 모여 하나의 화소(PXL)를 이루게 된다. 일 화소(PXL)의 제1 방향으로의 길이를 A라 하면, 이 A는 디스플레이의 해상도에 따라 적절한 값으로 결정된다.

전술한 바와 같이, 하나의 화소(PXL)는 복수의 발광 영역을 포함하고, 일 예로 각각의 발광 영역은 적색, 녹색, 및 청색으로 발광될 수 있다. 또한, 각각의 발광 영역에는 적색 가시광선을 발생하는 적색 소자(Er), 녹색 가시광선을 발생하는 녹색 소자(Eb), 및 청색 가시광선을 발생하는 청색 소자(Eb)가 배치될 수 있다. 이러한 복수의 발광 영역은 제1 부패턴부(100´)에 배치된다. 제1 부패턴부(100´)의 제2 방향으로의 폭을 B라 하면, 이 B는 각각의 발광 소자들에 연결되는 화소 회로 및 제1 배선의 위치에 따라 결정되고, 각각의 발광 영역의 발광 개구율에 의해 영향을 받게 된다.

제2 부패턴부(200´)는 제1 방향 중의 일방향으로 만곡된 형상을 갖는다. 이러한 제2 부패턴부(200´)의 형상은 변형의 정도 및 기판의 재질에 따라 다양하게 변화될 수 있고, 스트레스를 분산시킬 수 있는 것이면 어떠한 형태를 가져도 상관 없으나, 예를 들어 반구(hemisphere) 형태나 나사산(screw) 형태일 수 있다. 또한, 제2 부패턴부(200´)에 배치된 제2 배선(220)의 일부는 제2 부패턴부(200´)의 형상에 대응하여 만곡된 형상을 갖도록 형성된다.

이때, 제2 부패턴부(200´) 중에서 가장 만곡된 부분의 제1 방향으로의 폭을 C라 하면, 이 C는 절연막들의 재질 및 특성의 영향을 받고, 제2 배선의 수 및 위치에 따라 적절한 값으로 결정된다.

또한, 제2 부패턴부(200´)가 만곡된 방향으로 제2 부패턴부(200´)의 일측 가장자리에 오목한 홈이 형성된다. 이러한 홈의 제2 방향으로의 폭을 D라 하면, 이 D는 제2 방향으로의 스트레처블한 특성을 좌우하고, 제2 부패턴부(200´) 자체의 기구 강도에 영향을 미친다.

이와 같이 제2 부패턴부(200´)에 홈을 형성함으로써 제2 패턴부(200)가 일종의 스프링(spring)처럼 기능하게 할 수 있다. 즉, 제2 패턴부(200)가 제2 방향으로 늘어나면, 제2 부패턴부(200´)의 만곡된 형상이 평평하게 펴지게 되고, 나아가 제2 부패턴부(200´)의 형상에 대응하도록 제2 부패턴부(200´)에 배치된 제2 배선(220)의 일부분도 제2 방향으로 함께 늘어나면서 평평하게 펴지게 된다.

한편, 제2 부패턴부(200´) 및 제2 부패턴부(200´)에 배치된 제2 배선(220)의 만곡된 방향이 제1 패턴부(100)를 중심으로 엇갈리도록 형성될 수 있다. 이로써 제1 패턴부(100)를 중심으로 제1 방향으로의 적색 소자(Er), 녹색 소자(Eb), 및 청색 소자(Eb)의 배선 저항을 맞춤으로써 표시 장치(1000)를 더욱 안정적으로 구동할 수 있도록 돕는다. 그러나 이러한 엇갈림 구조가 반드시 도면상에 표시된 형태로 형성되는 것은 아니고, 일 예로 인접한 두 개의 제1 패턴부(100) 사이에서 두 개의 제2 부패턴부(200´)를 엇갈리게 배치하여 일종의 S자를 그리도록 형성될 수도 있다. 또 다른 예로 복수 개의 행 라인에 동일 방향으로 만곡된 제2 부패턴부(200´)를 배치하고, 이와 인접한 다른 복수 개의 행 라인에 반대 방향으로 만곡된 제2 부패턴부(200´)를 배치하여 배선 저항의 균형을 맞추는 것도 가능하다.

이하에서는 제1 패턴부(100) 및 제2 패턴부(200)의 두께 방향으로의 적층 구조에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ´선을 따라 절취한 단면도이고, 도 6은 Ⅱ-Ⅱ´선을 따라 절취한 단면도이다.

