KR102621128B1 - 폴더블 표시장치용 광학 접착층 및 이를 포함하는 폴더블 표시장치 - Google Patents
폴더블 표시장치용 광학 접착층 및 이를 포함하는 폴더블 표시장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 명세서의 실시예에 따른 폴더블 표시장치는 화상을 표시하는 표시패널, 표시패널의 상부에 있는 커버윈도우, 커버윈도우의 하부에 있는 백플레이트를 포함한다. 표시패널과 커버윈도우와 사이에 개재된 제1 접착층을 포함하며, 제1 접착층은 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역과 제1 모듈러스 보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역이 패터닝된 형상을 갖는다. 제1 접착층의 제1 영역은 표시패널 및 커버윈도우와 인접한 부분의 폭이 중심부의 폭보다 큰 형태를 갖는다. 이를 통해, 폴더블 표시장치가 폴딩 시, 각 층의 슬립(slip) 특성이 좋아지는 동시에 계면 접착력이 증대되어 폴더블 표시장치의 내구성이 향상될 수 있다.
Description
본 명세서는 폴더블 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내구성이 향상된 폴더블 표시장치용 접착층과 이를 포함하는 폴더블 표시장치에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판형 표시장치(flat display device)가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 평판형 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판형 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
한편, 이러한 평판형 표시장치는 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리기판을 사용하므로 경량, 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다.
따라서 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 평판형 표시장치로 급부상중이다.
플렉서블 표시장치는 유리가 아닌 플라스틱 박막트랜지스터 기판을 활용하여 내구성이 높은 언브레이커블(unbreakable), 깨지지 않으면서도 구부릴 수 있는 밴더블(bendable), 둘둘 말 수 있는 롤러블(rollable), 접을 수 있는 폴더블(foldable) 등으로 구분될 수 있는데, 이러한 플렉서블 표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.
특히 최근에는 초박형, 경량화 및 소형화와 함께 대면적화를 구현하기 위해, 접힌 상태로 휴대가 가능하고 펼쳐진 상태에서 영상을 표시하는 폴더블 표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
폴더블 표시장치는 모바일폰, 울트라 모바일 피씨(ultra mobile PC), 전자책, 전자신문과 같은 모바일 장치뿐만 아니라, TV, 모니터 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이러한 폴더블 표시장치는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널과, 표시패널의 하부에 위치하여 표시패널을 지지하는 백플레이트(back plate) 그리고 표시패널을 보호하기 위해 표시패널의 전방에 위치하는 커버윈도우(cover window)를 포함한다.
여기서, 표시패널과 커버윈도우와, 표시패널과 백플레이트 사이로는 광학접착층이 개재되어, 표시패널과 커버윈도우 그리고 백플레이트는 서로 일체로 접착 및 모듈화된다.
이때, 폴더블 표시장치에 적용되는 광학접착층은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 형성되는데, 이러한 광학접착층이 낮은 모듈러스(modulus)를 가질 경우, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 각 층의 슬립(slip) 특성은 좋지만, 폴더블 표시장치의 리커버리(recovery) 특성이 부족하여, 도 1a에 도시한 바와 같이 폴더블 표시장치의 소성변형을 야기하게 된다.
폴더블 표시장치의 소성변형은 접힘 및 펼침에 있어 제한을 가하게 되고, 또한 외관불량을 야기하게 되며, 결국 표시패널의 표시품질을 저하시키게 된다.
또한, 광학접착층이 높은 모듈러스를 가질 경우에는 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 제한을 가하게 되며, 폴딩스트레스(bending stress)를 가중시켜 도 1b에 도시한 바와 같이 커버윈도우의 들뜸 등의 박막층 박리 현상을 야기하게 된다.
이는 결국 표시패널의 손상을 야기하게 된다.
본 발명의 발명자들은, 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 접힘 및 펼침에 있어 제한이 없으며 내구성이 향상된 폴더블 표시장치를 제공하도록 새로운 구조의 광학 접착제를 발명하였다.
이를 통해, 표시패널의 표시품질이 저하되는 것을 방지하고 또한 표시패널의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시장치는 화상을 표시하는 표시패널, 표시패널의 상부에 있는 커버윈도우, 커버윈도우의 하부에 있는 백플레이트를 포함한다. 표시패널과 커버윈도우와 사이에 개재된 제1 접착층을 포함하며, 제1 접착층은 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역과 제1 모듈러스 보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역이 패터닝된 형상을 갖는다. 제1 접착층의 제1 영역은 표시패널 및 커버윈도우와 인접한 부분의 폭이 중심부의 폭보다 큰 형태를 갖는다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어있다.
