KR102409703B1 - 커브드 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 커브드 표시장치는 입력 영상을 구현하기 위한 소자들이 구비된 표시소자층을 포함하는 다수의 레이어들을 가지며, 중립면과 중립면의 위, 아래 중 어느 하나에 위치하여 압축 응력이 제공되는 제1 영역과 다른 하나에 위치하여 인장 응력이 제공되는 제2 영역을 갖는다. 본 발명에 의한 커브드 표시장치는 제1 곡면부와 제2 곡면부를 포함한다. 제1 곡면부는 적어도 하나 이상일 수 있다. 제2 곡면부는 제1 곡면부와 다른 방향으로 벤딩되며, 적어도 하나 이상일 수 있다. 이때, 1 곡면부와 상기 제2 곡면부는 그 두께가 서로 상이하며, 중립면의 위치가 서로 상이하다.

Description

커브드 표시장치{CURVED DISPLAY DEVICE}
본 발명은 서로 다른 방향으로 벤딩된 제1 곡면부 및 제2 곡면부를 갖는 커브드 표시장치에 관한 것이다.
음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 표시장치(Flat display device)들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display device; OLED) 등이 있다.
표시장치는 얇고 무게가 가볍기 때문에 이동 통신 단말기나 휴대용 정보 처리기에서 표시 수단으로 많이 사용되고 있다. 특히, 휴대용(Portable) 혹은 모바일(Mobile) 기기에서는 더욱 얇고, 더 가벼우며, 전력 소비가 작은 표시 패널에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 표시장치는 스마트폰과 태블릿 PC와 같은 모바일 기기 뿐만 아니라 TV(Television), 자동차 디스플레이, 웨어러블 기기 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이러한 표시장치는 다양한 분야에 적용되기 위해, 다양한 방식으로의 구조적인 변형이 요구되고 있다.
최근에는, 커브드(curved) 표시장치가 상용화되고 있다. 예를 들어, 커브드 표시장치는 플라스틱 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 포함하여, 표시 패널의 표시 영역 상에 입력 영상을 재현할 수 있다. 플라스틱 OLED는 휘어질 수 있는 플라스틱 기판 상에 형성될 수 있다. 커브드 표시장치는 다양한 디자인 구현이 가능하고 휴대성과 내구성에 장점이 있다.
도 1은 커브드 표시장치의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 표시장치는 표시장치의 전면 방향으로 벤딩(inner curved)될 수 있고, 배면 방향으로도 벤딩(outer curved)될 수도 있다. 커브드 표시장치가 벤딩되는 경우, 표시장치에는 응력이 작용하게 된다. 표시장치에 파괴 강도 이상의 응력이 가해지는 경우, 표시장치의 내부에 형성된 소자들에 크랙이 발생하는 등의 문제점이 발생할 수 있다. 표시장치의 신뢰성 및 제품 수율 향상을 위해, 안정적으로 표시장치를 벤딩할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 제조가 어려웠던 서로 다른 방향으로 벤딩된 곡면부들을 갖는 커브드 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 커브드 표시장치는 서로 다른 방향으로 벤딩되는 제1 곡면부와 제2 곡면부를 포함한다. 제1 곡면부 및 제2 곡면부는 복수개 일 수 있다. 제1 곡면부와 제2 곡면부는 그 두께가 서로 상이하다. 제1 곡면부와 제2 곡면부는 중립면의 위치가 서로 상이하다. 본 발명에 의한 커브드 표시장치는 두께를 조절을 통해 중립면의 위치를 조절함으로써, 인장 응력이 제공되는 영역에 타겟 레이어가 배치되지 않도록한다.
본 발명은 서로 다른 방향으로 벤딩되는 곡면부들을 포함한다. 본 발명은 서로 다른 방향으로 벤딩되는 각 곡면부들의 중립면을 제어함으로써, 크랙 발생에 취약한 타겟 레이어에 작용하는 응력을 최소화하고 인장 응력이 제공되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 벤딩 시 제공되는 외력으로부터 강건한 구조를 갖는 커브드 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 표시장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 커브드 표시장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 커브드 표시장치의 특징을 비교 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명에 의한 커브드 표시장치의 적층 구조의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 중립면을 제어하는 실험예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 벤딩된 커브드 표시장치의 형상과 커브드 표시장치의 두께 관계를 개략적으로 도시한 도면들이다.
