KR102516644B1

KR102516644B1 - 터치표시장치

Info

Publication number: KR102516644B1
Application number: KR1020150180457A
Authority: KR
Inventors: 김민철; 김학수; 권주희
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2023-03-30
Also published as: KR20170072066A

Abstract

사용자의 터치강도 또는 터치시간 등과 같은 다양한 터치동작을 감지할 수 있는 터치표시장치가 제공된다. 터치표시장치는, 터치표시패널의 배면에 추가로 구성된 터치전극을 터치표시패널과 백라이트유닛 사이의 차광테이프에 구성된 도전영역을 이용하여 구동회로기판의 접지에 연결시킨다.

Description

터치표시장치{Touch display device}

본 발명은 터치표시장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 터치강도 또는 터치시간 등과 같은 다양한 터치동작을 감지할 수 있는 터치표시장치에 관한 것이다.

터치표시장치는 액정표시장치, 전계방출표시장치, 플라즈마 디스플레이패널, 유기발광표시장치 등과 같은 화상표시장치에 터치패널을 설치하여 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치패널을 가압하여 미리 정해진 정보를 입력할 수 있는 장치이다.

최근, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 표시장치의 내부에 터치패널을 구성하는 소자들을 내장하는 인셀 타입(In-cell type)의 터치표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.

도 1은 일반적인 인셀 타입의 터치표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 터치표시장치의 등가 회로도를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 터치표시장치(1)는 내부에 터치패널(미도시)이 구성된 터치표시패널(10) 및 이를 구동시키는 구동회로부(20)로 구성된다.

터치표시패널(10)은 어레이기판(11), 컬러필터기판(13) 및 두 기판 사이에 개재된 액정층(15)으로 이루어진 액정패널일 수 있다. 어레이기판(11)과 컬러필터기판(13)은 액정층(15)을 사이에 두고 실런트(18) 등에 의해 합착된다.

터치표시패널(10)의 어레이기판(11) 상면에는 다수의 화소(미도시)와 함께 다수의 제1터치전극(16)이 구성된다. 다수의 제1터치전극(16)은 어레이기판(11)에서 동일 층에 인접되는 블록의 형태로 구성된다. 다수의 제1터치전극(16)은 터치구동전극 및 터치감지전극으로 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 어레이기판(11)의 다수의 제1터치전극(16)은 다수의 터치라인(TLi, TLo)에 각각 연결된다. 다시 말해, 다수의 제1터치전극(16) 중 터치구동전극은 터치구동라인(TLi)에 접속되고, 다수의 제1터치전극(16) 중 터치감지전극은 터치감지라인(TLo)에 접속된다.

터치표시패널(10)의 컬러필터기판(13)의 상면, 즉 어레이기판(11)의 상면에 대응되는 면에는 다수의 컬러필터(미도시)가 구성되고, 컬러필터기판(13)의 배면에는 제2터치전극(17)이 구성된다.

제2터치전극(17)은 컬러필터기판(13)의 배면에서 섬 형태로 구성되며, 별도의 전압 인가 없이 구동회로부(20)의 접지(GND)와 연결된다. 제2터치전극(17)과 구동회로부(20)의 접지는 은 도트(AG dot; 19)에 의해 서로 연결된다.

상술한 터치표시장치(1)에서 컬러필터기판(13)의 제2터치전극(17)의 일 지점을 제1노드(A)로 가정하여 터치감지동작을 설명한다.

먼저, 사용자의 터치가 없는 경우에, 터치구동라인(TLi)을 통해 터치구동전압이 인가되면, 터치감지라인(TLo)에는 제1노드(A)와 터치구동전극 사이에 형성된 제1정전용량(Cx) 및 제1노드(A)와 터치감지전극 사이에 형성된 제2정전용량(Cy)에 의해 제1노드(A)의 전압변화량이 감지된다.

이때, 사용자의 터치가 제1노드(A)에서 이루어지게 되면, 제1노드(A)와 제2터치전극(17) 사이에서는 제3정전용량(Cf)이 형성된다. 그리고, 터치구동라인(TLi)을 통해 터치구동전압이 인가되면, 추가로 형성된 제3정전용량(Cf)에 의해 제1노드(A)의 전압변화량이 감소된다. 터치감지라인(TLo)은 감소된 전압변화량에 따라 사용자의 터치위치, 즉 제1노드(A)의 위치를 감지한다.

