KR101048918B1 - 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치 - Google Patents

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박정목
강성구
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Abstract

본 발명은, 구조가 단순화된 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
본 발명의 터치 스크린 패널은, 터치활성영역과 상기 터치활성영역 외곽의 터치비활성영역이 정의된 투명기판과; 상기 투명기판의 터치활성영역에 형성되며, 제1 연결패턴들에 의해 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과 제2 연결패턴들에 의해 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들을 포함하는 감지패턴들과; 상기 투명기판의 터치비활성영역에 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 터치활성영역의 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에서 이들의 사이에 개재되는 제1 절연막과, 상기 터치비활성영역에서 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성된 제2 절연막;을 포함하되, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성된 절연막임을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치{Touch Screen Panel and Display Device Having the Same}
본 발명은 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치에 관한 것으로, 특히 구조가 단순화된 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치에 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.
이러한 터치 스크린 패널은 영상이 표시되는 화면영역에 도전성 감지셀을 형성함에 의하여 화면영역 내에서 발생되는 터치 이벤트를 입력신호로서 인식한다. 즉, 터치 스크린 패널이 구비된 영상표시장치의 경우 화면영역은 영상을 표시하는 표시영역임과 동시에 터치입력이 가능한 터치활성영역으로 설정된다.
한편, 화면영역의 외곽은 표시영역 및 터치활성영역과 연결되는 신호선들이나 전원선 등의 배선이 배치되는 영역으로, 터치비활성영역으로 설정됨과 아울러 상기 배선의 가시화를 방지하기 위한 블랙 매트릭스 영역으로 설정된다.
이를 위해, 영상표시장치의 최상부에 배치되는 윈도우 기판 등에는 블랙 매트릭스 영역과 대응되도록 블랙 매트릭스가 형성된다.
단, 일반적으로, 터치 스크린 패널을 구비한 영상표시장치는 영상을 표시하기 위한 표시패널 이외에도, 도전성 감지셀 등이 형성되는 투명기판을 구비한 터치 스크린 패널과, 상기 터치 스크린 패널의 상부에 배치되는 윈도우 기판을 포함하여 구성되는 것으로, 그 구조가 비교적 복잡하며 이로 인해 두께가 상승하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 구조가 단순화된 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 터치활성영역과 상기 터치활성영역 외곽의 터치비활성영역이 정의된 투명기판과; 상기 투명기판의 터치활성영역에 형성되며, 제1 연결패턴들에 의해 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과 제2 연결패턴들에 의해 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들을 포함하는 감지패턴들과; 상기 투명기판의 터치비활성영역에 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 터치활성영역의 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에서 이들의 사이에 개재되는 제1 절연막과, 상기 터치비활성영역에서 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성된 제2 절연막;을 포함하되, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성된 절연막임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
여기서, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 상기 터치활성영역 및 상기 터치비활성영역을 포함한 투명기판의 일면에 전면적으로 일체화되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은, 상기 제1 절연막을 사이에 개재하고 상기 제1 연결패턴들과 상이한 레이어에 위치되며, 상기 제1 절연막은 상기 터치활성영역에 전면적으로 형성되되, 상기 제1 절연막에는, 상기 제1 연결패턴들을 상기 제1 감지셀들에 전기적으로 연결하기 위한 다수의 컨택홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 감지셀들은 상기 제2 연결패턴들과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은, 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은, 상기 제1 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판의 상부에 일체화되어 전면적으로 형성되며, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은 상기 제1 절연막 상에 형성되되, 상기 제1 연결패턴들은 상기 제1 절연막을 관통하는 컨택홀에 의해 상기 제1 감지셀들과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들과, 