KR20170080203A - 폴더블 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치가 폴딩되었을 때에 표시되는 표시 영역을 보호하는 보호층을 포함하면서도 상기 보호층에 터치 전극 어레이 연장부를 구비하여, 상기 표시 영역에 터치 입력을 가능하도록 하는 폴더블 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 폴딩되었을 때 정면의 일부를 노출하고, 터치 전극 어레이가 내장된 표시 패널과, 상기 표시 패널의 배면에 부착되는 지지부를 포함하고, 상기 터치 전극 어레이는, 폴딩되었을 때 노출되는 표시 장치의 정면 일부를 덮도록 구비된 터치 전극 어레이 연장부를 포함한다.

Description

폴더블 표시 장치{Foldable Display Device}
본 발명은 폴더블 표시 장치에 관한 것으로, 특히 터치 전극 어레이를 확장하여 상기 터치 전극 어레이의 확장된 영역을 통해 언폴딩 상태에서 외부로 노출되는 표시 영역을 외부 충격으로부터 보호함과 아울러 외부로 노출되는 표시 영역에 터치 입력이 가능하도록 한 폴더블 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가벼우며, 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 장치 등이 각광받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 여기서, 각 화소는 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 다수의 트랜지스터로 이루어진 화소 구동 회로를 구비한다.
이와 같은 유기 발광 표시 장치는 자발광의 유기 발광 소자를 이용하므로, 별도의 광원을 요구하지 않으며, 초박형 디스플레이의 구형이 가능하므로, 근래에는 유기 발광 소자를 이용하고, 발광 셀 내부에 터치 전극 어레이를 포함하는 인-셀 터치 구조(In-Cell Touch)의 폴더블 디스플레이에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
종래의 폴더블 디스플레이는, 폴딩되는 부분이 폴더블 디스플레이의 중앙부로 디자인되거나, 양쪽에서 접는 형태로 디자인된다. 이 경우, 디자인에 따라 폴딩되는 부분에서 디스플레이가 가능하지만, 상기 폴딩되었을 때 디스플레이를 표시하는 영역에는 상기 디스플레이의 표시면을 보호하기 위한 보호층이 추가로 요구된다. 이러한 보호층에는 터치 입력 수단이 존재하지 않으며, 그에 따라 폴더블 디스플레이가 폴딩되었을 때 터치 입력이 불가능하다는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 표시 장치가 폴딩되었을 때에 표시되는 표시 영역을 보호하는 보호층을 포함하면서도 상기 보호층에 터치 전극 어레이 연장부를 구비하여, 상기 표시 영역에 터치 입력을 가능하도록 하는 폴더블 표시 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 폴딩되었을 때 정면의 일부를 노출하고, 터치 전극 어레이가 내장된 표시 패널과, 상기 표시 패널의 배면에 부착되는 지지부를 포함하고, 상기 터치 전극 어레이는, 폴딩되었을 때 노출되는 표시 장치의 정면 일부를 덮도록 구비된 터치 전극 어레이 연장부를 포함한다.
이 때 터치 전극 어레이 연장부는, 상기 지지부의 연장된 영역에 부착되어 지지되거나, 별도의 프레임에 의해 고정되어 지지된다.
상기 지지부의 연장된 영역은 투명 글래스 또는 폴리머로 이루어져 폴딩되었을 때 상기 표시 장치의 정면에서 표시되는 영상이 상기 지지부의 연장된 영역을 통해 표시된다.
본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 폴딩되었을 때에 표시 영역에 대해서도 상기 터치 전극 어레이 연장부에 구비된 터치 센서를 통해 터치 입력이 가능하다. 그러면서도 상기 폴딩되었을 때 표시되는 표시 영역은 지지부에 의해 외부 환경이나 외부 충격으로부터 보호된다.
도 1은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 브리지와 터치 전극 사이의 연결관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 터치 전극 어레이 및 터치 전극 어레이 연장부에 구비된 전극 패턴을 설명하기 위한 정면도이다.
도 7은 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 연장부 단위 센서(U')들이 형성되는 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 표시 영역 내에 적어도 하나의 폴딩 영역(F/A)을 포함하는 표시 패널(200)과, 표시 패널(200)의 배면에 위치하여 상기 표시 패널을 지지하는 지지부(10)를 포함한다. 한편, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 표시면에는 커버 필름(미도시)이 더 위치할 수 있다.
이 때 본 발명의 표시 패널(200)은, 터치 전극 어레이(230)가 표시 패널(200)내에 구현된 인 셀(In-Cell)형태이다.
