KR20220096393A - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 투명한 소재로 마련되는 커버 글라스, 커버 글라스의 하부에 부착되는 디스플레이 패널, 커버 글라스와 디스플레이 패널 사이에 배치되는 터치 센서패널, 디스플레이 패널의 배면을 지지하는 백플레이트, 디스플레이 패널이 삽입되는 메탈 플레이트와 커버 프레임, 및 터치 센서패널과 연결되는 터치 연성인쇄회로를 포함하고, 터치 연성인쇄회로는 슬릿형태의 패턴이 형성된 구리박층을 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}

본 명세서는 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연성인쇄회로가 디스플레이 패널에 부착된 후 제품 생산 프로세스에 근거하여 이동/검사 간 제품에 외력 작용 시 발생하는 크랙을 방지할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시장치(Display Apparatus)가 개발되고 있다.

표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Apparatus: LCD), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Apparatus: OLED), 양자점 표시장치(Quantum Dot Display Apparatus) 등을 들 수 있다.

유기발광 표시장치에는 디스플레이 패널 및 다양한 기능들을 제공하기 위한 다수의 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널을 제어하기 위한 하나 이상의 디스플레이 구동 회로들이 디스플레이 어셈블리(assembly)에 포함될 수도 있다. 구동 회로들의 예들은 게이트 드라이버들, 발광(소스) 드라이버들, 전력(VDD) 라우팅, ESD(electrostatic discharge) 회로들, MUX(multiplex) 회로들, 데이터 신호 라인들, 캐소드 컨택들, 및 터치 센서와 터치 회로들을 포함한다.

이때, 구동 회로는 필수적으로 연성인쇄회로기판(Flexible Prited Circuit Board: FPCB)이 필요하며, 앞서 기재한 터치 센서와 터치 회로에도 연성인쇄회로기판(FPCB)이 필요하다.

터치 센서 및 터치 회로는 표시장치의 완성 전 단계에서 성능의 이상유무를 확인 하기 위해 터치 검사를 진행할 수 있다. 터치 검사는 터치용 연성인쇄회로기판(FPCB)을 검사기에 연결하고 성능의 이상유무를 직접 디스플레이 패널을 터치하며 검출하는 방식일 수 있다.

터치용 연성인쇄회로기판(FPCB)의 경우 신호선을 포함하고 신호선을 보호하기 위한 커버레이들이 배치되는데 일정 수준 이상의 강도와 내인장력을 가지도록 설계될 수 있다.

이러한 터치용 연성인쇄회로기판(FPCB)에 외력이 작용할 경우, 인가된 외력을 충분히 분산시키기 못하고, 터치 센서와 연결된 본딩 구간에 집중될 수 있다. 지속적으로 연성인쇄회로기판(FPCB)에 인가된 외력이 본딩 구간에 집중되면, 스트레스의 누적으로 손상이 생기기 쉽고, 손상이 생기면 터치기능을 사용할 수 없게 되므로 터치용 연성인쇄회로기판(FPCB)의 본딩부 인근에서 발생하는 손상 및/또는 파생 부작용을 막기 위한 다양한 구조가 연구/적용되고 있다.

본 명세서는 터치 검사를 위한 터치용 연성인쇄회로기판(FPCB)을 검사자가 핸들링(Handling)할 때 연성인쇄회로기판(FPCB)이 터치 센서에 부착된 본딩 영역에서 발생하는 크랙 발생 저감 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 투명한 소재로 마련되는 커버 글라스, 커버 글라스의 하부에 부착되는 디스플레이 패널, 커버 글라스와 디스플레이 패널 사이에 배치되는 터치 센서패널, 디스플레이 패널의 배면을 지지하는 백플레이트, 디스플레이 패널이 삽입되는 메탈 플레이트와 커버 프레임, 터치 센서패널과 연결되는 터치 연성인쇄회로, 및 터치 연성인쇄회로는 슬릿 형태의 패턴이 형성된 구리박층을 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

위에서 언급된 본 명세서의 기술적 과제 외에도, 본 명세서의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 실시예들에 의하면, 표시장치에 사용되는 터치용 연성인쇄회로기판(FPCB)에 외력이 작용하면 연성인쇄회로기판(FPCB)이 인가된 외력을 잘 분산시킬 수 있도록 잘 구부러지는 구조를 적용하여, 연성인쇄회로기판(FPCB)의 손상으로 인한 불량 문제가 개선된 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 본 명세서의 실시예들은, 신뢰성이 증진된 표시장치를 제공할 수 있다.

이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 실시예의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 단면에서 터치 연성인쇄회로의 변화를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 터치 연성인쇄회로의 분해 사시도이다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 커버레이층의 평면을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 커버레이층의 평면을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 명세서의 실시예에 따른 구리박층의 평면을 도시한 평면도이다.
도 8은 터치 연성인쇄회로를 만드는 공정 순서도이다.
도 9는 본 명세서의 터치 연성인쇄회로의 단면을 도시한 단면도이다.

