KR101068026B1

KR101068026B1 - 터치 인식이 가능한 디스플레이 모듈

Info

Publication number: KR101068026B1
Application number: KR1020100022166A
Authority: KR
Inventors: 남동식; 박철
Original assignee: (주)삼원에스티
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-28
Also published as: KR20110103052A

Abstract

외부에 위치한 보호 투명 기판을 포함하며, 디스플레이 장치의 하우징 전면에 장착되어 디스플레이 장치의 제어부로부터 전달 받는 영상신호를 이용하여 영상정보를 제공하는 평판형 디스플레이 모듈은, 디스플레이 모듈로부터 외부로 전달되는 광의 이동경로 상에 위치하며, 일 방향으로 나란하게 배열되는 복수개의 투명전극, 및 투명전극과 교차하도록 나란하게 배열되는 복수개의 미세한 금속전극을 포함하며, 대상체의 접근에 따라 투명전극 및 금속전극 간에 발생하는 정전용량 변화를 이용하여 대상체의 접촉 위치를 감지한다.

Description

터치 인식이 가능한 디스플레이 모듈{DISPLAY MODULE CAPABLE OF TOUCH SENSING}

본 발명은 디스플레이 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 디스플레이 모듈 상에 접근하는 대상체의 접촉 위치를 감지할 수 있는 디스플레이 모듈에 관한 것이다.

유기전계발광장치(organic light emitting diode, OLED), 액정표시장치(liquid crystal display device, LCD) 플라즈마디스플레이패널(plasma display panel, PDP) 등의 디스플레이 모듈은 영상을 표시할 수 있다.

최근에는 상술한 디스플레이 모듈의 상부에 터치패널센서를 배치하고, 터치패널센서를 통해서 신체 및 스타일러스펜과 같은 대상체의 접촉 위치를 감지할 수 있는 디스플레이 모듈이 사용되고 있다.

한편, 디스플레이 모듈 및 터치패널센서는 서로 다른 장소에서 별도로 생산되기 때문에, 터치패널센서는 디스플레이 모듈이 있는 곳으로 운송된 후에, 디스플레이 모듈에 부착될 수 있다.

도 1은 액정표시장치 상에 터치패널센서를 부착한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치(10)는 액정패널(11) 및 백라이트 유닛(12)을 포함한다. 액정패널(11)은 자체적으로 발광하지 않으며, 액정패널(11)의 후방에 배치된 백라이트 유닛(12)으로부터 빛을 공급받는다. 백라이트 유닛(12)에서 발생된 빛은 액정의 배열 상태에 따라서 광 투과율이 조절된다.

상술한 액정표시장치(10)의 상면에는 터치패널센서(20)가 접착부재(30)를 매개로 부착되어 있다. 터치패널센서(20)는 액정표시장치(10) 상부에 제공되어 신체 및 스타일러스펜과 같은 대상체의 접촉을 감압, 저항막 혹은 정전용량 방식으로 감지할 수 있다.

터치패널센서(20)는 일반적으로 상부 및 하부 절연기판(21, 24)의 저면 및 상면에 각각 투명한 도전성 재질인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 이용하여 형성된 상부 및 하부 전극(22, 25)을 포함하며, 상부 및 하부 전극(22, 25)은 대상체의 접근에 대해서 변경되는 정전용량을 이용하여 대상체의 접촉 위치를 감지할 수 있다. 상부 및 하부 절연기판(21, 24)는 광학접착필름(23)을 매개로 상호 부착된다.

한편, 액정표시장치(10) 및 터치패널센서(20)는 서로 다른 장소에서 별도로 생산되기 때문에, 터치패널센서(20)는 액정표시장치(10)가 있는 곳으로 운송된 후에, 액정표시장치(10)에 부착될 수 있다.

본 발명은 디스플레이 모듈의 제조 공정 과정에서 터치패널센서의 기능을 부여할 수 있는 전극을 함께 형성할 수 있는 터치 인식이 가능한 디스플레이 모듈을 제공한다.

본 발명은 종래의 디스플레이 모듈의 구성요소를 변형 없이 그대로 터치패널센서의 제조를 위한 구성요소서 사용할 수 있는 디스플레이 모듈을 제공한다.

본 발명은 터치패널센서의 투명전극 및 금속전극을 배치하기 위한 별도의 기판을 사용하더라도, 일반적인 디스플레이 모듈의 구성요소를 변경 없이 그대로 사용할 수 있는 디스플레이 모듈을 제공한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 외부에 위치한 보호 투명 기판을 포함하며, 디스플레이 장치의 하우징 전면에 장착되어 상기 디스플레이 장치의 제어부로부터 전달 받는 영상신호를 이용하여 영상정보를 제공하는 평판형 디스플레이 모듈은, 디스플레이 모듈로부터 외부로 전달되는 광의 이동경로 상에 위치하며, 일 방향으로 나란하게 배열되는 복수개의 투명전극, 및 투명전극과 교차하도록 나란하게 배열되는 복수개의 미세한 금속전극을 포함하며, 대상체의 접근에 따라 투명전극 및 금속전극 간에 발생하는 정전용량 변화를 이용하여 대상체의 접촉 위치를 감지한다. 디스플레이 모듈의 제조 공정 중에 투명전극 및 금속전극을 제공함으로써, 터치 인식이 가능한 디스플레이 모듈을 제조할 수 있다.

