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KR101681123B1 - 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치 - Google Patents

터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치 Download PDF

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KR101681123B1
KR101681123B1 KR1020100080984A KR20100080984A KR101681123B1 KR 101681123 B1 KR101681123 B1 KR 101681123B1 KR 1020100080984 A KR1020100080984 A KR 1020100080984A KR 20100080984 A KR20100080984 A KR 20100080984A KR 101681123 B1 KR101681123 B1 KR 101681123B1
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Abstract

투과율을 높일 수 있으며, 고품질의 화면을 구현할 수 있는 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치가 제공된다. 터치패널은 절연기판 상에 배치된 하부전극, 절연층, 상부전극 및 보호층을 포함한다. 터치패널의 하부전극은 기판의 상면에 대해 기울어져 배치되되, 그 기울기는 평판디스플레이장치의 해상도에 따라 달라진다.

Description

터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치{Touch panel and a flat panel display device comprising the same}
본 발명은 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과율이 높은 터치패널을 제조할 수 있고, 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치 구동시 고품질의 화면을 구현할 수 있는 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 시각정보 전달매체로서, 브라운관 면에 문자나 도형의 형식으로 데이터를 시각적으로 표시하는 것을 말한다.
일반적으로 평판디스플레이(Flat Panel Display : FPD)장치는 TV 또는 컴퓨터 모니터 브라운관을 이용하여 보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치로서, 그 종류에는 액정을 이용한 LCD(Liquid Crystal Display), 가스 방전을 이용한 PDP(Plasma Display Panel : PDP) 및 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광현상을 이용하여 만든 유기물질인 OLED(Organic Light Emitting) 등이 있다.
한편, 평판디스플레이장치의 상부에 배치되며, 사용자가 표시화면에 손가락 또는 펜과 같은 기구물로 눌러 해당 명령을 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 개발되었다.
터치패널은 예를 들면, 은행의 자동인출기부터 PDA(Portable Digital Apparatus), 노트북 컴퓨터, 타블렛피씨(Tablet PC) 등의 휴대용 정보기기까지 폭넓게 적용되고 있다. 이러한 터치패널에 부착되는 평판디스플레이장치는 일반적으로 LCD가 가장 많이 사용되고 있다.
이와 같은 터치패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식(resistive type), 정전 용량형(capacitive type) 및 전기자기장형(electro-magnetic type) 등으로 구분할 수 있다.
상기와 같은 터치패널 중 정전용량 방식은 손가락 또는 펜과 같은 도전체가 상부 유리기판 근처에 위치하거나 또는 터치하였을 경우 전압 강하가 발생하여 터치 위치를 검출하는 방식이다.
정전용량 방식의 터치패널은 저항막 방식의 터치패널처럼 중간에 공기층이 없고 계면에서 발생하는 반사율을 크게 억제할 수 있으며, 간섭 불균일(뉴톤링)이나 반짝거림이 발생하기 어려운 구조로 되어 있어 광학특성이 뛰어나다.
도 1은 종래 정전용량 방식의 터치패널의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 종래 정전용량 방식으로 터치패널을 제조한 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 정전용량 방식의 터치패널은 절연 기판(10) 상에 하부전극(30)이 형성되어 있으며, 이때에 하부전극(30)은 가로방향으로 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성되어 있고, 사각형 형태로 형성되어 있다.
하부전극(30) 상에는 절연층(50)이 형성되어 있다. 이때, 절연층(50)은 하부전극(30)과 상부전극(70) 사이에 위치하며, 하부전극(30)과 상부전극(70)을 절연시키는 역할을 한다.
절연층(50)에는 하부전극(30)의 일부분을 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀(53, 55)이 형성되어 있다. 절연층(50) 상에는 상부전극(70)이 형성되어 있으며, 이때에 제1 및 제2 콘택홀(53, 55)을 통해 하부전극(30)과 상부전극(70)이 전기적으로 연결된다.
여기서, 상부전극(70)은 제1 상부전극(72)과 제2 상부전극(76)을 포함한다. 제1 상부전극(72)은 마름모 패턴으로 형성되어 있으며, 각각의 마름모 패턴은 패턴 간의 연결부인 상부 연결부(74)로 연결되어 있다. 또한, 제2 상부전극(76)도 제1 상부전극(72)과 동일하게 마름모 패턴으로 형성되어 있으며, 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성되어 있다.
여기서, 하부전극(30)과 상부전극(70)은 투명하면서도 전도성이 있는 ITO으로 도전성 폴리머로 형성될 수 있다.
상부전극(70) 상에는 외부로부터 상부전극(70)을 보호하기 위한 보호막(90)이 형성되어 있다.
도 3에서와 같이, 종래 정전용량 방식으로 터치패널(100)을 제조한 후 육안으로 살펴보면, 가로방향으로 형성되어 있는 하부전극(30)의 그림자가 보이게 되어 터치패널의 투과율이 저하된다. 이로 인해 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치를 구동하는 경우, 화면 품질이 저하된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 터치패널에 형성되는 하부전극을 소정 기울기를 갖도록 형성하여 투과율이 높은 터치패널을 제조할 수 있고, 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치 구동시 고품질의 화면을 구현할 수 있는 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 터치패널은 평판디스플레이장치에 포함되고, 절연기판 상에 배치된 하부전극, 절연층, 상부전극 및 보호층을 포함한다. 하부전극은 기판의 상면에 대해 기울어져 배치되되, 그 기울기는 평판디스플레이장치의 해상도에 따라 달라진다. 절연층은 하부전극 상에 배치되며, 하부전극의 일부를 노출하는 다수의 콘택홀을 구비한다. 상부전극은 절연층 상에 배치되며, 콘택홀을 통해 하부전극과 연결된다. 보호막은 상부전극 상에 배치된다.
