KR20150035306A - 보호용 윈도우 및 이를 포함하는 가요성 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 보호용 윈도우는 엘라스토머로 이루어지며 복수의 돌기를 포함하는 제1 투명 부재, 제1 투명 부재 위에 위치하며 고경도 고분자 물질로 이루어지는 제2 투명 부재를 포함하고 제2 투명 부재는 상기 돌기 사이를 채움이며 평탄면을 형성한다.
Description
본 발명은 보호용 윈도우 및 가요성 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 포함하는 표시 장치가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 전체적인 표시 장치의 두께와 무게를 줄여 표시 장치의 가요성을 향상시킬 수 있다. 유기 발광 소자는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
일반적으로 표시 장치는 이미지(image)를 표시하는 표시 패널, 표시 패널 상에 위치하며 편광판을 포함하는 광학 유닛, 광학 유닛 상에 위치하며 광학 유닛을 보호하는 동시에 윈도우(window)를 포함한다.
윈도우는 내부 표시 패널을 보호하기 위한 것으로, 9H이상의 표면 특성을 가지도록 고경도 물질로 형성된다.
그러나 고경도 물질로 이루어진 윈도우는 쉽게 구부러지지 않아 가요성 표시 장치의 윈도우로 사용할 경우 구부릴 때 깨지거나 크랙이 발생하는 등 표시 장치의 가요성이 감소한다.
또한, 윈도우의 가요성을 증가시키면 윈도우의 표면 경도가 감소하여 충격으로부터 내부 표시 패널을 보호하는 것이 용이하지 않다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가요성을 감소시키지 않으면서도 고경도의 표면 특성을 가지는 윈도우 및 가요성 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 보호용 윈도우는 엘라스토머로 이루어지며 복수의 돌기를 포함하는 제1 투명 부재, 제1 투명 부재 위에 위치하며 고경도 고분자 물질로 이루어지는 제2 투명 부재를 포함하고 제2 투명 부재는 상기 돌기 사이를 채움이며 평탄면을 형성한다.
상기 돌기는 동일한 모양으로 일정한 간격으로 배치되어 있을 수 있다.
상기 엘라스토머는 우레탄 또는 실리콘이고, 고분자 물질은 폴리-실세스퀴옥산 또는 고경도 폴리메틸메타크릴레이트일 수 있다.
상기 제1 투명 부재는 100㎛ 내지 200㎛이고, 제2 투명 부재는 100㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
상기 돌기는 제1 투명 부재 전면에 형성되어 있을 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 다른 보호용 윈도우는 오목부를 포함하는 투명 부재, 오목부를 채우며 엘라스토머로 이루어지는 채움 부재를 포함한다.
상기 투명 부재는 상부면과 하부면을 가지고, 오목부는 상기 상부면 및 하부면 중 적어도 하나에 형성되어 있을 수 있다.
상기 오목부는 단면은 오목부의 중심으로부터 멀어질수록 오목부의 깊이가 깊어지거나 얕아질 수 있다.
상기 오목부의 단면은 투명 부재의 상부면에 대해서 수직한 가상의 세로 중심선에 대해서 대칭일 수 있다.
상기 오목부는 복수의 소오목부를 포함하고, 소오목부의 단면은 동일한 크기 및 형태를 가지고, 일정한 간격으로 배열되어 있을 수 있다.
상기 투명 부재는 제1 영역과 상기 제1 영역을 중심으로 양쪽에 위치하는 제2 영역을 가지고, 오목부는 제1 영역에 위치할 수 있다.
상기 소오목부는 제1 영역의 중심으로부터 제2 영역과 인접한 가장자리로 갈수록 깊이가 깊어지거나 얕아질 수 있다.
상기 소오목부 사이의 간격은 제1 영역의 중심으로부터 제2 영역과 인접한 가장자리로 갈수록 넓어지거나 좁아질 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 가요성 표시 장치는 가요성 표시 패널, 표시 패널 위에 위치하고, 엘라스토머로 이루어지며 복수의 돌기를 포함하는 제1 투명 부재, 제1 투명 부재 위에 위치하며 고경도 고분자 물질로 이루어지는 제2 투명 부재를 포함하고, 제2 투명 부재는 상기 돌기 사이를 채움이며 평탄면을 형성한다.