표시 패널(200)은 박막 트랜지스터 어레이(140)상에 유기 발광 어레이(150)가 위치하고, 유기 발광 어레이(150)와 터치 전극 어레이(230)가 제 1 접착층(도 3의 400 참조)에 의해 합착된 구조를 갖는다. 이 때 유기 발광 어레이(150)상에는 보호층(160)이 더 위치하여, 상기 보호층(160)와 터치 전극 어레이(230)가 제 1 접착층에 의해 접착될 수 있다.
표시 패널(200)은 제 2 접착층(401)에 의해 지지부(10)에 고정된다. 여기서, 표시 패널의 터치 전극 어레이(230)는 일측이 상기 유기 발광 어레이(150) 및 박막 트랜지스터 어레이(140)의 일측 단부보다 연장된 터치 전극 어레이 연장부(2300)를 갖는다.
이 때 상기 표시 패널(200)은 적어도 하나의 폴딩 영역을 갖는다. 상기 표시 패널(200)이 폴딩되었을 때 상기 터치 전극 어레이는, 상기 유기 발광 어레이(150)와 박막 트랜지스터 어레이(140)가 형성된 일측 단부의 맞은편인 유기 발광 어레이(150)와 박막 트랜지스터 어레이(140)의 타측 단부에 대응되도록 위치한다.
터치 전극 어레이(230)의 상부에는 편광판(3000)을 더 포함할 수 있다. 또한 편광판(3000)의 상부에는 커버 글래스가 더 위치할 수도 있다.
도 2 및 도 3을 통해 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치를 좀더 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도이다.
도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 폴더블 표시 장치는 서로 다른 크기의 필름 기판(1000)과 편광판(3000)의 각각의 내측면에 형성된 유기 발광 소자 어레이(150)와 터치 전극 어레이(230)가 제 1 접착층(400)에 의해 합착되어 있다.
여기서, 이들 어레이들은 필름 기판(1000)에 직접 형성될 수도 있으며, 별도의 글래스 소재의 하부 기판(미도시), 상부 기판(미도시)을 마련한 후, 박막화 및 플렉서블화를 위해 이들 기판 상에 형성한 후, 레이저 조사 또는 식각 등에 방법에 의해 상부 기판 및 하부 기판을 제하여 형성할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 도면은 글래스가 제거되고 노출된 부분에 필름 기판(1000)과 편광판(3000)을 대응한 것을 나타낸 것이다.
도 1의 표시 패널(200)을 포함하는 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 폴딩되었을 때 터치 전극 어레이 연장부(E/A, 2300)가 표시 패널(200)의 표시 영역 중 일부(E'/A')를 덮도록 위치한다. 한편, 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 배면에 위치하는 제 2 접착층(401) 및 지지부(10)는 모두 투명 물질로 형성된다. 제 2 접착층(401)은 열경화성 또는 UV 경화성 수지 또는 양면 테이프 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 지지부(10)의 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 대응되는 면은 투명 플라스틱 또는 글래스로 이루어질 수 있다.
그에 따라 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 의해 덮이는 상기 표시 영역 중 일부(E'/A')는 폴딩되었을 때에도 상기 지지부(10) 및 제 2 접착층(401)을 투과하여 화면을 표시한다.
이 때, 터치 전극 어레이(230) 및 터치 전극 어레이 연장부(2300)에는 터치 전극이 구비되어 있다. 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비되는 터치 전극은 폴더블 표시 장치가 언폴딩(펴짐)상태에서는 외부 터치에 반응하지 않도록 비활성화된다. 그 다음, 상기 폴더블 표시 장치가 폴딩 상태가 되면 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비되는 터치 전극은 외부 터치에 반응하도록 활성화된다. 그와 동시에, 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)를 제외한 터치 전극 어레이(230)에 위치하는 터치 전극들은 터치에 반응하지 않도록 비활성화된다. 또한, 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 터치 신호가 최우선으로 센싱되도록 우선순위가 설정될 수도 있다. 이에 대해서는 후술한다.
상기와 같이 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비되는 터치 전극이 외부 터치에 반응하도록 활성화되면, 폴더블 표시 장치의 폴딩 상태에서는 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 터치 입력에 의해 상기 표시 영역 중 일부(E'/A')가 동작한다.
