KR102057655B1 - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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KR102057655B1
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Abstract

본 발명은 플렉서블한 특성을 갖는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
본 발명의 터치스크린패널은 기판과; 상기 기판 상의 활성영역에 배치되며, 연성을 갖는 금속이 세선들로 패터닝되어 구현되는 감지전극들과; 상기 감지전극들의 상부에 형성되며, 상기 감지전극들 보다 낮은 광반사율을 갖는 반사방지막;을 포함한다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히, 플렉서블한 특성을 갖는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 스타일러스 펜과 같은 물체가 접촉될 때 도전성 감지전극이 주변의 다른 감지전극 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치 및 유기전계발광 표시장치와 같은 영상표시장치의 외면에 부착되어 제품화되거나, 혹은 표시패널 상에 감지전극이 직접 형성되는 구조로 표시패널과 일체화된 형태로 구현될 수 있다.
또한, 최근에는 플렉서블(Flexible)한 영상표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이에 따라 플렉서블 영상표시장치 상에 부착되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.
하지만, 종래의 터치 스크린 패널은 기판 상에 ITO와 같은 투명 도전성 물질을 이용하여 감지전극들을 구현하는 구조로, 물리적 변형에 의해 크랙이 발생하는 등 플렉서블한 특성을 제공하지 못했다.
따라서, 본 발명의 목적은 연성을 갖는 금속을 세선들로 패터닝하여 감지전극을 형성함에 의해 플렉서블한 특성을 갖는 터치 스크린 패널을 제공하며, 더불어 상기 금속 재질의 감지전극에서 발생할 수 있는 패턴비침을 개선할 수 있도록 한 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판과; 상기 기판 상의 활성영역에 배치되며, 연성을 갖는 금속이 세선들로 패터닝되어 구현되는 감지전극들과; 상기 감지전극들의 상부에 형성되며, 상기 감지전극들 보다 낮은 광반사율을 갖는 반사방지막;을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
여기서, 상기 반사방지막은, 상기 감지전극들을 구성하는 금속의 산화막, 불투명 유기막, 감광성막 및 은염을 포함하여 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사방지막은, 검은색을 띠는 물질로 구현될 수 있다.
또한, 상기 활성영역은, 상기 반사방지막이 옅은 색을 띠는 제1 영역과, 상기 반사방지막이 상기 제1 영역보다 짙은 색을 띠는 제2 영역을 포함하여 적어도 두 영역으로 분할되며, 상기 농도 차에 의해 소정의 패턴을 표시할 수 있다.
여기서, 상기 패턴은 그림패턴 혹은 문자패턴으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 감지전극들은, 불투명 금속이 메쉬형태의 세선들로 패터닝되어 구현될 수 있다.
또한, 상기 감지전극들은, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지전극들과, 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지전극들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판은 유연한 필름기판으로 구현될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 터치스크린패널에 의하면, 연성을 갖는 금속을 세선들로 패터닝하여 감지전극을 형성함에 의해 플렉서블한 특성을 제공하는 한편, 감지전극 상에 광반사율이 낮은 반사방지막을 형성함에 의하여 패턴비침을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 활성영역을 복수의 영역으로 분할하고, 영역별로 반사방지막에 농도 차를 부여하여 소정의 패턴이 표시되도록 구현함에 의하여, 상기 패턴이 사용자에게 장식패턴처럼 인식되도록 하는 한편, 이로 인해 감지전극의 패턴 자체가 인식되는 패턴비침은 보다 효과적으로 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 감지전극들을 도시한 요부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 도 2에 도시된 감지전극들 상에 반사방지막이 형성된 예를 도시한 요부 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 의해 도 2에 도시된 터치스크린패널의 감지전극들 상에 반사방지막이 형성된 예를 도시한 요부 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 도 2에 도시된 터치스크린패널의 감지전극들 상에 반사방지막이 형성된 예를 도시한 요부 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 도 2에 도시된 터치스크린패널의 감지전극들 상에 반사방지막이 형성된 예를 도시한 요부 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 감지전극들을 도시한 요부 평면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 기판(10)과, 상기 기판(10) 상에 형성된 다수의 감지전극들(50, 60)과, 상기 감지전극들(50, 60)을 패드부(210)와 전기적으로 연결하는 외곽배선들(150, 160)을 포함한다.
기판(10)은, 유리나 플라스틱과 같은 투명기판으로 구현될 수 있다. 특히, 기판(10)이 유연한 필름기판으로 구현되는 경우, 플렉서블한 특성을 제공할 수 있는 장점이 있다. 단, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(10)의 재질은 설계의도에 따라 다양하게 변경 실시될 수 있음은 물론이다.
