KR102029433B1

KR102029433B1 - 터치 스크린 패널

Info

Publication number: KR102029433B1
Application number: KR1020130010867A
Authority: KR
Inventors: 구승만
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2019-10-08
Also published as: KR20140098895A

Abstract

본 발명의 일 실시예에서는 베이스 기판의 상면에 형성되는 투명한 제1 전극과, 하면에 형성되는 투명한 제2 전극을 포함하는 패널 기판과, 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 선폭과 동일한 선폭으로 형성되는 연결전극과, 상기 연결전극을 한 쪽 끝에 마련된 패드로 연결시키는 연결선을 포함하는 패드 기판을 포함하고, 상기 패널 기판을 표시 영역과 비표시 영역으로 나눴을 때, 상기 제1 전극의 끝과 상기 제2 전극의 끝은 비표시 영역에 위치하는 터치 스크린 패널을 개시한다.

Description

터치 스크린 패널{TOUCH SCREEN PANEL}

본 발명은 메탈 전극을 삭제해 투명전극으로만 이뤄진 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배(voltage gradient)로 판단하는 저항막 방식(resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등으로 구별될 수 있으며, 그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다.

이 중 요즘 시장에서 가장 많이 사용되는 정전용량 방식은 X축 전극패턴들과 Y축 전극패턴들을 교차시켜 매트릭스를 형성하고, 매트릭스 상의 임의의 위치에서 터치가 이루어지는 경우, 정전용량이 변화되는 매트릭스 상의 X축과 Y축의 좌표를 찾아내어 터치 위치를 검출하므로 접촉력이 작은 경우에도 터치위치를 감지할 수 있는 이점이 있다.

이 같은 정전용량 방식 터치 스크린 패널은 투명기판과, 이 투명 기판 상의 일면에 형성되는 복수의 구동 전극들(Tx)과, 투명 기판(10)의 타면 상에 형성되며, 복수의 구동전극들(Tx)과 교차하는 복수의 센싱 전극들(Rx)을 포함해서 구성된다.

구동전극들과 센싱 전극들은 디스플레이 중 화면이 표시되는 부분에 대응하게 위치하기 때문에, 일반적으로 투명전극으로 구성된다.

한편, 이 구동전극들과 센싱 전극들은 저항이 높아 비표시 영역, 즉 화면이 표시되지 않는 테두리 영역에서 금속전극과 연결돼 패드로 연결된다. 패드는 센싱 전극들과, 구동전극들에 전기적 신호를 입력하기 위해서 다른 구성부분과 연결되는 부분이다.

도 1은 이처럼 구성되는 종래 기술에 따른 터치 스크린 패널을 보여준다. 도 1에서 예시하는 바처럼, 종래 기술에 따른 터치 스크린 패널은 기판(10)의 일 면에 구동 전극들(Tx) 또는 센싱 전극들(Rx) 중 하나가 가로방향으로 형성된다. 도 1에서, 점선의 직사각형은 표시영역(AA)과 비표시영역(NA)을 나타낸다. 표시영역(AA)으로 구동 전극들(Tx)이 가로 방향으로 형성되는데, 표시영역(AA)은 화상이 표시되는 부분이기 때문에, 구동 전극들(Tx)은 투명전극으로 형성된다.

그런데, 투명전극은 저항이 높기 때문에, 비표시 영역(NA)에서 패드(20)와 구동전극들(Tx)을 연결하는 라우팅 배선(30)은 금속전극으로 형성된다.

이 라우팅 배선(30)은 구동전극들(Tx)의 한쪽 끝에 연결된 상태에서, 패드(20)로 연장된다.

그런데, 이 라우팅 배선(30)은 협소한 비표시 영역(NA)에 형성되고, 구동전극들의 개수에 해당하는 개수가 필요하기 때문에, 미세 피치로 형성될 수 밖에 없다. 일 예로, 11.5인치 모델에서 구동전극들(Tx)은 대략 32개가 형성되므로, 라우팅 배선(30) 역시 32개가 필요하다.