도 3에 도시된 것과 같이, 필름 기판(1000) 상에는 제 1 식각 방지막(120), 제 1 버퍼층(130) 및 박막 트랜지스터 어레이(140), 유기 발광 어레이(150)가 차례로 위치하고, 상기 유기 발광 어레이(150)를 덮도록 보호층(160)이 위치하고 있다. 상기 편광판(3000)의 내측에는 제 2 식각 방지막(210), 제 2 버퍼층(220) 및 터치 전극 어레이(230)가 배치된다. 여기서, 상기 터치 전극 어레이(230)가 상기 유기 발광 어레이(150)를 마주보도록 위치한다. 이 때, 상기 제 1 접착층(400)에 의해 직접 접하는 면은 각각 하부에서는 보호층(160)이며, 상부에서는 터치 전극 어레이(230)이다.
이들 박막 트랜지스터 어레이(140)와, 유기 발광 어레이(150) 및 터치 전극 어레이(230)는 표시 패널(200)을 구성한다. 한편 필름 기판(1000)의 배면에는 지지부(10)가 위치한다.
상기 제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)은 각각 액티브 영역과 데드 영역이 정의되어 있으며, 터치 전극 어레이(230), 유기 발광 어레이(150) 및 패드부를 제외한 박막 트랜지스터 어레이(140) 내 박막 트랜지스터들은 상기 액티브 영역 내에 형성된다. 그리고, 데드 영역 중 일부에 터치 전극 패드부(2350) 및 박막 트랜지스터 어레이의 패드부가 정의된다.
여기서, 제 1 식각 방지막(120) 및 제 2 식각 방지막(210)은 레이저 조사나 식각 공정에서 상부 기판 및 하부 기판의 글래스 소재 외에 내부 어레이의 손상을 방지하기 위해 구비되는 층이다. 경우에 따라서는 상기 제 1 식각 방지막(120) 및 제 2 식각 방지막(210)이 필름 기판(1000) 및 커버 글래스(3000)의 역할을 수행하여 외부 환경으로부터 표시 패널(200)을 보호할 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 식각 방지막(120, 210)은 폴리 이미드(polyimide) 또는 포토 아크릴(photo acryl) 등의 고분자 물질로 이루어진다.
그리고, 상기 제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)은 각각 산화막(SiO2) 또는 질화막(SiNx)과 같은 무기막을 동일 종류로 연속 적층하거나 혹은 서로 다른 무기막을 교번 적층하여 이루어진다. 상기 제 1, 제 2 버퍼층(130, 210)은, 하부 기판 상에 상기 상부 기판을 합착하는 이후의 공정에서 상기 유기 발광 어레이(150)로 수분이나 외기가 투습됨을 방지하는 배리어로 기능하게 한다.
그리고, 상기 터치 전극 어레이(230)와 함께 터치 패드부(2350)가 제 2 버퍼층(220)의 동일면에 형성된다.
상기 터치 패드부(2350)는 상기 제 1 접착층(400)에 의한 상하 합착 과정에서, 도전성 볼(455)을 포함한 씰(450)에 의해 박막 트랜지스터 어레이(140)의 패드부에 접속된다. 상기 제 1 접착층(400)은 투습 방지 기능을 갖고, 상기 유기 발광 어레이(150)를 덮는 보호층(160)과 직접 대면하여 접하여, 상기 보호층(160)이 갖는 기능에 더하여 유기 발광 어레이(150)로 외기가 들어감을 방지하고 수분 투습을 보다 확실하게 막아준다.
여기서, 상기 패드부를 포함한 박막 트랜지스터 어레이(140)는 상기 터치 전극 어레이(230)보다 일측이 돌출되도록 형성되며, 이는 돌출된 부분에서 상기 터치 전극 어레이 및 박막 트랜지스터 어레이와 유기 발광 어레이를 함께 구동하기 위한 신호를 전달하는 구동 IC(500)를 구비하기 위함이다. 도시되지는 않았지만, 상기 구동 IC(500)와 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 복수의 더미 전극을 포함하고, 상기 구동 IC(500)와 배선에 의해 연결된다. 그리고, 상기 구동 IC(500)는, 글래스 제거 후, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(미도시)와 본딩되어 연결되어, FPCB에 구비된 MCU(Micro Control Unit, 미도시) 및 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다.
터치 패드부(2350)는, 상기 제 2 버퍼층(220) 상에 형성되며, 상기 하부 기판이 상대적으로 돌출된 변의 양 외곽에 나누어 형성된다. 그리고, 나누어 형성된 터치 패드부(2350)들에 있어서, 양 외곽 중 하나는 터치 전극 어레이 중 X축 방향의 제 1 터치 전극들의 전압 인가 또는 검출을 위한 복수개의 터치 패드 전극으로 구분되어 형성되며, 나머지 하나는 Y축 방향의 방향의 제 2 터치 전극들의 전압 인가 또는 검출을 위한 복수개의 터치 패드 전극으로 구분되어 형성된다.
