KR101703430B1 - 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR101703430B1 KR1020150088552A KR20150088552A KR101703430B1 KR 101703430 B1 KR101703430 B1 KR 101703430B1 KR 1020150088552 A KR1020150088552 A KR 1020150088552A KR 20150088552 A KR20150088552 A KR 20150088552A KR 101703430 B1 KR101703430 B1 KR 101703430B1
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치아시웅 창
양첸 첸
메이츈 시
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이노럭스 코포레이션
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Abstract

본 발명개시는 디스플레이 패널, 기판 및 터치-감지층을 포함하는 터치 디스플레이 장치이다. 기판은 디스플레이 패널 상부에 배치되고, 터치-감지 영역 및 비-터치-감지 영역을 포함한다. 터치-감지층은 제 1 트레이스를 포함하고, 상기 제 1 트레이스의 일부는 비-터치-감지 영역 상부에 배치된다. 제 1 트레이스의 표면 상에 메쉬 패턴이 형성된다.

Description

터치 디스플레이 장치{TOUCH DISPLAY APPARATUS}
관련출원의 상호참조
본 출원은 그 전체가 여기서 참조에 의해 통합된, 2015년 1월 7일자 출원된 대만 특허 출원 제104100366호의 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명개시는 터치 디스플레이 장치에 관한 것이고, 특히 터치 디스플레이 장치 내의 트레이스 표면에 관한 것이다.
종래의 터치-감지 디바이스는 일반적으로 터치-감지 기판 상에 감지 전극 및 트레이스를 포함하고, 트레이스는 감지 전극에 전기적으로 접속된다. 트레이스는 본딩 패드 세트에 전기적으로 접속될 수 있고, 본딩 패드 세트는 플렉시블 회로 보드와 같은 외부 회로에 또한 전기적으로 접속될 수 있다. 전류 또는 신호가 본딩 패드 세트 및 트레이스를 통하여, 외부 회로로부터 감지 전극으로 전달될 수 있고, 이에 따라 터치-감지 디바이스를 구동시킨다.
그러나, 종래의 트레이스 및 그 위에 형성된 보호층( 및 트레이스 아래놓인 터치-감지 기판)은 접착성이 불충분하고, 이에 따라 박리 또는 박피를 발생시킨다. 터치-감지 디바이스가 터치 디스플레이 장치를 완성시키기 위해 디스플레이 디바이스와 통합될 때, 터치 디스플레이 장치에 주기 위해 광을 쉽게 반사시키는 트레이스의 평편한 표면은 고르지 못한 밝기를 갖는다. 따라서, 상술한 문제를 해결하기 위해 트레이스에 대한 새로운 표준이 요구된다.
본 발명개시의 일실시예는 터치 디스플레이 장치를 제공하고, 상기 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 디스플레이 패널 상부에 배치된 제 1 기판으로서, 터치-감지 영역 및 비-터치-감지(non-touch-sensing) 영역을 포함하는 제 1 기판; 및 제 1 기판 상부에 배치된 제 1 터치-감지층을 포함하고, 여기서 제 1 터치-감지층은 제 1 트레이스(trace)를 포함하고, 제 1 트레이스의 일부는 비-터치-감지 영역 상부에 배치되고, 제 1 트레이스의 표면 상에 메쉬(mesh) 패턴이 형성된다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 다음의 실시예에서 주어진다.
본 발명개시는 첨부 도면을 참조하여 후속하는 상세한 설명 및 예시들을 읽음으로써 보다 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명개시의 하나의 실시예에 있어서 터치-감지 디바이스의 상면도를 나타낸다.
도 2는 발명개시의 하나의 실시예에 있어서 트레이스의 확대도이다.
도 3은 입사 광에 대응하는 트레이스의 반사 패턴을 나타낸다.
도 4a는 본 발명개시의 하나의 실시예에 있어서 터치 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 4b는 본 발명개시의 하나의 실시예에 있어서 터치 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 5a는 본 발명개시의 하나의 실시예에 있어서 디스플레이 장치로부터의 광에 대한 트레이스의 반사 효과를 나타낸다.
도 5b는 본 발명개시의 하나의 비교 실시예에 있어서 디스플레이 장치로부터의 광에 대한 트레이스의 반사 효과를 나타낸다.
다음의 설명은 본 발명개시를 수행하기 위해 고려된 최상의 모드이다. 본 설명은 본 발명개시의 일반적인 원리를 예시하기 위해 이루어진 것이고, 제한의 의미를 취하지 않아야 한다. 본 발명개시의 범위는 청구범위를 참조함으로써 가장 잘 결정된다.
