KR102131778B1 - 플렉서블 터치 스크린 패널 - Google Patents

플렉서블 터치 스크린 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널은, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 기판과; 상기 기판 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 기판 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인과; 상기 활성영역 내 가장자리 영역에 위치한 복수의 센싱패턴들로 구현되는 적어도 하나 이상의 벤딩 감지 센서들이 포함되며, 상기 기판은 제 1방향의 벤딩축에 의해 벤딩되고, 상기 벤딩 감지 센서들을 상기 벤딩축과 교차되는 영역 상에 형성된다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널{flexible touch screen panel}
본 발명의 실시예는 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 플렉서블(flexible)한 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 센싱패턴이 주변의 다른 센싱패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치와 같은 영상표시장치의 외면에 부착되어 제품화되는 경우가 많다. 따라서, 상기 터치 스크린 패널은 높은 투명도 및 얇은 두께의 특성이 요구된다.
또한, 최근 들어 플렉서블한 영상표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 영상표시장치 상에 부착되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.
그러나, 종래의 경우 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널은 일반적으로 유리(glass) 기판 상에 감지패턴 등을 형성하였으며, 상기 유리 기판은 공정에서 반송 가능하도록 일정치 이상의 두께를 가지고 있어야 하므로, 얇은 두께를 요구하는 특성을 만족시키지 못하고, 플렉서블한 특성을 구현할 수 없다는 단점이 있다.
본 발명의 실시예는 플렉서블 특성을 갖는 기판 상에 터치 센서로서의 센싱패턴들이 형성되는 플렉서블 터치 스크린 패널에 있어서, 터치 스크린 패널의 벤딩(bending) 여부를 감지하는 센서가 상기 센싱패턴들과 일체형으로 구현됨으로써, 박형 구조를 가능케하고 제조 비용을 최소화하는 플렉서블 터치 스크린 패널을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 상기 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 상기 센싱패턴들이 형성된 활성영역이 복수의 영역으로 분할 구현됨으로써, 플렉서블 환경에서 센싱패턴들이 손상됨을 방지하는 플렉서블 터치 스크린 패널을 구현함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 위와 같은 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널은, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 기판과; 상기 기판 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 기판 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인과; 상기 활성영역 내 가장자리 영역에 위치한 복수의 센싱패턴들로 구현되는 적어도 하나 이상의 벤딩 감지 센서들이 포함되며, 상기 기판은 제 1방향의 벤딩축에 의해 벤딩되고, 상기 벤딩 감지 센서들을 상기 벤딩축과 교차되는 영역 상에 형성된다.
이 때, 상기 센싱패턴들은, 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과; 상기 인접한 제1 센싱셀들을 연결하는 제1 연결라인들과; 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과; 상기 인접한 제2 센싱셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 벤딩 감지 센서는 인접한 2개의 제1 센싱셀들인 제1-1 센싱셀 및 제1-2 센싱셀과, 상기 제1 센싱셀들 중 제1-1 센싱셀에 인접하여 위치한 제2 센싱셀로 구현된다.
또한, 상기 벤딩축은 상기 제1-1 센싱셀과 제1-2 센싱셀의 사이를 가로지르도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 벤딩축을 기준으로 상기 센싱패턴들이 형성된 활성영역은 복수의 영역으로 분할되어 구현된다.
또한, 상기 분할된 활성영역에 각각 형성된 감지패턴들은 각 분할된 활성영역 별로 서로 분리되어 동작된다.
또한, 상기 기판은 폴리이미드 재질로 구현될 수 있다.
또한, 상기 벤딩축이 가로지르는 영역에 형성된 센싱셀들은 서로 이격되어 분리 구현된다.
또한, 상기 이격 분리된 센싱셀들은 상기 벤딩축과 중첩되지 않도록 상기 벤딩축 기준으로 상, 하 소정 간격 이격되거나, 상기 이격 분리된 각각의 센싱셀들은 상기 벤딩축과 소정 부분 중첩되도록 돌출부가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 분할된 활성영역에 각각 형성된 감지패턴들은 상기 비활성영역의 다른 영역에 각각 배열된 서로 다른 센싱라인들에 의해 패드부와 접속된다.
또한, 상기 분할된 활성영역에서 각각 인출된 서로 다른 센싱라인들이 비활성영역의 일측 끝단에 형성된 하나의 패드부에 연결되거나, 비활성영역의 다른 위치에 형성된 복수의 패드부에 각각 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치는, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 기판과; 상기 기판 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 기판 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인과; 상기 활성영역 내 가장자리 영역에 위치한 복수의 센싱패턴들로 구현되는 적어도 하나 이상의 벤딩 감지 센서들과; 상기 박박 기판의 제 1면 방향으로 상기 센싱패턴들 및 센싱라인들과 대면하도록 부착되는 플렉서블 표시장치가 포함되며, 상기 기판은 제 1방향의 벤딩축에 의해 벤딩되고, 상기 벤딩 감지 센서들을 상기 벤딩축과 교차되는 영역 상에 형성된다.