상기 엘라스토머는 우레탄 또는 실리콘이고 고분자 물질은 폴리-실세스퀴옥산 또는 고경도 폴리메틸메타크릴레이트일 수 있다.
상기 가요성 표시 패널은 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치는 가요성 표시 패널, 표시 패널 위에 위치하고, 오목부를 포함하는 투명 부재, 오목부를 채움이며 엘라스토머로 이루어지는 채움 부재를 포함한다.
상기 엘라스토머는 우레탄 또는 실리콘이고 투명 부재는 폴리-실세스퀴옥산 또는 고경도 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어질 수 있다.
상기 오목부는 가요성 표시 패널의 중앙에 위치할 수 있다.
상기 오목부는 복수의 소오목부를 포함할 수 있다.
상기 보호용 윈도우는 400㎛이하의 두께일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서와 윈도우를 형성하면 용이하게 구부릴 수 있으면서도 고경도의 표면 특성을 가지는 윈도우 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 보호용 윈도우의 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 보호용 윈도우의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 보호용 윈도우의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 보호용 윈도우 및 표시 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 보호용 윈도우의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 보호용 윈도우(20)는 적층되어 있는 제1 투명 부재(2)와 제2 투명 부재(4)를 포함한다.
제1 투명 부재(2)는 엘라스토머로 이루어지며, 예를 들어 우레탄(urethane) 또는 실리콘(silicon)으로 이루어지고, 제2 투명 부재(4)는 고경도 고분자 물질로 이루어지며, 예를 들어 폴리-실세스퀴옥산(poly-silsesquioxane) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(poly-methyl methacrylate)로 이루어질 수 있다.
제1 투명 부재(2)는 복수의 돌기를 포함하며 돌기는 제1 투명 부재(2)의 전면(全面)에 형성되어 있으며, 동일한 모양으로 일정한 간격으로 배치되어 있다. 제1 투명 부재(2)의 돌기는 임프린트 공정으로 형성할 수 있다.
제2 투명 부재(4)는 돌기 사이를 채우며 평탄면을 형성한다.
반대로, 제2 투명 부재가 복수의 돌기를 포함하고, 제1 투명 부재가 돌기 사이를 채움이며 평탄면을 형성할 수 있다.
제1 투명 부재(2)와 제2 투명 부재(4)는 각각 100㎛ 내지 200㎛의 두께(T1, T2)로 형성될 수 있다. 제1 투명 부재(2)와 제2 투명 부재(4)의 두께가 각각 100㎛보다 작으면 충분한 강도 및 경도를 얻을 수 없고, 200㎛보다 크면 윈도우의 강성이 증가하여 가요성이 감소할 수 있다.
본 발명에 따른 보호용 윈도우(20)는 제1 투명 부재(2)와 표시 패널이 부착되어, 외부로 노출되는 부분에 고경도인 제2 투명 부재(4)가 위치하므로 외부 긁힘 등에 강하다. 그리고 가요성 표시 장치에 부착되어 보호용 윈도우가 구부려지더라도 유연한 제1 투명 부재(2)에 의해서 압축 응력이 분산되므로 고경도의 제2 투명 부재(4)에 크랙 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 고경도의 제2 투명 부재의 두께를 100㎛ 내지 200㎛로 형성하여 가요성을 가지도록 하고, 구부림에 의해서 압축 응력이 발생하더라도 제1 투명 부재가 제2 투명 부재를 지지하여 압축 응력을 감소시켜 제2 투명 부재에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
보호용 윈도우(20) 위에는 하드 코팅층(8) 및 기능성층(9)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라서생략할 수 있다.
하드 코팅층(8)은 유-무기 복합물질로 이루어지며, 보호용 윈도우(20)의 가요성을 감소시키지 않으면서도 표면 강도를 증가시킬 수 있다. 하드 코팅층(8)은 10㎛ 내지 60㎛로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 20㎛ 내지 25㎛의 두께로 형성할 수 있다.
