KR20190048959A - 스트레쳐블 터치 표시 장치 - Google Patents

스트레쳐블 터치 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐루프 배선으로 구성된 터치 센서를 구비하는 스트레쳐블 터치 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 스트레쳐블 터치 표시 장치는 봉지층 상에 위치하는 복수의 터치 전극을 구비하는 유기 발광 표시 패널에 있어서, 상기 각각의 터치 전극은, 꼭지점 사이를 연결하는 폐루프 배선으로 구성되며, 상기 꼭지점이 2n(n≥3)개로 터치 전극의 중심과 마주보고 대칭되게 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스트레쳐블 터치 표시 장치{STRETCHABLE TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명은 폐루프 배선으로 구성된 터치 센서를 구비하는 스트레쳐블 터치 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 유기 발광 소자의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 패널 등이 각광받고 있다.
유기 발광 표시 패널은 별도의 광원장치 없이 구현되기 때문에, 경략 및 박형으로 제조 가능하며, 스트레쳐블(stretchable) 표시 장치로 구현되기에 용이하다.
한편, 표시 장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명력을 직관적으로 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공한다. 이러한 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이때, 스트레쳐블 표시 장치는, 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해, 터치 전극들로 이루어진 터치 패널을 유기 발광 표시 패널에 내장하여 터치가 가능한 스트레쳐블 표시 장치로 구현되고 있다.
스트레쳐블 터치 표시 장치를 구현하기 위해서는, 유기 발광 표시 패널의 신뢰성을 확보할 필요성이 있다. 이때 수분, 공기, 제조 공정 시 발생할 수 있는 이물질 또는 물리적인 충격으로부터 유기 발광 표시 패널을 보호하기 위해 봉지층 등을 전면에 형성해야 한다. 따라서 봉지층으로 인해 터치 센서 및/또는 터치 배선을 유기 발광 표시 패널 내에 배치하는 것이 용이하지 않다.
또한, 스트레쳐블 터치 표시 장치는 기판을 벤딩하면 신축에 의한 응력에 의해 터치 센서 및/또는 터치 배선이 늘어나거나 줄어들면서 크랙(crack)이 발생될 수 있다. 터치 센서 및/또는 터치 배선에서 크랙(crack)이 발생되면, 정상적인 터치 신호 전달이 이루어 지지 않으므로 사용자의 터치 유무 파악이 정상적으로 이루어지지 못하고, 터치 좌표를 정확하게 검출하기가 힘들어, 스트레쳐블 터치 표시 장치의 불량으로 이어질 수 있다.
이에 본 발명의 발명자들은, 스트레쳐블 터치 표시 장치가 공정상의 복잡도 및 어려움이 발생할 뿐만 아니라, 봉지층으로 인해, 표시 성능을 저하시키지 않으면서 터치 센싱이 정상적으로 가능하게 터치 센서 및/또는 터치 배선을 유기 발광 표시 패널 내에 배치하는 것이 어려움이 있음을 인식하였다.
또한, 본 발명의 발명자들은, 스트레쳐블 터치 표시 장치 불량을 최소화하고 유기 발광 표시 패널 내에 터치 센서 및/또는 터치 배선을 배치하면서, 기판이 벤딩될 때, 터치 센서 및/또는 터치 배선이 받는 응력이 최소화할 필요성을 인식하였다.
따라서 본 발명의 발명자들은 스트레쳐블 터치 표시 장치가 표시 성능을 저하시키지 않는 터치 센서 및/또는 터치 배선을 구비하면서, 터치 센서 및/또는 터치 배선의 크랙(crack)이 최소화되는 새로운 구조에 대해서 고안하게 되었다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 봉지층 상에 위치하는 복수의 터치 전극을 구비하는 유기 발광 표시 패널에 있어서, 각각의 터치 전극은, 꼭지점 사이를 연결하는 폐루프 배선으로 구성되며, 꼭지점이 2n(n≥≥3)개로 터치 전극의 중심과 마주보고 대칭되게 구성된다.
터치 전극은, 유기 발광 표시 패널의 벤딩에 의해 폐루프 배선이 연신되어 직선이 되는 것을 특징으로 한다.
폐루프 배선은, 나선형 또는 물결 형상이다.
터치 전극은, 폐루프 배선이 연속적으로 복수 개가 배치되어 구성된 메쉬(mesh) 구조의 전극이다.
터치 전극은, 나노 와이어, 혼합된 나노 파티클, 탄손나노튜브(CNT), 그레핀(Graphene), 또는 전도성 고분자로 구성된 투명 전극이다.
나노 와이어는, 은(Ag), 금(Au), 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
터치 표시 장치는, 동일 행 또는 동일 열의 상기 터치 전극을 연결시키는 곡선의 제1 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
터치 표시 장치는, 제1 브릿지와 다른 동일 행 또는 동일 열의 터치 전극을 연결시키는 곡선의 제2 브릿지를 더 포함하고, 제1 브릿지와 제2 브릿지 사이에는 절연층이 배치되는 것을 특징으로 한다.
터치 표시 장치는, 봉지층과 터치 전극 사이에 평탄화 층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1 브릿지 또는 제2 브릿지는, 표시 패널의 벤딩에 의해 연신되어 직선이 된다.
제1 브릿지 또는 제2 브릿지는, 나선형 또는 물결 형상이다.
제1 브릿지 및 제2 브릿지는, 나노 와이어, 혼합된 나노 파티클, 탄손나노튜브(CNT), 그레핀(Graphene), 또는 전도성 고분자로 구성된 투명 브릿지이다.
나노 와이어는, 은(Ag), 금(Au), 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
유기 발광 표시 패널은, 곡선의 구동 신호 배선, 곡선의 센싱 신호 배선 및 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
터치 전극은, 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 터치 전극 중 적어도 하나가 구동 신호 배선과 전기적으로 연결되고, 구동 신호 배선과 연결된 터치 전극과 다른 행 또는 열에 위치하는 터치 전극 중 적어도 하나는 센싱 신호 배선과 전기적으로 연결되며, 회로부는, 구동 신호 배선으로 터치 구동 신호를 공급하고, 센싱 신호 배선을 통해 수신된 터치 센싱 신호로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 다수의 서브 픽셀들이 배열되어 있는 표시 패널 상에 배치된 터치 센서를 구비하는 표시 장치에 있어서, 터치 센서는, 표시 패널이 벤딩될 때 파손이 방지되는 다방향 신축 형상으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
다방향 신축 형상은, 적어도 6개의 꼭지점들을 구비하며, 각각의 꼭지점은 곡선 형상의 배선으로 연결되는 가변 가능한 다각형 형상의 폐루프 구조이다.