본 발명에 따라 커버윈도우와 표시패널 사이, 그리고 표시패널과 백플레이트 사이에 개재되어, 커버윈도우와 표시패널 그리고 백플레이트를 일체로 접착 및 모듈화시키는 접착층을 높은 모듈러스를 갖는 제1 영역과 제1 영역보다 낮은 모듈러스를 갖는 제2 영역을 포함하도록 형성함으로써, 접착층 자체의 내구성을 향상시키게 되는 효과가 있다.
이를 통해, 폴더블 표시장치 자체의 내구성이 향상되어, 폴더블 표시장치의 소성변형이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 제한이 생기는 것을 방지할 수 있으며, 또한 외관불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 표시패널이 손상되거나 표시품질이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1a는 백플레이트의 소성변형 문제를 보여주는 사진이다.
도 1b는 커버윈도우의 들뜸 현상을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 접착층의 제조과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 1b는 커버윈도우의 들뜸 현상을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착층을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 접착층의 제조과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들면, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴더블 표시장치를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 3은 도 2의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 폴더블 표시장치(100)는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널(110)과, 표시패널(110)을 지지하는 백플레이트(back plate : 120) 그리고 표시패널(110)을 보호하기 위한 커버윈도우(130)를 포함한다.
표시패널(110)과 커버윈도우(130) 사이에 기능층(미도시)을 포함할 수 있는데, 기능층은 예컨대 편광판, 위상지연판, 또는 터치패널을 포함할 수 있다.
이때, 설명의 편의를 위해 도면상의 방향을 정의하면, 표시패널(110)의 표시면이 전방을 향한다는 전제 하에 백플레이트(120)가 표시패널(110)의 배면으로 위치하며, 표시패널(110)의 전방으로는 커버윈도우(130)가 위치한다.
여기서, 표시패널(110)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 중의 하나로 이루어질 수 있다. 다만, 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible), 폴더블(foldable) 표시장치의 대표주자인 OLED가 표시패널(110)로 사용되는 것이 바람직하다.
OLED는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.
그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.
특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.
이러한 OLED로 이루어지는 표시패널(110)은 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 기판(101)이 보호필름(102)에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.
여기서, 도 3을 참조하여 OLED로 이루어지는 표시패널(110, 이하 OLED패널이라 함)에 대해 자세히 살펴보도록 하겠다.
기판(101) 상의 화소영역(P)에는 반도체층(104)이 형성된다. 반도체층(104)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(104a) 그리고 액티브영역(104a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(104b, 104c)으로 구성된다. 다만, 이에 제한되지 않고, 반도체층(104)은 산화물 반도체로 이루어질 수도 있다.
반도체층(104) 상부로는 게이트절연막(105)이 형성된다.
게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(104)의 액티브영역(104a)에 대응하는 게이트전극(107)과 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성될 수 있다.
또한, 게이트전극(107)과 게이트배선 상부 전면에 제 1 층간절연막(106a)이 형성된다. 이때 제 1 층간절연막(106a)과 제 1 층간절연막(106a) 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(104a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(104b, 104c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 구비한다.
다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 포함하는 제 1 층간절연막(106a) 상부에는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(104b, 104c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인전극(108a, 108b)이 형성된다.
그리고, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 소스 및 드레인전극(108a, 108b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부에 드레인전극(108b)을 노출시키는 드레인콘택홀(112)을 갖는 제 2 층간절연막(106b)이 형성된다.
이때, 소스 및 드레인전극(108a, 108b), 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(104b, 104c)을 포함하는 반도체층(104) 및 반도체층(104) 상부에 형성된 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성된다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.
그리고, 도 3에서는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)가 반도체층(104)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어지고, 게이트전극(107)이 반도체층(104) 상부에 배치된 코플라나(co-planar) 타입인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어지고, 게이트전극(107)이 반도체층(104) 하부에 배치된 보텀 게이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.
또한, 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 발광다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로서 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)이 형성된다. 제1 전극(111)은, 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 이루어질 수 있다.