이처럼 미세 피치로 라우팅 배선(30)이 형성되다 보니, 라인 저항이 발생하고, 일정한 선폭으로 각 배선을 형성하는 것이 어렵기 때문에, 도 1에 도시된 바처럼, 라우팅 배선(30)을 좌측과 우측 각각에 형성해서 문제를 해결하고 있다.

하지만, 이처럼 구성하는 것은 수율 문제를 발생하므로, 터치 스크린 패널의 제조 원가를 높여, 가격 경쟁력을 떨어트리는 문제로 발생한다.

한편, 본 발명자는 도 1과 같은 터치 스크린 패널에서 라우팅 배선의 저항값을 실측해 보았는데, 최소 328Ω, 최대 15.9kΩ으로 큰 편차를 나타내었다.

더욱이, 이처럼 라우팅 배선을 금속 전극으로 구성하는 경우에는 미세 패턴으로 이뤄진 금속 전극이 손상 또는 산화되는 것을 방지하기 위해, 금속 전극을 보호하기 위한 구조가 반드시 필요하다.

본 발명은 이 같은 배경에서 창안된 것으로, 금속 전극을 삭제해서 상술한 문제점을 해결하는데 있다.

상기 패드 기판은 연성 인쇄 회로기판으로 이뤄진다.

상기 패널 기판은 천공해서 형성된 얼라인 마크를 포함하고, 상기 패드 기판은 상기 얼라인 마크와 함께 얼라인 기준을 제공하는 얼라인 키를 포함한다.

상기 연결전극과 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 끝은 동일한 선폭으로 이뤄진다.

상기 패드 기판의 연결전극은 ACF 본딩 또는 납땜을 통해서 상기 패널 기판의 제1 전극 또는 제2 전극에 연결된다.

상기 패드 기판은, 상기 제1 전극에 연결되는 제1 패드 기판과, 상기 제2 전극에 연결되는 제2 패드 기판을 포함한다.

상기 제2 패드 기판은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 입력되는 구동신호를 생성하는 회로 소자들의 집합체로 이뤄진 회로부와, 상기 회로부에 연결된 연결 패드를 포함하고, 상기 연결 패드는 상기 제1 패드 기판에 마련된 패드와 연결된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 비표시 영역에 형성되던 금속 전극을 삭제할 수 있어 제조 공정을 단순화할 수 있고, 금속 전극 때문에 발생하던 문제점을 근본적으로 해결할 수가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 미세 피치의 금속 전극을 형성하지 않으므로, 작업 수율이 개선되는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 스크린 패널이 패널 기판과 패드 기판으로 나눠 구성됨으로, 설계 자유도를 확보할 수 있고, 공정이 단순해져서 표준화가 쉬어진다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단순화게 터치 스크린 패널이 구성됨으로 터치 스크린 패널의 외형을 자유롭게 디자인할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 정전용량 방식의 터치 스크린 패널을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 평면 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 B-B선을 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 패널 기판에 패드 기판에 접착된 모습을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 평면 모습을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절단한 단면 모습을 보여준다. 설명에 앞서 도 2에서, 제1 전극(Tx)과 제2 전극(Rx)은 베이스 기판(100)의 다른 면에 각각 형성되지만, 설명의 편의를 위해 동일 평면에 형성된 것으로 예시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)은, 패널 기판(100)과 제1 패드 기판(200), 제2 패드 기판(300)을 포함한다.

패널 기판(100)으로는 제1 전극들(Tx)과 제2 전극들(Rx)이 형성되며, 제2 기판(100)으로는 제1 전극들(Tx)과 제2 전극들(Rx)의 패드(210)가 형성된다.

먼저, 패널 기판(100)은 베이스 기판(110)과 베이스 기판(100)의 한쪽 면에 형성되는 제1 전극들(Tx), 그리고, 베이스 기판(110)의 다른 면에 형성되는 제2 전극(Rx)을 포함한다.

베이스 기판(110)은 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo Olefin Polymer; COP)처럼 연신되지 않은 광등방성 필름으로 구성된다.

