KR101521775B1 - 굴절률 매칭용 조성물, 이를 이용하여 제조된 터치스크린 기판 및 표시장치 - Google Patents

굴절률 매칭용 조성물, 이를 이용하여 제조된 터치스크린 기판 및 표시장치 Download PDF

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KR101521775B1 KR1020130160112A KR20130160112A KR101521775B1 KR 101521775 B1 KR101521775 B1 KR 101521775B1 KR 1020130160112 A KR1020130160112 A KR 1020130160112A KR 20130160112 A KR20130160112 A KR 20130160112A KR 101521775 B1 KR101521775 B1 KR 101521775B1
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Abstract

굴절률 매칭용 조성물이 개시된다. 굴절률 매치용 조성물은 플루오렌을 포함하는 디아크릴레이트 단량체, 광개시제 및 무기 입자를 구비한다. 무기입자는 티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 형성된 쉘로 이루어진다.

Description

굴절률 매칭용 조성물, 이를 이용하여 제조된 터치스크린 기판 및 표시장치{COMPOSITION FOR INDEX MATCHING, TOUCHSCREEN SUBSTRATE AND DISPLAY APPARATUS MANUFACTURED USING THE COMPOSITION}
본 발명은 굴절률 매칭용 조성물, 이를 이용하여 제조된 터치스크린 기판 및 상기 터치스크린 기판을 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있는 입력장치이다. 터치스크린 패널은 표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사용자의 터치 지점을 센싱하고 이에 상응하는 전기적 신호를 생성한다. 이와 같은 터치스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같은 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
이러한 터치스크린 패널은 표시장치의 영상을 사용자에게 그대로 보여주고, 사용자의 터치를 감지하기 위해 일반적으로 투명 기판 및 투명 기판 상에 형성된 투명전극패턴을 구비하는데, 투명 기판의 굴절률과 투명전극패턴의 굴절률 차이가 크기 때문에 사용자에게 투명전극패턴이 시인되는 표시 불량이 발생할 수 있다.
이와 같이 투명 기판과 투명전극패턴 사이의 굴절률 차이로 인하여 발생하는 표시 불량을 해결하기 위해 다양한 방법이 연구되고 있다.
(특허문헌 1) KR1020080068522 A
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 투명 기판과 투명전극패턴 사이의 굴절률 차이로 인하여 발생하는 표시 불량을 해결하기 위한 굴절률 매칭용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물로 형성된 굴절률 보상층을 구비하는 터치스크린 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치스크린 기판을 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매치용 조성물은 플루오렌을 포함하는 디아크릴레이트 단량체, 광개시제 및 무기 입자를 포함하되, 상기 무기 입자는 티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는다.
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일 실시예로, 상기 디아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013116954116-pat00001
상기 화학식 1에서, Y1, Y2, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각 1 내지 9의 정수를 나타내며, m과 n의 합은 2 내지 10이다.
일 실시예로, 상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 디아크릴레이트 단량체, 상기 광개시제 및 상기 무기 입자의 함량은 각각 5 내지 40 중량%, 0.1 내지 5 중량% 및 50 내지 80 중량%일 수 있다.
일 실시예로, 상기 굴절률 매칭용 조성물은 단관능 아크릴레이트 단량체를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 아크릴레이트의 함량은 1 내지 20 중량%일 수 있다.
일 실시예로, 상기 굴절률 매칭용 조성물의 액상 굴절률은 1.68 내지 2.18일 수 있다.
일 실시예로, 상기 굴절률 매칭용 조성물은 자외선 흡수제를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 자외선 흡수제의 함량은 0.1 내지 5 중량%일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판은 베이스 기판, 투명전극패턴 및 굴절률 보상층을 포함한다. 상기 투명전극패턴은 상기 베이스 기판의 일면 상에 형성된다. 상기 굴절률 보상층은 상기 투명전극패턴이 형성된 상기 베이스 기판의 일면 상에 상기 투명전극패턴의 상부 및 상기 투명전극패턴에 의해 노출된 상기 베이스 기판의 일면을 커버하도록 위치하고, 무기 입자가 내부에 분산되되, 상기 무기 입자는 티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는다.
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일 실시예로, 상기 굴절률 보상층의 고상 굴절률은 1.7 내지 2.2일 수 있다.
일 실시예로, 상기 터치스크린 기판은 상기 투명전극패턴에 전기적으로 연결되어 상기 투명전극패턴에 전류를 인가하는 구동부를 더 포함하고, 상기 베이스 기판의 일면은 상기 투명전극패턴이 형성되어 사용자의 터치가 감지되는 터치영역 및 상기 터치 영역에 인접하게 위치하고 상기 구동부가 형성되어 상기 사용자의 터치가 감지되지 않는 주변 영역을 포함하며, 상기 굴절률 보상층은 상기 베이스 기판의 일면 중 상기 주변 영역을 노출시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판은 베이스 기판, 굴절률 보상층 및 투명전극패턴을 포함한다. 상기 굴절률 보상층은 상기 베이스 기판의 일면 상에 형성되고, 무기 입자가 내부에 분산된다. 상기 투명전극패턴은 상기 굴절률 보상층 상부에 형성되되, 상기 무기입자는 티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는다.
일 실시예로, 상기 터치스크린 기판은 상기 투명전극패턴에 전기적으로 연결되어 상기 투명전극패턴에 전류를 인가하는 구동부를 더 포함하고, 상기 베이스 기판의 일면은 상기 투명전극패턴이 형성되어 사용자의 터치가 감지되는 터치영역 및 상기 터치 영역에 인접하게 위치하고 상기 구동부가 형성되어 상기 사용자의 터치가 감지되지 않는 주변 영역을 포함하며, 상기 구동부는 상기 주변 영역에 형성된 상기 굴절률 보상층 상부에 위치할 수 있다.
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본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널 및 상기 표시패널 상부에 위치하는 터치스크린 패널을 포함한다. 상기 터치스크린 패널은 투명전극패턴 및 굴절률 보상층을 포함한다. 상기 굴절률 보상층은 상기 투명전극패턴의 상부면 및 측면을 피복하고, 무기 입자가 내부에 분산되되, 상기 무기 입자는 티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는다.
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본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널 및 상기 표시패널 상부에 위치하는 터치스크린 패널을 포함한다. 상기 터치스크린 패널은 굴절률 보상층 및 투명전극패턴을 포함한다. 상기 굴절률 보상층은 무기 입자가 내부에 분산된다. 상기 투명전극패턴은 상기 굴절률 보상층의 표면 상에 형성되고, 상기 무기 입자는 티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는다.
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본 발명에 따른 굴절률 매칭용 조성물은 티타늄 및 바륨을 포함하는 산화물로 이루어진 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄, 알루미늄 및 크롬 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어진 쉘을 구비하는 무기 입자를 포함하므로 높은 액상 굴절률을 갖고, 그 결과 이를 이용하여 터치스크린 기판의 굴절률 보상층을 형성하면 사용자의 터치를 감지하기 위한 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것과 같은 굴절률 차이로 인한 표시 불량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판에 적용되는 구동부의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판에 적용되는 구동부의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 16 및 도 17은 암흑 상태에서 샘플 1 및 샘플 2의 하부에서 광을 조사한 후, 샘플 1 및 샘플 2의 상부에서 평면으로 디지털카메라를 이용하여 촬영한 사진들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
"제1, 제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<굴절률 매칭용 조성물>
본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물은 터치스크린 기판 등의 투명 기판에 형성된 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것과 같은 굴절률 차이로 인한 표시 불량을 감소시킬 수 있는 굴절률 보상층을 형성하는데 사용될 수 있다.
상기 굴절률 매칭용 조성물은 플루오렌(fluorene)을 포함하는 디아크릴레이트(diacrylate) 단량체, 단관능 아크릴레이트 단량체, 무기 입자 및 광개시제를 포함한다.
상기 디아크릴레이트 단량체는 굴절률 매칭을 위한 굴절률 보상층을 형성하기 위한 수지 성분으로서, 플루오렌(fluorene)을 포함할 수 있다. 상기 디아크릴레이트 단량체는 상기 조성물 전체 중량에 대하여 약 5 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 디아크릴레이트 단량체의 함량이 약 5 중량% 미만인 경우, 상기 굴절률 보상층 형성에 불량이 발생할 수 있고, 상기 디아크릴레이트 단량체의 함량이 약 40 중량%를 초과하는 경우, 상기 굴절률 보상층의 수축이 심하게 발생하여 상기 굴절률 보상층의 균일성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 디아클릴레이트 단량체는 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013116954116-pat00002
상기 화학식 1에서, Y1, Y2, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 9의 정수를 나타내며, m과 n의 합은 약 2 내지 10일 수 있다.