이 때, 상기 플렉서블 표시장치는 유기전계 발광 표시장치로 구현될 수 있으며, 상기 편광필름의 제 2면에는 순차적으로 편광필름 및 윈도우 기판이 상기 투명 점착제로 부착된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 플렉서블 터치 스크린 패널의 벤딩(bending) 여부를 감지하는 센서가 센싱패턴들과 일체형으로 구현됨으로써, 박형 구조를 가능케하고 제조 비용을 최소화하는 장점이 있다.
또한, 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 센싱패턴들이 형성된 활성영역이 복수의 영역으로 분할 구현됨으로써, 플렉서블 환경에서 센싱패턴들이 손상됨을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 벤딩축과 교차되는 센싱라인들의 영역에 대해 이를 벤딩에 강한 형태 또는 물질로 구현함으로써, 플렉서블 환경에서 센싱라인들이 손상됨을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 벤딩 감지 센서의 구조 및 동작을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 A영역에서의 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 B영역에서의 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 6a 내지 도 6d는 도 3에 도시된 C영역에서의 센싱라인의 일 예를 도시한 요부 확대도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치의 일 영역에 대한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 벤딩 감지 센서의 구조 및 동작을 설명하는 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 활성영역(Active Area) 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역(Non Active Area)으로 구분되며, 플렉서블한 특성을 갖는 기판(10)과; 상기 기판(10)의 활성영역에 형성된 센싱패턴들(220)과; 상기 기판(10)의 비활성영역에 형성되며, 상기 센싱패턴들(220)을 패드부(250)를 통해 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 센싱라인들(230)을 포함한다.
상기 센싱라인들(230)은 각각 행라인 단위 및 열라인 단위의 제1 및 제2 센싱셀들(220a, 220b)과 전기적으로 연결되어, 이들을 패드부(250)를 통해 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.
이러한 센싱라인들(230)은 영상이 표시되는 활성영역(Active Area) 외곽부인 비활성영역(Non Active Area)에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 센싱패턴(220)의 형성에 이용되는 투명 도전성 물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 금속 물질로 형성될 수 있다.
상기 플렉서블 특성의 기판(10)은 투명하면서도 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로 구현되는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 상기 기판(10)으로 폴리 이미드(Poly imide, PI)가 사용됨을 그 예로 설명한다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 플렉서블한 특성을 확보하기 위해 기존의 단단(Rigid)한 재료(일 예로 glass, PET, PC 등)를 기판으로 사용하지 않고, 폴리머(Polymer) 중 내열 특성이 가장 우수한 PI를 박막 형태의 기판으로 사용한다.
이 때, 상기 기판(10)의 두께는 약 0.005 내지 0.05mm가 될 수 있으며, 바람직하게는 약 0.01mm(10μm) 정도의 두께로 구현됨을 통해 플렉서블 특성을 확보할 수 있다. 즉, 상기 플렉서블 특성을 갖는 기판(10)은 기존의 유리기판과 달리 벤딩(bending)될 수 있는 것이다.
이에 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상기 기판(10)의 벤딩 여부를 감지하는 센서 즉, 벤딩 감지 센서(240)가 구현됨을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 실시예는 상기 기판(10)의 벤딩 여부를 감지함으로써, 터치 스크린 패널을 통해 디스플레이되는 정보를 상기 벤딩에 의해 변경되는 제품의 형상에 맞도록 변환하거나, 부분적으로 화면을 오프(off)시키는 등의 다양한 유저 인터페이스(User Interface)를 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 벤딩 감지 센서(240)를 상기 센싱패턴들과 일체형으로 구현함을 특징으로 하며, 이를 통해 센싱패턴들 이외에 추가적으로 벤딩 감지 센서를 구비하지 않게 됨으로써 플렉서블 터치 스크린 패널의 박형 구조를 가능케 하고 제조 비용을 최소화하는 장점이 있다.
이를 위해 도시된 바와 같이 상기 벤딩 감지 센서(240)는 활성영역 내의 가장자리 영역에 위치한 2개의 제1 센싱셀들(220a)과 1개의 제2 센싱셀(220b)으로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로는 상, 하로 인접한 2개의 제1 센싱셀들(220a)와 상기 제1 센싱셀들 중 하나의 제1 센싱셀에 인접하여 위치한 제2 센싱셀(220b)으로 구현된다.
