KR102043847B1 - 정전용량 방식 터치 스크린 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전용량식 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들; 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 상기 복수의 제 1 터치 전극열들과 절연되는 복수의 제 2 터치 전극열들을 포함하고, 상기 복수의 제 1 터치 전극열들의 각각은 직렬로 연결된 복수의 제 1 터치 전극들을 포함하며, 상기 복수의 제 2 터치 전극열들의 각각은 직렬로 연결된 복수의 제 2 터치 전극들을 포함하고, 상기 제 1 터치전극들의 각각은 줄기부와, 상기 줄기부의 한쪽 측면에 적어도 2개의 오목부가 형성되도록 상기 줄기부로부터 길이방향의 양측으로 돌출된 가지부들을 포함하며, 상기 제 2 터치전극들의 각각은 줄기부와, 상기 제 1 터치전극의 오목부들에 수용되도록 상기 줄기부로부터 돌출되는 가지부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display), 전계발광 디스플레이(Electroluminescent Display) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등의 디스플레이 장치는 응답속도가 빠르고, 소비전력이 낮으며, 색재현율이 뛰어나 주목받아 왔다. 이러한 디스플레이 장치들은 TV, 컴퓨터용 모니터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰(mobile phone), 냉장고의 표시부, 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine) 등 다양한 전자제품에 사용되어 왔다. 일반적으로, 이러한 표시장치들은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다. 그러나, 키보드와 마우스 등과 같은 별도의 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)이 제안되었다.
터치 스크린 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.
터치 스크린 패널은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(Electrostatic Capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등으로 구별될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 2b를 참조하여 종래기술에 따른 정전용량 방식 터치 스크린 패널에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 기술에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 평면도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 영역 R을 도시한 평면도, 도 2b는 종래의 정전용량식 터치 스크린 패널이 표시장치에 결합된 상태의 도 1의 I-I' 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 종래의 정전용량 방식 터치 스크린 패널은 터치전극 형성영역(TA), 라우팅 배선 형성영역(RA) 및 패드 형성영역(PA)를 포함한다.
터치전극 형성영역(TA)은 투명기판(10) 상에 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)으로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들(TS1~TS5)(터치 구동전극열들 또는 터치 센싱전극열들)과, 상기 제 1 터치 전극열들(TS1~TS5)과 절연막(도시생략)을 사이에 두고 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들(RS1~RS6)(터치 센싱전극열들 또는 터치 구동전극열들)을 포함한다.
제 1 전극열들(TS1~TS5)의 각각은 다이아몬드 형상을 갖는 복수의 제 1 전극패턴들(Tx)이 서로 연결되어 형성된다. 제 2 전극열들(RS1~RS6)의 각각은 다이아몬드 형상을 갖는 복수의 제 2 전극패턴들(Rx)과, 이웃하는 제 2 전극패턴들(Rx)을 서로 연결하는 브릿지 패턴들(BP)을 포함한다. 각 제 2 전극열의 이웃하는 제 2 전극패턴들(Rx)은 절연층(INS)에 형성된 콘택홀들(CH)을 통해 노출된 브릿지 패턴에 의해 서로 접속된다.
라우팅 배선 형성영역(RA)은 터치전극 형성영역(TA)의 외곽부에 형성되며 복수의 제 1 전극열들(TS1~TS5)과 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW5)과, 복수의 제 2 전극열들(RS1~RS6)과 각각 연결되는 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW6)을 포함한다.
패드 형성영역(PA)는 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW5)을 통해 복수의 제 1 전극열들(TS1~TS5)과 각각 접속되는 복수의 제 1 패드들(TP1~TP5)과 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW6)을 통해 복수의 제 2 전극열들(RS1~RS6)과 각각 접속되는 복수의 제 2 패드들(RP1~RP6)을 포함한다.
상술한 종래의 터치 스크린 패널에 있어서, 사용자가 터치전극 형성영역(TA)에 도전체 혹은 손가락을 이용하여 터치를 하게 되면, 제 1 전극패턴(Tx)과 제 2 전극패턴(Rx) 사이의 상호 정전용량(mutual capacitance)에 변화가 발생한다. 정전용량식 터치 스크린 패널은 제 1 전극패턴(Tx)과 제 2 전극패턴(Rx) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화, 즉 상호 정전용량의 차를 감지하여 터치의 유무 및 터치위치를 검출할 수 있다.
따라서, 터치를 용이하게 인식하기 위해서는 터치 전후의 상호 정전용량의 차가 클수록 좋다. 일반적으로 종래의 터치 스크린 패널은 여러 종류의 상호 정전용량을 포함하는데, 예를 들면, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제 1 터치 전극열들(예를 들면, 구동전극열들)(TS1~TS5)의 제 1 터치전극들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치 전극열들(예를 들면, 센싱전극열들)(RS1~RS6)의 제 2 터치전극들(터치 센싱전극들)(Rx) 사이에 직선형태로 형성되는 전기장인 니어 필드(Near field)에 의한 제 1 상호 정전용량(C1)과, 제 1 전극열들(TS1~TS5)과 제 2 전극열들 (RS1~RS6) 사이에 곡선형태로 형성되는 전기장인 파 필드(far field)에 의한 제 2 상호 정전용량(C2)과, 상기 터치 전극열들(TS1~TS5, RS1~RS6)과 표시장치(DP)에 구비된 전극들(도시생략) 사이에 형성되는 기생 정전용량(parasitic capacitance)(C3)을 포함한다.