그러나, 종래의 터치표시장치(1)는 각 터치전극에 의한 정전용량의 변화량에 따라 사용자의 터치위치만을 감지한다. 따라서, 종래의 터치표시장치(1)는 사용자의 터치위치 외에, 사용자의 터치강도 또는 터치시간 등과 같은 다양한 터치동작을 감지하지 못한다. 이로 인해, 종래의 터치표시장치(1)는 그 활용성이 저하되었다.

본 발명은 사용자의 다양한 터치동작을 인식하여 활용성을 높일 수 있는 터치표시장치를 제공하고자 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치표시장치는, 제1터치전극과 제2터치전극이 구비된 제1기판 및 제3터치전극이 구비된 제2기판이 합착된 터치표시패널, 구동회로기판, 백라이트유닛 및 차광테이프를 포함한다.

차광테이프는 터치표시패널과 백라이트유닛 사이에 배치되며, 적어도 일부에 도전영역이 구성되어 터치표시패널의 제2터치전극을 구동회로기판의 접지에 연결시킨다.

또한, 백라이트유닛은 광원이 배치된 광원회로기판을 구비하고, 광원회로기판의 일측은 구동회로기판에 연결된다.

본 발명의 터치표시장치는, 터치표시패널과 백라이트유닛 사이에 배치되는 차광테이프의 적어도 일부에 도전영역을 구성하고, 도전영역을 통해 터치표시패널의 어레이기판 배면에 추가로 구성된 터치전극과 구동회로기판의 접지를 연결시킴으로써, 추가로 구성된 터치전극을 이용하여 사용자의 터치강도 또는 터치시간 등과 같은 다양한 종류의 터치동작들을 감지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 터치표시장치는 사용자의 다양한 터치동작에 대응되어 터치표시패널에서 다양한 동작을 수행함으로써, 종래와 대비하여 터치표시장치의 활용성을 높일 수 있다.

도 1은 일반적인 인셀 타입의 터치표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 터치표시장치의 등가 회로도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치표시장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치표시장치가 조립된 상태에서 Ⅲ~Ⅲ'의 선으로 절단한 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 차광테이프의 평면도 및 측면도를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 터치표시장치의 일부분에 대한 분해 사시도를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 터치표시장치의 일부분이 조립된 상태에서 Ⅵ~Ⅵ'의 선으로 절단한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치표시장치의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 차광테이프의 평면도 및 측면도를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8의 터치표시장치가 조립된 상태에서 Ⅹ~Ⅹ'의 선으로 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 터치표시장치의 등가 회로도를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치표시장치에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치표시장치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 터치표시장치가 조립된 상태에서 Ⅲ~Ⅲ'의 선으로 절단한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 터치표시장치(100)는 터치표시패널(110), 백라이트유닛(120) 및 차광테이프(150)를 포함할 수 있다.

터치표시패널(110)은 어레이기판(111) 및 컬러필터기판(113)이 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착되어 이루어진 터치내장형 액정패널일 수 있다.

터치표시패널(110)의 어레이기판(111)은 다수의 화소(미도시), 다수의 제1터치전극(미도시) 및 적어도 하나의 제2터치전극(112)을 포함할 수 있다. 다수의 화소 및 다수의 제1터치전극은 어레이기판(111)의 일면에 형성될 수 있다. 적어도 하나의 제2터치전극(112)은 어레이기판(111)의 타면에 형성될 수 있다.

다수의 제1터치전극은 어레이기판(111)의 일면에서 동일 층에 형성될 수 있다. 다수의 제1터치전극은 어레이기판(111)에 형성된 다수의 터치배선, 예컨대 터치구동배선 및 터치감지배선에 각각 연결되어 동작될 수 있다. 다수의 제1터치전극은 투명한 도전물질, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.

적어도 하나의 제2터치전극(112)은 어레이기판(111)의 타면에서 섬 형상으로 형성될 수 있다. 제2터치전극(112)은 후술될 차광테이프(150)를 통해 백라이트유닛(120)의 광원회로기판(129) 및 구동회로기판(117)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2터치전극(112)은 제1터치전극과 동일한 물질, 즉 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.

터치표시패널(110)의 컬러필터기판(113)은 다수의 컬러필터(미도시) 및 적어도 하나의 제3터치전극(114)을 포함할 수 있다. 다수의 컬러필터는 컬러필터기판(113)의 일면, 즉 어레이기판(111)의 다수의 화소에 대응되는 일면에 형성될 수 있다. 제3터치전극(114)은 컬러필터기판(113)의 타면에 형성될 수 있다.

