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KR102111628B1 - 플렉서블 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치 - Google Patents

플렉서블 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치 Download PDF

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KR102111628B1
KR102111628B1 KR1020130087829A KR20130087829A KR102111628B1 KR 102111628 B1 KR102111628 B1 KR 102111628B1 KR 1020130087829 A KR1020130087829 A KR 1020130087829A KR 20130087829 A KR20130087829 A KR 20130087829A KR 102111628 B1 KR102111628 B1 KR 102111628B1
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sensing
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이규택
이춘협
이정헌
민귀남
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판의 일면에 편광 기능층 및 터치 센서로서의 센싱패턴들을 일체형으로 형성함으로써, 플렉서블 특성을 확보함과 동시에 두께를 저감하고 영상의 시인성을 향상시키는 플렉서블한 터치 스크린 패널을 구현한다.
본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널은, 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판과; 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되며, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 편광 기능층과; 상기 편광 기능층 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 편광 기능층 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며, 상기 편광 기능층은 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되는 편광자 및 위상차 보상필름의 적층 구조로 구현된다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널 및 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.
단, 상기 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 터치 센서를 구현하는 센싱패턴 등을 형성하기 위해 박막 성막, 패턴 형성 공정 등이 필요하므로, 고 내열성 및 내 화학성 등의 특성이 요구된다.
이에 따라 종래의 경우 상기 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널은 상기 공정 특성에 부합되는 유리(glass) 기판 상에 감지패턴 등을 형성하였으나, 이 때, 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.
또한, 영상표시장치는 외광 반사 차단 등의 야외 시인성 향상을 위해 외면에 편광판이 부착되고, 기구 강도 향상을 위해 영상표시장치의 최외면에는 윈도우(Window) 기판이 부착된다.
이 경우 상기 편광판, 윈도우 및 터치 스크린 패널은 각각 별도로 제작한 후 이를 부착 또는 조립하는 공정을 거쳐야 하는데, 이는 터치 스크린 패널 전체 두께의 증가, 공정 효율의 감소, 수율 감소 등과 같은 문제를 야기하는 원인이 된다.
본 발명의 실시예는 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판의 일면에 편광 기능층 및 터치 센서로서의 센싱패턴들을 일체형으로 형성함으로써, 플렉서블 특성을 확보함과 동시에 두께를 저감하고 영상의 시인성을 향상시키는 플렉서블한 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, 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판과; 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되며, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 편광 기능층과; 상기 편광 기능층 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 편광 기능층 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며, 상기 편광 기능층은 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되는 편광자 및 위상차 보상필름의 적층 구조로 구현된다.
또한, 상기 편광자는 투명 점착층을 통해 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되고, 상기 위상차 보상필름은 투명 점착층을 통해 상기 편광자의 제 1면에 부착된다.
또한, 상기 투명 점착층은 용액형 점착제 또는 필름형 점착제로 구현될 수 있으며, 상기 용액형 점착제는 수용성 PVA 점착제, 폴리에스테르계, 폴리우라텐계 점착제 중 적어도 하나를 사용하여 구현되고, 상기 필름형 점착제는 플리아크릴계, 폴리실리콘계 점착제 중 하나를 사용하여 구현될 수 있다.
또한, 상기 윈도우 기판은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET) 중 적어도 하나로 형성된다.
또한, 상기 편광자는 폴리머 필름을 연신하여 구현되며, 상기 연신 방향의 흡수축을 가지며, 상기 편광자의 흡수축은 플렉서블 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축 사이의 각도가 45 내지 90도 사이가 되도록 구현되고, 상기 폴리머 필름은 PVA계 수지 재질이다.
또한, 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 구성되고, 상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들의 교차부에는 절연막이 개재된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치는, 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판과; 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되며, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 편광 기능층과; 상기 편광 기능층 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 편광 기능층 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들과; 상기 윈도우 기판의 제 1면 방향으로 상기 센싱패턴들 및 센싱라인들과 대면하도록 부착되는 플렉서블 표시장치가 포함되며, 상기 편광 기능층은 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되는 편광자 및 위상차 보상필름의 적층 구조로 구현된다.