다만, 도 1에서는 상기 벤딩 감지 센서(240)이 하나만 구현된 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 벤딩 감지 센서(240)은 적어도 하나 이상 구현될 수 있는 것으로서, 일 예로 활성영역의 가장자리에서 연속된 어레이 형태로도 구현될 수 있다.
상기 벤딩 감지 센서(240)는 기판(10)의 벤딩 여부를 감지하는 역할을 수행하기 때문에 상기 기판(10)이 벤딩되는 영역에 형성되어야 한다. 따라서, 상기 벤딩 영역 즉, 기판(10)이 벤딩되는 벤딩축이 하나만 존재할 경우에는 상기 벤딩 감지 센서(240)가 하나만 구비될 수 있으나, 벤딩축이 여러 개 존재할 경우에는 상기 벤딩축에 대응되는 활성영역의 가장자리 영역에 각각의 벤딩 감지 센서들이 구비되어야 한다.
또한, 상기 벤딩 감지 센서(240)를 구성하는 제1, 2 센싱셀들은 터치 위치를 감지하는 동작과 기판(10)의 벤딩 여부를 감지하는 동작을 함께 구현하게 된다.
이는 상기 벤딩 감지 센서(240)을 구성하는 제1, 2센싱셀들을 포함한 활성영역 내의 센싱패턴들(220)이 터치 위치를 감지하는 기간과 벤딩 감지 센서(240)를 구성하는 제1, 2 센싱셀들이 벤딩 여부를 감지하는 기간을 분리함을 통해 구현할 수 있다.
일 예로 상기 터치 위치를 감지하는 기간을 화상이 표시되는 한 프레임 기간으로 설정한 경우라면, 상기 벤딩 여부를 감지하는 기간은 상기 프레임 기간 사이의 기간을 활용할 수 있는 것이다.
이하 도 2a 및 도 2b를 통해 상기 벤딩 감지 센서(240)가 기판(10)의 벤딩 여부를 감지하는 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 2a는 기판(10)이 펼쳐진 상태에서의 벤딩 감지 센서(240) 구조를 나타내는 도면이고, 도 2b는 기판(10)이 벤딩된 상태에서의 벤딩 감지 센서 구조를 나타내는 도면이다.
단, 도 2에 도시된 실시예에서는 기판(10)이 벤딩되는 벤딩축이 제 1-1센싱셀(220a')을 가로지르는 경우를 그 예로 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 벤딩 감지 센서(240)는 앞서 언급한 바와 같이 인접한 2개의 제1 센싱셀들인 제1-1 센싱셀(220a') 및 제1-2 센싱셀(220a")과, 상기 제1 센싱셀들 중 제1-1 센싱셀(220a')에 인접하여 위치한 제2 센싱셀(220b')로 구현된다.
도 2a에 도시된 바와 같이 기판(10)이 벤딩되기 전에는 제2 센싱셀(220b')과 제1-2센싱셀(220a")간의 정전용량(C2)은 상기 제2 센싱셀(220b')과 이에 인접한 제1-1 센싱셀(220a')간의 정전용량(C1)보다 작지만, 도 2b에서와 같이 기판(10)이 벤딩된 경우에는 상기 제2 센싱셀(220b')과 제1-2센싱셀(220a")간의 간격이 좁혀지게 되어 상대적으로 정전용량의 변화량(ΔC2= C2-C2')은 제2 센싱셀(220b')과 제1-1센싱셀(220a')의 정전용량 변화량(ΔC1=C1-C1') 보다 크게 된다.
즉, 본 발명의 실시예의 경우 상기 벤딩 감지 센서(240) 내에 구비된 센싱셀들 간의 정전용량 변화량을 감지함을 통해 기판(10)의 벤딩 여부를 감지할 수 있는 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 경우 기판(10)이 벤딩되는 영역이 설정되지 않은 경우를 그 예로 설명하였으나, 이와 같이 벤딩 영역이 설정되지 않으면 벤딩축과 교차되는 영역에 형성된 센싱셀들이 균열 및 열화될 수 있다.
이에 본 발명의 다른 실시예에서는 기판(10)이 벤딩되는 벤딩축이 설정되고, 이를 기준으로 센싱패턴들이 형성된 활성영역이 복수의 영역으로 분할 구현되는 구성에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
그리고, 도 4는 도 3에 도시된 A영역에서의 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 3에 도시된 B영역에서의 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 도 1에 도시된 실시예와 비교할 때 플렉서블한 특성을 갖는 기판(10)이 제 1방향의 벤딩축(folding axis)을 기준으로 반복적으로 벤딩(bending)되며, 상기 기판(10) 상에 센싱패턴들(220)을 형성함에 있어서, 상기 벤딩축을 기준으로 그 경계에 위치한 센싱패턴들은 소정 간격 이격되어 분리 구성되며, 이에 따라 상기 센싱패턴들(220)이 형성된 활성영역이 복수의 영역으로 분할되어 상기 반복적으로 벤딩되는 영역에 형성된 센싱패턴들이 균열 및 열화되는 단점을 극복할 수 있음을 특징으로 한다.