도 1은 본 본 발명개시의 하나의 실시예에 있어서 터치-감지 디바이스(10)의 상면도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 터치-감지 디바이스는 기판(11) 상의 터치-감지층을 포함하고, 기판(11)은 비-터치-감지 영역(non-touch-sensing region)(11A) 및 터치-감지 영역(11B)으로 나눠진다. 터치-감지층은 감지 전극(13) 및 트레이스(15)을 포함한다. 감지 전극(13)은 터치-감지 영역(11B) 상부에 배치된다. 트레이스(15)의 일부는 비-터치-감지 영역(11A) 상부에 배치되고, 트레이스(15)의 일부는 감지 전극(13)과 중첩하기 위해 터치-감지 영역(11B) 상부에 배치된다. 본 실시예에 있어서, 비-터치-감지 영역(11A)은 터치-감지 영역(11B)을 둘러싸고, 이 실시예는 단지 예시를 위한 것이고, 본 발명개시를 제한하지 않는다. 대안적으로, 비-터치-감지 영역(11A)은 터치-감지 영역(11B)의 외측에 위치되지만 터치-감지 영역(11B)을 둘러싸지 않을 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 기판(11)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 등과 같은 플렉시블(flexible) 폴리머 박막이다. 다음의 실시예 및 도면들에서 감지 전극(13)이 동일한 면적을 갖는 마름모와 같은 형상이고 접속 전극에 의해 접속되지만, 감지 전극(13)은 동일한 또는 필요하다면 상이한 면적을 갖는 또다른 형상(예를 들어, 삼각형, 사각형, 육각형, 또는 또다른 가능한 형상)일 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 감지 전극(13) 및 그들 사이의 접속 전극은 다음의 단계들: 투명한 전도성 층을 증착하는 단계, 및 감지 전극(13) 및 접속 전극을 정의하기 위해 리소그래피 및 에칭에 의해 투명 전도성 층을 패터닝하는 단계에 의해 형성된 (인듐 주석 산화물 (ITO) 또는 인듐 아연 산화물 (IZO)과 같은) 투명 전도성 재료로 이루어질 수 있다.
하나의 실시예에 있어서, 하나의 트레이스(15)의 말단은 감지 전극(13)에 접속되고, 감지 전극(13)의 말단의 중첩 부분은 접속부(151)로서 정의된다. 동일한 트레이스(15)의 또다른 말단은 본딩 패드(도시되지 않음) 에 접속될 수 있다. ITO 또는 IZO와 같은 본딩 패드는, 감지 전극(13)이 트레이스(15) 및 본딩 패드(도시되지 않음)를 통하여 외부 회로(도시되지 않음)에 전기적으로 접속될 수 있도록, 트레이스(15) 위에 놓이거나 아래에 놓이도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 외부 회로는 감지 전극(13)을 구동시킬 수 있고, 감지 전극(13)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 트레이스(15)는 구리, 알루미늄, 은, 다른 금속 또는 이들의 합금과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 트레이스(15)가 스크린 인쇄에 의해 형성됨으로써, 트레이스(15)의 표면 상에 메쉬(mesh) 패턴을 형성할 수 있다. 바람직하게는 트레이스(15)를 형성하는 방법(예를 들어, 스크린 인쇄)은 트레이스(15)의 표면 상에 메쉬 패턴을 형성하기 위해 플렉시블 기판(11) 상에 수행된다는 것을 주목하자. 트레이스(15)의 표면 상의 메쉬 패턴은 트레이스(15)와 다른 층들 사이의 접착을 돕고, 이에 따라 박리 또는 박피의 문제를 회피할 수 있다. 추가적으로, 메쉬 패턴은 이미지 상의 고르지 못한 밝기를 방지하기 위해 광을 확산시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 트레이스(15)의 확대도를 나타낸다. 도 2에서, 트레이스(15)는 그 표면 상에 메쉬 패턴을 갖는다. 메쉬 패턴은 돌출부(15P) 및 오목부(15C)를 갖고, 돌출부(15P)는 오목부(15C)들 사이에 배치된다. 도 2에서 오목부(15C)는 마름모와 같은 형상이었지만, 그들은 원형, 타원형, 또는 다각형, 예를 들어 정사각형, 사각형, 오각형, 육각형 또는 다른 다각형과 같은 다른 형상을 가질 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 오목부 (15C)의 전체 표면은 돌출부(15P)의 전체 면적보다 크고, 이에 따라, 광 확산 효과가 향상되고 터치 디스플레이 장치의 밝기 균일성이 개선된다. 오목부 (15C)의 전체 면적 및 트레이스(15)의 전체 표면은 55:100 내지 90:100의 비율인 것이 바람직하고, 이에 따라 광의 균일성을 더 좋게 한다.
