KR20200018794A - 플렉서블 터치 스크린 패널 이를 구비한 플렉서블 표시장치 - Google Patents

플렉서블 터치 스크린 패널 이를 구비한 플렉서블 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 박막 기판과; 상기 박막 기판 제 1면의 활성영역에 형성되며, 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과, 상기 인접한 제1 센싱셀들을 연결하는 제1 연결라인들 및 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과, 상기 인접한 제2 센싱셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하는 센싱패턴들과; 상기 박막 기판 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며, 상기 박막 기판이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성되는 상기 센싱셀들의 면적 및/또는 간격이 상기 영역별로 상이한 플렉서블 터치 스크린 패널을 제공한다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널 이를 구비한 플렉서블 표시장치{Flexible touch screen panel and flexible display device with the same}
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 박막 기판 상에 터치 센서로서의 센싱패턴들이 형성되는 플렉서블 터치 스크린 패널에 있어서, 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성되는 센싱셀들의 면적 및/또는 간격을 조절함으로써, 상기 제 1, 2영역에서의 터치 감도 차이를 최소화하여 터치 인식의 정확도 및 정밀도를 향상시키는 플렉서블 터치 스크린 패널을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 위와 같은 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치를 제공함을 목적으로 한다.
일 실시예에 의한 센싱 패널은 벤딩축을 중심으로 벤딩될 수 있는 제1 영역, 및 상기 제1 영역을 사이에 둔 복수의 제2 영역을 포함하는 박막 기판, 및 상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제1 방향을 따라 배열된 제1 센싱셀들, 및 상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제2 방향을 따라 배열된 제2 센싱셀들을 포함하는 센싱패턴들을 포함하는 센싱 패널로서, 상기 센싱 패널이 벤딩된 제1 상태에서 상기 제1 영역은 제1 곡률을 갖고, 상기 제2 영역은 평평하고, 상기 센싱 패널이 벤딩되지 않은 제2 상태에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 평평하며, 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격과 상이하다.
상기 제1 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은, 상기 제2 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격과 상이할 수 있다.
상기 제1 상태에서 상기 제1 면의 일부가 서로 마주볼 수 있다.
상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격보다 클 수 있다.
상기 제1 상태에서 상기 박막 기판의 제2 면의 일부가 서로 마주볼 수 있다.
상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격보다 작을 수 있다.
상기 벤딩축은 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
상기 제1 센싱셀들은 상기 제1 영역에 배치된 복수의 서브 센싱셀들을 포함하고, 상기 서브 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 제1 센싱셀들 간의 간격보다 작을 수 있다.
상기 서브 센싱셀들은 동일한 센싱라인에 연결될 수 있다.
다른 실시예에 의한 센싱 패널은 벤딩축을 중심으로 벤딩될 수 있는 제1 영역, 및 상기 제1 영역을 사이에 둔 복수의 제2 영역을 포함하는 박막 기판, 및 상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제1 방향을 따라 배열된 제1 센싱셀들, 및 상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제2 방향을 따라 배열된 제2 센싱셀들을 포함하는 센싱패턴들을 포함하는 센싱 패널로서, 상기 센싱 패널이 벤딩된 제1 상태에서 상기 제1 영역은 제1 곡률을 갖고, 상기 제2 영역은 평평하고, 상기 센싱 패널이 벤딩되지 않은 제2 상태에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 평평하며, 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적과 상이하다.
상기 센싱 패널이 벤딩된 제1 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은, 상기 제2 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적과 상이할 수 있다.
상기 제1 상태에서 상기 제1 면의 일부가 서로 마주볼 수 있다.
상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적보다 작을 수 있다.
상기 제1 상태에서 상기 박막 기판의 제2 면의 일부가 서로 마주볼 수 있다.
상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적보다 클 수 있다.
상기 벤딩축은 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다.
상기 제1 센싱셀들 및 상기 제2 센싱셀들은 서로 다른 도전층으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 센싱셀들은 상기 제1 영역에 배치된 복수의 서브 센싱셀들을 포함하고, 상기 서브 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 제1 센싱셀들 간의 간격보다 작을 수 있다.