제 1 전극들(Tx)은 기판(110)의 상면에 형성되며, 제 1 방향(예컨대, 가로방향)으로 나란하게 배열된다. 복수의 제 2 전극들(Tx)은 기판(110)의 하면에 형성되며, 상기 제 1 전극들(Rx)과 교차하는 제 2 방향(예컨대, 세로방향)으로 나란하게 배열된다.

이 제 1 및 제 2 전극들(Rx, Tx)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indioum Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), 금속 메쉬형(metal mesh type) 투명 전극, 금속 나노와이어(metal Nano Wire), 또는 탄소 계열 투명 전극들과 같은 투명 도전성 물질로 형성된다.

한편, 도면에서 점선의 직사각형은 표시영역(AA)과 비표시영역(NA)의 경계를 나타낸다. 제1 전극들(Tx)은 비표시영역(NA)까지 연장되며, 이에 따라 제1 전극들의 끝은 비표시 영역(NA)에 위치한다. 도 2를 기준으로 할 때, 제1 전극들(Tx)은 가로 방향으로 연장돼, 우측에 마련된 비표시 영역(NA)에 그 끝이 위치한다. 제2 전극들(Rx)도 제1 전극들(Tx)과 마찬가지로, 비표시 영역(NA)까지 연장되며, 이에 따라 제2 전극들(Rx)의 끝은 비표시 영역(NA)에 위치한다. 도 3를 기준으로 할 때, 제2 전극들(Rx)은 세로 방향으로 연장돼, 아래에 마련된 비표시 영역(NA)에 그 끝이 위치한다.

이처럼, 이 실시예에서 패널 기판(100)은 투명 전극으로 이뤄진 제1 전극들과 제2 전극들만 형성되고, 종래 기술에 따른 금속 전극의 라우팅 배선은 형성돼지 않는다. 이처럼 금속 전극을 비표시 영역에 형성하지 않기 때문에, 설계 자유도를 높일 수 있고, 나아가 베젤 크기를 줄이는데 효과적이다.

패널 기판(100)은 제1 얼라인 마크(130)와 제2 얼라인 마크(140)를 더 포함한다. 도 2를 기준으로 제1 얼라인 마크(130)는 우측 상단 코너에 형성되며, 제2 얼라인 마크(140)는 좌측 하단 코너에 형성된다.

제1 얼라인 마크(130)는 제1 패드 기판(200)을 패널 기판(100)에 접착시킬 때 기준으로 사용되며, 제2 얼라인 마크(140)는 제2 패드 기판(300)을 패널 기판(100)에 접착시킬 때 기준으로 사용된다. 제1 얼라인 마크(130)와 제2 얼라인 마크(140)는 베이스 기판(110)을 일정 모양으로 펀칭(punching)해서 형성한다. 이처럼 제1 얼라인 마크(130)와 제2 얼라인 마크(140)를 펀칭해서 형성함으로써, 얼라인 마크를 형성하기 위한 별도의 마스크 공정 수를 줄일 수 있고, 본 실시예에서는 패널 기판(100)이 투명한 전극만이 형성돼 있어 패드 기판을 접착하는데 어려운 점이 있으나, 얼라인 마크를 형성하는 공정을 추가할 필요 없이 용이하게 두 기판을 얼라인할 수 있도록 한다.

제1 패드 기판(200)은 제1 전극들(Tx)의 패드를 구성하는 구성요소이다. 이 제1 패드 기판(200)은 연성 인쇄 회로기판(Flexible printed circuit board)으로 구성될 수 있다. 제1 패드 기판(200)은 연결전극(220)과 패드에 연결되는 연결선(230)을 포함한다.

연결전극(220)은 제1 전극(Tx)의 선폭(d1)과 동일한 선폭(w1)으로 구성돼, 연결전극(220)이 제1 전극(Tx)과 연결될 때, 접촉 저항을 줄이고 둘 사이를 쉽게 연결할 수 있도록 한다. 이 연결전극(220)은 제1 전극들(Tx)의 개수와 동일한 개수로 1:1 대응하도록 구성된다. 일 예로, 제1 전극들(Tx)이 32개라면, 연결전극(220) 역시 32개로 형성된다. 연결선(230)은 연결전극(220)과 패드(210) 사이를 연결한다.

