KR101040836B1

KR101040836B1 - 터치 스크린 패널

Info

Publication number: KR101040836B1
Application number: KR1020100025662A
Authority: KR
Inventors: 정환희; 강성구
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-06-14
Also published as: US8749514B2; US20110234510A1

Abstract

본 발명은, 정전기에 의한 구동불량이 방지되도록 한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
본 발명의 터치 스크린 패널은, 투명기판과, 상기 투명기판 상에 형성되며 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과, 상기 제1 감지셀들과 절연되도록 상기 제1 감지셀들의 사이에 형성되며 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들과, 상기 제1 감지셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 다수의 제1 연결패턴들과, 상기 제1 연결패턴들의 일 영역을 노출하도록 상기 제1 연결패턴들 상에 부분적으로 위치되는 절연막과, 상기 절연막의 상부를 경유하여 상기 제1 연결패턴들과 교차되도록 형성되며 상기 제2 감지셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 다수의 제2 연결패턴들과, 상기 제2 연결패턴들과 전기적으로 연결되도록 상기 제2 연결패턴들 상에 형성되는 다수의 도전성 보조패턴들을 포함한다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 정전기에 의한 구동불량이 방지되도록 한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.

이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.

이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.

터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다.

이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지셀이 주변의 다른 감지셀 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.

여기서, 접촉면에서의 접촉위치를 명확히 판단하기 위해, 감지셀은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지셀들과, 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지셀들을 포함하여 구성된다.

이때, 제1 감지셀들을 제1 방향으로 연결하는 제1 연결패턴들은 제2 감지셀들을 제2 방향으로 연결하는 제2 연결패턴들과 절연막을 사이에 개재하고 교차하게 되는데, 제1 및 제2 연결패턴들은 감지셀 자체의 패턴에 비해 폭이 좁아 상대적으로 저항이 크다.

따라서, 외부로부터 정전기가 유입될 시 제1 및 제2 연결패턴들의 교차부에 줄 발열(Joule Heating)이 집중되어 단선결함 등이 발생되면서 터치 스크린 패널의 구동불량을 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 정전기에 의한 구동불량이 방지되도록 한 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 투명기판과, 상기 투명기판 상에 형성되며 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과, 상기 제1 감지셀들과 절연되도록 상기 제1 감지셀들의 사이에 형성되며 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들과, 상기 제1 감지셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 다수의 제1 연결패턴들과, 상기 제1 연결패턴들의 일 영역을 노출하도록 상기 제1 연결패턴들 상에 부분적으로 위치되는 절연막과, 상기 절연막의 상부를 경유하여 상기 제1 연결패턴들과 교차되도록 형성되며 상기 제2 감지셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 다수의 제2 연결패턴들과, 상기 제2 연결패턴들과 전기적으로 연결되도록 상기 제2 연결패턴들 상에 형성되는 다수의 도전성 보조패턴들을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.

여기서, 상기 도전성 보조패턴들은, 상기 제2 연결패턴들 각각이 상기 절연막의 상부를 경유하는 구간의 기점 및 종점 각각에서 상기 제2 연결패턴들 상에 국부적으로 위치될 수 있다.

또한. 상기 도전성 보조패턴들은, 상기 제2 연결패턴들 각각이 상기 절연막의 상부를 경유하는 구간의 기점으로부터 상기 구간의 종점까지 연결되도록 상기 제2 연결패턴들 각각의 상부에 위치될 수도 있다.

또한, 상기 도전성 보조패턴들은, 상기 제2 연결패턴들 상에서 상기 제2 연결패턴들과 직접적으로 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1 감지셀들은 상기 제2 감지셀들과 동일한 레이어에 위치되어 각각이 분리된 패턴을 갖되, 상기 제1 연결패턴들의 노출된 영역을 통해 상기 제1 연결패턴들과 전기적으로 연결되어 상기 제1 방향을 따라 연결될 수 있다.

