KR101481526B1

KR101481526B1 - 듀얼 접속회로부를 갖는 단일막 터치 스크린 및 이를 포함하는 디스플레이

Info

Publication number: KR101481526B1
Application number: KR20120077842A
Authority: KR
Inventors: 곽민기
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2015-01-13
Also published as: KR20140011113A

Abstract

듀얼 접속회로부를 갖는 단일막 터치 스크린 및 이를 포함하는 디스플레이가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단일막 터치 스크린은 기판 상부에 형성되는 복수개의 센싱전극 및 상기 센싱전극으로부터 연장되어 형성되는 복수개의 배선전극을 포함하는 단일막 터치 스크린에 있어서, 상기 기판 일측에 설치되는 제1 접속회로부; 및 상기 기판 타측에 설치되는 제2 접속회로부를 더 포함하고, 상기 복수개의 배선전극 중 일부는 제1 접속회로부에 접속되고, 다른 일부는 제2 접속회로부에 접속되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 접속회로부를 갖는 단일막 터치 스크린 및 이를 포함하는 디스플레이 {SINGLE LAYER TOUCH SCREEN WITH DUAL CONNECTING CIRCUIT AND DISPLAY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 단일막 터치 스크린과 단일막 터치 스크린이 일체형으로 구성된 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼 접속회로부를 갖는 단일막 터치 스크린 및 이를 포함하는 디스플레이에 관한 것이다.

터치패널(Touch Panel, 또는 터치 스크린)은 디스플레이 표면에 장착되어 사용자의 손가락 등의 물리적 접촉을 전기적 신호로 변환하여 제품을 작동시키는 입력장치로서, 각종 디스플레이 장치에 폭넓게 응용될 수 있으며, 근래에 와서는 직관적인 인터페이스를 추구하는 트렌드에 따라 평판 디스플레이 장치, 각종 모바일 기기, 스마트폰, 태블릿 PC 등에서 많이 사용되고 있다.

그런데, 종래 디스플레이에 터치패널이 결합되는 경우에는 디스플레이 패널과 터치패널이 별도로 설계되어 상호 결합되는 방식이었으므로, 전체 디바이스의 두께가 증가한다는 문제점이 있었다. 따라서, 터치 스크린과 디스플레이 패널이 일체화된 구조를 구현하고자 하는 시도들이 활발하게 이루어지고 있는 실정이다.

한편, 종래 터치 스크린에서는 터치 신호를 감지하는 센싱전극들과 센싱전극들로부터 연장 형성되어 컨트롤러 IC(접속회로)에 전달하는 배선전극들이 형성되는데, 이 때 배선전극들은 기판의 테두리를 따라 형성되었으므로 베젤(bezel)의 폭이 넓어 제품 디자인의 미감을 떨어뜨리는 문제가 있었다. 그러므로, 베젤(bezel)의 폭을 줄이고자 하는 시도 역시 꾸준하게 이루어지고 있다.

본 발명의 실시예들에서는 터치 스크린을 단일막으로 구성하고 듀얼 접속회로부를 구비하여 베젤(BEZEL)의 폭을 최소화시킨 단일막 터치 스크린을 제공하고자 한다.

또한, 상술한 단일막 터치 스크린을 디스플레이 패널에 일체형으로 구현한 디스플레이를 추가적으로 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 상부에 형성되는 복수개의 센싱전극 및 상기 센싱전극으로부터 연장되어 형성되는 복수개의 배선전극을 포함하는 단일막 터치 스크린에 있어서, 상기 기판 일측에 설치되는 제1 접속회로부; 및 상기 기판 타측에 설치되는 제2 접속회로부를 더 포함하고, 상기 복수개의 배선전극 중 일부는 제1 접속회로부에 접속되고, 다른 일부는 제2 접속회로부에 접속되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린이 제공될 수 있다.