곡선 형상의 배선은, 일정 거리 이격되어 복수 개가 배치되어 메쉬 구조의 터치 센서를 구성한다.
터치 센서는, 가변 가능한 곡선 형상의 브릿지로 연결된다.
터치 센서 및 곡선 형상의 브릿지는, 함께 직선 형상으로 신축되어 신축 스트레스를 흡수하는 구조이다.
본 발명은 폐루프 배선으로 구성된 터치 센서를 구비하여 스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩될 때 신축 스트레스를 최소화 할 수 있고, 터치 센서의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널을 나타내는 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널에 내장된 터치 패널을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치의 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치에서 터치 센서 및/또는 터치 배선과 전극 간의 기생 캐패시턴스와 이에 의한 터치 감도 영향을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치가 구비하는 터치 패널을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치가 구비하는 터치 센서 및/또는 터치 배선을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 터치 센서 및/또는 터치 배선의 변형을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치가 구비하는 터치 센서 및/또는 터치 배선을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 5의 터치 패널의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 5의 터치 패널의 B-B' 단면을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 나타낸 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치의 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치는 유기 발광 표시 패널 및 터치 패널을 구비할 수 있다. 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널을 나타내는 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널에 내장된 터치 패널을 나타낸 구성도이다. 도 1, 도 2a 및 도 2b는 스트레쳐블 터치 표시 장치의 회로 구조를 계략적으로 나타낸 구성도이며, 설명의 편의를 위해 함께 설명하도록 하겠다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스트레쳐블 터치 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 패널(110), 데이터 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130) 및 터치 센싱 회로(140) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는 유기 발광 표시 패널(110)에 배치된 데이터 라인(DL)들을 구동할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 구간 동안 데이터 구동 회로(120)는 데이터 라인(DL)을 통해서 데이터 전압을 다수의 서브 픽셀(SP)에 공급할 수 있다.
게이트 구동 회로(130)는 유기 발광 표시 패널(110)에 배치된 게이트 라인(GL)들을 구동할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 구간 동안 게이트 구동 회로(130)는 게이트 라인(GL)을 통해서 스캔 신호를 다수의 서브 픽셀(SP)에 공급할 수 있다.
유기 발광 표시 패널(110)은 터치 센싱을 위한 터치 센서 및/또는 터치 배선들이 배치되는 터치 패널(Touch Panel, TP) 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 유기 발광 표시 패널(110)에는 다수의 터치 센서(또는 터치 전극) 및/또는 터치 배선들이 내장되어 배치될 수 있다. 이때 터치 패널(TP)은 유기 발광 표시 패널(110)에서 터치 센싱에 필요한 구성들을 의미할 수 있으며, 유기 발광 표시 패널(110)에 배치된 터치 센서 및/또는 터치 배선들의 집합체를 의미할 수 있다.
터치 센싱 회로(140)는 유기 발광 표시 패널(110)에 배치된 터치 센서 및/또는 터치 배선들을 이용하여 사용자가 터치에 대한 터치 유무 및/또는 터치 위치 등을 센싱할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 유기 발광 표시 패널(110)은, 영상 표시를 위하여 다수의 데이터 라인(Data, Line, DL)과 다수의 게이트 라인(Gate Line, GL)이 배치되며, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브 픽셀(Sub-pixel, SP)이 배열될 수 있다
본 발명의 실시예에 따른 터치 패널(TP)은, 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance) 방식으로 터치 구동이 가능하며, 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance) 방식으로 터치 구동이 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 뮤추얼-캐패시턴스 방식의 터치 구동에 따른 터치 구조를 예를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 터치 패널(TP)이 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance) 기반의 터치 구조를 갖는 경우, 터치 패널(TP)에 배치된 터치 센서 및/또는 터치 배선들은, 역할 및 기능 측면에서, 구동 전극(또는 송신 전극)과 센싱 전극(또는 수신 전극)으로 나누어진다.
이때, 터치 센싱 회로(140)는 구동 전극에 해당하는 터치 센서 및/또는 터치 배선으로 터치 구동 신호를 공급하고, 센싱 전극에 해당하는 터치 센서 및/또는 터치 배선으로부터 수신된(검출된) 터치 센싱 신호를 토대로 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 획득한다.
스트레쳐블 터치 표시 장치(100)는, 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 영상을 표시한다. 이하에서는, 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 영상을 표시하기 위한 유기 발광 표시 패널(110)에서의 서브 픽셀(SP) 구조(또는 서브 픽셀 회로)를 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 패널(110)에 터치 센서(Touch Sensor, TS) 및/또는 터치 배선의 위치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판(111) 상에 유기 발광 다이오드(OLED)(113)가 위치하게 된다. 이때 기판(111)은, 봉지층(115) 및 터치 패널(TP)(150)을 지지할 수 있다. 이때 기판(111)은 탄성이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 따라서 스트레쳐블 터치 표시 장치(100)가 벤딩 시에, 기판(111)은 신축될 수 있다. 이에 따라 기판(111)은, 특정 방향으로 길이가 늘어나거나 또는 줄어들 수 있는 탄성 기판이라 할 수 있다. 예를 들어 탄성 기판은 폴리이미드(PI)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기판(111) 상에는 유기 발광 다이오드(113)를 포함하는 복수의 화소가 위치할 수 있다. 유기 발광 다이오드(113)(는 제1 전극(애노드 전극 또는 캐소드 전극)(E1), 유기 발광층(Emitting Layer)(EL) 및 제2 전극(캐소드 전극 또는 애노드 전극)(E2) 등으로 이루어질 수 있다. 이때 유기 발광 표시 패널(110)에서 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선은 유기 발광 다이오드(113) 상에 위치하는 봉지층(115) 상에 배치될 수 있다.
