KR20090127017A

KR20090127017A - 정전용량 터치 스크린

Info

Publication number: KR20090127017A
Application number: KR1020080085447A
Authority: KR
Inventors: 첸-유 리유; 칭-이 왕
Original assignee: 티피케이 터치 솔루션스 인코포레이션
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-12-09
Also published as: TWM349000U; JP3145537U; KR100991801B1; US20090303202A1

Abstract

본 발명은 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 해당 터치 제어 디스플레이 패널은 액정층을 포함하고, 상기 액정층 상측에 상부 투명기판을 설치하고, 상기 액정층 하측에 하부 투명기판을 설치하고, 상기 상부 투명기판과 액정층 사이에 상부 투명도전층을 설치하고, 상기 하부 투명기판과 액정층 사이에 하부 투명도전층을 설치하고, 상기 투명기판 상측에 상부 편광판을 설치하고, 상기 투명기판 하측에 하부 편광판을 설치하고, 상기 투명기판과 상기 상부 투명도전층 사이에 터치 제어 회로층을 설치하고, 상기 터치 제어 회로층과 상부 투명도전층 사이에 제1 절연층을 설치하고, 상기 상부 편광판을 터치함으로써 상기 터치 제어 회로층에 정전용량 효과를 발생시키는 특징을 가지고 있어 생산 재료 절감과 조립 과정 간단화, 생산효율 증가 및 박형화 제품에 사용이 용이하다는 장점을 가지고 있다.

터치, 제어, 스크린

Description

정전용량 터치 스크린{Capacitive Touch Screen}

본 발명은 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널에 관한 것이다.

기존의 PDA 제품, 팜 사이즈 PC(Palm-Sized PC) 및 정보기기 등과 같은 전자상품에 사용되는 디스플레이 패널 상에는 대부분 터치 패널이 사용되고 있다. 상술한 디스플레이 패널은 터치 패널을 통해 기능을 나타내는 아이콘과 문자들을 표시할 수 있다. 사용자는 손가락이나 터치펜 등과 같은 도전물체를 이용하여 터치 패널 표면 상에 나타난 아이콘이나 문자를 클릭하여 원하는 기능을 입력하거나 조작하게 된다.

도1은 기존의 디스플레이 패널 기술에 관한 내용이며, 이 내용을 참조해 보면 디스플레이 패널(1a) 상에 터치 패널(5)을 배치하고, 상기 터치 패널(5)과 상기 디스플레이 패널(1a) 사이의 주변에는 접착층(6)을 설치하고, 또한 상기 터치 패널(5)는 유리 기판(51, glass substrate)을 갖추고 있고, 상기 유리 기판(51, glass substrate)의 바닥면에는 터치 제어 회로층(52)을 설치하고, 상기 터치 제어 회로층(52)는 인듐-주석 산화물(Indium-Tin Oxide) 도전층으로 구성될 수 있고, 또한 상기 터치 제어 회로층(52)의 바닥면에는 투명보호코팅층(55, Over Coat)을 구 성하며, 상기 투명보호코팅층(55)은 절연물질(예: 질화규소, 이산화규소, 레지스트등과 같은 물질)로 구성하며, 상기 투명보호코팅층(55)은 상기 터치 제어 회로층(52)이 긁혀서 망가지지 않게 보호하는 기능을 수행하며 또한 상기 디스플레이 패널(1a)과 결합할 때 사용된다.

상기 디스플레이 패널(1a)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display,LCD)로 구성될 수도 있으며, 상부 유리기판(11a)과 하부 유리기판(12a) 사이에 액정층(10a)을 충전 형성하고(도1에 나타난 것과 같이), 상기 상부 유리기판(11a)의 꼭대기면에는 상부 편광판(15a)를 형성하고, 또한 상기 상부 유리기판(11a)의 바닥면과 상기 액정층(10a)의 사이에는 상부 투명 도전층(13a)를 설치한다. 또한 상기 하부 유리기판(12a)의 바닥면에는 하부 편광판(16a)을 형성하고, 상기 하부 유리기판(12a)의 꼭대기면과 상기 액정층(10a) 사이에는 하부 투명 도전층(14a)를 설치한다.

상술한 액정 디스플레이의 이미지 표시 원리는 상기 상부/하부 투명 도전층(13a, 14a)의 전기장 구동을 운용하여 액정분자의 비틀림에 의한 전장효과를 생성하고 광원의 투과 및 차단을 제어하며 상기 상부 유리기판(11a)에 구성된 칼라 필터를 투과하여 이미지 혹은 문자로 표시되어 진다. 사용자는 표면 유리기판(51) 상에서 상기 터치 패널(5) 상에 표시된 이미지나 문자의 위치와 대응 되는 곳을 터치하는 방식으로 조작 및 입력을 진행할 수 있다.