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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 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 언급한 '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.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 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.

본 명세서에서 표시장치는 표시패널과 표시패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM), 유기발광 모듈(OLED Module), 양자점 모듈(Quantum Dot Module)과 같은 협의의 표시장치를 포함할 수 있다. 그리고, LCM, OLED 모듈, QD 모듈 등을 포함하는 완제품(complete product 또는 final product)인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 자동차용 장치(automotive display) 또는 차량(vehicle)의 다른 형태 등을 포함하는 전장장치(equipment display), 스마트폰 또는 전자패드 등의 모바일 전자장치(mobile electronic device) 등과 같은 세트 전자장치(set electronic device) 또는 세트 장치(set device 또는 set apparatus)도 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에서의 표시장치는 LCM, OLED 모듈, QD 모듈 등과 같은 협의의 디스플레이 장치 자체, 및 LCM, OLED 모듈, QD 모듈 등을 포함하는 응용제품 또는 최종소비자 장치인 세트 장치까지 포함할 수 있다.

그리고, 경우에 따라서는, 표시패널과 구동부 등으로 구성되는 LCM, OLED 모듈, QD 모듈을 협의의 표시장치로 표현하고, LCM, OLED 모듈, QD 모듈을 포함하는 완제품으로서의 전자장치를 세트장치로 구별하여 표현할 수도 있다. 예를 들면, 협의의 표시장치는 액정(LCD), 유기발광(OLED) 또는 양자점(Quantum Dot)의 표시패널과, 표시패널을 구동하기 위한 제어부인 소스 PCB를 포함하며, 세트장치는 소스 PCB에 전기적으로 연결되어 세트장치 전체를 제어하는 세트 제어부인 세트 PCB를 더 포함하는 개념일 수 있다.

본 실시예에 사용되는 표시패널은 액정표시패널, 유기전계발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 표시패널, 양자점(QD: Quantum Dot) 표시패널 및 전계발광 표시패널(electroluminescent display panel) 등의 모든 형태의 표시패널이 사용될 수 있으며, 본 실시예의 유기전계발광(OLED) 표시패널용 플렉서블 기판과 하부의 백플레인 지지구조로 베젤 벤딩을 할 수 있는 특정한 표시패널에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 명세서의 실시예에 따른 표시장치에 사용되는 표시패널은 표시패널의 형태나 크기에 한정되지 않는다.

예를 들면, 표시패널이 유기전계발광(OLED) 표시패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀(Pixel)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 픽셀에 선택적으로 전압을 인가하기 위한 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이와, 어레이 상의 유기 발광 소자(OLED)층, 및 유기 발광 소자층을 덮도록 어레이 상에 배치되는 봉지 기판 또는 봉지층(Encapsulation) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 봉지층은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자층 등을 보호하고, 유기 발광 소자층으로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 어레이 상에 형성되는 층은 무기발광층(inorganic light emitting layer), 예를 들면 나노사이즈의 물질층(nano-sized material layer) 또는 양자점(quantum dot) 등을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 도 1은 표시장치들 내에 통합될 수도 있는 예시적인 유기전계발광(OLED) 디스플레이 패널을 예시한다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는 커버 글라스(10), 제1 광투명 접착층(Optical Clear Adhesive: OCA, 20), 터치 센서패널(30), 제2 광투명접착층(40), 편광필름(Polarizer film: 50), 디스플레이 패널(60), 백플레이트(70), 및 메탈 플레이트(80)를 포함하고, 디스플레이 패널(60)의 드라이버용 구동 연성회로필름(90), 터치 센서패널(30)용 터치 연성인쇄회로(100)가 배치될 수 있다. 터치 센서패널(30), 편광필름(50), 디스플레이 패널(60), 백플레이트(70)를 포함하여 디스플레이 유닛이라 통칭할 수 있다.