봉지층(115)은 유기 발광 다이오드(113)의 제2 전극(E2) 상에 배치되어, 제2 전극(E2)을 덮을 수 있다. 이때 봉지층(115)은 제1 전극(E1) 및 유기 발광층(EL)의 측면부도 덮을 수 있다. 따라서 봉지층(115)은 기판(111) 상에 배치되고, 유기 발광 다이오드(113)를 포함하는 복수의 화소를 밀봉할 수 있다. 이에 따라 봉지층(115)은 유기 발광 다이오드(113)에 포함된 유기 발광층(EL)에 포함된 유기 물질을 수분, 공기 등으로부터 보호할 수 있다.
이때 봉지층(또는 봉지부)(115)은 단일층 또는 복층의 금속층일 수도 있고, 단일층 또는 복층의 무기물 층으로 되어 있을 수도 있고, 적어도 하나 이상의 유기물 층과 적어도 하나 이상의 무기물 층이 적층 되어 구성될 수도 있다.
또한 스트레쳐블 터치 표시 장치(100)가 벤딩 시에, 봉지층(115)은 벤딩될 수 있다. 따라서 봉지층(115)은 특정 방향으로 길이가 늘어나거나 또는 줄어들 수 있는 탄성 봉지층(115)이다. 이와 같이, 터치 패널(TP)의 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선이 봉지층(115) 상에 형성된 터치 구조를 TOE(Touch on Encapsulation) 라고 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치에서 터치 센서 및/또는 터치 배선과 전극 간의 기생 캐패시턴스와 이에 의한 터치 감도 영향을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 구간 동안, 소정의 전압을 갖는 터치 구동 신호가 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선에 인가될 수 있다. 이때 제2 전극(E2)과 터치 패널(TP)(150)에 위치하는 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선 사이에 전위차가 발생하여 캐패시턴스(Cp)가 형성될 수 있다. 터치 센싱에 필요한 캐패시턴스는 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선 간의 캐패시턴스이거나, 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선과 터치 오브젝트(예: 손가락, 펜 등) 간의 캐패시턴스를 필요로 한다. 따라서 제2 전극(E2)과 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선 사이에 형성된 캐패시턴스(Cp)는 기생 캐패시턴스에 해당한다. 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선을 봉지층(115) 상에 형성하여 터치 패널(TP)(150)이 유기 발과 표시 패널에 내장하게 되면, 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선과 제2 전극(E2) 사이의 거리(D)가 가까워질 수 있다. 이때 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선과 제2 전극(E2) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp)가 증가할 수 있다. 따라서 RC 지연(Resistive-Capacitive Delay)도 증가할 수 있다.
터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선과 제2 전극(E2) 사이의 거리(D)는 일정 거리 이상일 수 있다. 이때 상기 봉지층(115)은 일정 두께 이상을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선과 제2 전극(E2) 사이의 기생 캐패시턴스(Cp)를 감소시킬 수 있고, 이를 통해, RC 지연을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 터치 감도를 향상시켜, 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선이 터치 유무 파악 및 터치 좌표 검출을 정확히 할 수 있다. 이에 따라 스트레쳐블 터치 표시 장치(100)의 불량을 최소화 할 수 있다. 이때 봉지층(115)의 두께는 예를 들어, 5㎛ 이상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
이때 봉지층 상에 배치된 터치 센서(TS) 및/또는 터치 배선은 특정 방향으로 길이가 늘어나거나 또는 줄어들 수 있는 탄성 터치 센서(또는 탄성 터치 블록)(TS) 및/또는 탄성 터치 배선이다. 즉, 스트레쳐블 터치 표시 장치(100)는 탄성 봉지층(115) 상에 탄성 터치 센서(TS) 및/또는 탄성 터치 배선이 배치되어 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치가 구비하는 터치 패널을 나타낸 도면이다. 도 5는 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위한 TOE 구조를 설명한 평면도이다. 본 발명은 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지는 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 터치 패널(TP)(150)은 복수 개의 터치 센서(TS), 신호 배선(Lt, Lr) 및 브릿지(Bt, Br)을 포함한다. 복수 개의 터치 센서(TS)는 브릿지(Bt, Br)를 통해서 연결된다. 또한 복수 개의 터치 센서(TS)는 신호 배선(Lt, Lr)과 연결되며, 신호 배선(Lt, Lr)을 통해 터치 센싱 회로(또는 회로부)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 센서(TS)는 터치 구동 신호를 공급 받고, 사용자가 터치 시에 터치 센싱 신호를 수신하여 사용자의 터치 유무 및/또는 터치 위치 등을 센싱한다.
각각의 터치 센서(TS)는 터치 배선을 포함한다. 이때 터치 배선은 다각형 형상의 폐루프 구조로 구현될 수 있다. 구체적으로, 각각의 터치 센서(TS)는 폐루프 배선(156)인 터치 배선이 연속적으로 반복되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 각각의 터치 센서(TS)는 둘레가 서로 다른 복수의 폐루프 배선(156)으로 형성될 수 있다. 이때 폐루프 배선(156)은 단위면적 당 배선이 차지하는 면적이 최대로 배치된 구조이다. 따라서 폐루프 배선(156)은 단위면적 당 조밀하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 터치 센서(TS)는 탄성이 있는 구조인 탄성 터치 센서(TS)로 구성될 수 있으며, 탄성 터치 센서(TS)는 서로 다른 복수의 고리 전극을 포함한다고 할 수 있다. 따라서 폐루프 배선(156)은 고리 전극이라 할 수 있다. 이때 폐루프 배선(156)은 전체적으로 곡선의 형상이거나, 부분적으로는 직선이면서 부분적으로는 곡선의 형상일 수 있다.
스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩 시에, 터치 센서(TS)는 벤딩될 수 있다. 이때 터치 센서(TS)를 구성하는 복수 개의 폐루프 배선(156)은 벤딩될 수 있다. 폐루프 배선(156)은 곡선 형상일 수 있다. 곡선 형상의 배선은 스트레쳐블 터치 표시 장치의 벤딩 시에 직선 형상의 배선으로 변형될 수 있다. 구체적으로, 폐루프 배선(156) 또는 고리 전극은 기판이 연신되는 거리 또는 봉지층이 연신되는 거리에 비례하여, 곡선 형상이 점진적으로 직선 형상에 가깝게 구성될 수 있다. 이에 따라, 터치 센서(TS)의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다.