여기서, 도 1에 도시된 실시예에서는 벤딩축이 하나만 존재하므로, 상기 벤딩축을 기준으로 상기 활성영역이 상, 하 2개로 분할되나, 본 발명의 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 벤딩축이 제 1방향으로 2개 존재하는 경우라면 상기 2개의 벤딩축을 기준으로 상기 활성영역은 3개로 분할될 수 있는 것이다.
이 때, 상기 기판(10)의 벤딩 여부를 감지하는 벤딩 감지 센서(240)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 벤딩축과 교차되는 영역 상에 형성된다.
즉, 벤딩 감지 센서(240)는 인접한 2개의 제1 센싱셀들인 제1-1 센싱셀(220a') 및 제1-2 센싱셀(220a")과, 상기 제1 센싱셀들 중 제1-1 센싱셀(220a')에 인접하여 위치한 제2 센싱셀(220b')로 구현되며, 도시된 바와 같이 벤딩축은 상기 제1-1 센싱셀(220a')과 제1-2 센싱셀(220a")의 사이를 가로지르도록 구현된다.
상기 벤딩 감지 센서(240)의 동작은 앞서 도 1 및 도 2를 통해 설명한 바와 동일하다.
또한, 도 3에 도시된 실시예의 경우 터치 스크린 패널의 활성영역에 형성된 센싱패턴들은 상기 벤딩축 경계에 위치하지 않은 영역(일 예로 A영역)에는 정상적인 형태의 센싱패턴들이 형성되고, 벤딩축 경계에 위치한 영역(일 예로 B영역)에는 서로 분리된 형상의 센싱패턴들이 형성된다.
또한, 상기 벤딩축을 기준으로 활성영역이 복수의 영역으로 분할됨에 있어서, 상기 분할된 활성영역(제 1, 2활성영역)에 각각 형성된 감지패턴들은 서로 전기적으로 분리되어 동작하게 된다.
즉, 도 3의 실시예의 경우 벤딩축 기준으로 벤딩축 하측의 활성영역(제 1활성영역)에 형성된 센싱패턴들은 활성영역 좌측의 비활성영역에 제 1센싱셀들과 전기적으로 연결된 제 1센싱라인들(230a)이 배열되고, 활성영역 하측의 비활성영역에 제 2센싱셀들과 전기적으로 연결된 제 1센싱라인들(230a)이 배열된다.
반면에 상기 벤딩축 기준으로 벤딩축 상측의 활성영역(제 2활성영역)에 형성된 센싱패턴들은 활성영역 우측의 비활성영역에 제 1센싱셀들과 전기적으로 연결된 제 2센싱라인들(230b)이 배열되고, 활성영역 상측의 비활성영역에 제 2센싱셀들과 전기적으로 연결된 제 2센싱라인들(230b)이 배열된다.
다만, 도 3의 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 제 1, 2활성영역에서 인출된 제 1, 2센싱라인들(230a, 230b)이 비활성영역 하측 끝단에 형성된 하나의 패드부(250)에 연결되므로, 상기 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들(230b)은 상기 벤딩축과 교차되는 영역(C 영역)이 발생된다.
이에 대해 본 발명의 실시예는 상기 제 2센싱라인들(230b)에 있어서 벤딩축과 교차되는 제 2센싱라인들의 영역(C영역)에 대해 이를 벤딩에 강한 형태 또는 물질로 구현하며, 이를 통해 플렉서블 환경에서 상기 센싱라인들(230b)이 손상됨을 방지할 수 있다. 상기 C영역에 대응되는 제 2센싱라인들의 구조에 대해서는 이하 도 6을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 구성을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 벤딩축 경계에 위치하지 않은 영역(A영역)에 형성된 센싱패턴들(220)은, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1방향(일 예로 행 방향)을 따라 행 라인 별로 연결되도록 형성된 다수의 제1 센싱셀들(220a)과, 제1 센싱셀들(220a)을 행 방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1)과, 제 2방향(일 예로 열 방향)을 따라 각 열 라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 제2 센싱셀들(220b)을 열 방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함한다.
편의상 도 4에서는 센싱패턴의 일부만을 도시하였으나, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 벤딩축과 교차되는 영역(B영역)을 제외하고는 도 4에 도시된 센싱패턴이 반복적으로 배치되는 구조를 갖는다. 즉, 앞서 도 1에 도시된 실시예의 경우에는 도 4에 도시된 센싱패턴들이 반복적으로 배치된다.