적어도 하나의 제3터치전극(114)은 컬러필터기판(113)의 타면에서 섬 형상으로 형성될 수 있다. 제3터치전극(114)은 어레이기판(111) 상에 형성된 소정의 도전물질, 예컨대 은 도트(Ag dot, 미도시) 등에 의해 구동IC(115)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3터치전극(114)은 제1터치전극 및 제2터치전극과 동일한 물질, 즉 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.

상술한 터치표시패널(110)은 구동IC(115)의 제어에 따라 화상을 표시하면서 사용자의 터치동작을 감지할 수 있다.

구동IC(115)는 어레이기판(111)의 노출된 영역 상에 형성된 패드(미도시)에 실장될 수 있다. 구동IC(115)는 터치표시패널(110)의 다수의 화소 및 다수의 제1터치전극을 동작시키기 위한 각종 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다. 이때, 구동IC(115)의 접지(GND)와 연결되는 어레이기판(111)의 적어도 하나의 패드는 소정의 배선(미도시) 및 은 도트 등과 같은 도전물질을 통해 터치표시패널(110)의 제3터치전극(114)과 전기적으로 연결될 수 있다.

구동회로기판(117)은 어레이기판(111)의 일측에 부착되어 구동IC(115)와 연결될 수 있다. 구동회로기판(117)은 연성 재료인 PET(polyester) 또는 PI(polyimide) 등의 플라스틱 필름 등으로 구성될 수 있다. 구동회로기판(117)에는 구동IC(115) 및 백라이트유닛(120)의 동작을 제어하는 다수의 소자들(미도시)이 배치될 수 있다. 구동회로기판(117)에는 후술될 백라이트유닛(120)의 광원회로기판(129)이 전기적으로 연결될 수 있다.

백라이트유닛(120)은 터치표시패널(110)의 하부에 배치되며 터치표시패널(110)에 광을 제공할 수 있다. 백라이트유닛(120)은 광원(121), 광원회로기판(129), 도광판(123), 광학시트(125) 및 반사시트(127)를 포함할 수 있다. 백라이트유닛(120)의 각 구성요소들은 가이드패널(160) 내에 수납되어 고정될 수 있다.

광원(121)은 다수의 발광다이오드(LED)로 구성될 수 있다. 광원(121)은 광원회로기판(129)의 일면, 예컨대 배면에 일정한 간격으로 실장되어 배치될 수 있다. 광원(121)은 광원회로기판(129)에 형성된 배선(미도시)을 통해 제공되는 구동신호, 예컨대 구동전압에 의해 발광되어 광을 방출할 수 있다.

광원회로기판(129)은 연성 재료인 PET(polyester) 또는 PI(polyimide) 등의 플라스틱 필름 등으로 구성될 수 있다. 광원회로기판(129)의 일측은 도광판(123)의 상면 일부에 중첩되고, 타측의 일부분은 가이드패널(160)의 측벽 상단을 통해 연장되어 구동회로기판(117)에 연결될 수 있다. 또한, 광원회로기판(129)의 배면에는 다수의 발광다이오드로 이루어진 광원(121)이 배치되고, 상면은 차광테이프(150)의 적어도 일부분에 대응되어 접촉될 수 있다. 이때, 차광테이프(150)에 대응되는 광원회로기판(129)의 상면에는 접촉패드(도 6의 130)가 형성될 수 있다.

도광판(123)은 광원(121)에 인접되어 배치되며, 광원(121)으로부터 방출된 광을 출광면, 즉 상면을 통해 발산되도록 가이드할 수 있다. 도광판(123)은 플레이트(plate) 형태로 형성될 수 있으나, 광원(121)에 인접되는 부분의 두께가 두껍게 형성되는 쐐기(wedge) 형태로 형성될 수도 있다.

광학시트(125)는 도광판(123)의 상면에 적어도 하나 배치된다. 광학시트(125)는 도광판(123)의 상면을 통해 발산되는 광을 확산 및 집광하여 터치표시패널(110)로 제공할 수 있다. 광학시트(125)는 하나 이상의 프리즘시트(미도시) 및 보호시트(미도시)를 포함할 수 있다.

반사시트(127)는 도광판(123)의 배면에 배치될 수 있다. 반사시트(127)는 도광판(123)의 배면을 통해 누설되는 광을 다시 도광판(123)의 상면방향으로 반사시킬 수 있다.

가이드패널(160)은 사각 틀 형태로 형성되며, 내부에 광원(121), 광원회로기판(129), 도광판(123), 광학시트(125) 및 반사시트(127)를 수납하여 고정시킬 수 있다.