기능성층(9)은 산화규소층과 불소화합물을 포함하는 지문방지층으로 이루어질 수 있으며, 각각 850Å 및 300Å의 두께로 형성할 수 있다.
본 발명에서와 같이 엘라스토머로 이루어지는 제1 투명 부재와 고경도 고분자 물질로 이루어지는 제2 투명 부재를 이용하여 보호용 윈도우를 형성하며, 표시 장치를 용이하게 굽힐 수 있으며 굴곡부에 위치하는 보호용 윈도우에 크랙 등이 발생하지 않는다.
가요성 표시 장치를 반복적으로 굽히더라도 인장 응력이 우수한 제1 투명 부재가 제2 투명부재를 지지하여 제1 투명 부재가 압축 응력에 의해서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 제2 투명 부재는 제1 투명 부재의 돌기 사이를 채우도록 형성하여 돌기 사이에 위치하는 제2 투명 부재의 두께보다 돌기 위에 위치하는 제2 투명 부재의 두께가 얇다. 즉, 복수의 돌기에 의해서 제2 투명 부재의 두께도 얇은 부분과 두꺼운 부분이 동시에 존재하여 반복적인 굽힘에도 압축응력이 감소하여 용이하게 구부릴 수 있다.
따라서, 굽혔을 때 형성되는 곡률 및 보호용 윈도우의 경도에 따라서 돌기의 크기 및 간격을 조절하여 형성할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서와 같이 보호용 윈도우를 형성하면 제2 투명 부재에 의해서 보호용 윈도우의 표면 경도를 높이면서도 제1 투명 부재로 보호용 윈도우의 유연성이 증가하여 가요성 표시 장치의 반복적인 굽힘에도 파손되지 않는 보호용 윈도우를 제공할 수 있다.
도 2 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 보호용 윈도우의 단면도이다.
도 2 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호용 윈도우(22)는 투명 부재(6)와 채움 부재(7)를 포함한다. 투명 부재(6)는 도 1의 제2 투명 부재와 동일한 물질로 이루어지고, 채움 부재(7)는 도 1의 제1 투명 부재와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
투명 부재(6)는 오목부(CC)를 가지고, 오목부(CC)는 도 3에서와 같이 투명 부재(6)의 상면 또는 하면으로 개방된 형태이거나, 도 3 내지 도 12에서와 같이 투명 부재(6)의 상면 및 하면 모두로 개방된 형태일 수 있다.
오목부(CC)의 단면은 도 3 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 반원, 반타원형 또는 삼각형 및 사각형과 같은 다각형일 수 있으며 투명 부재(6)의 상부면에 수직한 가상의 세로 중심선에 대해서 대칭일 수 있다.
오목부(CC)는 도 4 내지 도 9 및 도 12에서와 같이 복수의 소오목부(CCA)를 포함할 수 있으며, 소오목부(CCA)는 도 4 내지 도 6에서와 같이 동일한 크기 및 형태로 동일한 간격을 두고 배치할 수 있다.
소오목부(CCA)는 도 8 및 도 9에서와 같이 보호용 윈도우(22)의 제1 영역(A)의 중앙으로부터 제2 영역(B)과 인접한 가장자리로 갈수록 소오목부(CCA)의 깊이(D1)가 깊어지거나 줄어들도록 형성할 수 있다. 그리고 소오목부(CCA)는 도 12에서와 같이 소오목부(CCA) 사이의 간격(D2)이 보호용 윈도우(22)의 제1 영역(A)의 중앙으로부터 제2 영역(B)과 인접한 가장자리로 갈수록 넓어지거나, 좁아지도록(도시하지 않음) 배치할 수 있다.
소오목부와 같이, 하나의 오목부(CC)도 도 10 및 도 11에서와 같이 오목부(CC)의 중심으로부터 가장자리로 갈수록 깊이가 점진적으로 얕아지거나 깊어질 수 있다.