그런데, 제 1 상호 정전용량(C1)은 터치에 의해 영향을 거의 받지 않는 부분으로 터치 전후의 변화량이 거의 없고, 제 2 상호 정전용량(C2)은 터치 전후에 상대적으로 크게 변화하는 양이며, 기생 정전용량(C3)은 터치 전극들 간의 충전특성에 영향을 주는 시정수(time constant)를 증가시켜 충전특성을 저하시킨다. 또한, 터치된 영역 이외의 지점에서는 니어 필드에 의한 제 1 상호 정전용량(C1)과 파 필드에 의한 제 2 상호 정전용량(C2)도 기생 정전용량으로 작용하여 터치 감도를 저하시킨다.
특히, 종래의 터치 스크린 패널에는 도 1에 도시된 바와 같이 터치 구동전극열들(TS1~TS5)과 터치 센싱전극열들(RS1~RS6)의 크기가 유사하게 형성되어 터치 센싱전극열들(RS1~RS6)과 표시장치(DP)의 전극 사이에 형성되는 기생 정전용량(C3)이 커진다.
또한, 종래의 터치 스크린 패널에서는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 터치 전극열(터치 구동전극열)의 터치 구동전극(Tx)과 제 2 터치 전극열(터치 센싱전극열)의 터치 센싱전극(Rx)의 경계부가 일직선 형태로 나란하게 되어 있고, 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx) 사이의 상호 정전용량 형성 경로(path)가 최단거리로 형성되어 있어 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx) 사이에 형성되는 전체 상호 정전용량이 그리 크지 않다.
이와 같이 종래의 터치 스크린 패널에서는 기생 정전용량의 증가와 함께 터치 구동전극과 터치 센싱전극 사이에 형성되는 전체 상호 정전용량에서 터치 전후의 파 필드에 의한 제 2 상호 정전용량의 변화율이 낮기 때문에 터치 감도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 터치 센싱전극들과 표시장치의 전극 사이에 형성되는 기생 정전용량을 줄여 시정수값을 감축시킴으로써 터치 전극들간의 충전 특성을 향상시키고, 터치 구동전극과 터치 센싱전극 사이의 상호 정전용량 형성 경로(path)를 늘려 파 필드에 의한 상호 정전용량의 크기를 증가시킴으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있는 정전용량식 터치 스크린 패널을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적 달성을 위해, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널은, 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들; 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 상기 복수의 제 1 터치 전극열들과 절연되는 복수의 제 2 터치 전극열들을 포함하고, 상기 복수의 제 1 터치 전극열들의 각각은 직렬로 연결된 복수의 제 1 터치 전극들을 포함하며, 상기 복수의 제 2 터치 전극열들의 각각은 직렬로 연결된 복수의 제 2 터치 전극들을 포함하고, 상기 제 1 터치전극들의 각각은 줄기부와, 상기 줄기부의 한쪽 측면에 적어도 2개의 오목부가 형성되도록 상기 줄기부로부터 길이방향의 양측으로 돌출된 가지부들을 포함하며, 상기 제 2 터치전극들의 각각은 줄기부와, 상기 제 1 터치전극의 오목부들에 수용되도록 상기 줄기부로부터 돌출되는 가지부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 제 1 터치전극의 가지부들은 상기 제 1 터치전극의 줄기부 상단부로부터 우측으로 연장되는 제 1 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 중간부분으로부터 우측으로 연장되는 제 2 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 하단부로부터 우측으로 연장되는 제 3 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 상단부로부터 좌측으로 연장되는 제 4 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 중간부분으로부터 좌측으로 연장되는 제 5 가지부, 및 상기 제 1 터치전극의 줄기부 하단부로부터 좌측으로 연장되는 제 6 가지부를 포함하며, 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부, 줄기부, 및 제 2 가지부에 의해 제 1 오목부가 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 2 가지부, 줄기부, 및 제 3 가지부에 의해 제 2 오목부가 형성되며, 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부, 줄기부, 및 제 5 가지부에 의해 제 3 오목부가 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 5 가지부, 줄기부, 및 제 6 가지부에 의해 제 4 오목부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 터치전극의 가지부들은 상기 제 2 터치전극의 줄기부 상단부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 우측으로 연장되는 제 1 가지부, 상기 제 2 터치전극의 줄기부 하단부로부터 일정거리 떨어지고 상기 제 2 터치전극의 제 1 가지부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 우측으로 연장되는 제 2 가지부, 상기 제 2 터치전극의 줄기부 상단부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 좌측으로 연장되는 제 3 가지부, 상기 제 2 터치전극의 줄기부 하단부로부터 일정거리 떨어지고 상기 제 2 터치전극의 제 3 가지부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 좌측으로 연장되는 제 4 가지부를 포함하며, 상기 제 1 터치전극의 제 1 오목부 내에는 제 2 터치전극 제 4 가지부가 위치하고, 상기 제 1 터치전극의 제 2 오목부 내에는 상기 제 2 터치전극에 이웃하는 다른 제 2 터치전극의 제 3 가지부가 위치하며, 상기 제 1 터치전극과 이웃하는 다른 제 1 터치전극의 제 3 오목부 내에는 상기 제 2 터치전극의 제 2 가지부가 위치하고, 상기 제 1 터치 구동전극과 이웃하는 상기 다른 제 1 터치전극의 제 4 오목부 내에는 상기 제 2 터치전극에 이웃하는 상기 다른 제 2 터치전극의 제 1 가지부가 위치하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부의 우상단 코너부를 향하여 제 1 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부는 줄기부의 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부의 상기 제 1 경사면으로부터 그의 우상단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부의 좌상단 코너부를 향하여 제 3 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부는 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 제 3 경사면으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부의 좌상단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 3 가지부의 우하단 코너부를 향하여 제 2 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 3 가지부는 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 제 2 경사면으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 3 가지부의 우하단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되며, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부의 좌하단 코너부를 향하여 제 4 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부는 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 제 4 경사면으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부의 좌하단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부의 좌상단 코너부를 향하여 제 1 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 2 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부의 우상단 코너부를 향하여 제 3 경사면을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 3 가지부의 우하단 코너부를 향하여 제 2 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부의 좌하단 코너부를 향하여 제 4 경사면을 갖도록 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극의 제 1 내지 제 3 가지부들은 상기 제 1 터치전극의 제 4 내지 제 6 가지부들과 대칭으로 형성되고, 상기 제 2 터치전극의 제 1 및 제 2 가지부들은 상기 제 2 터치전극의 제 3 및 제 4 가지부들과 대칭으로 형성될 수도 있다.