제1 전극(111)은 컨택 홀을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(108b)과 전기적으로 연결된다. OLED 표시패널(110)이 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 제1 전극(111)은 투명 도전성 물질 및 반사율이 높은 불투명한 도전 물질을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(241)은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 등과 같은 투명 도전성 산화물(TCO) 및 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 전극(111)은 각 화소영역(P) 별로 형성되고, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.
뱅크(119)는 발광 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 이에 따라, 뱅크(119)는 발광 영역과 대응되는 제1 전극(111)을 노출시키는 뱅크 홀을 가진다. 뱅크(119)는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연 물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 또는 이미드계 수지와 같은 유기 절연물질로 만들어질 수 있다.
즉, 뱅크(119)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 제 1 전극(111)이 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성된다.
그리고 제 1 전극(111)의 상부에 유기발광층(113)이 형성된다.
여기서, 유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.
이러한 유기발광층(113)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소영역(P) 마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질(113a, 113b, 113c)을 패턴하여 사용한다.
그리고, 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 형성되어 있다.
이때, 제 2 전극(115)은 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막을 포함한다. 이때, 제 2 전극(115)은 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질이 두껍게 증착된 이층 구조일 수도 있다.
따라서, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 상부 발광(top emission)방식으로 구동된다.
또는 제 2 전극(115)이 불투명 금속막으로 이루어져, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 1 전극(111)을 향해 방출되는 하부 발광(bottom emission) 방식으로 구동될 수도 있다.
이러한 OLED패널(110)은 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.
이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(115) 또는 제 1 전극(111)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED패널(110)은 임의의 화상을 구현하게 된다.
구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(102)이 형성되어, OLED패널(101)은 보호필름(102)을 통해 인캡슐레이션(encapsulation)된다. 보호필름(102)은 외부 산소 및 수분이 OLED패널(110) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 적어도 2층 이상의 무기층(102a)을 포함할 수 있다. 이때 2층의 무기층(102a) 사이에는 무기층(102a)의 내충격성을 보완하기 위한 유기층(102b)이 개재되는 것이 바람직하다.
한편, 기판(101)은 유연한 성질을 갖기 위해 얇은 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있다. 이러한 얇은 폴리이미드로 이루어지는 기판(101)은 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구성요소의 형성공정에 적합하지 않기 때문에 유리기판과 같은 캐리어기판에 폴리이미드로 이루어지는 기판을 부착한 상태에서 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구성요소의 형성공정을 진행한다. 이후, 캐리어기판과 폴리이미드로 이루어지는 기판을 분리함으로써, OLED패널(110)이 제조될 수 있다.
이러한 OLED패널(110) 상부의 기능판(미도시)은 터치패널을 포함할 수 있다. OLED패널(110)과 터치패널은 터치패널의 접착층(미도시)을 통해 서로 합착될 수 있다.
여기서, 도시하지는 않았지만 터치패널은 제 1 터치전극(미도시)이 형성된 제 1 터치필름(미도시)과 제 2 터치전극(미도시)이 형성된 제 2 터치필름(미도시)이 서로 이격되어 대향하도록 배치될 수 있다.
제 1 터치전극(미도시)은 제 1 터치필름(미도시) 상의 전면에 증착되며, 제 1 터치전극(미도시)은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진다.
그리고, 제 1 터치필름(미도시)과 마주보는 제 2 터치필름(미도시) 상에는 제 2 터치전극(미도시)이 일정 간격 이격하는 바(bar) 형태로 이루어지며, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd), 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 등의 금속물질로 이루어진다.
제 1 및 제 2 터치전극(미도시)은 터치센서(미도시)를 이루게 된다.
따라서, 제 1 터치필름(미도시) 상부로 손가락 또는 펜과 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 제 1 터치필름(미도시)에 형성된 제 1 터치전극(미도시)과 제 2 터치필름(미도시)에 형성된 제 2 터치전극(미도시)이 상호 통전되고, 그 위치의 저항 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어 들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾을 수 있다. 다만, 상술한 터치패널은 예시적인 것이며, 이에 제한되지 않고, 다양한 방식의 터치패널이 사용될 수 있다.
표시패널(110)의 상부에는 커버윈도우(130)가 위치한다.