차광테이프(150)는 터치표시패널(110)과 백라이트유닛(120) 사이에 배치되어 터치표시패널(110)과 백라이트유닛(120)을 서로 접합시킬 수 있다. 차광테이프(150)는 터치표시패널(110)의 테두리를 둘러싸는 사각 틀 형태로 형성되며, 양면테이프로 구성될 수 있다. 차광테이프(150)의 일측은 광학시트(125) 상면 일부에 중첩되고, 타측은 가이드패널(160)의 측벽 상단에 대응되어 중첩될 수 있다. 또한, 차광테이프(150)의 상면은 어레이기판(111)의 제2터치전극(112)에 중첩되어 부착되고, 배면은 광학시트(125) 및 광원회로기판(129)에 중첩되어 부착될 수 있다. 차광테이프(150)는 백라이트유닛(120)에서 방출되는 광이 외부로 누설되는 것을 차단할 수 있다.

도 5는 도 3에 도시된 차광테이프의 평면도 및 측면도를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 차광테이프(150)는 제1영역(151a), 제2영역(151b) 및 도전영역(152)을 포함할 수 있다.

차광테이프(150)의 제1영역(151a)은 터치표시패널(110)의 하부 비표시영역, 즉 구동IC(115)가 배치된 비표시영역을 제외한 나머지 비표시영역과 대응되는 어레이기판(111)의 배면에 대응되어 부착된다. 차광테이프(150)의 제2영역(151b)은 터치표시패널(110)의 하부 비표시영역과 대응되는 어레이기판(111)의 배면에 대응되어 부착된다. 제1영역(151a) 및 제2영역(151b)은 광 차단물질이 접착제와 혼합되어 형성될 수 있다.

차광테이프(150)의 도전영역(152)은 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)을 포함할 수 있다. 제1도전영역(152a)은 제2영역(151b)의 상면에 대응되어 형성된다. 제2도전영역(152b)은 제2영역(151b)의 배면에 대응되어 형성된다. 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)은 제2영역(151b)에 형성된 홀(152c)에 의해 전기적으로 연결된다.

제1도전영역(152a)은 어레이기판(111)의 배면에 형성된 제2터치전극(112)의 일부에 대응되어 부착된다. 제2도전영역(152b)은 광원회로기판(129)의 일부에 대응되어 부착된다. 따라서, 제2터치전극(112)은 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)을 통해 광원회로기판(129)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)은 도전성 물질이 접착제와 혼합되어 형성될 수 있다.

도 5에서는 하나의 예로 차광테이프(150)의 도전영역(152)이 제2영역(151b)의 상면 및 배면 전체에 형성되는 것을 도시하였으나, 도전영역(152)은 제2영역(151b)의 상면 및 배면 일부에 형성될 수도 있다.

한편, 차광테이프(150)의 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)이 제2영역(151b)의 상면 및 배면에 각각 형성되므로, 차광테이프(150)의 제2영역(151b)의 높이, 즉 두께(h1)는 제1영역(151a)의 두께(h4)보다 작게 형성될 수 있다. 다시 말해, 차광테이프(150)의 제1영역(151a)의 두께(h4)는 제2영역(151b)의 두께(h1), 제1도전영역(152a)의 두께(h2) 및 제2도전영역(152b)의 두께(h3)를 합한 크기와 동일할 수 있다.

도 6은 도 3에 도시된 터치표시장치의 일부분에 대한 분해 사시도를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 터치표시장치의 일부분이 조립된 상태에서 Ⅵ~Ⅵ'의 선으로 절단한 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 광원회로기판(129)은 다수의 패드(132) 및 다수의 배선(131)을 포함할 수 있다. 다수의 패드(132) 및 다수의 배선(131)은 광원회로기판(129)의 일면, 예컨대 광원회로기판(129)의 상면에 형성될 수 있다. 광원회로기판(129)의 배면에는 다수의 발광다이오드로 구성된 광원(121)이 배치될 수 있다.

다수의 패드(132)는 제1전원패드(132a), 제2전원패드(132b), 접지패드(132c) 및 접촉패드(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1전원패드(132a), 제2전원패드(132b) 및 접지패드(132c)는 광원회로기판(129)의 연장영역의 끝단, 즉 가이드패널(160)의 측벽 상단을 통해 연장되어 구동회로기판(117)에 연결되는 영역의 끝단에 나란하게 형성될 수 있다. 접촉패드(130)는 광원회로기판(129)의 상면에 형성될 수 있다.