소오목부(CCA)는 도 7에서와 같이 소오목부(CCA)가 연결되는 형태를 가지도록 연속해서 형성될 수 있다.
보호용 윈도우(22)는 제1 영역(A), 제1 영역(A)을 중심으로 양쪽에 위치하는 제2 영역(B)을 가지고, 오목부(CC)는 제1 영역(A)에 위치할 수 있다.
제1 영역(A)은 보호용 윈도우(22)가 굽어지는 굴곡부 일 수 있으며, 보호용 윈도우(22)를 포함하는 표시 장치의 중앙일 수 있다. 제1 영역(A)은 어느 하나의 제2 영역(B)과 동일한 면적으로 형성되는 것을 도시하였으나, 제1 영역(A)은 제2 영역(B)보다 크거나 적은 면적으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 영역(A)의 폭은 16mm 이내일 수 있다.
도 3 내지 도 12에서는 제1 영역이 중앙에만 위치하는 것을 설명하였으나, 표시 장치가 휘어지는 형태 및 정도에 따라서 제1 영역, 제2 영역이 반복하여 교대로 배치(도시하지 않음)될 수 있다.
본 발명에서와 같이 엘라스토머로 이루어지는 부재와 고경도 고분자 물질로 이루어지는 부재를 이용하여 보호용 윈도우를 형성하며, 표시 장치를 용이하게 굽힐 수 있으며 굴곡부에 위치하는 보호용 윈도우에 크랙 등이 발생하지 않는다.
제1 영역(A)에 위치하는 투명 부재는 오목부(CC)가 형성되므로 제2 영역(B)에 위치하는 투명 부재(6)에 비해서 상대적으로 두께가 얇아 굽힘시의 압축 응력이 감소하여 보호용 윈도우(22)를 용이하게 굽어질 수 있다. 또한, 오목부에 탄성이 우수한 엘라스토머로 채움 부재(7)를 형성하여 굽힐 때 인장 응력이 우수한 채움 부재(7)가 투명 부재(6)를 지지하여 투명 부재(6)가 압축 응력에 의해서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1 영역(A)의 투명 부재(6)에 가해지는 압축 응력 및 형성하고자 하는 표시 장치의 곡률에 따라서 오목부 및 소오목부의 크기, 형태 및 간격 등을 다양하게 형성하여 투명 부재(6)에 가해지는 압축 응력을 최소한으로 할 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이 보호용 윈도우를 형성하면 투명 부재(6)에 의해서 보호용 윈도우의 표면 경도를 높이면서도 채움 부재(7)로 보호용 윈도우의 유연성이 증가하여 가요성 표시 장치의 반복적인 굽힘에도 파손되지 않는 보호용 윈도우를 제공할 수 있다.
그럼 이하에서는 본 발명에 따른 보호용 윈도우를 포함하는 가요성 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 영상을 표시하는 표시 패널(10), 표시 패널(10) 및 각종 부품들을 수납하는 하우징(40)과, 표시 패널(10)의 전방에 배치되어 표시 패널(10)을 보호하는 보호용 윈도우(20)를 포함한다.
표시 패널(10)은 유기 발광 표시 패널일 수 있다. 다른 한편으로, 표시 패널(10)은 유기 발광 표시 패널 이외에 다른 표시 패널, 일례로 액정 표시 패널일 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광 표시 패널을 예로서 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 패널(10)은 가요성 인쇄회로(30)을 통하여 인쇄회로기판(50)과 전기적으로 연결된다.
표시 패널(10)의 제1 기판(13) 위에는 영상 표현의 기본 단위인 화소가 행렬을 이루도록 배열되어 있으며, 실링(sealing) 부재(도시하지 않음)를 통해 제2 기판(14)이 제1 기판(13)에 접합되어 화소들을 보호한다. 이때, 제1 기판(13)은 후면 기판이 되고, 제2 기판(14)은 전면 기판이 될 수 있다.
