JP2017215965A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タッチ電極のベンディングによるクラックの発生を低減し得る表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、偏光板及び第1タッチ電極を含む。偏光板は、吸収軸に平行な吸収軸方向を有する。第1タッチ電極は偏光板と重畳するように配置され、吸収軸方向に交差する第1方向に延長する。第1タッチ電極は、第1タッチタッチパターン及び連結パターンを含む。連結パターンは、第1方向に互いに隣接した2つの第1タッチパターンの間を連結する。平面上において、連結パターンは第1方向及び吸収軸方向に交差する第2方向に垂直な方向に最小幅を有する。第1方向と吸収軸方向の間に90度以下の第1方向角が定義され、第1方向と第2方向の間に90度以下の第2方向角が定義され、第2方向と吸収軸方向の間に90度以下の第3方向角が定義される。第1方向角は、第2方向角と第3方向角の合計である。
【選択図】図2

Description

本発明は表示装置に係り、より詳しくは、タッチ電極のクラック発生を低減する表示装置に関する。
タッチセンシング部は、ユーザが自らの手または物体によりタッチを行って、所定の命令を入力し得る入力装置である。このようなタッチセンシング部はキーボード、マウスなどの別途の入力装置を代替し得るため、モバイル機器を中心にその利用範囲が次第に拡張しつつある。
タッチセンシング部を具現する方式としては、抵抗膜方式、光感知方式、及び静電容量方式などが知られている。このうち、最近広く利用されている静電容量方式のタッチセンシング部は多数のタッチ電極を含み、人の手または物体の接触によって静電容量が変化する地点を検出して、接触位置を捉える。
静電容量方式のタッチセンシング部に備えられたタッチ電極は多様な形状を有する。タッチ電極の形状は、ユーザに認知されにくいよう設計される。
本発明は、タッチ電極のベンディングによるクラックの発生を低減し得る表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施例による表示装置は、映像を表示する表示パネル、偏光板、第1タッチ電極、及び第2タッチ電極を含む。
前記偏光板は、前記表示パネルの上に配置される。前記偏光板は、前記第1タッチ電極及び前記第2タッチ電極の上部または下部に配置される。前記偏光板は、吸収軸、及び前記吸収軸に垂直な透過軸を有する。
前記第1タッチ電極は、前記表示パネルの上に前記偏光板と重畳するように配置される。前記第1タッチ電極は、前記吸収軸に平行な吸収軸方向に交差する第1方向に延長する。
前記第1タッチ電極は、第1タッチパターン及び連結パターンを含む。連結パターンは、前記第1タッチパターンのうち前記第1方向に互いに隣接した2つの第1タッチパターンの間を連結する。連結パターンは、前記第1タッチパネルと同じ層の上に配置される。
平面上において、前記連結パターンは第2方向に垂直な方向に最小幅を有する。前記第2方向は、前記第1方向及び前記吸収軸方向と交差する。
前記表示装置は、前記第1方向に垂直な基準軸を中心にベンディングされるベンディング領域が定義される。前記ベンディング領域は、前記映像が提供される方向に膨らむようにベンディングされる。
前記第1方向と吸収軸方向の間に90度以下の第1方向角が定義される。前記第1方向と前記第2方向の間に90度以下の第2方向角が定義される。前記第2方向と前記吸収軸方向の間に90度以下の第3方向角が定義される。前記第1方向角は、前記第2方向と前記第3方向角の合計である。前記第1方向角は、45度である。
前記吸収軸方向は、前記第1方向から反時計方向に0度超過乃至90度以下の間の角度を有する。この場合、前記第2方向は前記第1方向から反時計方向に前記第1方向角より小さい角度を有する。
前記吸収軸方向は、前記第1方向から時計方向に0度超過乃至90度以下の間の角度を有する。この場合、前記第2方向は前記第1方向から時計方向に前記第1方向角より小さい角度を有する。
前記第2タッチ電極は、前記表示パネルの上に配置される。前記第2タッチ電極は、前記第1方向に垂直な第3方向に延長され、前記第1タッチ電極と電気的に絶縁される。
前記第2タッチ電極は、第2タッチパターンのうち前記第3方向に互いに隣接した2つの前記第2タッチパターンの間を連結するブリッジパターンを含む。
前記第1タッチパターンの境界及び前記第2タッチパターンの境界それぞれは、ジグザグ形状を有する。前記第1タッチパターンの境界及び前記第2タッチパターンの境界それぞれの一部は、曲線に形成される。前記第1タッチ電極の境界及び前記第2タッチパターンの境界それぞれは、0.1mm以上の最小曲率半径を有する曲線により形成される。
前記表示装置は、ダミーパターンを更に含む。前記ダミーパターンは、平面上において、前記第1タッチパターン及び前記第2タッチパターンの間に配置される。前記ダミーパターンは、前記第1タッチパターン及び前記第2タッチパターンと電気的に絶縁される。前記ダミーパターンそれぞれの境界の一部は、曲線により形成される。
前記表示装置は、前記第1及び第2タッチ電極の下部に配置される保護層を更に含む。
本発明の表示装置は、タッチ電極の連結パターンの延長方向と偏光板の吸収軸の角度を調整することにより、タッチ電極のクラック発生を低減できる。また、タッチ電極の境界が曲線を有することにより、タッチ電極のクラック発生を低減できる。
本発明の一実施例による表示装置を示す斜視図である。 本発明の一実施例によるタッチセンシング部を示す平面図である。 図2のタッチ電極を示す平面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンシング部を示す平面図である。 本発明の一実施例による偏光板を示す平面図である。 図2のI−I’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 図2のI−I’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 図2のI−I’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 図2のI−I’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 図2のI−I’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンシング部において、図2のAA領域を拡大した平面図である。 本発明の一実施例によるタッチセンシング部において、図11のBB領域を拡大した平面図である。 連結パターンに作用する力を示すグラフである。 連結パターンに作用する力を示すグラフである。 連結パターンに作用する力を示すグラフである。 連結パターンに作用する力を示すグラフである。 本発明のタッチセンシング部において、図11のCC領域を拡大した平面図である。 本発明のタッチセンシング部において、図11のCC領域を拡大した平面図である。 図4のII−II’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 図4のII−II’線に沿って切断した表示装置の断面図である。 本発明の他の実施例による表示装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例による表示装置を示す斜視図である。
