KR100480825B1 - 액정 표시 장치 일체형 터치 패널 - Google Patents

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KR100480825B1
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Abstract

본 발명은 하부 필름을 제거하고 상부 편광판 위에 바로 투명 전도성 플라스틱 필름을 접합시킴으로써 터치 패널의 생산성 및 내구성 향상에 기여하기 위한 액정 표시 장치 일체형 터치 패널에 관한 것으로, 액정 패널 상에 접착되는 투명 전도성 플라스틱 필름으로 이루어진 하부 필름과, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름에 대향되어 투명 도전막이 형성된 상부 필름으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 일체형 터치 패널{Touch Panel with Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로 특히, 하부 필름을 제거하고 상부 편광판 위에 바로 투명 전도성 플라스틱 필름을 접합시킴으로써, 터치 패널의 생산성 및 내구성 향상에 기여하기 위한 액정 표시 장치 일체형 터치 패널에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치 그 밖의 개인전용 정보 처리 장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력 장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다.
이러한 입력 장치들은 PC의 용도 확대에 따라 인터페이스로서의 입력 장치로서 키보드 및 마우스만으로는 제품 대응이 어렵고 보다 간단하고 오조작은 적으면서 누구라도 입력할 수 있고 또 휴대하면서 손으로 문자입력도 가능한 필요성에 의해 발전했다.
현재는 이러한 입력 장치의 일반적 기능과 관련된 필요성을 충족시키는 수준을 넘어 고신뢰성, 새로운 기능의 제공, 내구성, 재료나 물질을 포함한 설계 및 가공과 관련된 제조 기술 등과 같이 미세한 기술로 관심이 바뀌고 있다.
특히, 간단하고, 오조작이 적으며, 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자 입력도 가능한 입력 장치로서 터치 패널(Touch Panel)이 알려져 있으며, 그에 따른 검출 방식, 구조 및 성능 등에 있어서도 자세히 알려져 있다.
검출 방식에 따라 간단히 살펴보면, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값에 변화를 감지하는 저항막 방식(Resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance Coupling)을 이용하는 정전 용량 방식(Capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로써 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등이 있다.
각각의 방식에 따라 신호 증폭의 문제나 해상도 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도 차이 등이 다르게 나타나는 특징이 있어 장점을 잘 살릴 수 있게 구분하여 그 방식을 선택한다. 선택 기준은 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성 외에 내구성과 경제성 등도 고려된다.
그 중 저항막 방식은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device)와의 조합으로 전자 수첩, PDA, 휴대용 PC 등 입력 기기로서 많이 보급되고 있으며 박형, 소형, 경량 그리고 저소비 전력 등에서 다른 방식에 비해 유리한 설계 방식으로 알려져 있다.
저항막 방식의 검출 방식은 디지털 방식과 아날로그 방식이 있고, 기판 재료로서 0.1mm ~ 2mm 두께의 투명한 글래스 또는 필름을 이용하여 상하부 기판을 구성한다.
저항막 방식을 취하는 터치 패널은 상부 전극이 형성되어 있는 상부 기판에 펜 또는 손가락 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 상부 기판에 형성된 상부 전극과 하부 기판에 형성된 하부 전극이 상호 통전되고, 그 위치의 저항 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어들인 후 제어부에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾게되는 장치이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 저항막 방식으로 구동되는 터치 패널의 분해 사시도 및 터치 패널의 전원인가 관련 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 1과 같이, 종래의 저항막 방식의 터치 패널은 각각 내측면에 투명 전극(14, 18)을 구비한 상하부 기판(12, 16)과, 상하부 기판(12, 16)의 비표시 영역에 두 기판(12, 16)의 부착을 위한 접착층(22)이 형성되어 있다. 그리고, 투명 전극(14, 18)의 가장 자리에는 각각 Y축 방향, X축 방향으로 금속 전극(Ag Paste)이 인쇄되어 있다. 그리고, 상기 하부 기판(16)에 형성된 투명 전극(18) 상에는 소정 간격을 갖고 복수개의 도트 스페이서(20)가 산포되어 상하부 기판(12, 16) 사이의 소정의 간격을 유지하고 있다.
