KR101048931B1 - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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KR101048931B1
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강성구
박정목
이춘협
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삼성모바일디스플레이주식회사
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Abstract

본 발명은, 소프트키를 구비한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
본 발명의 터치 스크린 패널은, 화면영역과, 상기 화면영역 외곽의 블랙 매트릭스 영역과, 상기 블랙 매트릭스 영역 내의 일부분에 배치되는 소프트키 영역이 정의되는 투명기판과; 상기 투명기판의 일면에, 상기 블랙 매트릭스 영역과 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 블랙 매트릭스의 상부를 포함한 상기 투명기판의 일면에 형성된 오버코팅막과; 상기 오버코팅막 상의 적어도 상기 화면영역에 형성된 다수의 도전성 감지셀들과; 상기 오버코팅막 상의 상기 블랙 매트릭스 영역에 형성되며 상기 도전성 감지셀들과 연결되는 위치검출라인들;을 포함하되, 상기 소프트키 영역의 블랙 매트릭스에 개구부가 형성되고 상기 개구부의 하부에 광원이 배치됨에 의해, 상기 소프트키 영역에 투과형 소프트키가 구현됨을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 소프트키를 구비한 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.

이러한 터치 스크린 패널은 영상이 표시되는 화면영역에 감지셀을 형성함에 의하여 화면영역 내에서 발생되는 터치 이벤트를 입력신호로서 인식한다. 즉, 터치 스크린 패널이 구비된 영상표시장치의 경우 화면영역은 영상을 표시하는 표시영역임과 동시에 터치 입력이 가능한 터치활성영역으로 설정된다.

이때, 화면영역의 일측에는 메뉴키나 볼륨키와 같은 기능키가 소프트키(Soft Key)의 형태로 구현되어 사용자의 편의를 도모할 수 있는데, 이러한 소프트키는 사용자의 눈에 잘 띄도록 화면영역에 인접하여 배치된다. 따라서, 소프트키의 형상 및 구현방식 등은 표시장치의 외관에도 영향을 미치게 된다.

한편, 소프트키는 별도의 코팅이나 인쇄, 필름부착 등에 의해 표시될 수 있는데, 이 경우 소프트키 형성을 위한 추가적인 공정이 수행되어야 함과 아울러 영상표시장치의 전원이 오프된 상태에서도 소프트키만 부각되어 색상에서 일체감을 주지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 추가적인 공정을 수행하지 않고 터치 스크린 패널을 형성하는 공정에서 소프트키를 함께 구현함과 아울러 심미적 효과를 향상시킬 수 있도록 한 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 화면영역과, 상기 화면영역 외곽의 블랙 매트릭스 영역과, 상기 블랙 매트릭스 영역 내의 일부분에 배치되는 소프트키 영역이 정의되는 투명기판과; 상기 투명기판의 일면에, 상기 블랙 매트릭스 영역과 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 블랙 매트릭스의 상부를 포함한 상기 투명기판의 일면에 형성된 오버코팅막과; 상기 오버코팅막 상의 적어도 상기 화면영역에 형성된 다수의 도전성 감지셀들과; 상기 오버코팅막 상의 상기 블랙 매트릭스 영역에 형성되며 상기 도전성 감지셀들과 연결되는 위치검출라인들;을 포함하되, 상기 소프트키 영역의 블랙 매트릭스에 개구부가 형성되고 상기 개구부의 하부에 광원이 배치됨에 의해, 상기 소프트키 영역에 투과형 소프트키가 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널을 제공한다.

여기서, 상기 개구부는 상기 소프트키 영역에 구현되는 소프트키 각각에 대응되도록 형성되되 하나의 소프트키에 대응되는 개구부 내에 다수의 슬릿이 형성될 수 있다.

또한, 상기 오버코팅막 상의 상기 소프트키 영역에도 하나 이상의 도전성 감지셀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 광원은, 상기 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 액정표시장치의 백라이트 또는 별도의 소프트키용 광원으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 투명기판은 영상표시장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정되고, 상기 블랙 매트릭스, 오버코팅막, 도전성 감지셀들 및 위치검출라인들은, 상기 투명기판의 터치면과 대향되는 저면에 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 화면영역의 외곽에 배치되는 블랙 매트릭스에, 소프트키에 대응되는 개구부를 형성하고 상기 개구부에 광을 조사함에 의해 투과형 소프트키를 구현한다. 이에 따라, 터치 스크린 패널의 블랙 매트릭스 형성 공정에서 소프트키를 함께 구현함으로써 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있다.