本発明には多様な変更を加えることができ、多様な形態を有するので、特定実施例を図面に例示し、本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な開示形態に限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、及び代替物を含むと理解すべきである。
図1は、本発明の一実施例による表示装置1000を示す斜視図である。表示装置1000は、タッチセンシング部100と表示パネル200とを含む。タッチセンシング部100は、表示パネル200の上に配置される。図1を参照すると、表示装置1000は第1方向DR1に垂直な第3方向DR3に平行な第1基準軸Ax1を中心にベンディングされる第1ベンディング領域BA1、第3方向DR3に平行な第2基準軸Ax2を中心にベンディングされる第2ベンディング領域BA2、及び平面領域NBAに区分される。表示装置1000は、第1方向DR1に沿って順次に第1ベンディング領域BA1、平面領域NBA、及び第2ベンディング領域BA2に区分される。
表示装置1000は、曲げられた状態を維持するカーブド表示装置である。第1ベンディング領域BA1及び第2ベンディング領域BA2は曲げによるストレスが発生する領域であり、平面領域NBAは曲げられないのでストレスが発生しない領域である。図1とは異なって、表示装置1000は平面領域NBAなしに第1及び第2ベンディング領域BA1、BA2により形成されたカーブド表示装置であってもよい。図1は映像が表示される方向に膨らむようにカーブした表示装置1000を示しているが、これに限らず、表示装置1000は映像が表示される方向に窪むようにカーブしてもよい。
表示装置1000は、アンフォールディング(unfolding)状態とフォールディング状態(folding)状態を有するフレキシブル表示装置である。図1とは異なって、表示装置1000は一つの基準軸を中心にベンディングされてもよい。表示装置1000は平面領域NBAなしに、第1及び第2ベンディング領域BA1、BA2のみにより形成されてもよい。
図1の表示装置1000がフレキシブル表示装置である場合、第3方向DR3に平行な第1基準軸Ax1及び第2基準軸Ax2を中心にタッチセンシング部100が外を向くようにベンディングされるアウトフォールディング(out−folding)状態であるとして示したが、これに限らない。例えば、表示装置1000はインフォーディング(in−folding)されてもよい。
図1を参照すると、表示装置1000は活性領域AR及び非活性領域NARに区分される。
活性領域ARは、タッチセンシング部100が活性化する領域である。活性領域ARは、表示パネル200が活性化する表示領域及びタッチセンシング部100が活性化するタッチ領域が重畳する領域である。これによって、ユーザは表示装置1000にタッチ信号を入力すると共に、表示される映像を介して情報を提供される。
非活性領域NARは、タッチセンシング部100が非活性化する領域である。非活性領域NARは、活性領域ARを活性化するための電気的信号が伝達される配線などが配置される領域である。
図2は、本発明の一実施例によるタッチセンシング部100を示す平面図である。図3は、図2のタッチ電極110を示す平面図である。図4は、本発明の一実施例によるタッチセンシング部100を示す平面図である。図2はベース部材BPの上に配置されたタッチ電極を示すが、図4はタッチ電極100の上に配置された絶縁膜140を含むタッチセンシング部100を示す。
図2を参照すると、本発明の実施例によるタッチセンシング部100はタッチ電極110、タッチ配線120、及びタッチパッド130を含む。
タッチ電極110は、第1タッチ電極111、第2タッチ電極112、及びダミーパターンDUを含む。第1タッチ電極111それぞれは第1方向DR1に延長され、第2タッチ電極112それぞれは第1方向DR1と垂直な第3方向DR3に延長される。
タッチ電極110は、導電性物質を含む。例えば、タッチ電極110はITO、IZO、IGZOなどの伝導性酸化物により形成される。但し、これに限らず、金属または伝導性高分子などにより形成されてもよい。タッチ電極110は、Ag、Cu、Auなどを含むナノワイヤーにより形成される。タッチ電極110は、メッシュ(mesh)状に形成される。
第1タッチ電極111それぞれは、表示パネル200の上に配置される。第1タッチ電極111それぞれは、第1タッチパターンTP1及び連結パターンCNを含む。
図3を参照すると、第1タッチパターンTP1それぞれは第1方向DR1に互いに離隔する。第1タッチパターンTP1は菱状を有するが、これに限らず多様な形状を有してもよい。第1タッチパターンTP1それぞれの境界は、ジグザグ状形状を有する。これによって、表示領域と第1タッチパターンTP1が重畳して配置されても、第1タッチパターンTP1が表示される映像の視認性に及ぼす影響を減少できる。詳しくは、ジグザグ状形状は第1タッチパターンTP1の一定なパターン反復によるモアレ現象を防止する。
図3を参照すると、連結パターンCNは第1方向DR1に互いに隣接した2つの第1タッチパターンTP1−1、TP1−2の間を連結する。連結パターンCNは、第1方向DR1に交差する第2方向DR2に延長される。図3を参照すると、第1タッチパターンTP1の延長方向と連結パターンCNの延長方向は互いに異なる。連結パターンCNは、第2方向DR2に垂直な方向に最小幅W1を有する。第2方向DR2については後述する。
例えば、連結パターンCNは、第2方向DR2に垂直な方向に最小幅W1の2.5倍以内の幅を有する領域と定義される。但し、これに限らず、連結パターンCNは多様な方式により定義されてもよい。