상기 상하부 기판(12, 16)에 형성된 금속 전극(15a, 15b, 19a, 19b)은 신호선이 연결되어, 외부의 전원 전압(Vcc)과, 접지 전압(GND)을 인가받게 된다. 이 때, 전원 전압(Vcc)과 접지 전압(GND)이 상하부 기판(12, 16)의 어느 쪽에 인가되는지와, 전원 전압(Vcc) 또는 접지 전압(GND)을 인가하는지에 대한 판단은 마이컴(34)에서 이루어진다.
그리고, 각 상하부 기판(12, 16)에서 판단되는 아날로그 전압 값은 ADC(32)를 통해 디지털 값으로 전환되어, 마이컴(34)으로 인가되고, 인터페이스부(36)를 통하여 표시 장치 등에 제어하기 위해 시스템(40)으로 인가된다.
상기 터치 패널의 위치 감지 동작을 전원인가와 관련해서 살펴보면 다음과 같다.
터치 동작으로 인해 상하부 기판(12, 16)의 접촉이 일어나게 되면, 상기 상부 기판(12)에 인쇄된 투명 전극(14)의 좌우측에 형성된 금속 전극(15a, 15b)을 통해 전원 전압(Vcc) 및 접지전압(GND)을 인가하고, 상기 하부 기판(16)의 투명 전극(18)과, 금속 전극(15a, 15b) 및 각 금속 전극(15a, 15b)에 연결된 신호선을 통해서 상기 접촉된 지점의 전압 값을 읽어내어 X축 상의 좌표 값을 인식한다.
이어, 상기 하부 기판(16)에 인쇄된 투명 전극(18)의 상하측에 형성된 금속 전극(19a, 19b)을 통해 전원 전압(Vcc) 및 접지전압(GND)을 인가하고, 상기 상부 기판(12)의 투명 전극(14)과 금속전극(19a, 19b) 및 상기 금속 전극(19a, 19b)에 연결된 신호선을 통해서 상기 접촉된 지점의 전압 값을 읽어내어 Y축 상의 좌표 값을 인식한다.
이와 같이, 저항막 방식의 터치 패널은 접촉이 일어난 부분의 저항에 따라 구배되는 전압 값을 전압이 인가된 기판과 마주보는 기판에서 읽어들여 접촉된 부분의 X-Y 좌표 값을 읽어내어 접촉된 위치를 인식하게 된다.
이하에서는, 상기에서 기술한 저항막 방식의 터치 패널이 액정 표시 장치와 결합했을 때의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2와 같이, 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 액정 패널(1)의 상부 편광판(미도시)과 접착층(25)에 의해 터치 패널(10)이 전면 접착되어지는 형상으로 형성된다. 이 때, 상기 접착층(25)은 접착 성분이 상기 상부 편광판의 전 영역에 도포되어질 수도 있고, 선택적으로 터치 패널(10)의 가장 자리에 해당되는 영역에만 도포되어질 수도 있다.
상기 액정 패널(1)은 세분하여 도시되어 있지 않지만, 일반적으로 상하부 기판과 그 사이에 충진된 액정층으로 형성되며, 상하부 기판 외측(外側)면에 각각 상부 편광판, 하부 편광판이 형성된다.
그리고, 터치 패널(10)은 서로 대향되어 상부 기판(12), 하부 기판(16)으로 형성되며, 상하부 기판(12, 16)이 서로 마주보는 면에 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)이 형성된다.