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들, 상기 제2 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판의 상부에 일체화되어 전면적으로 형성되며, 상기 제1 연결패턴들은 상기 제1 절연막 상에 형성되되, 상기 제1 절연막을 관통하는 컨택홀에 의해 상기 제1 감지셀들과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 절연막은 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에 국부적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고, 상기 제1 절연막은, 상기 제1 연결패턴들의 일 영역을 노출하도록 상기 제1 연결패턴들 상에 국부적으로 형성되며, 상기 제1 감지셀들은, 상기 제1 연결패턴들의 노출된 영역을 통해 상기 제1 연결패턴들과 연결되도록, 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제1 절연막이 형성된 터치활성영역에 형성되고, 상기 제2 감지셀들은, 상기 제1 절연막의 상부를 경유하는 상기 제2 연결패턴들과 일체로, 상기 제1 감지셀들 사이의 터치활성영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들과, 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고, 상기 제1 절연막은, 상기 제2 연결패턴들 상에 국부적으로 형성되며, 상기 제1 연결패턴들은 상기 제2 연결패턴들과 절연되도록 상기 제1 절연막의 상부를 경유하여 상기 제1 감지셀들에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은, 아크릴계 유기막, 폴리이미드계 유기막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명기판은 영상표시장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정되고, 상기 블랙 매트릭스, 상기 제1 및 제2 절연막, 상기 제1 및 제2 감지셀들과 상기 제1 및 제2 연결패턴들은, 상기 투명기판의 터치면과 대향되는 저면에 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 영상을 표시하기 위한 표시패널과; 상기 표시패널의 상부에 위치되어 터치입력을 제공받기 위한 터치 스크린 패널;을 포함하며, 상기 터치 스크린 패널은, 터치활성영역과 상기 터치활성영역 외곽의 터치비활성영역이 정의된 투명기판과, 상기 투명기판의 터치활성영역에 형성되며 제1 연결패턴들에 의해 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과 제2 연결패턴들에 의해 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들을 포함하는 감지패턴들과, 상기 투명기판의 터치비활성영역에 형성된 블랙 매트릭스와, 상기 터치활성영역의 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에서 이들의 사이에 개재되는 제1 절연막과, 상기 터치비활성영역에서 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성된 제2 절연막을 포함하되, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성된 절연막임을 특징으로 하는 영상표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 터치 스크린 패널의 투명기판은, 최상부에 배치되어 상기 터치입력을 위한 접촉물체가 직접적으로 접촉되는 윈도우 기판으로 설정될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 터치활성영역에 형성되며 제1 및 제2 연결패턴들에 의해 각각 제1 및 제2 방향을 따라 연결되는 제1 및 제2 감지셀들을 포함하는 감지패턴들과, 상기 터치활성영역의 외곽을 따라 터치비활성영역에 형성되는 블랙 매트릭스를 동일한 투명기판에 형성함과 아울러, 제1 및 제2 연결패턴들 사이에 개재되어 이들을 절연시키기 위한 제1 절연막과 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되는 제2 절연막을 동일한 공정에서 형성한다.
즉, 본 발명에서는 감지패턴들과 블랙 매트릭스를 동일한 투명기판에 형성함과 아울러, 서로 다른 방향으로 연결되는 감지셀들을 절연시키기 위한 제1 절연막과 블랙 매트릭스를 덮는 제2 절연막을 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성한다.
이에 따라, 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치의 구조를 단순화하고 공정을 단순화함과 아울러 두께를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도.
도 3은 도 2에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도.
도 5는 도 4에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도.
도 7은 도 6에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도.
도 9는 도 8에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판(10)과, 투명기판(10) 상에 형성된 다수의 감지패턴들(30)과, 감지패턴들(30)을 패드부(50)를 통해 외부의 구동회로와 연결하기 위한 위치검출라인들(40)을 포함한다.
투명기판(10)은 터치 스크린 패널의 기재로서, 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 아크릴 등의 투명한 기판기재를 이용하여 형성될 수 있다. 여기서, 투명이라 함은 100% 투명함은 물론, 높은 광투과율을 갖는 정도로 투명함을 포괄적으로 의미한다.
