KR101129352B1 - 3차원 필터 일체형 터치 패널, 이를 구비한 입체 영상 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

3차원 필터 일체형 터치 패널, 이를 구비한 입체 영상 표시장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 투명 전극 박막을 포함하는 터치 패널의 기판의 일면에 3차원 필터를 형성하여 별도의 3차원 필터 합착 공정을 제거할 수 있고, 3차원 필터가 터치 패널에 일체화됨으로써 LCD 모듈과 같은 이미지 표시부와의 합착 공정만을 수행하므로 합착에 있어 정렬(alignment) 오차를 줄일 수 있다. 이를 위해, 특히 본 발명의 일 실시예는 제1 기판; 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성된 제1 투명 전극; 및 제1 기판의 하면에 광 차단부와 광 투명부가 교대로 반복 형성된 3차원 필터;를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널을 포함한다.

Description

3차원 필터 일체형 터치 패널, 이를 구비한 입체 영상 표시장치 및 이의 제조 방법{3 DIMENSION FILTER UNIFIED TOUCH PANEL, STEREOSCOPIC 3 DIMENSION DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME TOUCH PANEL AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 3차원 필터 일체형 터치 패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는 3차원 필터가 터치 패널에 일체화되어 제조가 용이한 3차원 필터 일체형 터치 패널, 이를 구비한 입체 영상 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 입체 영상 표시장치는 사용자의 좌안과 우안에 서로 다른 이미지를 제공하여 사용자가 보는 영상에 거리감과 입체감을 느끼도록 하는 장치로서, 사용자가 편광 안경과 같은 장비를 착용하지 않고도 입체 영상을 시청할 수 있는 오토스테레오스코피 장치가 공지되어 있다. 통상의 오토스테레오스코피 장치는 렌티큘러 렌즈나 패럴랙스 베리어와 같은 광학적 분리소자(또는 3차원 필터)를 이용하여 이미지 표시부에서 구현된 좌안용과 우안용 이미지를 각각 사용자의 좌안과 우안 방향으로 공간 분할하는 방식을 채택하고 있다. 이러한 오토스테레오스코피 장치와 관련한 종래 기술로는 미국 등록특허 5,465,175호 및 미국 등 록특허 6,046,849호 등이 있다.
패럴랙스 베리어와 같은 3차원 필터를 사용하는 입체 영상 표시장치는 LCD 모듈과 같은 이미지 표시부가 좌안용 이미지와 우안용 이미지에 대응하는 복수의 서브 픽셀들이 임의의 패턴을 가지고 형성되고, 이미지 표시부 앞면에 패럴랙스 베리어가 서브 픽셀들 어레이(array)의 열(column) 방향을 따라 길게 배열된 슬릿 형상의 광 차단부들과 광 투과부들로 이루어진다.
도 1은 종래 3차원 필터와 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시장치의 분리된 단면을 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 3차원 필터(500)는 터치 패널(600)과는 별도로 글라스(510)에 광 차단부(520)와 광 투명부(530)가 형성된 상태로 터치 패널(600)과 UV 레진(700)으로 정밀 공정을 통해 합착되고, 다음, LCD 모듈(800)이 3차원 필터(500) 하부에 극미세 공정을 통해 UV 레진(710)으로 합착된다. 그러나, 2 번의 합착 공정(Lamination)은 입체 영상을 구현하기 위한 터치 패널(600), 3차원 필터(500) 및 LCD 모듈(800) 사이의 정렬(alignment) 정확도를 높이기에 한계가 있었다.
본 발명은 투명 전극 박막을 포함하는 터치 패널의 기판의 일면에 3차원 필터를 형성하여 별도의 3차원 필터 합착 공정을 제거할 수 있는 3차원 필터 일체형 터치 패널, 이를 구비한 입체 영상 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 3차원 필터가 터치 패널에 일체화됨으로써 LCD 모듈과 같은 이미지 표시부와의 합착 공정만을 수행하므로 합착에 있어 정렬(alignment) 오차를 줄일 수 있는 3차원 필터 일체형 터치 패널, 이를 구비한 입체 영상 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 제1 기판; 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성된 제1 투명 전극; 및 제1 기판의 하면에 광 차단부와 광 투명부가 교대로 반복 형성된 3차원 필터;를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널을 제공한다.