상세하게는, 트레이스(15)는 트레이스의 길이를 따라 연장하는 본체부(155), 감지 전극(13)과 중첩하는 접속부(151), 및 본체부(155) 및 접속부(151)를 접속시키는 네크부(neck part)(153)를 포함한다. 네크부(153)는 본체부(155)의 길이 방향(155L)과 상이한 방향으로 연장한다. 접속부(151)는 가장자리(15E)를 갖고, 네크부(153) 및 본체부(155)는 가장자리(15E')를 갖는다. 다른게 말하면, 감지 전극(13)과 중첩하지 않는 트레이스(15)의 부분이 가장자리(15E') 갖는다. 감지 전극(13)은 가장자리(13E)를 갖는다. 하나의 실시예에 있어서, 가장자리(15E')의 거칠기(roughness)는 가장자리(15E)의 거칠기보다 크고, 가장자리(15E)의 거칠기는 가장자리(13E)의 거칠기보다 크다. 가장자리(15E')의 거칠기가 가장자리(15E)보다 큼으로써, 트레이스(15) 와 다른 층들 사이의 접착이 향상되어 박리 또는 박피를 회피하고, 또한 광의 확산을 도와 이미지의 고르지 못한 밝기를 방지할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 네크부(153)는 본체부(155)의 길이 방향(155L)과 평행하는 방향으로 폭(15W)을 갖고, 접속부(151)는 본체부(155)의 길이 방향(155L)과 평행하는 방향으로 폭(15W')을 갖는다. 하나의 실시예에 있어서, 폭(15W')은 폭(15W)보다 크다.
하나의 실시예에 있어서, 트레이스(15)의 본체부(155)는 길이 방향(155L)을 따라 연장되고, 메쉬 패턴의 돌출부(15P)(또는 오목부(15C))는 방향(21B)으로 방위된다. 하나의 실시예에 있어서, 길이 방향(155L) 및 방향(21B)은, 메쉬 패턴과 아래놓인 디스플레이 디바이스의 픽셀에 의해 발생되는 무아레 효과(Moire effect)를 회피하기 위해, 상이하다. 2개의 인접한 트레이스(15)의 메쉬 패턴은, 광이 트레이스(15) 각각 상에 유사한 확산 효과를 갖도록, 동일한 방향(21B)(도시되지 않음)으로 배열된다는 것을 주목하자. 이와 같이, 광은 효과적으로 균일하게 될 수 있다.
터치-감지 디바이스(10)는 터치 디스플레이 장치를 완성하기 위해 디스플레이 장치와 통합될 수 있다. 이와 같이, 디스플레이 디바이스로부터의 입사 광은, 도 3에 나타낸 바와 같이 반사 패턴을 생성하기 위해 트레이스(15)에 노출시킨다. 반사 패턴은 밝은 영역(15B) 및 어두운 영역(15D)으로 나눠지고, 밝은 영역(15B)은 어두운 영역(15D)들 사이에 배치된다. 하나의 실시예에 있어서, 밝은 영역(15B)은 트레이스(15)의 돌출부(15P)에 대응하고, 어두운 영역(15D)은 오목부(15C)에 대응한다. 유사하게, 어두운 영역(15D)의 전체 면적은 밝은 영역(15B)의 전체 면적보다 크고, 어두운 영역(15D)은 도 3에 나타낸 바와 같은 마름모 외의 형상, 예를 들어 원형, 타원형 또는 다각형(예를 들어, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 또는 다른 다각형)일 수 있다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 터치-감지 디바이스(10)는 또다른 터치-감지 디바이스(40)와 병치(collocate)될 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 터치-감지 디바이스(40)는, 감지 전극이 배열된 방향에 있어서 차이를 가지고, 터치-감지 디바이스(10)의 설계를 이용할 수 있다. 예를 들어, 터치-감지 디바이스(40)의 감지 전극(13)은 터치-감지 디바이스(10)의 감지 전극(13)이 배열된 방향에 수직인(또는 교차하는) 방향으로 배열된다. 대안적으로, 터치-감지 디바이스(40)의 설계는 터치-감지 디바이스(10)의 설계와 또다른 설계를 이용한다. 다른 실시예에 있어서, 터치-감지 디바이스(10 및 40)의 위치는 도 4a에서와 반대로, 터치-감지 디바이스(40)가 터치-감지 디바이스(10)와 커버(42) 사이에 배치된다. 터치 디스플레이 장치를 완성하기 위해 터치-감지 디바이스(10 및 40)는 디스플레이 디바이스(44) 와 커버(42) 사이에 배치될 수 있다. 