第2タッチ電極112それぞれは、表示パネル200の上に配置される。第2タッチ電極112は、第1タッチ電極111と電気的に絶縁される。第2タッチ電極112それぞれは、第2タッチパターンTP2及びブリッジパターンBRを含む。
図3を参照すると、第2タッチパターンTP2それぞれは第1方向DR1に垂直な第3方向DR3に互いに離隔する。第2タッチパターンTP2は菱状を有するが、これに限らず多様な形状を有してもよい。前記第2タッチパターンTP2それぞれの境界は、ジグザグ状形状を有する。ジグザグ状形状は第2タッチパターンTP2の一定なパターン反復によるモアレ現象を防止する。
図3を参照すると、ブリッジパターンBRは第3方向DR3に互いに隣接した2つの第2タッチパターンTP2−1、TP2−2の間を連結する。ブリッジパターンBRは第2方向DR2の垂直方向に延長されるが、これに限らない。
第2タッチパターンTP2は第1タッチ電極111と同じ層の上に配置され、ブリッジパターンBRは連結パターンCNの上に配置される。ブリッジパターンBRは連結パターンCNと互いに電気的に絶縁される。
ダミーパターンDUは、平面上において第1タッチ電極111と第2タッチ電極112の間に配置される。ダミーパターンDUは、表示パネル200の上に配置される。ダミーパターンDUは、第1タッチ電極111及び第2タッチパターンTP2と同じ層の上に配置される。
ダミーパターンDUは、電気的にフローティングする。ダミーパターンDUは、第1タッチ電極111と第2タッチ電極112のパターンが視認されることを防止するために配置される。
更に図2を参照すると、タッチ配線120は第1配線121及び第2配線122を含む。タッチ配線120は、ベース部材BPの上に配置される。
第1配線121は、第1タッチ電極111に連結される。第1配線121は、第1タッチ電極111と同じ層の上に配置される。第1配線121は、表示パネル200の非活性領域NARに配置される。第1配線121それぞれの一端は、第1タッチ電極111それぞれの一端に連結され、第1配線121それぞれの他端は、第1パッド131に連結される。
第2配線122は、第2タッチ電極112に連結される。第2配線122は、第1タッチ電極111と同じ層の上に配置される。第2配線122は、表示パネル200の非活性領域NARに配置される。第2配線122それぞれの一端は、第2タッチ電極112それぞれの一端に連結され、第2配線122それぞれの他端は、第2パッド132に連結される。
タッチパッド130は、第1パッド131及び第2パッド132を含む。タッチパッド130は、ベース部材BPの上に配置される。タッチパッド130は、第1配線121及び第2配線122と同じ層の上に配置される。タッチパッド130は、表示パネル200の非活性領域NARに配置される。第1パッド131は第1配線121に連結され、第2パッド132は第2配線122に連結される。
タッチセンシング部100は、タッチによって発生した第1タッチ電極111及び第2タッチ電極122の間のキャパシタのキャパシタンスの変化量に基づき、第1パッド131及び第2パッド132を介してタッチ座標を算出する。
図4を参照すると、タッチセンシング部100は複数の絶縁膜140を更に含む。
一の絶縁膜140は、表示パネル200の上に配置される。別の絶縁膜140は、第1タッチ電極111の上に配置される。また、さらに別の絶縁膜140はタッチ配線120及び第2タッチパターンTP2の上に配置され、ブリッジパターンBRを覆う。
図4を参照すると、絶縁膜140はタッチパッド130の一部を除いた表示パネル200の全面を覆うとして示したが、これに限らない。詳しい内容は後述する。
絶縁膜140は、SiOx、SiNxなどの多様な絶縁物質により形成される。絶縁膜140は、単層構造または多層構造にて提供される。
図5は、本発明の一実施例による偏光板POLを示す平面図である。
偏光板POLは、外光の反射遮断効果のために表示パネル200の上部に配置され得る。また、偏光板POLは、タッチ電極110の上部に配置され得る。また、偏光板POLは、タッチ電極110と表示パネル200の間に配置され得る。
偏光板POLは、入射する光の偏光程度に応じて出射する光の光量を制御する。詳しくは、偏光板POLは吸収軸と透過軸を含む。吸収軸と透過軸は互いに直交する。偏光板POLは、透過軸に平行な偏光の光を全て透過させる。偏光板POLは、吸収軸に平行な偏光の光を全て吸収する。表示装置100と吸収軸間の角度に応じて、オフ状態のディスプレイの色感が異なる。
図5を参照すると、偏光板POLの吸収軸と平行な吸収軸方向は第4方向DR4と定義される。偏光板POLは、ポリマーフィルムを延伸して形成される。この場合、偏光板POLは延伸方向(吸収軸方向)に分子配列が強い方向性を帯びるようになる。つまり、第4方向DR4にポリマーが配向されており、第4方向DR4に垂直な透過軸方向へは吸収軸方向に比べポリマーの結合力が弱い。偏光板POLは、熱や圧力などによって透過軸方向によく伸びるようになる。詳しくは、偏光板POLは高温環境または高湿環境において吸収軸方向に収縮する。偏光板POLが第4方向DR4に収縮力を有すれば、これに対応して偏光板POLの内部均衡を維持するために、第4方向DR4に垂直な透過軸方向に膨張力が発生する。
表示装置1000がベンディングする場合、タッチ電極110のクラックを防止するために第1乃至第4方向DR1乃至DR4それぞれは互いに異なる方向に交差する。第1乃至第4方向、DR1乃至DR4それぞれの詳しい関係は後述する。
図6乃至図10は、図2のI−I’線に沿って切断した表示装置1000−1乃至1000−5の断面図である。図6乃至図8は偏光板POLがタッチ電極110の上部に配置された表示装置1000−1乃至1000−3の断面図であり、図9及び図10は偏光板POLがタッチ電極110及び表示パネル200の間に配置された表示装置1000−4、1000−5の断面図である。
図6を参照すると、表示装置1000−1は、タッチセンシング部100−1、表示パネル200、及びベース部材BPを含む。タッチセンシング部100−1は、表示パネル200の上に配置される。ベース部材BPは、タッチセンシング部100−1と表示パネル200の間に配置される。
タッチセンシング部100−1は、タッチ電極110、絶縁膜140、及び保護層150を含む。絶縁膜140は、第1絶縁膜141及び第2絶縁膜142を含む。保護層150はベース部材BPの上に配置され、タッチ電極110及び絶縁膜140は保護層150の上に配置される。偏光板POLは、絶縁膜140の上に配置される。