터치 센서(TS)는 나노 와이어, 혼합된 나노 파티클, 탄소나노튜브(CNT), 그레핀(Graphene) 또는 전도성 고분자로 구성된 투명 전극일 수 있다. 이때 나노 와이어는 예를 들어, 은(Ag), 금(Au) 또는 고리(Cu)를 포함할 수 있다. 따라서 터치 센서(TS)를 구성하는 폐루프 배선(156)의 형성이 용이하다. 따라서 둘레가 서로 다른 복수의 폐루프 배선(156)의 형상은 물결 형상, 별 형상, 꽃 형상, 톱니 바퀴 형상 중 적어도 하나의 형상일 수 있다. 이때 터치 센서를 구성하는 폐루프 배선(156)은 특정 공정으로 형성될 수 있다 이때 특정 공정은, 예를 들어 전기방사(Electrospinning) 공정일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
또한, 터치 센서(TS)는 투명 전극으로 형성됨으로써, 서브 픽셀의 발광 성능에 영향을 최소화할 수 있으므로, 유기 발광 표시 패널에 내장되어 형성될 수 있다.
또한 폐루프 배선(156)은 터치 센서(TS)의 중심부를 기준으로 대칭 형상일 수 있다. 스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩될 때 터치 센서(TS)를 구성하는 복수 개의 폐루프 배선(156)은 벤딩되면서 연신될 수 있다. 이때 폐루프 배선(156)이 받는 신축 스트레스는 대칭 형상을 따라 균일하게 분산될 수 있다. 따라서 터치 센서(TS)가 받는 신축 스트레스는 감소될 수 있다. 이때 폐루프 배선(156) 각각은 특정 방향으로 대칭 형상일 수도 있고, 모든 방향에서 대칭 형상일 수 있다. 폐루프 배선(156) 각각이 모든 방향으로 대칭일 경우, 신축 스트레스는 더욱 균일하게 분산될 수 있다. 따라서 터치 센서(TS)가 받는 신축 스트레스는 감소될 수 있고, 터치 센서(TS)의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다.
복수 개의 터치 센서(TS)는 복수 개의 구동 전극(Tx)과 복수 개의 수신 전극(Rx)을 포함하도록 구성될 수 있다. 복수 개의 구동 전극(Tx)과 복수 개의 수신 전극(Rx)은 라인 형태로 구성될 수 있다. 따라서 구동 전극(Tx)은 복수 개의 터치 센서(TS) 중 일부가 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구조이고, 수신 전극(Rx)은 복수 개의 터치 센서(TS) 중 일부가 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구조이다.
예를 들어, 구동 전극(Tx)이 라인 형태로 동일 행에 위치하는 복수 개의 터치 센서(TS)로 구성되면, 수신 전극(Rx)은 라인 형태로 동일 열에 위치하는 복수 개의 터치 센서(TS)로 구성될 수 있다.
이때 구동 전극(Tx)과 수신 전극(Rx)은 전기적으로 연결되어서는 안된다. 구체적으로 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 구동 전극(Tx)과 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 수신 전극(Rx)은 교차 영역에서 전기적으로 연결되어서는 안된다.
브릿지(Bt, Br)는 구동 브릿지(Bt)과 수신 브릿지(Br)로 구성될 수 있다. 이때 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br)의 교차 영역에서는 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br) 사이에 절연층이 위치한다. 따라서 절연층은 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br)의 전기적인 연결을 막아, 쇼트(short)를 방지할 수 있다. 이에 따라 구동 전극(Tx)과 수신 전극(Rx)은 교차 영역에서 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
구동 브릿지(Bt)과 수신 브릿지(Br)는 곡선 형상의 배선일 수 있다. 스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩 시에 브릿지(Bt, Br)는 벤딩될 수 있다. 이때 곡선 형상의 배선은 연신되어 직선 형상의 배선으로 변형될 수 있다. 구체적으로, 구동 브릿지(Bt)과 수신 브릿지(Br)의 곡선 형상의 배선은 기판이 연신되는 거리 또는 봉지층이 연신되는 거리에 비례하여 곡선 형상이 점진적으로 직선 형상에 가깝게 구성될 수 있다. 이에 따라 브릿지(Bt, Br)의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다. 이때 구동 브릿지(Bt)과 수신 브릿지(Br)는 예를 들어, 나선형 또는 물결 형상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
브릿지(Bt, Br)는 나노 와이어, 혼합된 나노 파티클, 탄소나노튜브(CNT), 그레핀(Graphene) 또는 전도성 고분자로 구성된 투명 전극일 수 있다. 이때 나노 와이어는 예를 들어, 은(Ag), 금(Au) 또는 고리(Cu)를 포함할 수 있다. 따라서 곡선 형상의 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br)의 형성이 용이하다. 이때 브릿지(Bt, Br)는 특정 공정으로 형성될 수 있다 이때 특정 공정은, 예를 들어 전기방사(Electrospinning) 공정일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
또한, 브릿지(Bt, Br)는 투명 전극으로 형성됨으로써, 서브 픽셀의 발광 성능에 영향을 최소화할 수 있으므로, 유기 발광 표시 패널에 내장되어 형성될 수 있다.
구동 브릿지(또는 제1 브릿지)(Bt)는 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 터치 센서(TS)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이때 터치 센서(TS)는 구동 전극(Tx)일 수 있다. 따라서 동일 행 또는 동일 열에 라인 형태로 위치하고, 구동 브릿지(Bt)에 의해 전기적으로 연결된 복수 개의 구동 전극(Tx)은 구동 전극(Tx)라인을 구성할 수 있다.
예를 들어, t1 지점의 구동 전극(Tx)(151a), t2 지점의 구동 전극(Tx)(151b), t3 지점의 구동 전극(Tx) 및 t4 지점의 구동 전극(Tx)은 구동 브릿지(Bt)에 의해 전기적으로 연결되어 1개의 구동 전극(Tx)라인을 형성한다.
또한, 구동 브릿지(Bt)는 하나의 구동 전극(Tx)과 또 다른 인접한 구동 전극(Tx)을 연결할 뿐만 아니라, 하나의 구동 전극(Tx)을 구성하는 연속적으로 반복되는 복수 개의 폐루프 배선(156)을 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, t1 지점의 하나의 구동 전극(Tx)(151a)을 구성하는 복수 개의 폐루프 배선(156)은 구동 브릿지(Bt)에 의해 전기적으로 연결되어 하나의 구동 전극(Tx)을 구성할 수 있다.