하지만 상술한 디스플레이 패널(1a) 상에 상기 터치 패널(5)을 배치한 전자제품 중, 상기 디스플레이 패널(1a)의 상부/하부 유리기판(11a, 12a) 및 터치 패널(5)의 유리기판(51)이 모두 동일한 유리 재료로 제작되어지고 이로 인해 생산 제작 시 비교적 많은 생산 원료를 사용하여 생산 단가가 올라가며, 또한 디스플레이 패널(1a) 및 터치 패널(5)은 보통 각각 별도로 제작 완성한 후 생산라인으로 보내져 서로 일체형으로 부착되어진다. 그러므로 제작 과정이 비교적 복잡하여 제작 시간이 많이 필요할 뿐만 아니라 제품의 불량률 역시 높다. 또한 일체형으로 부착되는 과정에서 그 두께가 두꺼워지게 되며 이러한 것 역시 박형화를 추구하는 전자제품 설계에는 부적합하여 개선할 점이 많이 있다.

본 발명의 목적은 터치 제어 회로층을 갖추고 터치 제어 방식으로 입력 및 조작이 가능한 디스플레이 패널을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 구체적으로 다음과 같은 내용을 제공한다.

우선 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널을 제공하며 그 내용은

액정층을 포함하고,

상기 액정층 상측에 상부 투명기판을 설치하고,

상기 액정층 하측에 하부 투명기판을 설치하고,

상기 상부 투명기판과 액정층 사이에 상부 투명도전층을 설치하고,

상기 하부 투명기판과 액정층 사이에 하부 투명도전층을 설치하고,

상기 상부 투명기판 상측에 상부 편광판을 설치하고,

상기 하부 투명기판 하측에 하부 편광판을 설치하고,

상기 투명기판과 상기 상부 투명도전층 사이에 터치 제어 회로층을 설치하고,

상기 터치 제어 회로층과 상부 투명도전층 사이에 제1 절연층을 설치한다.

그 중 상기 터치 제어 회로층은 도전막을 포함하고 있으며, 상기 도전막의 테두리에는 최소한 하나의 도선이 연결설치된다.

그 중 상기 터치 제어 회로층과 상부 투명도전층 사이에 잡신호를 막아줌과 동시에 상기 터치 제어 회로층과 상부 투명 도전층 사이를 절연시켜 서로 보호할 수 있는 기능을 가진 보호층을 설치한다.

그 중 상기 상부 투명도전층은 잡신호를 막아주는 보호층으로 구성된다.

그 중 상기 터치 제어 회로층은 불투명의 금속재료로 구성된다.

그 중 제1절연층은 칼라 레지스트 층으로 구성된다.

그 중 터치 제어 회로층과 상기 칼라 레지스트 층의 사이에는 잡신호를 막아주는 보호층이 설치되고, 상기 터치 제어 회로층과 상기 보호층 사이에는 제2절연층을 설치한다.

본 발명인 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널는 생산 원료를 절감하고, 생산 과정이 간편해지며, 생산률이 증가되고 박형화 제품 설계에 매우 적합한 효과를 얻을 수 있다.

이하 도면과 구체적인 실시예를 들어 본 발명인 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널의 구조 및 생산 상의 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 구성 형태를 나타낸 단면도이다. 도2의 내용을 참조하면, 본 고안인 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널(1)은 액정층(10)을 포함하고 있으며, 상기 액정층(10) 상측에는 상부 투명기판(11)을 설치하고, 상기 액정층(10) 하 측에는 하부 투명기판(12)을 설치하고, 상기 상부 투명기판(11)과 상기 액정층(10) 사이에는 상부 투명도전층(13)을 설치하고, 상기 액정층(10)과 상기 하부 투명기판(12) 사이에는 하부 투명도전층(14)을 설치하고, 상기 상부 투명기판(11) 상측에는 상부 편광판(15)을 설치하고, 상기 상부 편광판(15)의 표면에는 디스플레이부(150)를 갖추고 있고, 상기 하부 투명기판(12) 하측에는 하부 편광판(16)을 설치하고, 상기 상부 투명기판(11)과 상기 상부 투명도전층(13) 사이에는 터치 제어 회로층(2)을 설치하고, 상기 터치 제어 회로층(2)과 상기 상부 투명도전층(13) 사이에는 제1 투명 절연층(31)을 설치한다. 본 발명의 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널(1)은 이상과 같은 각 층이 조합되어 완성된다.