도 10 내지 도 14은 본 발명에 의한 바람직한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에 의한 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD), 양자점 표시장치(Quantum Dot Display; QDD) 등의 표시장치 기반으로 구현될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 표시장치가 유기발광 다이오드 소자를 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 의한 커브드 표시장치(100)를 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 커브드 표시장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 커브드 표시장치의 특징을 비교 설명하기 위한 도면들이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 커브드 표시장치(100)는 적어도 하나 이상의 제1 곡면부(BA1)와, 적어도 하나 이상의 제2 곡면부(BA2)를 포함한다. 곡면부는 특정 방향으로 벤딩되어 만곡된 형상을 갖는 영역을 의미한다. 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)는 서로 다른 방향으로 벤딩된다. 이하, 설명의 편의를 위해, 커브드 표시장치(100)의 전면(前面) 방향으로 벤딩된 곡면부는 제1 곡면부(BA1)라 정의하고, 커브드 표시장치(100)의 배면(背面) 방향으로 벤딩된 곡면부는 제2 곡면부(BA2)라 정의한다. 커브드 표시장치(100)의 전면 방향은 입력 영상을 표시하기 위한 광이 방출되는 방향을 의미한다. 또한, 이하 설명함에 있어서 "위"는 특정 오브젝트로(object)부터의 전면 방향을 의미하며, "아래"는 특정 오브젝트로부터의 배면 방향을 의미한다.
본 발명은 커브드 표시장치(100)의 두께 변경을 통해 중립면(NP)의 위치를 제어함으로써 벤딩시 특정 레이어에 발생할 수 있는 크랙을 방지하기 위한 것이다. 특히, 본 발명은 제공되는 외력에 취약한 레이어 즉, 커브드 표시장치(100)에 가해지는 응력(stress)에 의해 크랙이 발생하기 쉬운 레이어(이하, '타겟(target) 레이어'라 함)(TL)를 중립면(NP)(neutral plane)에 위치시키거나, 중립면(NP)과 인접하게 배치되되 압축 응력(CS)(compressive stress)이 작용하는 영역에 위치시키는 것을 특징으로 한다.
도 3을 더 참조하면, 중립면(NP)은 벤딩 시 응력 상태가 0이 되는 면이다. 다시 말해, 중립면(NP)은 굽힘 모멘트(bending moment)가 가해질 때 늘어나거나 줄어들지 않고 본래의 길이를 유지하면서 벤딩되는 면을 의미한다. 벤딩 시, 구부러지는 곡률의 안쪽에서는 압축 응력(CS)(tensile stress)이 작용하고, 바깥쪽에서는 인장 응력(TS)(compressive stress)이 작용하게 된다. 벤딩 시, 중립면(NP)으로부터의 거리에 비례하여 인장 응력(TS) 또는 압축 응력(CS)의 크기가 결정된다. 따라서, 중립면(NP)으로부터의 거리가 멀어질수록 인장 응력(TS) 또는 압축 응력(CS)의 크기가 증가한다.
벤딩에 의해 커브드 표시장치(100)에 파괴 강도 이상의 응력이 가해지면, 커브드 표시장치(100)의 내부에 형성된 소자들에 크랙이 발생하거나 오픈(open circuit)되는 불량이 발생할 수 있다. 압축 응력(CS)이 작용하는 영역에 배치된 소자보다 인장 응력(TS)이 작용하는 영역에 배치된 소자에 크랙이 발생하기 쉽다. 즉, 소자들은 벤딩 시 압축 응력(CS)을 받는 경우에 비해 인장 응력(TS)을 받는 경우 크랙 발생에 더욱 취약하다. 따라서, 본 발명은 인장 응력(TS)이 제공되는 영역에 타겟 레이어(TL)가 배치되지 않도록 중립면(NP)을 조절하는 것을 특징으로 한다.
중립면(NP)의 위치는 커브드 표시장치(100)의 적층 구조에 따라 상이할 수 있다. 중립면(NP)은 단일 레이어를 갖는 부재이거나, 둘 이상의 레이어가 적층된 복합 부재이더라도 동일 물성을 갖는 물질이 적층되어 있는 경우 그 부재의 중심에 위치할 수 있다. 다만, 커브드 표시장치(100)와 같이 둘 이상의 서로 다른 물성을 갖는 다수의 소자들 및 절연층들이 적층된 경우에는 중립면(NP)이 커브드 표시장치(100)의 중심에 위치하지 않을 수 있다. 중립면(NP)의 위치는 커브드 표시장치(100)를 구성하는 레이어들 각각의 물성 및 두께 등에 따라 상이할 수 있다.
본 발명에서 제1 곡면부(BA1)의 두께(t1)와, 제2 곡면부(BA2)의 두께(t2)는 서로 상이하다. 제1의 곡면부의 두께(t1)와 제2 곡면부(BA2)의 두께(t2)가 상이하다고 함은, 커브드 표시장치(100)를 구성하는 적어도 어느 하나 이상의 레이어가 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 갖는 것을 의미하거나, 제1 곡면부(BA1) 및 제2 곡면부(BA2) 중 어느 하나에서 소정의 두께를 갖는 추가 레이어가 더 형성될 수 있음을 의미한다.