표시 패널(10)의 단위 화소에 신호를 인가하는 신호선들은 가요성 인쇄회로(30)를 통해 인쇄회로기판(50)에 연결되고, 인쇄회로기판(50)으로부터 입력 단자와 제어 단자에 신호가 입력되면, 화소의 박막 트랜지스터는 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되어 화소 구동에 필요한 전기 신호를 박막 트랜지스터의 출력 단자로 출력한다.
제1 기판(13) 위에는 인쇄회로기판(50)으로부터 전달되는 구동 신호를 게이트선 및 데이터선에 인가하기 위한 타이밍 신호를 발생시키는 구동 회로부가 형성되어 있다. 구동 회로부(26)는 IC 칩 형태로 제1 기판(13) 위에 실장되거나, 화소 회로와 함께 기판(13) 위에 집적될 수 있다.
인쇄회로기판(50)에는 구동 신호를 처리하기 위한 전자 소자들(도시하지 않음)을 포함하고, 커넥터(51)는 외부 신호가 직접 입력되는 부분으로 커넥터(51)를 통해서 입력된 외부 신호는 연장부(52)를 통해서 인쇄회로기판(50)의 전자 소자들에 전달된다.
한편, 표시 패널(10)의 전방에는 표시 패널(10)을 보호하는 보호용 윈도우(20)가 위치한다. 보호용 윈도우(20)는 표시 패널(10)이 외부 충격에 의해 깨지지 않도록 보호하는 것으로, 도 1 내지 도 12의 보호용 윈도우 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 보호용 윈도우의 두께는 400㎛이하일 수 있다.
표시 패널(10)과 보호용 윈도우(60)는 접착층(도시하지 않음)에 의해서 부착될 수 있다.
보호용 윈도우(60)는 표시 패널(10)의 화소가 위치하여 영상을 표시하는 표시 영역(11)에 대응하며 외부에서 영상을 시인할 수 있도록 투명한 투명부(211)와 투명부(211)을 둘러싸도록 형성되어 구동 회로부와 같이 영상을 표시하지 않는 비표시 영역(12)과 대응하여 외부에서 구동 회로나 배선 등이 시인되지 않도록 하는 불투명부(212)를 가진다. 불투명부(212)는 제품의 로고나 장식용 문양 등이 포함될 수 있다.
또한, 보호용 윈도우(60)는 표시 패널의 표시 영역(11)과 대응하는 제1 평탄면과 표시 패널의 측면과 대응하는 제2 평탄면을 포함한다. 그리고 제1 평탄면과 제2 평탄면을 연결하며 표시 패널의 모서리를 감싸도록 일정한 곡률을 가지도록 굽어진 곡면을 포함할 수 있다.
도 13의 실시예에서는 제1 평탄면을 중심으로 양쪽에 곡면이 위치하였으나 필요에 따라서 둘 중 하나에만 곡면을 형성할 수 있다.
한편, 보호용 윈도우(60)와 표시 패널(10) 사이에는 터치 패널(도시하지 않음)이 추가될 수 있다. 터치 패널은 정전 용량식 또는 감압식 일 수 있으며, 유기 발광 표시 장치에 대한 사용자의 터치(touch) 동작을 감지한다.
이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 가요성 표시 장치용 표시 패널 중 하나인 유기 발광 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 14는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 14에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있는 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 주사 신호선(scanning signal line)(121), 데이터 신호를 전달하는 데이터선(data line)(171), 구동 전압을 전달하는 구동 전압선(driving voltage line)(172) 등을 포함한다. 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(171)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 구동 전압선(172)은 대략 열 방향으로 뻗어 있는 것으로 도시되어 있으나, 행 방향 또는 열 방향으로 뻗거나 그물 모양으로 형성될 수 있다.
한 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(Qs), 구동 트랜지스터(driving transitor)(Qd), 유지 축전기(storage capacitor)(Cst) 및 유기 발광 소자(organic light emitting element)(LD)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(Qs)는 제어 단자(control terminal), 입력 단자(input terminal) 및 출력 단자(output terminal)를 가지는데, 제어 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 게이트선(121)으로부터 받은 주사 신호에 응답하여 데이터선(171)으로부터 받은 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)에 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(LD)는 예를 들면 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)로서, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 유기 발광 소자(LD)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 빛을 고유하게 내는 유기 물질을 포함할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치는 이들 색의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이지만, 이들 중 적어도 하나는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 소자(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 개략적인 단면도이다.