상기 단관능 아크릴레이트 단량체는 상기 무기입자와 상기 디아크릴레이트 단량체를 연결시키며, 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물의 유동성을 좋게 하는 성분이다. 상기 단관능 아크릴레이트 단량체는 상기 디아크릴레이트 단량체와 공중합할 수 있고, 자외선에 의해 경화될 수 있다. 상기 단관능 아크릴레이트 단량체는 상기 조성물 전체 중량에 대해 약 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 단관능 아크릴레이트 단량체의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 형성되는 굴절률 보상층의 굴절률이 낮아지고 경화성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단관능 아크릴레이트 단량체로는 2-페녹시 에틸아크릴레이트(2-Phenoxy ethyl Acrylate), 페닐티오에틸아크릴레이트(Phenylthio ethyl Acrylate), o-페닐 페놀 에톡시아크릴레이트(o-phenyl phenol ethoxy Acrylate), 옥틸 아크릴레이트(Octyl Acrylate), 데실 아크릴레이트(Decyl Acrylate), 스테아릴 아크릴레이트(Stearyl Acrylate), 테트라퍼푸릴알콜 아크릴레이트(Tetrahydrofurfuryl Acrylate), 2 에톡시 에틸 아크릴레이트(Ethoxy ethoxy ethyl Acrylate), 벤질 아크릴레이트(Benzyl Acrylate), 헥산디올 디아크릴레이트(Hexanediol Diacrylate), 부탄디올 디아크릴레이트(Butanediol Diacrylate), N-비닐 피롤리돈(N-vinyl pyrolidone) 등이 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 단관능 아크릴레이트 단량체로는 2-페녹시 에틸아크릴레이트(2-Phenoxy ethyl Acrylate), 페닐티오에틸아크릴레이트(Phenylthio ethyl Acrylate), o-페닐 페놀 에톡시아크릴레이트(o-phenyl phenol ethoxy Acrylate) 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 입자는 조성물의 굴절률을 결정하는 성분으로서, 상기 조성물 전체 중량에 대해 약 50 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 무기 입자의 함량이 50 중량% 미만인 경우, 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 형성되는 굴절률 보상층의 굴절률이 낮아져서 투명전극패턴이 시인되는 것을 효과적으로 막기 어려운 문제점이 발생할 수 있고, 상기 무기 입자의 함량이 80 중량%를 초과하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물은 굴절률 보상층을 형성할 수 없거나 형성된 굴절률 보상층에 크랙이 발생되는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무기 입자는 단일 구조 또는 코어쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 단일 구조 무기입자는 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 코어쉘 구조 무기 입자는 티탄늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 이루어진 코어 및 상기 코어의 적어도 일부를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물로 이루어진 쉘을 포함할 수 있다.
상기 무기 입자의 크기는 분산도를 저하시키지 않는 범위라면 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 무기 입자는 약 1 내지 50nm의 직경을 가질 수 있다. 바람직하게 상기 무기 입자는 약 10 내지 30nm의 직경을 가질 수 있다. 여기서 상기 무기 입자의 직경은 입자의 표면 상의 2개 지점 간의 직선거리로서, 입자의 무게 중심을 통과하면서 상기 2개의 지점을 연결하는 가상 직선의 길이이다. 다만, 입자의 표면에 굴곡이 존재하거나 계란 현상 등과 같이 2개 지점의 위치에 따라 상기 직선 거리가 달라지는 경우, 입자의 직경은 상기 직선 거리들 중에서 최대값을 의미한다.
상기 무기 입자의 직경은 투과형 전자 현미경(Transmission Electron Microscope, TEM) 이미지 분석을 통해 측정될 수 있다.
상기 광개시제는 자외선을 흡수하여 상기 디아크릴레이트(diacrylate) 단량체와 상기 단관능 아크릴레이트 단량체의 중합 반응을 시작하게 하는 물질이다. 상기 광개시제로는 공지의 광개시제가 제한 없이 사용될 수 있다. 일례로, 상기 광개시제로는 포스핀 옥사이드계 또는 포메이트계 광개시제가 사용될 수 있다.
상기 광개시제는 상기 조성물 전체 중량에 대해 약 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 본 발명의 실시예에 따른 조성물의 광경화가 충분히 일어나지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 광개시제의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우, 조성물의 경화 후에도 광개시제가 잔존하여 장시간 경과 후 광개시제의 표면 석출 현상이 발생하거나 굴절률 보상층에 황변 현상이 발생하는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물은 자외선 흡수제를 더 포함할 수 있다. 상기 자외선 흡수제는 자외선에 의해 발생되는 굴절률 보상층의 황변 현상을 방지할 수 있다.
상기 자외선 흡수제로는 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물이 적용되는 표시패널의 광원으로부터 발생되는 자외선의 파장에 따라 다양한 물질이 사용될 수 있다. 상기 자외선 흡수제로는 공지의 자외선 흡수 물질이 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로, 상기 자외선 흡수제로는 옥살릭 아날라이드(oxalic analide)계, 벤조페논(benzophenone)계, 벤토트리아진(bentotriazin)계, 벤조트리아졸레(benzotriazole)계 등의 자외선 흡수제가 사용될 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 상기 조성물 전체 중량에 대해 약 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 상기 자외선 흡수제에 의해 흡수되는 자외선의 양이 적어서 굴절률 보상층의 황변현상을 방지하기 어렵고, 상기 자외선 흡수제의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우, 상기 자외선 흡수제가 너무 많은 자외선을 흡수하여 상기 광개시제에 의한 광경화 반응을 방해할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물은 약 1.65 이상의 액상 굴절률, 예를 들면, 약 1.65 내지 2.18의 액상 굴절률을 가질 수 있다.
여기서 상기 단일 구조 무기입자가 포함된 굴절률 매칭용 조성물은 약 1.65 내지 1.98의 액상 굴절률을 가질 수 있으며, 상기 코어쉘 구조 무기입자가 포함된 굴절률 매칭용 조성물은 1.68 내지 2.18의 액상 굴절률을 가질 수 있다.
상기 굴절률 매칭용 조성물의 액상 굴절률이 1.65 미만인 경우, 투명 기판에 형성된 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 없다. 상기 굴절률 매칭용 조성물의 액상 굴절률이 2.18 이상인 경우, 무기 입자의 함량이 지나치게 높아져 굴절률 보상층을 형성할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물은 단일 구조 또는 코어쉘 구조 무기 입자를 포함하므로 높은 액상 굴절률을 가질 수 있다. 따라서 터치스크린 기판의 투명 기판과 투명전극패턴의 굴절률 차이로 인해 센싱전극이 사용자에게 시인되는 것과 같은 표시불량을 감소시키기 위한 코팅막 형성에 사용될 수 있다.
<터치스크린 기판>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 기판(100)은 베이스 기판(110), 굴절률 보상층(120) 및 투명전극패턴(130)을 포함한다.
상기 베이스 기판(110)은 유리 또는 플라스틱 등의 물질로 형성될 수 있다. 상기 플라스틱 물질의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카르보네이트(PC), 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리우레탄 등을 들 수 있다. 바람직하게 상기 베이스 기판(110)은 고상 굴절률이 약 1.5 내지 1.7인 투명 물질로 형성될 수 있다.
일 예로, 상기 베이스 기판(110)은 표시패널의 상부기판, 예를 들면, 컬러필터 기판과 인접하게 배치되는 기판일 수 있다. 다른 예로, 상기 베이스 기판(110)은 상기 굴절률 보상층(120)과 상기 투명전극패턴(130)을 사이에 두고 상기 표시패널의 상부기판과 이격되게 배치되어 사용자의 터치가 이루어지는 윈도우 기판일 수 있다. 또 다른 예로, 상기 베이스 기판(110)은 상기 표시패널의 상부기판일 수 있다.
상기 굴절률 보상층(120)은 상기 베이스 기판(110) 상부에 위치한다. 상기 굴절률 보상층(120)은 앞에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 일례로 상기 굴절률 보상층(120)은 상기 굴절률 매칭용 조성물을 상기 베이스 기판(110) 상에 코팅한 후 이에 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 굴절률 보상층(120)은 상기 베이스 기판(110)보다 큰 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 굴절률 보상층(120)은 상기 굴절률 매칭용 조성물이 경화되어 약 1.67 내지 2.2의 고상 굴절률을 가질 수 있다. 액상의 굴절률 매칭용 조성물이 경화되어 고상으로 변하는 경우, 고상 굴절률이 액상 굴절률에 비해 약 0.02가 높다. 일 예로, 상기 단일 구조 무기입자가 포함된 굴절률 보상층(120)은 약 1.67 내지 2.0의 고상 굴절률을 가질 수 있으며, 상기 코어쉘 구조 무기입자가 포함된 굴절률 보상층(120)은 1.7 내지 2.2의 고상 굴절률을 가질 수 있다.