먼저 도 5를 참조하여 하나의 유기 발광 소자(OLED)가 배치된 제1 패턴부(100)의 단면 구조에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 베이스(30) 상에 하나의 유기 발광 소자(OLED)를 표시 소자로서 구비하고 있는 영역을 편의상 표시부(P)로 지칭한다.

베이스(30)는 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로 베이스(30)는 플라스틱재로 형성할 수도 있다. 베이스(30)를 형성하는 플라스틱 재는 절연성 유기물일 수 있는데, 폴리에스테르설폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC, triacetyl cellulose), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.

다른 한편으로, 화상이 베이스(30) 방향으로 구현되는 배면 발광형(bottom emission type)인 경우에 베이스(30)는 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 베이스(30)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형(top emission type)인 경우에 베이스(30)는 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다.

상기와 같이 베이스(30)는 플라스틱재로 형성하는 것이 바람직하나, 유연성을 갖는 소재이면, 초박형 유리, 금속일 수도 있다. 금속으로 베이스(30)를 형성하는 경우, 베이스(30)는 탄소, 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

표시부(P)는 베이스(30) 상에 형성되며, 박막 트랜지스터(T1)와 유기 발광 소자(OLED)를 구비할 수 있다.

도 5를 참조하면, 베이스(30)상에는 버퍼층(31)이 형성될 수 있다. 버퍼층(31)은 베이스(30)를 통한 불순 원소의 침투를 방지하고, 베이스(30) 상부에 평탄한 면을 제공하는 층으로서, 버퍼층(31)은 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(31)은 실리콘 옥사이드(SiOx; silicon oxide), 실리콘 나이트라이드(SiNx; silicon nitride), 실리콘 옥시나이트라이드(SiOxNy; silicon oxynitride), 알루미늄옥사이드(aluminium oxide), 알루미늄나이트라이드(aluminium nitride), 티타늄옥사이드(titanium oxide) 또는 티타늄나이트라이드(titanium nitride) 등의 무기물이나, 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리에스테르(polyester), 아크릴(acrylic) 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다.

활성층(107)은 버퍼층(31) 상에서 실리콘과 같은 무기질 반도체나, 유기 반도체에 의해 형성될 수 있다. 활성층(107)은 소스 영역, 드레인 영역과 이들 사이의 채널 영역을 갖는다. 예를 들어, 비정질 실리콘을 사용하여 활성층(107)을 형성하는 경우, 비정질 실리콘층을 베이스(30) 전면에 형성한 후 이를 결정화하여 다결정 실리콘층을 형성하고, 패터닝한 후 가장자리의 소스 영역 및 드레인 영역에 불순물을 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역 및 그 사이의 채널 영역을 포함하는 활성층(107)을 형성할 수 있다.

활성층(107) 상에는 게이트 절연막(32)이 형성된다. 게이트 절연막(32)은 활성층(107)과 게이트 전극(222)을 절연하기 위한 것으로 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥사이드(SiO2) 등과 같은 무기물로 형성할 수 있다.

게이트 절연막(32) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(108)이 형성된다. 게이트 전극(108)은 박막 트랜지스터(TFT)의 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 여기서, 게이트 전극(108)은 복수 개일 수 있고, 각각의 게이트 전극(108) 사이에는 추가적으로 게이트 절연막(32)이 개재될 수 있다.

게이트 전극(108)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo를 함유할 수 있고, Al:Nd, Mo:W 합금 등과 같은 합금을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고 설계 조건을 고려하여 다양한 재질로 형성할 수 있다.

게이트 전극(108) 상에 형성되는 층간 절연막(33)은 게이트 전극(108)과 소스 전극(109a) 및 드레인 전극(109b) 사이의 절연을 위한 것으로, SiNx, SiO2 등과 같은 무기물로 형성할 수 있다.

층간 절연막(33)상에는 소스 전극(109a) 및 드레인 전극(109b)이 형성된다. 구체적으로, 층간 절연막(33) 및 게이트 절연막(32)은 활성층(107)의 소스 영역 및 드레인 영역을 노출하도록 형성되고, 이러한 활성층(107)의 노출된 소스 영역 및 드레인 영역과 접하도록 소스 전극(109a) 및 드레인 전극(109b)이 형성된다.