図6及び図7を参照すると、本発明の一実施例によるタッチセンシング部100−1、100−2は、基材(図示せず)の上に保護層を形成し、保護層150の上にタッチ電極110、絶縁膜140、及び偏光板POLを形成する。次に、保護層150は基材(図示せず)から分離される。図6は保護層150とベース部材BPを接着剤160により取り付けた図であり、図7は保護層150と表示パネル200を接着剤160により取り付けた図である。
タッチセンシング部100−1、100−2は保護層150の上に第1タッチ電極111及び第2タッチパターンTP2を形成し、第1絶縁膜141を第1タッチ電極111及び第2タッチパターンTP2の上に形成する。次に、ブリッジパターンBRを形成するために、第1絶縁膜141と第2タッチパターンTP2が重畳する領域の一部にコンタクト孔が形成される。第1絶縁膜141の上部及びコンタクト孔にブリッジパターンBRを形成し、互いに隣接した2つの第2タッチパターンTP2が連結される。ブリッジパターンBR及び第1絶縁膜141の上に第2絶縁膜142が形成される。第2絶縁膜142を形成した後、偏光板POLは第2絶縁膜142の上に取り付けられる。
第1絶縁膜141と第2絶縁膜142はSiOx、SiNxなどの多様な絶縁物質により形成され、互いに同じ物質により形成される。例えば、絶縁膜140の厚さは、100nm乃至10μmである。
保護層150は、ポリエチレンエーテルフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアーリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、及びポリイミドなどの多様な高分子有機膜により形成される。但し、これに限らず、保護層150は無機膜により形成されてもよい。例えば、保護層150の厚さは、100nm乃至10μmである。
保護層150は基材(図示せず)から分離されてベース部材BPに取り付けられた後、タッチ電極110を表示パネル200から絶縁させ、外部の衝撃から保護する機能をなす。
ベース部材BPはガラス、高分子樹脂などの透明な絶縁性物質により形成され、保護層150と実質的に同じ物質により形成される。例えば、ベース部材BPは無機物質または有機物質を含むフィルムにより形成される。ベース部材BPは、ベンディングまたはフォールディングが容易であるように可撓性物質により形成されることが好ましい。
図6を参照すると、タッチセンシング部100−1とベース部材BPは接着剤160により取り付けられる。接着剤160は透明な接着フィルムであってもよく、OCR(Optically Clear Resin)などの液状接着剤であってもよい。
表示パネル200は、入力された映像データに対応する映像を表示する。表示パネル200は、有機発光表示パネル、電気泳動表示パネル、エレクトロウェッティング表示パネル、液晶表示パネルなどであってもよく、その種類は制限されない。以下、表示パネル200は有機発光表示パネルであるとして例示的に説明する。
表示パネル200は、基板BS、画素層EL、及び封止層ECLを含む。
基板BSは可撓性基板であってもよく、ポリエチレンエーテルフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアーリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、及びポリイミドなどの耐熱性及び耐久性に優れたプラスチックにより構成される。しかし、本発明はこれに限らず、基板BSは金属やガラスなど多様な素材により構成されてもよい。
画素層ELは、基板BSと封止層ECLの間に配置される。画素層ELは、有機発光素子(図示せず)と有機発光素子を駆動するための駆動素子(図示せず)を含む。駆動素子(図示せず)は、薄膜トランジスタと多様な配線を含む。有機発光素子(図示せず)は、アノード、有機発光層、及びカソードを含む。アノード及びカソードから、それぞれ正孔と電子が有機発光層の内部に注入される。有機発光層においては正孔と電子が結合したエキシトン(exiton)が形成されるが、エキシトンが励起状態から基底状態に至りながら光を放出する。
封止層ECLは、画素層ELの上部に配置される。封止層ECLは、画素層ELに含まれた有機発光素子が外部の水分及び空気に露出されることを遮断する。
封止層ECLは、有機膜及び無機膜が積層されたフィルム状にて提供される。但し、これに限らず、封止層ECLはガラスやプラスチックにより形成された基板状にて提供されてもよい。
図7を参照すると、表示装置1000−2においては、保護層150が表示パネル200に直接取り付けられる。詳しくは、保護層150は表示パネル200の封止層ECLの上に直接取り付けられる。この場合、表示装置1000−2の厚さを減らすことができるので、ベンディングまたはフォールディングに有利である。他の構成は図6と同じ効果及び機能を有する。
図8を参照すると、タッチセンシング部100−3は、タッチ電極110及び絶縁膜140を含む。絶縁膜140は、第1絶縁膜141及び第2絶縁膜142を含む。タッチ電極110及び絶縁膜140は、保護層150なしに表示パネル200の上に直接配置される。
詳しくは、タッチ電極110及び絶縁膜140は保護層150及び接着剤160なしに封止層ECLの上に直接形成される。封止層ECLは、図6及び図7を参照して説明した保護層150と実質的に同じ物質であってもよい。
図9及び図10を参照すると、偏光板POLは保護層150と表示パネル200の間に配置されている。図9を参照すると、表示装置1000−4は封止層ECLの上に偏光板POLを取り付け、偏光板POLと保護層150を接着剤160を利用して取り付ける。図10を参照すると、表示装置1000−5は偏光層POLの上にベース部材BPを配置し、ベース部材BPと保護層150を接着剤160を利用して取り付ける。
図11は、本発明の一実施例によるタッチセンシング100部において、図2のAA領域を拡大した平面図である。図12は、本発明の一実施例によるタッチセンシング100部において、図11のBB領域を拡大した平面図である。
図11を参照すると、第1タッチパターンTP1−1、TP1−2は第1方向DR1に延長され、第2タッチパターンTP2−1、TP2−2は第3方向DR3に延長される。第1タッチパターンTP1−1、TP1−2の境界及び第2タッチパターンTP2−1、TP2−2の境界それぞれは、ジグザグ形状を有する。ダミーパターンDUは第1タッチパターンTP1−1、TP1−2と第2タッチパターンTP2−1、TP2−2の間に配置され、第1タッチパターンTP1−1、TP1−2の境界及び第2タッチパターンTP2−1、TP2−2の境界それぞれに対応するようにジグザグ形状を有する。