또한, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은 로우라인 또는 컬럼라인 단위로 일체로 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 절연막 상부의 제2 연결패턴들 상에 도전성 보조패턴들을 형성함에 의하여 정전기를 도전성 보조패턴들로 분산시킨다.

이에 따라, 정전기에 의한 제2 연결패턴들의 단선결함이 방지되어 터치 스크린 패널의 구동불량을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감지셀들 및 연결패턴들을 도시한 요부 확대도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도전성 보조패턴을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판(10)과, 투명기판(10) 상에 형성된 다수의 제1 감지셀들(12a) 및 제2 감지셀들(12b)과, 제1 감지셀들(12a) 및 제2 감지셀들(12b)을 패드부(20)를 통해 외부의 구동회로와 연결하기 위한 위치검출라인들(15)을 포함한다.

제1 감지셀들(12a)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 제1 방향, 예컨대 로우라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 로우라인 단위로 각각의 위치검출라인(15)과 연결된다.

제2 감지셀들(12b)은 제1 감지셀들(12a)과 같이 투명전극물질을 이용하여 형성되는 것으로, 제1 감지셀들(12a)과 동일한 레이어에 배치되되 제1 감지셀들(12a)과 절연되도록 제1 감지셀들(12a)의 사이에 배치되며 제1 방향과 다른 제2 방향, 예컨대 컬럼라인 방향을 따라 연결되도록 형성된다.

이러한 제2 감지셀들(12b)은 컬럼라인 단위로 각각의 위치검출라인(15)과 연결된다.

제1 및 제2 감지셀들(12a, 12b)이 동일한 레이어에 위치되면, 터치 스크린 패널은 전반적으로 균일한 반사율을 가질 수 있다.

위치검출라인들(15)은 패드부(20)를 통해 제1 및 제2 감지셀들(12a, 12b)을 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.

이러한 위치검출라인들(15)은 영상이 표시되는 터치 활성영역을 피해 터치 스크린 패널의 외곽에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 제1 및 제2 감지셀들(12a, 12b)의 형성에 이용되는 투명전극물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 감지셀들(12a, 12b)로부터 위치검출라인들(15) 및 패드부(20)를 경유하여 구동회로(미도시) 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다.

그러면, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감지셀들 및 연결패턴들을 도시한 요부 확대도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 따른 단면도이다.

편의상, 도 2 내지 도 4에서는 각각 하나의 제1 연결패턴 및 제2 연결패턴만을 도시하였지만, 도시되지 않은 다른 제1 연결패턴들 및 제2 연결패턴들에도 동일한 구조가 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 다수의 제1 연결패턴들 및 제2 연결패턴들을 포괄적으로 설명하기로 하며, 제1 연결패턴 및 제2 연결패턴에 대해서도 복수로 지칭하기로 한다.

우선, 도 2를 참조하면, 제1 감지셀들(12a)은 제2 감지셀들(12b)과 동일한 레이어에 위치되어 각각이 분리된 패턴을 갖도록 패터닝되되, 제1 연결패턴들(12a1)에 의해 제1 방향을 따라 연결된다.

제1 연결패턴들(12a1)은 제1 감지셀들(12a)과 같이 각각이 분리된 패턴을 갖도록 패터닝되되 도 1에 도시된 바와 같이 제1 방향을 따른 라인 예컨대 각각의 로우라인들을 따라 다수개씩 배치될 수 있다.

이러한 제1 연결패턴들(12a1)은 제1 및 제2 감지셀들(12a, 12b)과 같이 투명전극물질로 형성되거나, 혹은 저저항의 불투명전극물질로 형성되되 가시화를 방지하기 위하여 그 폭이 조절되어 형성될 수 있다.

제2 감지셀들(12b)은 제1 감지셀들(12a)과 절연되도록 제1 감지셀들(12a)의 사이에 배치되며, 절연막(13)을 사이에 개재하고 제1 연결패턴들(12a1)과 교차되도록 형성되는 제2 연결패턴들(12b1)에 의해 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된다.