이러한 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)은 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치되고, 제1 연결라인들(220a1)과 제2 연결라인들(220b1)은 서로 교차된다. 이때, 제1 연결라인들(220a1)과 제2 연결라인들(220b1) 사이에는 안정성 확보를 위한 절연막(미도시)이 개재된다.
한편, 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)은 인듐-틴-옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명 도전성 물질을 이용하여 각각 제1 연결라인들(220a1) 및 제2 연결라인들(220b1)과 일체로 형성되거나, 혹은 이들과 별도로 형성되어 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 제2 센싱셀들(220b)은 제2 연결라인들(220b1)과 일체로 열방향으로 패터닝되어 형성되고, 제1 센싱셀들(220a)은 제2 센싱셀들(220b)의 사이에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되되 그 상부 또는 하부에 위치되는 제1 연결라인들(220a1)에 의해 행방향을 따라 연결될 수 있다.
이때, 제1 연결라인들(220a1)은 제1 센싱셀들(220a)의 상부, 또는 하부에서 제1 센싱셀들(220a)과 직접적으로 접촉되어 전기적으로 연결되거나, 혹은 컨택홀 등을 통해 제1 센싱셀들(220a)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 제1 연결라인들(220a1)은 ITO와 같은 투명 도전성 물질을 이용하여 형성되거나, 혹은 불투명한 저저항 금속 물질을 이용하여 형성되되 패턴의 가시화가 방지되도록 그 폭 등이 조절되어 형성될 수 있다.
다음으로 상기 벤딩축 경계에 위치한 영역(B영역)에 형성된 센싱패턴들(220)은, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 기본적인 구성은 앞서 도 4에 도시된 센싱패턴들(220)의 구성과 동일하나, 상기 벤딩축이 가로지르는 영역에 형성된 센싱셀 즉, 제 2센싱셀(220b', 220b")의 형상만이 상이하다. 따라서, 설명의 편의를 위해 도 4와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 플렉서블 특성을 갖는 기판 상에 센싱패턴들이 형성되는 것으로서, 상기 벤딩축을 기준으로 반복적인 벤딩이 수행된다.
이에 상기 벤딩축 경계에 위치한 센싱패턴들이 도 4에 도시된 형상으로 구현되는 경우에는 상기 벤딩이 반복되는 벤딩축 경계에 위치한 센싱셀들이 균열 및 열화되는 문제가 발생하므로, 본 발명의 실시예에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 상기 벤딩축이 가로지르는 영역에 형성된 센싱셀들(220b', 220b")이 서로 이격되어 분리 구현됨을 특징으로 한다.
먼저 도 5a의 실시예를 참조하면, 이는 벤딩축과 교차하는 영역에 형성된 제 2센싱셀들(220b')은 상기 벤딩축과 중첩되지 않도록 상기 벤딩축 기준으로 상, 하 소정 간격 이격되어 분리 구성된다. 즉, 상기 제 2센싱셀(220b')는 상, 하 2개의 센싱셀로 분할되며, 상기 분할된 센싱셀들은 전기적으로 연결되지 않는다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상기 벤딩축을 기준으로 활성영역이 복수의 영역으로 분할 구현되며, 상기 분할된 활성영역(제 1, 2활성영역)에 각각 형성된 감지패턴들은 서로 전기적으로 분리되어 동작하게 된다.
즉, 도 3의 실시예의 경우 일 예로 벤딩축 기준으로 하측의 활성영역(제 1활성영역)에 형성된 센싱패턴들은 제 1센싱라인들(230a)을 통해 패드부(250)와 접속되며, 벤딩축 기준으로 상측의 활성영역(제 2활성영역)에 형성된 센싱패턴들은 제 2센싱라인들(230b)을 통해 패드부(250)와 접속된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 제 1, 2활성영역에 각각 형성된 센싱패턴들(220)으로부터 제 1, 2센싱라인(230a, 230b) 및 패드부(250)를 경유하여 구동회로(미도시) 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그러면, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
그러나, 상기 도 5a에 도시된 실시예에 의할 경우 벤딩축 경계에 위치하여 분할된 제 2센싱셀들(220b')은 그 면적이 다른 영역의 센싱셀들에 비해 면적이 1/2정도로 작아 센싱 감도가 적게 되는 단점이 있을 수 있다.
이에 도 5b에 도시된 다른 실시예는 이러한 단점을 극복하기 위해 상기 벤딩축 경계에 위치하여 분할된 제 2센싱셀들(220b")의 면적을 보다 넓게 구현함을 특징으로 한다.
이를 위해 도 5b의 실시예는 상기 벤딩축 경계의 상, 하에 각각 위치한 제 2센싱셀들(220b")이 상기 벤딩축과 소정 부분 중첩되도록 돌출부(221)가 더 형성된다.