이러한 투명기판(10)에는, 감지패턴들(30)이 형성되는 터치활성영역과, 상기 터치활성영역의 외곽에 배치되며 위치검출라인들(40) 및 패드부(50) 등이 형성되는 터치비활성영역이 정의된다.
감지패턴들(30)은 투명기판(10)의 일면 터치활성영역에 형성되며, 제1 방향을 따라 연결된 제1 감지셀들(30a) 및 제2 방향을 따라 연결된 제2 감지셀들(30b)을 포함한다. 이러한 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 형성된다.
또한, 감지패턴들(30)은, 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)을 각각 제1 방향 및 제2 방향을 따라 연결하기 위한 제1 연결패턴들(미도시) 및 제2 연결패턴들(미도시)를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에서 감지패턴들(30)은 터치입력을 제공받기 위해 터치활성영역에 형성되는 감지셀들(30a, 30b) 및 이들을 연결하는 연결패턴들을 포괄적으로 의미한다.
제1 감지셀들(30a)은 제1 방향, 예컨대 로우라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 로우라인 단위로 각각의 위치검출라인(40)과 연결된다.
제2 감지셀들(30b)은 제1 감지셀들(30a)과 절연되도록 제1 감지셀들(30a)의 사이에 제1 방향과 교차하는 제2 방향, 예컨대 컬럼라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 컬럼라인 단위로 각각의 위치검출라인(40)과 연결된다.
이러한 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)은 동일한 레이어에 위치되되, 절연막을 사이에 개재하고 서로 절연되는 제1 연결패턴들 및 제2 연결패턴들(미도시)에 의해 각각 제1 방향 및 제2 방향을 따라 연결되거나, 혹은 절연막을 사이에 개재하고 서로 다른 레이어에 위치될 수 있다.
위치검출라인들(40)은 패드부(50)를 통해 감지패턴들(30)을 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.
이러한 위치검출라인들(40)은 영상이 표시되는 터치활성영역을 피해 터치 스크린 패널 외곽의 터치비활성영역에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 감지셀들(30a, 30b)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, 감지패턴들(30)로부터 위치검출라인들(40) 및 패드부(50)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.
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 감지패턴들(30)이 형성되는 투명기판(10)에는, 위치검출라인들(40) 등과 중첩되도록 터치비활성영역에 형성되어 상기 위치검출라인들(40) 등이 패턴이 가시화되는 것을 방지하고 화면에 블랙 테두리를 형성하는 블랙 매트릭스가 더 형성된다.
즉, 본 발명에서는 감지패턴들(30)과 블랙 매트릭스를 동일한 투명기판(10)에 형성한다. 그리고, 서로 다른 방향으로 연결되는 감지셀들(즉, 제1 감지셀들(30a)과 제2 감지셀들(30b))을 서로 절연시키기 위한 절연막과, 블랙 매트릭스를 덮으면서 블랙 매트릭스에 의한 단차를 완화하는 절연막을 동일한 공정 단계에서, 동일한 레이어에 동일한 재료를 이용하여 형성한다.
이에 따라 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치의 구조를 단순화하고 공정을 단순화함과 아울러 두께를 저감할 수 있다.
이에 대한 보다 상세한 설명은 이하에서 개시된 다양한 실시예들을 참조하여 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도이고, 도 3은 도 2에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도이다.
우선, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 감지패턴들은 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)과 제1 및 제2 연결패턴들(30a1, 30b1)을 포함한다.
제1 감지셀들(30a)은 각각이 독립된 형상으로 패터닝되되 제1 연결패턴들(30a1)에 의해 제1 방향을 따라 연결된다.