도 4를 더 참조하면, 커브드 표시장치(100)의 두께(t3)가 일정하고 타겟 레이어(TL)가 중립면(NP) 위에 위치하는 경우, 제1 곡면부(BA1)의 타겟 레이어(TL)에는 압축 응력(CS)이 제공되고, 제2 곡면부(BA2)의 타겟 레이어(TL)에는 인장 응력(TS)이 제공된다(도 4의 (a)). 커브드 표시장치(100)의 두께(t3)가 일정하고 타겟 레이어(TL)가 중립면(NP) 아래에 위치하는 경우, 제1 곡면부(BA1)의 타겟 레이어(TL)에는 인장 응력(TS)이 제공되고, 제2 곡면부(BA2)의 타겟 레이어(TL)에는 압축 응력(CS)이 제공된다(도 4의 (b)). 이와 같이, 커브드 표시장치(100)의 두께(t3)가 일정한 경우, 제1 곡면부(BA1)의 타겟 레이어(TL) 및 제2 곡면부(BA2)의 타겟 레이어(TL) 중 적어도 어느 하나는 인장 응력(TS)이 제공되는 영역에 위치한다. 인장 응력(TS)이 제공되는 타겟 레이어(TL)에서는 크랙이 발생하여 소자 특성이 열화되는 등의 불량이 발생할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)의 두께를 조절하여, 중립면(NP)을 제어한다. 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)의 두께는 상이하다. 두께 차이에 기인하여, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 중립면(NP)의 위치는 서로 상이하다. 중립면(NP)을 제어함으로써, 제1 곡면부(BA1)의 타겟 레이어(TL)와 제2 곡면부(BA2)의 타겟 레이어(TL)는 각각 중립면(NP)에 위치하거나, 중립면(NP)과 인접하여 위치하되 압축 응력(CS)이 제공되는 영역에 위치한다.
제1 곡면부(BA1)의 타겟 레이어(TL)와 제2 곡면부(BA2)의 타겟 레이어(TL)는 동일한 레이어일 수 있으나, 다른 레이어일 수도 있다. 또한, 제1 곡면부(BA1)가 복수 개인 경우, 제1 곡면부(BA1)들 중 적어도 어느 하나의 두께 및 중립면(NP)의 위치는 다른 하나의 두께 및 중립면(NP)의 위치와 상이할 수 있다. 제2 곡면부(BA2)가 복수 개인 경우, 제2 곡면부(BA2)들 중 적어도 어느 하나의 두께 및 중립면(NP)의 위치는 다른 하나의 두께 및 중립면(NP)의 위치와 상이할 수 있다.
본 발명은 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)의 구분 없이, 크랙 발생에 취약한 타겟 레이어(TL)에 작용하는 응력을 최소화하고 인장 응력(TS)이 제공되지 않도록 함으로써, 벤딩 시 제공되는 외력으로부터 강건한 구조를 갖는 커브드 표시장치(100)를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실험예 및 실시예들을 통해, 본 발명의 특징을 구체적으로 설명한다. 도 5는 본 발명에 의한 커브드 표시장치 적층 구조의 일 예를 도시한 단면도이다.
커브드 표시장치(100)는 기판(SUB), 표시 소자층(DPL), 보호층(PASSI), 배리어 필름(BAF) 및 광학 필름(POL) 등을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 폴리에틸렌 나프탈레이트(Poly ethylene naphthalate; PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Ploy ethylene terephthalate; PET), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(poly ethylene ether phthalate), 폴리카보네이트(poly carbonate; PC), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰산(polyether sulfonate), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리아크릴레이트(polyacrylate)와 같은 물질로부터 선택된 유연성을 갖는 재질로 형성된다.
기판(SUB) 하부에는 PET, PC, PEN와 같은 물질로 이루어진 백 플레이트(BP)가 더 형성될 수 있다. 백 플레이트(BP)는 기판(SUB)의 하부에 이물(異物)이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 외부로부터의 충격 등을 완충하는 기능을 할 수 있다. 백 플레이트(BP) 상에는 그래파이트(graphite) 등이 추가로 부착될 수 있다.