다수의 배선(131)은 제1전원배선(131a), 제2전원배선(131b) 및 접지배선(131c)을 포함할 수 있다. 제1전원배선(131a)은 다수의 발광다이오드의 애노드전극과 패드, 예컨대 제1전원패드(132a) 사이를 연결한다. 제2전원배선(131b)은 다수의 발광다이오드의 캐소드전극과 제2전원패드(132b) 사이를 연결한다. 접지배선(131c)은 접지패드(132c)와 접촉패드(130) 사이를 연결한다.

광원회로기판(129)은 연장영역, 즉 제1전원패드(132a), 제2전원패드(132b) 및 접지패드(132c)가 형성된 영역이 구동회로기판(117)과 연결될 수 있다. 광원회로기판(129)의 제1전원패드(132a)에는 구동회로기판(117)으로부터 제1전원전압이 인가되며, 제1전원전압은 제1전원배선(131a)을 통해 다수의 발광다이오드의 애노드전극으로 제공된다. 제2전원패드(132b)에는 구동회로기판(117)으로부터 제2전원전압이 인가되며, 제2전원전압은 제2전원배선(131b)을 통해 다수의 발광다이오드의 캐소드전극으로 제공된다. 접지패드(132c)는 구동회로기판(117)의 접지(GND)와 연결되며, 접지배선(131c)을 통해 접촉패드(130)와 구동회로기판(117)의 접지(GND)를 연결한다.

상술한 광원회로기판(129)의 상면 일부분, 즉 접촉패드(130)는 차광테이프(150)에 의해 어레이기판(111)의 제2터치전극(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.

예컨대, 차광테이프(150)의 도전영역(152)은 어레이기판(111)의 제2터치전극(112)과 광원회로기판(129)의 상면 사이에 배치될 수 있다. 이때, 도전영역(152) 중 제1도전영역(152a)은 어레이기판(111)의 제2터치전극(112)의 일측에 대응되어 부착되고, 제2도전영역(152b)은 광원회로기판(129)의 접촉패드(130) 상면에 대응되어 부착될 수 있다. 여기서, 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)은 홀(152c)에 의해 전기적으로 연결된 상태이다.

따라서, 어레이기판(111)의 제2터치전극(112)은 차광테이프(150)의 도전영역(152), 즉 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)을 통해 광원회로기판(129)의 접촉패드(130)와 연결된다. 그리고, 광원회로기판(129)의 접촉패드(130)는 접지배선(131c) 및 접지패드(132c)를 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)와 연결되므로, 제2터치전극(112)은 차광테이프(150) 및 광원회로기판(129)을 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)와 연결될 수 있다. 또한, 앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 터치표시패널(110)의 제3터치전극(114)은 구동IC(115)의 접지(GND)에 연결된다. 이로 인해, 터치표시패널(110)의 제2터치전극(112) 및 제3터치전극(114)은 사용자의 터치 동작이 이루어지지 않은 상태에서 구동회로기판(117)의 접지(GND) 및 구동IC(115)의 접지(GND)에 의해 접지레벨로 플로팅(floating)될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 터치표시패널(110)은 어레이기판(111)의 배면에 추가로 구성된 제2터치전극(112)을 차광테이프(150)의 도전영역(152) 및 광원회로기판(129)의 접촉패드(130)를 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 터치표시장치(100)는 터치표시패널(110)의 제2터치전극(112)을 이용하여 사용자의 다양한 터치동작을 감지하고, 이에 대응되어 터치표시패널(110)의 동작을 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 터치표시장치의 등가 회로도를 나타내는 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 터치표시장치(100)에서 터치표시패널(110)의 어레이기판(111)에 구성된 다수의 제1터치전극은 터치구동라인(TLi) 및 터치감지라인(TLo)에 각각 연결된다. 그리고, 어레이기판(111)에 구성된 제2터치전극(112)은 전술한 바와 같이 차광테이프(150)의 도전영역(152) 및 광원회로기판(129)의 접촉패드(130)를 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)에 연결된다. 또한, 컬러필터기판(113)에 구성된 제3터치전극(114)은 도전물질을 통해 구동IC(115)의 접지(GND)에 연결된다.

상술한 터치표시장치(100)에서, 사용자로부터 터치동작이 이루어지지 않으면, 터치구동라인(TLi)을 통해 인가되는 터치구동전압에 의해 제1노드(A), 와 어레이기판(111)의 다수의 제1터치전극 사이에는 제1정전용량(Cx) 및 제2정전용량(Cy)이 형성된다. 터치감지라인(TLo)은 이러한 정전용량에 따른 제1노드(A)의 전압변화량을 감지하게 된다. 이때, 감지된 전압변화량이 기준값과 유사하므로, 터치표시장치(100)는 사용자의 터치동작이 없음을 판단할 수 있다.