감지전극들(50, 60)은 기판(10) 상의 활성영역(Active Area, AA)에 배치된다. 여기서, 활성영역(AA)은 터치위치의 검출이 가능한 영역으로, 일례로 화면영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
이러한 감지전극들(50, 60)은, 제1 방향, 예컨대 X축 방향을 따라 연결되도록 형성되는 제1 감지전극들(50)과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향, 예컨대 Y축 방향을 따라 연결되도록 형성되는 제2 감지전극들(60)을 포함한다.
이러한 감지전극들(50, 60)은 일례로 연성을 갖는 불투명 금속이 세선들로 패터닝되어 구현될 수 있다. 감지전극들(50, 60)을 형성하는 데에 이용가능한 금속으로서는 Ag, Al, Cu, Cr, Ni 등과 같은 저저항 금속 또는 은 나노 와이어(AgNW)와 같은 나노 금속 도전막이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다만, 감지전극들(50, 60)을 불투명한 금속으로 형성하는 경우, 하부에 배치되는 표시패널(미도시)로부터의 빛이 투과될 수 있도록 상기 감지전극들(50, 60)을 메쉬형태의 세선들로 패터닝함에 의해 이들 각각의 내부에 다수의 개구부(70)가 형성되도록 한다. 이때, 세선의 폭이나 두께 등을 조절함에 의해 이들의 가시화를 방지할 수 있다.
감지전극들(50, 60)의 구성을 보다 상세히 설명하면, 제1 감지전극들(50)은 제1 방향을 따라 다수가 배열되는 제1 감지셀들(51) 및 상기 제1 감지셀들(51)을 상호간 전기적으로 연결하는 제1 연결패턴들(52)로 구성될 수 있고, 제2 감지전극들(60)은 제2 방향을 따라 다수가 배열되는 제2 감지셀들(61) 및 상기 제2 감지셀들(61)을 상호간 전기적으로 연결하는 제2 연결패턴들(62)로 구성될 수 있다.
또한, 감지셀들(51, 61) 내부에는 다수의 개구부(70)가 형성되며, 이를 통해 메쉬 형상의 감지전극(50, 60)이 구현될 수 있다.
이때, 감지셀들(51, 61)은 일례로 마름모 형상을 가질 수 있으나, 본 발명의 실시예에 의한 감지셀의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
감지셀들(51, 61)이 형성된 기판(10)의 하부에는 다수의 화소들이 규칙적으로 배열되어 화상을 표시하는 표시패널이 배치되는데, 감지셀들(51, 61)의 형상 및 배열이 규칙성을 갖는 경우 표시패널 내의 화소들과 간섭에 의해 모아레(Moire) 현상이 발생되어 표시 품질이 저하될 가능성이 있으므로, 감지셀들(51, 61)의 테두리를 랜덤한 곡선 형상으로 구현함에 의해 이러한 문제를 극복할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 감지셀들(51, 61)이 동일한 마름모 형상으로 구현됨을 그 예로 설명한다.
이와 같이 연성을 갖는 금속을 세선으로 패터닝하여 감지전극들(50, 60)을 형성하게 되면, 감지전극들(50, 60) 자체가 유연성을 갖게 되면서 플렉서블 터치 스크린 패널에 유용하게 적용될 수 있다.
이러한 감지전극들(50, 60)의 일단에는 외곽배선들(150, 160)이 연결된다.
외곽배선들(150, 160)은 활성영역(AA)의 외곽에 배치되는 비활성영역(Non-Active Area, NA)에 형성된다. 여기서, 비활성영역(NA)은 외곽배선들(150, 160)이 형성된 제1 비활성영역(NA1)과, 상기 제1 비활성영역(NA1)의 외곽부에 위치하여 외곽배선들(150, 160)을 외부의 구동회로와 연결하기 위한 패드부(210)가 형성된 제2 비활성영역(NA2)으로 나뉜다.
이러한 외곽배선들(150, 160)은, 제1 감지전극들(50)을 패드부(210) 내에 배치된 소정의 패드들(220)과 연결하기 위한 제1 외곽배선들(150)과, 제2 감지전극들(60)을 패드부(210) 내에 배치된 소정의 패드들(220)과 연결하기 위한 제2 외곽배선들(160)을 포함한다.
이와 같은 외곽배선들(150, 160)은 패드부(210)를 통해 외부의 터치구동회로로부터 공급되는 구동신호를 감지전극들(50,60)로 전달하거나, 혹은 감지전극들(50, 60)로부터 검출되는 신호가 패드부(210)를 경유하여 터치구동회로(미도시)로 전달되도록 한다. 이에 의해, 터치구동회로는 사용자의 터치 위치를 파악할 수 있게 된다.