이 때, 상기 플렉서블 표시장치는 유기전계 발광 표시장치로 구현될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 편광판에 포함된 TAC 재질의 지지층을 제거하여 편광자를 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판의 일면에 직접 부착하고, 상기 편광자의 다른 일면에 위상차 보상필름을 부착하고, 상기 위상차 보상필름의 일면에 터치 센서로서의 센싱패턴들을 형성함으로써, 플렉서블 특성을 확보함과 동시에 두께를 저감하고 영상의 시인성을 향상시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 플렉서블 표시장치의 일 영역(I-I')에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 편광자의 흡수축과 터치 스크린 패널의 굴곡축 사이의 최적 각도를 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 일 영역(I-I')에 대한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 플렉서블한 특성을 갖는 윈도우 기판(10)과, 상기 윈도우 기판(10)의 내측면인 제 1면 상에 편광자(12) 및 위상차 보상필름(16)이 순차적으로 부착되며, 상기 위상차 보상 필름(16)의 일면 상에 형성된 센싱패턴들(220)과, 상기 센싱패턴들(220)을 패드부(250)를 통해 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 센싱라인들(230)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 윈도우 기판(10)은 기존의 유리(glass)와 같이 단단한(rigid) 재질로 구현되지 않고, 플렉서블 특성을 갖는 투명 재질, 일 예로 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET), 폴리이미드(Polyimid, PI) 등과 같은 재질로 구현됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예의 경우 상기 윈도우 기판(10)이 단순히 표시장치의 최외면에 위치하는 투명기판으로서의 역할만 수행하는 것이 아니라, 편광자(12)를 보호 및 지지하는 기능을 수행함을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 편광 기능층(30)은 기존의 편광판에 포함된 TAC 재질의 지지층을 제거하여 구현되는 것으로, 편광자(12) 및 위상차 보상필름(16)이 상기 윈도우 기판(10)의 제 1면에 직접 부착됨으로써, 플렉서블한 특성 즉, 높은 굴곡 특성을 갖게 됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 편광자(12)는 투명 점착층(14)을 통해 윈도우 기판(10)의 제 1면에 부착되고, 상기 위상차 보상필름(16) 또한 투명 점착층(14)을 통해 상기 편광자(12)의 제 1면에 부착되며, 이와 같이 적층구조로 구현되는 상기 편광자(12) 및 위상차 보상필름(16)이 상기 편광 기능층(30)으로 동작하는 것이다.
기존의 편광판은 일반적으로 상, 하의 지지층 사이에 편광자가 개재되고, 상기 하부 지지층의 일면에 위상차 보상필름이 부착된 구조로 구현된다.
상기 편광자는 입사되는 광의 편광 정도에 따라 투과되는 광의 광량을 제어하는 역할을 수행하는 것으로서, 이는 PVA(Poly Vinyl Alcohol)를 포함하여 구현될 수 있다. 일 예로 상기 편광자는 요오드를 흡수한 PVA 필름을 강한 장력으로 연신함을 통해 편광을 구현하게 된다.
또한, 상기 편광자의 상, 하부에 구비되는 지지층은 상기 PVA 필름을 보호, 지지하기 위한 TAC(TriAcetyl Cellulose) 재질의 필름으로 구현될 수 있다.
이와 같은 편광판은 외광 반사 차단 등의 야외 시인성 향상을 위해 일반적으로 영상표시패널의 외측에 부착되는데, 상기 영상표시장치 패널 상부에 터치 스크린 패널이 부착되는 경우에는 상기 편광판은 상기 터치 스크린 패널의 외면에 부착될 수 있다.
그러나, 상기 편광판 및 터치 스크린 패널은 각각 별도로 제작한 후 이를 부착 또는 조립하는 공정을 거쳐야 하는데, 이 경우 공정 효율 감소, 수율 감소 등과 같은 단점이 발생된다.
특히 상기 적층 구조의 편광판의 경우 편광자가 약 20㎛, 상, 하 지지층이 각각 40㎛정도의 두께를 가지므로 전체적으로는 약 100㎛의 두께로 구현되는 바, 이를 터치 스크린 패널에 그대로 부착할 경우 터치 스크린 패널의 전체 두께가 증가되어 터치 스크린 패널의 박형화 추세에 역행한다는 단점이 있다.
또한, 상기 지지층의 재질인 TAC는 PVA와 비교할 때 상대적으로 단단한(rigid)한 특성을 가지고 있으므로, 상기 지지층이 구비된 편광판을 플렉서블한 터치 스크린 패널에 부착하게 되면 플렉서블 터치 스크린 패널의 굴곡 특성을 확보할 수 없게 되는 문제가 발생된다.
이에 본 발명의 실시예는 기존 편광판의 이러한 단점을 극복하기 위해 기존의 편광판에 구비된 지지층을 제거하고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판(10)을 지지체로 하여 상기 편광자(12)의 일면을 투명 점착층(14)으로 상기 윈도우 기판(10)에 직접 부착하고, 상기 편광자(12)의 타면에는 위상차 보상필름(16)을 투명 점착층(14)을 이용하여 부착한다.