상기 터치 패드부(2350)는 상기 제 1 접착층(400)에 의한 상하 합착 과정에서, 도전성 볼(455)을 포함한 씰(450)에 의해 박막 트랜지스터 어레이(140)의 패드부에 접속된다. 상기 제 1 접착층(400)은 투습 방지 기능을 갖고, 상기 유기 발광 어레이(150)를 덮는 보호층(160)과 직접 대면하여 접하여, 상기 보호층(160)이 갖는 기능에 더하여 유기 발광 어레이(150)로 외기가 들어감을 방지하고 수분 투습을 보다 확실하게 막아준다. 여기서, 상기 패드부를 포함한 박막 트랜지스터 어레이(140)는 상기 터치 전극 어레이(230)보다 일측이 돌출되도록 형성되며, 돌출된 부분에서 상기 터치 전극 어레이와, 박막 트랜지스터 어레이를 구동하기 위한 구동 회로(500)가 실장된 가요성 인쇄회로기판(510)이 본딩된다. 한편, 상기 돌출된 부분에는 이방성 도전성 필름(ACF)이 형성될 수 있다.
상기 가요성 인쇄회로기판(510) 또는 이방성 도전성 필름(ACF)에 실장되는 구동 회로(500)는 COF(Chip On Film)방식으로 실장될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 상기 가요성 인쇄회로기판(510)과 상기 하부 기판(1000)에 형성된 배선(미도시)에 의해 연결된다. 또한 상기 가요성 인쇄회로기판(510)에는 상기 구동 회로를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성하는 것이다.
터치 패드부(2350)는 복수개의 터치 패드 전극을 포함한다. 하부 기판(1000)의 양 측면에는, y 축 방향으로 구비되어 터치 전극 어레이(230)에 구비된 터치 전극들과 터치 패드부(2350)를 연결하는 라우팅 라인들이 구비되어 있다.
필름 기판(1000)의 배면에는 제 2 접착층을 통해 지지부(10)가 부착된다. 지지부(10)는 전체 폴더블 표시 장치를 외부 충격으로부터 보호하며, 폴더블 표시 장치가 폴딩될 수 있도록 적어도 하나의 경질부를 포함한다.
터치 전극 어레이(230)는 일측이 박막 트랜지스터 어레이(140) 및 유기 발광 어레이(150)보다 연장된 터치 전극 어레이 연장부(2300)를 포함한다.
지지부(10)는 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300) 및 상기 터치 전극 어레이(230)를 모두 지지하도록 터치 전극 어레이 연장부(2300)를 포함하는 터치 전극 어레이(230) 전체의 배면에 위치할 수 있다. 이 경우, 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 배면의 지지부(10)와의 사이의 제 2 접착층(401)은 상기 박막 트랜지스터 어레이(140) 및 유기 발광 어레이(150)의 두께만큼 더 두껍게 형성되어 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)를 지지부(10)에 고정시킨다.
한편, 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)는 별개의 외부 프레임(미도시) 또는 베젤(미도시)을 통해 지지되어도 무방하다.
도 4 및 도 5는 브리지와 터치 전극 사이의 연결관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 및 도 5와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 전극 어레이(230)는, 서로 교차하는 형상의 제 1 터치 전극 및 제 2 터치 전극과, 상기 제 1 및 제 2 터치 전극에 각각 신호를 전달하는 터치 패드 전극(2351b)(터치 패드부(2350)에 구비)을 포함한다. 상기 터치 패드 전극(2351b)은 상기 박막 트랜지스터 어레이의 데드 영역에 형성되는 더미 패드(미도시)와 접속될 수 있다. 도 2에는 상기 더미 패드를 포함하도록 박막 트랜지스터 어레이(140)가 도시되어 있고, 상기 터치 패드, 제 1, 제 2 터치 전극(233a, 233b)을 포함하도록 하여 하나의 층상으로 터치 전극층이 도시되어 있으나, 이들 층은 각 전극별로 나누어 패터닝되어 있다.