한편 상기 굴절률 보상층(120)은 약 1 내지 5㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 투명전극패턴(130)은 상기 굴절률 보상층(120) 상부에 위치할 수 있고, 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 투명전극패턴(130)은 투명 전도성 산화물 또는 투명 전도성 중합체로 형성될 수 있다. 상기 투명 전도성 산화물의 예로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 주석안티몬산화물(Tin Antimony Oxide, TAO), 주석산화물(Tin Oxide, TO) 등을 들 수 있고, 상기 전도성 중합체의 예로는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리페닐렌 비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리 p-페닐렌(poly p-phenylene), 폴리헤테로사이클 비닐렌(polyheterocycle vinylene) 등을 들 수 있다. 바람직하게 상기 투명전극패턴(130)은 인듐주석산화물(ITO)로 형성될 수 있다. 상기 투명전극패턴(130)이 인듐주석산화물(ITO)로 형성되는 경우, 상기 투명전극패턴(130)은 약 1.8 내지 2.0의 굴절률을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 투명전극패턴(130)은 사용자의 터치를 감지하기 위해 동일 평면 상에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 감지전극들을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 감지전극들 중 동일한 열(row) 또는 행(column)에 배열된 감지전극들은 서로 전기적으로 연결되어 복수의 감지전극 열 또는 행을 형성할 수 있다. 즉, 상기 감지전극들이 M×N 매트릭스 형태로 배열된 경우, 상기 감지전극들은 M개의 감지전극 열 또는 N개의 감지전극 행을 형성할 수 있다. 이 때, M 및 N은 1 이상의 정수로서, 서로 동일한 값일 수도 있고 다른 값일 수도 있다. 이와 같은 M개의 감지전극 열 또는 N개의 감지전극 행은 사용자의 터치가 이루어지는 지점의 X-좌표 또는 Y-좌표만을 판별할 수 있으므로, 터치스크린 패널을 구성하기 위해서는 상기의 감지전극 열 또는 행과 직교하는 별도의 감지전극 행 또는 열이 요구되고, 이러한 별도의 감지전극 행 또는 열은 상기의 베이스 기판(110)과 구별되는 별도의 기판 상에 형성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 투명전극패턴(130)은 사용자의 터치를 감지하기 위해 제1 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제1 감지전극들 및 제2 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들은 동일 평면 상에 위치할 수 있고, 상기 제2 감지전극들은 상기 제1 감지전극들과 중첩하지 않도록 제1 감지전극들과 교호적으로 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 감지전극들의 경우, 동일한 열(row)에 배열된 감지전극들은 서로 전기적으로 연결되어 복수의 제1 감지전극 열을 형성할 수 있고, 상기 제2 감지전극들의 경우, 동일한 행(column)에 배열된 감지전극들은 서로 전기적으로 연결되어 복수의 제2 감지전극 행을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 감지전극들이 각각 M×N 매트릭스 형태로 배열된 경우, 상기 제1 감지전극들은 M개의 제1 감지전극 열을 형성할 수 있고, 상기 제2 감지전극들은 N개의 제2 감지전극 행을 형성할 수 있다. 이 때, M 및 N은 1 이상의 정수로서, 서로 동일한 값일 수도 있고 다른 값일 수도 있다. 이와 같은 M개의 제1 감지전극 열은 사용자의 터치가 이루어지는 지점의 X-좌표를 판별할 수 있고, N개의 제2 감지전극 행은 사용자의 터치가 이루어지는 지점의 Y-좌표를 판별할 수 있다.
상기 감지전극들 각각은 다각형, 원형, 타원형, 부정형 등의 다양한 형상을 가질 수 있고, 상기 감지전극들 각각의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 감지전극들 각각은 마름모 형상을 가질 수 있고, 동일한 감지전극 열 또는 행에 배열된 감지전극들은 브릿지 패턴에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판(200)은 베이스 기판(210), 투명전극패턴(230) 및 굴절률 보상층(220)을 포함한다.
상기 베이스 기판(210)은 도 1을 참조하여 설명한 베이스 기판(110)과 실질적으로 동일하고, 상기 투명전극패턴(230)은 상기 베이스 기판(210)과 상기 굴절률 보상층(220) 사이에 형성된다는 것을 제외하고는 도 1을 참조하여 설명한 투명전극패턴(130)과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 굴절률 보상층(220)은 상기 투명전극패턴(230)이 형성된 상기 베이스 기판(210) 상부에 형성되어, 상기 투명전극패턴(230)의 상부 및 상기 투명전극패턴(230)이 형성되지 않은 상기 베이스 기판(210)의 상부면을 커버할 수 있다. 상기 굴절률 보상층(220)은 앞에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
일례로, 상기 굴절률 보상층(220)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 투명전극패턴(230)이 형성된 상기 베이스 기판(210) 상부에 상대적으로 점도가 낮은 제1 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 제1 굴절률 보상층(221)을 형성한 후, 상기 제1 굴절률 보상층(221) 상부에 상대적으로 점도가 높은 제2 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 제2 굴절률 보상층(222)을 형성함으로써 구현될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 굴절률 보상층(221)은 상기 투명전극패턴(230)이 형성된 상기 베이스 기판(210) 상부에 상기 디아크릴레이트(diacrylate) 단량체, 상기 단관능 아크릴레이트 단량체, 상기 무기 입자 및 상기 광개시제 외에 용매를 더 포함하는 상기 제1 굴절률 매칭용 조성물을 코팅하고 상기 용매를 제거한 후 자외선을 조사하여 상기 조성물을 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제1 굴절률 매칭용 조성물을 상기 투명전극패턴(230)이 형성된 상기 베이스 기판(210) 상부에 코팅하는 경우, 상기 제1 굴절률 매칭용 조성물은 점도가 낮으므로 상기 제1 굴절률 매칭용 조성물에 의해 형성되는 제1 굴절률 보상층(221)은 상기 베이스 기판(210) 표면과 상기 투명전극패턴(230) 사이의 단차 때문에 표면이 평탄하지 않게 되고, 그 결과 상기 제1 굴절률 보상층(221)은 비평탄 표면을 갖게 된다. 상기 제2 굴절률 보상층(222)은 상기 용매를 포함하지 않고, 상기 디아크릴레이트(diacrylate) 단량체, 상기 단관능 아크릴레이트 단량체, 상기 무기 입자 및 상기 광개시제를 포함하는 상기 제2 굴절률 매칭용 조성물을 상기 제1 굴절률 보상층(221) 상에 코팅한 후 자외선을 조사하여 이를 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제1 굴절률 보상층(221) 상부에 상기 제2 굴절률 매칭용 조성물을 코팅하는 경우, 상기 제2 굴절률 매칭용 조성물의 점도가 높으므로 상기 제1 굴절률 보상층(221)의 표면이 비평탄하더라도 상기 제2 굴절률 매칭용 조성물에 의해 형성된 상기 제2 굴절률 보상층(222)은 평탄한 표면을 가질 수 있다.
상기 제2 굴절률 보상층(222)은 상기 제1 굴절률 보상층(221)과 다른 고상 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 굴절률 매칭용 조성물에 포함되는 무기 입자의 함량과 상기 제2 굴절률 매칭용 조성물에 포함되는 무기 입자의 함량을 서로 다르게 함으로써 상기 제1 굴절률 보상층(221)과 상기 제2 굴절률 보상층(222)의 고상 굴절률을 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 굴절률 보상층(222)은 상기 제1 굴절률 보상층(221)보다 작은 고상 굴절률을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 굴절률 보상층(221)은 상대적으로 많은 함량의 무기 입자를 포함하는 제1 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 형성하고, 상기 제2 굴절률 보상층(222)은 상대적으로 적은 함량의 무기 입자를 포함하는 제2 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판(300)은 베이스 기판(310), 제1 굴절률 보상층(321), 제2 굴절률 보상층(323), 제1 투명전극패턴(331) 및 제2 투명전극패턴(333)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(310)은 도 1을 참조하여 설명한 베이스 기판(110)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 굴절률 보상층(321)은 상기 베이스 기판(310)의 제1 면 상에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(323)은 상기 제1 면에 대향하는 상기 베이스 기판(310)의 제2 면 상에 형성된다. 상기 제1 굴절률 보상층(321) 및 상기 제2 굴절률 보상층(323)은 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 도 1을 참조하여 설명한 굴절률 보상층(120)과 실질적으로 동일한 방법으로 형성될 수 있으므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 투명전극패턴(331)은 상기 제1 굴절률 보상층(321) 상부에 형성되고, 상기 제2 투명전극패턴(333)은 상기 제2 굴절률 보상층(323) 상부에 형성된다.
상기 제1 투명전극패턴(331)은 제1 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제1 감지전극들을 포함하고, 상기 제2 투명전극패턴(333)은 제2 매트릭스 형태로 배열된 복수의 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 상기 제1 감지전극들의 경우, 동일 열(row)에 배열된 감지전극들은 서로 전기적으로 연결되어 복수의 제1 감지전극 열을 형성할 수 있고, 상기 제2 감지전극들의 경우, 동일 행(column)에 배열된 감지전극들은 서로 전기적으로 연결되어 복수의 제2 감지전극 행을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 감지전극 열들은 사용자의 터치가 이루어지는 지점의 X-좌표를 판별할 수 있고, 상기 제2 감지전극 행들은 사용자의 터치가 이루어지는 지점의 Y-좌표를 판별할 수 있다. 상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들은 서로 중첩하지 않도록 교호적으로 배치될 수 있다.