본 명세서에서 디스플레이 모듈이라 함은, 영상을 표시할 수 있는 유기전계발광장치, 액정표시장치, 및 플라즈마디스플레이패널 등을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치라 함은, 상술한 평판형 디스플레이 모듈을 제품화하기 위하여 디스플레이 모듈에 장착되는 하우징이나 지지대, 전원 연결을 위한 연결구 또는 디스플레이 모듈에서 영상정보를 제공하도록 영상신호를 제공하는 제어부 등을 포함하는 개념으로 이해할 수 있다. 또한, 평판형 디스플레이 모듈의 보호 투명 기판은 상기 평판형 디스플레이 모듈의 구성요소 중 외부로 노출되는 기판을 지칭하는 것으로, 완성된 디스플레이 모듈 상에 별도로 제공되는 기판이나 필름과는 구별된다. 예를 들면, 디스플레이 모듈의 표면을 보호하기 위하여 별도로 제공되는 보호 필름 또는 시야각을 제한하기 위한 보안 필름은 디스플레이 모듈의 구성요소가 아닌 디스플레이 장치의 구성요소로 볼 수 있다.

또한, 본 명세서에서 디스플레이 모듈의 보호 투명 기판은, 디스플레이 모듈이 액정표시장치인 경우 외측에 배치되는 컬러필터 기판에 해당할 수 있으며, 플라즈마디스플레이패널인 경우 어드레스 전극, 유전층, 격벽형광체가 형성되는 후면 기판에 마주하는 투명전극, 버스전극 및 유전층이 배치되는 전면기판에 해당할 수 있으며, 유기전계발광장치인 경우 보호 투명 기판은 컬러 필터가 배치되는 기판에 해당할 수 있다.

상호 마주하는 전극 중 상부에 배치되는 전극은 금속으로 제공되기 때문에, 그 길이가 길어 질수록 저항 값이 급격하게 증가하는 ITO 및 IZO와 같은 투명전극을 사용하는 경우와 비교할 때, 전극의 길이가 길어지더라도 저항 값의 증가가 적기 때문에, 전극의 저항의 길이 증가에 따라 터치 인식이 가능한 면적이 제한되는 것을 최소화할 수 있다.

다만, 투명전극과 교차되도록 그 상부에 배치되는 금속전극은 외부에서 볼 때에 육안으로 잘 확인이 되지 않도록, 그 폭은 0 초과 30㎛이하가 되도록 할 수 있으며, 그 폭이 0 초과 30㎛이하인 경우에는 육안으로 거의 확인되지 않는다.

또한, 복수개의 금속전극이 그룹화되어 하나의 전극을 형성할 수 있으며, 일측이 전기적으로 연결될 수 있으며, 예를 들면, 그룹화된 금속전극은 상단, 하단, 중간 부분 또는 이들의 조합이 전기적으로 연결될 수 있다. 복수개의 금속전극이 그룹화되어 복잡한 연산 없이 대상체의 정확한 위치를 바로 계산할 수 있으며, 대상체의 접촉 면적에 의한 영향도 바로 적용할 수 있어 감도를 크게 개선할 수 있다.

또한, 금속전극 상에 광흡수부를 더 형성할 수도 있다. 즉, 금속 재질의 금속전극 상면에 구리/티타늄(Cu/Ti), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 블랙크롬(Black Chrome) 등과 같이 어두운 색이나 빛의 반사를 방지할 수 있는 미세 패턴을 함께 형성함으로써, 금속전극의 상면이 반짝이는 것을 방지할 수도 있다. 또한, 다르게는 금속전극 자체를 상기와 같은 어두운 색의 금속으로 형성할 수도 있다.

또한, 금속전극의 상면 또는 저면에 난반사 패턴이 형성되며, 난반사 패턴에 의해서 금속전극으로부터의 경면 반사가 제한되도록 할 수 있다.

투명전극 및 금속전극은 절연성의 기판 상에 배치될 수 있는데, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈은 디스플레이 모듈의 구성요소를 투명전극 및 금속전극을 배치하기 위한 기판으로 이용할 수 있다. 디스플레이 모듈의 구성요소를 변형 없이 그대로 터치패널센서의 제조를 위한 구성요소서 사용할 수 있기 때문에, 디스플레이 모듈의 제조 비용을 절감할 수 있다.

예를 들면, 투명전극은 디스플레이 모듈의 구성요소 중에서 외부에 위치한 보호 투명 기판의 저면에 형성되고, 금속전극은 보호 투명 기판의 상면에 형성될 수 있다.

다른 예를 들면, 보호 투명 기판의 상부에는 광학필름이 배치될 수 있는데, 이러한 경우에, 투명전극은 보호 투명 기판의 상면에 형성되고, 금속전극은 광학필름의 저면에 형성될 수 있다.

본 명세서 광학필름이라 함은 상기 보호 투명 기판 상에 추가되는 기판으로서, 단순한 투명기판은 물론 편광, 반사방지, 고선명필름 등을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.

상술한 바와 같이, 디스플레이 모듈에 광학필름이 사용되는 경우에, 투명전극 및 금속전극은 각각 광학필름의 서로 다른 일면에 형성될 수도 있다.

또 다른 예를 들면, 광학필름이 보호 투명 기판 상부에 2개 이상 제공될 경우, 투명전극 및 금속전극은 서로 다른 광학필름에 형성될 수 있다. 여기서, 터치패널센서의 투명전극 및 금속전극을 배치하기 위한 별도의 기판을 사용하더라도, 일반적인 디스플레이 모듈의 구성요소를 변경 없이 그대로 사용할 수 있다.