상기 서브 센싱셀들은 동일한 센싱라인에 연결될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 플렉서블 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성되는 센싱셀들의 면적 및/또는 간격을 조절함으로써, 상기 제 1, 2영역에서의 터치 감도 차이를 최소화하여 터치 인식의 정확도 및 정밀도를 향상시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 센싱셀들 외측으로 곡면이 형성된 경우의 센싱셀들의 구조를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 센싱셀들 내측으로 곡면이 형성된 경우의 센싱셀들의 구조를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치의 일 영역(I-I')에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널의 일 영역을 개략적으로 도시한 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도이다.
도 1 및 도 2를 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 박막 기판(10)과; 상기 박막 기판(10) 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들(220)과; 상기 박막 기판(10) 제 1면의 비활성영역에 형성되며, 상기 센싱패턴들(220)을 패드부(250)를 통해 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 센싱라인들(230)을 포함한다.
상기 플렉서블 특성의 박막 기판(10)은 투명하면서도 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로 구현되는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 상기 박막 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 박막 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 박막 기판(10)은 기존의 유리기판과 달리 벤딩(bending)될 수 있는 것이다.
상기 활성영역에 형성된 센싱패턴들(220)은 도 2에 도시된 바와 같이, 행방향(제 1방향)을 따라 각 행라인 별로 연결되도록 형성된 다수의 제1 센싱셀들(220a)과, 제1 센싱셀들(220a)을 행방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1)과, 열방향(제 2방향)을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 제2 센싱셀들(220b)을 열방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함하여 구성된다.
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.
또한, 도 1에 도시된 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.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 센싱패턴(220)으로부터 센싱라인(230) 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.
기존의 터치 스크린 패널은 도 2에 도시된 센싱패턴들이 상기 활성영역 내에서 동일한 면적 및 동일한 간격으로 반복되어 배치되는 구조로 구현된다.
그러나, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상기 박막 기판(10)이 플렉서블 특성을 가짐을 특징으로 하며, 이에 따라 상기 터치 스크린 패널은 도 1에 도시된 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역으로 구분될 수 있다.
이 경우 상기 센싱패턴들이 기존과 같이 상기 제 1영역 및 제 2영역과 관계없이 동일한 면적 및 동일한 간격으로 반복되어 배치되면, 소정의 곡률 반경을 갖는 제 1영역 내에 형성된 센싱셀들의 면적 및 센싱셀들 간의 간격이 평평한 제 2영역 내에 형성된 센싱셀들의 면적 및 센싱셀들 간의 간격과 상이하게 되어 결과적으로 상기 영역 별로 형성된 센싱패턴들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이가 발생하게 된다.
즉, 플렉서블 특성을 갖는 박막 기판(10) 상에 기존과 동일한 구조의 센싱패턴들이 배열될 경우에는 곡면 영역인 제 1영역과 평면 영역인 제 2영역 별로 터치 감도의 차이가 발생하여 터치 인식의 정확도 및 정밀도가 저하되는 등 구동 성능이 낮아지는 문제가 발생될 수 있다.
이에 본 발명의 실시예에서는 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 상기 플렉서블 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성되는 센싱셀들의 면적 및/또는 간격을 조절함을 특징으로 하며, 이를 통해 상기 제 1, 2영역에서의 터치 감도 차이를 최소화하여 터치 인식의 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
이하, 도 3 및 도 4를 통해 본 발명의 실시예에 의한 센싱셀들의 구조 및 배열에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
단, 상기 터치 스크린 패널은 센싱셀들이 형성된 박막 기판(10)의 외측으로 곡면이 형성되는 방향으로 벤딩되거나, 그 반대 즉, 센싱셀들이 형성된 박막 기판(10)의 내측으로 곡면이 형성되는 방향으로 벤딩될 수 있다.
다시 말하면, 상기 센싱셀들이 형성된 박막 기판의 제 1면 반대 방향으로 벤딩되거나, 상기 박막 기판의 제 1면 방향으로 벤딩될 수 있으며, 이에 이하에서는 상기 서로 다른 방향으로 벤딩되는 경우를 구분하여 이에 대응되는 센싱셀들의 구조 및 배열에 대해 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 센싱셀들 외측으로 곡면이 형성된 경우의 센싱셀들의 구조를 나타내는 도면이다.
즉, 도 3에 도시된 실시예는 터치 스크린 패널이 센싱셀들이 형성된 박막 기판(10)의 외측으로 곡면이 형성되는 방향으로 벤딩된 경우에 대한 실시예이다.