따라서, 본 발명의 실시예의 경우 상기 편광 기능층(30)은 기존의 편광판과 비교할 때 TAC 재질의 지지층이 제거되므로, 기존 대비 약 80㎛정도의 두께를 줄일 수 있으며, 이를 통해 플렉서블한 특성 즉, 높은 굴곡 특성을 갖게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판(10)의 제 1면에 상기 편광자(12) 및 위상차 보상필름(16)이 투명 점착층(14)에 의해 직접 부착되며, 상기 위상차 보상필름(16)의 내측면에 센싱패턴들(220) 및 센싱라인들(230)이 직접 형성되는 구조로서, 이를 통해 윈도우 및 편광판 일체형으로 플렉서블 특성을 갖는 터치 스크린 패널을 구현할 수 있음을 특징으로 한다.
이 때, 상기 투명 점착층(14)에 의한 편광자(12) 및 위상차 보상필름(16)의 부착은 롤 투 롤(Roll to Roll) 라미네이션 또는 쉬트(Sheet) 라미네이션 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 투명 점착층(14)은 용액형 점착제 또는 필름형 점착제로 구현될 수 있으며, 상기 용액형 점착제는 수용성 PVA 점착제, 폴리에스테르계, 폴리우라텐계 점착제가 사용될 수 있고, 상기 필름형 점착제는 플리아크릴계, 폴리실리콘계 점착제가 사용될 수 있다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 구성을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 센싱패턴(220)은 도 2에 도시된 바와 같이, 행방향을 따라 각 행라인 별로 연결되도록 형성된 다수의 제1 센싱셀들(220a)과, 제1 센싱셀들(220a)을 행방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1)과, 열방향을 따라 각 열라인 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 제2 센싱셀들(220b)을 열방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함한다.
편의상, 도 2에서는 센싱패턴의 일부만을 도시하였으나, 터치 스크린 패널은 도 2에 도시된 센싱패턴이 반복적으로 배치되는 구조를 갖는다.
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.
도 3은 플렉서블한 특성을 갖는 윈도우 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 윈도우 기판(10)의 제 1면은 투명 점착층(14), 편광자(12), 투명 점착층(14), 위상차 보상필름(16)이 순차적으로 형성되며, 상기 터치 스크린 패널의 센싱패턴(220) 등은 상기 위상차 보상필름의 내측면에 형성된다.
또한, 도 3에서는 상기 터치 스크린 패널의 하면 즉, 상기 윈도우 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.
도 3을 참조하면, 상기 윈도우 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(240)이 개재된다.
단, 도 3에서는 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 윈도우 기판(10) 사이에 위치함으로써, 플렉서블 특성을 유지하면서 센싱 패턴 비침 방지 및 반사율 최소화를 구현할 수 있게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 윈도우 기판(10)의 제 1면에는 상기 블랙 매트릭스(210)와 중첩되는 영역에 데코레이션층(11)이 형성될 수 있다.
이와 같은 구조로 구현되는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 원장 상태의 윈도우 기판의 제 1면에 각 셀 단위로 편광자, 위상차 보상필름 및 센싱패턴 등을 형성한 후, 이를 각 셀 별로 커팅함으로써 각각 윈도우 및 편광판 일체형 터치 스크린 패널을 제조할 수 있으며, 이를 통해 제조 원가 및 시간을 최소화하는 장점이 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 앞서 설명한 바와 같이 플렉서블한 특성을 갖음을 특징으로 한다. 즉, 이는 사용자가 터치 스크린 패널을 포함한 표시장치를 소정 각도로 굴곡시킬 수 있음을 의미하는 것이다.
그러나, 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되는 편광자의 특성 상 기계적 굴곡이 방향성을 갖게 되므로, 본 발명의 실시예에서는 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축과 상기 편광자의 흡수축 사이의 최적 각도를 도출함을 통해 플렉서블 디스플레이의 화질 특성을 최적화하고자 한다.
보다 구체적으로 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 등의 폴리머 필름을 연신하여 제작된 편광자는 연신 방향(편광자의 흡수축)으로 분자 배열이 강한 방향성을 띄게 된다.
