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KR101381817B1 - 터치 스크린 패널 - Google Patents

터치 스크린 패널 Download PDF

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KR101381817B1
KR101381817B1 KR20110064432A KR20110064432A KR101381817B1 KR 101381817 B1 KR101381817 B1 KR 101381817B1 KR 20110064432 A KR20110064432 A KR 20110064432A KR 20110064432 A KR20110064432 A KR 20110064432A KR 101381817 B1 KR101381817 B1 KR 101381817B1
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thin film
film substrate
touch screen
screen panel
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박미애
한관영
정태혁
이타쿠라미키야
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 센싱패턴들이 형성되는 박막 기판을 등방성 필름으로 구현하고, 상기 센싱패턴들 상부에 편광판을 배치함으로써, 센싱패턴 비침 등과 같은 화질 저하를 최소화하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 박막 기판과; 상기 박막 기판의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 박막 기판의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며, 상기 박막 기판은 등방성 필름으로 구현된다.

Description

터치 스크린 패널{touch screen panel}
본 발명은 영상표시장치 등에 구비되는 터치 스크린 패널에 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 평판표시장치의 외면에 부착되어 제품화되는 경우가 많다. 따라서, 상기 터치 스크린 패널은 높은 투명도 및 얇은 두께의 특성이 요구된다.
본 발명은 박막 기판 상에 터치 센서로서의 센싱패턴들을 형성하여 얇은 두께의 터치 스크린 패널을 구현함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 센싱패턴들이 형성되는 박막 기판을 등방성(isotropy) 필름으로 구현하고, 상기 센싱패턴들 상부에 편광판을 배치함으로써, 센싱패턴 비침 등과 같은 화질 저하를 최소화하는 터치 스크린 패널을 구현함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되는 박막 기판과; 상기 박막 기판의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과; 상기 박막 기판의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며, 상기 박막 기판은 등방성 필름으로 구현됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 등방성 필름은 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP) 필름, 비 연신 폴리 카보네이트(Poly Carbonate) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(tria cetyl cellulose: TAC) 필름 중 하나이며, 상기 박막 기판의 두께는 0.02 내지 0.2mm로 구현된다.
또한, 상기 센싱패턴들 상에 부착되는 부착되는 편광판과; 상기 편광판 상에 부착되는 윈도우 기판이 더 포함된다.
또한, 상기 센싱패턴들은 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치되는 제1 센싱셀들 및 제2 센싱셀들을 포함하여 구성되며, 상기 제1 센싱셀들 및 제2 센싱셀들은 서로 다른 레이어에 형성된다.
또한, 상기 센싱패턴들은, 상기 박막 기판의 제 1면에 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과; 상기 인접한 제1 센싱셀들을 연결하는 제1 연결라인들과; 상기 박막 기판의 제 2면에 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과; 상기 인접한 제2 센싱셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하여 구성될 수 있다.
또는, 상기 박막 기판은 제 1박막 기판 및 제 2박막 기판의 적층 구조로 구현될 수 있으며, 이 경우 상기 센싱패턴들은, 상기 제 1박막 기판의 일면에 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들과; 상기 인접한 제1 센싱셀들을 연결하는 제1 연결라인들과; 상기 제 2박막 기판의 일면에 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들과; 상기 인접한 제2 센싱셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 위상차 보상이 필요 없는 박막 형태의 터치 스크린 패널을 구현하여 표시장치의 상부면과 편광판 사이에 상기 터치 스크린 패널을 부착함으로써, 두께 증가를 최소화하면서 저 반사, 고 품위 화질 특성을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴들의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 일 영역(I-I')에 대한 단면도.