여기서, 상기 제 1 터치 전극(233a)은 제 1 방향으로, 각각이 물리적으로 이격한 섬상(island shape)의 제 1 전극 패턴(2331)과, 상기 제 1 전극 패턴(2331)과 다른 층에 인접한 제 1 전극 패턴(2331)을 전기적으로 연결하는 금속 브리지(231)를 포함하여 이루어지며, 상기 제 2 터치 전극(233b)은 제 1 방향에 교차하는 방향으로 배치되며, 상기 제 1 전극 패턴(2331)과 동일 형상의 제 2 전극 패턴(2332)과, 상기 제 2 전극 패턴(2332)과 일체형으로 인접한 제 2 전극 패턴들(2332)을 연결하는 연결 패턴(2332c)으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제 1 전극 패턴(2331), 제 2 전극 패턴(2332) 및 연결 패턴(2332c)은 동일한 투명 전극으로 제 1 층에 형성되며, 상기 금속 브리지(231)는 상기 제 1 층과 사이에, 제 1 층간 절연막(232)을 개재한 제 2 층에 형성되며, 상기 제 1 층간 절연막은 상기 금속 브리지(231)와 상기 제 2 전극 패턴들의 오버랩 부위에 대응하여 콘택홀(232a)을 구비할 수 있다.
여기서 터치 전극 어레이(230)는 상부 기판(미도시)에 형성되므로, 상기 터치 전극 어레이(230)가 형성된 면이 유기 발광 어레이(150)와 접착되어 상기 도 5에 도시된 터치 전극 어레이(230)가 180˚ 회전한 형태로 배치된다.
한편, 상기 설명한 터치 전극 어레이(230)는 정전용량식 터치 전극 어레이에 관한 것이나, 본 발명에 의한 유기 발광 표시 장치의 터치 전극 어레이(230)는 이외에도 다양한 형태로 적용될 수 있다.
하부 기판(1000)의 비표시 영역에는 터치 패드부(2350)및 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴들(2331, 2332)과 접속되도록 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴들(2331, 2332)이 형성되지 않은 하부 기판(1000)의 에지 영역 부근에는 라우팅 라인(231b, 231c)이 형성된다. 이 때 라우팅 라인(231b)은 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴들(2331, 2332)과 접속되며, 상기 터치 패드(2351b)로부터의 신호를 제 1 및 제 2 전극 패턴들(2331, 2332)에 전달한다.
도 6의 (a) 및 (b)는 터치 전극 어레이(230) 및 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 전극 패턴을 설명하기 위한 정면도이다.
상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 전극 패턴을 설명하기에 앞서, 단위 터치 전극 및 단위 터치 전극 피치에 대해 정의한다.
먼저, 하나의 터치 패드 전극에 모두 접속되고, x 축 방향으로 동일 선상에 위치하는 상기 복수의 제 1 터치 전극(233a)들을 제 1 터치 전극 라인(L1)으로 정의하고, 다른 하나의 터치 패드 전극에 모두 접속되고, y축 방향으로 동일 선상에 위치하는 상기 복수의 제 2 터치 전극(233b)들을 제 2 터치 전극 라인(L2)으로 정의한다.
각각의 터치 패드 전극에는 복수개의 제 1 터치 전극 라인(L1)들이 라우팅 라인들을 통해 접속되거나, 복수개의 제 2 터치 전극 라인(L2)들이 라우팅 라인들을 통해 접속될 수 있다.
터치 전극 어레이(230)는 복수개의 단위 센서(U)들을 포함한다. 단위 센서(U)는 하나의 터치 패드 전극에 접속된 상기 제 1 터치 전극 라인(L1)들과, 다른 하나의 터치 패드 전극에 접속된 상기 제 2 터치 전극 라인(L2)들이 교차하여 형성되는 노드(N)들을 포함하고, 네 변이 상기 노드들의 바깥쪽에 인접한 제 1 및 제 2 터치 전극들을 2등분하도록 지나는 사각형 형태로 정의된다. 여기서 단위 센서(U)는, 터치 지점의 터치 좌표를 인식하는 센서의 기본 단위가 된다.
도 6의 (a)는 터치 전극 어레이(230)의 단위 센서(U)를 설명하기 위한 정면도이며, (b)는 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 연장부 단위 센서를 설명하기 위한 정면도이다.
도 6의 (a) 및 (b)에서는 n=2인 경우를 예로 들어 단위 센서를 설명한다. 도 6의 (a)에서 U 로 표시한 영역이 단위 센서이며, 4개의 노드(N)들을 포함하고, 정사각형 형태로 정의된다.