한편, 사용자가 제1노드(A)에서 터치동작을 수행하게 되면, 제1노드(A)와 제3터치전극(114) 사이에서는 제3정전용량(Cf1)이 형성되고, 제1노드(A)와 제2터치전극(112) 사이에서는 제4정전용량(Cf2)이 형성된다. 따라서, 터치감지라인(TLo)은 제3정전용량(Cf1) 및 제4정전용량(Cf2)에 의해 제1노드(A)로부터 증가된 전압변화량을 감지하고, 이에 따라 터치표시장치(100)는 사용자의 터치위치, 즉 제1노드(A)의 위치를 감지하게 된다.

이때, 제1노드(A)에서 사용자의 터치시간이 증가되거나 또는 터치강도가 증가되면, 터치표시패널(110)이 가압되어 다수의 제1터치전극과 제2터치전극(112) 간의 갭(gap)이 감소된다. 따라서, 제1노드(A)에서는 갭이 감소된 제1터치전극과 제2터치전극(112)에 사용자의 터치강도 및 터치시간을 감지하게 된다. 그리고, 터치표시장치(100)는 터치표시패널(110)에서 감지된 사용자의 터치강도 및 터치시간에 대응되는 다양한 어플리케이션이 수행되도록 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치표시장치(100)는 터치표시패널(110)의 어레이기판(111)에 추가적으로 구성된 제2터치전극(112)을 차광테이프(150) 및 광원회로기판(129)을 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)에 연결시킴으로써, 사용자의 터치위치 감지뿐만 아니라, 사용자의 터치시간 또는 터치강도 등과 같은 다양한 터치동작을 감지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 터치표시장치(100)는 종래의 터치표시장치와 대비하여 사용자의 다양한 터치동작에 따라 터치표시패널(110)의 동작을 제어할 수 있으며, 이에 따라 터치표시장치(100)의 활용성을 높일 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치표시장치의 분해 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 차광테이프의 평면도 및 측면도를 나타내는 도면이다. 또한, 도 10은 도 8의 터치표시장치가 조립된 상태에서 Ⅹ~Ⅹ'의 선으로 절단한 단면도이다.

도 8에 도시된 터치표시장치(101)는 앞서 도 3을 참조하여 설명된 터치표시장치(100)와 대비하여 차광테이프(150')를 제외하고 실질적으로 유사한 구성을 갖는다. 따라서, 설명의 편의를 위하여 동일부재에 대해서는 동일부호로 나타내고, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예의 터치표시장치(101)는 터치표시패널(110), 백라이트유닛(120) 및 차광테이프(150')를 포함할 수 있다.

터치표시패널(110)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 어레이기판(111) 및 컬러필터기판(113)으로 구성된 터치내장형 액정패널일 수 있다. 어레이기판(111)에는 다수의 화소(미도시), 다수의 제1터치전극(미도시) 및 적어도 하나의 제2터치전극(112)이 구성될 수 있다. 다수의 화소 및 다수의 제1터치전극은 어레이기판(111)의 일면에 구성되고, 제2터치전극(112)은 어레이기판(111)의 타면에 구성된다. 컬러필터기판(113)에는 다수의 컬러필터(미도시) 및 적어도 하나의 제3터치전극(114)이 구성될 수 있다. 다수의 컬러필터는 컬러필터기판(113)의 일면에 구성되고, 제3터치전극(114)은 컬러필터기판(113)의 타면에 구성된다. 제1터치전극, 제2터치전극(112) 및 제3터치전극(114)은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.

구동IC(115)는 어레이기판(111)의 노출된 영역 상에 형성된 패드(미도시)에 실장될 수 있다. 구동IC(115)의 접지(GND)와 연결되는 어레이기판(111)의 적어도 하나의 패드는 은 도트(미도시)를 통해 터치표시패널(110)의 제3터치전극(114)과 전기적으로 연결될 수 있다.

구동회로기판(117)은 어레이기판(111)의 일측에 부착되어 구동IC(115)와 연결될 수 있다. 구동회로기판(117)은 백라이트유닛(120)의 광원회로기판(129)과 연결될 수 있다.