즉, 편광자는 연신 방향으로 배향된 요오드 또는 이색성 염료에 의해 광 흡수가 발생하여 편광 기능을 수행하게 되는데, 연신 방향으로 폴리머가 배향되어 있어 연신 방향과 수직방향으로는 폴리머 결합력이 떨어져 수직방향으로 굴곡 시 쉽게 갈라지는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 특정 방향으로 굴곡행위가 지속적으로 발생하는 플렉서블 디스플레이 모듈(플렉서블 터치 스크린 패널 포함) 설계 시 피로 하중에 잘 견딜 수 있도록 부품의 방향 배치가 필요하며, 이에 앞서 설명한 바와 같이 1축 연신으로 형성된 편광자의 경우 연신 방향(편광자의 흡수축) 보다 그의 수직방향의 분자 결합이 취약하므로, 편광자의 흡수축과 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축 사이의 각도가 45 내지 90도 사이가 되도록 설계함을 통해 상기 편광자의 기계적 굴곡 특성을 확보할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 편광자의 흡수축과 터치 스크린 패널의 굴곡축 사이의 최적 각도를 나타내는 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축(B)이 0도임을 가정하면, 본 발명의 실시예에 의한 편광자의 흡수축(P)는 상기 굴곡축에 대하여 45도 내지 90도가 되도록 설계한다.
일 예로 편광자의 흡수축(P)이 90도 인 경우를 가정하면, 편광자는 상기 90도 방향으로 분자 배열이 강한 방향성을 띄게 되고, 이는 굴곡축(B)에 의해 굴곡되는 터치 스크린 패널의 방향과 동일하게 된다.
따라서, 상기 편광자의 흡수축(P)과 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축(B) 사이의 각도가 90도이면, 편광판의 크랙을 최소화할 수 있다.
반면에 편광자의 흡수축(P)이 상기 굴곡축(B)과 동일하게 0도인 경우를 가정하면, 이때의 흡수축(P)은 상기 굴곡축(B)에 의해 굴곡되는 터치 스크린 패널의 방향과 수직이 되며, 이 경우 흡수축의 수직방향의 분자 결합이 취약하므로 쉽게 크랙이 발생하는 것이다.
또한, 편광자의 흡수축(P)이 굴곡축(B) 기준으로 45도 미만인 경우라면 위와 같이 분자 결합 취약의 문제로 크랙이 발생되므로, 본 발명의 실시예에서는 편광자의 흡수축과 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축 사이의 각도가 45 내지 90도 사이가 되도록 설계함을 통해 상기 편광자의 기계적 굴곡 특성을 확보하고자 한다.
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: 윈도우 기판 12: 편광자
14: 투명 점착층 16: 위상차 보상필름
20: 표시장치 30: 편광 기능층
220: 센싱패턴 230: 센싱라인
250: 패드부

Claims (14)

  1. 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판과;
    상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되며, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 편광 기능층과;
    상기 편광 기능층 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과;
    상기 편광 기능층 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며,
    상기 편광 기능층은 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되는 편광자 및 위상차 보상필름의 적층 구조로 구현되고,
    상기 편광자는 폴리머 필름을 연신하여 구현되며, 상기 연신 방향의 흡수축을 가짐을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 편광자는 투명 점착층을 통해 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되고, 상기 위상차 보상필름은 투명 점착층을 통해 상기 편광자의 제 1면에 부착됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 투명 점착층은 용액형 점착제 또는 필름형 점착제로 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 용액형 점착제는 수용성 PVA 점착제, 폴리에스테르계, 폴리우라텐계 점착제 중 적어도 하나를 사용하여 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 필름형 점착제는 플리아크릴계, 폴리실리콘계 점착제 중 하나를 사용하여 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 윈도우 기판은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET) 중 적어도 하나로 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 편광자의 흡수축은 플렉서블 터치 스크린 패널이 굴곡되는 굴곡축 사이의 각도가 45 내지 90도 사이가 되도록 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리머 필름은 PVA계 수지 재질임을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  10. 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 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들의 교차부에는 절연막이 개재됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널.
  12. 플렉서블 특성을 갖는 윈도우 기판과;
    상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되며, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 편광 기능층과;
    상기 편광 기능층 제 1면의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과;
    상기 편광 기능층 제 1면의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들과;
    상기 윈도우 기판의 제 1면 방향으로 상기 센싱패턴들 및 센싱라인들과 대면하도록 부착되는 플렉서블 표시장치가 포함되며,
    상기 편광 기능층은 상기 윈도우 기판의 제 1면에 부착되는 편광자 및 위상차 보상필름의 적층 구조로 구현되고,
    상기 편광자는 폴리머 필름을 연신하여 구현되고, 상기 연신 방향의 흡수축을 가짐을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시장치는 유기전계 발광 표시장치로 구현됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 윈도우 기판은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET) 중 적어도 하나로 형성됨을 특징으로 하는 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치.
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