한편, 도 6의 (b)에서 U' 으로 표시한 영역이 연장부 단위 센서이며, 4개의 노드(N)들을 포함하고 정사각형 형태로 정의되는 것은 상기 단위 센서(U)와 동일하다.
연장부 단위 센서(U')가 상기 단위 센서와 다른 점은, 상기 연장부 단위 센서(U')는 상기 단위 센서(U)의 피치의 M(M은 2 이상의 자연수)배의 피치를 가지며, 연장부 단위 센서(U`)는 단위 센서(U)의 피치보다 1~2mm 더 큰 피치를 가지는 연장부 센서(u)와, 상기 연장부 센서로부터 상기 연장부 단위 센서의 경계면까지 연장되는 복수개의 사각형 형태의 연장 전극(e)들을 포함한다는 것이다.
도 6의 (b)에 따르면, 본 발명에 있어서 단위 터치 전극의 가로 및 세로 피치는 종래의 단위 터치 전극의 가로 및 세로 피치에 비해 2배의 피치를 가진다. 도 6의 (b)는 단위 터치 전극의 피치가 2배인 경우를 예로 들었으나, 상기 단위 터치 전극의 피치는 3배 또는 4배 등 M 배일 수 있다.
도 6의 (a)에서 단위 터치 전극(U)의 가로 및 세로 피치는 4mm이며, 도 6의 (b)에의 단위 터치 전극(U)의 가로 및 세로 피치는 그 2배가 되어야 하므로 8mm 가 된다.
연장부 단위 센서(U')에 있어서, 상기 연장부 센서(u)를 이루는 각각의 제 1 및 제 2 터치 전극(233a, 233b)의 피치가 크게 증가하는 경우, 상기 제 1 및 제 2 터치 전극의 기생 커패시터의 증가로 인해 터치 센싱이 어려워지는 문제점이 있다. 따라서, 상기 연장부 센서(u)의 피치는 단위 센서(U)의 피치보다 1~2mm 정도만 증가하는 것이 바람직하다.
그런데, 연장부 센서(u)의 피치가 단위 센서의 피치보다 1~2mm 정도만 증가하는 경우, 연장부 단위 센서(U')의 피치는 단위 센서(U)의 피치의 M배에 해당하므로, 연장부 센서(u)가 위치하지 않는 영역에는 공백이 형성된다. 상기 공백은, 연장부 센서(u)를 이루는 각각의 제 1 및 제 2 터치 전극(233a, 233b)으로부터 상기 연장부 단위 센서(U')의 경계부까지 연장되는 연장 전극(e)에 의해 채워진다. 그에 따라, 연장부 센서(u)의 피치의 증가폭이 작고, 연장 전극(e)을 통해 추가적으로 연장부 단위 센서(U')의 피치가 증가되므로, 제 1 및 제 2 터치 전극(233a, 233b)의 피치를 증가시키는 것에 비해 기생 커패시터의 영향이 적다.
앞서 설명한 것과 같이, 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 전극들은, 폴딩되었을 때에는 지지부(10)가 정면으로 노출된다. 그에 따라 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 전극들과 사용자가 터치하는 지점 사이에는 지지부(10)가 위치한다. 따라서 사용자의 터치 지점과 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 위치하는 전극간의 간격은 다른 터치 전극 어레이(230)의 전극들과 사용자의 터치 지점보다 넓다.
또한, 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)는 폴더블 표시 장치가 폴딩되었을 경우의 간단한 조작을 위하여 구비된 것으로서, 다른 지점의 터치 전극 어레이에 비하여 세밀하게 터치를 인식할 필요성은 떨어진다.
상기와 같은 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 터치 센싱 특성을 반영하여, 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 연장부 단위 센서(U')는 앞서 언급한 것과 같이 그 피치가 다른 터치 전극 어레이(230)에 구비된 단위 센서(U)의 피치에 비해 더 넓게 형성된다. 그에 따라 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 외부로부터 입력되는 터치를 인식하는 터치 감지력은 향상되나, 터치 좌표를 인식의 정확성은 감소한다.
즉 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 상기 연장부 단위 센서(U')를 포함하는 터치 센서는, 지지부(10)을 통해 입력되는 터치를 효과적으로 감지할 수 있으며, 이 때 간단한 터치 조작을 문제 없이 수행할 수 있는 효과를 가진다.
또한 상기 연장부 단위 센서(U')는 세밀한 터치를 요구하지 않으므로, 단위 센서(U)의 피치의 M배의 피치를 가지는 하나의 연장부 단위 센서(U')가 2개 이상의 복수 개의 좌표를 인식할 수 있도록 설계하는 것도 가능하다.
