KR20200078887A - 플렉서블 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20200078887A
KR20200078887A KR1020180168180A KR20180168180A KR20200078887A KR 20200078887 A KR20200078887 A KR 20200078887A KR 1020180168180 A KR1020180168180 A KR 1020180168180A KR 20180168180 A KR20180168180 A KR 20180168180A KR 20200078887 A KR20200078887 A KR 20200078887A
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송민섭
정범
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 베젤의 폭을 줄일 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 액티브 영역과 인액티브 영역을 포함하여, 상기 인액티브 영역은 상기 액티브 영역과 인접한 제1 인액티브 영역, 회로 보드가 배치된 제2 인액티브 영역 및 상기 제1 인액티브 영역과 상기 제2 인액티브 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 플렉서블 기판; 상기 액티브 영역 및 제1 인액티브 영역의 플렉서블 기판의 상부에 이격되어 적층된 제1 및 제2 오버코팅층; 상기 제1 및 제2 오버코팅층의 사이에 일단이 배치되고, 그 타단은 상기 제2 인액티브 영역에 배치되도록 벤딩되는 터치 센서층; 및 베젤 벤딩의 배면에 배치되어 상기 터치 센서층의 타단에 연결되는 터치 연성회로기판(Touch Flexible Circuit Board)에 연결하는 패드를 포함하여 이루어지며, 터치 센서층을 벤딩하고, 이에 연결되는 터치 연성회로기판을 인액티브 영역의 베젤 영역 하부에 위치함으로써 터치 및 디스플레이 성능에 영향을 끼치지 않고 베젤 영역을 축소할 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치{Flexible display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베젤의 폭을 줄일 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 디스플레이 장치(Display Apparatus)가 개발되고 있다.
이와 같은 디스플레이 장치의 구체적인 예로는 액정디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Apparatus: LCD), 유기발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Apparatus: OLED), 양자점 디스플레이 장치(Quantum Dot Display Apparatus) 등을 들 수 있다.
상기 디스플레이 장치에는 디스플레이 패널 및 다양한 기능들을 제공하기 위한 다수의 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널을 제어하기 위한 하나 이상의 디스플레이 구동 회로들이 디스플레이 어셈블리(assembly)에 포함될 수도 있다. 구동 회로들의 예들은 게이트 드라이버들, 발광(소스) 드라이버들, 전력(VDD) 라우팅, ESD(electrostatic discharge) 회로들, MUX(multiplex) 회로들, 데이터 신호 라인들, 캐소드 컨택들, 및 다른 기능성 엘리먼트들을 포함한다. 다양한 종류들의 부가 기능들, 예를 들어 터치 센싱 또는 지문 식별 기능들을 제공하기 위한 다수의 주변 회로들이 디스플레이 어셈블리에 포함될 수도 있다. 일부 컴포넌트들은 디스플레이 패널 자체 상에 배치될 수도 있고, 종종 비디스플레이 영역 및/또는 인액티브 영역(inactive area or non-active area)으로 지칭되는, 디스플레이 영역 옆의 주변 영역들 상에 배치될 수도 있다.
최신 디스플레이 장치들의 설계 시 사이즈 및 중량이 중요한 문제이다. 또한, 때때로 스크린 대 베젤 비로 지칭되는, 비디스플레이 영역의 사이즈에 대한 디스플레이 영역 사이즈의 높은 비율은 가장 중요한 특징 중 하나이다. 그러나, 전술한 컴포넌트들 중 일부를 디스플레이 어셈블리 내에 배치하는 것은 디스플레이 패널의 상당한 부분까지 부가될 수도 있는, 큰 비디스플레이 영역을 필요로 할 수도 있다. 큰 비디스플레이 영역은 디스플레이 패널이 대형이 되게 하는 경향이 있고, 이는 디스플레이 패널을 전자 디바이스들의 하우징 내로 통합하는 것을 어렵게 한다. 큰 비디스플레이 영역은 또한 디스플레이 패널의 상당한 부분을 커버하기 위해 큰 마스킹 (예를 들어, 베젤, 테두리, 커버링 재료)을 필요로 할 수도 있고, 디바이스가 미적으로 매력이 없게 한다.
일부 컴포넌트들을 별도의 회로보드(flexible printed circuit board) 상에 배치될 수 있도록 플렉서블 기판을 사용하여 베젤을 벤딩하는 기술이 대두되었으나, 베젤 영역의 축소에는 한계가 있다.