커버(42) 상의 블랙 매트리스(BM)는 터치-감지 디바이스(10)의 트레이스(15)에 대응하고, 블랙 매트리스(BM)는 커버(42)와 터치-감지 디바이스(10) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 커버(42)는 85%보다 큰 광 투과율을 가진 플라스틱 커버 또는 유리 커버일 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 디스플레이 디바이스(44)는 전자 페이퍼, 전자 리더, 전자 발광 디스플레이(ELD), 유기 전자 발광 디스플레이(OELD), 진공 형광 디스플레이(VFD), 발광 다이오드 디스플레이(LED), 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 디지털 광 처리(DLP) 디스플레이, 실리콘 액정 디스플레이(LCoS), 유기 발광 다이오드(OLED), 표면 전도 전자 방출 디스플레이(SED), 전계 방출 디스플레이(FED), 양자점 레이저 TV, 액정 레이저 TV, 페로 액정 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(IMOD), 후막 유전 전계 발광(TDEL), 양자점 발광 다이오드(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기 발광 트랜지스터(OLET), 일렉트로크로믹 디스플레이, 레이저 형광 디스플레이(LPD) 등일 수 있다. 디스플레이 디바이스(44)는 바람직하게 전자 발광 디스플레이(ELD), 유기 전자 발광 디스플레이(OELD), 진공 형광 디스플레이(VFD), 발광 다이오드 디스플레이(LED), 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 다이오드(OLED), 표면 전도 전자 방출 디스플레이(SED), 전계 방출 디스플레이(FED), 유기 발광 트랜지스터(OLET) 또는 레이저 형광 디스플레이(LPD)이다.
도 4b에 나타낸 바와 같이, 또다른 터치-감지층(46)이 터치-감지 디바이스(10)의 기판(11) 아래에 형성된다. 터치-감지층(46)은, 감지 전극(13)이 배열되는 방향에 있어서의 차이를 가지고, 터치-감지 디바이스(10)의 터치-감지층의 설계를 이용한다. 예를 들어, 터치-감지층(46)의 감지 전극(13)은 터치-감지 디바이스(10) 의 감지 전극(13)이 배열되는 방향에 수직인(또는 교차하는) 방향으로 배열된다. 대안적으로, 터치-감지층(46)의 설계는 터치-감지 디바이스(10) 의 감지 전극(13)의 형상과 다른 설계를 이용한다. 다른 실시예에 있어서, 터치-감지층(46) 및 터치-감지 디바이스(10)의 터치-감지층의 위치는 도 4b와 반대로, 터치-감지층(46)이 터치-감지 디바이스(10)의 터치-감지층과 커버(42) 사이에 배치된다. 추가적으로, 터치-감지층(46) 및 터치-감지 전극(13)은 동일 평면 상에 있다. 본 실시예에 있어서, 디스플레이 디바이스(44)는 이전 설명된 실시예와 유사하고, 그 설명은 여기서 생략된다.
도 5a는 도 4a의 터치 디스플레이 장치에 기초하여 예시되고, 도 4b의 터치 디스플레이 장치가 유사한 현상을 가짐을 이해해야 한다. 디스플레이 디바이스(44)에 의해 발광된 광(51L)은 트레이스(15)에 노출시키면서, 광의 일부는 트레이스(15)를 통하여 이동할 수 있고, 그 후 트레이스(15)의 박형화로 인해 반사 광(51R)을 형성하기 위해 트레이스의 표면에 의해 반사될 수 있다. 반사 광(51R)은 디스플레이 디바이스(44)의 표면으로 다시 이동한 후 디스플레이 디바이스(44)에 의해 재반사될 수 있고, 이에 따라 기판(11)을 통하여 터치 디스플레이 장치의 외측으로 향하여 이동한다. 메쉬 패턴은 트레이스(15)의 표면 상에 형성되므로, 반사 광(51R)은 하나의 지점 상의 포커스된 것 외에 난반사될 것이고, 이에 따라, 이미지가 고르지 못한 밝기를 갖는 것을 방지한다. 트레이스(15)가 메쉬 패턴 외의 평편한 표면을 갖는 경우, 트레이스(15)에 노출된 광(51L)은 하나의 지점 상에 포커스된 반사 광(51R)을 생성하기 위해 반사될 것이다. 이와 같이, 이미지는 도 5b에 나타낸 바와 같이 고르지 못한 밝기를 가질 것이다.