이 때, 상기 상하부 기판(12, 16)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephtalate), 폴리 프로필렌 테레프탈레이트(Poly Propylene Terephtalate), 폴리 에틸렌-2(Poly Ethylene-6), 6-나프탈레이트(6-Naphtalate), 신디옥타틱 폴리스티렌(Cyndyoxtatic Polystyrene), 노르보넨계 폴리머(Norbonen Polymer), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), 폴리 아릴레이트(Poly Arylate) 등의 투명한 플라스틱 필름으로 형성한다.
그 밖에, 상기 상부 기판(12)은 터치 동작이 직접 이루어지는 부위이므로, 상기에서 기술한 연질의 투명한 플라스틱 필름을 형성하여야 하나, 하부 기판(12)의 경우, 글래스 기판을 이러한 연질의 투명한 플라스틱 필름 하부에 형성하거나, 또는 글래스 기판만으로 형성할 수도 있다.
상기 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)은 투명성과 도전성을 지닌 재료라면 특별히 제한은 없지만, 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물, 은 및 은 합금, 동 및 동 합금, 금 등이 단층 혹은 2층 이상의 적층 구조로 형성된다. 바람직하게는 ITO(Indium Tin Oxide)의 투명 전극으로 형성한다.
이어, 상기 상부 및 하부 기판(12, 16)의 내측면에 형성된 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)의 각각의 외곽 영역에는 접착제 성분을 도포하여 상기 상하부 기판(12, 16)을 합착한다.
터치 패널은 액정 표시 장치의 표시면 위에 설치되어 신호 입력 수단으로 이용되는 것이므로, 액정 표시 장치의 표시면에 해당되는 표시 영역(viewing area, V/A)과, 상기 표시 영역을 감싸도록 표시 영역 주변부에 형성되는 비 표시 영역(dead space)으로 구분되어 정의된다. 상기 접착층(25)이나, 각 금속 전극(도 2에는 미도시, 도 1의 15, 19) 및 신호선들이 비 표시 영역(dead space)에 형성되며, 이 부위에서는 화상이 표시되지 않게 된다.
상기에서 기술한 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 터치 패널의 두께를 줄이기 위해 액정 패널의 상부 편광판 상에 바로 투명 도전막을 증착하는 방법이 제안되고 있다.
도 3은 종래의 액정 패널의 상부 편광판 상에 바로 투명 도전막이 형성된 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타내는 단면도이다.
도 3과 같이, 종래의 다른 형태의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 액정 패널(1)의 상부 편광판(미도시, 상기 액정 패널의 최상층) 상에 하부 기판을 생략한 터치 패널을 바로 증착하고 있다.
따라서, 상기 액정 패널(1)의 상부 편광판(도면에는 도시되지 않음)에 제 2 투명 도전막(18)이 직접 증착되어 있으며, 터치 패널(10)은 제 2 투명 도전막(18)에 대해 내측면에 투명 도전막(14)이 형성된 상부 기판(12)이 대향되어 형성되며, 상기 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)의 가장 자리에서 접착층(22)에 의해 서로 합착된다.
그러나, 제 2 투명 도전막(18)이 바로 액정 패널(1)의 상부 편광판 상에 형성되는 구조는 편광판의 내열 온도가 약 80℃ 정도인 점을 감안할 때, 제 2 투명 도전막(18)을 스퍼터링 방법으로 상부 편광판 상에 바로 증착하게 될 경우, 안정적으로 제 2 투명 도전막(18)의 증착이 이루어지기 힘들다.
이는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막의 스퍼터링 방법에 의한 증착 온도가 120℃ 이상이므로, 스퍼터링 공정을 거치게 되면, 액정 패널의 상부 편광판이 열팽창을 하게 되어 형상의 왜곡이 생기기 때문이다.
또한, 상부 편광판이 갖는 표면 거칠기로 인하여, 스퍼터링법을 이용한 제 2 투명 도전막(18)의 증착 과정을 거치면서, 제 2 투명 도전막(18) 자체가 표면 거칠기를 갖는 형상으로 형성되기 때문에 유니폼(uniform)한 투명 도전막을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 내구성이 약해지는 단점을 가지고 있다.
따라서, 종래의 액정 패널 상부 편광판 상에 투명 도전막이 형성된 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 구조는 내구성이 약해지는 문제점 때문에, 실제 제품화에는 거의 적용되지 않고 있는 실정이다.
즉, 상기와 같은 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 다음과 같은 문제점이 있다.
액정 표시 장치를 일체형으로 형성하는 터치 패널의 경우, 액정 패널의 상부 편광판 상에 터치 패널이 부착되며, 상기 상부 편광판과 터치 패널의 하부 기판층이 직접적으로 부착되는 부위가 된다. 이 경우, 종래에는 상기 하부 기판층은 유리 기판 혹은 플라스틱 기판 상에 투명 도전막을 형성하고, 이에 대향하여 상부 기판층을 형성하여 소정 영역에 접착제를 도포하여 합착하는 방식을 취하였으나, 터치 패널의 상하부 모두 기판+투명 도전막의 구조를 적용할 때, 두께 증가 문제가 있어, 초집적이 요구되는 기기에는 사용이 불리한 점이 있었다.
이에, 상기 하부 기판층에서 기판을 생략하고, 바로 상부 편광판 상에 투명 도전막을 형성하는 방법이 제기되었으나 이 경우 다음과 같은 문제점이 나타났다.
즉, 첫째, 편광판의 내열 온도는 약 80℃인 반면, 투명 도전막의 증착 온도는 스퍼터링 방법으로 증착시 약 120℃ 이상의 고온에서 증착되어지므로 상부 편광판의 팽창이 일어나 형상의 왜곡이 생긴다.
이러한 형상의 왜곡을 방지하기 위해 투명 도전막의 증착 온도를 낮추어 증착하게 되면, 투명 도전막의 형상이 고르지 못하게 형성됨으로써, 제품의 완성도가 떨어지게 된다.
둘째, 상부 편광판의 표면 거칠기로 인하여 투명 도전막 증착 후, 편광판의 거칠기에 따라 투명 도전막이 평탄하게 증착되지 않기 때문에 내구성이 약해진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 하부 기판을 제거하고 상부 편광판 위에 바로 투명 전도성 플라스틱 필름을 접합시킴으로써, 터치 패널의 생산성 및 내구성 향상에 기여하기 위한 일체형 터치 패널을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 액정 패널 상에 접착된 투명 전도성 플라스틱 필름으로 이루어진 하부 필름과, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름에 대향되어 투명 도전막이 형성된 상부 필름으로 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 투명 전도성 플라스틱 필름은 투명한 플라스틱 물질과 도전성 물질을 믹싱하여 믹싱된 재료를 필름화한 것이 바람직하다. 이 때, 상기 도전성 물질로는, 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물 중 어느 하나인 것임이 바람직하다. 그리고, 상기 투명한 플라스틱 물질로는, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나인 것임이 바람직하다.
또한, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름은 투명한 플라스틱 필름에 이온 주입 공정을 통해 표면의 소정 영역에 도전 영역을 갖도록 형성된 것임이 바람직하다. 그리고, 상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나인 것임이 바람직하다. 또한, 상기 투명한 플라스틱 필름과 대향되는 상부 필름의 투명 도전막은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름의 도전 영역에 대응되는 부위에 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름은 투명한 플라스틱 필름에 확산 공정을 통해 표면의 소정 영역에 도전 영역을 갖도록 하여 형성됨 것임이 바람직하며, 상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나로 하며, 상기 투명한 플라스틱 필름과 대향되는 상부 필름의 투명 도전막은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름의 도전 영역에 대응되는 부위에 형성되도록 함이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 여러 가지 물질의 전기 전도도를 단계별로 나타내는 도표이다.
도 4와 같이, 절연체(41), 반도체(42), 금속별(43)로 여러 가지 물질의 전기 전도도를 살펴보면 거의 반도체(42) 및 금속(43)의 전기 전도도에 해당하는 영역과 전도성 고분자(50)의 전기 전도도 영역이 오버랩되고 있음을 알 수 있다.
상기 전도성 고분자(50)는 플라스틱 물질 중 전도성을 띤 물질을 나타내는데, 어떤 플라스틱 물질 중에는 구리나 철, 은과 거의 유사한 정도로 전기 전도도를 띠기도 한다.
따라서, ITO와 같은 투명 도전막의 표면 저항이 약 500Ω/sq(2*10-3δ/σm)정도임을 감안하면, 이는 어떤 종류의 플라스틱 물질은 투명 도전막을 대체할 수 있음을 보여준다.
우리가 일상 생활에서 사용하는 플라스틱은 일반적으로 전기가 통하지 않지만, 특정 물질(예를 들어, 요오드)을 첨가하면 금속처럼 전도성을 띠게 된다.
과학 기술 연구원 박막 기술 연구 센터에서는 2000년 3월 12일에 표면 물질 기술을 응용해 폴리 카보네이트 등과 같은 플라스틱 위에 전도성 재료인 인듐 주석산화물(InSnO3)을 첨가하여 플라스틱에 전기를 통하게 한 전도성 플라스틱 물질을 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
이러한 방법 외로, 투명한 플라스틱 필름에 이온 도핑이나, 확산 공정을 진행하여 표면의 소정 영역에 선택적으로 도전성을 띠게 할 수도 있다.
이하, 상기와 같은 방법으로 형성한 투명 도전성 플라스틱 필름을 이용하여 하부 필름을 형성한 터치 패널의 구조를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가하여 경화시켜 형성한 투명 도전성 플라스틱 필름을 나타낸 평면도이다.
도 5와 같이, 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가한 후, 이를 경화시켜 투명 도전성 플라스틱 필름(100)을 형성하는 방법은, 플라스틱 물질과 도전성 물질이 일정 비율로 섞인 상태로 경화되기 때문에 투명 도전성 플라스틱 필름(100)의 전 영역에서 동일한 저항율을 갖게 된다.
이 때, 첨가되는 도전성 물질은 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물 등으로 하며, 상기 투명한 플라스틱 물질은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 등을 이용한다.
일반적으로, ITO와 같은 투명 도전막 물질이 표면 저항이 100~10000Ω/sq이므로, 상기와 같은 공정을 통해 형성하는 투명 전도성 플라스틱 필름도 이에 준하는 표면 저항 값을 갖도록 형성한다.
- 제 1 실시예 -
도 6a는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 5의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 터치 패널의 하부 필름을 나타낸 평면도이며, 도 6b는 이에 대향되는 상부 필름을 나타낸 평면도이며, 도 7은 도 6a 및 도 6b의 I~I' 선상의 구조 단면도이다.
도 6a 및 도 6b와 같이, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)을 하부 필름으로 하였을 때는, 상기 하부 필름으로 이용되는 투명 전도성 플라스틱 필름(100)이 단층의 필름으로 형성되며, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100, 이하 하부 필름)에 전압을 Y축 방향으로 인가하기 위한 금속 전극(110a, 110b)이 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)의 상하에 형성되며, 상기 금속 전극(110a, 110b)에 외부 전압 신호를 인가하기 위한 신호선(120a, 120b)이 연결된다. 이 때, 상기 금속 전극(110a, 110b)은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에 직접 전기적으로 연결되고, 상기 신호선(120a, 120b)은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에 직접 연결되지 않는다.
그리고, 상기 하부 필름(100)에 대향되는 상부 필름은 투명한 플라스틱 필름(도 6b에는 도시되지 않음, 도 7의 140 참조)의 내측면에 투명 도전막(130)을 구비한 형태로 형성된다.
상기 투명 도전막(130)은 상기 투명한 플라스틱 필름(140)과 동일한 사이즈로 형성되어 있다.
여기서 상기 투명 도전막(130) 상의 좌우측에는 전압 신호를 인가하기 위한 금속 전극(110c, 110d)과, 상기 금속 전극(110c, 110d)에 외부 전압 신호를 인가하기 위한 신호선(120c, 120d)이 연결된다.
상기 신호선(120a, 120b, 120c, 120d)이 형성되는 구조를 자세히 살펴보면, 도 7과 같이, 전면에 도전성을 갖는 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)과 투명 도전막(130) 상에 각각 절연막(135)을 개재시켜 상기 상하부에 구성된 필름과 전기적으로 연결되는 것을 피한다.
- 제 2 실시예 -
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 하부 필름 및 상부 필름의 평면도이며, 도 9는 도 8a 및 도 8b의 Ⅱ~Ⅱ'선상의 구조 단면도이며, 도 10은 도 8a 및 도 8b의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 구조 단면도이다.
도 8a와 같이, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)을 하부 필름으로 하였을 때는, 상기 하부 필름으로 이용되는 투명 전도성 플라스틱 필름(100)이 단층의 필름으로 형성되며, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에 전압을 Y축 방향으로 인가하기 위한 금속 전극(110a, 110b)이 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)의 상하에 형성되며, 상기 금속 전극(110a, 110b)에 외부 전압 신호를 인가하기 위한 신호선(120a, 120b)이 연결된다. 이 때, 상기 금속 전극(110a, 110b)은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에 직접 전기적으로 연결되고, 상기 신호선(120a, 120b)은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에 직접 연결되지 않는다.
그리고, 도 8b와 같이, 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에 대향되는 상부 필름은 투명한 플라스틱 필름(도 8b에는 도시되지 않음, 도 9의 140 참조)의 내측면에 상기 하부 필름(100)의 도전 영역에 대응되는 영역에 투명 도전막(130a)을 구비한 형태로 형성된다.
여기서 상기 투명 도전막(130a)은 제 1 실시예에서와 달리, 상기 투명한 플라스틱 필름(140)과 사이즈를 달리하여, 금속 전극이 형성되어지는 부위를 경계로 하여 형성되어 있다.
여기서 상기 투명 도전막(130a) 상의 좌우측에는 전압 신호를 인가하기 위한 금속 전극(110c, 110d)과, 상기 금속 전극(110c, 110d)에 외부 전압 신호를 인가하기 위한 신호선(120c, 120d)이 연결된다.
상기 신호선(120a, 120b, 120c, 120d)이 형성되는 구조를 자세히 살펴보면, 도 9와 같이, 전면에 도전성을 갖는 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100)에는 신호선(120a, 120b)을 형성할 때는 절연막(135)을 개재시키지만, 도 10과 같이, 투명한 플라스틱 필름(140)의 선택적인 영역에 투명 도전막(130a)을 갖는 상부 필름측에서는 별도의 절연막없이 투명 도전막(130a)이 형성되지 않는 투명한 플라스틱 필름(140) 상에 바로 신호선(120c, 120d)들을 형성시킨다. 따라서, 제 1 실시예에서보다 신호선 형성 공정이 보다 간략화된다.
도 11은 투명한 플라스틱 물질에 이온 주입 또는 확산 공정을 진행하여 선택적으로 도전 영역을 형성한 투명 전도성 플라스틱 필름을 나타낸 평면도이다.
도 11과 같이, 투명한 플라스틱 물질에 이온 주입 또는 확산 공정을 진행하게 되면 표면상의 공정이 이루어진 영역에 선택적으로 도전성을 갖게 되는 투명 도전성 플라스틱 필름(100a)이 형성된다.
-제 3 실시예-
도 12a 및 도 12b는 도 10의 투명 전도성 플라스틱 필름(100a)을 이용하여 형성된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 하부 필름 및 이에 대향되는 상부 필름을 나타낸 평면도이며, 도 13은 도 12a 및 도 12b의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 구조 단면도이며, 도 14는 도 12a 및 도 12b의 Ⅴ~Ⅴ' 선상의 구조 단면도이다.
도 12a, 도 12b와 같이, 선택적인 영역에 도전성을 갖도록 투명 전도성 플라스틱 필름(100a)을 형성하게 된다면, 금속전극(210a, 210b, 210c, 210d)을 도전 영역 내에 배치하고, 상기 금속 전극(210a, 210b, 210c, 210d)에 연결되는 신호선(220a, 220b, 220c, 220d)을 도전 영역 외부에 배치함으로써, 신호선(220a, 220b, 220c, 220d)과 투명 도전성 플라스틱 필름(100a) 사이에 절연막이 개재할 필요가 없게 되어, 보다 터치 패널의 집적도를 높일 수 있게 된다.
즉, 13과 같이, 투명 전도성 플라스틱 필름(100a) 측은 도전 영역이 아닌 부분에 상기 신호선(220a, 220b)을 배치시키고, 도 14와 같이, 상부 필름 측은 투명 도전막이 형성되지 않은 투명한 플라스틱 필름(140) 상에 바로 신호선(220c, 220d)을 배치시킴으로써, 상기 신호선을 형성하는 공정을 앞서 기재된 실시예에 비해 간략화할 수 있다.
상술한 실시예들에 기술된 상기 금속 전극(110a, 110b, 110c, 110d, 또는 210a, 210b, 210c, 210d)과 신호선(120a, 120b, 120c, 120d, 또는 210a, 210b, 210c, 210d)들은 각각 투명한 플라스틱 필름(140) 또는 투명 전도성 플라스틱 필름(100 또는 100a) 의 비 표시 영역에 형성되며, 상기 투명한 플라스틱 필름(140)과 투명 전도성 플라스틱 필름(100 또는 100a)의 어느 한 필름의 비 표시 영역에 절연성 접착제(미도시)가 충진되어 서로 합착된다.
그리고, 표시 영역에서는 도트 스페이서(미도시)가 형성되어 상기 투명한 플라스틱 필름(140)과 상기 투명 전도성 플라스틱 필름(100 또는 100a) 간의 소정 간격을 유지하게 된다.
한편, 상술한 실시예들에서 공통적으로 나오는 상기 상부 필름을 형성하는 투명한 플라스틱 필름(140)으로는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephtalate), 폴리 프로필렌 테레프탈레이트(Poly Propylene Terephtalate), 폴리 에틸렌-2(Poly Ethylene-6), 6-나프탈레이트(6-Naphtalate), 신디옥타틱 폴리스티렌(Cyndyoxtatic Polystyrene), 노르보넨계 폴리머(Norbonen Polymer), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), 폴리 아릴레이트(Poly Arylate) 등이 있다.
또한, 상기 투명한 플라스틱 필름(140)의 내측면에 형성된 투명 도전막(130)은 상기 투명한 플라스틱 필름(140) 상에 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물 등의 물질을 스퍼터링하여 형성된 것이다.