제1 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 형성된 것일 수 있다.
제1 투명 전극은 ITO 박막일 수 있다.
광 차단부는 하면에 증착된 금속일 수 있다.
금속은 니켈, 크롬 및 몰리브덴 중 어느 하나이거나 이들 중 선택된 2 이상의 혼합물일 수 있다.
3차원 필터 일체형 터치 패널은 제1 기판 상부로 형성된 제2 기판; 및 제2 기판의 상면에 제2 패턴으로 형성된 제2 투명 전극;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 기판; 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성된 제1 투명 전극; 제1 기판의 하면에 광 차단부와 광 투명부가 교대로 반복 형성된 3차원 필터; 3차원 필터 하부로 좌안용 이미지에 대응하는 다수의 제1 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 다수의 제2 픽셀들로 구성되는 이미지 표시부; 및 상호 합착을 위해 3차원 필터와 이미지 표시부 사이에 위치하는 제1 점착제;를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치를 제공한다.
이미지 표시부는 음극선관, 액정 표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 방출 표시장치 및 유기전계 발광소자 중 어느 하나일 수 있다.
3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치는 제1 투명 전극 상부로 형성되는 윈도우층; 및 상호 부착을 위해 제1 투명 전극과 윈도우층 사이에 위치하는 제2 점착제;를 더 포함할 수 있다.
제1 점착제 및 제2 점착제 각각은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름 또는 UV 경화 점착제일 수 있다.
한편, 본 발명은 다른 카테고리로서, 제1 투명 전극이 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성되는 단계(S10); 3차원 필터가 제1 기판의 하면에 교대로 반복되는 광 투명부 및 광 차단부로 형성되는 단계(S20); 윈도우층이 제2 점착제를 사이에 두고 제1 투명 전극 상부로 합착되는 단계(S30); 및 이미지 표시부가 좌안용 이미지에 대응하는 다수의 제1 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 다수의 제2 픽셀들로 구성되어 제1 점착제를 사이에 두고 3차원 필터 하부로 합착되는 단계(S40);를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치의 제조방법을 제공한다.
3차원 필터 형성단계(S20)는, 금속이 기판의 하면에 증착되는 단계(S22); 및 금속을 광 투명부 및 광 차단부로 패터닝하는 단계(S24);를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 투명 전극 박막을 포함하는 터치 패널의 기판의 일면에 3차원 필터를 형성하여 별도의 3차원 필터 합착 공정을 제거할 수 있다.
또한, 3차원 필터가 터치 패널에 일체화됨으로써 LCD 모듈과 같은 이미지 표시부와의 합착 공정만을 수행하므로 합착에 있어 정렬(alignment) 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 종래 3차원 필터와 터치 패널을 포함하는 입체 영상 표시장치의 분리된 단면을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널 일 실시예의 단면을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널을 구비한 입체 영상 표시장치 일 실시예의 단면을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치의 제조방법 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
<3차원 필터 일체형 터치 패널 및 이를 구비한 입체 영상 표시장치>
도 2는 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널 일 실시예의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널(10)의 일 실시예는 제1 기판(100), 제1 투명 전극(110)과 함께, 광 차단부(122)와 광 투명부(124)가 교대로 반복 형성된 3차원 필터(120)를 포함한다. 본 실시예 터치 패널(10)은 2 레이어 터치 패널로서 제2 기판(150)과 제2 투명 전극(160)을 더 포함하고 있으나, 제2 기판(150)과 제2 투명 전극(160)을 제외하고 1 레이어 터치 패널로만 구성될 수도 있음은 자명하다.
본 실시예 터치 패널(10)은 터치 좌표 위치의 인식과 함께 3차원 입체 영상을 구현하기 위한 3차원 필터(120)가 구비된다. 3차원 필터(120)는 별도 기판을 사용하지 않고 터치 패널(10)을 구성하는 제1 기판(100)의 하면(또는 배면)에 직접 광 차단부(122)와 광 투명부(124)를 형성함으로써 패럴랙스 베리어 형태로 구비될 수 있다. 따라서, 입체 영상 표시장치를 제조함에 있어서 3차원 필터(120)의 하부로 정렬(alignment)되는 이미지 표시부(20)와의 합착 공정만이 남게 된다.