수신 브릿지(또는 제2 브릿지)(Br)는 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 터치 센서(TS)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이때 터치 센서(TS)는 수신 전극(Rx)일 수 있다. 따라서 동일한 행 또는 동일한 열에 라인 형태로 위치하고, 수신 브릿지(Br)에 의해 전기적으로 연결된 복수 개의 수신 전극(Rx)은 수신 전극(Rx)라인을 구성한다.
예를 들어, r1 지점의 수신 전극(Rx)(153b), r2 지점의 수신 전극(Rx)(153a), r3 지점의 수신 전극(Rx) 및 r4 지점의 수신 전극(Rx)은 수신 브릿지(Br)에 의해 전기적으로 연결되어 1개의 수신 전극(Rx)라인을 형성한다.
또한, 수신 브릿지(Br)는 하나의 수신 전극(Rx)과 또 다른 인접한 수신 전극(Rx)을 연결할 뿐만 아니라, 하나의 수신 전극(Rx)을 구성하는 연속적으로 반복되는 복수 개의 폐루프 배선(156)을 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, r1 지점의 하나의 수신 전극(Rx)(153b)을 구성하는 복수 개의 폐루프 배선(156)은 수신 브릿지(Br)에 의해 전기적으로 연결되어 하나의 수신 전극(Rx)을 구성할 수 있다.
이때 복수 개의 구동 전극(Tx), 복수 개의 수신 전극(Rx) 및 수신 브릿지(Br)는 동일 층 상에 위치할 수 있다. 또한 복수 개의 구동 전극(Tx), 복수 개의 수신 전극(Rx) 및 수신 브릿지(Br)는 동일한 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다. 따라서 수신 전극(Rx) 라인은 일체로 형성될 수 있다. 본 발명은 복수 개의 수신 전극(Rx) 및 수신 브릿지(Br)가 동일한 층 상에 위치하며, 교차 영역에서 수신 브릿지(Br)가 구동 브릿지(Bt) 하부에 위치하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 구동 전극(Tx) 및 구동 브릿지(Bt)가 동일한 층 상에 위치할 수도 있다. 이때 수신 브릿지(Br)는 다른 층 상에 위치할 수 있으며, 교차 영역에서 구동 브릿지(Bt)는 수신 브릿지(Br) 하부에 위치할 수 있다.
복수 개의 신호 배선(Lt, Lr)은 복수 개의 구동 신호 배선(Lt)과 복수 개의 수신 신호 배선(Lr)으로 구성될 수 있다. 이때 터치 센서는 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 터치 센서 중 적어도 하나가 구동 신호 배선(Lt)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 구동 신호 배선(Lt)과 전기적으로 연결된 터치 센서와 다른 행 또는 다른 열에 위치하는 터치 센서 중 적어도 하나는 센싱 신호 배선(Lr)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 각각의 구동 신호 배선(Lt)은 각각의 구동 전극(Tx) 라인과 연결되고, 각각의 수신 신호 배선(Lr)은 각각의 수신 전극(Rx) 라인과 연결될 수 있다.
복수 개의 신호 배선(Lt, Lr)은 곡선 형상의 배선일 수 잇다. 즉, 구동 신호 배선(Lt) 및 수신 신호 배선(Lr)은 곡선 형상일 수 있다. 스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩 시에 신호 배선(Lt, Lr)은 벤딩될 수 있다. 이때 곡선 형상의 배선은 연신되어 직선 형상으로 변형될 수 있다. 구체적으로, 곡선의 구동 신호 배선(Lt) 및 곡선의 수신 신호 배선(Lr)은 기판이 연신되는 거리 또는 봉지층이 연신되는 거리에 비례하여 곡선 형상이 점진적으로 직선 형상에 가깝게 구성될 수 있다. 이에 따라 신호 배선(Lt, Lr)의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다. 이때 구동 신호 배선(Lt) 및 수신 신호 배선(Lr)은 예를 들어, 나선형 또는 물결 형상일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
곡선의 구동 신호 배선 및 수신 신호 배선은 터치 센싱 회로에 연결될 수 있다. 이때 터치 센싱 회로(140)는 곡선의 구동 신호 배선(Lt)을 통해서 구동 전극(Tx) 라인에 터치 구동 신호를 공급하고, 곡선의 수신 신호 배선(Lr)을 통해서 수신 전극(Rx) 라인에서 입력된 터치 센싱 신호를 수신하여 터치의 유무 또는 터치 위치를 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치가 구비하는 터치 센서 및/또는 터치 배선를 나타낸 도면이다. 도 7은 도 6의 터치 센서 및/또는 터치 배선의 변형을 나타낸 도면이다. 도 6은 폐루프 배선으로 구성된 복수 개의 터치 센서 중 일부의 터치 센서를 나타낸 평면도이고, 도 7은 스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩 시에, 터치 센서가 벤딩되어 폐루프 배선이 변형된 것을 나타낸 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 6 및 도 7을 함께 설명하도록 하겠다.
도 6에 도시된 바와 같이, 터치 센서(151,153)는 터치 신호를 공급 받고, 사용자가 터치 시에 터치 센싱 신호를 수신하여 사용자의 터치 유무 및/또는 터치 위치 등을 센싱한다.
스트레쳐블 터치 표시 장치가 벤딩 시에, 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 수 있다. 이때 터치 센서(151,153)는 유기 발광 표시 패널에 내장되어 있다. 유기 발광 표시 패널에 내장된 터치 센서(151,153)는 다방향 신축 형상으로 구현될 수 있다.
다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153)는 전체적으로 곡선 형상이거나, 부분적으로는 직선 형상이면서 부분적으로는 곡선 형상일 수 있다. 이때 다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153)는 터치 유무 및/또는 터치 위치의 오차를 최소화하면서 센싱하기 위해, 터치 센서(151,153)를 구성하는 배선이 충분한 면적 및 개수로 구성되어야 한다. 또한 다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153)는 곡선 형상의 배선이 일정 거리가 이격되어 복수 개가 배치되어 메쉬(mesh) 구조를 구성할 수 있다. 이때 메쉬(mesh) 구조로 구성된 터치 센서(151,153)는, 가변 가능한 곡선 형상의 브릿지(Bt, Br)로 연결되도록 구성될 수 있다. 따라서 다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153)는 구동 전극(151)과 수신 전극(153)으로 구성될 수 있다. 이때 터치 센서는 구동 전극(151)과 수신 적극(153) 간의 전기적 연결에 의해 쇼트(short)가 발생하지 않도록 구성되어야 한다.