상기 구성에서, 상기 제 2 터치전극의 줄기부의 폭은 상기 제 2 터치전극의 길이의 1/5~3/5의 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 터치전극의 제 1 내지 제 4 가지부들 각각의 폭은 제 2 터치전극의 줄기부의 폭의 1/4~3/4의 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극 사이에 형성되는 공간에는 복수의 더미전극들이 형성될 수도 있다.
상기 구성에서, 상기 제 1 터치 전극들은 투명기판의 제 1 면 상에 형성되고, 상기 제 2 터치 전극들은 상기 투명기판의 제 2 면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극들 및 상기 제 2 터치전극들은 윈도우 커버 상에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극들은 제 1 연성기판 상에 형성되고 상기 제 2 터치전극들은 제 2 연성기판 상에 형성되며, 상기 제 1 연성기판과 제 2 연성기판은 접착용 투명필름에 의해 합착될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극들은 제 1 연성기판 상에 형성되고 상기 제 2 터치전극들은 윈도우 커버 상에 형성되며, 상기 제 1 연성기판과 상기 윈도우 커버는 접착용 투명필름에 의해 합착될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극들은 연성기판의 제 1 면 상에 형성되고 상기 제 2 터치전극들은 상기 연성기판의 제 2 면 상에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 터치전극들 및 상기 제 2 터치전극들은 표시장치의 상부 기판에 형성될 수도 있다.
본 발명에 따르는 터치 스크린 패널에 의하면, 하나의 터치픽셀 내에서 터치 구동전극과 터치 센싱전극의 마주 보는 변의 길이가 종래에 비해 훨씬 길어지기 때문에 상호 정전용량을 증가시켜 센싱감도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 터치 스크린 패널에 의하면, 터치 센싱전극의 크기가 종래보다 훨씬 작아지므로 표시장치와의 사이에 형성되는 기생 정전용량의 크기를 줄일 수 있게 된다. 따라서 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들의 시정수값을 감축시킴으로써 터치 전극들간의 충전 특성을 향상시킬 수 있고, 터치 전후의 파 필드에 의한 제 2 상호 정전용량의 변화율을 증가시켜 터치감도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 터치 스크린 패널에 의하면, 터치 구동전극과 터치 센싱전극 사이 및 터치 구동전극들 사이에 형성되는 공간부에 분할된 복수의 더미전극들이 형성되기 때문에 표시장치와 터치 구동전극 및 터치 센싱전극 사이에 형성되는 기생 정전용량을 줄일 수 있다. 따라서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들의 시정수값을 감축시킴으로써 터치 전극들간의 충전 특성을 향상시킬 수 있으므로 터치감도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 정전용량식 터치 스크린 패널의 평면도,
도 2a는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 영역 R을 도시한 평면도,
도 2b는 종래의 정전용량식 터치 스크린 패널이 표시장치에 결합된 상태의 도 1의 I-I' 라인을 따라 취한 단면도로서, 각 전극들간에 형성되는 상호 정전용량을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 구성을 도시한 평면도,
도 4a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극들(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 1 실시예를 도시한 평면도,
도 4b는 도 4a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 5a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 2 실시예를 도시한 평면도,
도 5b는 도 5a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 6a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 3 실시예를 도시한 평면도,
도 6b는 도 6a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 7a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 4 실시예를 도시한 평면도,
도 7b는 도 7a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 8은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 기판의 하면 및 상면에 각각 분리되어 적용된 상태를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 윈도우 커버의 하면에 적용된 상태를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 제 1 및 제 2 기판에 적용된 상태를 도시한 단면도,
도 11은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 기판과 윈도우 커버에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 12는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 필름의 하면 및 상면에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 13은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 표시장치의 상부 기판에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2a는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널의 영역 R을 도시한 평면도,
도 2b는 종래의 정전용량식 터치 스크린 패널이 표시장치에 결합된 상태의 도 1의 I-I' 라인을 따라 취한 단면도로서, 각 전극들간에 형성되는 상호 정전용량을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 구성을 도시한 평면도,
도 4a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극들(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 1 실시예를 도시한 평면도,
도 4b는 도 4a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 5a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 2 실시예를 도시한 평면도,
도 5b는 도 5a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 6a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 3 실시예를 도시한 평면도,
도 6b는 도 6a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 7a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 4 실시예를 도시한 평면도,
도 7b는 도 7a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 8은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 기판의 하면 및 상면에 각각 분리되어 적용된 상태를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 윈도우 커버의 하면에 적용된 상태를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 제 1 및 제 2 기판에 적용된 상태를 도시한 단면도,
도 11은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 기판과 윈도우 커버에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 12는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 필름의 하면 및 상면에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 13은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 표시장치의 상부 기판에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어 중 "전극열(electrode serial)”은 소정의 형상을 갖는 복수의 전극들이 일렬로 연결된 것을 의미한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 구성을 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 터치 전극들이 형성되는 터치전극 형성영역(TA), 터치전극들과 신호를 주고받기 위해 라우팅 배선들이 형성되는 라우팅 배선 형성영역(RA), 및 라우팅 배선들과 터치 구동회로의 신호라인들을 연결하기 위한 라우팅 패드들이 형성되는 패드 형성영역(PA)을 포함한다
터치전극 형성영역(TA)은 투명기판(SUB) 상에 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)으로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들(TS1~TS4)(터치 구동전극열들 또는 터치 센싱전극열들)과, 상기 제 1 터치 전극열들(TS1~TS4)과 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들(RS1~RS4)(터치 센싱전극열들 또는 터치 구동전극열들)을 포함한다. 이하, 설명의 편의상 제 1 터치 전극열을 터치 구동전극열, 제 2 터치 전극열을 터치 센싱전극열인 것으로 설명하나, 이와 반대로 구성될 수도 있는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 필요에 따라 제 1 터치 전극열과 터치 구동전극열, 및 제 2 터치 전극열과 터치 센싱전극열을 혼용하여 사용하며, 어느 용어를 사용하든 동일한 구성요소를 나타내는 것으로 이해하여야 한다.