참고로, 상술한 보호 투명 기판은 유리 기판 혹은 합성수지 필름 중 어느 것을 선택하여도 무관하며, 합성수지 필름의 재질로는 투명 재질의 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 아크릴(acryloyl), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 플라스틱 등의 소재를 이용할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 모듈은 디스플레이 모듈의 제조 공정 중에 터치패널센서의 기능을 부여하기 위한 투명전극 및 금속전극을 함께 제공함으로써, 터치 인식이 가능한 디스플레이 모듈을 제공할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 모듈은 일반적인 디스플레이 모듈에 사용되는 기판을 터치패널센서의 전극을 형성하기 위한 기판으로 그대로 이용할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 모듈은 터치패널센서의 투명전극 및 금속전극을 배치하기 위한 별도의 기판을 사용하더라도, 일반적인 디스플레이 모듈의 구성요소를 변경 없이 그대로 사용할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 모듈은 대상체의 접근을 인식할 수 있는 전극으로 상부에 배치되는 금속전극 및 금속전극 하부에 배치되는 투명전극을 이용함으로써, 터치 감도가 뛰어나며, 대형으로 제공되는 디스플레이 모듈에 적용 가능한 크기로 제공할 수 있다.

도 1은 액정표시장치 상에 터치패널센서를 부착한 개략도이다.
도 2은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치패널센서 일체형 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 3는 도 2에 도시된 터치패널센서 일체형 액정표시장치 중 액정패널의 단면도이다.
도 4은 도 3에서 A부분을 확대한 단면도이다.
도 5 및 도 6는 도 2에 도시된 터치패널센서 일체형 액정표시장치에서 투명전극 및 금속전극을 설명하기 위한 컬러필터 기판의 부분 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패널센서 일체형 액정표시장치의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치패널센서 일체형 액정표시장치의 부분 단면도이다.
도 9은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치패널센서 일체형 액정표시장치의 부분 단면도이다.
도 10는 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치패널센서 일체형 액정표시장치의 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기전계발광장치의 부분 단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

본 발명은 대상체의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서의 기능을 갖는 디스플레이 모듈에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이며, 도 3는 도 2에 도시된 액정표시장치 중 액정패널의 단면도이며, 도 4은 도 3에서 A부분을 확대한 단면도이며, 도 5 및 도 6는 도 2에 도시된 액정표시장치에서 투명전극 및 금속전극을 설명하기 위한 컬러필터 기판의 부분 구성도이다.

도 2내지 도 6를 참조하면, 액정표시장치(100)는 화상을 형성하는 액정패널(110), 액정패널(110)을 구동하는 구동부(140), 액정패널(110)의 가장자리를 지지하는 몰드 프레임(101), 액정패널(110)의 배면으로 빛을 조사하는 백라이트 유닛(150), 백라이트 유닛(150)을 수용하고 몰드 프레임(101)을 지지하는 수납용기(102), 수납용기(102)와 상호 결합되어 액정패널(110)의 전면을 커버하는 고정부재(103) 포함한다.

액정패널(110)은 박막트랜지스터 기판(120), 컬러필터 기판(130), 및 박막트랜지스터 기판(120)과 컬러필터 기판(130) 사이에 주입된 액정(112)을 포함한다. 이러한 액정패널(110)은 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스형태로 배열되어 있으며, 구동부(140)에서 전달되는 화상 신호 정보에 따라 액정 셀들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다. 보다 상세하게 설명하면, 박막트랜지스터 기판(120)에는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 인접하여 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)(122)가 형성되어 있다. 구동부(140)에서 전달된 신호전압은 박막트랜지스터(122)를 통해 화소전극(125)과 컬러필터 기판(130)의 공통전극(135) 사이에 인가되며, 화소전극(125)과 공통전극(135) 사이의 액정(112)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다. 컬러필터 기판(130)에는 블랙 매트릭스(132)를 경계로 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색이 반복되어 형성되어 있는 컬러필터층(133)과 공통전극(135)을 포함한다. 참고로, 구동부(140)에서 생성되는 화상 신호 정보는 디스플레이 장치의 제어부로부터 전달 받는 영상신호에 대응하여 생성될 수 있으며, 액정패널(110)은 상기 영상신호에 대응하는 영상정보를 제공할 수 있다. 공통전극(135)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 참고로, 박막트랜지스터 기판(120) 및 컬러필터 기판(130)는 실런트(113)를 통해서 상호 접합되며, 실런트(113)는 에폭시 수지 및 아크릴 수지를 주성분으로 아민계의 경화제나 알루미나 파우더와 같은 충진제, 프로필렌-글리콜-디아세테이트와 같은 용제로 이루어져 있다.

전면 및 후면 편광판(114, 116)은 상술한 액정패널(110)을 투과하는 빛이 교차편광 되도록 컬러필터 기판(130)의 전면 및 박막트랜지스터 기판(120)의 배면에 각각 부착된다. 구체적으로, 후면 편광판(116)은 액정패널(110)에 입사되는 빛을 편광하고 전면 편광판(114)은 검광자의 역할을 한다.