이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 최상부에 외부의 충격으로부터 디스플레이 패널(60)과 터치 센서패널(30) 등을 보호하는 커버 글라스(10)가 있고, 커버 글라스(10)와 터치 센서패널(30)과의 사이를 부착시켜 주는 제1 광투명접착층(20)이 배치될 수 있다. 터치 센서패널(30)이 커버 글라스(10)와 가까운 곳에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 별도의 터치 센서패널(30)이 존재하는 경우를 예시하였으나 이에 한정되지 않고, 디스플레이 패널(60) 내부에 적층될 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(60)의 봉지층 상부에 터치 센서층을 배치하는 기술(TOE: Touch on Encap) 같은 경우도 적용 가능하다. 이때, 터치용 연성인쇄회로(FPCB)는 디스플레이 패널(60)의 일부에 배치된 패드를 통해 터치 신호를 수신할 수 있다. 본 실시예에서는 터치 센서패널(30)의 일부에 배치된 패드를 통해 터치 연성인쇄회로(100)가 연결될 수 있다. 터치 센서패널(30)의 하부에 제2 광투명접착층(40)과 편광필름(50)이 배치될 수 있다. 편광필름(50)의 하부에 디스플레이 패널(60)과 백플레이트(70)가 순차적으로 배치되고, 백플레이트(70)의 하부에 메탈플레이트(80)가 배치되어 표시장치를 견고하게 지지할 수 있다. 디스플레이 패널(60)에 구동신호를 공급하는 구동 연성인쇄회로(90)가 연결될 수 있고, 백플레이트(70)는 연성의 기판으로 제작되는 디스플레이 패널(60)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 백플레이트(70)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate: PET) 같은 재질로 제작될 수 있고, 탄성력, 내주름성, 내열성 등이 좋아 디스플레이 패널(60)의 완성단계에서 배면에 부착하여 모듈 조립시 용이하게 사용될 수 있다.

도 2는 표시장치의 완성 전 조립단계에서 터치 연성인쇄회로(100)와 터치 센서패널(30)의 결합구조를 보여주는 단면을 도시하였다.

도 2를 참조하면, 커버 글라스(10), 터치 센서패널(30), 편광필름(50), 디스플레이 패널(60), 및 백플레이트(70)가 결합된 단면을 알 수 있다. 커버 글라스(10)와 터치 센서패널(30) 사이에 배치된 제1 광투명접착층(20), 터치 센서패널(30)과 편광필름(50)사이에 배치된 제2 광투명접착층(40)은 설명의 편의를 위해 생략하였다.

도 1에서 개시되진 않았지만, 커버 글라스(10)의 하면과 디스플레이 패널(60)의 주변을 둘러싸도록 커버 프레임(11)이 추가로 배치될 수 있다. 커버 프레임(11)은 외부 충격으로부터 내부의 디스플레이 패널을 보호하기 위해 알루미늄 내지 스테인리스 스틸 등의 금속소재의 재료가 사용될 수 있다.

터치 센서패널(30)은 사용자의 손가락을 인지하기 위해 2종류의 전극을 배치하여 X, Y 좌표를 구분할 수 있고, 손가락이 접촉한 위치를 인지하여 이를 구동부에 전달하고 디스플레이 패널(60)에 표현할 수 있게 된다. 이러한 2종류의 전극을 통상 Rx전극(31)과 Tx전극(32)으로 부르며, 도 2에서는 터치 센서패널(30)의 양면에 배치되는 것으로 표현하였다. 하지만 Rx전극(31)과 Tx전극(32)의 위치는 반드시 터치 센서패널(30)의 양면에 배치되는 것으로 한정되지 않고, 터치 센서패널(30)의 일면에 배치되도록 설계될 수도 있다.

Rx전극(31)과 Tx전극(32)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, Rx전극(31)과 Tx전극(32)은 ITO 및 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 형성된 투명 전극일 수 있다.

터치 연성인쇄회로(100)는 터치 센서패널(30)의 일단에 배치된 패드(미도시)와 일측이 연결되고 반대측은 미결합 상태로 모듈 공정을 진행할 수 있다. 터치 연성인쇄회로(100)는 커버 프레임(11)과 디스플레이 패널(60)의 사이 공간에서 유동성을 가진 상태로 모듈 공정을 진행하다 보면, 공정 중간 과정에서 작업자의 손이나 기구물에 간섭에 의해 외력을 받을 수 있다. 도 2처럼, 외력에 의해 터치 연성인쇄회로(100)의 일부분이 디스플레이 패널(60)에 닿거나 반대로 커버 프레임(11)에 접촉할 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 터치 연성인쇄회로(100)가 외력에 의해 형태가 변형되는 예를 도시하였다. 모듈 공정 중에 작업자 내지 기구물의 간섭으로 인해 터치 연성인쇄회로(100)는 이격된 공간인 커버 프레임(11)과 디스플레이 패널(60)사이 공간에서 흔들릴 수 있다. 모듈 공정 중에 진행되는 터치 검사 시 작업자는 터치 연성인쇄회로(100)를 검사장치에 연결하기 위해 손으로 조작할 수 있고, 검사장치에서의 동작으로 인해 터치 연성인쇄회로(100)에 외력이 지속적으로 인가될 수 있다. 도 3a를 참조하면, 터치 연성인쇄회로(100)가 A지점과 A'지점 사이에서 주로 변형될 수 있으나, 실제 작업자의 핸들링에 의해 더 넓은 범위로 변형될 수 있다. 이때 터치 연성인쇄회로(100)에 인가되는 외력은 터치 연성인쇄회로(100)에서 탄성이 가장 낮은 지점인 터치 센서패널(30)과 연결되는 패드 인근에 집중될 수 있다. 외력에 의해 발생하는 터치 연성인쇄회로(100)의 운동에너지는 유동성이 없는 터치 센서패널(30)의 패드부 인근의 터치 연성인쇄회로(100)에 집중될 수 있다. 이로 인한, 스트레스 누적으로 인해 터치 센서패널(30)의 패드부 인근의 터치 연성인쇄회로(100)에 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 크랙이 발생하지 않더라도 터치 센서패널(30)의 패드부 인근 영역에 스트레스가 누적될 수 있다.