기판(SUB) 하부에는 추가 레이어(ADL)가 더 구비될 수 있다. 추가 레이어(ADL)는 방열 시트, 열 전도 필름, 전자파 차폐(Electric Magnetic Interference; EMI) 필름, 광학 차단 필름 등을 포함할 수 있다. 또한, 추가 레이어(ADL)는 PI, PET 필름 등을 포함할 수 있다. 방열 시트는 그래파이트를 포함할 수 있다. 열 전도 필름은 구리(copper)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 소자층(DPL)은 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 자발광 소자인 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 'OLED'라 함)를 포함한다. OLED는 애노드 전극 및 캐소드 전극과, 이들 사이에 개재된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 발광층(Emission layer, EML)을 포함하고, 공통층을 더 포함할 수 있다. 공통층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL)과 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 전자수송층(Electron transport layer, ETL), 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
픽셀들 각각은 게이트-소스 간 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor), 구동 박막 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압을 한 프레임 동안 일정하게 유지시키는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor), 및 게이트펄스(또는 스캔 펄스)에 응답하여 구동 박막 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압을 프로그래밍하는 적어도 하나 이상의 스위치 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 구동 전류는 데이터전압에 따른 구동 박막 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압과, 구동 박막 트랜지스터의 문턱전압에 의해 결정되며, 픽셀의 휘도는 OLED에 흐르는 구동전류의 크기에 비례한다.
각 신호들을 전달하는 신호 배선들은 유연성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 신호 배선들은 메탈 나노 와이어(metal nano wire), 메탈 메시(metal mesh), 탄소나노튜브(CNT) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터 및 OLED를 덮도록 보호층(PASSI)이 더 형성될 수 있다. 보호층(PASSI)은 하나 이상의 유기물과 무기물이 교번하여 적층된 멀티층(multi-layer)으로 형성될 수 있다. 보호층(PASSI)은 제1 무기막(PAS1), 유기막(PCL), 제2 무기막(PAS2)만을 포함하는 것으로 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 내부 소자를 수분 및 산소로부터 보호할 수 있는 구조라면 모두 포함될 수 있다. 예를 들어, 보호층(PASSI)은 수분 및 산소의 침투를 차단하기 위해 다수 개의 무기막과 유기막(PCL)이 교번하여 적층되는 구조일 수 있다. 보호층(PASSI)은 외부 환경으로부터 유입될 수 있는 수분 및 산소, 및/또는 외부로부터 작용할 수 있는 외력으로부터 커브드 표시장치(100)의 소자를 보호하는 역할을 한다. 즉, 보호층(PASSSI)은 봉지층(encapsulation layer)으로써 기능한다.
보호층(PASSI) 상에는 배리어 필름(BAF)이 더 형성되어, 산소 등의 유입을 차단하는 기능을 할 수 있다. 배리어 필름(BAF)은 무기 물질, 또는 유기 물질과 무기물질의 다층 코팅을 통해 기체 투과 특성을 개선 시킨 유연한 재질의 플라스틱 필름일 수 있다. 도시하지는 않았으나, 보호층(PASSI) 상에는 센싱된 도전체의 움직임 등을 바탕으로 정보를 처리하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)이 더 구비될 수 있다. 보호층(PASSI)이 형성된 기판(SUB)과 터치 스크린 패널은 그 사이에 개재된 접착층을 통해 서로 접착될 수 있다. 이때, 접착층은 배리어(barrier) 역할을 수행하는 물질을 포함할 수 있다.
광학 필름(POL)은 배리어 필름(BAF) 상에 배치되어, 외부로부터 입사된 광의 반사를 줄여, 시인성을 향상시킬 수 있다. 광학 필름(POL)은 편광 필름을 포함할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 커브드 표시장치(100)의 두께를 조절하여 중립면(NP)을 제어하는 방법을 구체적으로 설명한다. 도 6 내지 도 8은 중립면을 제어하는 실험예를 설명하기 위한 도면들이다. 도 9는 벤딩된 커브드 표시장치의 형상과 커브드 표시장치의 두께 관계를 개략적으로 도시한 도면들이다.
이하에서는, 타겟 레이어(TL)가 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)인 경우를 예로 들어 설명한다. 표시 소자층(DPL)에 인장 응력이 작용하면, 표시 소자층(DPL)에 형성된 발광 소자, 구동 소자들이 손상되거나, 오픈 불량이 발생하기 쉽다. 보호층(PASSI)에 인장 응력이 작용하면, 크랙이 발생하기 쉽고, 발생한 크랙이 표시 소자층(DPL) 내부로 전파될 수 있다. 전파된 크랙에 따라 수분 및 산소가 유입될 수 있고, 이들은 발광 소자, 구동 소자들을 열화시킬 수 있다. 상기 불량 등에 기인하여, 제품의 신뢰성 및 안정성이 저하되는 것을 방지하기 위해, 벤딩 시 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 필요가 있다.
도 6을 참조하여, 전술한 커브드 표시장치(100)의 적층 구조를 바탕으로 한 제1 실험예를 설명한다. 도 6의 (a)는 개선 전 커브드 표시장치(100) 두께 및 중립면(NP)의 위치를 나타낸 도면이다. 도 6의 (b)는 개선 후 제1 곡면부(BA1) 및 제2 곡면부(BA2)의 커브드 표시장치(100) 두께 및 중립면(NP)의 위치를 나타낸 도면이다.