본 발명은 하부 베젤 영역을 최소화할 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 터치 및 디스플레이 성능에 영향을 끼치지 않고 베젤 영역을 축소할 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 터치 센싱을 위한 구성 컴포넌트들을 베젤의 벤딩 후면에 배치하는 것을 구성의 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 세부적 구성의 특징은 터치 센서를 벤딩하는 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 다른 세부적 구성의 특징은 액티브 영역과 인액티브 영역을 포함하여, 상기 인액티브 영역은 상기 액티브 영역과 인접한 제1 인액티브 영역, 회로 보드가 배치된 제2 인액티브 영역 및 상기 제1 인액티브 영역과 상기 제2 인액티브 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 플렉서블 기판; 상기 액티브 영역 및 제1 인액티브 영역의 플렉서블 기판의 상부에 이격되어 적층된 제1 및 제2 오버코팅층; 상기 제1 및 제2 오버코팅층의 사이에 일단이 배치되고, 그 타단은 상기 제2 인액티브 영역에 배치되도록 벤딩되는 터치 센서층; 및 베젤 벤딩의 배면에 배치되어 상기 터치 센서층의 타단에 연결되는 터치 연성회로기판(Touch Flexible Circuit Board)에 연결하는 패드 포함하여 이루어진 것이다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 터치 연성회로기판은 상기 터치 센서층의 상면에 배치된 상부패드에 연결된 제1 분기라인과, 상기 터치 센서층의 하면에 배치된 하부패드에 의해 연결된 제2 분기라인을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 상기 터치 연성회로기판의 제1 분기라인에는 센싱 구동 라 라인(Tx)이 배치되고, 상기 터치 연성회로기판의 제2 분기라인에는 센싱 라인(Rx)이 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 상기 센싱 구동 라인(Tx)은 공통 접지 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 상기 센싱 라인(Rx)의 배선은 센싱 구동 라인(Tx)의 배선보다 적어도 2배 이상 많다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 벤딩된 플렉서블 기판의 배선을 보호하기 위한 마이크로 코팅층과 상기 터치 연성회로기판의 제1 분기라인은 제3 오버코팅에 의해 접착된다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 터치 센서층은 상부 표면과 하부 표면이 하드 코팅제로 도포된 투명 재질의 수지층; 상기 수지층의 상부에 배치된 다수의 센싱 라인(Rx)의 배선들; 상기 수지층의 하부에 배치된 다수의 센싱 구동 라인(Tx)의 배선들; 상기 다수의 센싱 라인(Rx) 배선들과 수지층의 상부 표면 전체에 도포된 제1 보호층; 및 상기 다수의 센싱 구동 라인(Tx) 배선들과 수지층의 하부 표면 전체에 도포된 제2 보호층을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 터치 센서층의 수지층은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 카보네이트(PC), 폴리 메틸 메타 아크릴레이트(PMMA), 폴리 에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리 에테르 술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COP), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS) 중의 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
첫째, 터치 및 디스플레이 성능에 영향을 끼치지 않고 베젤 영역을 축소할 수 있다.
둘째, 하부 베젤 영역을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에 따른 디스플레이 패널의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 점선 구역 Ⅱ를 확대한 평면도로서 노치(notch)영역 주변의 컴포넌트들의 배치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도로서 도 1의 플렉서블 기판이 벤딩되어 접힌 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서의 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 4의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4의 터치 센서층을 좀 더 상세히 나타낸 예시도이다.
도 7은 도 6의 터치 센서층의 측면에서 바라본 평면도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
본 발명에서 "디스플레이 장치"는 디스플레이 패널과 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM), 유기발광 모듈(OLED Module), 양자점 모듈(Quantum Dot Module)과 같은 협의의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 그리고, LCM, OLED, QD 모듈 등을 포함하는 완제품(complete product 또는 final product)인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 자동차용 장치(automotive display) 또는 차량(vehicle)의 다른 형태 등을 포함하는 전장장치(equipment display), 스마트폰 또는 전자패드 등의 모바일 전자장치(mobile electronic device) 등과 같은 세트 전자 장치(set electronic device) 또는 세트 장치(set device 또는 set apparatus)도 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명에서의 디스플레이 장치는 LCM, OLED, QD 모듈 등과 같은 협의의 디스플레이 장치 자체, 및 LCM, OLED, QD 모듈 등을 포함하는 응용제품 또는 최종소비자 장치인 세트 장치까지 포함할 수 있다.
그리고, 경우에 따라서는, 디스플레이 패널과 구동부 등으로 구성되는 LCM, OLED, QD 모듈을 협의의 "디스플레이 장치"로 표현하고, LCM, OLED, QD 모듈을 포함하는 완제품으로서의 전자장치를 "세트장치"로 구별하여 표현할 수도 있다. 예를 들면, 협의의 디스플레이 장치는 액정(LCD), 유기발광다이오드(OLED)또는 양자점(Quantum Dot)의 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널을 구동하기 위한 제어부인 소스 PCB를 포함하며, 세트장치는 소스 PCB에 전기적으로 연결되어 세트장치 전체를 제어하는 세트 제어부인 세트 PCB를 더 포함하는 개념일 수 있다.