구동부(140)는 박막트랜지스터 기판(120)의 가장자리에 배치되어 구동신호를 인가한다. 구동부(140)는 연성인쇄회로기판(142), 연성인쇄회로기판(142)에 실장되어 있는 구동칩(146), 연성인쇄회로기판(142)의 타측에 연결되어 있는 회로기판(144)을 포함한다. 도시된 구동부(140)는 COF(chip on film) 방식을 나타낸 것이며, TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등 공지의 다른 방식도 가능하다. 구동부(140)는 전기적으로 연결되기 위한 단자를 가지며, 구동부(140)의 단자는 박막트랜지스터 기판(120) 상에 실장되어 표시영역으로부터 비표시영역으로 연장된 박막트랜지스터 기판(120) 상의 게이트 라인 및 데이터 라인의 단부와 연결된다.

몰드 프레임(101)은 액정패널(110)의 가장자리를 따라 형성되며 대략 사각의 형상을 가진다. 몰드 프레임(101)은 액정패널(110)을 백라이트 유닛(150)에 대해 이격시켜 지지한다.

백라이트 유닛(150)은 액정패널(110)의 배면에 평행하게 배치된 광학시트 류(160), 광학시트류(160)를 통해 액정패널(110)의 배면으로 빛을 조사하는 광원부(170), 수납용기(102)에 결합되어 광원부(170)를 지지하는 광원 지지부(176), 광원부(170)와 수납용기(102)의 사이에 마련되어 광원부(170)에서 조사되는 빛이 균일하게 퍼져 액정패널(110)의 배면으로 향하도록 하는 반사시트(104), 및 광학시트류(160)와 광원부(170) 사이에서 광원부(170)에서 발생한 열이 광학시트류(160)로 직접 전달되는 것을 방지하기 위한 열차단판(105)을 포함한다.

광학시트류(160)는 액정패널(110)의 배면에 위치하는 보호시트(162), 프리즘 시트(164) 및 확산시트(166)를 포함한다. 확산시트(166)는 광원부(170)로부터의 빛을 확산시켜 액정패널(110)로 공급하는 역할을 한다. 확산시트(166)는 여러 장을 겹쳐서 사용할 수 있다. 프리즘 시트(164)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘 시트(164)는 확산시트(166)에서 확산된 빛을 상부의 액정패널(110)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 프리즘 시트(164)를 통과한 빛은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트(162)는 스크래치에 약한 프리즘 시트(164)를 보호한다.

광원부(170)는 빛을 방출하는 광원본체(172), 광원본체(172)의 단부에 형성된 광원전극(174)을 포함하며, 인버터(미도시)로부터 전원을 공급 받는다. 복수의 광원부(170)는 액정패널(110)의 배면에 상호 평행하게 전체에 걸쳐 배열되어 있다. 광원부(170)로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)가 사용될 수 있으며, 하나의 인버터로 복수의 광원부(170)를 구동할 수 있는 외부전극형광광원(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)가 사용될 수도 있다. 상술한 광원부(170)는 별도의 광원 지지부(176)를 통해서 열차단판(105)에 고정될 수 있다.

열차단판(105)은 광학시트류(160)와 광원부(170) 사이에 마련되어 광원부(170)에서 발생한 열이 액정패널(110)이나 광학시트류(160)로 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다. 열차단판(105)은 투명한 아크릴 또는 적외선차단필터로 형성되는 것이 바람직하다.

반사시트(104)는, 도 2에서 도시된 바와 같이, 광원부(170)와 수납용기(102)의 사이에 위치하면서 광원부(170)의 빛을 반사시켜 광학시트류(160) 방향으로 공급하는 역할을 한다. 반사시트(104)의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC)일 수 있다. 반사시트(104)는 수납용기(102)의 바닥면에 부착된다.

고정부재(103)는 액정패널(110)의 표시영역에 대응하는 유효면이 외부로 노출되도록 표시창을 가지며, 몰드 프레임(101)을 수용하고 수납용기(102)와 결합된다.

이상 액정표시장치에 터치패널센서의 기능을 부여하기 위하여 컬러필터 기판에 마련된 투명전극 및 금속전극에 대해서 상세하게 설명한다.

일반적인 종래의 액정표시장치에 터치패널센서의 기능을 추가하기 위해서는 별도의 터치패널센서를 액정표시장치의 상부에 부착하였으나, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시장치의 구성요소를 이용하여 대상체의 터치를 감지할 수 있는 투명전극 및 금속전극을 배치한다.

다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 컬러필터 기판(130)의 저면에는 투명전극(180)을 배치하고, 금속전극(190)을 컬러필터 기판(130)의 상면에 배치한다.

즉, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)에서는 액정표시장치(100)의 컬러필터 기판(130)을 투명전극(180) 및 금속전극(190)을 배치하기 위한 기판으로 이용한다. 이에, 액정표시장치(100)의 구성요소를 변형 없이 그대로 터치패널센서의 제조를 위한 구성요소서 사용할 수 있으며, 투명전극(180) 및 금속전극(190)을 배치하기 위한 별도의 절연성 기판을 사용하지 않기 때문에, 액정표시장치(100)의 제조 비용을 절감할 수 있고, 별도의 절연성 기판의 사용에 의한 두께 증가가 발생하지 않는다.