커버윈도우(130)는 외부 충격으로부터 표시패널(110)을 보호하며, 표시패널(110)로부터 방출되는 빛을 투과시켜 표시패널(110)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
이러한 커버윈도우(130)는 내충격성 및 광투과성을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid)와 같은 유기물로 형성된 필름 타입일 수도 있고, 박형의 글라스, 사아피어 등과 같은 무기물로 형성된 것일 수도 있다.
백플레이트(120)는 표시패널(110)이 너무 얇기 때문에, 표시패널(110)을 지지하고자 표시패널(110)의 배면으로 부착되는데, 스테인레스 스틸(SUS)와 같은 금속 물질 또는 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethyl metacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 고분자로 이루어질 수 있다.
표시패널(110)은 커버윈도우(130)와 백플레이트(120)를 통해 일체로 모듈화되는데, 화상이 구현되는 표시패널(110)의 전방으로는 표시패널(110)을 보호할 수 있는 커버윈도우(130)가 제1 접착층(140)을 통해 부착되며, 표시패널(110)의 배면으로는 표시패널(110)을 지지하기 위한 백플레이트(120)가 제2 접착층(150)을 통해 부착된다.
여기서, 제1 및 제2 접착층(140, 150)은 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 이루어지는데, 본 발명의 실시예에 다른 폴더블 표시장치(100)의 제1 접착층(140)에 대해 자세히 알아본다.
제1 접착층(140)은 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역(140a)과 제1 모듈러스보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역(140b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(140a)의 모듈러스는 106 ~ 107Pa이며, 제2 영역(140b)의 모듈러스는 103 ~ 105Pa일 수 있다.
제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 표시패널 및 커버윈도우와 인접한 부분의 폭과 중심부의 폭이 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 표시패널(110) 및 커버윈도우(130)와 인접한 부분의 폭이 중심부의 폭보다 더 클 수 있다.
제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 제2 영역(140b)보다 접착력이 더 강할 수 있다.
즉, 제1 접착층(140)은 모듈러스가 높고 접착력이 강한 제1 영역(140a)과 제1 영역(140b)에 비해 모듈러스가 낮고 접착력이 약한 제2 영역(140b)이 패터닝 되어 있으며, 제1 영역(140a)은 표시패널(110) 및 커버윈도우(130)와 인접한 부분의 폭이 타 부분의 폭보다 큰 형태이다.
만약, 본 실시예에 따른 폴더블 표시장치와 달리 패터닝되지 않은 제1 접착층(140)으로 커버윈도우(130)와 표시패널이 접착될 때 제1 접착층이 낮은 모듈러스를 갖는 경우, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 접착층이 제한을 주지는 않지만, 폴더블 표시장치의 리커버리(recovery) 특성이 부족하여, 폴더블 표시장치의 소성변형을 야기하게 된다. 또한, 폴더블 표시장치의 반복되는 접힘 및 펼침 시 표시패널과 커버윈도우 및/또는 표시패널과 백플레이트간의 접착력 저하로 박리가 될 수 있다.
반면에, 제1 접착층이 높은 모듈러스를 갖는 경우, 폴더블 표시장치의 접힘 및 펼침에 있어 제한을 가하게 되며, 폴딩스트레스(folding stress)를 야기하여 폴더블 표시장치의 폴더블 특성이 급격하게 저하될 수 밖에 없다.
그러나 본 실시예에 따른 폴더블 표시장치의 경우 전술한 것과 같이 제1 접착층(140)이 높은 모듈러스를 갖는 제1 영역(140a)과 제1 영역(140a)보다 낮은 모듈러스를 갖는 제2 영역(140b)을 포함하며, 제1 영역(140a)은 표시패널(110) 및 커버윈도우(130)와 인접한 부분의 폭이 중심부의 폭보다 큰 형태를 가질 수 있다.