본 실시 예에 사용되는 디스플레이 패널은 액정디스플레이 패널, 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 패널, 양자점디스플레이 패널(QD: Quantum Dot) 및 전계발광 디스플레이 패널(electroluminescent display panel) 등의 모든 형태의 디스플레이 패널이 사용될 수 있으며, 본 실시예의 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널용 플렉서블 기판과 하부의 백플레인 지지구조로 베젤 벤딩을 할 수 있는 특정한 디스플레이 패널에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 사용되는 디스플레이 패널은 디스플레이 패널의 형태나 크기에 한정되지 않는다.
더 구체적으로, 디스플레이 패널이 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀(Pixel)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 픽셀에 선택적으로 전압을 인가하기 위한 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이와, 어레이 상의 유기발광다이오드(OLED)층, 및 유기발광다이오드층을 덮도록 어레이 상에 배치되는 봉지 기판 또는 봉지층(Encapsulation) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 봉지층은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 유기발광다이오드층 등을 보호하고, 유기발광다이오드층으로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 어레이 상에 형성되는 층은 무기발광층(inorganic light emitting layer), 예를 들면 나노 사이즈의 물질층(nano-sized material layer) 또는 양자점(quantum dot)등을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에 따른 디스플레이 패널의 평면도를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 점선 구역 Ⅱ를 확대한 평면도로서 노치(notch)영역 주변의 컴포넌트들의 배치를 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서의 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도로서 도 1의 플렉서블 기판이 벤딩되어 접힌 구조를 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서의 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다. 도 5는 도 4의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 자른 단면도이다. 도 6은 도 4의 터치 센서층을 좀 더 상세히 나타낸 예시도이다. 도 7은 도 6의 터치 센서층의 측면에서 바라본 평면도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 내부에 발광소자들과 어레이가 형성된 적어도 하나의 액티브 영역(101)을 포함한다.
디스플레이 패널(100)은 액티브 영역(101)의 주변부에 배치되는 인액티브 영역을 포함할 수 있고, 그 중에서 액티브 영역(101)의 상하좌우를 제1 인액티브 영역(102), 벤딩 영역(103) 건너편을 제2 인액티브 영역(104)이라 할 수 있다. 액티브 영역(101)은 직사각형 형태일 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 스마트 와치(smart watch)나 자동차용 디스플레이 장치에는 원형이나 타원형 또는 다각형 등의 다양한 이형 디스플레이 장치가 적용될 수 있다. 따라서, 액티브 영역(101)을 둘러싸고 있는 제1 인액티브 영역(102), 제2 인액티브 영역(104)의 배열이 도 1에 도시된 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널(100)로 한정되는 것은 아니다. 도 1에 도시된 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 패널(100)로 설명하면, 액티브 영역(101)에 인접한 제1 인액티브 영역(102)에는 액티브 영역(101)내 형성된 발광소자들과 어레이들의 구동을 위한 다양한 컴포넌트들이 위치하여 발광을 위한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, GIP(Gate In Panel, 123) 및 ESD(Electrostatic Discharge, 124) 등의 회로들, 발광소자의 일부분인 캐소드(Cathode)와 발광소자의 전압 기준점인 저전위 전압(VSS) 배선(122) 간의 접촉을 위한 영역, 외부의 투습이나 이물로부터 발광소자(112)를 보호하기 위한 봉지층(113)이 배치될 수 있다. 봉지층 중 이물보상층의 도포 공정 중에 디스플레이 패널(100)의 외측으로 넘쳐 흐르는 것을 방지할 수 있는 다수의 댐(Dam) 구조 및 모기판에서 개별 디스플레이 패널(100)로 나누기 위한 절단공정(Scribing 공정) 중에 발생할 수 있는 크랙(Crack)이 디스플레이 패널(100)내부로 전달되는 것을 방지할 수 있는 크랙방지 구조(Crack stopper structure, 126) 등이 배치될 수 있다. 제1 인액티브 영역(102) 중에 컴포넌트들이 배치된 영역을 제1 컴포넌트 형성부라고 지칭할 수 있다. 제1 컴포넌트 형성부는 액티브 영역(101)의 장축면을 따라 배치될 수 있고, 벤딩되어 경사면을 가질 수 있다.