광원(121)은 다수의 발광다이오드로 구성되어 광원회로기판(129)의 배면에 실장되어 배치된다. 광원회로기판(129)의 타측 일부는 연장되어 구동회로기판(117)에 연결된다. 도광판(123)은 광원(121)으로부터 방출된 광을 상면을 통해 발산시킨다. 광학시트(125)는 도광판(123)의 상면을 통해 발산되는 광을 확산 및 집광하여 터치표시패널(110)로 제공한다. 반사시트(127)는 도광판(123)의 배면을 통해 누설되는 광을 다시 도광판(123)의 상면방향으로 반사시킨다.

차광테이프(150')는 터치표시패널(110)과 백라이트유닛(120) 사이에 배치되어 터치표시패널(110)과 백라이트유닛(120)을 서로 접합시킬 수 있다. 차광테이프(150')는 터치표시패널(110)의 배면 테두리, 즉 어레이기판(111)의 배면 테두리를 둘러싸는 사각 틀 형태로 구성되며, 백라이트유닛(120)에서 방출된 광이 누설되는 것을 차단한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 차광테이프(150')는 제1영역(151a), 제2영역(151b), 제3영역(151c) 및 도전영역(152)으로 구성되며, 도전영역(152)은 제3영역(151c)과 대응된다. 제1영역(151a), 제2영역(151b) 및 제3영역(151c)은 광 차단물질이 접착제와 혼합되어 형성된다. 도전영역(152)은 도전물질이 접착제와 혼합되어 형성된다.

여기서, 도전영역(152)은 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)을 포함한다. 제1도전영역(152a)은 제3영역(151c)의 상면에 형성되고, 제2도전영역(152b)은 제3영역(151c)의 배면에 형성된다. 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)은 제3영역(151c)에 형성된 홀(152c)을 통해 전기적으로 연결된다.

또한, 제1영역(151a) 및 제2영역(151b)은 터치표시패널(110)의 비표시영역에 대응되는 어레이기판(111)의 배면에 부착되고, 제3영역(151c) 및 도전영역(152)은 터치표시패널(110)의 일측단으로부터 연장되어 외부로 노출된다.

이에 따라, 차광테이프(150')의 제3영역(151c) 및 도전영역(152)은 도 10에 도시된 바와 같이, 구동회로기판(117) 방향으로 절곡되어 구동회로기판(117)에 연결될 수 있다. 이때, 구동회로기판(117)의 접지영역(미도시) 또는 접지패드(미도시)에 차광테이프(150')의 도전영역(152)이 접촉되어 부착될 수 있다.

따라서, 터치표시패널(110)의 어레이기판(111)의 배면에 형성된 제2터치전극(112)은 차광테이프(150')의 제3영역(151c) 상면에 형성된 제1도전영역(152a) 및 제3영역(151c) 배면에 형성된 제2도전영역(152b)을 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)에 연결된다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 터치표시패널(110)의 제3터치전극(114)은 구동IC(115)의 접지(GND)에 연결된다. 이로 인해, 터치표시패널(110)의 제2터치전극(112) 및 제3터치전극(114)은 사용자의 터치 동작이 이루어지지 않은 상태에서 구동회로기판(117)의 접지(GND) 및 구동IC(115)의 접지(GND)에 의해 접지레벨로 플로팅된다.

한편, 차광테이프(150')의 제1도전영역(152a) 및 제2도전영역(152b)이 제3영역(151c)의 상면 및 배면에 각각 형성되므로, 차광테이프(150')의 제3영역(151c)의 높이, 즉 두께(h1)는 제1영역(151a) 또는 제2영역(151b)의 두께(h4)보다 작게 형성될 수 있다. 다시 말해, 차광테이프(150')의 제1영역(151a) 및 제2영역(151b)의 두께(h4)는 제3영역(151c)의 두께(h1), 제1도전영역(152a)의 두께(h2) 및 제2도전영역(152b)의 두께(h3)를 합한 크기와 동일할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 터치표시패널(110)은 어레이기판(111)의 배면에 추가로 구성된 제2터치전극(112)을 차광테이프(150')의 도전영역(152)을 통해 구동회로기판(117)의 접지(GND)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 터치표시장치(101)는 터치표시패널(110)의 제2터치전극(112)을 이용하여 사용자의 다양한 터치동작을 감지하고, 이에 대응되어 터치표시패널(110)의 동작을 제어할 수 있다.