여기서, 제1 연결패턴들(30a1)은 제1 감지셀들(30a)과 같이 투명전극물질로 형성되거나, 혹은 저저항의 불투명전극물질로 형성될 수 있다. 한편, 제1 연결패턴들(30a1)이 불투명전극물질로 형성되는 경우, 제1 연결패턴들(30a1)의 폭이나 길이, 두께 등을 조절함에 의하여 제1 연결패턴들(30a1)이 가시화되는 것을 방지할 수 있다.
제2 감지셀들(30b)은 제2 연결패턴들(30b1)과 일체로, 제2 방향을 따라 연결되도록 패터닝된다.
이때, 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)을 절연시키기 위하여, 제1 연결패턴들(30a1) 및 제2 연결패턴들(30b1)의 교차부에는, 상기 제1 연결패턴들(30a1) 및 제2 연결패턴들(30b1)의 사이에, 도 2에는 도시되지 않은 절연막이 개재된다.
즉, 제1 연결패턴들(30a1)과 제2 연결패턴들(30b1)은 절연막을 사이에 개재하고 서로 다른 레이어에 위치된다.
예컨대, 제1 연결패턴들(30a1)은 절연막의 하부에 위치되고, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b1)은 절연막의 상부에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 연결패턴들(30a1)은 절연막을 관통하는 컨택홀 등에 의해 제1 감지셀들(30a)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하에서는, 도 3의 단면도를 참조하여 도 2에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널을 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 도 3에서, (a)는 도 2의 I-I' 방향에 따른 단면을 도시한 것이며, (b)는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 터치 스크린 패널의 기재가 되는 투명기판(10)에는 터치활성영역(101)과 상기 터치활성영역(101) 외곽의 터치비활성영역(102)이 정의된다.
그리고, 투명기판(10)의 일면 터치활성영역(101)에는 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)과 제1 및 제2 연결패턴들(30a1, 30b1)을 포함하는 감지패턴들이 형성되고, 투명기판(10)의 터치비활성영역(102)에는 상기 감지패턴들이 형성되는 면과 동일한 면에 블랙 매트릭스(20)가 형성된다.
즉, 감지패턴들과 블랙 매트릭스(20)는 동일한 투명기판(10)의 동일한 일면에 형성된다.
여기서, 감지패턴들과 블랙 매트릭스(20)가 동일한 투명기판(10) 상에 형성되면, 상기 투명기판(10)은 영상표시장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 윈도우 일체형의 터치 스크린 패널로 구현될 수 있다.
이 경우, 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)과 제1 및 제2 연결패턴들(30a1, 30b1)을 포함하는 감지패턴들 및 블랙 매트릭스(20)와, 이들의 상부 혹은 이들 사이에 개재되는 제1 및 제2 절연막(35a, 35b)은, 투명기판(10)의 터치면과 대향되는 저면에 형성될 수 있다.
편의상 이하에서는 '상부에 형성되는' 등과 같은 용어를 사용할 때 공정의 순서를 기준으로 하기로 하며, 이는 감지패턴들 및 블랙 매트릭스(20)가 형성되는 일면 방향을 기준으로 한 것으로 실제의 배치는 상하가 반전될 수 있다.
한편, 제1 연결패턴들(30a1)과 제2 연결패턴들(30b1)은 제1 절연막(35a)을 사이에 개재하고 서로 절연되도록 형성되고, 블랙 매트릭스(20)의 상부에는 상기 블랙 매트릭스(20)로 인한 표면 단차를 완화하는 제2 절연막(35b)이 형성된다.
즉, 제1 절연막(35a)은 터치활성영역(101)에 형성되는 것으로 적어도 제1 연결패턴들(30a1)과 제2 연결패턴들(30b1)의 교차부에서 이들의 사이에 개재되며, 제2 절연막(35b)은 터치비활성영역(102)에 형성되는 것으로 블랙 매트릭스(20)를 덮도록 형성된다.
본 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 구조를 보다 구체적으로 설명하면, 제1 연결패턴들(30a1) 및 블랙 매트릭스(20)는, 투명기판(10)의 일면 상의 각각 터치활성영역(101) 및 터치비활성영역(102)에 형성되는 것으로, 동일한 레이어에 위치될 수 있다.