본 발명의 크랙방지 구조(126)는 절단공정 중에 기판(110)의 절단면(Trimming line)에서 발생하는 충격이 제1 인액티브 영역(102)에 형성된 GIP(123)나 ESD(124) 또는 저전위 전압(VSS) 배선(122)에 도달하여 파괴하거나 더 나아가 액티브 영역(101)에 형성된 발광소자나 어레이에 투습경로를 제공하여 흑점(Dark spot)이 성장하거나 화소 수축(Pixel Shrinkage)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
크랙방지 구조(126)의 구성은 무기막 또는 유기막으로 구성될 수 있고, 무기막/유기막의 복층 구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1에서는 크랙방지 구조(126)를 디스플레이 패널(100)의 장변 양측과 단변 한측에만 배치되는 것으로 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 크랙방지 구조(126)가 벤딩영역(103)과 노치(151)가 형성된 영역에도 배치되어 기판(110)의 모든 외곽에 배치될 수도 있다.
크랙방지 구조(126)의 바깥측인 기판(110)의 절단면에 인접한 영역에서는 액티브 영역을 형성할 때 전면 증착되는 절연막들(GI, Buffer layer등)의 부분 또는 전체를 에칭(etching)하여 기판(110)의 상부에 소량의 절연막이 남거나 기판의 상부 표면이 완전히 노출되도록 하여 절단 충격이 해당 절연막에 전달되지 않도록 추가로 구성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제2 인액티브 영역(104)에도 액티브 영역(101)내 형성된 발광소자들과 어레이들의 구동을 위한 다양한 컴포넌트들이 위치하여 안정적인 발광을 위한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 외부 전원과 데이터 구동 신호등을 받거나 터치 신호를 주고 받기 위해 형성된 패드(135)와 전기적으로 연결된 회로 보드(136)가 배치되고, 회로 보드(136)로부터 연장되는 고전위 전압(VDD)용 배선(121), 저전위 전압(VSS)용 배선(122) 및/또는 데이터용 전압 배선(127)들이 배치될 수 있다.
본 발명의 데이터용 전압 배선(127)은 발광소자(112)의 발광신호를 발생시키는 데이터 드라이버 IC(137)쪽으로 연결되어 배치될 수 있다.
제2 인액티브 영역에 앞서 설명한 패드(135)와 데이터 드라이버 IC(137)가 배치된 영역을 제2 컴포넌트 형성부로 지칭할 수 있다. 제2 컴포넌트 형성부에는 고전위 전압용 배선(121) 및 저전위 전압용 배선(122)의 일부가 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)에는, 점선으로 표시된 것과 같이 벤딩 영역(103)의 벤딩을 위해 디스플레이 패널(100)의 하측 양모서리를 절단하여 형성된 노치(notch, 151)를 배치할 수 있다.
예를 들면, 모기판에서 개별 패널로 나누기 위한 절단 공정을 진행할 때 제1 인액티브 영역(102)의 일부인 디스플레이 패널(100)의 하측 양모서리 영역 부근에서 제1 인액티브 영역(102) 내측으로 절단하여 절단면이 고전위 전압(VDD)용 배선(121)이나 저전위 전압(VSS)용 배선(122)에 인접하도록 노치(151)를 형성할 수 있다.
본 발명의 노치(151)는 플렉서블 기판(110)의 일단에서 노치(151)가 시작되고 해당 영역의 인근에서 벤딩 공정을 할 수 있으며, 데이터 드라이버 IC(137) 인근에서 벤딩이 끝나도록 하여 드라이버 IC(137)와 회로 보드 패드(135)가 있는 플렉서블 기판 영역은 액티브 영역이 형성된 플렉서블 기판의 배면쪽에 접할 수 있다.
디스플레이 패널(100) 상면에 형성된 패드(135)에 연결되는 부재는 회로 보드(136)로 한정되지 않고, 다양한 부재가 연결 가능하며 패드(135)의 위치는 디스플레이 패널(100)의 상면 또는 배면에 배치하는 것도 가능하다.
도 1에서 예시된 데이터 드라이버 IC(137)는 디스플레이 패널 상면에 배치되는 것으로 예시하였지만 데이터 드라이버 IC(137)에 국한되지 않으며, 위치도 디스플레이 패널(100)의 상면에 국한되지 않고 배면에 배치될 수 있다.
도 2는 도 1의 Ⅱ를 확대한 도면이다. 도 2를 참조하면, 노치(151)가 형성된 영역을 확대한 도면으로, 벤딩 공정을 하기 전에 벤딩 영역(103), 제1 인액티브 영역(102) 및 제2 인액티브 영역(104)의 컴포넌트들을 개시한 것이다.