터치패널센서의 기능을 위한 투명전극(180) 및 금속전극(190)을 설명하기 전에, 먼저 상기 전극들이 형성되는 컬러필터 기판(130)을 포함하는 액정패널(110)을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판(130)은 컬러필터 기판용 절연기판(131) 및 컬러필터 기판용 절연기판(131)상에 형성된 격자 형상의 블랙매트릭스(132)를 포함하며, 블랙매트릭스(132)는 블랙안료를 포함한 유기물로 만들어 질 수 있다. 블랙매트릭스(132) 사이에는 컬러필터층(133)이 형성된다. 컬러필터층(133)은 유기물로 이루어져 있으며 서로 다른 색상을 가진 3개의 서브층(133a, 133b, 133c)을 포함한다. 블랙매트릭스(132)와 컬러필터층(133) 상부에는 오버코트층(134)과 투명한 도전물질로 이루어진 공통전극(135)이 형성되어 있다. 공통전극(135) 상에는 컬럼스페이서(136)가 형성되어 있다. 컬럼스페이서(136)는 블랙매트릭스(132)에 대응하게 형성되어 있으며, 박막트랜지스터 기판(120)과 컬러필터 기판(130) 사이의 간격을 유지한다. 참고로, 박막트랜지스터 기판(120) 및 컬러필터 기판(130) 사이에 위치한 액정(112)은 화소전극(125)과 공통전극(135)이 형성하는 전계에 의해 그 배열상태가 결정되며, 박막트랜지스터 기판(120)의 하부에서 공급된 빛은 액정(112)에서 투과율이 조정된 후 컬러필터층(133)을 지나면서 색상이 부여된다.

투명전극(180)은 컬러필터 기판용 절연기판(131)의 저면에 일 방향으로 나란하게 복수개가 배열되어 있으며, 금속전극(190)은 컬러필터 기판용 절연기판(131)의 상면에 투명전극(180)과 교차하도록 나란하게 복수개가 배열되어 있다. 투명전극(180)의 저면에는 다시 컬러필터 기판용 절연기판(131)을 전체적으로 커버하는 절연층(137)이 형성되며, 절연층(137)의 저면에 블랙매트릭스(132) 및 컬러필터층(133)이 형성된다. 절연층(137)은 투명전극(180)과 공통전극(135)을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 물론, 투명전극(180)은 오버코트층(134)에 의해서 공통전극(135)과 전기적으로 분리될 수 있으나, 투명전극(180)은 컬러필터 기판용 절연기판(131)의 저면에 일정한 패턴을 가지고 형성되기 때문에, 별도의 절연층(137)을 통해서 평탄한 저면을 갖도록 하고, 평탄한 절연층(137)의 저면에 블랙매트릭스(132) 및 컬러필터층(133)을 제공한다. 절연층(137)은 투명한 유기수지, 자외선 경화수지 등을 이용하여 제공할 수 있다.

금속전극(190)은 투명전극(180)의 상부에서 금속전극(190)과 겹쳐지는 복수개의 교차하는 영역을 형성한다. 금속전극(190)은 투명전극(180)의 폭보다 좁게 형성되기 때문에, 투명전극(180)의 상부에 위치한 금속전극(190)에 대상체가 접근하면, 투명전극(180)과 금속전극(190)이 교차하는 영역에서 형성되는 커패시턴스 값의 변화가 발생한다. 이때, 투명전극(180) 또는 금속전극(190)을 통해서 간헐적으로 전달되는 입력 신호에 대응하여 변화되는 출력 신호의 변화를 감지하여 대상체의 접촉 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로, 대상체가 특정한 교차하는 영역을 터치하는 경우, 그 부분에서는 대상체의 접촉이 없을 경우의 커패시턴스 값과 비교할 때 차이가 발생하기 때문에, 입력된 신호와 출력 신호의 변화가 발생하고, 이러한 변화를 체크하여 터치된 지점의 위치를 파악할 수 있다.

투명전극(180)의 경우에는 그 재질의 특성 상 대략 면 저항 값이 수백 Ω 정도이며, 구체적으로, ITO 혹은 IZO를 이용한 투명전극(180)의 경우에는 투명전극(180)의 가로 및 세로 방향의 길이가 동일한 비율로 증가할 경우에 일반적으로 유사한 저항 값을 갖게 되며, 투명전극(180)의 길이가 증가할수록 저항 값은 증가한다. 이에, 본 실시예에서 투명전극(180)은 그 폭이 대략 3 내지 10mm의 폭을 갖도록 제공한다.

상술한 바와 같이, 투명전극(180)은 금속전극(190)과 비교할 때 비교적 그 폭이 넓은 광폭으로 형성되며, 금속전극(190)간의 간격과 비교할 때, 투명전극(180)간의 간격이 더 좁다.

한편, 투명전극(180)의 저부에 배치된 화소전극(125)과 공통전극(135)이 형성하는 전계로부터 전자파(EMI)가 출사되는데, 상기 전자파는 전도성을 갖는 전극을 직접 통과하지는 못한다. 따라서, 그 폭이 비교적 넓어 광폭으로 제공되는 투명전극(180)은 다른 투명전극(180) 사이의 간격이 좁아 전자파의 차폐 효과가 뛰어나다.

또한, 상술한 커패시턴스 값의 변화는 금속전극(190)과 투명전극(180)이 겹쳐지는 영역이 넓어야 그 변화가 커지며, 정전용량의 변화는 금속전극(190)의 가장자리와 투명전극(180)간에 발생하기 때문에 금속전극(190)이 투명전극(180)과 겹쳐지는 변의 길수록 정전용량의 변화가 커진다. 따라서, 투명전극(180)과 오버랩되는 금속전극(190)의 변의 길이에서 터치반응이 대부분 일어나므로 투명전극(180)의 폭이 충분히 넓은 것이 유리하다.