도 3은 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널을 구비한 입체 영상 표시장치 일 실시예의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 표시장치의 일 실시예는 제1 기판(100), 제1 투명 전극(110), 3차원 필터(120)을 포함하는 터치 패널(10) 이외에도 이미지 표시부(20), 제1 점착제(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 제1 기판(100) 상부로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly-Ethylene Terephthalate; PET) 소재의 윈도우층(30)을 포함할 수도 있다.
본 실시예 영상 표시장치는 이미지 표시부(20)를 터치 패널(10)의 하부로 직접 합착시킴으로써 용이하고도 정확한 정렬이 가능하며, 이를 통해 이미지 표시부(20)에서 방출되는 좌안용 이미지 및 우안용 이미지의 광 차단과 광 투과 조절을 통한 3차원 영상 구현이 가능하다.
이하, 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명인 터치 패널(10)과 이를 구비한 영상 표시장치의 일 실시예 구성에 대해 상술한다.
제1 기판(100) 및 제2 기판(150) 각각은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 소재로 형성될 수 있으며, 제1 투명 전극(110)과 제2 투명 전극(160)이 각각의 어느 일면에 박막으로 형성되어 ITO(Indium Tin Oxide) 필름으로 제공될 수 있다. 본 실시예 터치 패널(10)은 전술하였듯이, 2 레이어를 포함하는 정전용량형 터치 패널일 수 있으며 각 레이어를 구성하는 제1 투명 전극(110) 및 제2 투명 전극(160)은 마름모 또는 직사각형 등 소정의 제1, 2 패턴으로 형성되어 터치 위치에 대응하는 수평, 수직의 평면 좌표 위치를 인식할 수 있도록 구성될 수 있다.
3차원 필터(120)는 제1 기판(100)의 하면에 광 차단부(122)와 광 투명부(124)가 스트라이프 형태를 가지고 교대로 반복 형성되어, 3차원 입체 영상 구현을 위해 선택적으로 광 차단과 광 투과가 가능하도록 하는 패럴랙스 베리어로서 역할을 한다. 즉, 3차원 필터(120)는 하부에 위치할 이미지 표시부(20)를 구성하는 제1, 2 픽셀들과의 관계에서 정확히 정렬되어 제1, 2 픽셀들과 대응되는 좌안용 이미지 및 우안용 이미지를 선택적으로 차단 및 투과되도록 작용한다. 광 차단부(122)를 구성하는 금속은 니켈, 크롬 및 몰리브덴 중 어느 하나이거나 이들 중 선택된 2 이상의 혼합물로서 형성될 수 있으며, 이러한 3차원 필터(120)의 제조방법에 대해서는 후술한다.
이미지 표시부(20)는 3차원 필터(120) 하부로 좌안용 이미지에 대응하는 다수의 제1 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 다수의 제2 픽셀들로 구성되며, 이를 위해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 픽셀들이 소정 패턴을 이루는 칼라 필터(미도시)로 구성될 수 있다. 이러한 이미지 표시부(20)는 음극선관(CRT), 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방출 표시장치(FED) 및 유기전계 발광소자(OLED) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
제1 점착제(40) 3차원 필터(120)와 이미지 표시부(20) 사이에서 상호 간을 부착시키기 위한 구성이고, 제2 점착제(50)는 제1 투명 전극(110)과 윈도우층(30) 상호 간을 부착시키기 위한 구성이다. 이들 제1, 2 점착제(40, 50)는 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름 또는 UV 경화 점착제가 사용될 수 있다. UV 경화 점착제를 사용하는 경우 SVR(Super Vision Resin) 공법이 이용될 수 있으며, OCA 필름의 경우 Re-workable OCA 필름이 이용될 수 있다.
<입체 영상 표시장치의 제조방법>
도 4는 본 발명인 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치의 제조방법 일 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도이다. 여기서, 터치 패널(10)은 1 레이어 정전용량 터치 패널을 대상으로 설명한다. 도 4를 참고하여 본 실시예 제조방법에 대해 설명하면, 우선 제1 투명 전극(110)이 제1 기판(100)의 상면에 제1 패턴으로 형성된다(S10).