따라서 다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153)를 구성하는 폐루프 배선(156)의 꼭지점을 연결하는 곡선 형상의 배선은 이러한 요소들을 고려하여 구성되어야 한다.
구체적으로 설명하면, 터치 센서(151,153)를 구성하는 폐루프 배선(156)은 복수 개의 꼭지점을 구비한다. 복수 개의 꼭지점은 터치 센서의 중심과 마주보고 대칭되게 배치될 수 있다. 또한 터치 센서는 고리 전극이 연속적으로 복수 개가 배치되어 메쉬(mesh) 구조의 전극을 구성한다. 이때 식 1은 폐루프 배선(156) 또는 고리 전극의 구조와 관련된 수식을 나타낸다.
Figure pat00001
··· 식 1
구체적으로, 식 1은 하나의 폐루프 배선(156)이 구비하는 전체 꼭지점의 개수를 나타낸 식이다. 이때 하나의 꼭지점과 또 다른 인접한 꼭지점 사이에는 꼭지점이 존재하지 않을 수 있다. 또한 하나의 꼭지점과 또 다른 인접한 꼭지점 사이는 곡선의 배선으로 연결될 수 있다.
식 1의 n 값은 터치 센서(151,153)의 방향 안정성을 나타내는 값이다. N은 3이상의 자연수이다. 방향 안정성이란, 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 때, 터치 센서(151,153)를 구성하는 폐루프 배선(156)이 n개의 특정 방향으로 신축되더라도, 터치 센서(151,153)의 크랙(crack)을 최소화 할 수 있는 특성을 의미한다. 이때 특정 방향이란 유기 발광 표시 패널이 벤딩되어, 터치 센서(151,153)를 구성하는 폐루프 배선(156)이 신축(stretch)되는 방향을 의미한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 때, 터치 센서(151, 153)는 특정 힘에 의해 연신되어 변형될 수 있다. 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 때, 터치 센서(151,153)를 구성하는 폐루프 배선(156)은 화살표 방향으로 연신될 수 있다. 이때 폐루프 배선(156)이 구비하는 하나의 꼭지점과 또 다른 인접한 꼭지점 사이의 배선은 연신되어 직선 형상이 될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 터치 센서(151,153)를 구성하는 하나의 폐루프 배선(156)의 전체 꼭지점의 개수는 예를 들어, 8개 일 수 있다. 따라서, 식 1에 대응하여 n값은 4일 수 있고, 하나의 폐루프 배선(156)은 4방향으로 연신될 수 있다. 이에 따라 터치 센서(151,153)는 4방향 안정성을 갖고 있으므로, 터치 센서(151,153)의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다. 즉, 하나의 폐루프 배선(156)의 전체 꼭지점의 개수가 증가할수록, 전체 꼭지점의 개수의 절반만큼 터치 센서(151,153)의 방향 안정성이 증가할 수 있다.
이때 하나의 폐루프 배선(156)의 전체 꼭지점의 개수는 폐루프 배선(156)의 폭, 폐루프 배선(156)과 인접한 또 다른 폐루프 배선(156) 간의 간격 등을 고려하여 결정될 수 있다.
이때 폐루프 배선(156)의 폭은 터치 센서(151,153) 하부에 있는 유기 발광 다이오드의 배치를 고려하여 결정될 수 있다. 구체적으로 터치 센서(151,153)는 유기 발광 다이오드의 광 특성에 영향을 최소화하도록 배치될 수 있다. 예를 들어 유기 발광 다이오드의 광 특성으로는 휘도, 색특성, 시야각 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 따라서 터치 센서(151,153)는 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소가 외부로 광을 방출하여 영상을 표시할 때, 광의 방출에 영향을 최소화 하도록 배치되어야 한다. 이에 따라 터치 센서(151,153)는 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소와 최대한 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 이때 폐루프 배선(156)의 폭은 예를 들어, 20㎛ 이하가 될 수 있다. 또한 폐루프 배선(156)의 폭이 3㎛ 미만일 경우, 유기 발광 표시 장치가 벤딩할 때, 폐루프 배선(156)의 연신이 용이하지 않을 수 있다. 따라서 폐루프 배선(156)의 폭은 예를 들어, 3㎛ 이상이 될 수 있다. 즉 폐루프 배선(156)의 폭은 3㎛ 내지 20㎛이 적당하나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.
또한 폐루프 배선(156)과 인접한 또 다른 폐루프 배선(156) 간의 간격은 터치 센서(151,153)의 저항 안정성을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 폐루프 배선(156)과 인접한 또 다른 폐루프 배선(156)은 전류가 흘러서 간섭이 발생하지 않도록 일정 간격 떨어져서 배치되어야 한다. 이에 따라 폐루프 배선(156)과 인접한 또 다른 폐루프 배선(156) 간의 간격은 적어도 폐루프 배선(156)의 폭 이상이 될 수 있다. 이때 터치 유무 및/또는 터치 위치 등을 센싱하는 정확도를 고려하여 폐루프 배선(156)과 인접한 또 다른 폐루프 배선(156)은 조밀하게 배치되어야 한다. 따라서 폐루프 배선(156)과 인접한 또 다른 폐루프 배선(156)의 간격은 폐루프 배선(156)의 폭의 1.2배만큼 떨어져서 배치되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.
즉, 하나의 폐루프 배선(156)의 전체 꼭지점의 개수는 유기 발광 다이오드의 배치를 고려한 폐루프 배선(156)의 폭 및 터치 유무 및/또는 터치 위치 등을 센싱하는 정확도를 고려한 폐루프 배선(156) 간의 간격을 고려하여 결정될 수 있다.
이에 따라 복수 개의 곡선 형상의 배선이 메쉬(mesh) 구조를 형성하면서, 배치가 용이하게 하게 되기 위해, 다방향 신축 형상은 적어도 6개의 꼭지점을 구비하며, 각각의 꼭지점은 곡선 형상의 배선으로 연결된 가변 가능한 다각형 형상의 폐루프 구조이다.