노치(151)는 액티브 영역(101)과 액티브 영역(101)을 둘러싸도록 배치된 제1 인액티브 영역(102)과 벤딩 영역(103)을 넘어 형성된 제2 인액티브 영역(104)을 포함하는 디스플레이 패널(100)에서 제1 인액티브 영역(102), 벤딩 영역(103) 및 제2 인액티브 영역(104)이 걸쳐있는 플렉서블 기판(110) 두 모서리를 내측으로 절단하여 도 2와 같은 기판 절단 라인을 형성할 수 있다. 슬림 베젤 또는 네로우 베젤을 위해서는 벤딩 공정을 진행 할 시 벤딩되는 기판의 면적이 적으면 적을수록 벤딩 시 기판이 받게 되는 응력이 작아지므로 공정성이 더 향상될 수 있다. 또한, 절단 공정 시 발생할 수 있는 크랙(Crack)의 전파를 막기 위해 절단 면을 따라 기판 내측에 크랙 방지구조(126)를 형성할 수 있다. 기판의 절단면은 도 2에 도시된 바와 같이, 모서리를 둥글게(Round) 형성하여 공정성과 내구성이 향상될 수 있다.
액티브 영역(101)의 측면에 GIP(123)와 ESD(124)등이 배치될 수 있고 접지를 위한 저전위 전압 배선(122)의 외곽을 따라 배치될 수 있다. 게이트 신호나 저전위 전압 및 고전위 전압은 제2 인액티브 영역(104)에 배치된 패드(135)에서 들어오는 외부 전원이 고전위 전압 배선(121)과 데이터 배선(127) 및 게이트 전원선(125) 등을 통해 벤딩 영역(103)을 지나 제1 인액티브 영역(102)으로 들어올 수 있다. 데이터 신호는 제2 인액티브 영역의 패드에서 들어온 전원이 드라이버 IC(137)에서 데이서 신호로 전환되고 데이터 배선(127)이 연장되어 벤딩 영역(103)을 지나 액티브 영역(101)로 들어갈 수 있다. 이러한 다양한 배선들이 벤딩 영역(103)을 지나게 됨으로써, 벤딩 공정을 진행할 시에 대부분의 배선들이 인장 및 수축 응력에 노출되고, 특정 지점에 응력이 집중되어 배선의 파손이 발생할 수 있다. 이로 인해 디스플레이 패널(100)이 제대로 동작하지 않는 불량이 발생될 수 있다. 따라서, 벤딩 영역(103)의 배선들을 보호하기 위해 플렉서블 기판(110)의 특정부위에 응력이 집중되는 것을 방지하는 것이 중요할 수 있다.
도 3은 도 1의 절단선 I-I'을 따른 단면도이다. 예를 들면, 디스플레이 패널(100)의 예시적인 적층 구조를 개시하는 단면도이다. 예시의 편의를 위해, 도 3에서 플렉서블 기판(110) 상에 형성된 TFT 어레이 및 발광소자 및 봉지층 등은 별도로 표시하지 않았으나 통상의 기술자라면 당연히 구비되는 구성 콤퍼넌트임을 인식할 수 있음은 언급의 여지가 없을 것이다.
도 3은, 예를 들면, 터치 압력을 감지할 수 있는 정전 터치방식이나 포스(Force) 터치방식 또는 펜을 이용해 터치하는 펜 터치방식의 예이다. 터치 센서층(210)은 그 상부와 하부에 배치된 제1 오버코팅층(143) 및 제2 오버코팅층(145)에 의해 플렉서블 기판(110)에 고정된다. 상기 제1 오버코팅층(143)의 하부에는 편광층(142)이 배치될 수 있다. 편광층(142)은 외부 광원으로부터 발생한 빛이 디스플레이 패널(100) 내부로 들어가 발광소자에 미칠수 있는 영향을 최소화할 수 있다. 본 명세서의 실시 예가 도 3의 구조에 한정되지 않고, 터치 감도에 민감한 제품의 경우 터치 센서층(210)과 편광층(142)의 배치를 바꾸어 적용할 수 있다. 상기 편광층(142)는 점착층(141)에 의해 플렉서블 기판(110)에 배치된다.
본 명세서의 제2 오버코팅층(145) 상에는 제2 점착층(도시하지 않음)과 데코필름(도시하지 않음)이 배치될 수 있고, 커버윈도우(Cover Window 146)가 바깥쪽에 부착되어 외부 환경으로부터 디스플레이 패널(100)을 보호할 수 있다.