또한, 상기 센싱전극은, 전기적으로 연결된 2개의 제1 센싱전극이 한 쌍을 이루고, 상기 한 쌍의 제1 센싱전극이 가로 방향으로 연속 배치되어 하나의 가로축을 구성하는 제1 센싱전극부 복수개와, 상기 제1 센싱전극과 겹치지 않도록 상기 한 쌍의 제1 센싱전극 사이에 배치되는 제2 센싱전극이 세로 방향으로 연속 배치되어 하나의 세로축을 구성하는 제2 센싱전극부 복수개를 포함하고, 상기 배선전극은,상기 제1 센싱전극부의 상기 한 쌍의 제1 센싱전극들에서 각각 연장 형성되어 상기 제1 접속회로부 및 제2 접속회로부 중 어느 한 곳에 접속되는 제1 배선전극부 복수개와, 상기 제2 센싱전극부의 상기 제2 센싱전극들을 함께 연결하도록 형성되어 상기 제2 접속회로부에 접속되는 제2 배선전극부를 포함하고, 상기 제1 배선전극부 및 제2 배선전극부는 서로 접촉하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1 접속회로부 및 상기 제2 접속회로부를 연결하는 제3 배선전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 제1 배선전극부는, 상기 제1 센싱전극부 및 상기 제1 접속회로부 사이의 거리가 상기 제1 센싱전극부 및 상기 제2 접속회로부 사이의 거리보다 가까운 경우에는 상기 제1 접속회로부에 접속되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1 배선전극부들 사이의 간격이 상기 제1 배선전극부 및 상기 제1 배선전극부와 인접한 상기 제2 배선전극부 사이의 간격보다 좁은 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 센싱전극 및 배선전극은 아랫층이 투명 전도성 물질로 형성되고 윗층이 금속으로 형성되는 2층 구조로 형성되고, 상기 투명 전도성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube) 또는 그래핀(grapheme)이고, 상기 금속은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1,2접속회로부는 상기 제1 배선전극부 및 제2 배선전극부 각각이 접속하는 접속단자가 2이상의 행을 이루어 배치되어 구성되고, 상기 제1,2접속회로부에는 복수개의 상기 접속단자들을 가로축 또는 세로축으로 구분하여 연결 가능한 2층 이상의 회로층으로 구성되는 다층인쇄회로기판이 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 및 상기 기판 상부에 형성되어 화소 영역을 지정하는 블랙 매트릭스를 포함하는 디스플레이에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 전도성 물질로 형성되고, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 단일막 터치 스크린의 센싱전극 및 배선전극과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이가 제공될 수 있다.

이 때, 상기 블랙 매트릭스 상부에 배치되는 색상형성부; 및 상기 색상형성부 상부에 배치되는 오버코팅층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 정전용량방식 터치패널에서의 센싱전극 및 배선전극을 단일막에 효율적으로 배치하고 듀얼 접속회로부를 구비함으로써, 베젤(bezel)의 폭을 최소화시킨 단일막 터치 스크린을 구현할 수 있다.

또한, 센싱전극 및 배선전극을 단일막에 형성함으로써 공정을 단순화시키고 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 디스플레이 패널의 부품인 블랙 매트릭스를 전도성으로 형성하여 터치 스크린의 센싱전극 및 배선전극으로 이용하고, 색상형성부를 절연층으로 이용함으로써 터치 스크린을 디스플레이 패널에 일체형으로 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일막 터치 스크린을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 센싱전극을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 하나의 가로축을 구성하는 제1 센싱전극부가 제1 접속회로부와 접속되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일막 터치 스크린을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

본 명세서에 있어서 "상부", "상에" 또는 "위에"라는 표현은 첨부된 도면을 기준으로 상대적인 위치 개념을 언급하기 위한 것이고, 상기 표현들은 언급된 층에 다른 구성요소 또는 층이 직접적으로 존재하는 경우뿐만 아니라, 그 사이에 다른 층 또는 구성요소가 개재되거나 존재할 수 있으며, 또한 언급된 층과의 관계에서 상부에 존재하기는 하지만 언급된 층의 표면(특히, 입체적 형상을 갖는 표면)을 완전히 덮지 않은 경우도 포함할 수 있음을 밝혀둔다. 마찬가지로 "하부", "하측에" 또는 "아래에"라는 표현 역시 특정 층(구성요소)과 다른 층(구성요소) 사이의 위치에 대한 상대적 개념으로 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 센싱전극을 확대하여 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 단일막 터치 스크린(100)은 기판(110) 상부에 형성되는 복수개의 센싱전극 및 배선전극을 포함한다. 본 명세서에서 "센싱전극"은 후술할 제1,2 센싱전극부(121-1 내지 121-8 및 122-1 내지 122-8)을 포함하는 개념으로 사용된다. 또한 "배선전극"은 후술할 제1,2,3 배선전극부(131,132,133)을 포함하는 개념으로 사용된다.

또한, 단일막 터치 스크린(100)은 기판(110)의 일측에 설치되는 제1 접속회로부(140)와, 기판(110)의 타측에 설치되는 제2 접속회로부(150)를 포함한다. 즉, 단일막 터치 스크린(100)은 듀얼 형태의 접속회로부(140 및 150, 이하에서는 듀얼 접속회로부로 지칭함)를 구비한다.