이때, 제1 연결패턴들(30a1)을 형성한 후에 블랙 매트릭스(20)를 형성하거나, 혹은 블랙 매트릭스(20)를 형성한 후에 제1 연결패턴들(30a1)을 형성할 수 있는 것으로, 이들의 공정순서는 자유롭게 변경 실시될 수 있다.
그리고, 제1 연결패턴들(30a1)이 형성된 터치활성영역(101) 상에는 제1 절연막(35a)이 전면적으로 형성되고, 블랙 매트릭스(20)가 형성된 터치비활성영역(102) 상에는 제2 절연막(35b)이 전면적으로 형성된다.
단, 본 발명에서 제1 절연막(35a) 및 제2 절연막(35b)은, 동일한 공정과정에서, 동일한 재료를 이용하여 동일한 레이어에 형성되는 절연막으로서, 특히 본 실시예에서 제1 절연막(35a) 및 제2 절연막(35b)은, 제1 연결패턴들(30a1) 및 블랙 매트릭스(20)가 형성된 투명기판(10)의 상부에 일체화되어 전면적으로 형성된다.
즉, 본 실시예에서 제1 절연막(35a) 및 제2 절연막(35b)은, 터치활성영역(101) 및 터치비활성영역(102)을 포함한 투명기판(10)의 일면에 전면적으로 일체화되어 형성되는 하나의 절연막(35)으로 구현될 수 있다.
이러한 제1 절연막(35a) 및 제2 절연막(35b)(혹은 일체화된 절연막(35))은, 아크릴계 유기막, 폴리이미드계 유기막, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiO2) 등으로 형성될 수 있다.
터치활성영역(101)의 절연막, 즉 제1 절연막(35a) 상에는 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b)이 형성된다.
즉, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b)은 제1 절연막(35a)을 사이에 개재하고 제1 연결패턴들(30a1)과 상이한 레이어에 위치된다.
일례로, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b)은 동일한 공정과정에서 동일한 레이어, 즉 제1 절연막(35a) 상에 동일한 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
이때, 제1 감지셀들(30a)은 제1 절연막(35a)을 관통하는 컨택홀에 의해 제1 연결패턴들(30a1)과 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 절연막(35a)에는 제1 연결패턴들(30a1)을 제1 감지셀들(30a)에 전기적으로 연결하기 위한 다수의 컨택홀이 형성된다.
그리고, 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b1)은 일체로 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
한편, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 터치비활성영역(102)에는 위치검출라인들(40) 등이 더 형성된다.
이러한 위치검출라인들(40)은 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)의 상부 또는 하부에서 이들에 직접 접촉되거나 혹은 컨택홀을 경유하여 연결되는 형태로 상기 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)에 전기적으로 연결되는 것으로, 설계구조에 따라 다양하게 변경실시될 수 있다. 따라서, 도 3의 (a)를 제외한 나머지 단면도들에서 위치검출라인들(40)의 도시는 생략하기로 한다.
또한, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널의 하부에는 표시패널 등이 배치되며, 표시패널의 화소영역은 터치 스크린 패널의 터치활성영역(101)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
즉, 터치 스크린 패널을 구비한 영상표시장치는, 영상을 표시하기 위한 표시패널과, 상기 표시패널의 상부에 위치되어 터치입력을 제공받기 위한 본 발명의 터치 스크린 패널을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널은 윈도우 일체형의 터치 스크린 패널로 구현될 수 있는 것으로, 터치 스크린 패널의 기재인 투명기판(10)은, 영상표시장치의 최상부(외곽의 케이스 등은 제외)에 위치되어 터치입력을 위한 접촉물체가 직접적으로 접촉되는 윈도우 기판으로도 기능한다.