도 15에서는 도 14의 구동 박막 트랜지스터(Qd) 및 유기 발광 소자(LD)을 중심으로 적층 순서에 따라 상세히 설명한다. 이하에서는 구동 박막 트랜지스터(Qd)를 박막 트랜지스터라 한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는 기판(100)을 포함하고, 기판(100) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다.
기판(100)은 도 13의 제1 기판(13)일 수 있으며, 가요성 기판으로 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
버퍼층(120) 위에는 다결정 규소로 이루어진 반도체(135)가 형성되어 있다.
반도체(135)는 채널 영역(1355), 채널 영역(1355)의 양측에 각각 형성된 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)로 구분된다. 반도체의 채널 영역(1355)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 규소, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이다. 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)은 도전성 불순물이 도핑된 다결정 규소, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다. 소스 영역(1356), 드레인 영역(1357)에 도핑되는 불순물은 p형 불순물 및 n형 불순물 중 어느 하나 일 수 있다.
반도체(135) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
반도체(135) 위에는 게이트 전극(155)이 형성되어 있으며, 게이트 전극(155)은 채널 영역(1355)과 중첩한다.
게이트 전극(155)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
게이트 전극(155) 위에는 제1 층간 절연막(160)이 형성된다. 제1 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에는 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357)을 각각 노출하는 소스 접촉 구멍(66)과 드레인 접촉 구멍(67)을 갖는다.
제1 층간 절연막(160) 위에는 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)이 형성되어 있다. 소스 전극(176)은 접촉 구멍(66)을 통해서 소스 영역(1356)과 연결되어 있고, 드레인 전극(177)은 접촉 구멍(67)을 통해서 드레인 영역(1357)과 연결되어 있다.
소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다. 예를 들어, Ti/Cu/Ti, Ti/Ag/Ti, Mo/Al/Mo의 삼중층일 수 있다.
게이트 전극(155), 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 각각 도 1의 제어 전극, 입력 전극 및 출력 전극으로, 반도체(135)와 함께 박막 트랜지스터를 이룬다. 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 사이의 반도체(135)에 형성된다.
소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 위에는 제2 층간 절연막(180)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180)은 드레인 전극(177)을 노출하는 접촉 구멍(85)을 포함한다.
제2 층간 절연막(180)은 제1 층간 절연막과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있으며, 저유전율 유기 물질로 이루어질 수 있다.
제2 층간 절연막(180) 위에는 제1 전극(710)이 형성되어 있다. 제1 전극(710)은 접촉 구멍(85)을 통해서 드레인 전극(177)과 전기적으로 연결되며, 제1 전극(710)은 도 14의 유기 발광 소자의 애노드 전극일 수 있다.
제1 전극(710)위에는 화소 정의막(190)이 형성되어 있다.
화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 노출하는 개구부(95)를 가진다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates) 또는 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지와 실리카 계열의 무기물 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부(95)에는 유기 발광층(720)이 형성되어 있다.
유기 발광층(720)은 발광층과 정공 수송층(hole-injection layer, HIL), 정공 수송층(hole-transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron-transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron-injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 복수층으로 형성된다.
유기 발광층(720)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 제1 전극(710) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 위에는 제2 전극(730)이 형성된다.
제2 전극(730)은 유기 발광 소자의 캐소드 전극이 된다. 따라서 제1 전극(710), 유기 발광층(720) 및 제2 전극(730)은 유기 발광 소자(LD)를 이룬다.
유기 발광 소자(LD)가 빛을 방출하는 방향에 따라서 유기 발광 표시 장치는 전면 표시형, 배면 표시형 및 양면 표시형 중 어느 한 구조를 가질 수 있다.