이때, 제1 외곽배선들(150)은 자신과 연결된 제1 감지전극들(50)과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 제2 외곽배선들(160)은 자신과 연결된 제2 감지전극들(60)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 이 경우, 외곽배선들(150, 160)을 감지전극들(50, 60)과 동일한 공정을 통해 형성할 수 있으므로, 공정이 보다 간소화될 수 있다.
예컨대, 제1 감지전극들(50) 및 이와 연결된 제1 외곽배선들(150)은 기판(10)의 일면 상에 형성되고, 제2 감지전극들(60) 및 이와 연결된 제2 외곽배선들 (160)은 절연막(250) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시예는 절연막(250)이 제1 감지전극들(50) 및 제2 감지전극들(60) 사이에 전면적으로 형성된 2 레이어 구조로 구현된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 감지전극들(50) 및 제2 감지전극들(60)은 동일 레이어에 배치될 수도 있고, 이 경우 이들의 교차부에만 국부적으로 절연막이 형성될 수 있다.
한편, 감지전극들(50, 60)이 2 레이어 구조로 구현되는 경우, 절연막(250)은 활성영역(AA) 및 제1 비활성영역(NA1)과 중첩되는 영역 상에만 형성되며, 패드부(210)가 형성된 제2 비활성영역(NA2)에는 형성되지 않는다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널에 의하면, 연성을 갖는 금속으로 감지전극들(50, 60)을 형성함에 의하여 플렉서블한 특성을 갖는 터치 스크린 패널을 제공할 수 있다. 또한, 상기 감지전극들(50, 60)을 패터닝함에 있어 내부에 다수의 개구부(70)가 형성되도록 메쉬형태로 패터닝하는 등에 의하여 표시패널로부터의 빛이 투과될 수 있도록 구현함은 물론 감지전극들(50, 60)의 가시화를 최소화할 수 있다.
다만, 금속으로 감지전극들(50, 60)을 형성하는 경우에는 금속 특유의 광택과 더불어 높은 광 반사율로 인하여 패턴비침이 발생하는 등 고품위 제품을 구현하기 어려운 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 감지전극들(50, 60)의 상부에 반사방지막을 형성함에 의해 감지전극들(50, 60)의 패턴비침을 개선한 터치 스크린 패널을 제공하기로 하며, 이에 대해서는 도 3 내지 도 6b를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 도 2에 도시된 감지전극들 상에 반사방지막이 형성된 예를 도시한 요부 평면도이다. 도 3에서, 도 2와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에서는 금속 재질의 감지전극들(50, 60) 상에, 상기 감지전극들(50, 60) 보다 낮은 광 반사율을 가지는 반사방지막(80)을 형성함에 의하여 금속의 광택을 제거하고 광 반사율을 낮춘다.
이를 위해, 감지전극들(50, 60)의 표면을 검게 만드는 흑화작업을 통해 반사방지막(80)을 형성할 수 있다. 즉, 반사방지막(80)은 검은색을 띠는 물질로 구현될 수 있다.
일례로, 감지전극들(50, 60) 자체를 산화시켜 표면에 산화막을 형성하거나, 혹은 감지전극들(50, 60) 상에 불투명한 유기막, 특히 검은색을 띠는 유기막을 도포하거나, 감광성 재료나 은염을 감지전극들(50, 60) 상에 형성한 후 노광시켜 검게 만드는 작업 등을 통해 반사방지막(80)을 형성할 수 있다. 이 경우, 반사방지막(80)은 감지전극들(50, 60)을 구성하는 금속의 산화막, 불투명 유기막, 감광성막 및 은염을 포함하여 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 금속 재질의 감지전극들(50, 60) 상에 반사방지막(80)을 형성하게 되면, 금속 특유의 광택 및 높은 광반사율로 인한 스파클링(Sparkling) 현상이 방지되며, 특히 표시패널이 오프된 상태에서 광반사가 방지되고 활성영역(AA)이 블랙으로 표시된다. 또한, 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 화소들과 감지전극들(50, 60) 사이의 간섭으로 인한 모아레 현상이 방지되며, 이에 따라 패턴비침을 개선할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 의해 도 2에 도시된 터치스크린패널의 감지전극들 상에 반사방지막이 형성된 예를 도시한 요부 평면도이다. 도 4a 및 도 4b에서, 도 2 내지 도 3과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명에서는 활성영역(AA)에 배치된 감지전극들(50, 60)을 전반적으로 균일하게 흑화하는 1차 흑화작업을 통해 도 3에 도시된 바와 같은 반사방지막(80)을 형성한 이후에, 활성영역(AA)의 특정영역만을 추가적으로 흑화하는 2차 흑화작업을 통해 활성영역(AA)에 소정의 패턴을 표시한다.