플렉서블 기판(110)의 하부 또는 배면에는 제1 지지 플레이트(back plate: 301)이 배치될 수 있다. 제1 지지 플레이트(301)는 예를 들면 100㎛ 내지 125㎛, 50 ㎛ 내지 150 ㎛, 75 ㎛ 내지 200 ㎛, 150 ㎛ 미만, 또는 100 ㎛ 보다 큰 두께를 가질 수도 있으며 이 두께에 한정되는 것은 아니다. 제1 지지 플레이트(301)는, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 지지 플레이트(301)의 하부에 메탈(Metal)로 형성된 메탈층(도시하지 않음)을 추가할 수 있다. 메탈층을 추가로 배치하는 것은, 디스플레이 패널(100)이 부착되는 모듈의 배터리나 반도체 칩(Chip)들에서 노이즈(Noise)가 발생될 수 있고, 이러한 노이즈들로 인해 디스플레이 패널(100)에 전자기 간섭(EMI, Electro Magnetic Interference)이 발생할 수 있기 때문이다. 전자기 간섭은 패널 내의 박막 트렌지스터나 유기 발광소자(OLED)에 오작동이나 표시화면의 이상을 발생시킬 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 0.1mm 내외 두께의 메탈층을 배치함으로써, 전자기 간섭(EMI)을 차단하는 효과를 가질 수 있다. 또는, 추가 메탈층을 배치함으로써, 디스플레이 패널(100)의 광원에서 발생하는 열을 분산시켜주는 방열효과 및 플렉서블 기판(110)을 더 단단히 지지할 수 있는 강성효과를 가질 수 있다.
플렉서블 디스플레이 (100)의 벤딩 부분에 다양한 층들이 없이, 보호층이 배선 트레이스들, 특히 플렉서블 디스플레이 (100)의 벤딩 허용 부분의 배선 트레이스들을 위해 필요할 수도 있다. 또한, 벤딩 부분의 배선 트레이스들은, 무기 절연층들이 플렉서블 디스플레이 (100)의 벤딩 부분으로부터 에칭될 수 있기 때문에 수분 및 다른 이질적인 재료들에 취약할 수 있다. 특히, 플렉서블 디스플레이 (100)의 제조 동안 컴포넌트들을 테스트하기 위해 다양한 패드들 및 도전 라인들이 챔퍼링될 수도 있고, 이는 플렉서블 디스플레이 (100)의 노치된 에지로 연장된 도전 라인들을 남길 수 있다. 이러한 도전 라인들은 근방의 도전 라인들로 확장될 수 있는 수분에 의해 쉽게 부식될 수 있다. 따라서, “마이크로 코팅층”으로 지칭될 수도 있는, 보호 코팅층(133)이 플렉서블 디스플레이 (100)의 벤딩 부분의 배선 트레이스들 위에 제공될 수 있다.
플렉서블 기판(110)의 일단부에 회로 보드(136)와 이를 위한 패드부(135)가 형성될 수 있다. 벤딩 공정을 진행하면 패드부(135)와 부착된 회로 보드(136)는 액티브 영역(101)의 화면 뒤쪽으로 배치되어 디스플레이 패널(100)의 크기가 상대적으로 작아질 수 있다.
플렉서블 기판(110)의 상면에 형성되지만 벤딩되어 드라이버 IC(137)와 패드(135) 및 패드(135)에 전기적으로 연결된 회로 보드(136)는 액티브 영역(101)의 반대측에 배치될 수 있다.
벤딩된 플렉서블 기판(110)상의 배선 등을 보호하기 위해 도 3과 같이 마이크로 코팅층(133)이 배치될 수 있으며, 배선의 충분한 보호를 위해 드라이버 IC(137)가 장착된 COF(Circuit on Film)(134)으로부터 시작하여 편광층(142)의 측벽에 닿도록 벤딩영역(103)의 전체에 도포될 수 있다. 이때 마이크로 코팅층(133)은 도 1에서 설명한 바와 같이 인액티브 영역(102)과 벤딩 영역(103)에 걸쳐 형성된 노치(151) 라인을 따라 배치될 수 있다.
액티브 영역(101) 및 제1 인액티브 영역(102)에 제1 지지 플레이트(301)가 배치되어 가요성인 플렉서블 기판(110)을 지지하는 것과 동일한 이유로 제2 인액티브 영역(104)의 하부에도 제2 지지 플레이트(306)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 지지 플레이트(301) 및 상기 제2 지지 플레이트(306)는 접착제에 의하여 상기 플렉서블 기판(110)의 표면에 접착될 수 있다. 제2 지지 플레이트(306)의 배치로 제2 인액티브 영역(104)의 상면에 형성되는 드라이버 IC(137)와 패드(135)에 연결되는 회로 보드(136)의 부착 시 공정 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 벤딩되는 플렉서블 기판(110)의 강성을 유지하기 위해 플렉서블 기판(110)의 벤딩되는 부분의 일측에 탄성 지지체(111)를 구비할 수 있으며, 이는 선택적으로 형성될 수 있다.
벤딩된 플렉서블 기판(110)의 사이에는, 벤딩된 형태를 유지할 수 있도록 탄성체(305)가 제1 지지플레이트(301)과 제2 지지 플레이트(306)의 사이에 배치되어 고정될 수 있다. 탄성체(305)는 폼테이프(foam tape)로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 압력 감지 접착제, 폼형(foam-type) 접착제, 액체 접착제, 광 경화 접착제 또는 임의의 다른 접합한 성분을 포함할 수 있다. 탄성체(305)는 압축 재료로 형성되거나 압축 재료를 포함할 수 있고, 탄성체(305)에 의해 결합된 부분들에 대한 쿠션이 될 수 있다. 또한 탄성체(305)는 접착 재료의 상부층과 하부층 사이에 개재된 쿠션층, 예를 들면, 폴리올레핀 폼을 포함하는 복수의 층들로 형성될 수 있다.