제 1 전극열들(TS1~TS4)의 각각은 도 4a 내지 도 7b에 도시된 바와 같은 형상을 갖는 복수의 제 1 전극패턴들(Tx)이 서로 연결되어 형성된다. 제 2 전극열들(RS1~RS4)의 각각은 도 4a 내지 도 7b에 도시된 바와 같은 형상을 갖는 복수의 제 2 전극패턴들(Rx)과, 이웃하는 제 2 전극패턴들(Rx)을 서로 연결하는 브릿지 패턴들(BR)을 포함한다. 제 2 전극열의 이웃하는 제 2 전극패턴들(Rx)은 절연패턴(INS)에 의해 제 1 전극패턴들(Tx)과 전기적으로 절연되며, 절연패턴(INS) 양측으로 노출되는 브릿지 패턴(BR)에 의해 서로 접속된다. 본 발명에서는 제 1 및 제 2 터치 전극들(Tx, Rx)이 기판(SUB) 상에 형성되므로 단층구조로 되어 있다.
제 1 및 제 2 전극패턴들(즉, 터치 구동전극들 및 터치 센싱전극들)(Tx, Rx)과 브릿지 패턴(BR)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indioum Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), 탄소 계열 도전성 물질로부터 선택된 투명 도전성 물질 또는 금속 메쉬형 전극(metal mesh type material), 금속 나노 와이어(metal nano wire)로 형성된다. 또한, 절연패턴(INS)은 질화실리콘(SiNx), 이산화실리콘(SiO2) 등의 무기막, 포토 아크릴 등의 유기막으로 형성된다.
라우팅 배선 형성영역(RA)은 터치전극 형성영역(TA)의 외곽부에 형성되며 복수의 제 1 전극열들(TS1~TS4)과 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW4)과, 복수의 제 2 전극열들(RS1~RS4)과 각각 연결되는 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW4)을 포함한다. 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW4)과 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW4)은 Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, Ag 계열 합금들과 같은 금속물질로 형성된다.
패드 형성영역(PA)는 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW4)을 통해 복수의 제 1 전극열들(TS1~TS4)과 각각 접속되는 복수의 제 1 패드들(TP1~TP4)과 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW4)을 통해 복수의 제 2 전극열들(RS1~RS4)과 각각 접속되는 복수의 제 2 패드들(RP1~RP4)을 포함한다. 제 1 패드들(TP1~TP4)과 제 2 패드들(RP1~RP4) Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, Ag 계열 합금들과 같은 금속물질로 형성된다.
다음으로 도 3 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 제 1 및 제 2 터치 전극열들을 구성하는 제 1 터치 전극(Tx)과 제 2 터치 전극(Rx)에 대해보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극들(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 1 실시예를 도시한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 도 4a에 따른 실시예의 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 적용된 터치 스크린 패널의 구성이 나타나 있으며, 터치 구동전극(Tx)은 대략 “王”자 형으로 형성되며, 터치 센싱전극(Rx)은 “‡”형으로 형성된다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 터치 구동전극(Tx)은 줄기부(TxM)로부터 외측으로 연장되는 제 1 내지 제 3 가지부들(TxB1~TxB6)을 구비한다. 터치 구동전극(Tx)의 제 1 가지부(TxB1)는 구동전극(Tx)의 줄기부(TxM) 상단부로부터 우측으로 연장되고, 제 2 가지부(TxB2)는 터치 구동전극(Tx)의 줄기부(TxM) 중간부분으로부터 우측으로 연장되고, 제 3 가지부(TxB3)는 터치 구동전극(Tx)의 줄기부(TxM) 하단부로부터 우측으로 연장된다. 또한, 터치 구동전극(Tx)의 제 4 가지부(TxB4)는 터치 구동전극(Tx)의 줄기부(TxM) 상단부로부터 좌측으로 연장되고, 제 5 가지부(TxB5)는 터치 구동전극(Tx)의 줄기부(TxM) 중간부분으로부터 좌측으로 연장되고, 제 6 가지부(TxB6)는 터치 구동전극(Tx)의 줄기부(TxM) 하단부로부터 좌측으로 연장된다.
또한, 터치 구동전극(Tx)의 제 1 가지부(TxB1), 줄기부(TxM), 및 제 2 가지부(TxB2)에 의해 제 1 오목부(TxG1)가 형성되고, 제 2 가지부(TxB2), 줄기부(TxM), 및 제 3 가지부(TxB3)에 의해 제 2 오목부(TxG2)가 형성되며, 터치 구동전극(Tx)의 제 4 가지부(TxB4), 줄기부(TxM), 및 제 5 가지부(TxB5)에 의해 제 3 오목부(TxG3)가 형성되고, 제 5 가지부(TxB5), 줄기부(TxM), 및 제 6 가지부(TxB6)에 의해 제 4 오목부(TxG4)가 형성된다.