즉, 제2 연결패턴들(12b1)은 절연막(13)의 상부를 경유하여 제1 연결패턴들(12a1)과 교차되도록 형성되어 제2 감지셀들(12b)을 제2 방향을 따라 연결할 수 있다.

이러한 제2 연결패턴들(12b1)은 패터닝 단계에서부터 제2 감지셀들(12b)과 일체로 형성되도록 패터닝될 수 있는데, 예컨대, 제2 연결패턴들(12b1)은 컬럼라인 단위로 제2 감지셀들(12b)과 일체로 형성될 수 있다.

한편, 이는 단지 하나의 실시예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 예로 제2 연결패턴들(12b1)은 로우라인 단위로 제2 감지셀들(12b)과 일체로 형성될 수도 있다. 그리고 이 경우, 제1 연결패턴들(12a1)은 컬럼라인 단위로 연결될 수 있다.

상기 제1 및 제2 연결패턴들(12a1, 12b1)과 제1 및 제2 감지셀들(12a, 12b)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 제1 연결패턴들(12a1)은 도 3에 도시된 바와 같이 각각이 분리된 패턴을 갖도록 투명기판(10) 상에 형성될 수 있다.

이러한 제1 연결패턴들(12a1) 상에는, 제1 연결패턴들(12a1)의 일 영역, 특히 제1 연결패턴들(12a1)과 제1 감지셀들(12a)의 컨택영역을 노출하도록 부분적으로 절연막(13)이 위치된다.

제1 감지셀들(12a)은 제1 연결패턴들(12a1)의 노출된 영역 상부에서 제1 연결패턴들(12a1)과 직접적으로 접촉되는 등 제1 연결패턴들(12a1)의 노출된 영역을 통해 상기 제1 연결패턴들(12a1)에 전기적으로 연결되어 제1 방향을 따라 연결된다.

한편, 제2 감지셀들(12b)은 제1 감지셀들(12a)과 동일한 레이어에서 제1 감지셀들(12a)의 사이에 배치되며, 도 4에 도시된 바와 같이 절연막(13)의 상부를 경유하여 연결되는 제2 연결패턴들(12b1)에 의해 제2 방향을 따라 연결될 수 있다.

이때, 제2 감지셀들(12b)은 제2 연결패턴들(12b1)과 일체로 형성될 수 있는데, 이 경우 제2 감지셀들(12b) 및 제2 연결패턴들(12b1)은 패터닝 단계에서부터 연결되도록 패터닝될 수 있다.

한편, 이는 단지 하나의 실시예로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 감지셀들(12b) 및 제2 연결패턴들(12b1)은 서로 다른 레이어에 분리된 패턴으로 형성되어 컨택홀 등을 통해 전기적으로 연결될 수도 있음은 물론이다.

단, 제2 연결패턴들(12b1)은 제2 감지셀들(12b)보다 좁은 폭을 갖도록 형성된다.

예컨대, 제2 연결패턴들(12b1) 및 제2 감지셀들(12b)이 일체로 형성되는 경우, 제2 감지셀들(12b)에서 다이아몬드 형상 등으로 구현되는 투명전극패턴이 제2 연결패턴들(12b1)에서 패턴 폭이 좁아지면서 소폭의 브릿지 형상으로 구현될 수 있다.

이와 같이 폭이 좁아져 구현되는 제2 연결패턴들(12b1)은 절연막(13)의 상부를 경유하여 연결되면서 이웃한 제2 감지셀(12b)로 연결된다.

따라서, 제2 연결패턴들(12b1) 각각이 절연막(13)의 상부를 경유하는 구간의 기점 및 종점 부근에서부터 저항이 국부적으로 상승하게 되고, 이에 따라 이 부분이 특히 정전기에 취약하여 정전기에 의해 단선되는 등 손상되기 쉽다.

이에 본 발명은, 절연막(13) 상부의 제2 연결패턴들(12b1) 상에 상기 제2 연결패턴들(12b1)과 전기적으로 연결되는 도전성 보조패턴들(14)을 형성함에 의해 정전기를 도전성 보조패턴들(14)로 분산시키며, 이에 의해 정전기에 의한 제2 연결패턴들(12b1)의 단선결함 등을 방지하여 터치 스크린 패널의 구동불량을 방지함을 특징으로 한다.