먼저 도 3a를 참조하면, 박막 기판(10)이 벤딩되어 소정의 곡률을 갖는 제 1영역 상에 형성된 제1 센싱셀(220a') 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b')과, 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성된 제 1센싱셀(220a") 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b")이 도시되어 있다.
이와 같이 상기 박막 기판(10)이 벤딩되면 박막 기판의 플렉서블 특성에 따라 상기 곡면 영역인 제 1영역에 대응되는 박막 기판의 면이 평면 영역인 제 2영역에 대응되는 박막 기판(10)의 면에 비해 늘어나게 된다.
즉, 상기 센싱셀들이 상기 제 1영역 및 제 2영역과 관계없이 동일한 면적 및 동일한 간격으로 반복되어 배치되면, 도 3a에서와 같이 박막 기판(10)이 벤딩된 경우 상기 제 1영역 내에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a', 220b') 간의 간격이 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a", 220b") 간의 간격보다 멀어지게 되고, 이는 상기 영역 별로 형성된 센싱패턴들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이가 발생되는 원인이 된다.
따라서, 도 3a에 도시된 본 발명의 실시예는 이를 극복하기 위하여 상기 제 1영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a', 220b') 간의 간격(제 1간격: d1)을 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a", 220b") 간의 간격(제 2간격: d2)보다 작게 구현함을 특징으로 하며, 이러한 구조를 통해 상기 제 1, 2영역 별로 형성된 센싱셀들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이를 최소화할 수 있게 된다.
이 때, 상기 제 1간격과 제 2간격의 차이(d2-d1)은 박막 기판이 벤딩됨에 의해 상기 박막 기판의 외면이 늘어나는 정도에 대응되는 것으로, 이는 여러번의 실험을 통해 최적화할 수 있다.
다음으로 도 3b를 참조하면, 박막 기판(10)이 벤딩되어 소정의 곡률을 갖는 제 1영역 상에 형성된 제1 센싱셀(220a') 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b')과, 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성된 제 1센싱셀(220a") 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b")이 도시되어 있다.
이와 같이 상기 박막 기판(10)이 센싱셀들이 형성된 박막 기판(10)의 외측으로 곡면이 형성되는 방향으로 벤딩되면 상기 곡면 영역인 제 1영역에 위치한 센싱셀들(220a', 220b')은 상기 곡면 반경 즉, 곡률에 의해 터치되는 면적이 평면 영역인 제 2영역에 위치한 센싱셀들(220a", 220b")에 비해 줄어들게 된다.
즉, 상기 센싱셀들이 상기 제 1영역 및 제 2영역과 관계없이 동일한 면적 및 동일한 간격으로 반복되어 배치되면, 도 3b에서와 같이 박막 기판(10)이 벤딩된 경우 각 영역별로 터치를 할 때, 상기 제 1영역 내에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a', 220b')의 접촉 면적이 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a", 220b")의 접촉 면적보다 작게 되고, 이는 상기 영역 별로 형성된 센싱패턴들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이가 발생되는 원인이 된다.
따라서, 도 3b에 도시된 본 발명의 실시예는 이를 극복하기 위하여 상기 제 1영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a', 220b')의 면적(제 1면적: S1)을 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a", 220b")의 면적(제 2면적: S2)보다 넓게 구현함을 특징으로 하며, 이러한 구조를 통해 상기 제 1, 2영역 별로 형성된 센싱셀들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이를 최소화할 수 있게 된다. 이 때, 상기 제 1면적과 제 2면적의 차이(S1-S2)은 여러번의 실험을 통해 최적화할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 센싱셀들 내측으로 곡면이 형성된 경우의 센싱셀들의 구조를 나타내는 도면.
즉, 도 4에 도시된 실시예는 터치 스크린 패널이 센싱셀들이 형성된 박막 기판(10)의 내측으로 곡면이 형성되는 방향으로 벤딩된 경우에 대한 실시예이다.
먼저 도 4a를 참조하면, 박막 기판(10)이 벤딩되어 소정의 곡률을 갖는 제 1영역 상에 형성된 제1 센싱셀(220a') 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b')과, 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성된 제 1센싱셀(220a") 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b")이 도시되어 있다.