터치 구동전극(Tx)의 제 1, 제 3, 제 4 및 제 6 가지부들(TxB1, TxB3, TxB4, TxB6)은 사각형 형상으로 형성되고, 제 2 및 제 5 가지부들(TxB2, TxB5)은 사각형과 삼각형이 조합된 형상을 가지며 끝 부분으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되며, 제 1, 제 3, 제 4 및 제 6 가지부들(TxB1, TxB3, TxB4, TxB6)보다 크게 형성된다.
또한, 터치 구동전극(Tx)의 제 1, 제2, 및 제 3 가지부들(TxB1, TxB2, TxB3)은 줄기부(TxM)를 중심으로 제 4, 제 5 및 제 6 가지부들(TxB4, TxB5, TxB6)과 대칭으로 형성되어 있다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 터치 센싱전극(Rx)은 줄기부(RxM)로부터 외측으로 연장되는 제 1 내지 제 4 가지부들(RxB1~RxB4)을 구비한다. 터치 센싱전극(Rx)의 제 1 가지부(RxB1)는 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM) 상단부로부터 하측으로 일정거리 떨어진 위치에서 우측으로 연장되고, 제 2 가지부(RxB2)는 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM) 하단부로부터 상측으로 일정거리 떨어지고 제 1 가지부(RxB1)로부터 하측으로 일정거리 떨어진 위치에서 우측으로 연장된다. 또한, 터치 센싱전극(Rx)의 제 3 가지부(RxB3)는 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM) 상단부로부터 하측으로 일정거리 떨어진 위치에서 좌측으로 연장되고, 제 4 가지부(RxB4)는 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM) 하단부로부터 상측으로 일정거리 떨어지고 제 3 가지부(RxB3)로부터 하측으로 일정거리 떨어진 위치에서 좌측으로 연장된다.
터치 센싱전극(Rx)의 제 1 내지 제 4 가지부들(RxB1, RxB2, RxB3, RxB4)은 서로 동일하거나 거의 유사한 형상으로 형성된다. 예를 들면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 터치 센싱전극(Rx)의 제 1 내지 제 4 가지부들(RxB1, RxB2, RxB3, RxB4)은 각각 사각형으로 형성된다.
또한, 터치 센싱전극(Rx)의 제 1, 및 제 2 가지부들(RxB1, RxB2)은 줄기부(RxM)를 중심으로 제 3, 및 제 4 가지부들(RxB3, RxB4)과 대칭으로 형성되어 있다.
한편, 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM)의 폭 W1은 터치 센싱전극 길이 L1의 1/5~3/5의 크기로 형성되고, 제 1 내지 제 4 가지부들(RxB1, RxB2, RxB3, RxB4) 각각의 폭 W2는 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM)의 폭 W1의 1/4~3/4의 크기로 형성된다.
다음으로 상술한 구조를 갖는 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx)의 결합구조에 대해 설명하기로 한다. 도 4a를 참조하면, 터치 구동전극(Tx1)의 제 1 오목부(TxG1) 내에는 터치 센싱전극(Rx1)의 제 4가지부(RxB4)가 위치하고, 터치 구동전극(Tx1)의 제 2 오목부(TxG2) 내에는 상기 터치 센싱전극(Rx1)에 이웃하는 터치 센싱전극(Rx2)의 제 3 가지부(RxB3)가 위치하며, 상기 터치 구동전극(Tx1)과 이웃하는 다른 터치 구동전극(Tx2)의 제 3 오목부(TxG3) 내에는 터치 센싱전극(Rx1)의 제 2 가지부(RxB2)가 위치하고, 상기 터치 구동전극(Tx1)과 이웃하는 다른 터치 구동전극(Tx2)의 제 4 오목부(TxG4) 내에는 상기 터치 센싱전극(Rx1)에 이웃하는 터치 센싱전극(Rx2)의 제 1 가지부(RxB1)가 위치하도록 배치된다.
터치 구동전극(Tx)의 제 2 및 제 5 가지부들(TxB2, TxB5)의 각각의 폭 W3은 터치 센싱전극(Rx)의 줄기부(RxM)의 폭 W1과 대략 같게 형성되고, 터치 구동전극(Tx)의 제 1, 제 3, 제 4, 및 제 6 가지부들(TxB1, TxB3, TxB4, TxB6)의 각각의 폭은 터치 구동전극(Tx)의 제 2 및 제 5 가지부들(TxB2, TxB5)의 각각의 폭보다 좁게 형성된다.
또한, 터치 구동전극(Tx)의 제 1 내지 제 4 오목부(TxG1~TxG4) 내에 위치하는 터치 센싱전극(Rx)의 제 1 내지 제 4 가지부들(RxB1~RxB4)과 터치 구동전극(Tx) 사이의 간격은 터치 센싱전극(Rx) 길이 L1 의 약 1/40~1/20의 크기를 갖도록 설정된다. 또한, 터치 구동전극(Tx)의 길이 L2는 터치 센싱전극의 길이 L1보다 짧게 형성된다.
터치 구동전극(Tx)의 제 1 내지 제 4 오목부(TxG1~TxG4)와 터치 센싱전극(Rx)의 제 1 내지 제 4 가지부들(RxB1~RxB4) 사이의 공간부에는 소정의 형상을 갖는 더미 패턴들(DUM)이 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 복수의 더미 패턴들(DUM)이 상기 공간부에 배치되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 더미패턴들 대신 하나의 더미패턴이 배치될 수도 있고, 더미 패턴없이 터치 센싱전극패턴으로 형성될 수도 있다.
또한, 이웃하는 터치 구동전극들 사이에도 다른 공간부가 형성되며, 이 공간부에는 복수의 더미패턴들 또는 하나의 더미패턴이 배치될 수도 있고, 더미 패턴 없이 터치 구동전극패턴으로 형성될 수도 있다.