예컨대, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 저항이 국부적으로 상승하게 되는 영역, 즉, 제2 연결패턴들(12b1) 각각이 절연막(13)의 상부를 경유하는 구간의 기점 및 종점 각각에서 제2 연결패턴들(12b1) 상에 도전성 보조패턴들(14)을 국부적으로 위치시켜 외부로부터 유입되는 정전기를 도전성 보조패턴들(14)로 분산할 수 있다.

이러한 도전성 보조패턴들(14)은, 제2 연결패턴들(12b1) 상에서 이들과 직접적으로 접촉되는 등에 의해 상기 제2 연결패턴들(12b1)과 전기적으로 연결되어, 제2 연결패턴들(12b1)의 단선결함을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 정전기에 특히 취약한 부분에 도전성 보조패턴들(14)을 형성함에 의해, 정전기가 유입될 시에 상기 정전기가 도전성 보조패턴들(14)로 분산되도록 한다. 이에 따라, 정전기에 의한 줄 발열을 감소시켜 제2 연결패턴들(12b1)의 단선결함을 방지할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 4에서는 제2 연결패턴들(12b1) 각각이 절연막(13)의 상부를 경유하는 구간의 기점 및 종점 각각에 도전성 보조패턴들(14)을 국부적으로 위치시키는 예를 개시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 연결패턴들(12b1) 각각이 절연막(13)의 상부를 경유하는 구간의 기점으로부터 상기 구간의 종점까지 연결되도록 제2 연결패턴들(12b1) 각각의 상부에 도전성 보조패턴들(14')을 형성할 수도 있다.

이러한 도전성 보조패턴들(14')은 제1 및 제2 감지셀들(12a, 12b)과 같이 투명전극물질로 형성될 수도 있고, 혹은 저저항의 불투명전극물질로 형성되되 가시화를 방지하기 위하여 그 폭이 조절되어 형성될 수도 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

12a, 12a', 12b, 12b': 감지셀 12a1, 12b1, 12b1': 연결패턴
13: 절연막 14, 14': 도전성 보조패턴

Claims

투명기판과,
상기 투명기판 상에 형성되며 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과,
상기 제1 감지셀들과 절연되도록 상기 제1 감지셀들의 사이에 형성되며 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들과,
상기 제1 감지셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 다수의 제1 연결패턴들과,
상기 제1 연결패턴들의 일 영역을 노출하도록 상기 제1 연결패턴들 상에 부분적으로 위치되는 절연막과,
상기 절연막의 상부를 경유하여 상기 제1 연결패턴들과 교차되도록 형성되며 상기 제2 감지셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 다수의 제2 연결패턴들과,
상기 제2 연결패턴들과 전기적으로 연결되도록 상기 제2 연결패턴들 상에 형성되는 다수의 도전성 보조패턴들을 포함하는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 도전성 보조패턴들은, 상기 제2 연결패턴들 각각이 상기 절연막의 상부를 경유하는 구간의 기점 및 종점 각각에서 상기 제2 연결패턴들 상에 국부적으로 위치되는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 도전성 보조패턴들은, 상기 제2 연결패턴들 각각이 상기 절연막의 상부를 경유하는 구간의 기점으로부터 상기 구간의 종점까지 연결되도록 상기 제2 연결패턴들 각각의 상부에 위치되는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 도전성 보조패턴들은, 상기 제2 연결패턴들 상에서 상기 제2 연결패턴들과 직접적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1 감지셀들은 상기 제2 감지셀들과 동일한 레이어에 위치되어 각각이 분리된 패턴을 갖되, 상기 제1 연결패턴들의 노출된 영역을 통해 상기 제1 연결패턴들과 전기적으로 연결되어 상기 제1 방향을 따라 연결되는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은 로우라인 또는 컬럼라인 단위로 일체로 형성된 터치 스크린 패널.