이와 같이 상기 박막 기판(10)이 벤딩되면 박막 기판의 플렉서블 특성에 따라 상기 곡면 영역인 제 1영역에 형성된 제 1, 2센싱셀(220a', 220b') 들 간의 간격이 평면 영역인 제 2영역에 형성된 제 1, 2센싱셀(220a", 220b") 들 간의 간격보다 좁아지고, 이는 상기 영역 별로 형성된 센싱패턴들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이가 발생되는 원인이 된다.
따라서, 도 4a에 도시된 본 발명의 실시예는 이를 극복하기 위하여 상기 제 1영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a', 220b') 간의 간격(제 3간격: d3)을 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a", 220b") 간의 간격(제 4간격: d4)보다 크게 구현함을 특징으로 하며, 이러한 구조를 통해 상기 제 1, 2영역 별로 형성된 센싱셀들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이를 최소화할 수 있게 된다.
이 때, 상기 제 3간격과 제 4간격의 차이(d3-d4)은 박막 기판이 벤딩됨에 의해 상기 박막 기판의 외면이 늘어나는 정도에 대응되는 것으로, 이는 여러번의 실험을 통해 최적화할 수 있다.
다음으로 도 4b를 참조하면, 박막 기판(10)이 벤딩되어 소정의 곡률을 갖는 제 1영역 상에 형성된 제1 센싱셀(220a') 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b')과, 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성된 제 1센싱셀(220a") 및 이에 인접한 제 2센싱셀(220b")이 도시되어 있다.
이와 같이 상기 박막 기판(10)이 센싱셀들이 형성된 박막 기판(10)의 내측으로 곡면이 형성되는 방향으로 벤딩되면 상기 곡면 영역인 제 1영역에 위치한 센싱셀들(220a', 220b')은 상기 곡면 반경 즉, 곡률에 의해 터치되는 면적이 평면 영역인 제 2영역에 위치한 센싱셀들(220a', 220b')에 비해 넓게 된다.
즉, 상기 센싱셀들이 상기 제 1영역 및 제 2영역과 관계없이 동일한 면적 및 동일한 간격으로 반복되어 배치되면, 도 3b에서와 같이 박막 기판(10)이 벤딩된 경우 각 영역별로 터치를 할 때, 상기 제 1영역 내에 형성된 제 1, 2센싱셀들의 접촉 면적이 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들의 접촉 면적보다 넓게 되고, 이는 상기 영역 별로 형성된 센싱패턴들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이가 발생되는 원인이 된다.
따라서, 도 4b에 도시된 본 발명의 실시예는 이를 극복하기 위하여 상기 제 1영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a', 220b')의 면적(제 3면적: S3)을 제 2영역 상에 형성된 제 1, 2센싱셀들(220a", 220b") 의 면적(제 4면적: S4)보다 작게 구현함을 특징으로 하며, 이러한 구조를 통해 상기 제 1, 2영역 별로 형성된 센싱셀들에서 감지되는 캐패시턴스 값의 차이를 최소화할 수 있게 된다. 이 때, 상기 제 3면적과 제 4면적의 차이(S4-S3)은 여러번의 실험을 통해 최적화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치의 일 영역(I-I')에 대한 단면도이다.
도 5는 플렉서블한 특성을 갖는 박막 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 도 5에 도시된 터치 스크린 패널은 앞서 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 플렉서블 터치 스크린 패널과 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이 때, 상기 박막 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 5에서는 상기 터치 스크린 패널의 하면 즉, 상기 박막 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 박막 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 5를 참조하면, 상기 박막 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 5에서는 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.
앞서 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 본 발명의 실시예의 경우 터치 스크린 패널의 센싱패턴들(220)은 다이아몬드 형상의 제1, 2 센싱셀들(220a, 220b)이 동일한 레이어 상에 형성되고, 상기 제1, 2 센싱셀들(220a, 220b)을 각각 연결하는 제1, 2 연결라인들(220a1, 220b1)의 교차부에 절연막(270)이 개재되어 구성된다.
단, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 센싱패턴들은 상기와 같은 구조에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1, 2 센싱셀들(220a, 220b)이 서로 다른 레이어에 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1 센싱셀들(220a)은 박막기판(10)의 제 1면 상에 형성되고, 상기 제1 센싱셀들을 포함한 박막기판(10)의 제 1면에 절연막(270)이 형성되고, 상기 절연막 상에 상기 제1 센싱셀들과 교차하는 방향으로 제2 센싱셀들(220b)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1, 2 센싱셀들이 서로 다른 레이어에 형성되는 경우에는 다이아몬드 형상뿐 아니라 막대(bar) 형상으로 구현될 수 있으며, 이 때는 별도의 제 1, 2연결라인들(220a1, 200b1)이 구비될 필요가 없다.