터치 검사가 완료되고, 모듈공정 마지막 단계에서 세트에 결합되면, 터치 연성인쇄회로(100)는 완전히 휘어져서 백플레이트(70)의 배면과 메탈 플레이트(80)의 사이 공간으로 들어갈 수 있다.

도 3b를 참조하면, 터치 연성인쇄회로(100)는 세트와 연결되기 위해 B지점까지 완전히 휘어져서 백플레이트(70)와 메탈 플레이트(80) 사이에 배치될 수 있다. 도 3a단계에서 터치 연성인쇄회로(100)에 크랙이 발생하지 않더라도, 도 3b단계에서 누적된 스트레스로 인해 크랙이 발생할 수 있다.

도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 우선 도 3a에서 터치 센서패널(30)의 패드와 인접한 영역의 터치 연성인쇄회로(100)에 크랙이 발생하거나, 도 3b에서 터치 연성인쇄회로(100)에 크랙이 발생할 수 있는 것을 확인하였다. 어느 단계에서든 터치 연성인쇄회로(100)에 크랙이 발생한다면 해당 제품은 터치 기능이 정상 동작하지 않을 가능성이 높고, 재작업을 통한 보완 내지 제품의 폐기로 인한 추가 비용이 발생할 수 밖에 없다.

도 4는 터치 연성인쇄회로(100)의 구조를 분해한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 터치 연성인쇄회로(100)는 총 5개의 층으로 구성될 수 있다. 터치 연성인쇄회로(100)는 제1 커버레이층(110), 제1 접착층(120), 구리박층(130), 제2 접착층(140), 제2 커버레이층(150)으로 구성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1 커버레이층(110)과 제2 커버레이층(150)은 터치 연성인쇄회로(100)의 최외곽에 배치되며, 구리박층(130)을 보호하기 위해 배치될 수 있다. 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)은 고내열성, 고굴곡성을 가진 폴리이미드 베이스 필름으로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 접착층(120, 140)은 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)과 구리박층(130)을 하나의 구성으로 부착될 수 있도록 하는 기능을 하며, 에폭시계 열경화형 접착물질로 구성될 수 있다. 접착제 성분은 안정된 성능을 발휘하기 위해 내열성, 내약품성이 양호한 에폭시 수지를 주성분으로 하는 접착제 조성물이 사용될 수 있다. 하지만 커버레이 필름에 접착제 조성물이 추가되면, 강성이 증가하여 유연성이 충분히 확보되지 않게 되고, 표시장치에 디스플레이 모듈을 실장할 때 공정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 4의 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)은 패턴을 갖도록 제작할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)에 격자형, 우물 정(井)자형, 다이아몬드 내지 메쉬(Mesh) 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 핫프레스 공법을 통해 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)에 메쉬 형태의 패턴을 형성하면, 패턴이 형성된 부분이 국부적으로 얇은 두께를 가지도록 할 수 있다. 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)에 패턴을 통한 두께 변형부를 형성하면, 제1 및 제2 접착층(120, 140)과 결합되더라도 유연성이 저하되지 않고 공정성을 확보할 수 있다.

도 4를 참조하면, 구리박층(130)도 일정한 패턴이 형성된 것을 알 수 있다. 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)에 패턴을 형성하고, 실질적인 신호배선이 형성된 구리박층(130)도 휘어지는 방향과 평행하도록 라인형 패턴을 형성하여 주름진 구조를 형성할 수 있다. 구리박층(130)의 경우 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)과 달리 패턴을 형성하면서 층의 두께를 달리하지 않고, 상하 요철의 주름구조를 라인형으로 배치할 수 있다. 주름구조를 통해 구리박층(130)의 두께 변화없이 휘어지는 방향으로 변형을 흡수할 수 있는 구조를 달성할 수 있다. 구리박층(130)은 구리 물질 특성 상 두께가 얇아지면 경미한 휨 응력에도 크랙이 발생할 수 있으므로 배선의 강성을 확보하기 위해 두께를 줄이지 않는 가공이 필요하다.

도 5는 커버레이층(500)의 평면 패턴 형상에 따른 실시예를 도시하였다.