본 명세서에서는 도시된 도면을 기준으로 기판(110)의 윗 부분을 "상부"라 지칭하고, 기판(110)의 아랫 부분을 "하부"라 지칭하기로 한다. 이 경우에, 제1 접속회로부(140)는 기판(110)의 상부에 설치되고, 제2 접속회로부(150)는 기판(110)의 하부에 설치될 수 있다.

기판(110)은 활성 영역(110a, active area) 및 베젤 영역(110b, bezel area)을 포함한다. 활성 영역(110a)은 사용자의 터치를 입력받는 영역이고, 베젤 영역(110b)은 활성 영역(110a)의 테두리 영역을 의미한다.

상기 센싱전극들은 터치 스크린에서 사용자의 신체 접촉 또는 별도의 터치 도구(예를 들면, 스타일러스 펜)를 이용하여 접촉 위치를 감지하는 기능을 하고, 상기 배선전극들은 상기 센싱전극에서 감지한 터치 신호를 접속회로부(140,150)로 전달하는 기능을 한다.

이 때, 배선전극들 중 일부는 제1 접속회로부(140)로 접속되도록 형성되고, 다른 일부는 제2 접속회로부(150)에 접속되도록 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)은 베젤 영역(110b)에 센싱전극 및 배선전극들을 형성하지 않음으로써, 베젤 영역(110b)의 폭을 최소화시킬 수 있다. 이를 위하여 단일막 터치 스크린(!00)은 기판(110)의 상하부에 접속회로부(140,150)를 듀얼로 구비하고 센싱전극들과 연결되는 배선전극들을 듀얼 접속회로부(140,150)에 나누어 접속시킴으로써, 종래 터치 스크린과 같이 하나의 접속회로부를 가지는 경우보다 베젤의 폭을 크게 줄일 수 있다는 장점을 갖는다.

이하에서는, 각 구성에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

기판(110)은 투명성을 갖는 기판으로, 다양한 기계적 강도 및 유연성을 가질 수 있다. 기판(110)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리일 수 있다.

센싱전극은 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8) 복수개와, 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8) 복수개를 포함한다. 이 때, 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)는 터치 스크린의 X축 센싱 라인으로 기능하고, 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 터치 스크린의 Y축 센싱 라인으로 기능한다.

도 1에서는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8) 및 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)가 각각 8행 및 8열로 배열된 모습이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 행(row)과 열(column)을 갖도록 배치될 수 있다.

다만, 설명의 편의를 위해서 이하에서는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8) 및 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)가 도 1에서와 같이 8행 및 8열로 배열된 경우를 중심으로 설명하도록 한다.

한편, 도 1에 표기된 도면부호 121-1은 1행에 배치된 센싱전극들을 의미하고(위에서 아래방향을 기준으로 함), 121-2는 2행, 121-3은 3행, …, 121-8은 8행에 배치된 센싱전극들을 의미한다. 또한, 도면부호 122-1은 1열에 배치된 센싱전극들을 의미하고(좌측에서 우측방향을 기준으로 함), 122-2는 2열, 122-3은 3열, …, 122-8은 8열에 배치된 센싱전극들을 의미한다.

제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)는, 연결부(121b)에 의해 전기적으로 연결되는 두 개의 제1 센싱전극(121a)이 한 쌍을 이루고(도 2 참조), 상기 한 쌍의 제1 센싱전극(121a)이 가로 방향으로 연속 배치되어 하나의 가로축을 구성하였을 때, 하나의 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8 중 어느 하나)가 형성된다.

예를 들어, 도 1에서는 한 쌍의 제1 센싱전극(121a) 여덟 쌍이 하나의 가로축을 구성하여 하나의 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8 중 어느 하나)를 형성하고 있다.

제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 제2 센싱전극(122a)이 세로 방향으로 연속 배치되어 구성된다. 이 때, 제2 센싱전극(122a)은 제1 센싱전극(121a)과 겹치지 않도록 배치될 수 있으며 예를 들면, 연결부(121b)의 상부 및/또는 하부 위치에 배치될 수 있다(도 2 참조).

제2 센싱전극(122a)이 세로 방향으로 연속 배치되어 하나의 세로축을 구성하였을 때, 하나의 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8 중 어느 하나)가 형성된다. 예를 들어, 도 1에서는 제2 센싱전극(122a) 9개가 하나의 세로축을 구성하여 하나의 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8 중 어느 하나)를 형성하고 있다.

즉, 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8) 및 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 모두 센싱전극(121a 또는 122a)들로 구성된다는 공통점이 있으나, 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)는 인접한 제1 센싱전극(121a) 두 개가 연결부(121b)에 의해 한 쌍을 이룬 채로 가로 방향으로 배치되고, 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 제2 센싱전극(122a)이 세로 방향으로 배치된다는 차이점이 있다.