다음, 3차원 필터(120)가 제1 기판(100)의 하면에 교대로 반복되는 광 투명부(124) 및 광 차단부(122)로 형성된다(S20). 여기서, 2 레이어 정전용량 터치 패널의 경우에는 3차원 필터(120) 형성단계(S20) 이전에 제2 기판(150) 상으로 제2 패턴을 갖는 제2 투명 전극(160)이 형성되는 단계가 더 포함될 수 있다.
다음, 윈도우층(30)이 제2 점착제(50)를 사이에 두고 제1 투명 전극(110) 상부로 합착된다(S30). 여기서도, 2 레이어 정전용량 터치 패널이라면, 윈도우층(30)은 제2 투명 전극(160) 상부로 합착될 것이다.
마지막으로, 이미지 표시부(20)가 좌안용 이미지에 대응하는 다수의 제1 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 다수의 제2 픽셀들로 구성되어 제1 점착제(40)를 사이에 두고 3차원 필터(120) 하부로 합착됨으로써(S40) 3차원 필터 일체형 터치 패널(10)이 구비된 입체 영상 표시장치의 제조방법 일 실시예가 수행될 수 있다.
여기서, 3차원 필터(120) 형성단계(S20)는, 금속이 제1 기판(100)의 하면에 증착되고(S22), 금속을 광 투명부(124) 및 광 차단부(122)로 패터닝함으로써(S24) 수행될 수 있는데, 특히 금속의 패터닝 단계(S24)는 증착된 금속에 노광, 현상, 에칭을 포함하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통해 수행될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 터치 패널
20: 이미지 표시부
30: 윈도우층
40: 제1 점착제
50: 제2 점착제
100: 제1 기판
110: 제1 투명 전극
120: 3차원 필터
122: 광 차단부
124: 광 투명부
150: 제2 기판
160: 제2 투명 전극

Claims (12)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성된 제1 투명 전극; 및
    상기 제1 기판의 하면에 광 차단부와 광 투명부가 교대로 반복 형성된 3차원 필터;를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 형성된 것인 3차원 필터 일체형 터치 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극은 ITO 박막인 3차원 필터 일체형 터치 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광 차단부는 상기 하면에 증착된 금속인 3차원 필터 일체형 터치 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 금속은 니켈, 크롬 및 몰리브덴 중 어느 하나이거나 이들 중 선택된 2 이상의 혼합물인 3차원 필터 일체형 터치 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기판 상부로 형성된 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 상면에 제2 패턴으로 형성된 제2 투명 전극;을 더 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널.
  7. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성된 제1 투명 전극;
    상기 제1 기판의 하면에 광 차단부와 광 투명부가 교대로 반복 형성된 3차원 필터;
    상기 3차원 필터 하부로 좌안용 이미지에 대응하는 다수의 제1 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 다수의 제2 픽셀들로 구성되는 이미지 표시부; 및
    상호 합착을 위해 상기 3차원 필터와 상기 이미지 표시부 사이에 위치하는 제1 점착제;를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 이미지 표시부는 음극선관, 액정 표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 방출 표시장치 및 유기전계 발광소자 중 어느 하나인 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극 상부로 형성되는 윈도우층; 및
    상호 부착을 위해 상기 제1 투명 전극과 상기 윈도우층 사이에 위치하는 제2 점착제;를 더 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치.
  10. 제 7항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 제1 점착제 및 상기 제2 점착제 각각은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름 또는 UV 경화 점착제인 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치.
  11. 제1 투명 전극이 제1 기판의 상면에 제1 패턴으로 형성되는 단계(S10);
    3차원 필터가 상기 제1 기판의 하면에 교대로 반복되는 광 투명부 및 광 차단부로 형성되는 단계(S20);
    윈도우층이 제2 점착제를 사이에 두고 상기 제1 투명 전극 상부로 합착되는 단계(S30); 및
    이미지 표시부가 좌안용 이미지에 대응하는 다수의 제1 픽셀들과 우안용 이미지에 대응하는 다수의 제2 픽셀들로 구성되어 제1 점착제를 사이에 두고 상기 3차원 필터 하부로 합착되는 단계(S40);를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 3차원 필터 형성단계(S20)는,
    금속이 상기 기판의 하면에 증착되는 단계(S22); 및
    상기 금속을 상기 광 투명부 및 상기 광 차단부로 패터닝하는 단계(S24);를 포함하는 3차원 필터 일체형 터치 패널이 구비된 입체 영상 표시장치의 제조방법.
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