한편, 도 5는 활성층(107)과, 게이트 전극(108)과, 소스 전극(109a) 및 드레인 전극(109b)을 순차적으로 포함하는 탑 게이트 방식(top gate type)의 박막 트랜지스터(TFT)를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 게이트 전극(108)이 활성층(107)의 하부에 배치될 수도 있다. 좀 더 상세한 예로, LTPS(Low-Temperature Polycrystaline Silicon) 탑 게이트(top gate) 구조, 산화물 바텀 게이트(bottom gate) 구조, 산화물 탑 게이트(top gate) 구조일 수 있다.

박막 트랜지스터(T1)를 제외한 영역에는 베이스(30) 상에 버퍼층(31), 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33)의 순으로 절연막 적층체(34)가 형성된다.

이와 같은 박막 트랜지스터(T1)는 유기 발광 소자(OLED)에 전기적으로 연결되어 유기 발광 소자(OLED)를 구동하며, 평탄화막(35)으로 덮여 보호된다.

평탄화막(35)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함되도록 할 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 또한, 평탄화막(35)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.

유기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(111), 중간층(112) 및 대향 전극(113)을 구비할 수 있다.

제1 전극(111)은 평탄화막(35)상에 형성되고, 평탄화막(35)에 형성된 컨택홀(105)을 통하여 드레인 전극(109b)과 전기적으로 연결된다.

제1 전극(111)은 반사 전극일 수 있으며, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO, indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO, indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO, zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3, indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO, indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO, aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.

제1 전극(111)과 대향되도록 배치된 제2 전극(113)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극을 더 형성할 수 있다.

따라서, 제2 전극(113)은 중간층(112)에 포함된 유기 발광층(미도시)에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 즉, 유기 발광층(미도시)에서 방출되는 광은 직접 또는 반사 전극으로 구성된 제1 전극(111)에 의해 반사되어, 제2 전극(113) 측으로 방출될 수 있다.

그러나, 본 실시예의 유기 발광 디스플레이 장치(10)는 전면 발광형으로 제한되지 않으며, 유기 발광층(미도시)에서 방출된 광이 베이스(30) 측으로 방출되는 배면 발광형일 수도 있다. 이 경우, 제1 전극(111)은 투명 또는 반투명 전극으로 구성되고, 제2 전극(113)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.

한편, 제1 전극(111) 상에는 절연물로 화소 정의막(36)이 형성된다. 화소 정의막(36)은 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아마이드(polyamide), 아크릴(acrylic) 수지, 벤조사이클로부텐(BCB, benzocyclobutene) 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 화소 정의막(36)은 제1 전극(111)의 소정의 영역을 노출하며, 노출된 영역에 유기 발광층을 포함하는 중간층(112)이 위치한다.

중간층(112)에 포함된 유기 발광층(미도시)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 중간층(112)은 유기 발광층(미도시) 이외에 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층을 선택적으로 더 포함할 수 있다.

도시되지는 않았지만, 제2 전극(113) 상에는 봉지층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 봉지층은 복수의 무기막들이 적층된 구조이거나, 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수 있다. 다른 예에 따르면, 제2 전극(113) 상에는 봉지 기판(미도시)이 배치되어, 표시 장치가 상기 봉지 기판에 의해 밀봉될 수 있다.

또한, 제2 전극(113)을 보호하기 위해 상기의 봉지층/봉지 기판과 제2 전극 사이에 캡핑층(capping layer)(미도시)이 개재될 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 하나의 제2 부패턴부(200´)의 단면 구조에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 도 6에 표시된 도면의 참조 번호 중 도 5와 동일한 참조 번호는 전술한 실시예와 동일한 구성요소를 가리킨다. 동일한 구성요소는 그 기능이나 작용 또한 동일하므로 이하에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

베이스(30)는 제1 패턴부(100)와 마찬가지로 플렉서블한 재질로 형성될 수 있다. 베이스(30) 상에는 버퍼층(31), 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33)의 순으로 절연막 적층체(34)가 형성된다.

이러한 절연막 적층체(34) 상에는 배선층(109)이 형성되는데, 이 배선층(109)은 도5의 소스 전극(109a) 및 드레인 전극(109b)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 배선층(109)은 도 2 및 도 3에서의 제2 배선(220)에 해당한다.

절연막 적층체(34) 상에는 배선층(109)을 덮도록 평탄화막(35)이 형성된다. 평탄화막(35) 상에는 제2 전극(113)이 형성되는데, 제2 전극(113)은 도 5의 제1 패턴부를 포함하여 표시 장치(1000) 전체를 덮도록 형성된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치(1000)는 제1 방향 및 제2 방향으로 서로 다른 기능성을 갖는 디스플레이를 구현할 수 있다.