상기 제1 투명전극패턴(331)과 상기 제2 투명전극패턴(333)은 도 1을 참조하여 설명한 투명전극패턴(130)과 실질적으로 동일한 물질 및 방법으로 형성될 수 있고, 상기 제1 및 제2 감지전극들 각각의 형상은 도 1을 참조하여 설명한 투명전극패턴(130)의 감지전극과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판(400)은 베이스 기판(410), 제1 투명전극패턴(431), 제2 투명전극패턴(433), 제1 굴절률 보상층(421) 및 제2 굴절률 보상층(423)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(410)은 도 1을 참조하여 설명한 베이스 기판(110)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 투명전극패턴(431)은 상기 베이스 기판(410)의 제1 면 상에 형성되고, 상기 제2 투명전극패턴(433)은 상기 제1 면에 대향하는 상기 베이스 기판(410)의 제2 면 상에 형성된다. 상기 제1 투명전극패턴(431) 및 상기 제2 투명전극패턴(433)은 상기 베이스 기판(410) 상에 형성되어 상기 제1 굴절률 보상층(421) 및 상기 제2 굴절률 보상층(423)에 의해 커버된다는 것을 제외하고는 도 4를 참조하여 설명한 제1 투명전극패턴(331) 및 제2 투명전극패턴(333)과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 굴절률 보상층(421)은 상기 제1 투명전극패턴(431)이 형성된 상기 베이스 기판(410)의 제1 면 상에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(423)은 상기 제2 투명전극패턴(433)이 형성된 상기 베이스 기판(410)의 제2 면 상에 형성된다. 상기 제1 굴절률 보상층(421) 및 상기 제2 굴절률 보상층(423) 각각은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 굴절률 보상층(220)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판은 베이스 기판, 제1 투명전극패턴, 제2 투명전극패턴, 제1 굴절률 보상층 및 제2 굴절률 보상층을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴 및 상기 제1 굴절률 보상층은 도 4에 도시된 제1 투명전극패턴(331) 및 제1 굴절률 보상층(321)과 실질적으로 동일하게 형성되고, 상기 제2 투명전극패턴 및 상기 제2 굴절률 보상층은 도 5에 도시된 제2 투명전극패턴(433) 및 제2 굴절률 보상층(423)과 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴 및 상기 제1 굴절률 보상층은 도 5 도시된 제1 투명전극패턴(431) 및 제1 굴절률 보상층(421)과 실질적으로 동일하게 형성되고, 상기 제2 투명전극패턴 및 상기 제2 굴절률 보상층은 도 4에 도시된 제2 투명전극패턴(333) 및 제2 굴절률 보상층(323)과 동일하게 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판을 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판(500)은 베이스 기판(510), 제1 투명전극패턴(531), 제1 굴절률 보상층(521) 및 제2 투명전극패턴(533)을 포함한다.
상기 베이스 기판(510)은 도 1을 참조하여 설명한 베이스 기판(110)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 투명전극패턴(531)은 상기 베이스 기판(510)의 일면 상에 형성될 수 있고, 상기 제1 굴절률 보상층(521)은 상기 제1 투명전극패턴(531)이 형성된 상기 베이스 기판(510)의 일 면 상에 상기 제1 투명전극패턴(531)을 커버하도록 형성될 수 있다. 상기 제1 투명전극패턴(531) 및 상기 제1 굴절률 보상층(521)은 도 5를 참조하여 설명한 제1 투명전극패턴(431) 및 제1 굴절률 보상층(421)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제2 투명전극패턴(533)은 상기 제1 굴절률 보상층(521) 상부에 형성될 수 있다. 상기 제2 투명전극패턴(533)은 상기 제1 굴절률 보상층(521) 상부에 형성된다는 것을 제외하고는 도 5를 참조하여 설명한 제2 투명전극패턴(433)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 터치스크린 기판(500)은 상기 제2 투명전극패턴(533)이 형성된 상기 제1 굴절률 보상층(521) 상부에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(533) 및 상기 제2 투명전극패턴(533)이 형성되지 않은 상기 제1 굴절률 보상층(521)의 표면 영역을 커버하는 제2 굴절률 보상층(523)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 굴절률 보상층(523)은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 굴절률 보상층(220)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 제2 굴절률 보상층(523)의 고상 굴절률은 상기 제1 굴절률 보상층(521)의 고상 굴절률과 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 일 예로, 상기 상기 제2 굴절률 보상층(523)의 고상 굴절률은 상기 제1 굴절률 보상층(521)의 고상 굴절률보다 작을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판들은 투명전극패턴의 감지전극들에 전류를 공급하는 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 구동부는 터치스크린 기판의 영역 중 사용자의 터치가 감지되지 않는 영역에 형성될 수 있다. 이하 상기 구동부의 실시예를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
그리고 설명의 편의를 위해, 터치스크린 기판의 영역 중 감지전극들이 형성되어 사용자의 터치가 감지될 수 있는 영역을 '터치영역'이라 정의하고, 사용자의 터치가 감지되지 않는 영역을 '주변영역'이라 정의한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판에 적용되는 구동부의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 7에 도시된 구동부(740)는 도 1, 도 4 등에 도시된 터치스크린 기판에 있어서와 같이 굴절률 보상층(720)이 투명전극패턴(730)과 베이스 기판(710)의 사이에 형성된 터치스크린 기판(700)에 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 베이스 기판(710) 상부에 위치하는 굴절률 보상층(720)은 상기 터치영역(TA)과 상기 주변영역(PA) 모두에 형성되고, 상기 구동부(740)는 상기 주변영역(PA)에 위치하는 상기 굴절률 보상층(720)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 구동부(740)는 배선 및 구동소자를 포함할 수 있다. 상기 배선은 상기 굴절률 보상층(720) 상부에 형성되고, 상기 투명전극패턴(730)과 전기적으로 연결된다. 상기 구동소자는 상기 굴절률 보상층(720) 상에서 상기 배선과 전기적으로 연결되고 상기 투명전극패턴(730)에 전류를 공급할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판에 적용되는 구동부의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8에 도시된 구동부(840)는 도 2, 도 3, 도 5, 도 6 등에 도시된 터치스크린 기판에 있어서와 같이 굴절률 보상층(820)이 투명전극패턴(830)을 커버하도록 베이스 기판(810) 상부에 형성된 터치스크린 기판(800)에 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 굴절률 보상층(820)은 상기 베이스 기판(810)의 터치영역(TA)과 주변영역(PA) 중 상기 터치영역(TA)의 상부에만 형성되고, 상기 구동부(840)는 상기 굴절률 보상층(820)이 형성되지 않은 상기 베이스 기판(810)의 주변영역(PA)에 형성될 수 있다.
상기 굴절률 보상층(820)은 상기 베이스 기판(810)의 터치영역(TA)과 주변영역(PA) 상부에 본 발명의 실시예에 따른 굴절률 매칭용 조성물을 이용하여 굴절률 보상층을 형성하고, 상기 주변영역(PA)에 형성된 굴절률 보상층을 제거함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 굴절률 보상층(820)을 형성하기 위하여 상기 베이스 기판(810)의 터치영역(TA)과 주변영역(PA) 상부에 상기 굴절률 보상층을 형성하고 상기 주변영역(PA)에 형성된 굴절률 보상층 상부를 마스크로 가린 후 상기 터치영역(TA)에 형성된 굴절률 보상층만을 경화시킬 수 있다. 이어서, 미경화 상태인 상기 주변영역(PA)에 형성된 굴절률 보상층을 제거함으로써 상기 베이스 기판(810)의 터치영역(TA)에만 상기 굴절률 보상층(820)을 형성할 수 있다. 상기 마스크는 포토레지스터를 이용하여 형성할 수 있고, 상기 주변 영역(PA)에 형성된 미경화 굴절률 보상층은 수산화칼륨(KOH), 수산화테트라메틸암모늄(TMAH), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol) 등의 현상액을 이용하여 제거할 수 있다.
상기 구동부(840)는 상기 굴절률 보상층(820)이 형성되지 않은 상기 베이스 기판(810)의 주변영역(PA)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 구동부(840)는 상기 베이스 기판(810) 상에서 상기 투명전극패턴(830)과 전기적으로 연결되도록 형성된 배선 및 상기 베이스 기판(810) 상에서 상기 배선과 전기적으로 연결된 구동소자를 포함할 수 있다.