가변 가능한 다각형 형상의 폐루프 구조의 터치 센서(151,153)는 유기 발광 표시 장치가 벤딩될 때, 곡선 형상의 배선이 직선 형상으로 변형될 수 있다. 이때 곡선 형상의 배선이 연신되어 신축 스트레스는 분산될 수 있다. 예를 들어, 곡선 형상의 배선인 폐루프 배선(156)은 나선형 또는 물결 형상으로 가변 가능한 다각형 형상의 폐루프 구조의 터치 센서(151,153)를 구성한다고 할 수 있다.
즉, 다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153) 및 가변 가능한 곡선 형상의 브릿지(Bt, Br)는 함께 직선 형상으로 신축되어 신축 스트레스를 흡수할 수 있는 구조이다. 따라서 다방향 신축 형상으로 구현된 터치 센서(151,153)가 받는 신축 스트레스는 감소될 수 있고, 터치 센서(151,153)의 크랙(crack)이 최소화될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 터치 표시 장치가 구비하는 터치 센서 및/또는 터치 배선을 나타낸 도면이다. 도 8 내지 도 10에 도시된 터치 센서 및/또는 터치 배선은 도 5 및 도 6에 도시된 터치 센서 및/또는 터치 배선과 형상만 다를 뿐 다른 구조는 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 터치 센서(251,253)를 구성하는 폐루프 배선(256)의 형상은 별 형상일 수 있다. 이때 하나의 폐루프 배선(256)은 6개의 꼭지점을 구비할 수 있으며, 꼭지점과 꼭지점은 곡선 형상의 배선으로 연결되는 가변 가능한 다각형 형사의 폐루프 구조이다. 이때 하나의 폐루프 배선(256)이 구비하는 6개의 꼭지점은 가변 가능한 다각형 형상의 폐루프 구조가 구비할 수 있는 최소의 꼭지점의 개수이다. 따라서 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 때 곡선 형상의 배선이 직선 형상으로 변형될 수 있으며, 곡선 형상의 배선이 연신되어 신축 스트레스는 분산될 수 있다. 이때 하나의 폐루프 배선(256)은 3방향 안정성을 갖고 있으므로, 3방향으로 연신될 수 있어서 터치 센서(251,253)의 크랙(crack)은 최소화될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 터치 센서(351,353)를 구성하는 배선(356)의 형상은 톱니 바퀴 형상일 수 있다. 이때 터치 센서(351,353)를 구성하는 하나의 배선(356)은 복수 개의 꼭지점을 구비할 수 있으며, 꼭지점과 꼭지점은 직선 또는 곡선 형상의 배선(356)으로 연결되는 가변 가능한 구조이다. 이때 터치 센서(351,353)를 구성하는 하나의 배선(356)은 복수 개의 꼭지점을 구비하면서, 요철 구조를 구비할 수 있다. 따라서 터치 센서(351,353)를 구성하는 하나의 배선(356)은 단위 면적 당 최대 개수의 꼭지점을 구비할 수 있다. 이에 따라 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 때 터치 센서(351,353)를 구성하는 배선(356)은 형상의 변형이 더욱 용이하다. 즉, 터치 센서(351,353)를 구성하는 배선(356)의 꼭지점의 개수가 증가하여, 터치 센서(351,353)의 방향 안정성은 향상될 수 있으므로, 터치 센서(351,353)가 받는 신축 스트레스는 분산될 수 있다. 이에 따라 터치 센서(351,353)의 크랙(crack)은 최소화될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 터치 센서(451,453)를 구성하는 폐루프 배선(456)의 형상은 꽃 형상일 수 있다. 이때 폐루프 배선(456)은 복수 개의 꼭지점을 구비할 수 있으며, 꼭지점과 꼭지점은 직선 또는 곡선 형상의 배선으로 연결되는 가변 가능한 구조이다. 이때 꼭지점과 인접한 꼭지점 사이에는 곡선 형상의 요철 구조를 구비할 수 있다. 따라서 폐루프 배선(456)은 단위 면적당 최대 개수의 꼭지점을 구비할 수 있다. 따라서 터치 센서(451,453)의 방향 안정성이 향상될 수 있다. 또한 유기 발광 표시 패널이 벤딩될 때 곡선 형상의 요철 구조의 배선이 직선 형상으로 더욱 용이하게 변형될 수 있다. 이에 따라 터치 센서(451,453)가 받는 신축 스트레스는 분산될 수 있으며, 터치 센서(451,453)의 크랙(crack)은 최소화 될 수 있다.
도 11은 도 5의 터치 패널의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 도 12는 도 5의 터치 패널의 B-B' 단면을 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 12는 도 5의 터치 패널이 구비한 터치 센서 및 브릿지를 나타낸 단면도로 실질적인 구조는 도 5 에서 설명한 내용과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 봉지층(115) 상에는 복수 개의 구동 전극(151a, 151b)이 위치할 수 있다. 복수 개의 구동 전극(151a, 151b)은 절연층(159)으로 덮일 수 있다. 절연층(159) 상에는 구동 브릿지(Bt)가 위치할 수 있다. 절연층(159)은 컨택홀을 구비할 수 있다. 이때 구동 브릿지(Bt)는 구동 전극(151a)과 또 다른 인접한 구동 전극(151b)을 절연층(159)이 구비한 컨택홀을 통해서 전기적으로 연결할 수 있다.
또한 복수 개의 구동 전극(151a, 151b)을 구성하는 폐루프 배선은 절연층(159)으로 덮일 수 있다. 이때 구동 브릿지(Bt)는 하나의 구동 전극(151a, 151b)이 구비하는 폐루프 배선을 절연층(159)이 구비하는 컨택홀을 통해서 전기적으로 연결할 수 있다.
봉지층(115) 상에는 수신 브릿지(Br)가 위치할 수 있다. 수신 브릿지(Br)는 구동 전극(151a, 151b)과 동일한 층 상에 위치할 수 있다. 이때 수신 브릿지(Br)는 절연층(159)으로 덮일 수 있다. 따라서 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br)의 교차 영역에서는 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br) 사이에 절연층(159)이 위치할 수 있다. 따라서 절연층(159)은 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br)의 전기적인 연결을 막아, 쇼트(short)를 방지할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 봉지층(115) 상에는 복수 개의 수신 전극(153a, 153b)이 위치할 수 있다. 또한 봉지층(115) 상에는 수신 브릿지(Br)가 위치할 수 있다. 이때 복수 개의 수신 전극(153a, 153b)과 수신 브릿지(Br)는 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 따라서 수신 전극(153a, 153b)과 수신 브릿지(Br)는 동일한 층 상에 위치할 수 있다.