도 5를 참조하면, 커버레이층(500)에 제1 패턴(510)을 격자형태로 배열할 수 있고, 제1 패턴(510)은 패턴이 없는 커버레이층(500)보다 두께가 얇은 영역일 수 있다. 커버레이층(500)과 접착층이 함께하면 유연성이 저하되는 특징이 있음으로 이를 방지하기 위해 국부적으로 두께를 얇게 하는 제1 패턴(510)을 격자 형태 내지 메쉬 형태로 배치하여 커버레이층(500)이 잘 휘어지도록 할 수 있다.

두께가 얇은 제1 패턴(510)을 격자 내지 메쉬 형태로 배치하여 커버레이층(500)이 하나의 방향이 아닌 다양한 방향으로 잘 휘어질 수 있도록 할 수 있다. 다만 제1 패턴(510)의 깊이를 과도하게 하면 커버레이층(500)에 크랙이 발생하여 구리박층(130)을 보호하지 못할 수 있기 때문에, 제1 패턴(510)의 깊이는 커버레이층(500) 두께의 1/4 수준에서 최대 1/2 수준을 넘지 않도록 형성할 수 있다. 커버레이층(500)에 형성된 제1 패턴(510)의 깊이가 커버레이층(500) 두께의 1/2 수준을 넘게되면 터치 검사 시 작업자 내지 장비에서의 유동으로 인해 커버레이층(500)에 크랙이 발생할 수 있다. 일단, 커버레이층(500)에 크랙이 발생하면, 터치 연성인쇄회로(100)에 인가된 휨 응력이 크랙을 중심으로 집중될 수 있다. 이로 인해, 커버레이층(500)에 크랙이 점점 커질 수 있고, 연쇄반응으로 커버레이층(500)의 탄성 지지력이 저하될 수 있다. 탄성지지력이 휨 응력의 항복점에 도달하면 커버레이층(500)이 견디지 못하고 터치 연성인쇄회로(100)가 둔각 내지 직각으로 접히는 현상이 발생할 수 있다. 터치 연성인쇄회로(100)에서 탄성력이 부족한 구리박층(130)에 단선이 발생할 수 있다. 구리박층(130)의 단선 방지를 위해 커버레이층(500)이 일정 두께를 유지하도록 하는 것은 중요한 인자일 수 있다.

커버레이층(500)의 제1 패턴(510)을 터치 연성인쇄회로(100)의 제1 커버레이층(110)과 제2 커버레이층(150)에 적용하면, 검사 작업자 내지 검사 장비에 적용하는 일련의 핸들링에 구리박층(130)을 잘 보호하면서도 터치 연성인쇄회로(100)가 잘 휘어질 수 있도록 할 수 있다.

도 6은 커버레이층(500)의 평면 패턴 형상에 따른 다른 실시예를 도시하였다.

도 6을 참조하면, 커버레이층(500)에 제2 패턴(520)을 라인 형태 내지 슬릿(Slit) 형태로 배치할 수 있다. 제2 패턴(520)의 형상을 라인 내지 슬릿 형태로 배치하면 일방향에 대한 휨 대응이 좋을 수 있다. 터치 센서패널(30)의 패드에서 연장되는 방향에 수직되도록 라인 내지 슬릿 형태로 배치하면 터치 연성인쇄회로(100)가 세트에 결합되는 방향으로 잘 휘어질 수 있다. 일정한 간격으로 제2 패턴(520)을 배치할 수 있고, 커버레이층(500) 전체적으로 일정한 곡률반경을 갖도록 휘어질 수 있다.

제2 패턴(520)도 도 5의 제1 패턴(510)과 유사하게 일정한 깊이를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 패턴(520)의 깊이를 과도하게 하면 커버레이층(500)에 크랙이 발생하여 구리박층(130)을 보호하지 못할 수 있기 때문에, 제2 패턴(520)의 깊이는 커버레이층(500) 두께의 1/4 수준에서 최대 1/2 수준을 넘지 않도록 형성할 수 있다.

커버레이층(500)에 형성된 제2 패턴(520)의 깊이가 커버레이층(500) 두께의 1/2 수준을 넘게되면 터치 검사 시 작업자 내지 장비에서의 유동으로 인해 커버레이층(500)에 크랙이 발생할 수 있다. 일단, 커버레이층(500)에 크랙이 발생하면, 터치 연성인쇄회로(100)에 인가된 휨 응력이 크랙을 중심으로 집중될 수 있다. 이로 인해, 커버레이층(500)에 크랙이 점점 커질 수 있고, 연쇄반응으로 커버레이층(500)의 탄성 지지력이 저하될 수 있다. 탄성 지지력이 휨 응력의 항복점에 도달하면 커버레이층(500)이 견디지 못하고 터치 연성인쇄회로(100)가 예각 내지 직각으로 접히는 현상이 발생할 수 있다.