이와 같은 터치스크린 기판에 따르면, 상기 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것과 같은 표시불량을 방지할 수 있다. 일반적으로 터치스크린 기판의 터치영역을 투과하는 광은 상기 감지전극들이 형성된 영역을 투과하는 광과 상기 감지전극들이 형성되지 않은 영역을 투과하는 광을 포함하는데, 상기 베이스 기판과 상기 투명전극패턴의 굴절률이 서로 다르므로, 상기 굴절률 보상층이 없는 경우 상기 투명전극패턴이 사용자에게 시인될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판은 상기 굴절률 보상층을 형성하여 상기 투명전극패턴과 상기 기판의 굴절률 차이를 보상하여 주므로, 상기 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
<표시장치>
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(1000)는 표시패널(1100) 및 터치스크린 패널(1200)을 포함한다.
상기 표시패널로(1100)는 공지의 표시패널이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 표시패널(1100)로는 액정표시패널, 유기발광표시패널 등이 사용될 수 있다. 상기 표시패널(1100)이 액정표시패널인 경우, 상기 표시패널(1100)은 하부 기판(1110), 상부 기판(1120) 및 상기 하부 기판(1110)과 상기 상부 기판(1120) 사이에 배치된 액정(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 하부 기판(1110)에는 상기 액정을 구동하기 위한 박막트랜지스터가 형성될 수 있고, 상기 상부 기판(1120)에는 컬러필터가 형성될 수 있다.
상기 터치스크린 패널(1200)은 앞에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판(1210) 및 입력기판(1220)을 포함할 수 있다.
상기 터치스크린 기판(1210)은 상기 표시패널(1100)의 상부에 위치하는 베이스 기판(1211), 상기 베이스 기판(1211)의 상부에 형성된 굴절률 보상층(1212), 상기 굴절률 보상층(1212) 상부에 형성된 투명전극패턴(1213)과 구동부(1214)를 포함할 수 있다. 상기 투명전극패턴(1213)은 사용자의 터치 지점에 대한 X-좌표를 판별하는 제1 감지전극들 및 Y-좌표를 판별하는 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린 기판(1210)은 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
이 경우, 상기 입력기판(1220)은 상기 투명전극패턴(1213) 상부에 배치되고, 상기 입력기판(1220)은 투명 점착층(1230)에 의해 상기 투명전극패턴(1213)이 형성된 상기 굴절률 보상층(1212)의 표면에 부착될 수 있다. 상기 입력기판(1220)은 사용자가 터치하는 부분으로서 공지의 기판이 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 상기 투명전극패턴(1213)은 상기 베이스 기판(1211) 상부에 형성될 수 있고, 상기 굴절률 보상층(1212)은 상기 투명전극패턴(1213)이 형성된 상기 베이스 기판(1211)의 상부에 형성되어 상기 투명전극패턴(1213)과 상기 투명전극패턴(1213)이 형성되지 않은 상기 베이스 기판(1211)의 표면 영역을 커버할 수 있다. 상기 투명전극패턴(1213)은 사용자의 터치 지점에 대한 X-좌표를 판별하는 제1 감지전극들 및 Y-좌표를 판별하는 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린 기판(1210)은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(200)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
이 경우, 상기 입력기판(1220)은 상기 굴절률 보상층(1212) 상부에 배치되고, 상기 입력기판(1220)은 투명 점착층(1230)에 의해 상기 굴절률 보상층(1212)의 표면에 부착될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치(2000)는 표시패널(2100) 및 터치스크린 패널(2200)을 포함한다.
상기 표시패널(2100)은 도 9를 참조하여 설명한 표시패널(1100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 터치스크린 패널(2200)은 앞에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 기판을 포함할 수 있다.
상기 터치스크린 기판(2200)은 상기 표시패널(2100)의 상부에 위치하는 베이스 기판(2211), 상기 베이스 기판(2211)의 하부에 형성된 굴절률 보상층(2212) 및 상기 굴절률 보상층(2212) 하부에 형성된 투명전극패턴(2213)을 포함할 수 있다. 상기 투명전극패턴(2213)은 사용자의 터치 지점에 대한 X-좌표를 판별하는 제1 감지전극들 및 Y-좌표를 판별하는 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 이와 같은 터치스크린 기판(2210)은 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. 이 경우, 표면에 상기 투명전극패턴(2213)이 형성된 상기 굴절률 보상층(2212)은 투명 점착층(2230)에 의해 상기 표시패널(2100)의 상부기판(2120)에 부착될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 상기 투명전극패턴(2213)은 상기 베이스 기판(2211)의 하부에 형성되고, 상기 굴절률 보상층(2212)은 상기 투명전극패턴(2213)이 형성된 상기 베이스 기판(2211)의 하부면 상에 형성되어 상기 투명전극패턴(2213)과 상기 투명전극패턴(2213)이 형성되지 않은 상기 베이스 기판(2211)의 하부면을 커버하는 구조도 가능하다. 상기 투명전극패턴(2213)은 사용자의 터치 지점에 대한 X-좌표를 판별하는 제1 감지전극들 및 Y-좌표를 판별하는 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 이와 같은 터치스크린 기판은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(200)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. 이 경우, 상기 굴절률 보상층(2212)은 투명 점착층(2230)에 의해 상기 표시패널(2100)의 상부기판(2120)에 부착될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치(3000)는 표시패널(3100) 및 터치스크린 패널(3200)을 포함한다.
상기 표시패널(3100)은 도 9를 참조하여 설명한 표시패널(1100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 터치스크린 패널(3200)은 터치스크린 기판(3210) 및 입력기판(3220)을 포함한다.
상기 터치스크린 기판(3200)은 상기 표시패널(3100)의 상부에 위치하는 제1 베이스 기판(3211a), 상기 제1 베이스 기판(3211a)의 상부에 형성된 제1 굴절률 보상층(3212a), 상기 제1 굴절률 보상층(3212a) 상부에 형성된 제1 투명전극패턴(3213a)과 제1 구동부(3214a), 상기 제1 투명전극패턴(3213a)과 상기 제1 구동부(3214a) 상부에 위치하는 제2 베이스 기판(3211b), 상기 제2 베이스 기판(3211b)의 상부에 형성된 제2 굴절률 보상층(3212b), 상기 굴절률 보상층(3212b) 상부에 형성된 제2 투명전극패턴(3213b)과 제2 구동부(3214b)를 포함한다.
상기 터치스크린 기판(3210)은 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100) 2개를 제1 투명 점착층(3231)을 이용하여 부착한 구조와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 있어서, 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100) 2개는 제2 굴절률 보상층, 제2 투명전극패턴 등이 형성되지 않은 제2 베이스 기판(3211b)의 일면이 제1 투명전극패턴(3213a) 및 제1 구동부(3214a)가 형성된 제1 굴절률 보상층(3212a)과 마주보도록 결합된다.
상기 제2 베이스 기판(3211b)은 제1 투명 점착층(3231)에 의해 상기 제1 투명전극패턴(3213a) 및 상기 제1 구동부(3214a)가 형성된 상기 제1 굴절률 보상층(3212a)의 표면에 부착될 수 있다.
상기 제1 투명전극패턴(3213a)은 사용자의 터치 지점에 대한 X-좌표를 판별하는 제1 감지전극들을 포함하고, 상기 제2 투명전극패턴(3213b)은 사용자의 터치 지점에 대한 Y-좌표를 판별하는 제2 감지전극들을 포함한다.
상기 입력기판(3220)은 상기 제2 투명전극패턴(3213b) 및 상기 제2 구동부(3214b) 상부에 배치되고, 상기 입력기판(3220)은 제2 투명 점착층(3232)에 의해 상기 제2 투명전극패턴(3213b)과 상기 제2 구동부(3214b)가 형성된 상기 제2 굴절률 보상층(3212b)의 표면에 부착될 수 있다. 상기 입력기판(3220)은 사용자가 터치하는 부분으로서 공지의 기판이 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 일 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴(3213a)은 상기 제1 베이스 기판(3211a) 상부에 형성되고, 상기 제1 굴절률 보상층(3212a)은 상기 제1 투명전극패턴(3213a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(3211a)의 상부에 형성되어 상기 제1 투명전극패턴(3213a) 및 상기 제1 투명전극패턴(3213a)이 형성되지 않은 상기 제1 베이스 기판(3211a)의 표면 영역을 커버할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 투명전극패턴(3213b) 및 상기 제2 굴절률 보상층(3212b)은 도 11에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 다른 실시예로, 상기 제2 투명전극패턴(3213b)은 상기 제2 베이스 기판(3211b) 상부에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(3212b)은 상기 제2 투명전극패턴(3213b)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(3211b)의 상부에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(3213b) 및 상기 제2 투명전극패턴(3213b)이 형성되지 않은 상기 제2 베이스 기판(3211b)의 표면 영역을 커버할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 투명전극패턴(3213a) 및 상기 제1 굴절률 보상층(3212a)은 도 11에서 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 또 다른 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴(3213a)은 상기 제1 베이스 기판(3211a) 상부에 형성되고, 상기 제1 굴절률 보상층(3212a)은 상기 제1 투명전극패턴(3213a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(3211a)의 상부에 형성되어 상기 제1 투명전극패턴(3213a) 및 상기 제1 투명전극패턴(3213a)이 형성되지 않은 상기 제1 베이스 기판(3211a)의 표면 영역을 커버할 수 있다. 나아가 상기 제2 투명전극패턴(3213b)은 상기 제2 베이스 기판(3211b) 상부에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(3212b)은 상기 제2 투명전극패턴(3213b)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(3211b)의 상부에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(3213b) 및 상기 제2 투명전극패턴(3213b)이 형성되지 않은 상기 제2 베이스 기판(3211b)의 표면 영역을 커버할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치(4000)는 표시패널(4100) 및 터치스크린 패널(4200)을 포함한다. 본 실시예에 따른 표시장치(4000)는 터치스크린 기판(4210)을 제외하고는 도 11을 참조하여 설명한 표시장치(3000)와 실질적으로 동일하므로 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 표시패널(4100)은 도 9를 참조하여 설명한 표시패널(1100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 터치스크린 패널(4200)은 터치스크린 기판(4210) 및 입력기판(4220)을 포함한다.