그 중 상기 터치 제어 회로층(2)은 도전막(20)(도3에 나타난 바와 같이)을 포함하고 있으며, 상기 도전막(20)은 연속적인 평면구조로 구성되고, 또한 상기 도전막(20)의 주변에는 최소한 하나의 금속 도선(21)이 삽입 설치되며, 본 실시예에서는 상기 도전막(20)의 4 테두리에 다수 개의 금속도선(21)을 삽입 설치하였고, 또한 상기 도전막(20) 상에 예정된 인가 전압을 구동전압으로 가하였고, 이로 인해 상기 도전막(20) 상에는 균일한 전위값이 형성된다. 혹은 상기 도전막(20)의 한 끝에 예정된 인가 전압을 구동전압으로 가하고, 또 다른 한 끝에 접지선을 사용해 접지를 하여 상기 도전막(20) 상에 단계적 전위값을 형성할 수도 있다.

상술한 상부/하부 투명기판(11, 12)의 재질은 유리, 플라스틱 혹은 기타 절연재료(도2에서 나타난 바와 같이) 등을 사용할 수 있으며, 상기 터치 제어 회로층(2)의 도전막(20)은 투명한 도전재료를 사용해 구성할 수 있다. 이 때 투명한 도 전재료는 인듐-주석 산화물(Indium-Tin Oxide)을 사용할 수 있고, 또한 상기 터치 제어 회로층(2)의 형성 방법은 전통방식은 도포, 노출, 현상 및 에칭 등의 기술을 사용해 형성한다.

상기 디스플레이 패널(1)은 디스플레이부(150)에 이미지와 문자를 표시하며(도2에 나타난 바와 같이) 사용자가 손가락이나 혹은 기타 도전물체로 상부 편광판(15)의 디스플레이부(150)를 터치할 때, 상기 터치 제어 회로층(2)의 도전막(20) 상에 균일한 전위값 혹은 단계적 전위값이 형성되어 있기 때문에 상기 도전막(20) 상의 터치를 받는 위치가 손가락 혹은 기타 도전물체를 감지하게 되어 정전용량 효과를 생성하며, 더 나아가 전류값의 변화량의 신호를 감지하게 되고, 해당 신호를 상기 금속도선(21)을 통해 외부의 마이크로 프로세서(도면 미표시)로 전송하게 되고, 이어서 전류값의 변화량을 통해 터치된 위치를 계산해 내며 결국 터치 제어의 목적을 달성할 수 있게 된다.

상술한 내용으로 알 수 있듯이, 본 발명은 상기 상부 투명기판(11) 하측에 터치 제어 회로층(2)을 설치하며, 즉 기존 방식인 디스플레이 패널 상의 전통 터치 패널 상에 설치하는 과정을 생략하게 되며, 이로 인해 전통 터치 패널 제작 시 사용되었던 유리 재료들을 절약할 수 있고 디스플레이 패널 가공 과정을 더욱 간단화 시킬 수 있게 된다. 즉 다시 말하면 생산 단가 및 제작 시간을 대폭적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 패널 조립 상태의 불량률을 낮추고 박형화 설계에 사용이 용이하게 된다.

한 편 상기 터치 제어 회로층(2)과 상기 상부 투명도전층(13)의 사이에 잡신 호를 막아주는 투명 보호층(19)(도5에 나타난 바와 같이)을 설치하고, 이를 통해 상기 디스플레이 패널(1) 구동 상에 전자기 신호를 차단해 주며, 또한 상기 투명 보호층(19)과 상기 터치 제어 회로층(2) 및 상부 투명도전층(13) 사이를 서로 절연시켜 주게 된다. 그 중 상기 투명도전층(13) 역시 보호층으로 사용될 수 있고(도2에 나타난 바와 같이), 상기 터치 제어 회로층(2)의 도전막(20)은 불투명 금속재료를 사용해 제작할 수 있으며, 이를 통해 기존 디스플레이 패널 내의 빛차단용 블랙 매트릭스(Black Matrix) 층을 대신할 수 있다. 이 때 불투명 금속재료는 크롬(Cr)을 사용할 수 있고 그 나머지 구조와 실시 방식은 도2의 실시예와 동일하다.

제1투명 절연층(31)을 칼라 레지스트 층으로 사용할 수 있으며(도4에 나타난 바와 같이), 또한 불투명 차단층(18)과 함께 사용할 수도 있다. 상기 불투명 차단층(18)은 본 실시예에서 상기 상부 투명기판(11)과 터치 제어 회로층(2) 사이에 설치하고, 실제로는 블랙 매트릭스 층 혹은 기타 빛차단 작용을 할 수 있는 층을 칠하거나 덮어서 설치하여 상기 기존의 전통 디스플레이 패널 내에 있는 블랙 매트릭스 층을 대신할 수 도 있다. 또한 상기 상부 투명도전층(13)은 보호층으로 사용하며, 그 나머지 구조와 실시 방법은 도2의 실시예와 동일하다.