본 발명개시는 바람직한 실시예의 관점에서 예시로서 설명되었고, 본 발명 개t는 개시된 실시예에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 반대로, (당업자에게 명백한 바와 같이) 다양한 변경 및 유사한 구성을 포함하도록 의도된다. 그러므로, 청구범위의 범위는 그러한 변경 및 유사한 구성 모두를 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 터치 디스플레이 장치에 있어서,
    디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 상부에 배치된 제 1 기판으로서, 터치-감지 영역 및 비-터치-감지(non-touch-sensing) 영역을 포함하는, 상기 제 1 기판; 및
    상기 제 1 기판 상부에 배치된 제 1 터치-감지층
    을 포함하고,
    상기 제 1 터치-감지층은 제 1 트레이스(trace) 및 감지 전극을 포함하고, 상기 감지 전극은 상기 터치-감지 영역 상부에 배치되고, 상기 제 1 트레이스의 제 1 부분은 상기 비-터치-감지 영역 상부에 배치되고, 상기 제 1 트레이스의 제 2 부분은 상기 감지 전극과 중첩되고, 상기 제 1 트레이스의 표면 상에 메쉬(mesh) 패턴이 형성되는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 폴리머 박막을 포함하는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 전극은 상기 제 1 트레이스에 전기적으로 접속되는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은 적어도 하나의 돌출부 및 적어도 2개의 오목부들을 포함하고, 상기 돌출부는 상기 오목부들 사이에 배치되는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 오목부는 원형, 타원형, 또는 다각형의 형상을 갖는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은 복수의 돌출부들 및 복수의 오목부들을 포함하고, 상기 오목부들의 전체 면적은 상기 돌출부들의 전체 면적보다 큰 것인, 터치 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은 입사 광에 대응하는 반사 패턴을 갖고, 상기 반사 패턴은 적어도 하나의 밝은(bright) 영역 및 적어도 2개의 어두운(dark) 영역들을 포함하고, 상기 밝은 영역은 상기 어두운 영역들 사이에 배치되는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴은 입사 광에 대응하는 반사 패턴을 갖고, 상기 반사 패턴은 복수의 밝은 영역들 및 복수의 어두운 영역들을 포함하며, 상기 어두운 영역들의 전체 면적은 상기 밝은 영역들의 전체 면적보다 큰 것인, 터치 디스플레이 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 트레이스는 상기 제 1 트레이스의 길이 방향을 따라 연장하는 본체부, 상기 감지 전극의 일부와 중첩하는 접속부, 및 상기 본체부와 상기 접속부를 접속시키는 네크부(neck part)를 포함하고, 상기 접속부는 상기 제 1 트레이스의 길이 방향에 평행하는 제 1 폭을 갖고, 상기 네크부는 상기 제 1 트레이스의 길이 방향에 평행한 제 2 폭을 갖고, 상기 제 1 폭은 상기 제 2 폭보다 큰 것인, 터치 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접속부의 가장자리 거칠기(roughness)는 상기 감지 전극의 가장자리 거칠기보다 큰 것인, 터치 디스플레이 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 본체부의 가장자리 거칠기는 상기 접속부의 가장자리 거칠기보다 큰 것인, 터치 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 트레이스의 상기 메쉬 패턴은 복수의 돌출부들을 포함하고, 상기 돌출부들의 방위는 상기 제 1 트레이스의 길이 방향과는 상이한 것인, 터치 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 디스플레이 장치 상부에 배치된 커버를 더 포함하고, 상기 커버는 상기 제 1 트레이스에 대응하는 블랙 매트리스를 포함하는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 터치-감지층과 상기 커버 사이에 배치되며, 상기 제 1 터치-감지층 상부에 순서대로 배치된 제 2 기판 및 제 2 터치-감지층을 더 포함하는 것인, 터치 디스플레이 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치된 제 2 터치-감지층을 더 포함하는, 터치 디스플레이 장치.
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