예를 들어, 활성영역(AA)에 배치된 감지전극들(50, 60)을 전반적으로 균일하게 흑화하는 1차 흑화작업을 수행한 이후에, 하트 패턴(100)과 같은 특정 패턴을 표시하기 위하여 도 4a에 도시된 바와 같이 하트 패턴(100)의 내부영역(100a)에 대해서만 추가적인 2차 흑화작업을 수행하거나, 혹은 도 4b에 도시된 바와 같이 하트 패턴(100)의 외부영역(100b)에 대해서만 추가적인 2차 흑화작업을 수행할 수 있다.
여기서, 2차 흑화작업은 1차 흑화작업과 동일한 방식 및/또는 재료를 이용하여 수행되거나, 혹은 1차 흑화작업과는 상이한 방식 및/또는 재료를 이용하여 수행될 수 있을 것이다. 따라서, 2차 흑화작업이 수행된 영역은 검은색을 띠는 반사방지막 부분의 두께가 증가되거나 그 농도가 진해져 보다 어두운 색상을 띠게 된다.
즉, 활성영역(AA)은 표시하고자 하는 소정의 패턴을 경계로, 반사방지막이 옅은 색, 특히 옅은 검은색을 띠는 제1 영역과, 상기 반사방지막이 제1 영역보다 짙은 색, 특히 보다 짙은 검은색을 띠는 제2 영역을 포함하여 적어도 두 영역으로 분할되며, 이러한 색감이나 농도 차에 의해 활성영역(AA)에 소정의 패턴이 표시된다.
이와 같은 패턴은, 특히 표시패널이 오프된 상태에서 사용자에게 부각될 수 있으며, 사용자로 하여금 장식패턴으로 인식되도록 할 수 있어 장식효과를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 활성영역(AA)의 영역을 분할하여 선택된 영역에만 추가적인 흑화작업을 수행함으로써 장식패턴을 표시하게 되면, 사용자에게 장식패턴이 먼저 인식되어 감지전극들(50, 60) 자체의 패턴비침을 보다 효과적으로 개선하고 심미적 효과를 높일 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 4b에서는 활성영역(AA)을 두 영역으로 나누어 소정의 패턴을 표시하는 예를 개시하였으나, 표시하고자 하는 패턴에 따라 활성영역(AA)은 보다 많은 영역으로 나뉠 수 있다.
예를 들어, 도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이 활성영역(AA)을 세 개의 영역으로 나누고, 동그라미 패턴(200)을 표시할 수도 있을 것이다.
또한, 활성영역(AA)에서 표시되는 패턴이 반드시 그림 패턴에 한정되는 것은 아니며, 일례로 도 6a 내지 도 6b에 도시된 바와 같은 로고 등의 문자 패턴(300)을 표시할 수도 있음은 물론이다.
더불어, 활성영역(AA)에 대한 흑화작업이 반드시 2차에 그치는 것에 한정되는 것은 아니며, 3차 이상의 흑화작업을 통해 보다 복잡하고 정교한 패턴을 표시할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 50, 60: 감지전극
80: 반사방지막 150, 160: 외곽배선
210: 패드부 220: 패드
250: 절연막 100, 200, 300: 패턴

Claims (8)

  1. 기판과;
    상기 기판 상의 활성영역에 배치되며, 연성을 갖는 금속이 세선들로 패터닝되어 구현되는 감지전극들과;
    상기 감지전극들의 상부에 형성되며, 상기 감지전극들 보다 낮은 광반사율을 갖는 반사방지막;을 포함하되,
    상기 반사방지막은 농도 차를 갖는 제1 영역과 제2 영역을 포함하여 적어도 두 영역으로 분할되는 터치 스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사방지막은, 상기 감지전극들을 구성하는 금속의 산화막, 불투명 유기막, 감광성막 및 은염을 포함하여 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 터치 스크린 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사방지막은, 검은색을 띠는 물질로 구현된 터치 스크린 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 활성영역은 상기 농도 차에 의해 소정의 패턴을 표시하는 터치 스크린 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패턴은 그림 패턴 혹은 문자 패턴으로 구현되는 터치 스크린 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극들은, 불투명 금속이 메쉬형태의 세선들로 패터닝되어 구현되는 터치 스크린 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극들은, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지전극들과, 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지전극들을 포함하는 터치 스크린 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유연한 필름기판으로 구현되는 터치 스크린 패널.
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