물론, 전극의 저항이 높으면 신호 전달 효율이 떨어져 터치 감도가 떨어질 수 있으나, 본 실시예에 따른 투명전극(180)의 폭은 5mm의 폭 정도로 충분히 낮은 저항을 갖기 때문에 감도에 문제가 발생하지 않는다. 구체적으로, 투명전극(180)의 길이가 10㎝, 폭이 5mm, 표면저항이 250Ω/square 인 경우, 저항 값은 5KΩ으로 터치감도를 유지할 수 있을 정도로 충분히 낮다.

그러나, 금속전극(190)의 하부에 배치되는 투명전극(180)까지 금속으로 하게 되면 아래와 같은 문제가 발생한다. 예를 들어, 투명전극(180)을 금속으로 제조한 금속전극으로 대체하여 제공하는 경우, 하부 금속전극은 액정패널(110)에서 제공하는 영상을 확인할 수 있도록, 충분히 얇은 대략 수십 ㎛으로 선폭을 줄여야 한다. 이때에는 금속의 낮은 저항 특성상 저항 상의 문제로 인한 터치 감도의 저하는 발생하지 않을 수 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 정전용량은 상부 및 하부에서 겹쳐지는 길에 따라서 증감하기 때문에, 본 발명에서 투명전극(180)이 5mm의 폭을 갖는 경우와 비교할 때, 금속으로 제조된 하부 금속전극의 폭은 투명전극에 비해서 그 폭이 1/1000 정도 줄어들고 이에 감도가 현저히 떨어질 수 있다. 따라서, 전기 저항을 줄이고자 상부 및 하부 전극을 모두 금속으로 하는 것은 상부의 전극을 금속으로 제공하고 하부의 전극을 투명전극으로 조합하여 터치패널센서의 기능을 제공하는 경우와 비교할 때 그 터치감도가 비교할 수 없을 정도로 떨어진다.

또한, 금속전극(190)의 경우에는 저항 값도 중요하지만, 금속전극(190) 자체가 비투광성인 점을 고려하여, 그 폭을 대략 30㎛이하로 형성할 수 있으며, 10㎛이하로 제조할 경우에 육안으로 잘 확인되지 않으며, 5㎛이하로 할 경우에는 거의 가시되지 않는다.

금속전극(190)의 저항 값은 일 예로, 금속전극(190)이 알루미늄(Al)을 이용한 경우에는 금속전극(190)을 0.3㎛의 두께, 10㎛의 폭을 갖도록 제공하면, 6㎝의 길이에 대한 저항 값은 대략 20Ω 정도가 된다. 참고로, 알루미늄의 비저항 값은 1*10-7Ω㎝이다.

즉, 투명전극(180) 및 금속전극(190)의 저항 값이 각각 대략 상술한 정도로 제공되면, 투명전극(180) 또는 금속전극(190)으로 입력되는 입력 신호 및 출력 신호가 상쇄되지 않으며, 이에 상기 신호들을 외부의 제어부가 체크할 수 있다. 참고로, 각각의 투명전극(180) 및 금속전극(190)들은 그 단부와 제어부를 연결하는 상부 및 하부 연결선(192, 182)을 통해서 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 투명전극(180)은 하부 연결선(192)을 통해서 제어부 연결용 연성회로기판(미도시)의 일단에 형성된 단자와 연결될 수 있으며, 금속전극(190)은 상부 연결선(192)을 통해서 제어부 연결용 연성회로기판에 형성된 단자와 연결되며, 제어부 연결용 연성회로기판의 타단은 제어부와 전기적으로 접속될 수 있다.

또한, 상부 및 하부 전극으로 모두 투명전극을 사용하는 종래의 터치패널센서와 비교할 때, 종래의 상부 투명전극의 경우 저항 값이나 외부에서 가시되는 것을 피하기 위하여, 그 폭을 대략 300㎛로 제조하여 그 저항 값이 대략 수백 Ω 정도가 되도록 조절하였으나, 본 실시예에 따른 상부 전극은 금속으로 제조함으로써, 저항 값이 20Ω 정도로 매우 낮으며, 외부에서 가시되지도 않으며, 전극 자체의 저항 값에 의해서 터치패널센서의 면적 제한으로부터 비교적 자유롭다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 실시예에서 설명한 액정표시장치(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제2 실시예에서 액정표시장치에 대한 설명은 제1 실시예의 액정표시장치(100)에 대한 설명 및 도면을 참조할 수 있으며, 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 다만, 본 발명의 제2 실시예의 액정표시장치에서 투명전극(280) 및 금속전극(290)은 각각 컬러필터 기판의 컬러필터 기판용 절연기판(231)의 상면과 전면 편광판(214)의 저면에 배치된다. 참고로, 전면 편광판(214)은 컬러필터 기판용 절연기판(231)에 OCA(Optically Clear Adhesive)필름(217)을 매개로 광학적으로 우수하게 부착할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 실시예에서 설명한 액정표시장치(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제3 실시예에서 액정표시장치에 대한 설명은 제1 실시예의 액정표시장치(100)에 대한 설명 및 도면을 참조할 수 있으며, 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 다만, 본 발명의 제3 실시예의 액정표시장치에서 투명전극(380) 및 금속전극(390)은 각각 전면 편광판(314)의 상면과 저면에 배치된다. 참고로, 전면 편광판(314)은 컬러필터 기판용 절연기판(331)에 OCA 필름(317)을 매개로 광학적으로 우수하게 부착할 수 있으며, 전면 편광판(314)의 상면에는 금속전극(390)이 외부로 직접 노출되는 것을 방지하는 보호층이 더 적층될 수 있다.