도 5a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 2 실시예를 도시한 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 5a의 제 2 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 그 줄기부(TxM) 상단부와 제 1 및 제 1, 제3, 제 4, 및 제 6 가지부들(TxB1, TxB3, TxB4, TxB6)의 일부분이 제거되어 있고, 제 2 실시예의 터치 구동전극(Tx)의 길이 L2는 제 1 실시예의 터치 구동전극(Tx)의 길이 L2 보다 크게 형성되는 점을 제외하고는 제 1 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)과 동일하다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 1 가지부(TxB1)의 우상단 코너부를 향하여 제 1 경사면(TxMS1)을 갖도록 형성되고, 제 1 가지부(TxB1)는 줄기부(TxM)의 제 1 경사면(TxMS1)으로부터 제 1 가지부(TxB1)의 우상단 코너부까지 연장된 경사면(TxB1S)을 갖도록 형성된다.
또한, 터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 4 가지부(TxB4)의 좌상단 코너부를 향하여 제 3 경사면(TxMS3)을 갖도록 형성되고, 제 4 가지부(TxB4)는 줄기부(TxM)의 제 3 경사면(TxMS3)으로부터 제 4 가지부(TxB4)의 좌상단 코너부까지 연장된 경사면(TxB4S)을 갖도록 형성된다.
상술한 구조에 따라 터치 구동전극(Tx)의 상단부에는 V자형의 공간부가 형성되고, 이 V자형의 공간부에는 복수의 더미패턴들(DUM) 또는 하나의 더미패턴이 배치된다.
터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 3 가지부(TxB3)의 우하단 코너부를 향하여 제 2 경사면(TxMS2)을 갖도록 형성되고, 제 3 가지부(TxB3)는 줄기부(TxM)의 제 2 경사면(TxMS2)으로부터 제 3 가지부(TxB3)의 우하단 코너부까지 연장된 경사면(TxB3S)을 갖도록 형성된다.
또한, 터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 6 가지부(TxB6)의 좌하단 코너부를 향하여 제 4 경사면(TxMS4)을 갖도록 형성되고, 제 6 가지부(TxB6)는 줄기부(TxM)의 제 4 경사면(TxMS4)으로부터 제 6 가지부(TxB6)의 좌하단 코너부까지 연장된 경사면(TxB6S)을 갖도록 형성된다.
상술한 구조에 따라 터치 구동전극(Tx)의 하단부에는 역 V자형의 공간부가 형성된다. 이 역 V자형의 공간부에는 복수의 더미패턴들(DUM) 또는 하나의 더미패턴이 배치된다.
도 6a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 3 실시예를 도시한 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 6a의 제 3 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 그 줄기부(TxM) 상단부의 일부분이 제거되어 있는 점을 제외하고는 제 1 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)과 동일하다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 1 가지부(TxB1)의 좌상단 코너부를 향하여 제 1 경사면(TxMS1)을 갖도록 형성된다. 또한, 터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 4 가지부(TxB4)의 우상단 코너부를 향하여 제 3 경사면(TxMS3)을 갖도록 형성된다.
상술한 구조에 따라 터치 구동전극(Tx)의 상단부에는 공간부가 형성되고, 이 공간부에는 복수의 더미패턴들(DUM) 또는 하나의 더미패턴이 배치된다.
터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 3 가지부(TxB3)의 좌하단 코너부를 향하여 제 2 경사면(TxMS2)을 갖도록 형성된다. 또한, 터치 구동전극(Tx) 줄기부(TxM)의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 6 가지부(TxB6)의 우하단 코너부를 향하여 제 4 경사면(TxMS4)을 갖도록 형성된다.
상술한 구조에 따라 터치 구동전극(Tx)의 상단부에는 공간부가 형성되고, 이 공간부에는 복수의 더미패턴들(DUM) 또는 하나의 더미패턴이 배치된다.
도 7a는 도 3에 도시된 제 1 터치 전극패턴들(터치 구동전극들)(Tx)과 제 2 터치전극(터치 센싱전극들)(Rx)의 제 4 실시예를 도시한 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 7a의 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극(Tx)은 그 길이 L2가 터치 센싱전극의 길이 L1과 동일하고, 터치 센싱전극(Rx)의 가지부들(RxB1, RxB2, RxB3, RxB4) 각각의 폭 W4가 제 1 실시예의 터치 센싱전극(Rx)의 가지부의 폭 W2보다 충분히 크며, 더미전극이 배치되지 않는다는 점에서 제 1 실시예와 다르다. 따라서, 설명의 간략화를 위해 제 4 실시예에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따르는 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx)에 의하면, 하나의 터치픽셀(TP) 내에서 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx)의 마주 보는 변의 길이가 종래의 다이아몬드 구조에서는 일직선이었던데 비해 다수의 굴곡부를 갖는 형태로 되어 그 길이가 길어지기 때문에 상호 정전용량을 증가시켜 센싱감도를 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따르는 터치 센싱전극(Rx)은 그 크기가 다이아몬드 패턴의 경우 보다 작아지므로 터치 스크린 패널에 표시장치에 적용될 때 표시장치와의 사이에 형성되는 기생 정전용량의 크기를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들의 시정수값을 감축시킴으로써 터치 전극들간의 충전 특성을 향상시킬 수 있으므로 터치감도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따르는 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx)에 의하면, 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx) 사이, 및 이웃하는 터치 구동전극들(Tx) 사이에 형성되는 공간부에 분할된 복수의 더미전극들(DUM)이 형성되기 때문에 표시장치(DP)와 터치 구동전극(Tx) 및 터치 센싱전극(Rx) 사이에 형성되는 기생 정전용량을 줄일 수 있다. 따라서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들의 시정수값을 감축시킴으로써 터치 전극들간의 충전 특성을 향상시킬 수 있으므로 터치감도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예들에 따른 터치 구동전극들 및 터치 센싱전극들을 구비하는 터치 스크린 패널이 표시장치에 다양하게 적용되는 예에 대해 설명하기로 한다. 도 8 내지 도 13에 적용된 터치 구동전극과 터치 센싱전극은 도 4a 내지 도 7b에 도시된 제 1 내지 제 4 실시예와 그의 균등물에 속하는 것이다.