이처럼, 이 실시예에서는 종전 비표시 영역(NA)에 형성되던 금속 전극을 삭제해 설계 자유도를 높이는 한편, 금속전극을 제1 패드 기판(200)으로 대체해 금속전극 때문에 발생하던 문제점들을 해결한다.

제1 패드 기판(200)은 얼라인 키(240)를 포함해서 구성된다. 이 얼라인 키(240)는 제1 패드 기판(200)을 패널 기판(100)에 부착할 때, 제1 얼라인 마크(130)와 함께 얼라인 기준을 제공한다. 이 제1 얼라인 키(240) 역시 제1 패드 기판(200)을 천공해서 형성할 수 있다.

한편, 연결전극(220)은 제1 전극(Tx)에 도전 필름(Anisotropic Conductive Film) 또는 납땜(400)을 통해 부착될 수 있다.

제2 패드 기판(300)은 제2 전극들(Rx)의 패드를 구성하는 구성요소이다. 제2 패드 기판(300) 역시 제1 패드 기판(200)과 동일한 구성을 갖는다. 제2 패드 기판(300)은 연성 인쇄 회로기판으로 구성되며, 연결전극(320)과 패드(310)에 연결되는 연결선(330)과 제2 얼라인 마크와 세트로 얼라인 기준을 제공하는 제2 얼라인 키(340)를 포함한다.

연결전극(320)은 제2 전극(Rx)의 선폭(d2)과 동일한 선폭(w1)으로 구성되며, 제2 전극(Rx)과 동일한 개수로 형성된다. 이 연결전극(320)은 제2 전극(Rx)에 도전필름 또는 납땜을 통해 부착된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 보여주는 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선을 따른 단면도이다.

도 4 및 도 5에서, 제2 실시예의 터치 스크린 패널은 패널 기판(100)과, 제1 패드 기판(200), 그리고 제2 패드 기판(500)을 포함한다.

패널 기판(100)은 상술한 제1 실시예와 그 구성이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

제1 패드 기판(200)은 패드(210), 연결전극(220), 연결선(230), 제1 얼라인 키(240)를 포함한다는 점에서 상술한 제1 실시예와 동일하다. 다만, 패드(210)의 위치, 그리고 길이에 있어서 차이가 있다.

패드(210)는 연결전극(220)이 형성된 방향과 동일한 방향으로 배치돼 있으며, 제1 패드 기판(200)의 세로 방향 길이는 패널 기판(100)의 세로 방향 길이보다도 길다. 따라서, 제1 패드 기판(200)을 패널 기판(100)에 부착했을 때, 패드(210)가 형성된 부분은 제1 패드 기판(200)에서 떨어진 상태를 유지한다.

제2 실시예에서, 제2 패드 기판(500)은 연결전극(510), 제1 연결선(520), 연결패드(530), 제2 연결선(540), 회로부(550)를 포함해서 구성된다.

연결전극(510)은 제2 전극(Rx)의 선폭(d3)과 동일한 선폭(w3)으로 구성되며, 제2 전극(Rx)과 동일한 개수로 형성된다. 이 연결전극(510)은 제2 전극(Rx)에 도전필름 또는 납땜을 통해 부착된다.

연결패드(530)는 제1 패드 기판(200)에 마련된 패드(210)와 연결된다. 따라서, 연결패드(530)는 제1 패드 기판(200)의 패드(210)와 동일하게 구성되는데, 일 예로, 제1 패드 기판(200)의 패드(210)가 5개의 신호 라인으로 형성된다면, 연결 패드(530) 역시 5개의 신호 라인으로 형성된다.

한편, 제 1 전극들(Tx)은 기판의 상면에 형성되므로, 제1 패드 기판(200)은 회로 패턴이 아래를 향하도록 패널 기판(100)에 부착되고, 제2 전극들(Rx)은 기판의 하면에 형성되므로, 제2 패드 기판(500)은 회로 패턴이 위를 향하도록 패널 기판(100)에 부착된다.