커버레이층(500)이 접히면 연쇄적으로 터치 연성인쇄회로(100)에서 탄성력이 부족한 구리박층(130)에 단선이 발생할 수 있다. 구리박층(130)의 단선 방지를 위해 커버레이층(500)이 일정 두께를 유지하도록 하는 것은 중요한 인자일 수 있다.

커버레이층(500)의 제2 패턴(520)을 터치 연성인쇄회로(100)의 제1 커버레이층(110)과 제2 커버레이층(150)에 적용하면, 검사 작업자 내지 검사 장비에 적용하는 일련의 핸들링에 구리박층(130)을 잘 보호하면서도 터치 연성인쇄회로(100)가 잘 휘어질 수 있도록 할 수 있다. 다만 메쉬 형태의 제1 패턴(510)과 달리 라인 형태의 제2 패턴(520)은 라인 형태의 패턴에 수직방향으로 휠 때 잘 휘어질 수 있다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 터치 연성인쇄회로(100)를 구성하는 제1 커버레이층(110)과 제2 커버레이층(150)의 패턴을 단일하게 형성할 수도 있지만, 이종 패턴으로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 터치 연성인쇄회로(100)가 세트에 결합될 때 외측에 위치하는 제1 커버레이층(110)을 도 5의 실시예인 메쉬 형태로 하고 세트에 결합될 때 내측에 위치하는 제2 커버레이층(150)을 도 6의 실시예인 라인 형태로 배치할 수 있다. 제1 커버레이층(110)과 제2 커버레이층(150)의 패턴을 달리 배치하면, 휨에 의한 인장 응력이 상대적으로 크게 작용하는 제1 커버레이층(110)이 잘 휘어지면서 압축 응력이 상태적으로 크게 작용하는 제2 커버레이층(150)이 압축 응력을 제1 커버레이층(110)보다 잘 견디면서 보다 유연하게 휘어질 수 있다.

도 7은 구리박층(300)의 평면 패턴 형상에 따른 실시예를 도시하였다.

도 7을 참조하면, 구리박층(300)에 도 6의 커버레이층(500)과 유사한 라인 형태 내지 슬릿 형태의 제3 패턴(310)을 형성할 수 있다. 도 6의 제2 패턴(520)처럼 터치 연성인쇄회로(100)가 휘어질 때 일방향으로 잘 휘어질 수 있도록 라인 형태 내지 슬릿 형태의 제3 패턴(310)을 형성하였다. 도 5의 커버레이층(500)처럼 메쉬 형태의 패턴을 구리박층(300)에 배치하지 않는 이유는 구리박층(300)이 커버레이층(500)처럼 탄성력이 작거나 없기 때문에 과도한 패턴을 형성하지 않는 것이 선호되기 때문이다. 예를 들면, 구리박층(300)의 경우 외부 응력에 의해 한 방향으로 휘어지면, 탄성력이 작기 때문에 원래의 형태로 돌아오지 않는 특성이 있다.

또한, 구리박층(300)의 구리 물질은 쉽게 크랙이 발생할 수 있기 때문에 제3 패턴(310)을 커버레이층(500)의 제1 내지 제2 패턴(510, 520) 보다 크게 형성할 수 있다. 제3 패턴(310)의 폭은 제1 내지 제2 패턴(510, 520)보다 약 2배 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 도 4의 설명에서 기재한 바와 같이, 구리박층(300)은 배선의 강성을 확보하기 위해 두께를 유지하면서 제3 패턴(310)을 형성할 수 있다.

도 8은 터치 연성인쇄회로(100)를 제작하기 위한 방법의 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 연성인쇄회로(100)의 제조방법은 우선 구리박층(300)에 터치 센서패널(30)의 신호 송수신을 위한 회로 형성(S1)을 할 수 있다. 터치 센서패널(30)의 Rx전극(31)과 Tx전극(32)에 대응되는 회로를 배치하는 단계를 회로 형성(S1)을 통해 진행할 수 있다.

회로가 형성된 구리박층(300)을 Press가공법을 통해 일방향으로 슬릿 패턴이 형성되도록 가공(S2)할 수 있다. 슬릿 패턴은 제3 패턴(310)일 수 있고, 구리박층(300)의 두께 변화없이 상하 요철을 형성하여 전체 면적이 증가하는 효과를 가질 수 있다.

구리박층(300)이 준비되면 커버레이층(500)을 준비하고 Press가공법을 통해 커버레이층(500)을 가공(S3)할 수 있다. 이때, 가열을 통한 Hot Press가공법을 통해 커버레이층(500)의 두께와 패턴형태를 제어할 수 있다. 제1 내지 제2 패턴(510, 520)을 형성할 수 있다.

구리박층(300)과 커버레이층(500)이 준비되면, 접착층을 통한 적층공정(S4)을 진행할 수 있다. 구리박층(300)과 커버레이층(500) 사이에 배치되는 접착층이 결합되면 터치 연성인쇄회로(100)가 완성될 수 있다.