이때, 상기 개구부에 배치되는 슬릿의 수나 크기 등을 조절함에 의하여 소프트키의 밝기조절을 용이하게 할 수 있다.

또한, 영상표시장치의 전원이 오프된 상태에서는 소프트키에도 광이 조사되지 않으므로 소프트키도 화면영역과 같이 블랙으로 표시될 수 있어 색상에서 일체감을 줄 수 있다. 이에 따라 영상표시장치의 외관을 향상시킬 수 있다.

또한, 터치 스크린 패널의 투명기판을 상기 터치 스크린 패널을 채용하는 영상표시장치의 윈도우 기판과 일체화하여 구현하는 경우, 영상표시장치의 두께를 박형화할 수 있다.

도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 소프트키를 도시한 평면도 및 단면도.

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

도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 터치 스크린 패널은, 투명기판(10)과, 상기 투명기판(10) 상에 형성된 다수의 도전성 감지셀들(30)과, 상기 도전성 감지셀들(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.

도전성 감지셀들(30)은 투명기판(10)의 일면 터치활성영역에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 형성되며, 제1 방향으로 연결된 제1 감지셀들(30a) 및 제2 방향으로 연결된 제2 감지셀들(30b)을 포함한다.

제1 감지셀들(30a)은 제1 방향, 예컨대 컬럼라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 컬럼라인 단위로 각각의 위치검출라인(40)과 연결된다.

제2 감지셀들(30b)은 제1 감지셀들(30a)과 절연되도록 제1 감지셀들(30a)의 사이에 제1 방향과 다른 제2 방향, 예컨대 로우라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 로우라인 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 감지셀들(30)을 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.

이러한 위치검출라인들(40)은 영상이 표시되는 터치 활성영역을 피해 터치 스크린 패널 외곽의 블랙 매트릭스 영역에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 감지셀들(30)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(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.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 평면도 및 단면도이다.

도 2에서, (a)는 표시패널의 상부에 본 실시예에 의한 터치 스크린 패널이 구비된 영상표시장치의 평면을 개략적으로 도시한 것이며, (b)는 (a)의 I-I' 선에 따른 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 한편, 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 표시패널은 유기전계발광 표시패널 또는 액정표시패널 등으로 다양하게 설정될 수 있는 것으로, 이들의 구성은 공지된 기술이므로 표시패널에 대한 상세한 도시는 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 투명기판(100)과, 상기 투명기판(100)의 일면 테두리를 따라 형성된 블랙 매트릭스(110)와, 블랙 매트릭스(110) 상부를 포함한 투명기판(100)의 일면에 형성된 오버코팅막(120)과, 오버코팅막(120) 상에 형성된 도전성 감지셀들(130) 및 위치검출라인들(140)과, 상기 도전성 감지셀들(130) 및 위치검출라인들(140)의 상부를 포함한 투명기판(100) 상에 형성된 보호막(150)을 포함한다.

보다 구체적으로, 투명기판(100)은 터치 스크린 패널의 기재가 되는 기판으로서, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 터치 스크린 패널을 채용하는 영상표시장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정될 수 있다.

즉, 윈도우 기판 상에 터치 스크린 패널 구현을 위한 패턴들을 형성함에 의해 투명기판(100)과 윈도우 기판을 일체화한 윈도우 일체형 터치 스크린 패널을 구현할 수 있다. 이 경우, 터치 스크린 패널을 채용하는 영상표시장치의 두께를 박형화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 윈도우 일체형 터치 스크린 패널에서는 일례로, 블랙 매트릭스(110), 오버코팅막(120), 도전성 감지셀들(130), 위치검출라인들(140) 및 보호막(150) 등이 투명기판(100)의 터치면(상부면)과 대향되는 저면에 형성될 수 있다.

이러한 투명기판(100)에는 화면영역(101)과, 상기 화면영역(101) 외곽의 블랙 매트릭스 영역(102)과, 상기 화면영역(101) 일측의 상기 블랙 매트릭스 영역(102) 내의 일부분에 배치되는 소프트키 영역(103)이 정의된다.

여기서, 화면영역(101)은 영상이 표시되는 표시영역임과 동시에 터치 입력이 가능한 터치 활성영역으로 설정된다. 즉, 화면영역(101)은 표시패널의 화소영역과 대응되는 영역임과 동시에 터치 스크린 패널의 도전성 감지셀들(130)이 배치되는 영역이다.