따라서, 제1 패드 기판(200)에 마련된 패드(210)와 제2 패드 기판(500)에 마련된 연결 패드(500)는 마주하기 때문에, 둘 사이를 도전 필름(Anisotropic Conductive Film) 또는 납땜(400)을 통해 바로 연결할 수가 있다.

한편, 제2 패드 기판(500)은 회로부(550)를 더 포함한다. 이 회로부(550)는 터치 스크린 패널을 구동하는데 필요한 신호를 생성하는 구성요소로 회로를 구성하는 다양한 회로소자들의 집합체로 구성된다.

연결전극(510)은 제1 연결선(520)을 통해 회로부(550)와 연결돼 있으며, 제1 패드 기판(200)의 패드(210)에 연결된 연결패턴(530)은 제2 신호선(540)을 통해 회로부(550)와 연결돼 있다.

이처럼, 제2 실시예에서는 제1 패드 기판(500)에 회로부(550)를 실장하는 한편, 제1 패드 기판(200)을 제2 패드 기판(500)을 통해서 회로부(550)에 연결하고 있으므로, 온보드 형태로 터치 스크린 패널을 구성할 수가 있다.

한편, 도 6은 패널 기판에 패드 기판이 부착된 모습을 보여주는데, 패널 기판(100)과 패드 기판(200)은 ACF 본딩 또는 납땜을 통해서 부착되므로, 그 결합력이 약할 수 있다. 이 같은 점을 고려해서, 패드 기판(200)을 패널 기판(100)에 부착할 때, 패널 기판(100)과 패드 기판(200)이 포개어지는 라인(DL)을 따라서 접착제를 더 도포할 수 있다. 특히, 결합력은 상대적으로 전극이 없는 양쪽 사이드 부분(도면의 점선 안)에서 약하므로, 이 영역에 접착제를 도포해 결합력을 높인다.

Claims

베이스 기판의 상면에 형성되는 투명한 제1 전극과, 하면에 형성되는 투명한 제2 전극을 포함하는 패널 기판; 및
상기 제1 전극에 연결되는 제1 패드 기판과, 상기 제1 패드 기판과 구분되며 상기 제2 전극에 연결되는 제2 패드 기판을 포함하는 패드 기판을 포함하고,
상기 제1 패드 기판은,
상기 제1 전극에 연결되는 제1 연결전극; 및
상기 제1 연결전극을 일측에 마련된 패드로 연결시키는 제1 연결선을 포함하며,
상기 제2 패드 기판은,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 입력되는 구동신호를 생성하는 회로 소자들로 이뤄진 회로부;
상기 제2 전극에 연결되는 제2 연결전극;
상기 제2 연결전극과 상기 회로부를 연결하는 제2 연결선,
상기 제1 패드 기판에 마련된 패드와 연결되는 연결 패드; 및
상기 연결 패드와 상기 회로부를 연결하는 제3 연결선을 포함하는, 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 패드 기판은 연성 인쇄 회로기판으로 이뤄진 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 패널 기판은 천공해서 형성된 얼라인 마크를 포함하고,
상기 패드 기판은 상기 얼라인 마크와 함께 얼라인 기준을 제공하는 얼라인 키를 포함하는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1 연결전극 또는 제2 연결전극은, 상기 제1 전극 또는 제2 전극과 동일한 선폭으로 형성되는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1 연결전극 또는 상기 제2 연결전극은, ACF 본딩 또는 납땜을 통해서 상기 패널 기판의 제1 전극 또는 제2 전극에 연결되는 터치 스크린 패널.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 패드 기판은 상기 패널 기판에 접착제를 매개로 부착되는 터치 스크린 패널.
제1항에 있어서,
상기 패널 기판을 표시 영역과 비표시 영역으로 나눴을 때, 상기 제1 전극의 끝과 상기 제2 전극의 끝은 비표시 영역에 위치하는, 터치 스크린 패널.