도 9는 터치 연성인쇄회로(100)의 단면을 도시한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 제1 커버레이층(110)과 제2 커버레이층(150)에 일정한 깊이를 가지는 패턴들이 형성되고, 가운데 구리박층(130)은 상하로 돌출부를 갖는 패턴이 형성된 것을 알 수 있다.

앞서 기재한 바와 같이, 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)은 부분적으로 두께가 얇아지는 형상으로 외력에 의해 터치 연성인쇄회로(100)가 휘어질 때 보다 잘 휘어질 수 있도록 탄성력을 국부적으로 줄여주는 효과가 있을 수 있다.

구리박층(130)은 두께 변화 없이 상하로 돌출부를 갖는 패턴이 형성되면서, 전체 면적이 증가하였고, 이로 인해 터치 연성인쇠홰로(100)가 휘어질 때 증가된 면적으로 인해 휨 응력에 보다 잘 견뎌서 크랙이 발생하지 않도록 할 수 있다.

구리박층(130)과 제1 및 제2 커버레이층(110, 150)에서 패턴의 폭을 비교하기 위해 제1 커버레이층(110)의 제1 패턴(111)의 폭을 A라고 하고, 구리박층(130)의 제3 패턴(131)의 폭을 B라고 할 수 있다. 제1 패턴의 폭(A)과 제3 패턴의 폭(B)을 비교하면, 일변의 위치가 동일 할 수 있으나 반대쪽 변의 위치는 상이 할 수 있다. 제1 커버레이층(110)의 제1 패턴(111)의 폭(A)을 구리박층(130)의 제3 패턴(131)의 폭(B) 보다 좁게 형성할 수 있다. 제1 패턴(111)은 제1 커버레이층(110)의 탄성력을 약화시키기 위해 좁은 폭과 얕은 깊이를 가지는 패턴으로 촘촘하게 배치될 수 있다. 앞서 기재한 바와 같이, 제1 내지 제2 커버레이층(110, 150)의 탄성력을 약화시키기 위함이나 자칫 패턴의 폭이나 깊이가 커지면 외력에 대해 탄성력을 잃을 수도 있기 때문에 제1 내지 제2 커버레이층(110, 150)에 형성하는 패턴은 좁고 촘촘하게 배열하는 것이 선호될 수 있다.

구리박층(130)은 앞서 기재한 바와 같이, 탄성력이 약하거나 없기 때문에 제3 패턴(131)을 비교적 크게 형성하여 패턴 형성 시 구리박층(130)에 손상을 주지 않도록 할 수 있다. 따라서 제1 커버레이층(110)에 형성된 제1 패턴(111)의 폭(A)보다 구리박층(130)에 형성된 제3 패턴(131)의 폭(B)이 훨씬 클 수 있다. 제1 커버레이층(110)의 제1 패턴(111)은 메쉬 형태의 패턴일 수도 있고, 슬릿 형태의 패턴일 수도 있다.

제1 커버레이층(110)의 제1 패턴(111)은 제2 커버레이층(150)이 제2 패턴(151)과 대칭되도록 형성될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 양자점 표시장지(Quantum Dot Display Device)를 포함한다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, LCM, OLED 모듈 등을 포함하는 완제품(complete product 또는 final product)인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 자동차용 장치(automotive display apparatus) 또는 차량(vehicle)의 다른 형태 등을 포함하는 전장장치(equipment display apparatus), 스마트폰 또는 전자패드 등의 모바일 전자장치(mobile electronic device apparatus) 등과 같은 세트 전자 장치(set electronic device apparatus) 또는 세트 장치(set device 또는 set apparatus)도 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 투명한 소재로 마련되는 커버 글라스, 커버 글라스의 하부에 부착되는 디스플레이 패널, 커버 글라스와 디스플레이 패널 사이에 배치되는 터치 센서패널, 디스플레이 패널의 배면을 지지하는 백플레이트, 디스플레이 패널이 삽입되는 메탈 플레이트와 커버 프레임, 및 터치 센서패널과 연결되는 터치 연성인쇄회로를 포함하고, 터치 연성인쇄회로는 슬릿형태의 패턴이 형성된 구리박층을 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치에서 터치 연성인쇄회로는 커버레이층을 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 커버레이층은 제1 커버레이층과 제2 커버레이층을 포함하고, 구리박층이 제1 커버레이층과 제2 커버레이층 사이에 배치될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치에서 제1 커버레이층과 제2 커버레이층 중 적어도 하나에 메쉬형태의 패턴이 형성될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 제1 커버레이층과 제2 커버레이층 중 적어도 하나에 슬릿형태의 패턴이 형성될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 메쉬형태의 패턴 폭이 슬릿형태의 패턴 폭보다 작을 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 메쉬형태의 깊이가 제1 커버레이층과 제2 커버레이층의 1/2 두께보다 작을 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 제1 또는 제2 커버레이층의 슬릿형태의 패턴 폭이 구리박층의 슬릿형태의 폭보다 작을 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 투명한 소재로 마련되는 커버 글라스, 커버 글라스의 하부에 부착되는 디스플레이 유닛, 디스플레이 유닛이 삽입되는 메탈 플레이트와 커버 프레임, 및 디스플레이 유닛은 디스플레이 패널, 편광필름, 백플레이트, 터치 연성인쇄회로를 포함하고, 터치 연성인쇄회로는 메쉬형태의 패턴이 형성된 적어도 하나의 커버레이층을 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치에서 커버레이층은 제1 커버레이층과 제2 커버레이층을 구비할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 제1 커버레이층과 제2 커버레이층 중 적어도 하나에 슬릿형태의 패턴이 형성될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 터치 연성인쇄회로는 구리박층을 더 포함하고 구리박층이 제1 커버레이층과 제2 커버레이층 사이에 배치될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치에서 구리박층은 슬릿형태의 패턴이 형성되고 슬릿형태의 패턴은 디스플레이 유닛이 메탈 플레이트에 삽입 시 터치 연성인쇄회로가 휘어지는 방향과 수직하게 연장될 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 커버레이층의 메쉬형태의 패턴 폭이 구리박층의 슬릿형태의 패턴 폭보다 작을 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 메쉬형태의 깊이가 제1 커버레이층과 제2 커버레이층의 1/2 두께보다 작을 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 표시장치에서, 슬릿형태의 패턴이 형성된 상기 구리박층은 두께가 일정할 수 있다.