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 센싱패턴들의 일례를 도시한 요부 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 박막 기판(10)과, 상기 박막 기판(10)의 적어도 1면 상에 형성된 센싱패턴들(220)과, 상기 센싱패턴들(220)을 패드부(250)를 통해 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 센싱라인들(230)을 포함한다.
일반적으로 상기 박막 기판(10)은 투명하면서도 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로 구현되는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 상기 박막 기판(10)으로 등방성(isotropy) 필름이 사용됨을 특징으로 하며, 이 때, 상기 등방성 필름으로는 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP), 비 연신 폴리 카보네이트(Poly Carbonate), 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose: TAC) 중 하나로 구현될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 기존의 단단(Rigid)한 재료(일 예로 glass, PET 등)를 기판으로 사용하지 않고, 등방성 필름을 박막 형태의 기판으로 사용함을 특징으로 하며, 이를 통해 얇은 두께의 터치 스크린 패널을 구현할 수 있고, 이에 따라 플렉서블한 특성도 확보할 수 있게 된다.
이 때, 상기 박막 기판(10)의 두께는 약 0.02 내지 0.2mm가 될 수 있다.
터치 패널의 기판으로 사용되는 기존의 재료들 일 예로 PET의 경우 이는 연신 공정을 통해 제작되어 위상차 값이 크고(약 1,000nm 이상) 균일하지 않아 편광 광학 조건이 맞지 않는다는 단점이 있으나, 본 발명의 실시예에서와 같이 등방성 필름을 사용하게 되면 이와 같은 단점을 극복할 수 있게 된다.
즉, 등방성 필름의 경우 굴절률 등의 물리적 성질이 어느 방향에서나 동일한특성을 갖기 때문에 상기 연신 공정으로 제작된 PET의 이방성(anisotropy) 특성에 의해 발생되는 문제를 극복할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 구성을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 센싱패턴(220)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1방향(일 예로 X축 방향)을 따라 각 제 1방향 별로 연결되도록 형성된 다수의 제1 센싱셀들(220a)과, 상기 제 1센싱셀들(220a)을 각각의 제 1방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(220a1) 및 제 2방향(일 예로 Y축 방향)을 따라 각 제 2방향 별로 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들(220b)과, 상기 제 2센싱셀들(220b)을 각각의 제 2방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(220b1)을 포함한다.
편의상, 도 2에서는 센싱패턴들의 일부만을 도시하였으나, 터치 스크린 패널은 도 2에 도시된 센싱패턴들이 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.
한편, 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)은 인듐-틴-옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명 도전성 물질로 구현되며, 이들은 각각 각각 제1 연결라인들(220a1) 및 제2 연결라인들(220b1)과 일체로 형성된다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 센싱셀들(220a), 제1 연결라인들(220a1) 및 제2 센싱셀들(220b), 제2 연결라인들(220b1)은 각각 서로 다른 레이어에 형성된다.
또한, 도 1에 도시된 상기 센싱라인들(230)은, 각각 제 1라인 단위 및 제 2라인 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.
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.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 제1 및 제2 센싱셀들(220a, 220b)은 서로 다른 레이어에 형성됨을 특징으로 하며, 이는 보다 구체적으로 하기된 바와 같이 도 3a의 구조 또는 도 3b의 구조로 구현될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 일 영역(I-I')에 대한 단면도로서, 이는 도 2에 도시된 터치 스크린 패널의 일 영역(I-I')에 대한 단면도이다.
또한, 도 3a 및 도 3b에서는 터치 스크린 패널의 제 2면에 표시장치(20)가 부착된 구조가 도시되어 있다.
이 때, 상기 표시장치(20)는 평판표시장치로서 특히 플렉서블한 특성을 갖는 유기전계 발광 표시장치로 구현됨이 바람직하다. 단, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치(20)가 반드시 플렉서블 표시장치로 한정되는 것은 아니다.
먼저 도 3a를 참조하면, 터치 스크린 패널을 구현하는 제1 센싱셀들(220a)은 박막 기판(10)의 제 1면에 형성되고, 제2 센싱셀들(220b)은 상기 박막 기판(10)의 제 2면에 형성된다.
즉, 도 3a에 도시된 실시예는 상기 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)이 서로 다른 레이어에 형성되도록 동일한 박막 기판(10)의 양 면을 사용함을 특징으로 한다.
또한, 도 3a에 도시되지 않았으나, 상기 제1 센싱셀들(220a)을 연결하는 제1 연결라인들(220a1) 및 제2 센싱셀들(220b)을 연결하는 제2 연결라인들(220b1)은 각각 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)과 동일한 면 상에 형성되는 구조는 앞서 도 2에 도시된 바와 동일하다.