블랙 매트릭스 영역(102)은 화면영역(101) 외곽에 배치되는 영역으로, 위치검출라인들(140) 등과 중첩되도록 배치된다. 이에 의해, 상기 위치검출라인들(140) 등의 패턴이 가시화되는 것을 방지하고 터치 스크린 패널에 블랙 테두리를 형성할 수 있다.

소프트키 영역(103)은 화면영역 일측의 블랙 매트릭스 영역(102) 내의 일부분에 배치되는 것으로, 메뉴키나 볼륨키와 같은 기능키나 혹은 특정 심볼(symbol)을 표시하기 위한 표시키가 소프트키(104)의 형태로 구현되는 영역이다.

블랙 매트릭스(110)는 투명기판(100)의 일면에, 블랙 매트릭스 영역(102)과 대응되도록 형성된다. 특히, 블랙 매트릭스(110)는 위치검출라인들(140) 등 가시화가 방지되어야 하는 패턴들과 중첩되도록 화면영역(101)의 외곽을 따라 배치된다.

오버코팅막(120)은 블랙 매트릭스(110)의 상부를 포함한 투명기판(100)의 일면에 형성된다. 이러한 오버코팅막(120)은 투명한 절연물질을 이용하여 형성되며, 블랙 매트릭스(110)의 상부를 포함한 투명기판(100)의 일면에 전면적으로 형성될 수 있다.

도전성 감지셀들(130)은 오버코팅막(120) 상의 적어도 화면영역(101)에 형성되되, 소프트키 영역(103)에 형성된 소프트키(104) 중 터치 입력을 제공받는 키, 예컨대 기능키 등이 구비되는 경우 상기 기능키와 대응되는 영역에도 형성되어 터치 이벤트가 입력신호로서 감지될 수 있도록 한다.

즉, 도전성 감지셀들(130)은 오버코팅막(120) 상의 화면영역(101)은 물론 소프트키 영역(103)에도 형성될 수 있으며, 특정 심볼(symbol)을 표시하기 위한 표시키로 설정되는 소프트키의 하부에는 배치되지 않을 수도 있다.

이러한 도전성 감지셀들(130)은, 하부에 배치되는 표시패널이나 별도의 광원(미도시)으로부터의 빛이 투과될 수 있도록 투명전극물질로 형성되는 것으로, 위치검출라인들(140)에 연결되어 터치 이벤트가 입력신호로서 감지될 수 있도록 한다.

한편, 도전성 감지셀들(130)은 로우라인 또는 컬럼라인 단위로 위치검출라인들(140)에 연결될 수 있다. 다만, 편의상 도 2에서는 도전성 감지셀들(130)을 로우라인 또는 컬럼라인 단위로 연결하는 연결패턴들 및 상기 연결패턴들 사이에 개재되는 절연막의 도시는 생략하기로 한다.

위치검출라인들(140)은 오버코팅막(120) 상의 블랙 매트릭스 영역(102)에 형성되며 도전성 감지셀들(130)과 연결되어, 상기 도전성 감지셀들(130)에 의한 터치입력을 도시되지 않은 구동회로로 전달한다.

보호막(150)은 투명한 절연물질을 이용하여 형성되며, 도전성 감지셀들(130) 및 위치검출라인들(140)의 상부를 포함한 투명기판(100) 상에 전면적으로 형성될 수 있다.

단, 본 발명에서는, 소프트키 영역(103)의 블랙 매트릭스(110)에 개구부가 형성되고 상기 개구부의 하부에 광원이 배치됨에 의해, 소프트키 영역(103)에 투과형 소프트키(104)가 구현된다.

이러한 개구부는 소프트키 영역(103)에 배치되는 소프트키(104) 각각에 대응되도록 형성되는 것으로, 각각의 소프트키(104)에 대하여 하나의 개구부가 구비되거나 혹은 복수의 분할된 개구부가 구비될 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 3에 개시된 실시예들을 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 투과형 소프트키(104)를 구현하기 위한 광원으로는, 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 표시패널 측의 광원, 예컨대 액정표시장치의 백라이트가 이용되거나, 혹은 소프트키(104) 구현을 위해 별도로 구비되는 백색 혹은 컬러 LED(미도시) 등의 소프트키용 광원이 이용될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 화면영역(101)의 외곽에 배치되는 블랙 매트릭스(110)에, 소프트키(104)에 대응되는 개구부를 형성하고 상기 개구부에 광을 조사함에 의해 투과형 소프트키(104)를 구현한다. 이에 따라, 터치 스크린 패널의 블랙 매트릭스(110) 형성 공정에서 소프트키(104)를 함께 구현함으로써 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있다.