이하, 도 6은 터치 스크린 패널의 센싱패턴들이 서로 다른 레이어 상에 막대 형상으로 구현되는 실시예에 관한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널의 일 영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.
단, 도 1에 도시된 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 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 박막 기판(10)과; 상기 박막 기판(10) 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들(320)과; 상기 박막 기판(10) 제 1면의 비활성영역에 형성되며, 상기 센싱패턴들(320)을 패드부(미도시)를 통해 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 센싱라인들(230)을 포함한다.
상기 활성영역에 형성된 센싱패턴들(320)은 도시된 바와 같이, 행방향(제 1방향)을 따라 각 행라인 별로 형성된 다수의 제1 센싱셀들(320a) 및 열방향(제 2방향)을 따라 각 열라인 별로 형성된 다수의 제2 센싱셀들(320b)을 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 제1, 2 센싱셀들(320a, 320b)이 서로 다른 레이어에 형성되는 것으로서, 상기 제1 센싱셀들(320a)은 박막기판(10)의 제 1면 상에 형성되고, 상기 제1 센싱셀들을 포함한 박막기판(10)의 제 1면에 절연막(미도시)이 형성되고, 상기 절연막 상에 상기 제1 센싱셀들과 교차하는 방향으로 제2 센싱셀들(320b)이 형성된다.
즉, 도 5에 도시된 실시예의 경우 도 1의 실시예와는 달리 별도의 제 1, 2연결라인들(220a1, 200b1)이 구비될 필요가 없다.
다만, 도 5에 도시된 실시예의 경우도 상기 박막 기판(10)이 플렉서블 특성을 가짐을 특징으로 하며, 이에 따라 상기 터치 스크린 패널은 도 5에 도시된 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역으로 구분된다.
또한, 도시된 바와 같이 플렉서블 터치 스크린 패널이 벤딩되는 벤딩축을 기준으로 소정의 곡률을 갖는 제 1영역과, 상기 제 1영역 이외의 평평한 영역인 제 2영역 상에 형성되는 센싱셀들의 면적 및 간격이 상이하게 구현됨을 특징으로 하며, 이를 통해 상기 제 1, 2영역에서의 터치 감도 차이를 최소화하여 터치 인식의 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
보다 구체적으로 벤딩축이 도시된 바와 같이 제 1방향인 경우를 가정할 때, 상기 벤딩축과 평행한 방향으로 배열되는 제1 센싱셀들(320a')은 상기 제 1영역과 제 2영역 별로 면적과 간격이 상이하게 구현된다.
특히, 상기 제 1영역 중 상기 벤딩축이 가로지르는 영역 상에 형성된 제1 센싱셀들(320a')은 복수의 센싱셀들(322a)로 분기되어 구성되고, 상기 분기된 센싱셀들(322a)은 제 2영역 상에 형성된 제1 센싱셀들과 비교할 때, 그 면적 및 간격이 작게 형성됨을 특징으로 한다.
단, 상기 분기된 센싱셀들(322a)은 하나의 제1 센싱셀로서 동작을 수행하므로 도시된 바와 같이 하나의 센싱라인(230)과 연결된다.
또한, 상기 제 1방향으로 배열된 제1 센싱셀들(320a, 320a')은 인듐-틴-옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명 도전성 물질을 이용하더라도 도 6에 도시된 실시예의 구조 즉, 곡면 영역인 제 1영역에 배열된 제1 센싱셀들(320a')이 각각 복수의 센싱셀들(322a)로 분기되어 구성되고, 그 면적 및 간격이 작게 형성됨을 통해 벤딩에 의한 크랙 등의 불량을 극복할 수 있다.
그러나, 상기 벤딩축과 교차하는 제 2방향으로 배열된 복수의 제2 센싱셀들(320b)의 경우는 상기 제2 센싱셀들이 제1 센싱셀들과 같이 ITO로 구현될 경우 벤딩에 의한 크랙 불량이 발샐될 수 있다.
이에 본 발명의 실시예의 경우 상기 제2 센싱셀들(320b)은 벤딩 특성에 양호한 투명 도전 재질로서 은 나노와이어(AgNW)로 구현함을 특징으로 한다.