상술한 본 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 커버 글라스
20 : 제1 광투명 접착층
30 : 터치 센서패널
40 : 제2 광투명 접착층
50 : 편광필름
60 : 디스플레이 패널
70 : 백플레이트
80 : 메탈플레이트
90 : 구동 연성인쇄회로
100 : 터치 연성인쇄회로

Claims (16)

1. 투명한 소재로 마련되는 커버 글라스;
   상기 커버 글라스의 하부에 부착되는 디스플레이 패널;
   상기 커버 글라스와 상기 디스플레이 패널 사이에 배치되는 터치 센서패널;
   상기 디스플레이 패널의 배면을 지지하는 백플레이트;
   상기 디스플레이 패널이 삽입되는 메탈 플레이트와 커버 프레임; 및
   상기 터치 센서패널과 연결되는 터치 연성인쇄회로;
   를 포함하고,
   상기 터치 연성인쇄회로는 슬릿형태의 패턴이 형성된 구리박층을 포함하는 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치 연성인쇄회로는 커버레이층을 더 포함하는 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 커버레이층은 제1 커버레이층과 제2 커버레이층을 포함하고, 상기 구리박층이 상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층 사이에 배치된 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층 중 적어도 하나에 메쉬형태의 패턴이 형성된 표시장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층 중 적어도 하나에 슬릿형태의 패턴이 형성된 표시장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 메쉬형태의 패턴 폭은 상기 슬릿형태의 패턴 폭보다 작은 표시장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 메쉬형태의 깊이는 상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층의 1/2 두께보다 작은 표시장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1 또는 제2 커버레이층의 슬릿형태의 패턴 폭은 상기 구리박층의 슬릿형태의 폭보다 작은 표시장치.
9. 투명한 소재로 마련되는 커버 글라스;
   상기 커버 글라스의 하부에 부착되는 디스플레이 유닛;
   상기 디스플레이 유닛이 삽입되는 메탈 플레이트와 커버 프레임; 및
   상기 디스플레이 유닛은 디스플레이 패널, 편광필름, 백플레이트, 터치 연성인쇄회로를 포함하고,
   상기 터치 연성인쇄회로는 메쉬형태의 패턴이 형성된 적어도 하나의 커버레이층을 포함하는 표시장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커버레이층은 제1 커버레이층과 제2 커버레이층을 구비하는 표시장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층 중 적어도 하나에 슬릿형태의 패턴이 형성된 표시장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치 연성인쇄회로는 구리박층을 더 포함하고 상기 구리박층이 상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층 사이에 배치된 표시장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구리박층은 슬릿형태의 패턴이 형성되고 상기 슬릿형태의 패턴은 상기 디스플레이 유닛이 상기 메탈 플레이트에 삽입시 상기 터치 연성인쇄회로가 휘어지는 방향과 수직하게 연장되는 표시장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 커버레이층의 상기 메쉬형태의 패턴 폭은 상기 구리박층의 상기 슬릿형태의 폭보다 작은 표시장치.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 메쉬형태의 깊이는 상기 제1 커버레이층과 상기 제2 커버레이층의 1/2 두께보다 작은 표시장치.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 슬릿형태의 패턴이 형성된 상기 구리박층은 두께가 일정한 표시장치.

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