높은 모듈러스 영역이 넓을수록 제1 접착층(140)과 표시패널(110) 및 제1 접착층(140)과 커버윈도우(130)의 계면 접착력이 높아질 수 있다. 계면 접착력이 높아지면 폴딩 시 발생하는 폴딩 스트레스에 의한 박리현상에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 제1 접착층(140)의 중심부에 낮은 모듈러스 영역이 커져, 제1 접착층(140)의 상부 및 하부에 있는 표시패널(110) 및 커버윈도우(130)와 제1 접착층(140)의 밀착력이 높아질 수 있다. 또한, 폴딩 시에 각 층에 슬립(slip)이 발생하게 되는데, 이때, 낮은 모듈러스 영역으로 인해 슬립(slip) 특성이 개선될 수 있다. 즉, 일반적으로 모듈러스가 낮을수록 슬립(slip) 특성은 높으나, 계면 접착력 측면에서는 불리하기 때문에 본 실시예와 같이 높은 모듈러스를 갖는 제1 영역(140a)과 제1 영역보다 낮은 모듈러스를 갖는 제2 영역(140b)을 포함하고, 제1 영역(140a)이 표시패널(110) 및 커버윈도우(130)와 인접한 부분에서 중심부로 갈수록 폭이 작아지는 형태를 통해 슬립(slip)특성과 계면 접착력을 최적화시킬 수 있다.
표시패널(110)과 표시패널(110)을 지지하기 위한 백플레이트(120)가 제2 접착층(150)을 통해 부착된다. 여기서, 제2 접착층(150)은 제1 접착층(140)과 같이 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역(150a)과 제1 모듈러스보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역(150b)을 포함한다. 제2 접착층(150)은 제1 접착층(140)과 동일한 구조 및 물질일 수 있다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 접착층(140)을 개략적으로 도시하는 평면도이고 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 접착층(140)을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 접착층(140)을 개략적으로 도시하는 평면도이다
도 4a 내지 도 6을 참조하여 제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)의 형태에 대해 설명한다.
제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 다양한 형태로 패터닝될 수 있는데, 도 4a 및 4b에서와 같이 서로 이격된 아일랜드들의 형상으로 패터닝될 수 있다. 예를들어, 아일랜드 형상은 원형 또는 다각형일 수 있다. 또한, 도 5와 같이 제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 스트라이프 형상으로 패터닝될 수도 있다. 스트라이프 형상은 수직방향이나 수평방향으로 형성될 수 있으며, 서로 교차하는 형상으로 패터닝될 수도 있다. 도 6을 참조하면, 제1 영역(140a)은 아일랜드 형상과 스트라이프 형상을 모두 포함하는 형상으로 패터닝될 수도 있다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 제1 접착층(140)의 제조과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 제1 접착층(140)을 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)으로 나누어 정의하고 제1 영역(140a)에 대응하는 부분에 UV 조사가 가능하도록 제작된 마스크(190)를 제1 접착층(140)의 제1 면(141)과 인접하게 위치시킨 후 UV 조사장치(290)를 이용하여 UV를 조사한다.
이때, 제1 접착층(140)은 아크릴레이트 계열, 에폭시 계열, 폴리이미드 계열 및 비닐 계열 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 OCA(Optical Cleared Adhesive)로 이루어진다.
특히, 제1 접착층(140)에는 UV에 반응하는 Iracure #184 또는 Iracure #819 와 같은 개시제가 포함되어 UV가 조사되면 제1 영역(141a)은 UV 경화에 의해 제1 접착층(140) 자체의 밀도가 향상되면서 경화되게 된다.
이때, 제1 접착층(140)과 마스크(190)와의 거리, UV 조사각도 및 UV 조사시간을 조절하여 제1 영역(140a)의 표면에 인접한 부분과 인접한 부분에서 중심부로 갈수록 폭이 줄어들게 형성할 수 있다. 중심부까지 경화가 완료된 후에는 도 7b에 도시한 바와 같이, 제1 접착층(140)의 제1 면(141)의 반대쪽인 제2 면(142)을 마스크(190)에 인접하도록 위치시킨 후 마스크(190)와의 거리, UV 조사각도 및 UV 조사시간을 조절하여 제1 면(141) 및 제2 면(142)의 표면으로부터 중심부로 갈수로 폭이 줄어드는 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 제1 접착층(140)은 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)이 모두 동일한 재질로 이루어지나, 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)에 따라 모듈러스 및 접착력 특성만이 달라지게 된다.
이를 통해, 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)이 모듈러스 및 접착력 특성이 다를지라도, 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)의 재질 특성에 따른 시인성이 발생되지 않게 된다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 폴더블 표시장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시장치는 표시패널과 표시패널의 상부에 있는 커버윈도우(130)를 포함한다. 표시패널(110)의 하부에는 백플레이트(120)를 포함하며, 표시패널(110)과 커버윈도우(130) 사이에 제1 접착층(140)이 개재된다. 제1 접착층(140)은 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역(140a)과 제1 모듈러스 보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역(140b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(141a)의 모듈러스는 106 ~ 107Pa이며, 제2 영역(141b)의 모듈러스는 103 ~ 105Pa일 수 있다.