図12を参照すると、連結パターンCNは第1方向DR1に互いに隣接した2つの第1タッチパターンTP1−1、TP1−2の間を連結する。連結パターンCNは、第1タッチパターンTP1−1、TP1−2を連結するために第1方向DR1に交差する第2方向DR2に延長される。詳しくは、連結パターンCNは第2方向DR2に垂直な方向に最小幅W1を有する。
図12に示した本発明の実施例において、平面上において上部に配置された第2タッチパターンTP2−1は最下端に延長された第1辺TP2−Lを含む。平面上において下部に配置された第2タッチパターンTP2−2は最上端に延長された第2辺TP2−Hを含む。連結パターンCNは、平面上において第1辺TP2−Lに対応して第1辺TP2−Lの下部に配置される上辺CN−Hを含む。連結パターンCNは、平面上において第2辺TP2−Hに対応して第2辺TP2−Hの上部に配置される下辺CN−Lを含む。連結パターンCNは、第1辺TP2−Lと第2辺TP2−Hの間に配置される。最小幅W1は、上辺CN−H及び下辺CN−Lの間の距離と同じである。
図11及び図12とは異なり、連結パターンCNは複数の方向に最小幅W1を有してもよい。つまり、連結パターンCNは第2方向DR2に垂直な方向だけでなく、他の方向に垂直な方向に最小幅W1を有してもよい。この場合、第2方向DR2を除いた他の方向は後述する第2方向DR2と同一視して、第1方向DR1及び第3方向DR3との関係に符合するように提供される。
図13乃至図16は、第1乃至第4方向DR1乃至DR4の角度による連結パターンCNに作用する力を示すグラフである。図13乃び図16は本発明の比較実施例であり、図14及び図15はクラックの発生を低減する目的に符合する本発明の実施例である。
第1方向DR1は本発明の表示装置1000のベンディング方向であって、図1のようにアウトフォールディングされる場合、第1タッチ電極111に引張力Fbが発生する方向である。図1とは異なって、インフォールディングされる場合、第1タッチ電極111に圧縮力が発生する。本発明のタッチ電極110がITOのような導電性酸化物であれば、タッチ電極110の引張強度が低いため、引張力Fbが圧縮力よりクラックに影響を及ぼす。表示装置1000は、アウトフォールディングによって第1方向DR1に引張力Fbが作用する。
第2方向DR2は、連結パターンCNの延長方向である。タッチ電極110は連結パターンCNにおいて最小幅W1を有するようになるため、第1タッチパターンTP1及び第2タッチパターンTP2に比べクラックに脆弱である。第2方向DR2に作用する引張力(以下、連結パターンの引張力Fcという)は、連結パターンCNのクラック発生に最も大きい影響を及ぼす。
第3方向DR3は、第1方向DR1に垂直な方向である。タッチ電極110は、第3方向DR3と平行な基準軸を中心にベンディングされる。
第4方向DR4は、偏光板POLの吸収軸方向に平行する。上述したように、平行板POLは吸収軸の垂直な方向に分子間の結合力が弱い。高温または高湿環境において、偏光板POLに収縮力が作用する。特に、高温または高湿環境において、偏光板POLの吸収軸方向の収縮率は増加する。つまり、表示装置1000の工程時、または表示装置1000の駆動時に発生する高温、高湿環境において、偏光板POLに第4方向DR4に収縮力が作用する。第4方向DR4に作用する収縮力に対応して、偏光板POLの内部均衡を維持するために第4方向DR4に垂直な方向に偏光板POLの膨張力Fpが発生する。
図13乃至図16を参照すると、第1方向角a1、第2方向角a2、及び第3方向角a3が定義される。
第1方向角a1は、第1方向DR1と第4方向DR4の間の角度と定義される。ベンディングによる引張力Fbは基準点を中心にDR1方向の両方向に作用し、吸収軸の延長方向も同じく吸収軸と平行な両方向が考慮される。両直線間の角度は垂直ではなければ、それぞれ鋭角と鈍角の2つの角度が定義される。第1方向角a1は、第1方向DR1と第4方向DR4の間の鋭角と定義される。第1方向a1は、90度以下である。図13乃至図16は、第1方向角a1を45度と定義する。
第2方向角a2は、第1方向DR1と第2方向DR2の間の角度と定義される。最小幅W1に垂直な方向は、最小幅W1に垂直な基準軸と平行な両方向が考慮される。第2方向角a2は、第1方向DR1と第2方向DR2の間の鋭角と定義される。つまり、第2方向a2は、90度以下である。
第3方向角a3は、第2方向DR2と第4方向DR4の間の角度と定義される。第3方向角a3は、第2方向DR2と第4方向DR4の間の鋭角と定義される。つまり、第3方向角a3は、90度以下である。
図13乃至図16のグラフは、第1方向DR1を水平軸とし、第3方向DR3を垂直軸と定義する。水平軸と垂直軸の接点を原点と定義する場合、ベンディングによる引張力Fb、偏光板の膨張力Fpは原点を中心に両方向に作用する。原点を中心に連結パターンCNに作用する力は原点に対して点対照であるため、第1四分面と第4四分面に作用する力は、第3四分面と第2四分面に対して大きさは同じで方向だけ反対の力を有する。よって、以下、第1四分面と第4四分面に作用する力を中心に説明する。
連結パターンCNに作用する力は、ベンディングによる引張力Fb及び偏光板の膨張力Fpの2つを考慮する。ベンディングによる引張力Fb及び偏光板の膨張力Fpの合力Fsumを抽出した後、合力Fsumから連結パターンCNの進行方向である第2方向DR2に対するベクター成分を抽出して連結パターンの引張力Fcを求める。
図13を参照すると、ベンディング方向が第1方向DR1を水平軸に、第4方向DR4は第4四分面の上に定義され、第2方向DR2は第1四分面の上に定義される。第1方向角a1は45度と定義され、第2方向角a2は0度超過乃至45度未満の間と定義される。
偏光板の膨張力Fpが作用する力の方向と第2方向DR2は、第1四分面の上に定義される。合力Fsumのベクター方向は、第1四分面の上に定義される。この場合、合力Fsumの方向と連結パターンCNの進行方向間の角度の差が相対的に小さくなり、合力Fsumの第2方向の成分が相対的に大きくなる。つまり、連結パターンの引張力Fcが相対的に大きくなるため、連結パターンCNはクラックに脆弱な恐れがある。
図14を参照すると、ベンディング方向が第1方向DR1を水平軸に、第2方向DR2は第1四分面の上に定義される。第1方向角a1は45度と定義され、第2方向角a2は0度超過乃至45度未満の間と定義される。