또한 제1 투명 절연층(31)을 칼라 레지스트 층으로 사용할 수 있으며(도5에 나타난 바와 같이), 또한 불투명 차단층(18)과 함께 사용할 수도 있다. 상기 불투명 차단층(18)은 본 실시예에서 상기 상부 투명기판(11)과 터치 제어 회로층(2) 사이에 설치하고, 실제로는 블랙 매트릭스 층 혹은 기타 빛차단 작용을 할 수 있는 층을 칠하거나 덮어서 설치하여 상기 기존의 전통 디스플레이 패널 내에 있는 블랙 매트릭스 층을 대신할 수 도 있다. 또한 상기 투명 보호층(19)은 상기 터치 제어 회로층(2)과 칼라 레지스트 층으로 대신 사용하는 제1 투명 절연층(31) 사이에 설치할 수 있으며, 또한 상기 터치 제어 회로층(2)과 상기 투명 보호층(19) 사이에는 제2 투명 절연층(32)을 설치하며 그 나머지 구조와 실시 방법은 도2의 실시예와 동일하다.

본 고안의 특징과 장점 등을 더욱 상세히 설명하기 위해 상세한 설명과 도면을 이용해 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 도면은 단지 설명을 위해 예로 들은 것이며 본 특허 범위는 이에 국한되지 않는다.

도1은 기존의 디스플레이 패널 상에 터치 패널을 설치한 상태를 나타내는 단면도이다.

도2는 본 발명의 구성 형태를 나타낸 단면도이다.

도3은 본 발명의 도전막과 금속도선의 배치를 나타낸 평면도이다.

도4는 도2의 부가 형태를 나타낸 단면도이다.

도5는 도2의 또다른 부가 형태를 나타낸 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

디스플레이 패널 :1a 터치 패널 : 5

접착층: 6 유리 기판 : 51

터치 제어 회로층:2, 52 투명보호코팅층 : 55

상부 유리기판 : 11a 하부 유리기판 : 12a

상부 투명 도전층:13, 13a 액정층 :10, 10a

상부 편광판 : 15, 15a 하부 편광판 : 16, 16a

하부 투명 도전층 :14, 14a 하부 투명기판 : 12

터치 제어 디스플레이 패널 : 1 도전막 : 20

상부 투명기판 : 11 제2 투명 절연층 : 32

디스플레이부 : 150 금속 도선 : 21

터치 제어 회로층 : 2 투명 보호층 : 19

제1 투명 절연층 : 31 불투명 차단층 : 18

Claims

정전용량 터치 제어 디스플레이 패널로서,

액정층;

상기 액정층 상측에 설치되는 상부 투명기판;

상기 액정층 하측에 설치되는 하부 투명기판;

상기 상부 투명기판과 상기 액정층 사이에 설치되는 상부 투명도전층;

상기 하부 투명기판과 상기 액정층 사이에 설치되는 하부 투명도전층;

상기 상부 투명기판 상측에 설치되는 상부 편광판;

상기 하부 투명기판 하측에 설치되는 하부 편광판;

상기 상부 투명기판과 상기 상부 투명도전층 사이에 설치되는 터치 제어 회로층; 및

상기 터치 제어 회로층과 상기 상부 투명도전층 사이에 설치되는 제1 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 터치 제어 회로층은 도전막을 포함하고, 상기 도전막의 테두리에는 최소한 하나의 도선이 연결설치되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 터치 제어 회로층과 상부 투명도전층 사이에 잡신호를 막아줌과 동시에 상기 터치 제어 회로층과 상부 투명 도전층 사이를 절연시켜 서로 보호할 수 있는 기능을 가진 보호층이 설치되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 상부 투명도전층은 잡신호를 막아주는 보호층으로 사용되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제4항에 있어서,

상기 터치 제어 회로층은 불투명의 금속재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 제1절연층은 칼라 레지스트 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제6항에 있어서,

상기 상부 투명 도전층은 잡신호를 막아주는 보호층으로 사용되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.
제6항에 있어서,

상기 터치 제어 회로층과 상기 칼라 레지스트 층 사이에 잡신호를 막아주는 보호층이 설치되고, 상기 터치 제어 회로층과 상기 보호층 사이에 제 2 절연층이 설치되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치 제어 디스플레이 패널.