이때, 제1 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 표시패널(110) 및 커버윈도우(130)와 인접한 부분의 폭과 중심부의 폭이 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 영역(140a)은 표시패널 및 커버윈도우와 인접한 부분의 폭이 중심부의 폭보다 더 클 수 있다. 그리고 제1 영역(140a)은 제2 영역(140b)보다 접착력이 더 강할 수 있다.
표시패널(110)과 백플레이트(120) 사이에 제2 접착층(150)을 더 포함할 수 있으며, 제2 접착층은 제1 접착층과 동일 재질 및 동일 형태를 가질 수 있다.
제1 영역(140a)은 아일랜드 패턴일 수 있다. 예를 들어, 아일랜드 패턴은 원형이나 다각형일 수 있다. 또한, 접착층(140)의 제1 영역(140a)은 스트라이프 패턴일 수 있으며, 아일랜드 패턴과 스트라이프 패턴을 모두 포함할 수 있다.
그리고 표시패널(110)과 커버윈도우(130) 사이에 기능층을 더 포함할 수 있는데 기능층은 편광판, 위상지연판 또는 터치패널을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접착층(140)은 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역(140a)과 제1 영역의 주변부에 제1 모듈러스 보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역(140b)을 포함하며, 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)은 동일한 재질일 수 있다. 제1 영역은 상부 및 하부 표면에 인접한 부분의 폭과 중심부의 폭이 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 영역은 상부 및 하부 표면에 인접한 부분의 폭이 타 부분의 폭보다 더 클 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 표시패널
120 : 백플레이트
130 : 커버윈도우
140 : 제1 접착층
140a : 제1 영역
140b : 제2 영역
120 : 백플레이트
130 : 커버윈도우
140 : 제1 접착층
140a : 제1 영역
140b : 제2 영역
Claims (15)
- 표시패널;
상기 표시패널의 상부에 있는 커버윈도우;
상기 표시패널의 하부에 있는 백플레이트;
상기 표시패널과 상기 커버윈도우 사이에 개재되는 제1 접착층;
상기 제1 접착층은 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역과 제1 모듈러스 보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역의 폭은 상기 표시패널과 인접한 부분으로부터 중심부로 갈수록 작아지고, 상기 커버윈도우와 인접한 부분으로부터 중심부로 갈수록 작아지는 폴더블 표시장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 영역의 접착력은 상기 제2 영역의 접착력보다 더 큰 폴더블 표시장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 영역의 모듈러스는 106 내지 107Pa이며, 상기 제2 영역의 모듈러스는 103 내지 105Pa인 폴더블 표시장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 표시패널과 상기 백플레이트 사이에 제2 접착층을 더 포함하며,
상기 제2 접착층은 상기 제1 접착층과 동일 물질 및 동일 형태를 갖는 폴더블 표시장치.
- 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서
상기 제1 영역은 아일랜드 패턴인 폴더블 표시장치.
- 제7 항에 있어서,
상기 아일랜드 패턴은 원형 또는 다각형인 폴더블 표시장치.
- 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 영역은 스트라이프 패턴인 폴더블 표시장치.
- 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 영역은 아일랜드 패턴과 스트라이프 패턴을 모두 포함하는 폴더블 표시장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 표시패널과 상기 커버윈도우 사이에 기능층을 더 포함하는 폴더블 표시장치.
- 제11 항에 있어서,
상기 기능층은 편광판, 위상지연판 또는 터치패널을 포함하는 폴더블 표시장치.
- 제1 모듈러스를 갖는 제1 영역; 및
상기 제1 영역의 주변부에 상기 제1 모듈러스 보다 작은 제2 모듈러스를 갖는 제2 영역을 포함하며,
상기 제1 영역 및 상기 제 2 영역은 단일 층에서 서로 다른 영역이고,
상기 제1 영역의 폭은 상지 접착층의 상부 표면으로부터 중심부로 갈수록 작아지고, 상기 접착층의 하부 표면으로부터 중심부로 갈수록 작아지며,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 동일한 물질로 이루어지는 폴더블 표시장치용 접착층.
- 삭제
- 삭제
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