도 3a에 도시된 실시예의 경우 상기 박막 기판(10)은 등방성 필름으로서, 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP), 비 연신 폴리 카보네이트(Poly Carbonate), 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose: TAC) 중 하나로 구현될 수 있다.
또한, 상기 터치 스크린 패널은 표시장치(20)의 상면에 부착되는 형태로 구현됨에 있어서, 상기 센싱셀들(220a, 220b)의 비침 문제 및 반사 특성 개선을 구현하기 위해 상기 터치 스크린 패널 상부면에 편광판(30)이 더 구비됨을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 실시예는 상기 터치 스크린 패널이 표시장치(20)와 편광판(30) 사이에 위치함으로써, 센싱 패턴 비침 방지 및 반사율 최소화를 구현할 수 있게 된다.
그리고, 기구 강도 향상을 위해 상기 편광판(30)의 상부면에는 윈도우 기판(40)이 추가로 구비된다.
단, 앞서 언급한 바와 같이 상기 표시장치(20) 및 터치 스크린 패널이 플렉서블 특성을 가질 수 있으므로, 상기 윈도우 기판(40) 또한 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.
그러나, 상기 표시장치(20)가 플렉서블하지 않은 평판표시장치로 구현될 경우라면, 상기 윈도우 기판도 플렉서블한 특성을 보유할 필요가 없으므로, 기구 강도 측면에 유리한 유리(glass) 기판이 사용될 수 있다.
또한, 도 3a에 도시된 각각의 레이어들 즉, 표시장치(20), 제1, 2 센싱셀들(220a, 220b)이 형성된 박막 기판(10), 편광판(30), 윈도우 기판(40)은 상기 각 레이어 사이에 개재되는 투명 점착층(50)에 의해 서로 부착되며, 상기 투명 점착층(50)은 광 투과율이 높은 투명성 점착재료로서, SVR(Super View Resin) 또는 OCA(Optical Cleared Adhesive) 등으로 이루어질 수 있다.
단, 도 3a에서는 상기 터치 스크린 패널을 구성하는 센싱셀들(220a, 220b) 등과 같은 구성요소들의 두께가 크게 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 실제 각 구성요소들의 두께는 이보다 훨씬 얇다.
다음으로 도 3b를 참조하면, 터치 스크린 패널을 구현하는 제1 센싱셀들(220a)은 제1 박막 기판(10') 상에 형성되고, 제2 센싱셀들(220b)은 상기 제1 박막 기판(10')의 하부에 위치한 제2 박막 기판(10") 상에 형성된다.
이 때, 상기 제1 박막 기판(10')와 제2 박막 기판(10")의 위치는 서로 변경되어도 무방하다.
즉, 도 3b에 도시된 실시예는 상기 제1 센싱셀들(220a) 및 제2 센싱셀들(220b)이 서로 다른 레이어에 형성하기 위해 다른 박막 기판(10', 10")을 사용하는 것으로서, 상기 제1, 2 박막 기판(10', 10")은 등방성 필름이며, 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP), 비 연신 폴리 카보네이트(Poly Carbonate), 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose: TAC) 중 하나로 구현될 수 있다.
따라서, 그 외의 구성요소들의 구조 및 배치는 앞서 설명한 도 3a의 실시예와 동일하므로 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 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: 박막 기판 10': 제1 박막기판
10": 제2 박막기판 20: 표시장치
30: 편광판 40: 윈도우기판
50: 투명 점착층 220: 센싱패턴
220a: 제1 센싱셀 220a1: 제1 연결라인
220b: 제2 센싱셀 220b2: 제2 연결라인
230: 센싱라인 250: 패드부

Claims (9)

  1. 활성영역 및 상기 활성영역의 외곽부에 위치하는 비활성영역으로 구분되고, 등방성 필름으로 구현되는 박막 기판과;
    상기 박막 기판의 활성영역에 형성된 센싱패턴들과;
    상기 박막 기판의 비활성영역에 형성되어 상기 센싱패턴들과 연결되는 센싱라인들이 포함되며,
    상기 센싱패턴들은,
    상기 박막 기판의 제 1면에 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 센싱셀들 및 상기 제1 센싱셀들을 연결하는 제1 연결라인들과;
    상기 박막 기판의 제 2면에 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 센싱셀들 및 상기 제2 센싱셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하고,
    상기 박막 기판의 제 2면에는 플렉서블 유기전계 발광 표시장치가 부착됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 등방성 필름은 환형 폴리올레핀(Cyclic Polyolefin: COP) 필름, 비 연신 폴리 카보네이트(Poly Carbonate) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose: TAC) 필름 중 하나임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 기판의 두께는 0.02 내지 0.2mm로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱패턴들 상에 부착되는 부착되는 편광판과;
    상기 편광판 상에 부착되는 윈도우 기판이 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 센싱셀들 및 제2 센싱셀들은 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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