偏光板の膨張力Fpが作用する力の方向は第4四分面の上に定義され、第2方向DR2は第1四分面の上に定義される。合力Fsumのベクター方向は、第4四分面の上に定義される。この場合、合力Fsumの方向と連結パターンCNの進行方向間の角度の差が相対的に大きくなり、合力Fsumの第2方向の成分が相対的に小さくなる。つまり、連結パターンの引張力Fcが相対的に小さくなるため、連結パターンCNにおけるクラック発生を低減できる。
第2方向角a2が45度超過乃至90度未満の間に形成される場合、連結パターンCNは引張力Fbの影響を小さく受けるようになる。しかし、連結パターンCNは第2四分面の方向に作用する偏光板の膨張力Fp’の影響を大きく受けるようになる。
図15を参照すると、ベンディング方向である第1方向DR1を水平軸に、第2方向DR2及び第4方向DR4は第4四分面の上に定義される。第1方向角a1は45度と定義され、第2方向角a2は0度超過乃至45度未満の間と定義される。
偏光板の膨張力Fpが作用する力の方向は第1四分面の上に定義され、第2方向DR2は第4四分面の上に定義される。合力Fsumのベクター方向は、第1四分面の上に定義される。この場合、合力Fsumの方向と連結パターンCNの進行方向間の角度の差が相対的に大きくなり、合力Fsumの第2方向の成分が相対的に小さくなる。つまり、連結パターンの引張力Fcが相対的に小さくなるため、連結パターンCNにおけるクラック発生を低減できる。
第2方向角a2が45度超過乃至90度未満の間に形成される場合、連結パターンCNは引張力Fbの影響を小さく受けるようになる。しかし、連結パターンCNは第2四分面の方向に作用する偏光板の膨張力Fp’の影響を大きく受けるようになる。
図16を参照すると、ベンディング方向である第1方向DR1を水平軸に、第4方向DR4は第1四分面の上に定義され、第2方向DR2は第4四分面の上に定義される。第1方向角a1は45度と定義され、第2方向角a2は0度超過乃至45度未満の間と定義される。
偏光板の膨張力Fpが作用する力の方向と第2方向DR2は、第4四分面の上に定義される。合力Fsumのベクター方向は、第4四分面の上に定義される。この場合、合力Fsumの方向と連結パターンCNの進行方向間の角度の差が相対的に小さくなり、合力Fsumの第2方向の成分が相対的に大きくなる。つまり、連結パターンの引張力Fcが相対的に大きくなるため、連結パターンCNはクラックに脆弱な恐れがある。
連結パターンの引張り力Fcの大きさが小さいほどクラックの防止に有利であるため、図14、図15のようなタッチ電極110及び偏光板POLの設計がクラックの防止に有利である。偏光板POLの吸収軸が第1方向DR1から時計方向に45度であれば、連結パターンCNの進行方向である第2方向DR2は第1方向DR1から時計方向に0度超過乃至45度以下の間に形成されることが好ましい。偏光板POLの吸収軸が第1方向DR1から反時計方向に45度であれば、連結パターンCNの進行方向である第2方向DR2は第1方向DR1から反時計方向に0度超過乃至45度以下の間に形成されることが好ましい。つまり、第1方向角a1は第2方向角a2と第3方向角a3の合計になるように形成されることが好ましい。
図17及び図18は、本発明のタッチセンシング部100において、図11のCC領域を拡大した平面図である。図17は、本発明の一実施例による第1タッチパターンTP1、第2タッチパターンTP2、及びダミーパターンDUの境界領域の平面図である。図18は、本発明の他の実施例による第1タッチパターンTP1、第2タッチパターンTP2、及びダミーパターンDUの境界領域の平面図である。
図17を参照すると、第1タッチパターンの境界TP1−Eと第2タッチパターンの境界TP2−Eそれぞれは、ジグザグ形状を有する。ダミーパターンDUは、第1タッチパターンTP1−2と第2タッチパターンTP2−1の間に配置される。ダミーパターンDUは、第1タッチパターンとの境界TP1−E及び第2タッチパターンとの境界TP2−Eと離隔されて配置される。ダミーパターンDUは、第1タッチパターンTP1−2及び第2タッチパターンTP2−1のジグザグ形状に対応するようにジグザグ形状を有する。上述したように、ジグザグ形状は第1タッチパターンTP1及び第2タッチパターンTP2の一定のパターン反復によるモアレ現象を防止する。
第1タッチパターンの境界TP1−E、第タッチパターンの状態TP2−E、及びダミーパターンの境界DU−Eのそれぞれは、複数の直線と頂点V1、V2、V3を含む。第1タッチパターンTP1−2、第2タッチパターンTP2−1、及びダミーパターンDUは、ベンディングによる引張力または偏光板POLによる膨張力を受ける。この場合、引張力及び膨張力などは頂点V1、V2、V3に集中する。よって、タッチ電極110は頂点V1、V2、V3においてクラックが容易に発生する。
図18を参照すると、第1タッチパターンの境界TP1−E、第2タッチパターンの状態TP2−E、及びダミーパターンの境界DU−Eそれぞれは、曲線C1、C2、C3を含む。詳しくは、図17の頂点V1、V2、V3はそれぞれ図18の曲線C1、C2、C3に対応する。
図18のように、ジグザグ形状の頂点V1、V2、V3を曲線処理した場合、引張力及び膨張力などによる外力が分散する。タッチセンシング部100がベンディングする際、曲線C1、C2、C3それぞれに作用する引張力の大きさは曲線C1、C2、C3それぞれの曲率半径に影響を受ける。詳しくは、曲線C1、C2、C3それぞれの曲率半径が大きいほど、曲線C1、C2、C3それぞれに作用する引張力の大きさが減る。
Figure 2017215965
表1は、タッチ電極110に同じ力を提供した場合、第1タッチパターンTP1−2の曲線C1及び第2タッチパターンTP2−1の曲線C2の曲率半径による応力の大きさを示す実験例である。
表1を参照すると、曲率半径が0であれば、つまり、第1タッチパターンの境界TP1−E及び第2パターンの境界TP2−Eがそれぞれ頂点V1、V2を含めば、応力の大きさは170MPaである。曲率半径が0.15mmであれば、応力の大きさは161MPaである。曲率半径が0.3mmであれば、応力の大きさは160MPaである。曲率半径が無限大であれば、つまり、第1タッチパターンTP1−2及び第2パターンTP2−1のそれぞれの境界TP1−E、TP2−Eが直線に形成されれば、応力の大きさは158MPaである。