제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)를 구성하는 제1 센싱전극(121a)과, 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)를 구성하는 제2 센싱전극(122a)의 모양은 특정 모양으로 한정되지 않는다.

예를 들면, 제1 센싱전극(121a) 및 제2 센싱전극(122a)은 마름모, 정사각형, 직사각형, 메쉬(mesh)형, 그물망 형 등으로 형성될 수 있으며, 원 또는 정형화되지 않은 모양으로 형성될 수 있다. 관련하여, 도 1 및 도 2에서는 제1,2 센싱전극(121a, 122a)들이 메쉬형으로 형성된 경우를 도시하였음을 밝혀둔다.

배선전극은 제1 배선전극부(131) 복수개와, 제2 배선전극부(132) 복수개를 포함한다. 제1 배선전극부(131)는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)의 터치 신호를 제1 접속회로부(140) 또는 제2 접속회로부(150)로 전달하는 기능을 하고, 제2 배선전극부(132)는 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)의 터치 신호를 제2 접속회로부(150)로 전달하는 기능을 한다.

예를 들면, 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)는 인접한 제1 센싱전극(121a) 두 개가 한 쌍을 이룬채로 가로 방향으로 배치된다. 관련하여, 도 1에서는 한 쌍의 제1 센싱전극(121a) 여덟 쌍이 하나의 가로축에 배치되어 있다. 이 때, 상기 한 쌍의 제1 센싱전극(121a) 각각에서 제1 접속회로부(140) 및 제2 접속회로부(150) 중 어느 한 곳까지 제1 배선전극부(131)가 각각 형성된다.

이 때, 제1 배선전극부(131)는, 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8) 및 제1 접속회로부(140) 사이의 거리가 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8) 및 제2 접속회로부(150) 사이의 거리보다 가까운 경우에는 제1 접속회로부(140)에 접속되고, 그렇지 않은 경우에는 제2 접속회로부(150)에 접속되도록 형성될 수 있다.

예를 들면, 도 1에 도시된 것처럼, 가운데를 기준으로 위쪽에 배치되는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-4)는 제1 접속회로부(140)까지의 거리가 제2 접속회로부(150) 사이의 거리보다 가까우므로 제1 배선전극부(131)가 제1 접속회로부(140)로 연장 형성 되어 있다. 마찬가지로, 아래쪽에 배치되는 제1 센싱전극부(121-5 내지 121-8)와 연결되는 제1 배선전극부(131)는 제2 접속회로부(150)에 연장 형성 되어 있다.

한편, 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 복수개의 제2 센싱전극(122a)이 세로 방향으로 연속 배치됨으로써 구성되는데, 이 때, 하나의 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)를 구성하는 복수개의 제2 센싱전극(122a)들을 함께 연결하여 제2 접속회로부(150)까지 제2 배선전극부(132-1)가 형성될 수 있다.

즉, 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-8)는 그 위치에 따라 제1 접속회로부(140) 또는 제2 접속회로부(150)에 제1 배선전극부(131)를 통해 접속되고, 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 제2 접속회로부(150)에 제2 배선전극부(132)를 통해 접속되는 구조를 갖는다.

제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132)는 서로 접촉되지 않도록 배치된다. 관련하여, 도 3에서는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시하고 있다. 도 3에 도시된 것처럼 제1 배선전극부(131)가 제1 센싱전극(121a)의 우측으로 연장 형성되고, 제2 배선전극부(132)가 제2 센싱전극(122a)의 좌측으로 연장 형성될 수 있다.

제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132)는 단일막 터치 스크린(100) 내의 임의의 기준선(L, 도 1 참조)을 기준으로 하여 선대칭되도록 형성될 수 있다. 도 1에서는 기준선(L)을 터치 스크린(100)의 중앙에 도시하였으나, 기준선(L)의 위치는 이에 한정되지 않는다.

제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132)를 임의의 기준선(L)을 기준으로 선대칭되도록 형성함으로써, 단일막 터치 스크린(100) 패턴의 전체적인 통일감을 부여함과 동시에 전극들(센싱전극및 배선전극)간의 균형을 이루어 간섭저항이 낮아지는 효과가 있어, 단일막 터치 스크린(100)의 검출감도를 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 배선전극부(131)들 사이의 간격(a)이, 제1 배선전극부(131) 및 제1 배선전극부(131)와 인접한 제2 배선전극부(132) 사이의 간격(b)보다 좁도록 형성될 수 있다.