도 9은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다. 도 9을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 실시예에서 설명한 액정표시장치(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제4 실시예에서 액정표시장치에 대한 설명은 제1 실시예의 액정표시장치(100)에 대한 설명 및 도면을 참조할 수 있으며, 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 다만, 본 발명의 제4 실시예의 액정표시장치에서 투명전극(480) 및 금속전극(490)은 전면 편광판(414)와 컬러필터 기판용 절연기판(431) 사이에 개재되는 절연기판(406)의 저면과 상면에 각각 배치된다. 참고로, 상기 절연기판(406)의 상부와 하부에는 OCA 필름(417)이 배치되어, 투명전극(480) 및 금속전극(490)을 보호하고, 절연기판(406)을 전면 편광판(414) 및 컬러필터 기판용 절연기판(431)에 광학적으로 우수하게 부착할 수 있다.

도 10는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다. 도 10를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 실시예에서 설명한 액정표시장치(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제5 실시예에서 액정표시장치에 대한 설명은 제1 실시예의 액정표시장치(100)에 대한 설명 및 도면을 참조할 수 있으며, 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 다만, 본 발명의 제5 실시예의 액정표시장치에서 금속전극(590)은 전면 편광판(514)과 컬러필터 기판용 절연기판(531) 사이에 개재되는 절연기판(506)의 저면에 배치되며, 투명전극(580)은 컬러필터 기판용 절연기판(531)의 상면에 배치된다. 참고로, 상기 절연기판(506)은 절연기판(506)과 컬러필터 기판용 절연기판(531) 사이에 배치되는 OCA 필름(517)을 매개로 컬러필터 기판용 절연기판(531)에 부착될 수 있다. 물론, 앞선 실시예와 동일하게 OCA 필름(517)은 전면 편광판(514)과 절연기판(506) 사이에도 배치될 수 있다.

또한, 금속전극(590)의 상면과 절연기판(506)의 저면 사이에는 광흡수부(595)가 형성되어 있다. 광흡수부(595)는 금속전극(506)의 상면에 형성되어, 외부의 빛이 광흡수부(595)에 의해서 흡수되거나, 금속전극(590)으로 바로 조사되는 것을 방지하여, 외부에서 금속전극(590)이 육안으로 확인되는 것을 방지할 수 있다. 광흡수부(595)는 금속전극(240)의 상면에 형성되어, 전면 편광판(514)를 통해서 외부로부터 조사된 빛을 흡수함으로써, 금속전극(590)이 외부의 빛을 직접 반사하여 반짝거리는 경면 현상을 방지할 수 있다. 광흡수부(595)는 구리/티타늄(Cu/Ti), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 블랙크롬(Black Chrome)을 이용할 수 있으며, SiO2및 TiO2등의 산화물 증착층 및 구리/티타늄(Cu/Ti) 또는 몰리브덴(Mo)과 같은 금속을 적층한 것을 이용할 수 있다. 또한, 저반사를 위하여 SiO2와 TiO2가 교대로 적층되어 있는 저반사 코팅층, 즉 AR(anti-reflection)코팅을 이용하여 형성할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정표시장치의 부분 단면도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정표시장치는 제5 실시예에서 설명한 액정표시장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제6 실시예에서 액정표시장치에 대한 설명은 제5 실시예의 액정표시장치에 대한 설명 및 도면을 참조할 수 있으며, 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 다만, 본 발명의 제6 실시예의 액정표시장치에서 절연기판(606) 저면에는 난반사층(607)을 형성하고, 그 하부로 금속전극(690)을 형성할 수 있다. 절연기판(606) 상의 난반사층(607)은 절연기판(606)의 표면에 약 0.1~1.0㎛ 크기의 미세요철로 제공될 수 있으며, 난반사층(607)에 형성된 금속전극(690)의 상면도 빛을 난반사시킬 수 있는 요철 표면으로 형성될 수 있다. 요철 표면에 의해서, 금속전극(690) 상에 난반사가 일어나며, 외부에서 금속전극(690)에 의해서 반짝거림이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 난반사층(607)은 금속전극(690)의 상면에서 난반사패턴을 형성하며, 물리적인 요철 구조에 의해서 제공될 수 있고, 절연기판(606)의 요철 구조는 샌드블라스팅에 의한 UV 몰드형성, 레이저 가공, 화학 에칭 등 다양한 방법에 의해서 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 난반사 물질, 확산코팅 등을 이용하여 금속전극(690) 상에 선택적으로 형성할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기전계발광장치의 부분 단면도이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기전계발광장치는 공지된 일반적인 유기전계발광장치이며, 상기 장치의 작동이나 각 구성에 대한 설명은 이미 공지된 기술을 참조할 수 있으며, 본 실시예에서는 대상체의 접근을 감지하기 위한 투명전극 및 금속전극의 배치에 대하여 설명한다.

유기전계발광장치는 저전압 구동, 경량 박형, 광시야각 그리고 고속응답 등의 장점으로 인하여 각광 받고 있다. 유기전계발광장치는 빛을 발광하는 발광층을 포함한다. 발광층에는 전자와 정공이 공급되며, 발광층에서는 공급된 전자와 정공을 재결합시켜 빛을 발생시킨다.