第1タッチパターンTP1−2及び第2タッチパターンTP2−1それぞれの曲線C1、C2の曲率半径が大きいほど、第1タッチパターンTP1−2及び第2タッチパターンTP2−1に作用する応力の大きさは減少する。第1タッチパターンTP1−2及び第2タッチパターンTP2−1それぞれの曲線C1、C2の曲率半径が大きいほど、第1タッチパターンTP1−2及び第2タッチパターンTP2−1のクラック発生が減少する。第1タッチパターンTP1−2及び第2パターンTP2−1のそれぞれの境界TP1−E、TP2−Eが直線により形成されれば応力の大きさが最も小さいが、モアレ現象が発生する恐れがある。
第1タッチパターンの境界TP1−E及び第2タッチパターンの境界TP2−Eだけでなく、連結パターンCNの境界が曲線に形成される場合、連結パターンCNに作用する応力が分散する。よって、連結パターンCNの境界それぞれは、曲線に形成されることが好ましい。
図19、図20は、図4のII−II’線に沿って切断した表示装置1000−6乃至1000−7の断面図である。
図19は、本発明の一実施例による表示装置1000−6の断面図である。表示装置1000−6は、タッチパッド130、絶縁膜140、保護層150、接着剤160、ベース部材BP、及び表示パネル200を含む。絶縁膜140は、第1絶縁膜141及び第2絶縁膜142を含む。
図4を参照すると、絶縁膜140は平面上においてタッチパッド130が配置された領域を除いた表示パネル200の全面を覆うように配置される。更に図19を参照すると、絶縁膜140はタッチパッド130の境界領域を覆うように配置される。露出されたタッチパッド130の上には、回路基板が配置されて電気的に連結される。
タッチパッド130が露出されるように絶縁膜140を形成するために、第1絶縁膜141及び第2絶縁膜142がタッチ電極110、タッチ配線120、及びタッチパッド130を全て覆うように塗布し、パターニングして形成する。または、第1絶縁膜141及び第2絶縁膜142がタッチパッド130の境界領域のみを覆うように塗布して形成してもよい。図19は第1絶縁膜141の上部に第2絶縁膜142が配置されるように示したが、絶縁膜140は一つの層を有するように形成されてもよい。
タッチセンシング部100の形成過程において、保護層150の上にタッチ電極110、タッチ配線120、タッチパッド130、及び絶縁膜140を形成した後、ベース部材BPと保護層150は接着剤160を利用して取り付けられる。ベース部材BPと保護層150を接着するために、絶縁膜140の上部から圧力が加えられる。平面上において、接着剤160が塗布された領域が広いほど、圧力が加えられる領域が増加する。この場合、接着剤160が受ける力が均一になり、保護層150とベース部材BPの間において高い接着効果を有するようになる。
絶縁膜140がタッチパッド130の境界領域に限定するように塗布されてもよいが、絶縁膜140の上部から圧力が加えられる場合、平面上において絶縁膜140が配置されていない領域に接着剤160が移動することがある。この場合、絶縁膜140の配置された領域の下部の接着剤160の厚さが減少し、絶縁膜140が配置された領域の下部の保護層150とベース部材BPの間の接着効果が減少する。
図20は、本発明の他の実施例による表示装置1000−7の断面図である。表示装置1000−7は、タッチパッド130、絶縁膜140、保護層150、接着剤160、ベース部材BP、及び表示パネル200を含む。絶縁膜140は、第3絶縁膜143及び第4絶縁膜144を含む。
図19とは異なって、図20を参照すると、第4絶縁膜144はタッチパッド130の上部に配置される。第4絶縁膜144は、保護層150とベース部材BPを接着するために圧力を加えるステップにおいて、タッチパッド130の下部に形成された接着剤160に均一な圧力を受けるように形成される。
第4絶縁膜144の形状は制限されないが、表示装置1000−7が均一な圧力を受けるように、保護層150と第3絶縁膜143の厚さの合計が保護層150、タッチパッド130、及び第4絶縁膜144の厚さの合計と同じように形成することが好ましい。また、タッチパッド130の上部に回路基板が接続し得る空間が提供されるように、第4絶縁膜144を形成することが好ましい。
図19及び図20を参照すると、タッチパッド130は単一層を有するとして示したが、導電性物質を有する複数の導電層を含んでもよい。この場合、図20のようにタッチパッド130の下部に均一な圧力が伝達されるよう、複数の導電層の間に絶縁物質を配置してもよい。絶縁物質を含むタッチパッド130の高さは、絶縁膜140の高さと同じように形成してもよい。
図19及び図20を参照すると、保護層150はベース部材BPと接着剤160により取り付けられる。但し、これに限らず、保護層150はベース部材BPなしに表示パネル200と直接接着剤160により接着されてもよい。
図21及び図22は、本発明の他の実施例による表示装置2000を示す斜視図である。図21はアウトフォールディング状態の表示装置2000を示し、図22はアンフォールディング(unfolding)状態の表示装置2000を示す。
表示装置2000は、タッチセンシング部2100と表示パネル2200を含む。タッチセンシング部2100は、表示パネル2200の上に配置される。図21及び図22のタッチセンシング部2100及び表示パネル2200それぞれは、図1のタッチセンシング部100及び表示パネル200と実質的に同じであるため、詳しい説明は省略する。
図21を参照すると、表示装置2000は第1方向DR1に垂直な第3方向DR3に平行な第3基準軸Ax3を中心にベンディングされるベンディング領域BA、及びベンディング領域BAに隣接した平面領域NBAに区分される。表示装置2000は、第1方向DR1に沿って順次に平面領域NBA、ベンディング領域BA、及び平面領域NBAに区分される。
ベンディング領域BAはフォールディングによるストレスが発生する領域であり、平面領域NBAはフォールディングによるストレスが発生しない領域である。図21の表示装置2000は第3方向DR3に平行な第3基準軸Ax3を中心にタッチセンシング部2100が外を向くようにベンディングされるアウトフォールディング状態であるとして示したが、これに限らず、表示装置2000はインフォールディングされてもよい。
表示装置2000は、アンフォールディング状態とフォールディング状態を有するフレキシブル表示装置である。図21とは異なって、表示装置2000は2つ以上の基準軸を中心にフォールディングされてもよい。表示装置2000は平面領域NBAなしに、ベンディング領域BAのみにより形成されてもよい。
図22を参照すると、アンフォールディング状態の表示装置2000は第1方向DR1及び第3方向DR3が定義する平面上において、活性領域AR及び非活性領域NARに区分される。一方、本発明は記載された実施例に限らず、本発明の思想及び範囲を逸脱せずに多様に修正及び変形し得ることは、この技術分野における通常の知識を有する者にとっては自明である。よって、そのような変形例及び修正例は、本発明の請求範囲に属するというべきである。