전면 표시형일 경우 제1 전극(710)은 반사막으로 형성하고 제2 전극(730)은 반투과막 또는 투과막으로 형성한다. 반면, 배면 표시형일 경우 제1 전극(710)은 반투과막으로 형성하고 제2 전극(730)은 반사막으로 형성한다. 그리고 양면 표시형일 경우 제1 전극(710) 및 제2 전극(730)은 투명막 또는 반투과막으로 형성한다.
반사막 및 반투과막은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 사용하여 만들어진다. 반사막과 반투과막은 두께로 결정되며, 반투과막은 200nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지나, 너무 얇으면 저항이 증가한다.
투명막은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(indium oxide) 등의 물질로 이루어진다.
제2 전극(730) 위에는 봉지 부재(260)가 형성되어 있으며, 봉지 부재(260)가 형성되므로 도 13의 제2 기판(14)은 생략된다.
봉지 부재(260)는 적어도 하나 이상의 유기층과 무기층을 포함할 수 있으며, 상호 교번하여 적층 형성될 수 있다.
유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 봉지 부재(260)층 중 외부로 노출된 최상층은 유기발광소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극과 봉지 부재 사이에는 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 할로겐화 금속층은 제1 무기층을 스퍼터링 방식 또는 플라즈마 증착 방식으로 형성할 때 하부막을 손상하는 것을 방지할 수 있다.
유기층은 무기층보다 면적이 좁게 형성되어, 무기층이 유기층을 완전히 덮도록 형성할 수 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.
2: 제1 투명 부재 4: 제2 투명 부재
6: 투명 부재 7: 채움 부재
8: 하드 코팅층 9: 기능성층
10: 표시 패널 11: 표시 영역
12: 비표시영역 13: 제1 기판
14: 제2 기판 20, 22, 60: 보호용 윈도우
26: 구동 회로부 30: 가요성 인쇄회로
40: 하우징 50: 인쇄회로기판
51: 커넥터 52: 연장부
66, 67, 85: 접촉 구멍
95: 개구부 100: 기판
120: 버퍼층 121: 게이트선
140: 게이트 절연막 155: 게이트 전극
160: 제1 층간 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 176: 소스 전극
177: 드레인 전극 180: 제2 층간 절연막
190: 화소 정의막 211: 투명부
212: 불투명부 260: 봉지부재
710: 제1 전극 720: 유기 발광층
730: 제2 전극 1000: 표시 패널
1355: 채널 영역 1356: 소스 영역
1357: 드레인 영역
6: 투명 부재 7: 채움 부재
8: 하드 코팅층 9: 기능성층
10: 표시 패널 11: 표시 영역
12: 비표시영역 13: 제1 기판
14: 제2 기판 20, 22, 60: 보호용 윈도우
26: 구동 회로부 30: 가요성 인쇄회로
40: 하우징 50: 인쇄회로기판
51: 커넥터 52: 연장부
66, 67, 85: 접촉 구멍
95: 개구부 100: 기판
120: 버퍼층 121: 게이트선
140: 게이트 절연막 155: 게이트 전극
160: 제1 층간 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 176: 소스 전극
177: 드레인 전극 180: 제2 층간 절연막
190: 화소 정의막 211: 투명부
212: 불투명부 260: 봉지부재
710: 제1 전극 720: 유기 발광층
730: 제2 전극 1000: 표시 패널
1355: 채널 영역 1356: 소스 영역