또한, 영상표시장치의 전원이 오프된 상태에서는 소프트키(104)에도 광이 조사되지 않으므로 소프트키(104)도 화면영역(101)과 같이 블랙으로 표시될 수 있다. 이에 따라, 영상표시장치 전반적으로 색상에서 일체감을 줄 수 있어 영상표시장치의 외관을 향상시킬 수 있다.

또한, 터치 스크린 패널의 투명기판(100)을 상기 터치 스크린 패널을 채용하는 영상표시장치의 윈도우 기판과 일체화하여 구현하는 경우, 영상표시장치의 두께를 박형화함은 물론, 제조공정의 간소화와 재료비 절감 등을 통해 제조효율을 향상시킬 수도 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 소프트키를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도 3을 참조하면, 블랙 매트릭스(110)에는 각각의 소프트키(104)에 대응되는 하나 이상의 개구부가 구비된다.

예컨대, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(110)에는 각각의 소프트키(104a)와 대응되는 형상으로 하나의 개구부(115a)가 구비될 수 있다.

또는, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(110)에는 각각의 소프트키(104b, 104c)와 대응되는 형상으로 개구부가 구비되되, 내부에 다수의 슬릿(각각의 소프트키 영역과 대응되는 영역 내부에 분할되어 형성되는 다수의 개구부)(115b, 115c)이 형성되는 형태로 개구부가 구현될 수 있다.

이때, 개구부에 배치되는 슬릿(115a, 115b, 115c)의 수나 크기 등을 조절함에 의해 개구율(각각의 소프트키 영역의 면적 대비 개구영역의 면적)을 조절함으로써, 소프트키(104a, 104b, 104c)의 밝기조절을 용이하게 할 수 있다.

한편, 본 발명을 설명할 때, 기능키로 구현될 수 있는 소프트키를 예로 개시하기 위한 바람직한 실시예로서, 소프트키가 구현되는 터치 스크린 패널 내장형 영상표시장치를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 화면영역(101)의 외곽에 형성되는 블랙 매트릭스(110)에 개구부를 형성함과 아울러 상기 개구부의 하부에 광원을 배치하여 투과형 소프트키(104)를 구현하는 본원발명의 기술사상을 적용하여, 터치 스크린 패널을 내장하지 않은 액정표시장치나 유기전계발광 표시장치 등의 상부기판이나 윈도우 기판에 형성되는 블랙 매트릭스(110)에 개구부를 형성함과 아울러 상기 개구부에 빛이 조사되도록 함으로써 투과형 소프트키를 구현할 수도 있음은 물론이다.

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.

100: 투명기판 101: 화면영역
102: 블랙 매트릭스 영역 103: 소프트키 영역
104, 104a, 104b, 104c: 소프트키 110: 블랙 매트릭스
115a, 115b, 115c: 개구부 120: 오버코팅막
130: 도전성 감지셀 140: 위치검출라인

Claims (5)

  1. 화면영역과, 상기 화면영역 외곽의 블랙 매트릭스 영역과, 상기 블랙 매트릭스 영역 내의 일부분에 배치되는 소프트키 영역이 정의되는 투명기판과;
    상기 투명기판의 일면에, 상기 블랙 매트릭스 영역과 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스와;
    상기 블랙 매트릭스의 상부를 포함한 상기 투명기판의 일면에 형성된 오버코팅막과;
    상기 오버코팅막 상의 적어도 상기 화면영역에 형성된 다수의 도전성 감지셀들과;
    상기 오버코팅막 상의 상기 블랙 매트릭스 영역에 형성되며 상기 도전성 감지셀들과 연결되는 위치검출라인들;을 포함하되,
    상기 소프트키 영역의 블랙 매트릭스에 개구부가 형성되고 상기 개구부의 하부에 광원이 배치됨에 의해, 상기 소프트키 영역에 투과형 소프트키가 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 소프트키 영역에 구현되는 소프트키 각각에 대응되도록 형성되되 하나의 소프트키에 대응되는 개구부 내에 다수의 슬릿이 형성되는 터치 스크린 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오버코팅막 상의 상기 소프트키 영역에도 하나 이상의 도전성 감지셀이 형성되는 터치 스크린 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원은, 상기 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 액정표시장치의 백라이트 또는 별도의 소프트키용 광원으로 설정되는 터치 스크린 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판은 영상표시장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정되고,
    상기 블랙 매트릭스, 오버코팅막, 도전성 감지셀들 및 위치검출라인들은, 상기 투명기판의 터치면과 대향되는 저면에 형성되는 터치 스크린 패널.
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