상기 터치스크린 기판(4200)은 상기 표시패널(4100)의 상부에 위치하는 제1 베이스 기판(4211a), 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 하부에 형성된 제1 굴절률 보상층(4212a), 상기 제1 굴절률 보상층(4212a)의 하부에 형성된 제1 투명전극패턴(4213a)과 제1 구동부(4214a), 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 상부에 위치하는 제2 베이스 기판(4211b), 상기 제2 베이스 기판(4211b)의 상부에 형성된 제2 굴절률 보상층(4212b), 상기 굴절률 보상층(4212b) 상부에 형성된 제2 투명전극패턴(4213b)과 제2 구동부(4214b)를 포함한다.
상기 터치스크린 기판(4210)은 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100) 2개를 제2 투명 점착층(4232)을 이용하여 부착한 구조와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 있어서, 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100) 2개는 제2 굴절률 보상층(4212b), 제2 투명전극패턴(4213b) 등이 형성되지 않은 제2 베이스 기판(4211b)의 일면이 제1 굴절률 보상층(4212a), 제1 투명전극패턴(4213a) 등이 형성되지 않은 제1 베이스 기판(4211a)의 일면과 마주보도록 결합된다.
표면에 상기 제1 투명전극패턴(4213a)이 형성된 상기 제1 굴절률 보상층(4212a)은 제1 투명 점착층(4231)에 의해 상기 표시패널(4100)의 상부기판(4120)에 부착될 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(4211b)은 제2 투명 점착층(4232)에 의해 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 일면에 부착될 수 있다. 상기 입력기판(4220)은 상기 제2 투명전극패턴(4213b) 및 상기 제2 구동부(4214b) 상부에 배치되고, 상기 입력기판(4220)은 제3 투명 점착층(4233)에 의해 상기 제2 투명전극패턴(4213b)과 상기 제2 구동부(4214b)가 형성된 상기 제2 굴절률 보상층(4212b)의 표면에 부착될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 일 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴(4213a)은 상기 제1 베이스 기판(4211a) 하부에 형성되고, 상기 제1 굴절률 보상층(4212a)은 상기 제1 투명전극패턴(4213a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 하부면 상에 형성되어 상기 제1 투명전극패턴(4213a) 및 상기 제1 투명전극패턴(4213a)이 형성되지 않은 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 하부 표면 영역을 커버할 수 있다. 이 경우, 제1 투명전극패턴(4213a) 및 상기 제1 굴절률 보상층(4212a)은 도 12에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 다른 실시예로, 상기 제2 투명전극패턴(4213b)은 상기 제2 베이스 기판(4211b) 상부에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(4212b)은 상기 제2 투명전극패턴(4213b)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(4211b)의 상부에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(4213b) 및 상기 제2 투명전극패턴(4213b)이 형성되지 않은 상기 제2 베이스 기판(4211b)의 상부 표면 영역을 커버할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 투명전극패턴(4213a) 및 상기 제1 굴절률 보상층(4212a)은 도 12에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 또 다른 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴(4213a)은 상기 제1 베이스 기판(4211a) 하부에 형성되고, 상기 제1 굴절률 보상층(4212a)은 상기 제1 투명전극패턴(4213a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 하부면 상에 형성되어 상기 제1 투명전극패턴(4213a) 및 상기 제1 투명전극패턴(4213a)이 형성되지 않은 상기 제1 베이스 기판(4211a)의 하부 표면 영역을 커버할 수 있다. 나아가 상기 제2 투명전극패턴(4213b)은 상기 제2 베이스 기판(4211b) 상부에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(4212b)은 상기 제2 투명전극패턴(4213b)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(4211b)의 상부에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(4213b) 및 상기 제2 투명전극패턴(4213b)이 형성되지 않은 상기 제2 베이스 기판(4211b)의 상부 표면 영역을 커버하는 구조도 가능하다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치(5000)는 표시패널(5100) 및 터치스크린 패널(5200)을 포함한다.
상기 표시패널(5100)은 도 9를 참조하여 설명한 표시패널(1100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 터치스크린 패널(5200)은 터치스크린 기판(5210)을 포함한다.
상기 터치스크린 기판(5200)은 상기 표시패널(5100)의 상부에 위치하는 제1 베이스 기판(5211a), 상기 제1 베이스 기판(5211a)의 상부에 형성된 제1 굴절률 보상층(5212a), 상기 제1 굴절률 보상층(5212a)의 상부에 형성된 제1 투명전극패턴(5213a)과 제1 구동부(5214a), 상기 제1 투명전극패턴(5213a)과 제1 구동부(5214a) 상부에 형성된 제2 투명전극패턴(5213b)과 제2 구동부(5214b), 상기 제2 투명전극패턴(5213b)과 제2 구동부(5214b) 상부에 형성된 제2 굴절률 보상층(5212b) 및 상기 제2 굴절률 보상층(5212b) 상부에 위치하는 제2 베이스 기판(5211b)을 포함한다. 상기 제1 투명전극패턴(5213a)과 제1 구동부(5214a)가 표면에 형성된 상기 제1 굴절률 보상층(5212a)과 상기 제2 투명전극패턴(5213b)과 제2 구동부(5214b)가 형성된 상기 제2 굴절률 보상층(5212b)은 상기 제1 투명전극패턴(5213a)과 상기 제2 투명전극패턴(5213b)이 서로 이격된 상태에서 마주보도록 투명 점착층(5230)에 의해 서로 부착된다.
상기 터치스크린 기판(5210)은 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100) 2개를 투명 점착층(5230)을 이용하여 부착한 구조와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 있어서, 도 1을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(100) 2개는 제2 투명전극패턴(5213b)이 제1 투명전극패턴(5213a)을 마주보도록 결합된다.
본 실시예에 따른 표시장치(5000)의 경우, 제2 베이스 기판(5211b)이 사용자가 터치가 이루어지는 입력기판으로 작용한다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 일 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴(5213a)은 상기 제1 베이스 기판(5211a) 상부에 형성되고, 상기 제1 굴절률 보상층(5212a)은 상기 제1 투명전극패턴(5213a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(5211a)의 상부면 상에 형성되어 상기 제1 투명전극패턴(5213a) 및 상기 제1 투명전극패턴(5213a)이 형성되지 않은 상기 제1 베이스 기판(5211a)의 상부 표면 영역을 커버하는 구조도 가능하다. 이 경우, 상기 제2 투명전극패턴(5213b) 및 상기 제2 굴절률 보상층(5212b)은 도 13에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 다른 실시예로, 상기 제2 투명전극패턴(5213b)은 상기 제2 베이스 기판(5211b) 하부에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(5212b)은 상기 제2 투명전극패턴(5213b)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(5211b)의 하부면 상에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(5213b) 및 상기 제2 투명전극패턴(5213b)이 형성되지 않은 상기 제2 베이스 기판(5211b)의 하부 표면 영역을 커버할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 투명전극패턴(5213a) 및 상기 제1 굴절률 보상층(5212a)은 도 13에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 또 다른 실시예로, 상기 제1 투명전극패턴(5213a)은 상기 제1 베이스 기판(5211a) 상부에 형성되고, 상기 제1 굴절률 보상층(5212a)은 상기 제1 투명전극패턴(5213a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(5211a)의 상부면 상에 형성되어 상기 제1 투명전극패턴(5213a) 및 상기 제1 투명전극패턴(5213a)이 형성되지 않은 상기 제1 베이스 기판(5211a)의 상부 표면 영역을 커버할 수 있다. 나아가 상기 제2 투명전극패턴(5213b)은 상기 제2 베이스 기판(5211b) 하부에 형성되고, 상기 제2 굴절률 보상층(5212b)은 상기 제2 투명전극패턴(5213b)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(5211b)의 하부면 상에 형성되어 상기 제2 투명전극패턴(5213b) 및 상기 제2 투명전극패턴(5213b)이 형성되지 않은 상기 제2 베이스 기판(5211b)의 하부 표면 영역을 커버하는 구조도 가능하다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치(6000)는 표시패널(6100) 및 터치스크린 패널(6200)을 포함한다.