구체적으로 도 3에 도시된 것처럼, 제1 배선전극부(131)들 사이의 간격(a)이, 제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132) 사이의 간격(b)보다 좁게 형성될 수 있다.

이는 서로 다른 종류의 센싱전극에 연결되는 배선전극의 간격이 좁을수록 간격저항이 커지므로, 단일막 터치 스크린(100)의 검출감도 향상을 위하여 간격을 조절하는 것이다. 예를 들면, 제1 배선전극부(131)들 사이의 간격(a)은 제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132) 사이의 간격(b)의 약 50% 수준이 되도록 형성할 수 있다.

한편, 센싱전극 및 배선전극은 2층 구조로 형성될 수 있다. 이 경우에, 아랫층은 투명 전도성 물질로 형성되고, 윗층은 금속으로 형성될 수 있다.

여기에서 상기 투명 전도성 물질의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube) 또는 그래핀(grapheme) 등이 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 상기 금속의 예로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 또는 이들의 합금일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

제1 접속회로부(140) 및 제2 접속회로부(150)는 센싱전극들의 터치 신호가 배선전극을 통해 접속되는 곳으로, 제1 접속회로부(140) 및 제2 접속회로부(150)는 IC 컨트롤러 등과 각각 연결되어 터치스크린을 구동시키는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)에서는 듀얼 접속회로부(140 및 150)를 기판(110) 상부 및 하부에 배치함으로써 기판(110)의 베젤 영역(110b)의 존재하는 배선들의 수를 종래보다 크게 감소시키는 것을 기술적 특징으로 한다. 이에 따라, 터치 스크린의 베젤의 폭을 최소화 시킬 수 있다.

제1,2 접속회로부(140,150)는 제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132) 각각이 접속하는 접속단자(t)가 2 이상의 행을 이루어 배치됨으로써 구성될 수 있다. 접속단자(t)는 각각의 제1 배선전극부(131) 및 제2 배선전극부(132)의 끝단을 기판(110)에 본딩 처리하여 형성되는 것으로, 후술할 다층인쇄회로기판에 형성된 단자와 연결된다.

제1,2 접속회로부(140,150)에는 복수개의 접속단자(t)들을 가로축 또는 세로축으로 구분하여 연결 가능한 2층 이상의 회로층으로 구성되는 다층인쇄회로기판이 배치될 수 있다. 상기 다층인쇄회로기판의 예로는 양쪽 면에 회로층을 형성한 양면 PCB(Printed Circuit Board) 또는 다층으로 배선한 MLB(Multi Layered Board) 등을 들 수 있다.

이를 구체적으로 설명하기 위하여, 도 4에서는 하나의 가로축을 구성하는 제1 센싱전극부가 제1 접속회로부와 접속되는 모습을 개략적으로 도시하였다.

도 4를 참조하면, 하나의 가로축을 구성하는 제1 센싱전극부는 인접한 제1 센싱전극(121a) 두 개가 한 쌍을 이룬 채로 가로 방향으로 배치되는데, 이 때 상기 한 쌍의 제1 센싱전극을 좌측에서부터 각각 1번 센싱전극(121-a), 2번 센싱전극(121-b), 3번 센싱전극(121-c) 및 4번 센싱전극(121-d)라고 칭하기로 한다.

1,2,3,4번 센싱전극(121-a 내지 121-d)은 하나의 제1 센싱전극부를 구성하고, 각각 제1 배선전극부(131-1 내지 131-4)와 연결되어, 제1 접속회로부(140)의 접속단자를 거쳐 다층인쇄회로기판(160)에 형성되어 있는 복수 개의 접속홀(161)에 접속된다.

이 때, 접속홀(161)은 다층인쇄회로기판(160) 내부에서 전기적으로 연통 되어 있다. 이 때, 제1 배선전극부(131-1 내지 131-4)는 제1 접속회로부에 배치된 접속단자(t)에 본딩 처리되고, 상기 접속단자(t)가 다층인쇄회로기판(160)에 형성된 상기 접속홀(161)에 접속될 수도 있다.

다층인쇄회로기판(160) 내부에서 일정 위치에 해당하는 접속홀(161)들끼리는 모두 전기적으로 연통된다. 따라서 제1 배선전극부(131-1 내지 131-4)들을 특정 위치에 존재하는 접속홀(161)에 각각 접속시킬 경우에, 별개로 접속된 제1 배선전극부(131-1 내지 131-4)들은 다층인쇄회로기판(160) 내부에서 전기적으로 일체화되어 하나의 회선으로 출력된다.