한편, 본 실시예의 터치표시장치(101)의 동작은, 앞서 도 11을 참조하여 설명한 것과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100, 101: 터치표시장치 110: 터치표시패널
111: 어레이기판 112: 제2터치전극
113: 컬러필터기판 114: 제3터치전극
115: 구동IC 117: 구동회로기판
120: 백라이트유닛 129: 광원회로기판
150, 150': 차광테이프 151a: 제1영역
151b: 제2영역 151c: 제3영역
152: 도전영역 152a: 제1도전영역
152b: 제2도전영역 152c: 홀

Claims

제1터치전극과 제2터치전극이 구비된 제1기판 및 제3터치전극이 구비된제2기판이 합착된 터치표시패널;
상기 제1기판의 일측에 부착된 구동회로기판;
광원이 배치된 광원회로기판이 구비되어 상기 터치표시패널에 광을 제공하고, 상기 광원회로기판의 일측이 상기 구동회로기판에 연결된 백라이트유닛; 및
상기 터치표시패널과 상기 백라이트유닛 사이에 배치되고, 적어도 일부에 도전영역이 형성된 차광테이프를 포함하며,
상기 제2터치전극은 상기 제1기판의 배면과 상기 차광테이프 사이에 배치되고, 상기 제3터치전극은 상기 제2기판의 상면에 배치되고,
상기 제2터치전극은 상기 차광테이프를 통해 상기 구동회로기판의 접지에 연결되는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 광원회로기판의 일면에 배치되며, 상기 구동회로기판의 접지와 연결된 접촉패드를 더 포함하고,
상기 제2터치전극은 상기 차광테이프의 상기 도전영역을 통해 상기 접촉패드와 연결되는 터치표시장치.
제2항에 있어서,
상기 차광테이프는,
상기 제1기판의 하부 비표시영역을 제외한 나머지 비표시영역에 대응되는 배면에 부착된 제1영역;
상기 제1기판의 상기 하부 비표시영역에 대응되는 배면에 부착된 제2영역;
상기 제2영역의 상면에 구성되어 상기 제2터치전극의 일측에 대응되어 부착된 제1도전영역; 및
상기 제2영역의 배면에 구성되어 상기 제1도전영역과 전기적으로 연결되고, 상기 접촉패드에 대응되어 부착된 제2도전영역을 포함하는 터치표시장치.
제3항에 있어서,
상기 제2영역에 구성되어 상기 제1도전영역과 상기 제2도전영역을 연결하는 홀을 더 포함하는 터치표시장치.
제3항에 있어서,
상기 제1영역의 두께는 상기 제2영역, 상기 제1도전영역 및 상기 제2도전영역의 두께의 합과 동일한 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 차광테이프는,
상기 제1기판의 하부 비표시영역을 제외한 나머지 비표시영역에 대응되는 배면에 부착된 제1영역;
상기 제1기판의 상기 하부 비표시영역에 대응되는 배면에 부착된 제2영역;
상기 제2영역의 일측 단부에서 돌출되어 연장된 제3영역;
상기 제3영역의 상면에 구성되어 상기 제2터치전극의 일측에 대응되어 부착된 제1도전영역; 및
상기 제3영역의 배면에 구성되어 상기 제1도전영역과 전기적으로 연결되고, 상기 구동회로기판의 접지에 대응되어 부착된 제2도전영역을 포함하는 터치표시장치.
제6항에 있어서,
상기 제3영역에 구성되어 상기 제1도전영역과 상기 제2도전영역을 연결하는 홀을 더 포함하는 터치표시장치.
제6항에 있어서,
상기 제1영역의 두께는 상기 제3영역, 상기 제1도전영역 및 상기 제2도전영역의 두께의 합과 동일한 터치표시장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1기판 상에 배치되어 상기 구동회로기판에 연결된 구동IC를 더 포함하고,
상기 제3터치전극은 상기 제1기판 상에 구비된 은 도트를 통해 상기 구동IC의 접지에 연결되는 터치표시장치.
제1기판 및 제2기판이 합착된 터치표시패널;
상기 제1기판의 상면에 배치된 제1터치전극;
상기 제1기판의 배면에 배치된 제2터치전극;
상기 제2기판의 상면에 배치된 제3터치전극;
상기 제1기판의 일측에 부착되며, 상기 제2 터지전극과 전기적으로 연결되는 접지부를 포함하는 구동회로기판; 및
상기 제2터치전극을 상기 접지부에 전기적으로 연결하는 연결부재로 구성된 터치표시장치.
제11항에 있어서, 상기 제2 터치전극은 상기 제1기판의 상기 배면과 상기 연결부재 사이에 배치되는 터치표시장치.
제11항에 있어서, 상기 연결부재는 상기 터치표시패널의 배면에 부착되는 차광테이프인 터치표시장치.