따라서, 본 발명에 의한 윈도우 일체형 터치 스크린 패널을 구비한 영상표시장치의 경우, 별도의 윈도우 기판을 구비하지 않아도 되므로 두께가 박형화되고 제조비용이 절감되는 장점이 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 터치 스크린 패널에 의하면, 감지패턴들과 블랙 매트릭스(20)를 동일한 투명기판(10)에 형성함과 아울러, 서로 다른 방향으로 연결되는 감지셀들(30a, 30b)을 절연시키기 위한 제1 절연막(35a)과 블랙 매트릭스(20)를 덮는 제2 절연막(35b)을 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는, 터치활성영역(101)에 형성되며 제1 및 제2 연결패턴들(30a1, 30b1)과 상기 제1 및 제2 연결패턴들(30a1, 30b1)에 의해 각각 제1 및 제2 방향을 따라 연결되는 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)을 포함하는 감지패턴들과, 터치활성영역(101)의 외곽을 따라 터치비활성영역(102)에 형성되는 블랙 매트릭스(20)를 동일한 투명기판(10)에 형성한다. 그리고, 제1 및 제2 연결패턴들(30a1, 30b1)의 사이에 개재되어 이들을 절연시키기 위한 제1 절연막(35a)과, 블랙 매트릭스(20)를 덮도록 형성되는 제2 절연막(35b)을 동일한 공정에서 형성한다.
즉, 본 발명은, 블랙 매트릭스(20)의 표면 단차를 완화하기 위한 제2 절연막(35b)을 제1 및 제2 감지셀(30a, 30b) 사이의 절연을 위한 제1 절연막(35a)으로 동시 적용함을 특징으로 한다.
이에 따라, 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치의 구조를 단순화하고 공정을 단순화함과 아울러 그 두께를 저감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도이고, 도 5는 도 4에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도이다. 단, 도 5에서, (a)는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이며, (b)는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 4 내지 도 5를 설명할 때, 도 2 내지 도 3과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b)이 블랙 매트릭스(20)와 동일한 레이어에 위치되고, 제1 연결패턴들(30a1)이 제1 절연막(35a) 상에 위치된다.
보다 구체적으로, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b1)과, 블랙 매트릭스(20)는, 각각 투명기판(10)의 일면 상의 터치활성영역(101) 및 터치비활성영역(102)에 형성된다.
그리고, 제1 절연막(35a) 및 제2 절연막(35b)은, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b), 제2 연결패턴들(30b1) 및 블랙 매트릭스(20)가 형성된 투명기판(10)의 상부에 하나의 절연막(35)으로 일체화되어 전면적으로 형성된다.
그리고, 제1 연결패턴들(30a1)은 터치활성영역(101)의 절연막(35), 즉 제1 절연막(35a) 상에 형성되되, 상기 제1 절연막(35a)을 관통하는 컨택홀에 의해 제1 감지셀들(30a)과 전기적으로 연결된다.
한편, 도 2 내지 도 3과, 도 4 내지 도 5에 도시된 실시예들에서는 제1 절연막(35a) 및 제2 절연막(35b)이 하나의 절연막(35)으로 일체화되어 전면적으로 형성되는 예를 개시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 제1 절연막(35a)은 제1 연결패턴들(30a1) 및 제2 연결패턴들(30b1)의 교차부에만 국부적으로 형성될 수도 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 6 내지 도 7과, 도 8 내지 도 9에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예들을 참조하여 후술하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도이고, 도 도 7은 도 6에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도이다. 단, 도 7에서, (a)는 도 6의 Ⅴ-Ⅴ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이며, (b)는 도 6의 Ⅵ-Ⅵ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 제1 절연막(35a')이 제1 연결패턴들(30a1) 및 제2 연결패턴들(30b1)의 교차부에 국부적으로 형성되는 실시예를 개시한 것으로, 특히 제1 연결패턴들(30a1) 및 제2 연결패턴들(30b1)이 각각 제1 절연막(35a')의 하부 및 상부에 위치되는 실시예를 개시한 것이다.