이 때, 상기 돌출부(221)는 상기 제 2센싱셀(220b")와 일체형으로 형성되는 것으로서, 도시된 바와 같이 벤딩축 경계로 분할된 상, 하의 제 2센셍실들(220b")는 서로 분리되어 있기는 하나, 도 5a의 실시예와는 달리 각 제 2센싱셀들(220b")의 돌출부(221)가 상기 벤딩축과 중첩되는 점에서 그 차이가 있다.
이러한 구성을 통해 상기 벤딩축 경계에 위치한 제 2센싱셀들(220b")의 면적을 크게 하여 센싱 감도가 저하되는 단점을 극복할 수 있는 것이다.
다만, 상기 벤딩축과 중첩되는 돌출부(221)의 영역이 반복된 벤딩에 의해 손상될 가능성이 있으나, 도 5b의 구조에 의할 경우 상기 돌출부(221)가 손상되더라도 상기 돌출부를 포함하는 제 2센싱셀(220b")가 상, 하로 서로 분리되어 있으므로 동작에는 문제가 없다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 도 3의 실시예에서는 상기 제 1, 2활성영역에서 인출된 제 1, 2센싱라인들(230a, 230b)이 비활성영역 하측 끝단에 형성된 하나의 패드부(250)에 연결되므로, 상기 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들(230b)은 상기 벤딩축과 교차되는 영역(C 영역)이 발생된다.
이에 대해 본 발명의 실시예는 상기 벤딩축과 교차되는 제 2센싱라인들(230b)의 영역(C영역)에 대해 이를 벤딩에 강한 형태 또는 물질로 구현함을 특징으로 한다.
도 6a 내지 도 6d는 도 3에 도시된 C영역에서의 센싱라인의 일 예를 도시한 요부 확대도이다.
먼저 도 6a의 실시예를 참조하면, 제 2센싱라인(230b)은 벤딩축과 교차되는 C영역에 대응되는 부분(230b1)이 복수의 라인으로 분기되어 구성됨을 특징으로 한다. 이러한 구조를 통해 상기 벤딩축과 중첩되는 복수 라인들(230b1) 중 하나가 반복된 벤딩에 의해 손상되더라도 나머지 라인에 의해 정상적인 동작이 가능하게 되는 것이다.
그 다음 도 6b의 실시예를 참조하면, 제 2센싱라인(230b)은 벤딩축과 교차되는 C영역에 대응되는 부분(230b2)이 다른 영역의 제 2센싱라인에 비해 넓은 면적을 갖도록 구성됨을 특징으로 한다. 즉, 상기 벤딩축에 의한 반복된 벤딩에 손상되지 않도록 상기 영역에 대응되는 제 2센싱라인의 너비를 다른 영역의 제 2센싱라인 너비보다 넓게 구현한다.
다음으로 도 6c의 실시예를 참조하면, 이는 도 6b의 실시예와 같이 제 2센싱라인(230b)은 벤딩축과 교차되는 C영역에 대응되는 부분(230b3)이 다른 영역의 제 2센싱라인에 비해 넓은 면적을 갖도록 구성함과 함께, 상기 넓은 면적 영역의 라인(230b3)에 복수의 홀들(232)이 더 형성됨을 특징으로 한다. 즉, 상기 벤딩축에 의한 반복된 벤딩에 손상되지 않도록 상기 영역에 대응되는 제 2센싱라인의 너비를 다른 영역의 제 2센싱라인 너비보다 넓게 구현하고, 상기 홀들(232)은 상기 반복된 벤딩에 의해 국부적으로 발생되는 크랙의 진행을 방지하는 역할을 수행한다.
마지막으로 도 6d의 실시예를 참조하면, 제 2센싱라인(230b)은 벤딩축과 교차되는 C영역에 대응되는 부분(230b4)을 벤딩성이 좋은 재질의 연결부로 구현하고, 상기 연결부를 콘택홀(234)을 통해 다른 영역의 제 2센싱라인들(230b)과 연결하는 구조로 구현함을 특징으로 한다.
이 때, 상기 연결부로는 PEDOT계열의 유기도전 재료 또는 구리(Cu) 등과 같이 연성 재질의 금속으로 구현할 수 있다.
앞서 도 3 내지 도 6를 통해 설명한 실시예는 상기 제 1, 2활성영역에서 인출된 제 1, 2센싱라인들(230a, 230b)이 비활성영역 하측 끝단에 형성된 하나의 패드부(250)에 연결되는 구조로 구현된다.