도 8 내지 도 13에서 도면부호 WC는 최상층에 형성되어 손과 펜에 의한 터치로부터 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들을 보호하기 위한 강화유리와 같은 윈도우 커버(window cover)를 나타낸다. 또한, 도 8 내지 도 13에서 기판은 유리와 같은 경질의 투명물질로 형성된 것을 의미하고, 필름은 PET와 같은 연질의 플라스틱계 물질로 형성된 것을 의미하나, 그 재질이 단순히 이들로 한정되는 것은 아니며 그와 동등한 기능을 할 수 있는 것이라면 본 발명에 속하는 것으로 이해하여야 한다.
도 8은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 기판의 하면 및 상면에 각각 분리되어 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 기판(SUB)의 하면에 형성되고, 터치 센싱전극들(Rx)은 기판(SUB)의 상면에 형성된다. 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx) 기판(SUB)의 하면과 상면에 각각 형성되고 서로 교차하도록 형성된다. 이와 같이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)은 제 1 접착제(AD1)에 의해 표시장치(DP) 상부에 부착되고, 터치 스크린 패널(TSP) 상면에는 제 2 접착제(AD2)에 의해 윈도우 커버(WC)가 부착된다. 제 1 및 제 2 접착제(AD1, AD2)로는 접착용 투명필름이 사용된다.
도 9는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 윈도우 커버의 하면에 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 윈도우 커버(WC)의 하면에 서로 교차하도록 형성되고, 절연패턴(도시생략)에 의해 서로 절연되도록 형성되어 있다. 이와 같이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)은 접착제(AD1)에 의해 표시장치(DP)에 부착된다. 접착제(AD)로는 접착용 투명필름이 사용된다.
도 10은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 제 1 및 제 2 기판에 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 제 1 필름(F1)의 상면에 형성되고, 터치 센싱전극들(Rx)은 제 2 필름(F2)의 상면에 형성된다. 제 1 필름(F1)과 제 2 필름(F2)은 제 1 접착제(AD1)에 의해 서로 합착된다. 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx)은 서로 교차되도록 형성된다. 이와 같이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)은 제 1 필름(F1)의 하면에 부착된 접착 테이프(BT) 또는 접착제에 의해 표시장치(DP)에 부착된다. 그리고, 터치 스크린 패널(TSP)의 상면에 제 2 접착제를 이용하여 윈도우 커버(WC)가 부착된다.
도 11은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 기판과 윈도우 커버에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 필름(F)의 상면에 형성되고, 터치 센싱전극들(Rx)은 윈도우 커버(WC)의 하면에 형성된다. 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx)은 서로 교차되도록 형성된다. 윈도우 커버(WC)와 필름(F)은 접착제(AD)에 의해 서로 합착된다. 이와 같이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)은 필름(F)의 하면에 부착된 접착 테이프(BT) 또는 접착제에 의해 표시장치(DP)에 부착된다.
도 12는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 필름의 하면 및 상면에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)은 필름(F)의 하면에 형성되고, 터치 센싱전극들(Rx)은 필름(F)의 상면에 형성된다. 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx)은 서로 교차하도록 형성된다. 이와 같이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)은 제 1 접착제(AD1)에 의해 표시장치(DP)에 부착되고, 터치 스크린 패널(TSP) 상면에는 제 2 접착제(AD2)에 의해 윈도우 커버(WC)가 부착된다. 제 1 및 제 2 접착제(AD)로는 접착용 투명필름이 사용된다.
도 13은 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 표시장치의 상부 기판에 각각 적용된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx)은 표시장치의 상부 기판(예를 들면, 액정표시장치의 경우 컬러필터 기판, 유기 발광표시장치의 경우 전극들이 형성된 박막 트랜지스터 기판을 보호하기 위해 박막 트랜지스터 기판을 에워싸도록 형성되는 인캡슐레이터)에 형성된다. 터치 구동전극들(Tx)과 터치 센싱전극들(Rx)은 서로 교차되도록 형성되며, 절연패턴에 의해 서로 절연되도록 형성된다. 이와 같이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)의 상면에는 접착제(AD)에 의해 윈도우 커버(WC)가 부착된다.