상기 표시패널(6100)은 도 9를 참조하여 설명한 표시패널(1100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 터치스크린 패널(6200)은 터치스크린 기판(6210) 및 입력기판(6220)을 포함한다.
상기 터치스크린 기판(6200)은 상기 표시패널(6100)의 상부에 위치하는 베이스 기판(6211), 상기 베이스 기판(6211)의 상부에 형성된 제1 투명전극패턴(6213a)과 제1 구동부(6214a), 상기 제1 투명전극패턴(6213a)과 제1 구동부(6214a)가 형성된 상기 제1 베이스 기판(6211)의 상부에 형성된 굴절률 보상층(6212), 상기 굴절률 보상층(6212)의 상부에 형성된 제2 투명전극패턴(6213b)과 제2 구동부(6214b)를 포함한다. 상기 터치스크린 기판(6200)은 도 6을 참조하여 설명한 터치스크린 기판(500)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 입력기판(6220)은 투명 점착층(6230)에 의해 상기 제2 투명전극패턴(6213b)과 상기 제2 구동부(6214b)가 표면에 형성된 상기 굴절률 보상층(6212)에 부착된다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치(7000)는 표시패널(7100) 및 터치스크린 패널(7200)을 포함한다.
상기 표시패널(7100)은 도 9를 참조하여 설명한 표시패널(1100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 터치스크린 패널(7200)은 터치스크린 기판(7210) 및 입력기판(7220)을 포함한다.
상기 터치스크린 기판(7200)은 상기 표시패널(7100)의 상부에 위치하는 베이스 기판(7211), 상기 베이스 기판(7211)의 하부면 상에 형성된 제1 굴절률 보상층(7212a), 상기 제1 굴절률 보상층(7212a)의 하부면 상에 형성된 제1 투명전극패턴(7213a)과 제1 구동부(7214a), 상기 베이스 기판(7211)의 상부면 상에 형성된 제2 굴절률 보상층(7212b), 상기 제2 굴절률 보상층(7212b)의 상부면 상에 형성된 제2 투명전극패턴(7213b)과 제2 구동부(7214b)를 포함한다. 상기 터치스크린 기판(7200)은 도 4를 참조하여 설명한 터치스크린 기판(300)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 입력기판(7220)은 투명 점착층(7232)에 의해 상기 제2 투명전극패턴(7213b)과 상기 제2 구동부(7214b)가 표면에 형성된 상기 제2 굴절률 보상층(7212b)에 부착된다.
한편, 본 실시예에 있어서, 상기 터치스크린 기판(7200)으로는 도 5를 참조하여 설명한 터치스크린 기판(400)이 적용될 수도 있다.
이와 같은 표시장치에 따르면, 상기 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것과 같은 표시불량을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 표시장치는 무기 입자를 포함하는 굴절률 보상층을 형성하여 상기 투명전극패턴과 상기 베이스 기판의 굴절률 차이를 보상할 수 있는 터치스크린 기판을 포함하므로, 상기 투명전극패턴이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
1. 단일 구조 무기 입자의 제조
1000ml 비커에 지르코늄옥사이드(ZrO2) 21 중량%를 포함하는 지르코늄 아세테이트 용액 500g(지르코늄 전구체)에 알루미늄 이소프로필산화물(알루미늄 전구체) 5.2g 및 크롬 아세테이트 일수화물(크롬 전구체) 0.2g을 첨가하여 교반하였다.
상기 전구체들을 혼합한 후, 초음파 공정을 통해 완전히 용해시켰다. 용해된 혼합 용액을 1L 라이너(liner) 고압 반응기에 옮긴 후, 고압 반응기의 내부 압력을 30atm이 되도록 반응온도를 설정하였다. 고압 반응기의 내부 압력이 30atm에 도달하면, 상기 압력으로 5시간 동안 유지하여 무기 시료를 제조하였다. 제조된 무기 시료를 건조기에 통과시키거나 분무 건조를 통해 시료에 함유된 수분이 제거된 무기입자를 제조하였다.
2. 코어쉘 구조 무기입자의 제조
500ml 비커에 TiO2의 전구체로서 티타늄 이소프로폭사이드(titanium isopropoxide) 100g을 넣고 교반하였다. 이어서, BaO2의 전구체인 바륨 아세테이트(barium acetate) 1.32g과 증류수 300g을 첨가하고 나서 초산 66g을 넣은 후 교반하여, 코어를 포함하는 콜로이드 용액 467.32g을 제조하였다. 상기 콜로이드 용액 전체 함량에 대해, 상기 코어의 함량은 약 17 중량%이었다.
상기 콜로이드 용액 467.32g이 담긴 시료병에 ZrO2의 전구체로서 지르코늄 아세테이트(zirconium acetate) 240g과 Al2O3의 전구체인 알루미늄 이소프로폭사이드(aluminum isopropoxide) 3.75g을 첨가하였다. 상기 시료병을 1L 라이너(liner) 고압 반응기를 이용하여 약 30 기압(30atm)에서 약 3시간 동안 반응시켜 코어-쉘 구조를 갖는 무기 입자를 제조하였다. 제조된 무기 입자를 건조기에 통과시켜 수분을 제거하였다.
TEM(transmission electron microscope)으로 측정한 무기 입자의 직경는 약 20nm이었다. 상기 코어와 상기 쉘의 중량비는 약 65:35이었고, 상기 코어에서 바륨(Ba)과 티타늄(Ti)의 중량비는 약 6.5:93.5이었으며, 상기 쉘(shell)에서 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)의 중량비는 약 3:97이었다.
3. 조성물의 제조
[실시예 1]
조성물 전체 중량에 대해서, 하기 화학식 1로 나타내는 플루오렌을 포함하는 디아크릴레이트 단량체 25 중량%, 2-페녹시 에틸아크릴레이트(2-Phenoxy ethyl Acrylate) 15 중량%, 단일 구조 무기 입자 55 중량% 및 광개시제로서 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, TPO) 5 중량%를 포함하는 실시예 1에 따른 조성물을 제조하였다.
<화학식 1>
Figure 112013116954116-pat00003
상기 화학식 1에서, Y1, Y2, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 수소를 나타내고, n은 1이며, m은 1이다.
[실시예 2]
실시예 1에서 2-페녹시 에틸아크릴레이트(2-Phenoxy ethyl Acrylate) 대신 페닐티오에틸아크릴레이트(Phenylthio ethyl acrylate)를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법을 사용하여 실시예 2에 따른 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
실시예 2에서 2-페녹시 에틸아크릴레이트(2-Phenoxy ethyl Acrylate) 대신 o-페닐 페놀 에톡시아크릴레이트(o-phenyl phenol ethoxy Acrylate) 를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법을 사용하여 실시예 3에 따른 조성물을 제조하였다.
[실시예 4]
실시예 1에서 단일 구조 무기 입자 대신 코어쉘 구조 무기입자를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법을 사용하여 실시예 4에 따른 조성물을 제조하였다.
[실시예 5]
실시예 2에서 단일 구조 무기 입자 대신 코어쉘 구조 무기입자를 이용하는 것을 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법을 사용하여 실시예 5에 따른 동일하게 조성물을 제조하였다.
[실시예 6]
실시예 3에서 단일 구조 무기 입자 대신 코어쉘 구조 무기입자를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 실질적으로 동일한 방법을 사용하여 실시예 6에 따른 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
시그마알드리치사(회사명, 미국)에서 구입한 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA)를 준비하였다.
[실험예 1] ― 고상 굴절률 특성 평가
실시예 1의 조성물을 3시간 정도 교반한 후 유리 기판 상에 스핀 코팅하고, 파장이 400nm인 UV 램프를 포함하는 유니램사(회사명, 한국)의 노광기를 이용하여 경화시켜 굴절률 보상층 1을 형성하였다. 상기 굴절률 보상층 1은 표면이 평탄하고, 두께가 약 1.5㎛이었다.
굴절률 보상층 1과 실질적으로 동일한 방법으로, 실시예 2 내지 6과 비교예 1의 조성물들을 각각 이용하여 굴절률 보상층 2 내지 6과 굴절률 보상층 7을 형성하였다. 상기 굴절률 보상층 2 내지 7 역시 표면이 평탄하고, 두께가 약 1.5㎛이었다.
상기 굴절률 보상층 1 내지 7에 대해서 메트리콘사(Metricon사, 회사명, 미국)의 프리즘 커플러(상품명: 2010/M)를 이용하여 굴절률을 측정하였고, 표 1은 상기의 굴절률 측정결과이다.