도 7은 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 연장부 단위 센서(U')들이 형성되는 패턴을 설명하기 위한 예시도이다.
연장부 단위 센서(U')들은, 도 7의 (a)와 같이 동일한 방향으로 연속하도록 배열될 수 있다. 이 때에는 연장부 단위 센서(U')들의 연장 전극(e)에 인접한 다른 연장부 단위 센서(U')들의 제 1 전극(233a) 또는 제 2 전극(233b)이 접하도록 배열된다.
한편, 연장부 단위 센서(U')들은, 도 7의 (b)와 같이 인접한 연장부 단위 센서(U')들이 x축 혹은 y축 방향으로 대칭해도록 배열될 수 있다. 이 때, 연장부 단위 센서(U')들의 연장전극(e)에는 인접한 다른 연장부 단위 센서(U')들의 연장전극(e)이 접하도록 배열되며, 연장부 단위 센서(U')들의 제 1 전극(233a) 및 제 2 전극(233b)은 인접한 다른 연장부 단위 센서(U')들의 제 1 전극(233a) 및 제 2 전극(233b)과 접하도록 배열된다.
본 발명의 터치 전극 어레이(230)로부터 입력되는 터치 신호는 상기 구동 IC(500)로 전달된다. 구동 IC(500)는 터치 전극 어레이(230)로부터 입력되는 터치 신호를 디지털 센싱 데이터로 변환하여 MCU로 전송하며, MCU는 상기 디지털 센싱 데이터를 이용하여 터치 좌표를 생성하고, 이를 외부 세트로 출력한다.
한편, MCU는 표시 패널(200)의 폴딩 여부를 감지하고, 폴딩되지 않은 경우는 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 터치 센싱을 비활성화하고, 나머지 터치 전극 어레이(230)에서의 터치 센싱을 활성화하도록 상기 구동 IC(500)를 제어한다.
또한, MCU는 표시 패널(200)이 폴딩된 경우, 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 터치 센싱을 활성화하도록 구동 IC(500)를 제어한다. 그리고, MCU는 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)의 터치 전극들을 제외한 다른 터치 전극 어레이(230)의 터치 전극들의 터치 센싱을 비활성화하도록 구동 IC(500)를 제어하거나, 상기 MCU가 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)로부터 입력되는 터치 신호를 가장 우선하여 감지하는 방법으로 상기 터치 전극 어레이(2300)에 입력되는 터치 신호를 센싱한다.
상기와 같은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 폴딩되었을 때에 표시 영역에 대해서도 상기 터치 전극 어레이 연장부(2300)에 구비된 터치 센서를 통해 터치 입력이 가능하다. 그러면서도 상기 폴딩되었을 때 표시되는 표시 영역은 지지부(10)에 의해 외부 환경이나 외부 충격으로부터 보호된다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 지지부 200: 표시 패널
140: 박막 트랜지스터 어레이 150: 유기 발광 어레이
160: 보호층 120: 제 1 식각 방지막
130: 제 1 버퍼층 220: 제 2 버퍼층
230: 터치 전극 어레이 2300: 터치 전극 어레이 연장부
3000: 편광판 500: 구동 IC
2350: 터치 패드부 401: 제 2 접착층
400: 제 1 접착층 455: 도전성 볼
450: 씰 2351b : 터치 패드 전극
233a, 233b: 제 1, 2 터치 전극 2331, 2332: 제 1, 2 전극 패턴
2332c: 연결 패턴 231: 브리지

Claims (9)

  1. 유기 발광 어레이와, 상기 유기 발광 어레이를 구동하는 박막 트랜지스터 어레이와, 상기 유기 발광 어레이와 제 1 접착층을 통해 합착되는 터치 전극 어레이를 포함하고, 적어도 하나의 폴딩 영역을 가지는 표시 패널,
    상기 표시 패널의 배면에 제 2 접착층을 통해 부착되는 지지부를 포함하고,
    상기 터치 전극 어레이는, 상기 유기 발광 어레이의 일측 단부보다 연장되며, 상기 표시 패널이 폴딩되었을 때, 상기 유기 발광 어레이의 타측 단부에 대응되도록 위치하는 터치 전극 어레이 연장부를 포함하고,
    상기 표시 패널은, 폴딩되었을 때 상기 터치 전극 어레이 연장부에 대응되는 표시 영역에서 영상을 표시하는 폴더블 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 터치 전극 어레이 연장부의 배면까지 연장되고,