즉, 다층인쇄회로기판(160) 내부에서 1,2,3,4번 센싱전극(121-a 내지 121-d)이 전기적으로 일체화되어 하나의 회선으로 출력됨으로써 제1 센싱전극부(121-1)가 하나의 X축 패턴전극으로 기능하는 것이 가능하다.

한편, 도 4에 도시되지는 않았으나 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8 중 어느 하나)와 각각 전기적으로 연결되는 제2 배선전극부(132)는 다층인쇄회로기판(160) 내부에서 전기적으로 일체화되지 않아도 무방하다. 이는 제2 센싱전극부(122-1 내지 122-8)는 각 열에 배치된 세로축 기능을 하는 제2 센싱전극(122a)들이 하나로 연결됨으로써, 각 열이 이미 각각 하나의 세로축을 형성하기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)에서는 다층인쇄회로기판(160) 내에서 개별적으로 접속된 센싱전극들을 하나의 축으로 연결시킴으로써, 단일층에 형성되어 있는 제1,2 센싱전극부를 각각 X축 패턴전극(가로축 센싱전극) 및 Y축 패턴전극(세로축 센싱전극)으로 기능하도록 할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일막 터치 스크린에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 전술한 실시예와 중복되는 설명은 제외하고, 차이나는 부분을 중심으로 설명하도록 한다. 또한, 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였음을 밝혀둔다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)을 개략적으로 도시한 정면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)은 제3 배선전극부(133)를 더 포함하는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 동일하다. 따라서, 이하에서는 제3 배선전극부(133)에 대하여 보충 설명하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)에서 배선전극은 제3 배선전극부(133)를 더 포함한다. 제3 배선전극부(133)는 제1 접속회로부(140) 및 제2 접속회로부(150)를 연결하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 제3 배선전극부(133)는 제1 접속회로부(140) 및 제2 접속회로부(150)와 연결되는 배선전극으로, 기판(110)의 베젤 영역(110b)에 형성된다.

이 때, 제3 배선전극부(133)는 제1 접속회로부(140)에 접속된 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-4)의 터치 신호를 제2 접속회로부(150)로 전달하는 역할을 수행한다.

예를 들어, 도 5에 도시된 것처럼, 제1 접속회로부(140)에는 도면부호 121-1 내지 121-4에 해당하는 제1 센싱전극부가 접속될 수 있다. 이 때, 제3 배선전극부(133)는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-4)의 터치 신호를 각 행별로 제2 센싱전극부(150)로 전달하게 된다.

즉, 베젤 영역(110b)에는 총 4회선에 해당하는 제3 배선전극부(133)가 형성될 수 있다(좌측 2회선 및 우측 2회선).

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일막 터치 스크린(100)에서는 제1 접속회로부(140)가 전술한 실시예와는 달리 일종의 중간 회로의 역할을 한다.

구체적으로, 제1 접속회로부(140)는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-4)의 터치신호가 거쳐가는 중간 회로의 역할을 하며, 이 때 제3 배선전극부(133)를 통하여 제1 접속회로부(140)의 상기 터치신호들을 제2 접속회로부(150)로 전달시킨다. 그리고 제2 접속회로부(150)는 IC 컨트롤러 등과 연결됨으로써 전체 터치스크린을 구동시키는 역할을 한다.

제1 접속회로부(140)에는 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-4)의 터치신호가 제1 배선전극부(131)를 통해 접속된다. 도 5에서 도시된 것과 같이 제1 센싱전극부(121-1 내지 121-4)의 신호가 제1 접속회로부(140)로 들어오게 되는데, 이 때, 제1 접속회로부(140)에서는 각 센싱전극별로 들어온 신호들을 X축 별로 정리한 후에 제3 배선전극부(133)를 통해 제2 접속회로부(150)로 전달하게 된다. 이 경우에, 제2 접속회로부(150)로 터치 스크린의 모든 센싱전극부의 터치 신호가 전달되게 되므로, IC 컨트롤러 등과 함께 터치 스크린을 구동시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 또는 유기발광디스플레이(Organic Light Emitting Display)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 사용되는 디스플레이라면 어느 것이든 응용될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여 하기에서는 액정 디스플레이를 중심으로 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이(1000)를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 디스플레이(1000)는 기판(S), 블랙 매트릭스(100), 색상형성부(200) 및 오버코팅층(300)이 순차적으로 적층된 형태를 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 기판(S) 및 블랙 매트릭스(100)는 본 발명의 실시예들에 따른 단일막 터치 스크린(도 1 또는 도 5 참조)일 수 있다. 이를 위하여, 블랙 매트릭스(100)는 전도성 물질로 형성됨으로써, 상기 단일막 터치 스크린의 센싱전극 및 배선전극으로 기능할 수 있다.