보다 구체적으로, 제1 연결패턴들(30a1) 및 블랙 매트릭스(20)는, 각각 투명기판(10)의 일면 상의 터치활성영역(101) 및 터치비활성영역(102)에 형성된다.
그리고, 제1 절연막(35a')은, 상기 제1 연결패턴들(30a1)의 일 영역을 노출하도록 상기 제1 연결패턴들(30a1) 상에 국부적으로 형성되며, 제1 감지셀들(30a)은, 제1 연결패턴들(30a1)의 노출된 영역을 통해 상기 제1 연결패턴들(30a1)과 연결되도록 제1 연결패턴들(30a1) 및 제1 절연막(35a')이 형성된 터치활성영역(101)에 형성된다.
그리고, 제2 감지셀들(30b)은, 상기 제1 절연막(35a')의 상부를 경유하는 제2 연결패턴들(30b1)과 일체로, 제1 감지셀들(30a) 사이의 터치활성영역(101)에 형성된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 감지패턴들의 요부 확대도이고, 도 9는 도 8에 도시된 감지패턴들을 적용한 터치 스크린 패널의 단면도이다. 단, 도 9에서, (a)는 도 8의 Ⅶ-Ⅶ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이며, (b)는 도 8의 Ⅷ-Ⅷ' 방향에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 제1 감지셀들(30a), 제2 감지셀들(30b) 및 제2 연결패턴들(30b1)과, 블랙 매트릭스(20)는, 각각 투명기판(10)의 일면 상의 터치활성영역(101) 및 터치비활성영역(102)에 형성된다. 이때, 제2 감지셀들(30b)은 제2 연결패턴들(30b1)과 일체로 연결되도록 패터닝될 수 있다.
그리고, 제1 절연막(35a')은 제2 연결패턴들(30b1) 상에 국부적으로 형성되며, 제1 연결패턴들(30a1)은 제2 연결패턴들(30b1)과 절연되도록 제1 절연막(35a')의 상부를 경유하여 제1 감지셀들(30a)에 연결된다.
전술한 도 4 내지 도 9에 도시된 다른 실시예들도, 도 2 내지 도 3에 도시된 일 실시예와 같이 터치 스크린 패널 및 이를 구비한 영상표시장치의 구조를 단순화하고 공정을 단순화함과 아울러 두께를 저감하는 효과를 가진다.
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.
10: 투명기판 20: 블랙 매트릭스
30: 감지패턴 30a, 30b: 감지셀
30a1, 30b1: 연결패턴 35, 35a, 35b, 35a', 35b': 절연막
40: 위치검출라인 50: 패드부

Claims (15)

  1. 터치활성영역과 상기 터치활성영역 외곽의 터치비활성영역이 정의된 투명기판과;
    상기 투명기판의 터치활성영역에 형성되며, 제1 연결패턴들에 의해 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과 제2 연결패턴들에 의해 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들을 포함하는 감지패턴들과;
    상기 투명기판의 터치비활성영역에 형성된 블랙 매트릭스와;
    상기 터치활성영역의 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에서 이들의 사이에 개재되는 제1 절연막과, 상기 터치비활성영역에서 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성된 제2 절연막;을 포함하되,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성된 절연막임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 상기 터치활성영역 및 상기 터치비활성영역을 포함한 투명기판의 일면에 전면적으로 일체화되어 형성된 터치 스크린 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은, 상기 제1 절연막을 사이에 개재하고 상기 제1 연결패턴들과 상이한 레이어에 위치되며,
    상기 제1 절연막은 상기 터치활성영역에 전면적으로 형성되되, 상기 제1 절연막에는, 상기 제1 연결패턴들을 상기 제1 감지셀들에 전기적으로 연결하기 위한 다수의 컨택홀이 형성된 터치 스크린 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 감지셀들은 상기 제2 연결패턴들과 일체로 형성된 터치 스크린 패널.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은, 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성된 터치 스크린 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은, 상기 제1 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판의 상부에 일체화되어 전면적으로 형성되며,