스위칭 박막트랜지스터(Tsw)는 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 제어 단자에 연결되어 있다. 스위칭 박막트랜지스터(Tsw)는 게이트선에 인가되는 주사 신호에 따라 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막트랜지스터(Tdr)에 전달한다.

축전기(미도시)는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 제어 단자와 입력단자 사이에 연결되어 있다. 축전기는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 제어 단자에 입력되는 데이터 신호를 충전하고 유지한다.

격벽(701)과 개구부(702)에 의해 노출된 양극(anode)(703) 상에는 유기층(705)이 형성되어 있다. 유기층(705)은 백색광을 발광하는 발광층을 포함한다. 발광층에서 열을 빛을 발생시키는 동시에 열을 발생시킨다.

양극(anode)(703)과 유기층(705)이 직접 접하는 영역을 화소영역이라 한다. 실시예에서 화소영역은 개구부(702)의 영역과 거의 일치하며, 빛은 주로 화소영역에서 생성된다.

격벽(701)과 유기층(705) 상에는 음극(cathode)(704)이 형성되어 있다. 음극(704)은 열전도가 높은 알루미늄으로 형성된 반사금속층을 포함하고 있다.

음극(704) 상에는 음극(704)을 덮고 있는 제2 절연기판(710)이 위치하고 있다. 제2 절연기판(710)은 보통 절연유리기판으로 마련된다.

우선, 양극(703)에서 전달된 정공과 음극(704)에서 전달된 전자는 유기층(705)에서 결합하여 여기자(exciton)가 된 후, 여기자의 비활성화 과정에서 빛을 발생시킨다. 유기층(705)에서 발생된 빛 중 음극(704)을 향하는 빛은 다시 반사되어 양극(703)을 향하게 된다.

양극(703)을 향하는 빛은 컬러 필터(706)를 통과하면서 색상이 부여된 후, 제1 절연기판(720)을 통해 외부로 출사된다. 이러한 방식을 바텀-에미션(bottom-emission) 방식이라 한다.

본 실시예에서 투명전극(780)은 제1 절연기판(720)의 상면에 금속전극(790)은 제1 절연기판(720)의 저면에 형성된다.

외부로 금속전극(790)이 직접 노출되는 것을 방지하기 위한 보호층(740)이 접착부재(730)을 매개로 제1 절연기판(720)에 접착된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100：액정표시장치 101：몰드 프레임
102：수납용기 103：고정부재
104：반사시트 105：열차단판
110：액정패널 114：전면 편광판
116：후면 편광판 120：박막트랜지스터 기판
130：컬러필터 기판 140：구동부
150：백라이트 유닛 160：광학시트류
170：광원부 180：투명전극
190：금속전극

Claims

외부에 위치한 보호 투명 기판을 포함하며, 디스플레이 장치의 하우징 전면에 장착되어 상기 디스플레이 장치의 제어부로부터 전달 받는 영상신호를 이용하여 영상정보를 제공하는 평판형 디스플레이 모듈에 있어서,
상기 디스플레이 모듈로부터 외부로 전달되는 광의 이동경로 상에 위치하며, 일 방향으로 나란하게 배열되는 복수개의 투명전극; 및
상기 투명전극과 교차하도록 나란하게 배열되는 복수개의 미세한 금속전극;을 포함하며,
상기 투명전극의 폭을 상대적으로 상기 미세한 금속전극의 폭보다 광폭으로 제공하여, 대상체의 접근에 따라 상기 투명전극 및 상기 금속전극 간에 발생하는 정전용량 변화를 이용하여 상기 대상체의 접촉 위치를 감지하며,
상기 금속전극의 폭은 0 초과 30㎛이하로 제공되어 가시되지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
복수개의 상기 금속전극은 전기적으로 연결되어 그룹화되어 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제3항에 있어서,
상기 그룹화된 금속전극은 상단, 하단, 중간 부분 또는 이들의 조합이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 투명전극에 대향하는 상기 금속전극의 상면에 형성되는 광흡수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 광흡수부는 구리/티타늄(Cu/Ti), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 블랙크롬(Black Chrome) 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 금속전극의 상면 또는 저면에 난반사 패턴이 형성되며, 상기 난반사 패턴에 의해서 상기 금속전극으로부터의 경면 반사가 제한되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 투명전극은 상기 보호 투명 기판의 저면에 형성되며,
상기 금속전극은 상기 보호 투명 기판의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 투명 기판의 상부에 배치되는 광학필름을 더 포함하며,
상기 투명전극은 상기 보호 투명 기판의 상면에 형성되며,
상기 금속전극은 상기 광학필름의 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 투명 기판의 상부에 배치되는 광학필름을 더 포함하며,
상기 투명전극 및 상기 금속전극은 각각 상기 광학필름의 서로 다른 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 투명 기판 상부에 배치되는 2개 이상의 광학필름을 더 포함하며, 상기 투명전극 및 상기 금속전극은 상기 광학필름에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 모듈은 유기전계발광장치(organic light emitting diode, OLED), 액정표시장치(liquid crystal display device, LCD) 플라즈마디스플레이패널(plasma display panel, PDP) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 투명 기판은 액정표시장치의 컬러필터기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 투명 기판은 투명전극, 버스전극 및 유전층이 배치되는 플라즈마디스플레이패널의 전면기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 투명 기판은 컬러 필터가 배치되는 유기전계발광장치의 기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.