상술한 설명에서는 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 표시장치에 적용되는 경우에 대해 설명하였으며, 여기에서의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emit Diode Display, OLED), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전기영동 표시장치 등을 포함하는 다른 표시장치를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
TA: 터치전극 형성영역
RA: 라우팅 배선 형성영역
PA: 패드 형성영역
TS1~TS4: 제 1 터치 전극열(터치 구동전극열)
Tx: 제 1 터치전극(터치 구동전극)
RS1~RS4: 제 2 터치 전극열(터치 센싱전극열)
Rx: 제 2 터치전극(터치 센싱전극)
BR: 브릿지 패턴
DUM: 더미 패턴
RA: 라우팅 배선 형성영역
PA: 패드 형성영역
TS1~TS4: 제 1 터치 전극열(터치 구동전극열)
Tx: 제 1 터치전극(터치 구동전극)
RS1~RS4: 제 2 터치 전극열(터치 센싱전극열)
Rx: 제 2 터치전극(터치 센싱전극)
BR: 브릿지 패턴
DUM: 더미 패턴
Claims (17)
- 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들; 및
상기 제 1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 상기 복수의 제 1 터치 전극열들과 절연되는 복수의 제 2 터치 전극열들을 포함하고,
상기 복수의 제 1 터치 전극열들의 각각은 직렬로 연결된 복수의 제 1 터치 전극들을 포함하며, 상기 복수의 제 2 터치 전극열들의 각각은 직렬로 연결된 복수의 제 2 터치 전극들을 포함하고,
상기 제 1 터치전극들의 각각은 줄기부와, 상기 줄기부의 한쪽 측면에 적어도 2개의 오목부가 형성되도록 상기 줄기부로부터 길이방향의 양측으로 돌출된 가지부들을 포함하며,
상기 제 2 터치전극들의 각각은 줄기부와, 상기 제 1 터치전극의 오목부들에 수용되도록 상기 줄기부로부터 돌출되는 가지부들을 포함하고,
상기 제 1 터치전극의 제1 가지부들과 상기 제 2 터치전극의 가지부들은 모두 서로 평행한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극의 가지부들은 상기 제 1 터치전극의 줄기부 상단부로부터 우측으로 연장되는 제 1 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 중간부분으로부터 우측으로 연장되는 제 2 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 하단부로부터 우측으로 연장되는 제 3 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 상단부로부터 좌측으로 연장되는 제 4 가지부, 상기 제 1 터치전극의 줄기부 중간부분으로부터 좌측으로 연장되는 제 5 가지부, 및 상기 제 1 터치전극의 줄기부 하단부로부터 좌측으로 연장되는 제 6 가지부를 포함하며,
상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부, 줄기부, 및 제 2 가지부에 의해 제 1 오목부가 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 2 가지부, 줄기부, 및 제 3 가지부에 의해 제 2 오목부가 형성되며, 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부, 줄기부, 및 제 5 가지부에 의해 제 3 오목부가 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 5 가지부, 줄기부, 및 제 6 가지부에 의해 제 4 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 터치전극의 가지부들은 상기 제 2 터치전극의 줄기부 상단부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 우측으로 연장되는 제 1 가지부, 상기 제 2 터치전극의 줄기부 하단부로부터 일정거리 떨어지고 상기 제 2 터치전극의 제 1 가지부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 우측으로 연장되는 제 2 가지부, 상기 제 2 터치전극의 줄기부 상단부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 좌측으로 연장되는 제 3 가지부, 상기 제 2 터치전극의 줄기부 하단부로부터 일정거리 떨어지고 상기 제 2 터치전극의 제 3 가지부로부터 일정거리 떨어진 위치에서 좌측으로 연장되는 제 4 가지부를 포함하며,
상기 제 1 터치전극의 제 1 오목부 내에는 제 2 터치전극 제 4 가지부가 위치하고, 상기 제 1 터치전극의 제 2 오목부 내에는 상기 제 2 터치전극에 이웃하는 다른 제 2 터치전극의 제 3 가지부가 위치하며, 상기 제 1 터치전극과 이웃하는 다른 제 1 터치전극의 제 3 오목부 내에는 상기 제 2 터치전극의 제 2 가지부가 위치하고, 상기 제 1 터치 구동전극과 이웃하는 상기 다른 제 1 터치전극의 제 4 오목부 내에는 상기 제 2 터치전극에 이웃하는 상기 다른 제 2 터치전극의 제 1 가지부가 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부의 우상단 코너부를 향하여 제 1 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부는 줄기부의 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부의 상기 제 1 경사면으로부터 그의 우상단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되고,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부의 좌상단 코너부를 향하여 제 3 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부는 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 제 3 경사면으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부의 좌상단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 제 3 가지부의 우하단 코너부를 향하여 제 2 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 3 가지부는 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 제 2 경사면으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 3 가지부의 우하단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되며,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부의 좌하단 코너부를 향하여 제 4 경사면을 갖도록 형성되고, 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부는 상기 제 1 터치전극의 줄기부의 제 4 경사면으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부의 좌하단 코너부까지 연장된 경사면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 1 가지부의 좌상단 코너부를 향하여 제 1 경사면을 갖도록 형성되고,
상기 제 2 터치전극의 줄기부의 상단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 4 가지부의 우상단 코너부를 향하여 제 3 경사면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 3 가지부의 좌하단 코너부를 향하여 제 2 경사면을 갖도록 형성되고,
상기 제 1 터치전극의 줄기부의 하단부는 그 폭 방향의 중앙지점으로부터 상기 제 1 터치전극의 제 6 가지부의 우하단 코너부를 향하여 제 4 경사면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극의 제 1 내지 제 3 가지부들은 상기 제 1 터치전극의 제 4 내지 제 6 가지부들과 대칭으로 형성되고, 상기 제 2 터치전극의 제 1 및 제 2 가지부들은 상기 제 2 터치전극의 제 3 및 제 4 가지부들과 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 터치전극의 줄기부의 폭은 상기 제 2 터치전극의 길이의 1/5~3/5의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 터치전극의 제 1 내지 제 4 가지부들 각각의 폭은 제 2 터치전극의 줄기부의 폭의 1/4~3/4의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극과 상기 제 2 터치전극 사이에 형성되는 공간에는 복수의 더미전극들이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치 전극들은 투명기판의 제 1 면 상에 형성되고,
상기 제 2 터치 전극들은 상기 투명기판의 제 2 면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극들 및 상기 제 2 터치전극들은 윈도우 커버 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극들은 제 1 연성기판 상에 형성되고 상기 제 2 터치전극들은 제 2 연성기판 상에 형성되며, 상기 제 1 연성기판과 제 2 연성기판은 접착용 투명필름에 의해 합착되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극들은 제 1 연성기판 상에 형성되고 상기 제 2 터치전극들은 윈도우 커버 상에 형성되며, 상기 제 1 연성기판과 상기 윈도우 커버는 접착용 투명필름에 의해 합착되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극들은 연성기판의 제 1 면 상에 형성되고 상기 제 2 터치전극들은 상기 연성기판의 제 2 면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
- 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 터치전극들 및 상기 제 2 터치전극들은 표시장치의 상부 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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