한편, 터치 센서층(210)은 그 상부 표면과 하부 표면에 배치된 터치 센서 패드(221)에 의해 벤딩된 터치 연성회로기판(Touch Flexible Printed Circuit: T-FPC)(220)에 연결된다. 이때, 상기 터치 연성회로기판(220)의 제1 분기 라인(222a)은 터치 센서 패드(221)에 의해 터치 센서층(210)의 상부에 연결되고, 제2 분기 라인(222b)은 터치 센서 패드(221)에 의해 터치 센서층(210)의 상부에 연결된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 터치 센서층(210) 및 상기 터치 센서층(210)에 의해 감지된 신호를 전달하기 위한 터치 연성회로기판(220)의 제1 분기 라인(222a) 및 제2 분기 라인(222b)가 베젤 영역에 배치되어 있으므로 베젤 영역의 일부분을 차지하고 있다. 따라서, 베젤 영역을 축소하기 위한 구성이 필요하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서의 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다. 도 3의 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 터치 연성회로기판(220)이 벤딩된 구성과 달리, 도 4의 실시에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서는 터치 센서층(210)이 벤딩되는 구성을 나타낸다.
벤딩된 터치 센서층(210)의 타단은 제2 액티브 영역(104)에 배치된 터치 센서 패드(221)에 의해 터치 연성회로기판(Touch Flexible Printed Circuit: T-FPC)(220)에 연결된다. 이때, 상기 터치 센서층(210)과 터치 연성회로기판(220)의 연결 방법은 도 3의 실시 예와 동일한 방법으로 구현된다. 즉, 제1 분기 라인(222a)은 터치 센서 패드(221)에 의해 터치 센서층(210)의 상부에 연결되고, 제2 분기 라인(222b)은 터치 센서 패드(221)에 의해 터치 센서층(210)의 상부에 연결된다.
도 5는 도 4의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 자른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 터치 센서층(210)은 상부 표면과 하부 표면이 하드 코팅제(212)로 도포된 투명 재질의 수지층(211), 상기 수지층(211)의 상부에 배치된 다수의 센싱 라인(Rx)의 배선들(214), 상기 수지층(211)의 하부에 배치된 다수의 센싱 구동 라인(Tx)의 배선들(2213), 상기 다수의 센싱 라인(Rx) 배선들(214)과 수지층(211)의 상부 표면 전체에 도포된 제1 보호층(215) 및 상기 다수의 센싱 구동 라인(Tx) 배선들(213)과 수지층(211)의 하부 표면 전체에 도포된 제2 보호층(216)을 포함하여 이루어진다.
본 실시 예에서는 상기 터치 센서층(210)의 투명 재질로서 수지층(211)을 사용하는 것을 예시하였으나, 투명 재질이라면 다른 종류의 물질로도 구현될 수 있다. 한편, 본 실시에 따라 적용된 상기 수지층(211)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 카보네이트(PC), 폴리 메틸 메타 아크릴레이트(PMMA), 폴리 에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리 에테르 술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COP), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS) 중의 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 터치 연성회로기판(220)의 제1 분기라인(222a)은 제3 오버코팅층(147)에 의해 마이크로 코팅층(133)의 표면에 연결될 수 있다. 상기 3 오버코팅층(147)은 상기 제1 오버코팅층(143) 및 제2 오버코팅층(145)과 마찬가지로 접착 성분을 가진 물질로 구성될 수 있다.
한편, 벤딩된 터치 센서층(210)을 좀 더 상세히 살펴보면 도 6에 도시한 바와 같이 이루어질 수 있다. 즉, 수지층(211)의 상면 및 하면에는 각각 센싱 라인(214)과 센싱 구동 라인(213)이 배치된다. 즉, 본 실시 예에서는 벤딩되는 수지층(211)의 내측면에 센싱 구동 라인(213)이 배치되어 제1 터치 센서 패드(221a)에 연결되고, 벤딩되는 수지층(211)의 외측면에는 센싱 라인(214)이 배치되어 제2 터치 센서 패드(221b)에 연결된 것을 나타내고 있다. 본 발명은 이러한 구조를 한정하는 것은 아니며, 수지층(211)의 내측면에 센싱 라인(214)이 배치되어 제1 터치 센서 패드(221a)에 연결되고, 벤딩되는 수지층(211)의 외측면에는 센싱 구동 라인(213)이 배치되어 제2 터치 센서 패드(221b)에 연결되는 구성도 가능하다.