상기 구조의 경우 상기 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들(230b)은 상기 벤딩축과 교차되는 영역(C 영역)이 발생되며, 상기 벤딩축과 교차되는 제 2센싱라인들(230b)의 영역(C영역)에 대해 이를 벤딩에 강한 형태 또는 물질로 구현해야 하는 번거로움이 있다.
이에 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 센싱라인들이 상기 벤딩축과 교차되지 않도록 구현함을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7에 도시된 실시예는 도 3에 도시된 실시예와 비교할 때, 상기 제 1, 2활성영역에서 각각 인출된 제 1, 2센싱라인들(230a, 230b)이 비활성영역 하측 끝단 및 상측 끝단에 구비된 제 1, 2패드부(251, 252)에 각각 연결되는 구조로 구현되는 점에서 그 차이가 있으며, 그 이외의 구성은 도 3의 실시예와 동일하다.
따라서, 설명의 편의를 위해 도 3과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
즉, 도 7의 실시예는 제 1활성영역에서 인출된 제 1센싱라인들(230a)은 비활성영역 하측 끝단에 구비된 제 1패드부(251)에 연결되고, 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들(230b)은 비활성영역 상측 끝단에 구비된 제 2패드부(252)에 연결되므로, 앞서 도 1의 실시예에서와 같이 상기 센싱라인들(230a, 230b)이 벤딩축과 교차되는 영역이 발생되지 않으며, 이에 상기 벤딩축 기준으로 반복된 벤딩에도 상기 센싱라인들이 손상될 여지가 없게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치의 일 영역에 대한 단면도이다.
단, 도 8에 도시된 터치 스크린 패널은 앞서 도 1, 3, 7의 실시예에 의한 터치 스크린 패널이 모두 가능하다.
도 8은 플렉서블한 특성을 갖는 기판(10)의 제 1면 상에 형성된 터치 스크린 패널의 비활성 영역(Non Active Area) 및 활성 영역(Active Area) 일부에 대한 단면도로서, 이는 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치의 단면을 나타낸다.
이 때, 상기 기판(10)은 투명하면서도 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로 구현되는 것으로서, 폴리 이미드(Poly imide, PI)가 사용될 수 있다.
또한, 도 8에서는 상기 터치 스크린 패널의 하면 즉, 상기 기판(10)의 제 1면 방향으로 표시장치(20)가 투명 점착층(260)에 의해 부착된 구조가 도시되어 있으며, 이 때, 상기 표시장치(20)는 플렉서블한 특성을 갖는 표시장치로서, 이는 유기전계 발광 표시장치로 구현될 수 있다.
일 예로 유기전계 발광 표시장치는 자발광 소자로서 기존의 액정표시장치와는 달리 백라이트 유닛이 구비될 필요가 없으므로, 기판을 플렉서블 특성을 갖는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET) 등으로 사용함을 통해 플렉서블한 특성을 갖을 수 있다.
여기서, 상기 투명 점착층(260)은 광 투과율이 높은 투명성 점착재료로서, SVR(Super View Resin) 또는 OCA(Optical Cleared Adhesive) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 기판(10)의 제 2면 방향으로는 편광필름(30) 및 윈도우 기판(40)이 적층되는 구조로 구현되며, 이들 구성요소들은 상기 투명 점착층(260)에 의해 서로 부착된다.
도 8을 참조하면, 상기 기판(10)의 활성영역(Active Area) 상에 형성된 센싱패턴들(220)은, 제 1방향을 따라 각 행 라인 별로 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들(220a)과, 제1 센싱셀들(220a)을 행 방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1) 및 열 방향을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 제2 센싱셀들(220b)을 열방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함하며, 상기 제1 연결라인들(220a1)과 상기 제2 연결라인들(220b1)의 교차부에는 절연막(270)이 개재된다.
단, 도 8에서는 상기 터치 스크린 패널을 구성하는 센싱패턴들(220) 등과 같은 구성요소들의 두께가 크게 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 실제 각 구성요소들의 두께는 이보다 훨씬 얇다.
또한, 상기 활성영역(Active Area) 외곽에 위치한 비 활성영역(Non-Active Area)에는 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(210) 및 상기 블랙 매트릭스와 중첩되어 형성되며, 상기 센싱패턴들(220)과 전기적으로 연결되는 센싱라인들(230)이 형성된다.
이 때, 상기 블랙 매트릭스(210)는 비활성영역에 형성되는 센싱라인 등의 패턴이 가시화되는 것을 방지하면서 표시영역의 테두리를 형성하는 역할을 수행한다.
이와 같은 구조에 의할 경우 본 발명의 실시예는 상기 터치 스크린 패널이 표시장치(20)와 편광필름(10) 사이에 위치함으로써, 플렉서블 특성을 유지하면서 센싱 패턴 비침 방지 및 반사율 최소화를 구현할 수 있게 된다.