    상기 지지부의 연장된 영역에 위치하는 제 2 접착층의 두께는 상기 지지부의 다른 영역에 위치하는 제 2 접착층의 두께보다 상기 유기 발광 어레이 및 상기 박막 트랜지스터 어레이의 두께만큼 더 두껍게 구비되어 상기 터치 전극 어레이와 상기 지지부를 접착하는 폴더블 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부의 연장된 영역은, 투명 글래스 또는 투명한 폴리머로 이루어진 폴더블 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널과, 상기 편광판 및 상기 지지부를 고정, 또는 수납하는 외부 프레임을 더 포함하고,
    상기 터치 전극 어레이 연장부는, 상기 외부 프레임에 의해 고정되는 폴더블 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 전극 어레이는,
    복수개의 제 1 전극 패턴이 제 1 방향으로 연결된 제 1 터치 전극과, 복수개의 제 2 전극 패턴이 연결 패턴을 통해 제 2 방향으로 연결된 제 2 터치 전극을 포함하고,
    상기 제 1 방향으로 동일 선상에 위치하는 상기 제 1 터치 전극들을 포함하는 제 1 터치 전극 라인은 복수개의 제 1 터치 패드 전극 중 어느 하나에 공통으로 접속되고,
    상기 제 2 방향으로 동일 선상에 위치하는 상기 제 2 터치 전극들을 포함하는 제 2 터치 전극 라인은 복수개의 제 2 터치 패드 전극 중 어느 하나에 공통으로 접속되고,
    상기 제 1 터치 패드 전극은 적어도 하나의 제 1 터치 전극 라인에 접속되고,
    상기 제 2 터치 패드 전극은 적어도 하나의 제 2 터치 전극 라인에 접속되는 폴더블 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 패드 전극 중 어느 하나에 접속된 n(n은 1 이상의 자연수)개의 상기 제 1 터치 전극 라인과, 상기 제 2 터치 패드 전극 중 어느 하나에 접속된 n 개의 상기 제 2 터치 전극 라인이 교차하는 노드들을 포함하고, 네 변이 상기 노드들의 바깥쪽에 인접한 제 1 및 제 2 터치 전극들을 2등분하도록 지나는 사각형 형태의 단위 센서가 정의되고,
    상기 터치 전극 연장부에 위치하는 단위 센서인 연장부 단위 센서의 피치는, 상기 터치 전극 연장부를 제외한 영역에 위치하는 상기 단위 센서의 피치의 M배(M은 2 이상의 자연수)이며,
    상기 연장부 단위 센서는,
    상기 단위 센서와 동일한 형태를 가지며, 상기 단위 센서의 피치보다 1~2mm 더 큰 피치를 가지는 제 1 연장부 센서 및
    상기 제 1 연장부 센서로부터 상기 연장부 단위 센서의 경계부까지 연장되는 복수개의 사각형 형태의 연장 전극들을 포함하는 폴더블 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연장부 단위 센서의 연장 전극들은, 인접하는 다른 연장부 단위 센서의 제 1 터치 전극 또는 제 2 터치 전극과 접속되는 폴더블 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 연장부 단위 센서의 연장 전극들은, 인접하는 다른 연장부 단위 센서의 연장 전극들과 접하고,
    상기 연장부 단위 센서의 제 1 터치 전극들은 상기 인접하는 다른 연장부 단위 센서의 제 1 터치 전극들과 접하고,
    상기 연장부 단위 센서의 제 2 터치 전극들은 상기 인접하는 다른 연장부 단위 센서의 제 2 터치 전극들과 접하는 폴더블 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 전극 어레이를 구동하는 구동 IC와,
    상기 표시 패널의 폴딩 여부를 감지하여, 폴딩시에는 상기 터치 전극 어레이 연장부에서의 터치 센싱이 활성화시키도록 상기 구동 IC를 제어하고, 상기 폴딩되었을 때 노출되는 표시 영역에 대응되는 영역의 터치 센싱을 비활성화하도록 상기 구동 IC를 제어하거나, 상기 폴딩되었을 때 노출되는 표시 영역에 대응되는 영역의 터치 전극 어레이로부터의 터치 신호보다 상기 터치 전극 어레이 연장부로부터의 터치 신호를 우선으로 감지하며, 언폴딩시에는 상기 터치 전극 어레이 연장부의 터치 센싱이 비활성화되도록 상기 구동 IC를 제어하는 MCU를 더 포함하는 폴더블 표시 장치.
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