도 7은 도 1의 표시 장치에 외력이 작용한 경우, 표시 장치의 변형 상태를 개략적으로 도시한 도이다.

도 7의 (a)를 참조하면, 제1 방향으로는 제1 패턴부(100)가 폭이 좁은 띠(band) 형상으로 패터닝됨으로써, 제1 방향으로 굽히거나 접히기가 훨씬 수월해질 수 있다. 따라서, 표시 장치(1000)는 제1 방향으로 플렉서블하거나 폴더블한 특성을 가질 수 있다.

한편, 도 7의 (b)를 참조하면, 제2 방향으로는 제2 패턴부(200)가 굴곡진 형상을 갖도록 패터닝됨으로써, 이러한 굴곡진 형상이 펴졌다 오므려졌다를 반복할 수 있다. 즉, 상기의 굴곡진 형상이 스프링의 요철과 같은 기능을 하여 표시 장치(1000)에 탄성력을 부여할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1000)는 제2 방향으로 스트레처블한 특성을 가질 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 스트레처블한 특성과 플렉서블한 특성을 동시에 만족시킬 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: 제1 패턴부
200: 제2 패턴부
300: 관통부
110: 표시 소자들
Er, Eg, Eb: 적색, 녹색, 청색 소자
120: 제1 배선
220: 제2 배선

Claims

적어도 하나의 관통부를 포함하는 베이스;
상기 베이스 상에 화상을 구현하는 복수의 표시 소자를 구비하고 제1 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 제1 패턴부; 및
상기 제1 패턴부와 적어도 일부가 중첩되도록 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 방향으로 굴곡진 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 패턴부;를 포함하며,
상기 적어도 하나의 관통부는 상기 제1 패턴부 및 상기 제2 패턴부로 둘러싸이며,
상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부는 격자(mesh) 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 패턴부는 상기 제1 방향을 따라 연장된 복수의 제1 배선을 구비하고,
상기 제2 패턴부는 상기 제1 배선과 적어도 일부가 교차하도록 상기 제2 방향을 따라 연장된 복수의 제2 배선을 구비하는 표시 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 패턴부는 복수 개의 제1 부패턴부를, 상기 제2 패턴부는 복수 개의 제2 부패턴부를, 상기 관통부는 복수 개의 부관통부를 각각 포함하는 표시 장치.
제 3 항에 있어서
서로 인접하는 상기 제1 부패턴부, 상기 제2 부패턴부 및 상기 부관통부가 모여 하나의 화소를 이루는 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 부패턴부는 복수의 발광 영역을 포함하고,
상기 복수의 발광 영역은 각각 적색, 녹색 및 청색으로 발광되는 표시 장치.
제 3 항에 있어서
상기 제2 부패턴부는 상기 제1 방향 중의 일방향으로 만곡된 형상을 갖는 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 부패턴부가 만곡된 방향으로 상기 제2 부패턴부의 일측 가장자리에 오목한 홈이 형성된 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 배선 중에서 상기 제2 부패턴부에 구비된 일부는 상기 제2 부패턴부의 형상에 대응하여 만곡된 형상을 갖도록 형성된 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 패턴부의 신장시, 상기 제2 부패턴부의 상기 만곡된 형상이 평평하게 펴지는 표시 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제2 패턴부의 신장시, 상기 제2 배선의 상기 만곡된 형상이 평평하게 펴지는 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 부패턴부의 만곡된 방향이 상기 제1 패턴부를 중심으로 엇갈리도록 형성된 표시 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 배선은 복수의 배선을 구비하고, 상기 복수의 배선은 각각 상기 복수의 표시 소자와 전기적으로 연결되는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 배선 중의 적어도 하나는 상기 화소에 스캔 신호를 전달하는 스캔선이고,
상기 제2 배선 중의 적어도 하나는 상기 화소에 데이터 신호를 전달하는 데이터선인 표시 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제2 배선 중의 적어도 하나는 상기 화소에 구동 전원(ELVDD)을 공급하는 구동전압선인 표시 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 패턴부는 상기 제1 배선과 상기 제2 배선 사이에 형성된 절연층을 더 구비하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 표시 소자는 상기 제1 패턴부 상에 각각 이격되도록 배치되는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스는 유연성을 갖는 재질로 형성된 표시 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 베이스는 유기물을 함유하는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시 소자는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이에 배치되고 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하는 표시 장치.