    상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들은 상기 제1 절연막 상에 형성되되,
    상기 제1 연결패턴들은 상기 제1 절연막을 관통하는 컨택홀에 의해 상기 제1 감지셀들과 연결되는 터치 스크린 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들과, 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은, 상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들, 상기 제2 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판의 상부에 일체화되어 전면적으로 형성되며,
    상기 제1 연결패턴들은 상기 제1 절연막 상에 형성되되, 상기 제1 절연막을 관통하는 컨택홀에 의해 상기 제1 감지셀들과 전기적으로 연결되는 터치 스크린 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연막은 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에 국부적으로 형성되는 터치 스크린 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결패턴들 및 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고,
    상기 제1 절연막은, 상기 제1 연결패턴들의 일 영역을 노출하도록 상기 제1 연결패턴들 상에 국부적으로 형성되며,
    상기 제1 감지셀들은, 상기 제1 연결패턴들의 노출된 영역을 통해 상기 제1 연결패턴들과 연결되도록, 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제1 절연막이 형성된 터치활성영역에 형성되고,
    상기 제2 감지셀들은, 상기 제1 절연막의 상부를 경유하는 상기 제2 연결패턴들과 일체로, 상기 제1 감지셀들 사이의 터치활성영역에 형성되는 터치 스크린 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지셀들, 상기 제2 감지셀들 및 상기 제2 연결패턴들과, 상기 블랙 매트릭스는, 각각 상기 투명기판의 일면 상의 터치활성영역 및 터치비활성영역에 형성되고,
    상기 제1 절연막은, 상기 제2 연결패턴들 상에 국부적으로 형성되며,
    상기 제1 연결패턴들은 상기 제2 연결패턴들과 절연되도록 상기 제1 절연막의 상부를 경유하여 상기 제1 감지셀들에 연결되는 터치 스크린 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 감지셀들은 상기 제2 연결패턴들과 일체로 형성된 터치 스크린 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은, 아크릴계 유기막, 폴리이미드계 유기막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막으로 형성된 터치 스크린 패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판은 영상표시장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정되고,
    상기 블랙 매트릭스, 상기 제1 및 제2 절연막, 상기 제1 및 제2 감지셀들과 상기 제1 및 제2 연결패턴들은, 상기 투명기판의 터치면과 대향되는 저면에 형성되는 터치 스크린 패널.
  14. 영상을 표시하기 위한 표시패널과;
    상기 표시패널의 상부에 위치되어 터치입력을 제공받기 위한 터치 스크린 패널;을 포함하며,
    상기 터치 스크린 패널은,
    터치활성영역과 상기 터치활성영역 외곽의 터치비활성영역이 정의된 투명기판과,
    상기 투명기판의 터치활성영역에 형성되며, 제1 연결패턴들에 의해 제1 방향을 따라 연결되는 다수의 제1 감지셀들과 제2 연결패턴들에 의해 제2 방향을 따라 연결되는 다수의 제2 감지셀들을 포함하는 감지패턴들과,
    상기 투명기판의 터치비활성영역에 형성된 블랙 매트릭스와,
    상기 터치활성영역의 상기 제1 연결패턴들 및 상기 제2 연결패턴들의 교차부에서 이들의 사이에 개재되는 제1 절연막과, 상기 터치비활성영역에서 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성된 제2 절연막을 포함하되,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 레이어에 동일한 재료로 형성된 절연막임을 특징으로 하는 영상표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널의 투명기판은, 최상부에 배치되어 상기 터치입력을 위한 접촉물체가 직접적으로 접촉되는 윈도우 기판으로 설정되는 영상표시장치.
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