1357: 드레인 영역
Claims (25)
- 엘라스토머로 이루어지며 복수의 돌기를 포함하는 제1 투명 부재,
상기 제1 투명 부재 위에 위치하며 고경도 고분자 물질로 이루어지는 제2 투명 부재
를 포함하고,
상기 제2 투명 부재는 상기 돌기 사이를 채우며 평탄면을 형성하는 보호용 윈도우. - 제1항에서,
상기 돌기는 동일한 모양으로 일정한 간격으로 배치되어 있는 보호용 윈도우. - 제1항에서,
상기 엘라스토머는 우레탄 또는 실리콘인 보호용 윈도우. - 제1항에서,
상기 고분자 물질은 폴리-실세스퀴옥산 또는 고경도 폴리메틸메타크릴레이트인 보호용 윈도우. - 제1항에서,
상기 제1 투명 부재는 100㎛ 내지 200㎛인 보호용 윈도우. - 제1항에서,
상기 제2 투명 부재는 100㎛ 내지 200㎛인 보호용 윈도우. - 제1항에서,
상기 돌기는 상기 제1 투명 부재 전면에 형성되어 있는 보호용 윈도우. - 오목부를 포함하는 투명 부재,
상기 오목부를 채움이며 엘라스토머로 이루어지는 채움 부재
를 포함하는 보호용 윈도우. - 제8항에서,
상기 투명 부재는 상부면과 하부면을 가지고,
상기 오목부는 상기 상부면 및 하부면 중 적어도 하나에 형성되어 있는 보호용 윈도우. - 제8항에서,
상기 오목부는 단면은 상기 오목부의 중심으로부터 멀어질수록 상기 오목부의 깊이가 깊어지거나 얕아지는 보호용 윈도우. - 제10항에서,
상기 오목부의 단면은 상기 투명 부재의 상부면에 대해서 수직한 가상의 세로 중심선에 대해서 대칭인 보호용 윈도우. - 제8항에서,
상기 오목부는 복수의 소오목부를 포함하는 보호용 윈도우. - 제12항에서,
상기 소오목부의 단면은 동일한 크기 및 형태를 가지고, 상기 소오목부는 일정한 간격으로 배열되어 있는 보호용 윈도우. - 제12항에서,
상기 투명 부재는 제1 영역과 상기 제1 영역을 중심으로 양쪽에 위치하는 제2 영역을 가지고,
상기 오목부는 상기 제1 영역에 위치하는 보호용 윈도우. - 제14항에서,
상기 소오목부는 상기 제1 영역의 중심으로부터 상기 제2 영역과 인접한 가장자리로 갈수록 깊이가 깊어지거나 얕아지는 보호용 윈도우. - 제14항에서,
상기 소오목부 사이의 간격은 상기 제1 영역의 중심으로부터 상기 제2 영역과 인접한 가장자리로 갈수록 넓어지거나 좁아지는 보호용 윈도우. - 가요성 표시 패널,
상기 표시 패널 위에 위치하고, 엘라스토머로 이루어지며 복수의 돌기를 포함하는 제1 투명 부재, 상기 제1 투명 부재 위에 위치하며 고경도 고분자 물질로 이루어지는 제2 투명 부재로 이루어지는 보호용 윈도우
를 포함하고,
상기 제2 투명 부재는 상기 돌기 사이를 채움이며 평탄면을 형성하는 가요성표시 장치. - 제17항에서,
상기 엘라스토머는 우레탄 또는 실리콘이고 상기 고분자 물질은 폴리-실세스퀴옥산 또는 고경도 폴리메틸메타크릴레이트인 가요성 표시 장치. - 제17항에서,
상기 가요성 표시 패널은 유기 발광 표시 장치인 가요성 표시 장치. - 제17항에서,
상기 보호용 윈도우는 400㎛이하의 두께인 가요성 표시 장치. - 가요성 표시 패널,
상기 표시 패널 위에 위치하고, 오목부를 포함하는 투명 부재, 상기 오목부를 채움이며 엘라스토머로 이루어지는 채움 부재를 포함하는 보호용 윈도우
를 포함하는 가요성 표시 장치. - 제21항에서,
상기 엘라스토머는 우레탄 또는 실리콘이고, 상기 투명 부재는 폴리-실세스퀴옥산 또는 고경도 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지는 가요성 표시 장치. - 제20항에서,
상기 오목부는 상기 가요성 표시 패널의 중앙에 위치하는 가요성 표시 장치. - 제23항에서,
상기 오목부는 복수의 소오목부를 포함하는 가요성 표시 장치. - 제21항에서,
상기 보호용 윈도우는 400㎛이하의 두께인 가요성 표시 장치.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |