KR101010344B1 - 활성영역을 증대시킨 터치스크린 패널 모듈 - Google Patents

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KR101010344B1
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박명식
소병훈
노화주
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에스맥 (주)
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Abstract

본 발명은 터치스크린 패널 모듈 및 이를 구비한 터치스크린 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 ITO 전극 패턴이 형성되어 있지 않은 유리 기판의 비활성 영역에 제어칩을 칩온글라스(Chip On Glass, COG) 방식으로 실장하여 전극 배선으로 사용되는 비활성 영역을 최소화하고 제조 원가를 줄이며 터치 위치를 정확하게 감지할 수 있는 터치스크린 패널 모듈 및 이를 구비한 터치스크린 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 터치스크린 패널 모듈의 베젤 폭을 줄임으로써, 활성 영역을 증대시켜 터치스크린 디스플레이 장치의 면적 대비 접촉 위치 감지 면적을 최대화시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 터치스크린 패널 모듈의 비활성 영역에 제어칩을 칩온글라스(Chip On Glass, COG) 방식으로 실장하여 투명 전극 패턴과 제어칩 사이의 전극 배선의 길이를 줄임으로써 전극 배선의 폭을 최소화할 수 있으며 전극 배선의 폭을 줄여 저항이 증가하더라도 정확한 접촉 위치를 감지할 수 있으며, 터치스크린 패널 모듈에 형성되는 출력 패드 영역과 출력 패드에 접속되는 연성인쇄회로기판가 작아져 전체적인 면적과 두께를 줄일 수 있다.

Description

활성영역을 증대시킨 터치스크린 패널 모듈{Touch screen panel having increased active region}
본 발명은 터치스크린 패널 모듈 및 이를 구비한 터치스크린 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 ITO 전극 패턴이 형성되어 있는 유리 기판의 비활성 영역에 제어칩을 칩온글라스(Chip On Glass, COG) 방식으로 실장하여 전극 배선으로 사용되는 비활성 영역을 최소화하고 제조 원가를 줄이며 터치 위치를 정확하게 감지할 수 있는 터치스크린 패널 모듈 및 이를 구비한 터치스크린 디스플레이 장치에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다. 이러한 입력장치들은 PC의 용도 확대에 따라 인터페이스로서의 입력장치로서 키보드 및 마우스만으로는 제품 대응이 어렵고 보다 간단하고 오조작이 적으면서 누구라도 입력할 수 있고 또 휴대하면서 손으로 문자입력도 가능한 필요성에 의해 발전했다. 현재는 이러한 입력장치의 일반적 기능과 관련된 필요성을 충족시키는 수준을 넘어 고 신뢰성, 새로운 기능의 제공, 내구성 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
특히 간단하고 오조작이 적으며, 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자입력도 가능한 입력 장치로서 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)이 알려져 있으며, 그에 따른 검출방식, 구조 및 성능 등에 있어서도 자세히 알려져 있다. 터치스크린 패널은 동작 방식에 따라 저항막(Resistive) 방식, 정전용량(Capacitive ) 방식, 초음파 방식, 광(적외선)센서 방식, 전자유도 방식 등이 있으며, 각각의 방식에 따라 신호 증폭의 문제나 해상도 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도 차이 등이 다르게 나타나는 특징이 있어 장점을 잘 살릴수 있게 구분하여 그 방식을 선택한다. 선택 기준은 광학적특성, 전기적특성, 기계적특성, 내환경특성, 입력특성등 외에 내구성과 경제성 등도 고려된다.
도 1은 종래 정전용량방식의 터치스크린 패널 모듈이 적용되는 전자기기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고로 살펴보면, 터치스크린 패널 모듈은 이동통신단말기, PMP(Portable Media Player), PDA(Personal Digital Assistants), 네비게이션, MP3 플레이어 등의 휴대용 전자기기는 물론, 텔레비전, 컴퓨터, DVD 플레이어, 냉장고, 세탁기 등의 가전 기기에도 폭넓게 적용될 수 있다. 전자 기기(1)는 전자 기기(1)의 외관을 이루는 하우징(11), 하우징의 전면에 장착되는 터치스크린 패널 모듈을 구비하는 터치스크린 디스플레이(12) 및 터치스크린 패널 모듈과 별도로 구비되는 입력키(13)를 포함한다. 입력키(13)는 터치스크린 패널 모듈과 별도로 자주 사용되는 키를 분리하여 포함할 수 있으며, 또는 입력키(13)를 제거하고 모든 입력을 터치스크린 패널 모듈을 통해 처리할 수도 있다.
터치스크린 디스플레이(12)는 전자 기기(1)의 동작과 관련된 화상을 사용자에게 출력하는 장치로서, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 또는 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device, OLED) 등으로 구현할 수 있다. 터치스크린 디스플레이(12)에는 터치스크린 패널 모듈이 구비되어 있어 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등을 통해 사용자 명령이 입력된다.
터치스크린 디스플레이(12)의 단면도를 도시하고 있는 도 2를 참고로 살펴보면, 터치스크린 디스플레이(12)는 전자 기기에 따른 화상을 사용자에 출력하는 디스플레이부(10), 디스플레이부(10)의 상면에 배치되어 있는 터치스크린 패널 모듈(100) 및 터치스크린 패널 모듈(100)의 상면에 배치되는 윈도우(30)로 구성되어 있다. 디스플레이부(10)의 상면과 터치스크린 패널(100)의 하면은 접착층(70)에 의해 서로 접착되어 있으며, 터치스크린 패널(100)의 상면과 윈도우(30)의 하면은 접착층(50)에 의해 서로 접착되어 있다. 디스플레이부(10)에 디스플레이된 화상은 터치스크린 패널 모듈(100)과 윈도우(40)를 통해 사용자에 출력된다.
도 3은 종래 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈을 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 4는 종래 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈의 활성 영역과 비활성 영역을 설명하기 위한 도면이다.
터치스크린 패널 모듈은 사용자의 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 접촉을 통해 접촉 위치를 감지하고 접촉위치 감지신호를 발생하는 터치스크린 패널과 접촉위치 감지신호에 기초하여 터치스크린 패널의 접촉 위치를 판단하는 제어칩을 구비하는 연성인쇄회로기판으로 구성되어 있다. 도 3과 도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 종래 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈은 투명기판(111), ITO(Indium Tin Oxide) 투명전극 패턴(113), 출력 패드(119), ITO 투명전극 패턴(113)과 출력 패드(119)를 연결하는 전극 배선(117)이 형성되어 있는 ITO 필름(110), 출력 패드(119)의 상면에 배치되며 ITO 필름(110)과 연성인쇄회로기판(130)를 전기적으로 접착시키는 접착층(120) 및 연성인쇄회로기판(130)에 실장되는 제어칩(150)을 구비하고 있다. 접착층(120)으로 ACF(Anisotropic Conductive Film)가 사용된다.
도 4(a)를 참고로 터치스크린 패널 모듈(100)의 활성 영역과 비활성 영역을 보다 구체적으로 살펴보면, 터치스크린 패널 모듈(100)의 가운데 부분에 활성 영역(AR, Active Region)이 위치하고 있으며, 활성 영역(AR)의 외곽 둘레를 따라 비활성 영역(NAR, Non Active Region)이 위치하고 있다. 여기서 활성 영역(AR)이란 터치스크린 패널 모듈(100) 중 사용자 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 등을 이용하여 접촉 위치를 감지할 수 있는 영역을 의미하며, 비활성 영역(NAR)이란 활성 영역에서 감지한 접촉 위치에 대한 신호, 즉 접촉 위치 감지 신호를 제어칩(150)으로 전달하기 위하여 필요한 영역을 의미한다.
활성 영역(AR)에서 발생한 접촉위치 감지 신호를 연성인쇄회로기판(130)의 제어칩(150)으로 전달하기 위한 전극 배선과 출력 패드 등의 수단을 구비하기 위해서는 반드시 비활성 영역(NAR)이 필요하다. 그러나 비활성 영역(NAR)의 면적이 클수록 활성 영역(AR), 즉 접촉 위치의 유효감지면적이 감소하게 되며, 따라서 터치스크린 패널(100)에서 활성 영역(AR)을 최대한 늘리고 비활성 영역(NAR)을 최소화 하는 것이 바람직하다.
도 4(b)를 참고로 터치스크린 패널 모듈의 활성 영역(AR)과 비활성 영역(NAR)에 구비되어 있는 수단에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 터치스크린 패널(100)의 투명 필름(111)은 활성 영역(AR)과 비활성 영역(NAR)으로 구분되는데, 투명 필름(111)의 활성 영역(AR)에는 접촉 위치를 감지하기 위하여 일정 패턴으로 투명 전극 패턴부(113)가 형성되어 있다. 한편, 투명 필름(111)의 비활성 영역(NAR)에는 활성 영역(AR) 경계부에 형성되어 있는 투명 전극 패턴부(113)와 전기적으로 연결되도록 형성되어 있는 전극 패드(115), 연성인쇄회로기판(130)과 전기적으로 연결되어 접촉위치 감지신호를 연성인쇄회로기판(130)으로 전달하는 출력 패드(119), 전극 패드(115)와 출력 패드(119)를 전기적으로 접속시키는 전극 배선(117)이 비활성 영역(NAR)의 가장자리를 따라 배치되어 있다. 투명 필름(111)의 비활성 영역 중 전극 배선(117)이 형성되어 있는 영역을 베젤(bezel) 영역이라 언급하며 베젤 영역의 폭을 베젤 폭이라 언급한다.
투명 필름(111)에 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜이 접촉하는 경우, 투명 전극 패턴(113)를 유전체로 하여 커패시턴스 변화가 발생한다. 투명 전극 패턴(113)에서의 커패시턴스 변화에 의한 접촉 위치 감지신호는 비활성 영역(NAR)에 배치되는 전극 패드(115), 전극 배선(117), 출력 패드(119)를 통해 제어칩(150)으로 전달되며, 제어칩(150)은 전달된 접촉위치 감지신호를 이용하여 활성 영역(AR)의 접촉 위치 또는 접촉의 개수 등을 판단할 수 있다.
터치스크린 디스플레이 장치를 구비하는 단말기에서 접촉 위치를 감지할 수 있는 활성 영역을 최대한 넓게 할수록 터치스크린 디스플레이 장치의 면적 대비 이용 효율성이 증대된다. 활성 영역을 최대한 넓게 하기 위하여 비활성 영역, 그 중에서 베젤 영역을 줄이기 위한 노력과 연구가 진행 중이며 베젤 영역을 줄이기 위해서는 전극 배선이 위치하고 있는 베젤 폭을 최소화하여야 한다.
그러나 앞서 설명한 종래 터치스크린 패널 모듈의 경우, 투명 전극 패턴(113)에서 사용자의 접촉으로 인해 발생한 전하량의 변화를 제어칩(150)으로 전송하기 위하여 각 투명 전극 패턴(113)과 제어칩(150) 사이를 전기적으로 연결하는 전극 배선(117)이 베젤 영역에 반드시 구비되어야 한다. 베젤 폭을 최소화하기 위하여 전극 배선(117)의 폭을 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있지만, 전극 배선(117)의 폭을 줄이는데 기술적 한계가 있다. 또한, 전극 배선(117)의 폭이 줄어들수록 접촉 위치의 감지 오류가 발생할 확률이 커진다는 문제점을 가진다. 즉, 제어칩(150)은 투명 전극 패턴(113)의 정전용량의 변화를 통해 접촉 위치를 감지하게 되는데, 전극 배선(117)의 폭이 줄어들수록 전극 배선(117)의 저항이 크게 증가하게 되며 이로 인하여 제어칩(150)에서 인식되는 전하량 변화가 작아져 노이즈로 인해 발생한 정전용량의 변화와 접촉에 의한 정전용량의 변화를 정확하게 인식하지 못하게 된다. 따라서 전극 배선(117)의 폭을 줄이는 동시에 전극 배선(117)의 저항을 낮추기 위하여 종래 터치스크린 디스플레이 장치에서 전극 배선(117)은 전도성이 높은 은과 같은 고가의 금속을 사용하여야 한다는 문제점을 가진다.
또한 종래 터치스크린 디스플레이 장치의 경우 터치스크린 패널 모듈에는 전극 배선(117)과 전기적으로 접속되는 출력 패드(119)가 형성되어 있으며, 터치스크린 패널 모듈의 출력 패드(119)와 연성인쇄회로기판(130)을 ACF와 같은 접착층(120)을 이용하여 전기적으로 연결시킨다. 따라서 터치스크린 패널 모듈에 출력 패드(119)를 형성하기 위한 넓은 영역이 필요하며, 이에 따라 연성인쇄회로기판(130)과 접착층(120)의 면적도 증가하여 터치스크린 패널 모듈의 제조 비용이 상승한다는 문제점을 가진다. 더욱이 출력 패드(119)를 형성하기 위한 터치스크린 패널 모듈의 넓은 영역과 넓은 면적의 연성인쇄회로기판(130)과 접착층(120)으로 인하여 터치스크린 디스플레이 장치의 면적과 두께도 증가한다는 문제점을 가진다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 터치스크린 디스플레이 장치가 가지는 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 터치스크린 패널 모듈의 베젤 폭을 줄여 활성 영역을 증대시킬 수 있는 터치스크린 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 터치스크린 패널 모듈의 비활성 영역에 제어칩을 칩온글라스(Chip On Glass, COG) 방식으로 실장하여 투명 전극 패턴과 제어칩 사이의 전극 배선 저항을 최소화시켜 정확한 접촉 위치 감지가 가능한 터치스크린 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 터치스크린 패널 모듈에 형성되는 출력 패드 영역과 출력 패드에 접속되는 연성인쇄회로기판이 작아져 전체적인 면적과 두께를 줄일 수 있는 터치스크린 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 투명 전극 패턴으로부터 제어칩까지의 전극 배선의 길이, 터치스크린 패널 모듈에 형성하여야 할 출력 패드의 수, 사용되는 접착층과 연성인쇄회로기판의 면적을 줄이고 베어칩(bare chip) 상태의 제어칩을 직접 유리 기판에 실장하여 제조 원가를 낮출 수 있는 터치스크린 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 제어칩을 비활성 영역에 직접 실장하여 전극 배선의 폭을 줄이더라도 저항 증가에 따른 감지 오류를 최대할 줄일 수 있으며, 은 이외의 백금, 금, 구리, 알루미늄, 니켈 등과 같은 다양한 종류의 금속을 전극 배선으로 사용할 수 있는 터치스크린 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치스크린 패널 모듈은 사용자 명령을 입력받는 활성 영역과 활성 영역의 둘레에 형성되어 있는 비활성 영역을 구비하는 유리 기판과, 유리 기판의 활성 영역에 형성되는 다수의 투명 전극 패턴과, 유리 기판의 비활성 영역 일측에 칩온글라스(Chip On Glass) 방식으로 실장되는 제어칩과, 다수의 투명 전극 패턴 각각과 제어칩을 전기적으로 연결하도록 유리 기판의 비활성 영역의 가장자리를 따라 형성되어 있는 전극 배선과, 제어칩과 유리 기판의 비활성 영역 일측에 형성되어 있는 출력패드를 전기적으로 연결하도록 유리 기판의 비활성 영역의 가장 자리를 따라 형성되어 있는 출력 배선을 포함한다.
여기서 제어칩은 베어칩(bare chip)이며 범프(bump) 패키지 방식으로 유리 기판의 비활성 영역 일측에 형성되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게 제어칩은 유리 기판의 비활성 영역 일측에 형성되어 있는 출력 패드를 기준으로 좌측 또는 우측 비활성 영역의 일측에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 영상을 디스플레이하는 디스플레이부와, 디스플레이부의 상면에 배치되며 디스플레이된 영상을 터치하여 사용자 입력을 입력하기 위한 터치스크린 패널 모듈과, 터치스크린 패널 모듈을 보호하기 위하여 터치스크린 패널 모듈의 상면에 배치되어 있는 윈도우와, 디스플레이부와 터치스크린 패널 모듈 사이 및 터치스크린 패널 모듈과 윈도우 사이에 배치되어 있는 접착층을 포함하며, 여기서 터치스크린 패널 모듈은 사용자 명령을 입력받는 활성 영역과 상기 활성 영역의 둘레에 형성되어 있는 비활성 영역을 구비하는 유리 기판과, 유리 기판의 활성 영역에 형성되는 다수의 투명 전극 패턴과, 유리 기판의 비활성 영역 일측에 칩온글라스(Chip On Glass) 방식으로 실장되는 제어칩과, 다수의 투명 전극 패턴 각각과 제어칩을 전기적으로 연결하도록 유리 기판의 비활성 영역의 가장자리를 따라 형성되어 있는 전극 배선과, 제어칩과 유리 기판의 비활성 영역 일측에 형성되어 있는 출력패드를 전기적으로 연결하도록 유리 기판의 비활성 영역의 가장 자리를 따라 형성되어 있는 출력 배선을 포함한다.
본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 종래 터치스크린 디스플레이 장치와 비교하여 다음과 같은 다양한 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 터치스크린 패널 모듈의 베젤 폭을 줄임으로써, 활성 영역을 증대시켜 터치스크린 디스플레이 장치의 면적 대비 접촉 위치 감지 면적을 최대화시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 터치스크린 패널 모듈의 비활성 영역에 제어칩을 칩온글라스(Chip On Glass, COG) 방식으로 실장하여 투명 전극 패턴과 제어칩 사이의 전극 배선의 길이를 줄임으로써, 전극 배선의 폭을 최소화할 수 있으며 전극 배선의 폭을 줄여 저항이 증가하더라도 정확한 접촉 위치를 감지할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 터치스크린 패널 모듈에 형성되는 출력 패드 영역과 출력 패드 영역에 접속되는 연성인쇄회로기판이 작아져 전체적인 면적과 두께를 줄일 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 투명 전극 패턴으로부터 제어칩까지의 전극 배선의 길이, 터치스크린 패널 모듈에 형성하여야 할 출력 패드의 수, 사용되는 접착층과 연성인쇄회로기판의 면적을 줄이고 베어칩(bare chip) 상태의 제어칩을 직접 유리 기판에 실장하여 제조 원가를 낮출 수 있다.
다섯째, 본 발명에 따른 터치스크린 디스플레이 장치는 제어칩을 터치스크린 패널 모듈의 비활성 영역에 직접 실장함으로써, 제어칩과 투명 전극 패턴 사이의 저항이 줄어들어 은 이외의 다양한 종류의 금속을 전극 배선으로 사용할 수 있다.
도 1은 종래 정전용량방식의 터치스크린 패널 모듈이 적용되는 전자기기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 정전용량방식 터치스크린 디스플레이의 터치스크린의 단면도를 도시하고 있다.
도 3은 종래 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈을 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 4는 종래 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈의 활성 영역과 비활성 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실이예에 따른 터치스크린 디스플레이 장치의 단면도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈을 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈의 활성 영역과 비활성 영역의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 터치스크린 패널 모듈 및 이를 구비한 터치스크린 디스플레이 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실이예에 따른 터치스크린 디스플레이 장치의 단면도를 도시하고 있다.
도 5를 참고로 살펴보면, 터치스크린 디스플레이 장치는 화상을 사용자에 출력하는 디스플레이부(210), 디스플레이부(210)의 상면에 배치되어 있는 터치스크린 패널 모듈(300) 및 터치스크린 패널 모듈(300)의 상면에 배치되는 윈도우(250)를 구비하고 있다. 디스플레이부(210)의 상면과 터치스크린 패널(300)의 하면은 접착층(290)에 의해 서로 접착되어 있으며, 터치스크린 패널(300)의 상면과 윈도우(250)의 하면은 접착층(270)에 의해 서로 접착되어 있다. 디스플레이부(210)에 디스플레이된 화상은 터치스크린 패널 모듈(300)과 윈도우(250)를 통해 사용자에 출력된다.
터치스크린 패널 모듈(300)과 윈도우(250) 사이에 배치되어 있는 접착층(270)에는 터치스크린 패널 모듈(300)에 실장되어 있는 제어칩(330)과 대향하는 위치에 관통홀(271)이 형성되어 있다. 터치스크린 패널 모듈(300)과 윈도우(250) 사이에 관통홀(271)로 형성되는 공간에 제어칩(330)은 매립된다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 접착층(270)에는 관통홀(271) 대신 매립홈이 형성될 수 있으며, 제어칩(330)은 터치스크린 패널 모듈(300)과 윈도우(250) 사이에 위치하는 접착층(270)의 매립홈에 의해 형성되는 공간에 매립된다.
본 발명이 적용되는 분야에 따라 제어칩(330)은 터치스크린 패널 모듈(300)의 하면에 실장되며, 디스플레이부(210)와 터치스크린 패널 모듈(300) 사이에 배치되어 있는 접착층(290)에는 터치스크린 패널 모듈(300)에 실장되는 제어칩(330)과 대향하는 위치에 관통홀이 형성되어 터치스크린 패널 모듈(300)과 디스플레이부(210) 사이에 관통홀로 형성되는 공간에 제어칩(330)을 매립할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈을 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 정전용량방식 터치스크린 패널 모듈의 활성 영역과 비활성 영역의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널 모듈은 사용자의 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 접촉을 통해 접촉 위치를 감지하는 투명 전극 패턴이 형성되어 있으며 접촉 위치를 판단하는 제어칩이 실장된 터치스크린 패널 모듈과 판단한 접촉 위치에 대한 정보를 외부 회로로 전달하기 위한 연성인쇄회로기판으로 구성되어 있다.
도 6과 도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널 모듈은 패턴 영역(PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA6, PA7)에 형성되는 다수의 ITO 투명 전극 패턴(미도시), 출력 패드(390) 및 ITO 투명 전극 패턴과 출력 패드(390)를 연결하는 전극 배선(370)이 형성되어 있는 유리 기판(310)과, 출력 패드(390)의 상면에 배치되어 있으며 유리 기판(310)과, 연성인쇄회로기판(350)를 전기적으로 접착시키는 접착층(340) 및 유리 기판(310)에 접착층(320)을 통해 칩온글라스 방식으로 실장되는 제어칩(330)을 구비하고 있다. 접착층(320, 340)으로 ACF(Anisotropic Conductive Film)가 사용된다. 제어칩(330)은 비활성 영역(NAR)의 일측에 베어칩(bare chip) 형태로 유리 기판(310)에 칩온글라스 방식으로 실장되는데, 바람직하게 비활성 영역(NAR) 중 전극 배선(330)이 형성되어 있는 베젤(bezel) 영역의 일측에 형성되어 있다. 바람직하게, 제어칩(330)은 유리 기판(310)에 ACF와 같은 접착층(320)을 부착하고 범프(bump) 패키지되어 있는 제어칩(330)의 범프(bump)에 열과 압력을 가하여 유리 기판(310)에 제어칩(330)을 직접 실장한다. 여기서 베어칩이란 반도체의 웨이퍼 상에서 개별 직접회로별로 잘라낸 하나하나의 직접회로 원판 그 자체를 의미한다.
제어칩(330)이 직접 유리 기판(310)에 실장되며 연성인쇄회로기판(350)은 단순히 출력 패드(390)에 전기적으로 접속되어 제어칩(330)에서 판단한 접촉 위치 정보만을 외부 회로로 출력하기 위한 수단으로 사용되기 때문에, 연성인쇄회로기판(350)의 면적이 줄어들게 된다. 따라서 터치스크린 패널 모듈의 소형화가 가능하며, 종래 넓은 면적의 연성인쇄회로기판을 사용하는 터치스크린 패널 모듈보다 작은 면적의 연성인쇄회로기판(350) 또는 접착층(340)을 사용하여 저렴한 비용으로 터치스크린 패널 모듈의 제작이 가능하다.
도 7(a)를 참고로 터치스크린 패널 모듈(300)의 활성 영역과 비활성 영역을 보다 구체적으로 살펴보면, 터치스크린 패널 모듈(300)의 가운데 부분에 활성 영역(AR)이 위치하고 있으며, 활성 영역(AR)의 외곽 둘레를 따라 비활성 영역(NAR)이 위치하고 있다. 여기서 활성 영역(AR)이란 터치스크린 패널(300) 중 사용자 신체 접촉 또는 스타일러스 펜 등을 이용하여 접촉 위치를 감지할 수 있는 영역을 의미한다. 한편, 비활성 영역(NAR)이란 제어칩(330)이 실장되며 활성 영역(AR)에서 감지한 접촉 위치 감지 신호를 제어칩(330)으로 전달하기 위한 전극배선(370), 제어칩(330)에서 계산한 접촉 위치 정보를 연성인쇄회로기판(350)으로 전달하기 위하여 필요한 출력배선(380)과 출력패드(390)가 형성되어 있는 영역을 의미한다.
도 7(b)를 참고로 터치스크린 패널 모듈의 활성 영역(AR)과 비활성 영역(NAR)에 구비되어 있는 구성요소에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 유리 기판(310)의 활성 영역(AR)은 접촉 위치를 감지하기 위한 일정 패턴으로 다수의 투명 전극 패턴이 위치하는 다수의 패턴 영역(PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA6, PA7)이 구분되어 형성되어 있다. 활성 영역(AR)에서 접촉 위치를 판단하기 위한 다양한 패턴의 투명 전극이 각각 접촉 위치별로 분리되어 형성되어 있는데, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 서로 다른 다양한 투명 전극 패턴이 사용될 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다.
활성 영역(AR)의 둘레를 따라 형성되어 있는 비활성 영역 중 우측 비활성 영역은 베젤 영역으로 패턴 영역(PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA6, PA7)의 투명 전극 패턴과 전기적으로 접속되는 전극 배선(370)이 형성되어 있다. 한편, 베젤 영역의 일측에는 제어칩(330)이 실장되어 있으며, 베젤 영역에 형성된 전극 배선(370)과 제어칩(330)은 서로 전기적으로 접속된다. 바람직하게, 제어칩(330)은 베젤 영역의 길이 방향으로 실장되며 패턴 영역(PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA6, PA7)에 형성되어 있는 다수의 투명 전극 패턴 중 제어칩(330)이 실장되는 위치에 인접하는 투명 전극 패턴은 전극 배선(370)을 통해 제어칩(330)과 전기적으로 접속되거나, 별도의 전극 배선(370)없이 직접 와이어 본딩을 통해 제어칩(330)과 전기적으로 접속되거나, ACF 필름을 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 즉, 패턴 영역(PA1, PA2)에 형성되어 있는 투명 전극 패턴은 전극 배선, ACF, 와이어 본딩 중 어느 하나의 방식으로 베젤 영역의 폭에 영향을 미치지 않으며 제어칩(330)과 직접 접속된다.
비활성 영역(NAR)에 형성되어 있는 전극 배선(370)의 구체적인 형성 예를 살펴보면, 다수의 전극 배선(370) 중 제1 그룹은 제어칩(330)이 활성 영역(NAR)으로부터 이격되어 있는 방향(A)과 동일한 방향으로 제어칩(330)에 전기적으로 접속되도록 형성되어 있으며, 다수의 전극 배선(370) 중 제2 그룹은 제어칩(330)이 활성 영역(NAR)으로부터 이격되어 있는 방향(A)과 수직 방향으로 제어칩(330)에 전기적으로 접속되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서 다수의 전극 배선(370) 중 제1 그룹은 제어칩(330)과 투명 전극 패턴을 최단 이격 거리로 전기적으로 접속하도록 형성되어 있다. 한편, 출력 배선(380)은 다수의 전극 배선(370) 중 제2 그룹과 동일한 방향으로 제어칩(330)에 전기적으로 접속되도록 형성되어 있다.
다수의 투명 전극 패턴 각각으로부터 출력 패드(390)까지 전극 배선을 형성하는 대신, 베젤 영역에 제어칩(330)을 실장하고 베젤 영역에서 직접 전극 배선(370)과 제어칩(330)을 전기적으로 접속시킴으로써, 전극 배선(330)의 길이가 줄어들게 되며 이에 따라 전극 배선(370)의 저항이 작아진다. 따라서 활성 영역(AR)에 접촉이 발생하여 전하량이 변화하는 경우, 동일한 전하량의 변화에도 전극 배선(370)의 작은 저항으로 인해 제어칩(370)은 오류 없이 높은 감도로 접촉 위치를 판단할 수 있다. 또한, 베젤 영역에 실장되어 있는 제어칩(330)에서 접촉 위치를 판단함으로써, 종래 긴 전극 배선, 출력 패드, 연성인쇄회로기판를 통해 제어칩으로 접촉 감지 신호를 전달하는 과정에서 발생하는 접촉 저항, 노이즈를 방지할 수 있어 정확하게 접촉 위치를 감지할 수 있다.
한편, 유리 기판(310)의 비활성 영역(NAR)에는 제어칩(330)과 출력 패드(390)를 전기적으로 접속시키기 위한 출력 배선(380)이 형성되어 있으며, 제어칩(330)에서 판단한 접촉 위치 정보는 출력 배선(380)과 출력 패드(390)를 통해 출력 패드(390)에 전기적으로 접속되어 있는 연성인쇄회로기판(350)으로 출력된다. 종래 터치스크린 패널 모듈에서 다수의 출력 패드가 형성되어 있으며 각 출력 패드와 전극 배선을 직접 연결하는 대신, 본 발명에 따른 터치스크린 패널 모듈에서는 제어칩(330)의 접촉 위치 정보만을 출력하기 위한 작은 수의 출력 패드(390)만이 형성되어 있으며 투명 전극 패턴의 감지 신호를 출력 패드(390)로 전달하기 위한 출력 배선(380)만이 형성되어 있기 때문에 출력 배선(380)과 출력 패드(390)를 형성하기 위한 비활성 영역이 줄어들게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
210: 디스플레이 250: 윈도우
270, 290: 접착층 300: 터치스크린 패널 모듈
310: 유기 기판 320, 340: 접착층
350: 연성인쇄회로기판 370: 전극 배선
380: 출력 배선 390: 출력 패드

Claims (9)

  1. 활성 영역과 비활성 영역을 구비하는 투명 기판;
    상기 투명 기판의 활성 영역에 형성되는 투명 전극 패턴;
    상기 활성 영역으로부터 이격되어 상기 투명 기판의 비활성 영역에 실장되어 있는 제어칩; 및
    상기 투명 전극 패턴과 상기 제어칩을 전기적으로 연결하도록 상기 제어칩이 실장되어 있는 비활성 영역에 형성되어 있는 다수의 전극 배선을 포함하며,
    상기 제어칩은 상기 투명 전극 패턴의 접촉 위치 감지 신호를 상기 다수의 전극 배선을 통해 입력받아 상기 활성 영역에서의 접촉 위치 정보를 계산하며,
    상기 다수의 전극 배선 중 제1 그룹은 상기 제어칩이 상기 활성 영역으로부터 이격되어 있는 방향과 동일한 방향으로 상기 제어칩에 접속되도록 형성되어 있으며, 상기 다수의 전극 배선 중 제2 그룹은 상기 제어칩이 상기 활성 영역으로부터 이격되어 있는 방향과 수직 방향으로 상기 제어칩에 접속되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 전극 배선 중 제1 그룹은
    상기 제어칩과 상기 투명 전극 패턴을 최단 이격 거리로 전기적으로 접속하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 터치스크린 패널 모듈은
    상기 제어칩과 연성회로기판을 전기적으로 연결하도록 상기 제어칩이 실장되어 있는 비활성 영역에 형성되어 있는 출력 배선을 더 포함하며,
    상기 출력 배선은 다수의 전극 배선 중 제2 그룹과 동일한 방향으로 상기 제어칩에 전기적으로 접속되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널 모듈.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제어칩은
    상기 투명 기판의 일측에 칩온글라스(Chip on glass)방식으로 실장되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어칩은 베어칩(bare chip)이며, 범프(bump) 패키지 방식으로 상기 투명 기판의 비활성 영역 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널 모듈.
  6. 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부의 상면에 배치되며, 상기 디스플레이된 영상을 터치하여 사용자 입력을 입력하기 위한 터치스크린 패널 모듈;
    상기 터치스크린 패널 모듈을 보호하기 위하여 상기 터치스크린 패널 모듈의 상면에 배치되어 있는 윈도우; 및
    상기 디스플레이부와 터치스크린 패널 모듈 사이 및 상기 터치스크린 패널 모듈과 윈도우 사이에 배치되어 있는 접착층을 포함하며,
    상기 터치스크린 패널 모듈은
    활성 영역과 비활성 영역을 구비하는 투명 기판;
    상기 투명 기판의 활성 영역에 형성되는 투명 전극 패턴;
    상기 활성 영역으로부터 이격되어 상기 투명 기판의 비활성 영역에 실장되어 있는 제어칩; 및
    상기 투명 전극 패턴과 상기 제어칩을 전기적으로 연결하도록 상기 제어칩이 실장되어 있는 비활성 영역에 형성되어 있는 다수의 전극 배선을 포함하며,
    상기 제어칩은 상기 투명 전극 패턴의 접촉 위치 감지 신호를 상기 다수의 전극 배선을 통해 입력받아 상기 활성 영역에서의 접촉 위치 정보를 계산하며,
    상기 다수의 전극 배선 중 제1 그룹은 상기 제어칩이 상기 활성 영역으로부터 이격되어 있는 방향과 동일한 방향으로 상기 제어칩에 접속되도록 형성되어 있으며, 상기 다수의 전극 배선 중 제2 그룹은 상기 제어칩이 상기 활성 영역으로부터 이격되어 있는 방향과 수직 방향으로 상기 제어칩에 접속되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치스크린 패널 모듈과 윈도우 사이에 배치되어 있는 접착층에는 상기 제어칩이 삽입 배치되는 관통홀 또는 매립홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 디스플레이 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 디스플레이부와 상기 터치스크린 패널 모듈 사이에 배치되어 있는 접착층에는 상기 제어칩이 삽입 배치되는 관통홀 또는 매립홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 디스플레이 장치.
  9. 삭제
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