예를 들어, 기판(S)위에 전도성 물질로 블랙 매트릭스(100)를 형성한 다음에, 블랙 매트릭스(100)를 도 1 또는 도 5에 도시된 단일막 터치 스크린(100)과 같이 패터닝함으로써, 기판(S) 및 블랙 매트릭스(100)를 본 발명의 실시예들에 따른 단일막 터치 스크린(100)과 동일한 형태로 형성할 수 있다.

따라서, 단일막 터치 스크린(100)을 디스플레이(1000)에 일체형으로 구현 가능하다. 단일막 터치 스크린(100)의 센싱전극 및 배선전극의 구체적 형태에 대해서는 전술하였으므로 중복 설명은 생략하도록 한다.

블랙 매트릭스(100)는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube), 그래핀(grapheme) 등의 재료 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어지는 금속 재료와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

디스플레이(1000)는 블랙 매트릭스(100)의 상부에 증착되는 금속층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 금속층은 블랙 매트릭스(100)의 패터닝 형상과 동일한 형상으로 패터닝될 수 있다. 즉, 상기에서 설명한 블랙 매트릭스(100)가 상부에 금속층이 증착된 상태로 존재할 수 있다.

이와 같이, 상기 금속층이 블랙 매트릭스(100)와 이중층으로 구성되는 경우에는 전도 특성이 향상되므로, 터치 스크린의 센싱 전극 및 배선 전극으로 기능하는 블랙 매트릭스(100)의 센싱 감도 등을 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 금속층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

색상형성부(200)는 블랙 매트릭스(100)에 의해 지정된 화소 영역에 배치된다. 색상형성부(200)는 컬러필터(Color Filter) 또는 유기발광물질일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(1000)가 액정 디스플레이(LCD)인 경우에 색상형성부(200)는 컬러필터일 수 있고, 디스플레이(1000)가 유기발광디스플레이(OLED)인 경우에 색상형성부(200)는 유기발광물질일 수 있다. 이하에서는, 색상형성부(200)가 컬러필터인 경우를 중심으로 설명하도록 한다.

일반적으로, 컬러필터(Color Filter)는 세 가지 기본색(R,G,B)의 염료나 안료를 포함하는 수지성 물질로, 액정을 통과한 빛이 색깔을 갖도록 하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이(1000)에서는 상기 색상형성부(200)를 색상형성부 고유의 기능(컬러필터기능 또는 발광기능)과 더불어 절연층으로 기능하게 하는 것을 일 특징으로 한다. 한편, 색상형성부(200)는 디스플레이 분야에서 일반적으로 사용되는 컬러필터 또는 유기발광물질을 사용하는 것이 가능하다(여기에서 상기 유기발광물질은 일반적으로 호스트(host) 재료에 게스트(guest) 재료를 주입하여 형성된 R,G,B 컬러 발광층을 의미한다).

오버코팅층(300)은 색상형성부(300) 표면의 평탄화를 위하여 형성되는 것으로, 색상형성부(300)의 상부는 굴곡된 채로 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 오버코팅층(300)을 색상형성부(300) 상부에 배치하여 색상형성부(300) 상부 표면을 평탄화 시킬 수 있다. 이러한 오버코팅층(300)은 디스플레이 분야에서 일반적으로 사용되는 오버코팅층 물질을 사용하여 형성할 수 있다.

디스플레이(1000)는 액정층(400) 및 박막 트랜지스터 어레이 기판(500)을 더 포함할 수 있다.

액정층(400)은 오버코팅층(300) 상부에 배치되고, 박막 트랜지스터 어레이 기판(500)은 액정층(400) 상부에 배치될 수 있다. 이 때, 액정층(400)의 상하면에는 별도의 오버코팅층(미표기)이 형성될 수 있다.

액정층(400)은 박막 트랜지스터 어레이 기판(500)의 화소 구동에 따라 구동되어 박막 트랜지스터 어레이 기판(500)을 투과하는 광 투과율을 조절하는 역할을 수행할 수 있다.

박막 트랜지스터 어레이 기판(500)은 액정층(400)을 구동하기 위한 복수의 화소(미도시)를 포함하여 구성되는 것으로, 각 화소는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터를 스위칭시켜 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층(400)을 구동할 수 있다.