100、100−1、100−2、100−3、100−4、100−5、2100 タッチセンシング部
110 タッチ電極
111 第1タッチ電極
112 第2タッチ電極
120 タッチ配線
121 第1配線
122 第2配線
130 タッチパッド
131 第1パッド
132 第2パッド
140 絶縁膜
141 第1絶縁膜
142 第2絶縁膜
143 第3絶縁膜
144 第4絶縁膜
150 保護層
160 接着剤
200、2200 表示パネル
1000、1000−1、1000−2、1000−3、1000−4、1000−5、1000−6、1000−7、2000 表示装置

Claims (15)

  1. 映像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの上に配置され、吸収軸及び前記吸収軸に垂直な透過軸を有する偏光板と、
    前記表示パネルの上に前記偏光板と重畳するように配置され、前記吸収軸に平行な吸収軸方向に交差する第1方向に延長する第1タッチ電極と、を含み、
    前記第1タッチ電極は、第1タッチパターンのうち前記第1方向に互いに隣接した2つの第1タッチパターンの間を連結し前記第1タッチパターンと同一層の上に配置される連結パターンを含み、平面上において、前記連結パターンは第2方向に垂直な方向に最小幅を有し、前記第2方向は前記第1方向及び前記吸収軸方向と交差し、
    前記第1方向と前記吸収軸方向の間に90度以下の第1方向角が定義され、前記第1方向と前記第2方向の間に90度以下の第2方向角が定義され、前記第2方向と前記吸収軸方向の間に90度以下の第3方向角が定義され、前記第1方向角は、前記第2方向角と前記第3方向角の合計であることを特徴とする表示装置。
  2. 前記表示パネルの上に配置され、前記第1方向に垂直な第3方向に延長され、前記第1タッチ電極と電気的に絶縁される第2タッチ電極を更に含み、
    前記第2タッチ電極は、第2タッチパターンのうち前記第3方向に互いに隣接した2つの前記第2タッチパターンの間を連結するブリッジパターンを含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1タッチ電極及び前記第2タッチ電極は、前記表示パネルと前記偏光板の間に配置され、
    前記表示パネルと前記第1及び第2タッチ電極の間に配置される保護層を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記偏光板は前記表示パネルと前記第1及び第2タッチ電極の間に配置され、
    前記偏光板と前記第1及び第2タッチ電極の間に配置される保護層を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記第1方向角は45度であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  6. 前記第3方向に平行な基準軸を中心にベンディングされるベンディング領域が定義されることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  7. 前記ベンディング領域は、
    前記映像が提供される方向に膨らむようにベンディングされることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記第1タッチパターンの境界及び前記第2タッチパターンの境界それぞれは、ジグザグ形状を有することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  9. 前記第1タッチパターンの境界及び前記第2タッチパターンの境界それぞれの一部は、曲線により形成されることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 平面上において、前記第1タッチパターン及び前記第2タッチパターンの間に配置され、前記第1タッチパターン及び前記第2タッチパターンと電気的に絶縁されるダミーパターンを更に含み、
    平面上において、前記ダミーパターンそれぞれの境界の一部は曲線により形成されることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
  11. 映像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの上に配置され、吸収軸及び前記吸収軸に垂直な透過軸を有する偏光板と、
    前記表示パネルの上に前記偏光板と重畳するように配置され、第1方向に垂直な基準軸を中心にベンディングされるベンディング領域が定義される第1タッチ電極と、を含み、平面上において、前記第1タッチ電極は第2方向に垂直な方向に最小幅を有し、前記第1方向、前記第2方向、及び前記吸収軸と平行な吸収軸方向は互いに交差し、
    前記第1方向と前記吸収軸方向の間に90度以下の第1方向角が定義され、前記第1方向と前記第2方向の間に90度以下の第2方向角が定義され、前記第2方向と前記吸収軸方向の間に90度以下の第3方向角が定義され、前記第1方向角は、前記第2方向角と前記第3方向角の合計であることを特徴とする表示装置。
  12. 前記吸収軸方向は、前記第1方向から反時計方向に0度超過乃至90度以下の間の角度を有し、
    前記第2方向は、前記第1方向から反時計方向に前記第1方向角より小さい角度を有することを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
  13. 前記吸収軸方向は、前記第1方向から反時計方向に45度の角度を有することを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
  14. 前記吸収軸方向は、前記第1方向から時計方向に0度超過乃至90度以下の間の角度を有し、
    前記第2方向は、前記第1方向から時計方向に前記第1方向角より小さい角度を有することを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
  15. 前記吸収軸方向は、前記第1方向から時計方向に45度の角度を有することを特徴とする請求項14に記載の表示装置。
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