수신 브릿지(Br)는 수신 전극(153a)과 또 다른 인접한 수신 전극(153b)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한 수신 브릿지(Br)는 하나의 수신 전극(153a, 153b)이 구비하는 폐루프 배선을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때 복수 개의 수신 전극(153a, 153b)과 수신 브릿지(Br)는 절연층(159)으로 덮일 수 있다. 절연층(159) 상에는 구동 브릿지(Bt)가 위치할 수 있다. 따라서 수신 브릿지(Br)와 구동 브릿지(Bt)의 교차 영엑에서는 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br) 사이에 절연층(159)이 위치할 수 있다. 따라서 절연층(159)은 구동 브릿지(Bt)와 수신 브릿지(Br)의 전기적인 연결을 막아, 쇼트(short)를 방지할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 나타낸 도면이다. 도 13은 도 11과 비교하여 평탄화 층(117)을 포함하는 것 이외에는 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 평탄화 층(117)은 봉지층(115)과 터치 센서(151a, 151b) 사이에 배치된다. 이때 평탄화 층(117)은 봉지층(115)의 상면을 평탄화 시켜, 터치 센서(151a, 151b)의 형성이 용이하게 할 수 있다. 또한 평탄화 층(117)은 터치 센서(151a, 151b)와 하부에 위치하는 전극간에 발생할 수 있는 기생 캐패시턴스를 최소화 할 수 있다. 따라서 RC 지연을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 터치 센서(151a, 151b)가 터치 유무 파악 및 터치 좌표 검출의 정확히 할 수 있다. 이때 평탄화 층(117)의 두께는 예를 들어, 2㎛ 내지 5㎛ 일 수 있다.
또한, 터치 센서(151a, 151b)와 이때 평탄화 층(117)은 유기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 평탄화 층 폴리이미드(Polyimide, PI) 또는 포토아크릴레이트(Photoacrylate, PAC)중 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스트레쳐블 터치 표시 장치
110: 유기 발광 표시 패널
113: 유기 발광 다이오드
115: 봉지층
120: 데이터 구동 회로
130: 게이트 구동 회로
140: 터치 센싱 회로
150: 터치 패널
151, 153, 251, 253, 351, 353, 451, 453: 터치 센서

Claims (20)

  1. 봉지층 상에 위치하는 복수의 터치 전극을 구비하는 유기 발광 표시 패널에 있어서,
    상기 각각의 터치 전극은, 꼭지점 사이를 연결하는 폐루프 배선으로 구성되며, 상기 꼭지점이 2n(n≥3)개로 터치 전극의 중심과 마주보고 대칭되게 구성된 터치 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 전극은, 상기 유기 발광 표시 패널의 벤딩에 의해 상기 폐루프 배선이 연신되어 직선이 되는 터치 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 폐루프 배선은, 나선형 또는 물결 형상인 터치 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 터치 전극은, 상기 폐루프 배선이 연속적으로 복수 개가 배치되어 구성된 메쉬(mesh) 구조의 전극인 터치 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 터치 전극은, 나노 와이어, 혼합된 나노 파티클, 탄손나노튜브(CNT), 그레핀(Graphene), 또는 전도성 고분자로 구성된 투명 전극인 터치 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 나노 와이어는, 은(Ag), 금(Au), 또는 구리(Cu)로 구성되는 터치 표시 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 터치 표시 장치는, 동일 행 또는 동일 열의 상기 터치 전극을 연결시키는 곡선의 제1 브릿지를 더 포함하는 터치 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 터치 표시 장치는, 제1 브릿지와 다른 동일 행 또는 동일 열의 상기 터치 전극을 연결시키는 곡선의 제2 브릿지를 더 포함하고, 상기 제1 브릿지와 제2 브릿지 사이에는 절연층이 배치되는 터치 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 터치 표시 장치는, 봉지층과 상기 터치 전극 사이에 평탄화 층을 더 포함하는 터치 표시 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 또는 제2 브릿지는, 상기 표시 패널의 벤딩에 의해 연신되어 직선이 되는 터치 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 또는 제2 브릿지는, 나선형 또는 물결 형상인 터치 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 및 제2 브릿지는, 나노 와이어, 혼합된 나노 파티클, 탄손나노튜브(CNT), 그레핀(Graphene), 또는 전도성 고분자로 구성된 투명 브릿지인 터치 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 나노 와이어는, 은(Ag), 금(Au), 또는 구리(Cu)로 구성되는 터치 표시 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 유기 발광 표시 패널은, 곡선의 구동 신호 배선, 곡선의 센싱 신호 배선 및 회로부를 더 포함하는 터치 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 터치 전극은, 동일 행 또는 동일 열에 위치하는 터치 전극 중 적어도 하나가 구동 신호 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 구동 신호 배선과 연결된 터치 전극과 다른 행 또는 열에 위치하는 터치 전극 중 적어도 하나는 센싱 신호 배선과 전기적으로 연결되며,
    상기 회로부는, 상기 구동 신호 배선으로 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 센싱 신호 배선을 통해 수신된 터치 센싱 신호로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 표시 장치.
  16. 다수의 서브 픽셀들이 배열되어 있는 표시 패널 상에 배치된 터치 센서를 구비하는 표시 장치에 있어서,
    상기 터치 센서는, 상기 표시 패널이 벤딩될 때 파손이 방지되는 다방향 신축 형상으로 구현된 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 다방향 신축 형상은, 적어도 6개의 꼭지점들을 구비하며, 상기 각각의 꼭지점은 곡선 형상의 배선으로 연결되는 가변 가능한 다각형 형상의 폐루프 구조인 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 곡선 형상의 배선은, 일정 거리 이격되어 복수 개가 배치되어 메쉬 구조의 터치 센서를 구성하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 가변 가능한 곡선 형상의 브릿지로 연결되는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 터치 센서 및 상기 곡선 형상의 브릿지는, 함께 직선 형상으로 신축되어 신축 스트레스를 흡수하는 구조인 표시 장치.
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