액정층(400) 및 박막 트랜지스터 어레이 기판(500)은 디스플레이 분야에서 일반적으로 사용되는 부품과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 정전용량방식 터치패널에서의 센싱전극 및 배선전극을 단일막에 효율적으로 배치하고 듀얼 접속회로부를 구비함으로써, 베젤(bezel)을 최소화시킨 단일막 터치 스크린을 구현할 수 있다. 또한, 센싱전극 및 배선전극을 단일막에 형성함으로써 공정을 단순화시키고 제조비용을 절감할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널의 부품인 블랙 매트릭스를 전도성으로 형성하여 터치 스크린의 센싱전극 및 배선전극으로 이용하고, 색상형성부를 절연층으로 이용함으로써 터치 스크린을 디스플레이 패널에 일체형으로 구현할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 단일막 터치스크린 110: 기판
110a: 활성 영역 110b: 베젤 영역
121-1 내지 121-8: 제1 센싱전극부
121a: 제1 센싱전극 121b: 연결부
122-1 내지 122-8: 제2 센싱전극부
122a: 제2 센싱전극 131: 제1 배선전극부
132: 제2 배선전극부 133: 제3 배선전극부
140: 제1 접속회로부 150: 제2 접속회로부
160: 다층인쇄회로기판 161: 접속홀
100(도 4): 블랙 매트릭스 S: 기판
200: 색상형성부 300: 오버코팅층
400: 액정층 500: 박막 트랜지스터 어레이 기판

Claims

기판 상부에 형성되는 복수개의 센싱전극 및 상기 센싱전극으로부터 연장되어 형성되는 복수개의 배선전극을 포함하는 단일막 터치 스크린에 있어서,
상기 기판 일측에 설치되는 제1 접속회로부; 및
상기 기판 타측에 설치되는 제2 접속회로부를 더 포함하고,
상기 복수개의 배선전극 중 일부는 제1 접속회로부에 접속되고, 다른 일부는 제2 접속회로부에 접속되도록 형성되고,
상기 센싱전극은,
전기적으로 연결된 2개의 제1 센싱전극이 한 쌍을 이루고, 상기 한 쌍의 제1 센싱전극이 가로 방향으로 연속 배치되어 하나의 가로축을 구성하는 제1 센싱전극부 복수개와, 상기 제1 센싱전극과 겹치지 않도록 상기 한 쌍의 제1 센싱전극 사이에 배치되는 제2 센싱전극이 세로 방향으로 연속 배치되어 하나의 세로축을 구성하는 제2 센싱전극부 복수개를 포함하고,
상기 배선전극은,
상기 제1 센싱전극부의 상기 한 쌍의 제1 센싱전극들에서 각각 연장 형성되어 상기 제1 접속회로부 및 제2 접속회로부 중 어느 한 곳에 접속되는 제1 배선전극부 복수개와, 상기 제2 센싱전극부의 상기 제2 센싱전극들을 함께 연결하도록 형성되어 상기 제2 접속회로부에 접속되는 제2 배선전극부를 포함하고, 상기 제1 배선전극부 및 제2 배선전극부는 서로 접촉하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 접속회로부 및 상기 제2 접속회로부를 연결하는 제3 배선전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 배선전극부는, 상기 제1 센싱전극부 및 상기 제1 접속회로부 사이의 거리가 상기 제1 센싱전극부 및 상기 제2 접속회로부 사이의 거리보다 가까운 경우에는 상기 제1 접속회로부에 접속되는 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 배선전극부들 사이의 간격이 상기 제1 배선전극부 및 상기 제1 배선전극부와 인접한 상기 제2 배선전극부 사이의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 센싱전극 및 배선전극은 아랫층이 투명 전도성 물질로 형성되고 윗층이 금속으로 형성되는 2층 구조로 형성되고,
상기 투명 전도성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube) 또는 그래핀(grapheme)이고,
상기 금속은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2접속회로부는 상기 제1 배선전극부 및 제2 배선전극부 각각이 접속하는 접속단자가 2이상의 행을 이루어 배치되어 구성되고,
상기 제1,2접속회로부에는 복수개의 상기 접속단자들을 가로축 또는 세로축으로 구분하여 연결 가능한 2층 이상의 회로층으로 구성되는 다층인쇄회로기판이 배치되는 것을 특징으로 하는 단일막 터치 스크린.
기판 및 상기 기판 상부에 형성되어 화소 영역을 지정하는 블랙 매트릭스를 포함하는 디스플레이에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 전도성 물질로 형성되고, 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 단일막 터치 스크린의 센싱전극 및 배선전극과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
청구항 8에 있어서,
상기 블랙 매트릭스 상부에 배치되는 색상형성부; 및
상기 색상형성부 상부에 배치되는 오버코팅층을 더 포함하는 디스플레이.