한편, 디스플레이 배선과 커플링 커패시턴스가 발생하는 것을 방지하기 위해 센싱 구동 라인(213)에는 공통 접지 패턴(common ground pattern)이 삽입된다. 이때, 상기 벤딩되는 영역의 모든 센싱 라인 및 센싱 구동 라인은 금속 배선으로 구성하는 것이 바람직하다.
도 7은 도 6의 터치 센서층의 측면에서 바라본 평면도이다. 도시한 바와 같이, 센싱 라인(214)을 이루는 배선의 수가 센싱 구동 라인(213)을 이루는 배선의 수보다 많은 것을 알 수 있다. 이때, 센싱 라인(214)을 이루는 배선의 수는 센싱 구동 라인(213)을 이루는 배선의 수보다 적어도 2배 이상 많은 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 터치 센서층을 벤딩하고, 이에 연결되는 터치 연성회로기판을 인액티브 영역의 베젤 영역 하부에 위치함으로써 터치 및 디스플레이 성능에 영향을 끼치지 않고 베젤 영역을 축소할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시패널
101: 액티브 영역 102: 제1 인액티브 영역
103: 벤딩영역 104: 제2 인액티브 영역
110: 플렉서블 기판 113: 봉지층
114: 편광층 121: 고전위 전압 배선
122: 저전위 전압 배선 123: GIP
124: ESD 125: 게이트 전원선
126: 크랙방지구조 127: 데이터 배선
132: 제1 접착층 134:COF
135: 패드 136: 회로보드
137: 드라이버 IC 141: 점착층
142: 편광층 143: 제1 오버코팅층
145: 제2 오버코팅층 146: 커버 윈도우
147: 제3 오버코팅층 151: 노치(Notch)
210 : 터치 센서층 211: 수지층
212: 하드 코팅층 213: 센싱 라인 배선
214: 센싱 구동 라인 배선 220: 터치 연성회로기판
221: 터치 센서 패드 222a: 제1 분기 라인
222b: 제2 분기 라인 301: 제1 지지 플레이트
305: 탄성체 306: 제2 지지플레이트

Claims (8)

  1. 액티브 영역과 인액티브 영역을 포함하여, 상기 인액티브 영역은 상기 액티브 영역과 인접한 제1 인액티브 영역, 회로 보드가 배치된 제2 인액티브 영역 및 상기 제1 인액티브 영역과 상기 제2 인액티브 영역 사이에 위치하는 벤딩 영역을 포함하는 플렉서블 기판;
    상기 액티브 영역 및 제1 인액티브 영역의 플렉서블 기판의 상부에 이격되어 적층된 제1 및 제2 오버코팅층;
    상기 제1 및 제2 오버코팅층의 사이에 일단이 배치되고, 그 타단은 상기 제2 인액티브 영역에 배치되도록 벤딩되는 터치 센서층;
    베젤 벤딩의 배면에 배치되어 상기 터치 센서층의 타단에 연결되는 터치 연성회로기판(Touch Flexible Circuit Board)에 연결하는 패드를 포함하여 이루어진 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 터치 연성회로기판은 상기 터치 센서층의 상면에 배치된 상부패드에 연결된 제1 분기라인과, 상기 터치 센서층의 하면에 배치된 하부패드에 의해 연결된 제2 분기라인을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 터치 연성회로기판의 제1 분기라인에는 센싱 구동 라인(Tx)이 배치되고, 상기 터치 연성회로기판의 제2 분기라인에는 센싱 라인(Rx)이 배치되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 센싱 구동 라인(Tx)은 공통 접지 패턴을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 센싱 라인(Rx)의 배선은 센싱 구동 라인(Tx)의 배선보다 적어도 2배 이상 많은 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서, 벤딩된 플렉서블 기판의 배선을 보호하기 위한 마이크로 코팅층과 상기 터치 연성회로기판의 제1 분기라인은 제3 오버코팅에 의해 접착되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 터치 센서층은,
    상부 표면과 하부 표면이 하드 코팅제로 도포된 투명 재질의 수지층;
    상기 수지층의 상부에 배치된 다수의 센싱 라인(Rx)의 배선들;
    상기 수지층의 하부에 배치된 다수의 센싱 구동 라인(Tx)의 배선들;
    상기 다수의 센싱 라인(Rx) 배선들과 수지층의 상부 표면 전체에 도포된 제1 보호층;
    상기 다수의 센싱 구동 라인(Tx) 배선들과 수지층의 하부 표면 전체에 도포된 제2 보호층을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수지층은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 카보네이트(PC), 폴리 메틸 메타 아크릴레이트(PMMA), 폴리 에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리 에테르 술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COP), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS) 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
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