개선 전, 제1 중립면(NP1)은 제2 무기막(PAS2)과 유기막(PCL) 사이에 위치할 수 있다. 제1 곡면부(BA1)가 벤딩되는 경우, 제1 중립면(NP1) 위에는 압축 응력이 작용하고 제1 중립면(NP1) 아래에는 인장 응력이 작용한다. 따라서, 표시 소자층(DPL), 유기막(PCL) 및 제1 무기막(PAS1)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하게 되어 크랙에 취약하다. 제2 곡면부(BA2)가 벤딩되는 경우, 제1 중립면(NP1) 위에는 인장 응력이 작용하고 제1 중립면(NP1) 아래에는 압축 응력이 작용한다. 따라서, 제2 무기막(PAS2)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하게 되어 크랙에 취약하다.
제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에 위치하는 표시 소자층(DPL) 및/또는 보호층(PASSI) 일부에 인장 응력이 제공되어 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해, 제1 곡면부(BA1)에서 제1 중립면(NP1) 아래에 배치된 레이어의 두께를 더 두껍게 형성하고, 제2 곡면부(BA2)에서 제1 중립면(NP1) 아래에 배치된 레이어의 두께를 더 얇게 형성한다.
개선 후, 제1 곡면부(BA1)의 제2 중립면(NP2)은 기판(SUB)과 표시 소자층(DPL) 사이에 위치한다. 제1 곡면부(BA1)가 벤딩되는 경우, 제2 중립면(NP2) 위에는 압축 응력이 작용하고 제2 중립면(NP2) 아래에는 인장 응력이 작용한다. 제2 중립면(NP2) 위에 위치하는 표시 소자층(DPL), 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않게 된다. 즉, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)은 중립면(NP) 및 압축 응력이 제공되는 영역에 위치하게 된다. 이에 따라, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
개선 후, 제2 곡면부(BA2)의 제3 중립면(NP3)은 제2 무기막(PAS2)과 배리어 필름(BAF) 사이에 위치한다. 제2 곡면부(BA2)가 벤딩되는 경우, 제3 중립면(NP3) 위에는 인장 응력이 작용하고 제3 중립면(NP3) 아래에는 압축 응력이 작용한다. 제3 중립면(NP3) 아래에 위치하는 표시 소자층(DPL), 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않게 된다. 이에 따라, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
개선 후, 제1 곡면부(BA1)의 제2 중립면(NP2)과 제2 곡면부(BA2)의 제3 중립면(NP3)은 서로 그 위치가 상이하다. 또한, 제2 중립면(NP2)과 제3 중립면(NP3)은 제1 중립면(NP1)과도 그 위치가 상이하다.
실험예에서는, 제1 중립면(NP1) 아래에 배치된 레이어의 두께를 조절하여 중립면(NP)의 위치를 변경하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도시하지는 않았으나, 제1 중립면(NP1) 위에 배치된 레이어의 두께를 조절하여 중립면(NP)의 위치를 변경할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제1 곡면부(BA1)에서 제1 중립면(NP1) 위에 배치된 레이어의 두께를 더 얇게 형성하고, 제2 곡면부(BA2)에서 제1 중립면(NP1) 위에 배치된 레이어의 두께를 더 두껍게 형성할 수 있다.
도 7을 참조하여, 전술한 커브드 표시장치(100)의 적층 구조를 바탕으로 한 제2 실험예를 설명한다. 도 7의 (a)는 개선 전 커브드 표시장치(100) 두께 및 중립면(NP)의 위치를 나타낸 도면이다. 도 7의 (b)는 개선 후 제1 곡면부(BA1) 및 제2 곡면부(BA2)의 커브드 표시장치(100) 두께 및 중립면(NP)의 위치를 나타낸 도면이다.
개선 전, 제1 중립면(NP1)은 제2 무기막(PAS2)과 배리어 필름(BAF) 사이에 위치할 수 있다. 제1 곡면부(BA1)가 벤딩되는 경우, 제1 중립면(NP1) 위에는 압축 응력이 작용하고 제1 중립면(NP1) 아래에는 인장 응력이 작용한다. 따라서, 표시 소자층(DPL), 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하게 되어 크랙에 취약하다. 제2 곡면부(BA2)가 벤딩되는 경우, 제1 중립면(NP1) 위에는 인장 응력이 작용하고 제1 중립면(NP1) 아래에는 압축 응력이 작용한다. 따라서, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않게 된다.
제1 곡면부(BA1)에 위치하는 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 인장 응력이 제공되어 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해, 제1 곡면부(BA1)에서 제1 중립면(NP1) 아래에 배치된 레이어의 두께를 더 두껍게 형성한다. 제2 곡면부(BA2)에서 타겟 레이어(TL)에 해당하는 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)이 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않기 때문에, 제2 곡면부(BA2)의 두께는 조절하지 않는다.
개선 후, 제1 곡면부(BA1)의 제2 중립면(NP2)은 기판(SUB)과 표시 소자층(DPL) 사이에 위치한다. 제1 곡면부(BA1)가 벤딩되는 경우, 제2 중립면(NP2) 위에는 압축 응력이 작용하고 제2 중립면(NP2) 아래에는 인장 응력이 작용한다. 제2 중립면(NP2) 위에 위치하는 표시 소자층(DPL), 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않게 된다. 즉, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)은 중립면(NP) 및 압축 응력이 제공되는 영역에 위치하게 된다. 이에 따라, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
개선 후 제1 곡면부(BA1)의 제2 중립면(NP2)과 제2 곡면부(BA2)의 제3 중립면(NP3)은 서로 그 위치가 상이하다. 제2 중립면(NP2)은 제1 중립면(NP1)과도 그 위치가 상이하다. 제3 중립면(NP3)은 제1 중립면(NP1)과 그 위치가 동일하다.
도 8을 참조하여, 전술한 커브드 표시장치(100)의 적층 구조를 바탕으로 한 제3 실험예를 설명한다. 도 8의 (a)는 개선 전 커브드 표시장치(100) 두께 및 중립면(NP)의 위치를 나타낸 도면이다. 도 8의 (b)는 개선 후 제1 곡면부(BA1) 및 제2 곡면부(BA2)의 커브드 표시장치(100) 두께 및 중립면(NP)의 위치를 나타낸 도면이다.
개선 전, 제1 중립면(NP1)은 기판(SUB)과 표시 소자층(DPL) 사이에 위치할 수 있다. 제1 곡면부(BA1)가 벤딩되는 경우, 제1 중립면(NP1) 위에는 압축 응력이 작용하고 제1 중립면(NP1) 아래에는 인장 응력이 작용한다. 따라서, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않게 된다. 제2 곡면부(BA2)가 벤딩되는 경우, 제1 중립면(NP1) 위에는 인장 응력이 작용하고 제1 중립면(NP1) 아래에는 압축 응력이 작용한다. 따라서, 표시 소자층(DPL), 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하게 되어 크랙에 취약하다.
제1 곡면부(BA1)에서 타겟 레이어(TL)에 해당하는 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)이 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않기 때문에, 제2 곡면부(BA2)의 두께는 조절하지 않는다. 제2 곡면부(BA2)에 위치하는 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 인장 응력이 제공되어 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해, 제2 곡면부(BA2)에서 제1 중립면(NP1) 아래에 배치된 레이어의 두께를 더 얇게 형성한다.
개선 후, 제2 곡면부(BA2)의 제3 중립면(NP3)은 제2 무기막(PAS2)과 배리어 필름(BAF) 사이에 위치한다. 제2 곡면부(BA2)가 벤딩되는 경우, 제3 중립면(NP3) 위에는 인장 응력이 작용하고 제2 중립면(NP2) 아래에는 압축 응력이 작용한다. 제3 중립면(NP3) 아래에 위치하는 표시 소자층(DPL), 및 보호층(PASSI)은 인장 응력이 제공되는 영역에 위치하지 않게 된다. 즉, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)은 중립면(NP) 및 압축 응력이 제공되는 영역에 위치하게 된다. 이에 따라, 표시 소자층(DPL) 및 보호층(PASSI)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
개선 후 제1 곡면부(BA1)의 제2 중립면(NP2)과 제2 곡면부(BA2)의 제3 중립면(NP3)은 서로 그 위치가 상이하다. 제3 중립면(NP3)은 제1 중립면(NP1)과도 그 위치가 상이하다. 제2 중립면(NP2)은 제1 중립면(NP1)과 그 위치가 동일하다.
도시하지는 않았으나, 본 발명에 의한 바람직한 실시예는 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2) 외에 평면부를 더 포함할 수 있다. 평면부는 커브드 표시장치(100)에서 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 평면부에서도 타겟 레이어(TL)가 중립면(NP) 또는 압축 응력이 제공되는 영역에 위치할 수 있도록 커브드 표시장치(100)의 두께를 조절할 수 있다. 이 경우에도 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)의 두께가 상이함은 물론, 평면부의 두께는 제1 곡면부(BA1)의 두께와 제2 곡면부(BA2)의 두께 중 어느 하나와 상이하거나 동일할 수 있다. 또한, 평면부의 중립면(NP)은 제1 곡면부(BA1)의 중립면(NP)와 제2 곡면부(BA2)의 중립면(NP) 중 어느 하나와 상이하거나 동일할 수 있다.
도 9는, 적어도 하나 이상의 제1 곡면부(BA1)와 적어도 하나 이상의 제2 곡면부(BA2)를 갖는 커브드 표시장치(100)의 단면 형상과, 이와 대응되는 커브드 표시장치(100)의 두께 관계를 개략적으로 도시한 것이다. (a)는 대략 S 형상을 갖는 커브드 표시장치(100), (b)는 대략 U 형상을 갖는 커브드 표시장치(100), (c)는 대략 W 형상을 갖는 커브드 표시장치(100)를 도시한 것이다. 도 9에 도시된 커브드 표시장치(100)와 그 두께 관계는 일 예에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아님에 주의하여야 한다.
이하, 도 10 내지 도 14을 참조하여, 본 발명에 의한 바람직한 실시예들을 설명한다. 도 10 내지 도 14은 본 발명에 의한 바람직한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다. 도 10 내지 도 14의 (a)와 (b)는 각각 두께 조절의 대상이 되는 레이어를 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다. 본 발명이 아래 기재되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예들은 본 발명의 특징을 설명하기 위한 일 예에 불과한 것임에 주의하여야 한다.
도 10 내지 도 14은 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)의 중립면(NP)을 제어하기 위해, 커브드 표시장치(100)의 구성 중 백 플레이트(BP) 및/또는 추가 레이어(ADL)의 두께를 조절하는 경우들을 도시한 것이다. 다만 , 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명은 전술한 백 플레이트(BP)와 추가 레이어(ADL)는 물론 기판(SUB), 광학 필름(POL), 보호층(PASSI)을 구성하는 무기막(PAS1, PAS2), 유기막(PCL) 등 커브드 표시장치(100)를 구성하는 적어도 어느 하나 이상의 레이어 두께를 조절함으로써 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)의 중립면(NP)을 제어할 수 있다. 두께 조절 방법은 합지, 압출, 증착, 추가 부착, 등 다양한 방법이 이용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 중립면(NP)을 제어하기 위해, 백 플레이트(BP)의 두께를 조절할 수 있다. 백 플레이트(BP)의 측면 형상은 요철 패턴을 가질 수 있다. 도면에서는 요(凹)부와 철(凸)부의 형상이 대략 장방형 혹은 정방형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 요부와 철부 중 적어도 어느 하나는 다각형, 반원형 등 다양한 평면 도형 형상을 가질 수 있다. 즉, 백 플레이트(BP)는 타겟 레이어(TL)에 중립면(NP)을 위치시키기 위해, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 가지며, 이에 대응하여 다양한 측면 형상을 가질 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 중립면(NP)을 제어하기 위해, 추가 레이어(ADL)의 두께를 조절할 수 있다. 추가 레이어(ADL)의 측면 형상은 요철 패턴을 가질 수 있다. 도면에서는 요부와 철부의 형상이 대략 장방형 혹은 정방형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 요부와 철부 중 적어도 어느 하나는 다각형, 반원형 등 다양한 평면 도형 형상을 가질 수 있다. 즉, 추가 레이어(ADL)는 타겟 레이어(TL)에 중립면(NP)을 위치시키기 위해, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 가지며, 이에 대응하여 다양한 측면 형상을 가질 수 있다.
추가 레이어(ADL)는 복수 개일 수 있다. 이때, 적어도 어느 하나의 추가 레이어(ADL)는 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 둘 이상의 추가 레이어(ADL)가 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 갖는 경우, 그 측면 형상은 서로 다를 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 중립면(NP)을 제어하기 위해, 백 플레이트(BP)와 및 추가 레이어(ADL)의 두께를 조절할 수 있다. 백 플레이트(BP)의 측면 형상은 요철 패턴을 가질 수 있다. 추가 레이어(ADL)의 측면 형상은 요철 패턴을 가질 수 있다. 도면에서는 요부와 철부의 형상이 대략 장방형 혹은 정방형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 요부와 철부 중 적어도 어느 하나는 다각형, 반원형 등 다양한 평면 도형 형상을 가질 수 있다. 즉, 백 플레이트(BP)와 추가 레이어(ADL) 각각은 타겟 레이어(TL)에 중립면(NP)을 위치시키기 위해, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 가지며, 이에 대응하여 다양한 측면 형상을 가질 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 중립면(NP)을 제어하기 위해, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2) 중 두께를 두껍게 변경할 필요가 있는 영역에 추가 레이어(ADL)를 형성할 수 있다. 도면에서는 추가 레이어(ADL)의 측면 형상이 대략 장방형 혹은 정방형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 형성된 추가 레이어(ADL)는 다각형, 반원형 등 다양한 평면 도형 형상을 가질 수 있다. 추가 레이어(ADL)가 복수 개 형성된 경우, 추가 레이어(ADL)들 중 어느 하나는 다른 하나와 다른 측면 형상을 가질 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예는 중립면(NP)을 제어하기 위해, 백 플레이트(BP)와 추가 레이어(ADL)를 이용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 백 플레이트(BP)의 두께를 조절할 수 있다. 백 플레이트(BP)의 측면 형상은 요철 패턴을 가질 수 있다. 도면에서는 요부와 철부의 형상이 대략 장방형 혹은 정방형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 요부와 철부 중 적어도 어느 하나는 다각형, 반원형 등 다양한 평면 도형 형상을 가질 수 있다.
철부와 대응되는 영역에는 추가 레이어(ADL)가 더 형성될 수 있다. 도면에서는 추가 레이어(ADL)의 측면 형상이 대략 장방형 혹은 정방형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 형성된 추가 레이어(ADL)는 다각형, 반원형 등 다양한 평면 도형 형상을 가질 수 있다. 추가 레이어(ADL)가 복수 개 형성된 경우, 추가 레이어(ADL)들 중 어느 하나는 다른 하나와 다른 측면 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2)에서 서로 다른 두께를 갖는 백 플레이트(BP)를 포함하고, 제1 곡면부(BA1)와 제2 곡면부(BA2) 중 두께를 두껍게 변경할 필요가 있는 영역의 백 플레이트(BP) 하부에 추가 레이어(ADL)를 더 형성함으로써 중립면(NP)의 위치를 제어할 수 있다.
본 발명은 서로 다른 방향으로 벤딩되는 곡면부들을 포함한다. 본 발명은 서로 다른 방향으로 벤딩되는 각 곡면부들의 중립면을 제어함으로써, 크랙 발생에 취약한 타겟 레이어에 작용하는 응력을 최소화하고 인장 응력이 제공되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 벤딩 시 제공되는 외력으로부터 강건한 구조를 갖는 커브드 표시장치를 제공할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 커브드 표시장치 BA1 : 제1 곡면부
BA2 : 제2 곡면부 CS : 압축 응력
TS : 인장 응력 NP : 중립면
TL : 타겟 레이어

Claims (10)

  1. 입력 영상을 구현하기 위한 소자들이 구비된 표시소자층을 포함하는 다수의 레이어들을 가지며, 중립면과 상기 중립면의 위, 아래 중 어느 하나에 위치하여 압축 응력이 제공되는 제1 영역 및 다른 하나에 위치하여 인장 응력이 제공되는 제2 영역을 갖는 커브드(curved) 표시장치에 있어서,
    적어도 하나 이상의 제1 곡면부; 및
    상기 제1 곡면부와 다른 방향으로 벤딩된 적어도 하나 이상의 제2 곡면부를 포함하고,
    상기 제1 곡면부의 상기 커브드 표시장치의 두께와 상기 제2 곡면부의 상기 커브드 표시장치의 두께는 서로 상이하며,
    상기 제1 곡면부의 상기 커브드 표시장치의 중립면의 위치와 상기 제2 곡면부의 상기 커브드 표시장치의 중립면의 위치는 서로 상이한 커브드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이어들 중 기 설정된 타겟 레이어를 포함하고,
    상기 제1 곡면부의 타겟 레이어와 상기 제2 곡면부의 타겟 레이어는,
    상기 중립면에 위치하거나, 상기 제1 영역에 위치하는 커브드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 곡면부들 중 적어도 어느 하나는,
    다른 하나와 그 두께 및 중립면의 위치가 서로 상이한 커브드 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 곡면부들 중 적어도 어느 하나는,
    다른 하나와 그 두께 및 중립면의 위치가 서로 상이한 커브드 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 곡면부의 타겟 레이어는,
    상기 제2 곡면부의 타겟 레이어와 서로 다른 레이어인 커브드 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이어들 중 적어도 어느 하나는,
    상기 제1 곡면부와 상기 제2 곡면부에서 서로 다른 두께를 갖는 커브드 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 곡면부와 상기 제2 곡면부에서 서로 다른 두께를 갖는 둘 이상의 레이어들 중 적어도 어느 하나는,
    다른 하나와 다른 측면 형상을 갖는 커브드 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 곡면부와 상기 제2 곡면부 중 적어도 어느 하나에 구비되는 추가 레이어를 더 포함하는 커브드 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    평면 형상을 갖는 평면부를 더 포함하고,
    상기 평면부는,
    상기 제1 곡면부 및 상기 제2 곡면부 중 어느 하나와 두께 및 중립면의 위치가 서로 다른 커브드 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 곡면부는 각각 전면 방향 및 배면 방향으로 벤딩되고,
    상기 다수의 레이어들은 기 설정된 타겟 레이어를 포함하고,
    상기 타겟 레이어는, 상기 제1 곡면부에서 상기 중립면에 위치하거나 상기 상기 중립면 상부에 위치하고, 상기 제2 곡면부에서 상기 중립면에 위치하거나 상기 중립면 하부에 위치하는 커브드 표시장치.
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