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치는 터치패널에 형성되는 하부전극을 소정 기울기를 갖도록 형성하여 투과율이 높은 터치패널을 제조할 수 있고, 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치 구동시 고품질의 화면을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래 정전용량 방식의 터치패널의 평면도.
도 2는 도 1의 I-I'선을 따라 자른 단면도.
도 3은 종래 정전용량 방식으로 터치패널을 제조한 상태를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 단면도.
도 5는 도 4의 하부전극의 패턴을 보여주는 평면도.
도 6은 도 4의 상부전극의 패턴을 보여주는 평면도.
도 7은 하부전극과 상부전극의 패턴이 중첩된 상태를 보여주는 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치패널 및 이를 포함하는 평판디스플레이장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 단면도이고, 도 5는 도 4의 하부전극의 패턴을 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 4의 상부전극의 패턴을 보여주는 평면도이고, 도 7은 하부전극과 상부전극의 패턴이 중첩된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식의 터치패널(200)은 절연기판(210), 절연기판(210)의 상에 형성된 하부전극(230), 하부전극(230) 상에 형성된 절연층(250), 절연층(250) 상에 형성된 상부전극(270) 및 상부전극(270) 상에 형성된 보호막(290)을 포함한다.
여기서, 하부전극(230)과 상부전극(270)은 투명하면서도 전도성이 있는 ITO으로 도전성 폴리머로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 하부전극(230)은 일정 간격을 두고 서로 이격되도록 사각형 형태로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 투과율이 높은 터치패널을 제조하고 또한 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치 구동시 고품질의 화면을 구현하기 위해 하부전극(230)이 소정 기울기를 갖도록 형성할 수 있다.
여기서, 하부전극(230)의 기울기는 5° ~ 40°의 범위를 가질 수 있으며, 평판디스플레이장치의 해상도에 따라 하부전극(230)의 기울기는 달라질 수 있다. 또한, 하부전극(230)의 길이(L11)는 예를 들면, 120㎛~140㎛ 범위 내에서 형성될 수 있으며, 하부전극(230)의 폭(W11)은 최대한 작은 폭을 갖도록 형성해야 한다.
그 이유는 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치 구동시 하부전극(230)을 가로방향으로 형성하는 경우, 하부전극(230)이 화소의 일부를 가리에 되어 육안으로 하부전극(230)의 그림자가 보이게 되어 터치패널의 투과율이 저하되기 때문이다.
이에 따라 하부전극(230)의 폭(W11)은 예를 들면, 3㎛~5㎛ 범위 내에서 형성될 수 있고, 폭(W11)은 후속에서 형성될 콘택홀의 폭과 길이를 고려하여 예를 들면, 12㎛~14㎛ 범위 내에서 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상부전극(270)은 제1 상부전극(272)과 제2 상부전극(276)을 포함한다. 제1 상부전극(272)은 마름모 패턴으로 형성되어 있으며, 각각의 마름모 패턴은 패턴 간의 연결부인 상부 연결부(274)로 연결되어 있다. 또한, 제2 상부전극(276)도 제1 상부전극(272)과 동일하게 마름모 패턴으로 형성되어 있으며, 일정한 간격을 두고 서로 이격되도록 형성되어 있다.
이때, 제1 상부전극(272)의 상부 연결부(274)의 폭(W12)은 예를 들면, 40㎛~60㎛ 범위 내에서 형성될 수 있으며, 제1 상부전극(272)의 상부 연결부(274)와 제2 상부전극(276)의 간격(D11)는 예를 들면, 8㎛~12㎛ 범위 내에서 형성될 수 있다. 또한, 제2 상부전극(276) 간의 간격(D12)은 예를 들면, 50㎛~90㎛ 범위 내에서 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 상부전극과 하부전극이 중첩된 상태를 보여주고 있으며, 하부전극(230)을 소정의 기울기를 갖도록 형성함으로써 터치패널의 투과율을 향상시킬 수 있고 이에 따라 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치 구동시 고품질의 화면을 구현할 수 있다.
여기서, 하부전극(230)과 상부전극(270)을 전기적으로 연결하기 위해 절연층(250)에 두 개의 콘택홀을 형성하였으나, 평판디스플레이장치의 해상도에 따라 신호 전달 능력을 향상시키기 위해 두 개 이상의 콘택홀을 절연층(250) 상에 형성할 수 도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에서는 기판(210) 상에 하부전극(230)을 먼저 형성한 후에 절연층(250) 상에 상부전극(270)을 형성하는 것에 대해 설명하였으나, 기판(210) 상에 상부전극(270)을 먼저 형성한 후에 절연층(250) 상에 하부전극(230)을 형성하는 것도 가능하다.
한편, 터치패널(200)의 하부에는 예를 들면, 영상을 표시하기 위한 LCD(미도시)가 배치될 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, LCD는 스위칭소자들이 형성되어 있는 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터가 형성되어 있는 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정패널과, 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유니트를 포함한다.
여기서, 백라이트 유니트는 광원으로부터 발생하는 광을 도광판으로 안내하는 역할을 하며, 광원으로부터 발생되는 광의 손실을 방지하는 반사판, 광원으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하여 액정패널로 안내하는 도광판, 도광판 상에 부착되며, 1매 이상의 확산 시트와 1매 이상의 프리즘 시트를 포함하고, 반사판과 도광판의 표면으로부터 입사되는 광이 액정패널 전체에 확산되어 균일하게 조사될 수 있도록 하는 광학시트들 및 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정패널에 광을 조사하는 광원을 포함한다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
210: 절연기판 230: 하부전극
250: 절연층 270: 상부전극
272: 제1 상부전극 274: 상부 연결부
276: 제2 상부전극 290: 보호막