그리고, 기구 강도 향상을 위해 상기 편광필름(10)의 상부면에 부착되는 윈도우 기판(40) 역시 상기 표시장치(20) 및 터치 스크린 패널이 플렉서블 특성을 가지므로, 플렉서블 특성을 갖는 재질로 구현됨이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 실시예의 경우 상기 윈도우 기판(40)은 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET) 등과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 두께는 약 0.7mm로 구현될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 220: 센싱패턴
221: 돌출부 230a: 제 1센싱라인
230b: 제 2센싱라인 240: 벤딩 감지 센서
250: 패드부 251: 제 1패드부
252: 제 2패드부

Claims (19)

  1. 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 박막 기판과;
    상기 박막 기판 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과;
    상기 박막 기판 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며,
    상기 박막 기판은 제 1방향의 벤딩축에 의해 벤딩되고,
    상기 벤딩축을 기준으로, 상기 활성영역은 제 1활성영역 및 제 2활성영역으로 분할되고, 상기 비활성영역은 상기 제 1활성영역 외곽의 제 1비활성영역 및 상기 제 2활성영역 외곽의 제 2비활성영역으로 분할되고,
    상기 제 1활성영역에서 인출된 제 1센싱라인들은, 상기 제 1패드부에 연결되고, 상기 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들은 제 2패드부에 각각 연결되되,
    상기 제 1활성영역 및 상기 제 2활성영역은 연속적으로 배치되고,
    상기 제 1센싱라인들 및 상기 제 1패드부는 상기 제 1비활성영역에 위치하고,
    상기 제 2센싱라인들 및 상기 제 2패드부는 상기 제 2비활성영역에 위치하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2활성영역 각각에서 인출된 상기 제 1 및 제 2센싱라인들은 상기 벤딩축에 중첩되지 않도록 제공되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱패턴들은,
    제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과;
    인접한 상기 제1 센싱셀들을 연결하는 제1 연결라인들과;
    제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과;
    인접한 상기 제2 센싱셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 박막 기판 제 1면 상에서, 절연막을 사이에 두고 상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들은 서로 다른 층에 제공되고,
    상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들은 교차하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 벤딩축은 인접한 2개의 제1 센싱셀들인 제1-1 센싱셀과 제1-2 센싱셀의 사이를 가로지르도록 제공되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2활성영역에 각각 형성된 상기 센싱패턴들은 상기 제 1 및 제 2활성영역 별로 서로 분리되어 동작하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 벤딩축에 인접하여 제공되는 센싱셀들은 서로 이격되어 분리 구현되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 이격 분리된 센싱셀들은 상기 벤딩축을 사이에 두고 서로 이격되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 벤딩축을 사이에 두고 이격되는 각각의 상기 센싱셀들은 상기 벤딩축과 소정 부분 중첩되는 돌출부가 더 형성되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 벤딩축을 사이에 두고 이격되는 상기 센싱셀들 각각의 돌출부는 상기 벤딩축을 따라 서로 이격되고, 교호적으로 배치되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  11. 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 박막 기판과;
    상기 박막 기판 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과;
    상기 박막 기판 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며,
    상기 박막 기판은 제 1방향의 벤딩축에 의해 벤딩되고,
    상기 벤딩축을 기준으로, 상기 활성영역은 제 1활성영역 및 제 2활성영역으로 분할되고, 상기 비활성영역은 제 1비활성영역 및 제 2비활성영역으로 분할되고,
    상기 제 1활성영역에서 인출된 제 1센싱라인들 및 상기 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들은,
    상기 제1 및 제2 비활성영역 중 하나에 제공되는 하나의 패드부에 연결되되,
    상기 제 1활성영역 및 상기 제 2활성영역은 연속적으로 배치되고,
    상기 제1 및 제2 센싱라인들 중 어느 하나는 상기 벤딩축과 교차하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 벤딩축과 교차하는 상기 제 1 및 제 2센싱라인들 중 어느 하나는 상기 벤딩축과 교차되는 부분이 복수의 라인으로 분기되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 벤딩축과 교차하는 상기 제 1 및 제2센싱라인들 중 어느 하나는 상기 벤딩축과 교차되는 부분이 다른 영역의 센싱라인들에 비해 넓은 면적을 갖는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 넓은 면적의 센싱라인 부분은 복수의 홀들을 포함하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 벤딩축과 교차하는 상기 제 1 및 제 2센싱라인들 중 어느 하나는 상기 벤딩축과 교차되는 부분이 상기 센싱라인과 다른 재질의 연결부로 구성되고, 상기 연결부가 콘택홀을 통해 상기 센싱라인들과 전기적으로 연결되는 플렉서블 터치 스크린 패널.
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