구분 고상 굴절률
굴절률 보상층 1(실시예 1) 1.670
굴절률 보상층 2(실시예 2) 1.683
굴절률 보상층 3(실시예 3) 1.692
굴절률 보상층 4(실시예 4) 1.700
굴절률 보상층 5(실시예 5) 1.705
굴절률 보상층 6(실시예 6) 1.712
굴절률 보상층 7(비교예 1) 1.495
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 6의 조성물들로 각각 형성된 굴절률 보상층 1 내지 6은 비교예 1의 조성물로 형성된 굴절률 보상층 7에 비해 현저하게 높은 고상 굴절률을 가짐을 알 수 있다.
[실험예 2] - 광투과도 특성 평가
굴절률 보상층 1, 굴절률 보상층 4 및 굴절율 보상층 7 각각에 대해, UV-Visible(제조사: Agilent사, 모델명: CARY 4000, Lamp: 550nm Mercury lamp)을 이용하여 광투과도를 측정하였고, 표 2는 상기의 광투과도 측정결과이다.
구분 광투과도 (%)
굴절률 보상층 1(실시예 1) 97.2
굴절률 보상층 4(실시예 4) 97.0
굴절률 보상층 7(비교예 1) 97.5
표 2를 참조하면, 굴절률 보상층 1과 4는 단일 구조 및 코어쉘 구조 무기 입자들을 포함하는 실시예 1과 4의 조성물로 형성되었음에도 불구하고 무기 입자를 포함하지 않는 비교예 1의 조성물로 형성된 굴절률 보상층 7과 거의 동일한 수준의 광투과도를 보임을 알 수 있다.
[실험예 3]
실시예 4의 조성물을 이용하여 형성한 굴절률 보상층 4의 상부에 굴절률이 약 2.0인 인듐주석산화물(indium tin oxide)로 이루어진 투명전극패턴을 형성함으로써 샘플 1을 제조하였다. 상기 투명전극패턴은 인듐주석산화물(indium tin oxide)을 이용하여 약 170 nm 두께의 투명층을 형성한 후 상기 투명층을 사진 식각 공정을 통해서 패터닝하여 다수의 전극들을 형성함으로써 형성하였다. 상기 투명전극패턴에 있어서, 서로 인접한 전극들 사이의 거리는 약 50㎛이었다.
그리고 비교예 1의 조성물을 이용하여 형성한 굴절률 보상층 7의 상부에 샘플 1에서의 투명전극패턴과 동일한 투명전극패턴을 형성함으로써, 샘플 2를 제조하였다.
도 16 및 도 17은 암흑 상태에서 샘플 1 및 샘플 2의 하부에서 광을 조사한 후, 샘플 1 및 샘플 2의 상부에서 평면으로 디지털카메라를 이용하여 촬영한 사진들이다.
먼저 도 17을 참조하면, 샘플 2에서는 투명전극패턴이 시인되는 것을 확인할 수 있다. 무기 입자를 포함하지 않는 비교예 1에 따른 조성물을 이용하여 형성한 굴절률 보상층 7의 상부에 투명전극패턴이 형성된 경우, 광원과 인접한 영역에 백색 라인이 시인되는 것을 알 수 있고, 상기 백색 라인은 인접한 투명 전극 사이의 투명전극패턴이 형성되지 않은 영역에 해당한다. 이러한 백색 라인은 굴절률이 1.495인 굴절률 보상층 7이 투명 전극의 형성 영역과 미형성 영역의 굴절률 차이를 보상하지 못하므로 나타나는 것이다.
이에 반해, 도 16을 참조하면, 샘플 1에서는 투명전극패턴이 시인되지 않는 것을 확인할 수 있다. 무기 입자를 포함하는 실시예 4의 조성물을 이용하여 형성한 굴절률 보상층 4의 상부에 투명전극패턴이 형성된 경우, 굴절률이 1.700인 굴절률 보상층 4가 투명 전극의 형성 영역과 미형성 영역의 굴절률 차이를 보상하여 투명 전극이 시인되지 않는 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 700, 800 : 터치스크린 기판
110, 210, 310, 410, 510, 710, 810, 1211, 2211, 6211, 7211: 베이스 기판
3211a, 4211a, 5211a : 제1 베이스 기판
3211b, 4211b, 5211b : 제2 베이스 기판
120, 220, 720, 820, 1212, 2212, 6212 : 굴절률 보상층
221, 321, 421, 521, 3212a, 4212a, 5212a, 7212a : 제1 굴절률 보상층
222, 323, 423, 523, 3212b, 4212b, 5212b, 7212b : 제2 굴절률 보상층
130, 230, 730, 830, 1213, 2213 : 투명전극패턴
331, 431, 531, 3213a, 4213a, 5213a, 6213a, 7213a : 제1 투명전극패턴
333, 433, 533, 3213b, 4213b, 5213b, 6213b, 7213a : 제2 투명전극패턴
740, 840, 1214 : 구동부
3214a, 4214a, 5214a, 6214a, 7214a : 제1 구동부
3214b, 4214b, 5214b, 6214b, 7214b : 제1 구동부
1100, 7100 : 표시패널
1200, 2200, 3200, 4200, 5200, 6200, 7200 : 터치스크린 패널

Claims (32)

  1. 플루오렌을 포함하는 디아크릴레이트 단량체;
    광개시제; 및
    티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는 무기 입자를 포함하는 굴절률 매칭용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물의 액상 굴절률은 1.68 내지 2.18인 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 1로 나타내는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112013116954116-pat00004

    상기 화학식 1에서, Y1, Y2, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기를 나타내고, m 및 n은 각각 1 내지 9의 정수를 나타내며, m과 n의 합은 2 내지 10이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 디아크릴레이트 단량체, 상기 광개시제 및 상기 무기 입자의 함량은 각각 5 내지 40 중량%, 0.1 내지 5 중량% 및 50 내지 80 중량%인 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    단관능 아크릴레이트 단량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 디아크릴레이트 단량체, 상기 광개시제, 상기 무기 입자 및 상기 단관능 아크릴레이트의 함량은 각각 5 내지 40 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 50 내지 80 중량% 및 1 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조성물의 액상 굴절률은 1.68 내지 2.18인 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    자외선 흡수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 자외선 흡수제의 함량은 0.1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 굴절률 매칭용 조성물.
  13. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 일면 상에 형성된 투명전극패턴; 및
    상기 투명전극패턴이 형성된 상기 베이스 기판의 일면 상에 상기 투명전극패턴의 상부 및 상기 투명전극패턴에 의해 노출된 상기 베이스 기판의 일면을 커버하도록 위치하고, 무기 입자가 내부에 분산된 굴절률 보상층을 포함하되,
    상기 무기 입자는
    티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제13항에 있어서,
    상기 굴절률 보상층의 고상 굴절률은 1.7 내지 2.2인 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 투명전극패턴에 전기적으로 연결되어 상기 투명전극패턴에 전류를 인가하는 구동부를 더 포함하고,
    상기 베이스 기판의 일면은 상기 투명전극패턴이 형성되어 사용자의 터치가 감지되는 터치영역 및 상기 터치 영역에 인접하게 위치하고 상기 구동부가 형성되어 상기 사용자의 터치가 감지되지 않는 주변 영역을 포함하며,
    상기 굴절률 보상층은 상기 베이스 기판의 일면 중 상기 주변 영역을 노출시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  20. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 일면 상에 형성되고, 무기 입자가 내부에 분산된 굴절률 보상층; 및
    상기 굴절률 보상층 상부에 형성된 투명전극패턴을 포함하되,
    상기 무기 입자는
    티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제20항에 있어서,
    상기 굴절률 보상층의 고상 굴절률은 1.7 내지 2.2인 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 투명전극패턴에 전기적으로 연결되어 상기 투명전극패턴에 전류를 인가하는 구동부를 더 포함하고,
    상기 베이스 기판의 일면은 상기 투명전극패턴이 형성되어 사용자의 터치가 감지되는 터치영역 및 상기 터치 영역에 인접하게 위치하고 상기 구동부가 형성되어 상기 사용자의 터치가 감지되지 않는 주변 영역을 포함하며,
    상기 구동부는 상기 주변 영역에 형성된 상기 굴절률 보상층 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  27. 표시패널 및 상기 표시패널 상부에 위치하는 터치스크린 패널을 포함하는 표시장치에 있어서,
    상기 터치스크린 패널은,
    투명전극패턴; 및
    무기 입자가 내부에 분산된 굴절률 보상층을 포함하며, 상기 굴절률 보상층은 상기 투명전극패턴의 상부 영역 및 상기 투명전극패턴에 형성되지 않는 영역을 커버하되,
    상기 무기입자는
    티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 표시패널 및 상기 표시패널 상부에 위치하는 터치스크린 패널을 포함하는 표시장치에 있어서,
    상기 터치스크린 패널은,
    무기 입자가 내부에 분산된 굴절률 보상층; 및
    상기 굴절률 보상층의 표면 상에 형성된 투명전극패턴을 포함하되,
    상기 무기입자는
    티타늄(Ti)과 바륨(Ba)을 포함하는 산화물로 형성된 코어 및 상기 코어를 피복하고 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어지는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  31. 삭제
  32. 삭제
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