Claims (11)

  1. 평판디스플레이장치에 포함된 터치패널에 있어서,
    절연기판;
    상기 기판의 상면에 대해 기울어져 배치된 다수의 하부전극;
    상기 하부전극 상에 배치되어 상기 다수의 하부전극의 일부분을 노출시키는 다수의 콘택홀이 구비된 절연층;
    상기 절연층 상에 배치되며, 상기 다수의 콘택홀에 의해 상기 다수의 하부전극과 전기적으로 연결되는 다수의 상부전극; 및
    상기 상부전극 상에 배치된 보호막을 포함하고,
    상기 평판디스플레이장치의 해상도에 따라 상기 다수의 하부전극의 기울기가 달라지는 터치패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극은 일정 간격으로 서로 이격된 터치패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부전극은,
    일정 간격으로 서로 이격되어 배치되며, 각각이 마름모 패턴을 갖는 다수의 제1 상부전극; 및
    상기 제1 상부전극 사이에 배치되며, 각각이 연결부에 의해 서로 연결된 마름모 패턴을 갖는 다수의 제2 상부전극을 포함하는 터치패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 상부전극 간의 간격은 40㎛~60㎛인 터치패널.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 상부전극과 상기 제2 상부전극의 연결부 사이의 간격은 8㎛~12㎛인 터치패널.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 연결부의 폭은 40㎛~60㎛인 터치패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극의 기울기는 5° ~ 40°인 터치패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극의 길이는 120㎛~140㎛인 터치패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극의 폭은 3㎛~5㎛인 터치패널.
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 터치패널을 포함하는 평판디스플레이장치.
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