또한, 도 6에 도시되지 않았으나, 상기 벤딩축을 중심으로 활성영역을 2개로 분할하고, 제 1활성영역에서 인출된 제 1센싱라인들(미도시)은 비활성영역 하측 끝단에 구비된 제 1패드부(미도시)에 연결되고, 제 2활성영역에서 인출된 제 2센싱라인들(미도시)은 비활성영역 상측 끝단에 구비된 제 2패드부(미도시)에 연결되도록 하여 상기 센싱라인들이 벤딩축과 교차되는 영역이 발생되지 않아 상기 벤딩축 기준으로 반복된 벤딩에도 상기 센싱라인들이 손상됨을 방지할 수도 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: 박막 기판
220, 320: 센싱패턴
230: 센싱라인

Claims (20)

  1. 벤딩축을 중심으로 벤딩될 수 있는 제1 영역, 및 상기 제1 영역을 사이에 둔 복수의 제2 영역을 포함하는 박막 기판; 및
    상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제1 방향을 따라 배열된 제1 센싱셀들, 및 상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제2 방향을 따라 배열된 제2 센싱셀들을 포함하는 센싱패턴들을 포함하는 센싱 패널로서,
    상기 센싱 패널이 벤딩된 제1 상태에서 상기 제1 영역은 제1 곡률을 갖고, 상기 제2 영역은 평평하고,
    상기 센싱 패널이 벤딩되지 않은 제2 상태에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 평평하며,
    상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격과 상이한 센싱 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은, 상기 제2 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격과 상이한 센싱 패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상태에서 상기 제1 면의 일부가 서로 마주보는 센싱 패널.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격보다 큰 센싱 패널.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상태에서 상기 박막 기판의 제2 면의 일부가 서로 마주보는 센싱 패널.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들 간의 간격보다 작은 센싱 패널.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 벤딩축은 상기 제1 방향으로 연장하는 센싱 패널.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 센싱셀들은 상기 제1 영역에 배치된 복수의 서브 센싱셀들을 포함하고,
    상기 서브 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 제1 센싱셀들 간의 간격보다 작은 센싱 패널.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 서브 센싱셀들은 동일한 센싱라인에 연결되는 센싱 패널.
  10. 벤딩축을 중심으로 벤딩될 수 있는 제1 영역, 및 상기 제1 영역을 사이에 둔 복수의 제2 영역을 포함하는 박막 기판; 및
    상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제1 방향을 따라 배열된 제1 센싱셀들, 및 상기 박막 기판의 제1 면에 위치하며, 제2 방향을 따라 배열된 제2 센싱셀들을 포함하는 센싱패턴들을 포함하는 센싱 패널로서,
    상기 센싱 패널이 벤딩된 제1 상태에서 상기 제1 영역은 제1 곡률을 갖고, 상기 제2 영역은 평평하고,
    상기 센싱 패널이 벤딩되지 않은 제2 상태에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 평평하며,
    상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적과 상이한 센싱 패널.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 센싱 패널이 벤딩된 제1 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은, 상기 제2 상태에서의 상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적과 상이한 센싱 패널.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 상태에서 상기 제1 면의 일부가 서로 마주보는 센싱 패널.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적보다 작은 센싱 패널.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 상태에서 상기 박막 기판의 제2 면의 일부가 서로 마주보는 센싱 패널.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적은 상기 제2 영역에 배치된 상기 센싱셀들의 면적보다 큰 센싱 패널.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 벤딩축은 상기 제1 방향으로 연장하는 센싱 패널.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 센싱셀들 및 상기 제2 센싱셀들은 서로 다른 도전층으로 이루어지는 센싱 패널.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 센싱셀들은 상기 제1 영역에 배치된 복수의 서브 센싱셀들을 포함하고,
    상기 서브 센싱셀들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 제1 센싱셀들 간의 간격보다 작은 센싱 패널.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 서브 센싱셀들은 동일한 센싱라인에 연결되는 센싱 패널.
  20. 제1 내지 제19 항 중 어느 한 항에 따른 센싱 패널; 및
    상기 센싱 패널 상에 배치된 발광 소자를 포함하는 표시 장치.
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KR1020200015183A KR102245826B1 (ko) 2020-02-07 2020-02-07 플렉서블 터치 스크린 패널 이를 구비한 플렉서블 표시장치

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