이 때, 상부에 구성하는 상기 투명한 플라스틱 필름(140)과 투명 도전막(130)을 투명 전도성 플라스틱 필름을 대체할 수 있는 방법도 생각할 수 있으나, 상부 필름은 누름 동작이 직접 일어나는 부위이므로, 상부 필름과 외부의 손 또는 펜 등과 접촉이 일어날 때, 도전성이 접지되어 사라질 수 있으므로, 이 경우 사용하는 투명 전도성 플라스틱 필름은 전면 도전성을 띤 필름이 아닌, 금속 전극이 형성되는 부위에 선택적으로 도전성을 갖는 필름을 이용한다.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 연질의 플라스틱 필름 또는 유리 기판 등으로 이루어진 하부 기판과 상기 하부 기판 상에 형성된 투명 도전막의 2층 필름을 단일의 투명 전도성 필름으로 형성하여, 터치 패널 형성 공정이 간소화되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 투명 도전막으로서 ITO 물질보다 결정성이 약하고 내구성이 강한 투명 전도성 플라스틱 물질을 사용함으로써, 터치 동작이 수시로 일어남에 대응하여 터치 패널 하부층의 깨짐 발생을 없애 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 저항막 방식의 터치 패널의 분해 사시도 및 터치 패널의 전원인가 관련 제어부를 나타내는 블럭도
도 2는 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타내는 단면도
도 3은 종래의 액정 패널의 상부 편광판 상에 바로 투명 도전막이 형성된 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타내는 단면도
도 4는 물질의 전기 전도도를 단계별로 나타내는 도표
도 5는 본 발명의 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가하여 경화시켜 형성한 투명 도전성 플라스틱 필름을 나타낸 평면도
도 6a 및 도 6b는 도 5의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 하부 필름 및 이에 대향되는 상부 필름을 나타낸 평면도
도 7은 도 6a 및 도 6b의 Ⅰ~Ⅰ' 선상의 구조 단면도
도 8a 및 도 8b는 도 5의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 하부 필름 및 이에 대향되는 상부 필름을 나타낸 평면도
도 9는 도 8a 및 도 8b의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도
도 10은 도 8a 및 도 8b의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 구조 단면도
도 11은 본 발명의 투명한 플라스틱 물질에 이온 주입 또는 확산 공정을 진행하여 선택적으로 도전 영역을 형성한 투명 전도성 플라스틱 필름을 나타낸 평면도
도 12a 및 도 12b는 도 10의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 하부 필름 및 이에 대향되는 상부 필름을 나타낸 평면도
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도 9의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 하부 필름 및 이에 대향되는 상부 필름
도 13은 도 12a 및 도 12b의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 구조 단면도
도 14는 도 12a 및 도 12b의 Ⅴ~Ⅴ' 선상의 구조 단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 투명 전도성 플라스틱 필름 110a, 110b, 110c, 110d : 금속 전극
120a, 120b, 120c, 120d : 신호선 130 : 투명 도전막
135a, 135b : 절연막 140 : 투명한 플라스틱 필름
160 : 접착층

Claims (10)

  1. 투명한 플라스틱 물질과 도전성 물질을 믹싱하여 믹싱된 재료를 필름화하여, 액정 패널 상에 접착된 투명 전도성 플라스틱 필름으로 이루어진 하부 필름과,
    상기 투명 전도성 플라스틱 필름에 대향되어 투명 도전막이 형성된 상부 필름으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물 중 어느 하나인 것임을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 투명한 플라스틱 물질은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나인 것임을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  5. 투명한 플라스틱 필름에 이온 주입 공정을 통해 표면의 소정 영역에 도전 영역을 갖도록 형성되어, 액정 패널 상에 접착된 투명 전도성 플라스틱 필름으로 이루어진 하부 필름과,
    상기 투명 전도성 플라스틱 필름에 대향되어 투명 도전막이 형성된 상부 필름으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나인 것임을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 투명한 플라스틱 필름과 대향되는 상부 필름의 투명 도전막은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름의 도전 영역에 대응되는 부위에 형성된 것임을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  8. 투명한 플라스틱 필름에 확산 공정을 통해 표면의 소정 영역에 도전 영역을 갖도록 하여 형성되어, 액정 패널 상에 접착된 투명 전도성 플라스틱 필름으로 이루어진 하부 필름과,
    상기 투명 전도성 플라스틱 필름에 대향되어 투명 도전막이 형성된 상부 필름으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나인 것임을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 투명한 플라스틱 필름과 대향되는 상부 필름의 투명 도전막은 상기 투명 전도성 플라스틱 필름의 도전 영역에 대응되는 부위에 형성된 것임을 특징으로 하는 액정 표시 장치 일체형 터치 패널.
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