KR20040043958A - Touch Panel with Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로 특히, 투명 도전막을 대체하여 투명 전도성 플라스틱을 상하부 필름 내측면에 형성시켜 터치 누름 동작에 의한 투명 도전막의 깨짐 발생을 줄여 내구성을 향상시킨 액정 표시 장치 일체형 터치 패널에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch panel, and more particularly, to a liquid crystal display integrated touch panel in which a transparent conductive film is formed on the upper and lower film inner surfaces instead of the transparent conductive film to reduce the occurrence of cracking of the transparent conductive film due to a touch pressing operation, thereby improving durability. will be.
개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치 그 밖의 개인전용 정보 처리 장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력 장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다.A personal computer, a portable transmission device, and other personal information processing devices perform text and graphics processing using various input devices such as a keyboard, a mouse, and a digitizer.
이러한 입력 장치들은 PC의 용도 확대에 따라 인터페이스로서의 입력 장치로서 키보드 및 마우스만으로는 제품 대응이 어렵고 보다 간단하고 오조작은 적으면서 누구라도 입력할 수 있고 또 휴대하면서 손으로 문자입력도 가능한 필요성에 의해 발전했다.These input devices have been developed due to the necessity of being able to input anybody with simple keyboard, mouse, and small input, and to input text by hand while being used as a keyboard as a interface device as an interface device. .
현재는 이러한 입력 장치의 일반적 기능과 관련된 필요성을 충족시키는 수준을 넘어 고신뢰성, 새로운 기능의 제공, 내구성, 재료나 물질을 포함한 설계 및 가공과 관련된 제조 기술 등과 같이 미세한 기술로 관심이 바뀌고 있다.Nowadays, attention is shifting to more sophisticated technologies such as high reliability, the provision of new features, durability, and manufacturing techniques related to design and processing involving materials or materials, beyond meeting the needs associated with the general functions of these input devices.
특히, 간단하고, 오조작이 적으며, 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자 입력도 가능한 입력 장치로서 터치 패널(Touch Panel)이 알려져 있으며, 그에 따른 검출 방식, 구조 및 성능 등에 있어서도 자세히 알려져있다.In particular, a touch panel is known as an input device that is simple, has low misoperation, can be input by anyone while carrying it, and can input characters without other input devices. Also known in detail.
검출 방식에 따라 간단히 살펴보면, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값에 변화를 감지하는 저항막 방식(Resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance Coupling)을 이용하는 정전 용량 방식(Capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화로써 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등이 있다.In brief, according to the detection method, a resistive type for detecting a change in a current or a voltage value of a position pressed by pressure in a state in which a DC voltage is applied, and a capacitance coupling in a state where an AC voltage is applied Capacitive type using Coupling, and Electro Magnetic type to sense the selected position in the state of applying the magnetic field as the change of voltage.
각각의 방식에 따라 신호 증폭의 문제나 해상도 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도 차이 등이 다르게 나타나는 특징이 있어 장점을 잘 살릴 수 있게 구분하여 그 방식을 선택한다. 선택 기준은 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성 외에 내구성과 경제성 등도 고려된다.Each method has different characteristics such as signal amplification problem, resolution difference, and difficulty in design and processing technology. Selection criteria include optical, electrical, mechanical, environmental and input characteristics, as well as durability and economy.
그 중 저항막 방식은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device)와의 조합으로 전자 수첩, PDA, 휴대용 PC 등 입력 기기로서 많이 보급되고 있으며 박형, 소형, 경량 그리고 저소비 전력 등에서 다른 방식에 비해 유리한 설계 방식으로 알려져 있다.Among them, the resistive film is widely used as an input device such as an electronic notebook, PDA, portable PC, etc. in combination with a liquid crystal display device, and has an advantageous design method compared to other methods in thin, small size, light weight, and low power consumption. Known.
저항막 방식의 검출 방식은 디지털 방식과 아날로그 방식이 있고, 기판 재료로서 0.1mm ~ 2mm 두께의 투명한 글래스 또는 필름을 이용하여 상하부 기판을 구성한다.There are two types of detection methods of the resistive film method, a digital method and an analog method, and the upper and lower substrates are formed by using a transparent glass or film having a thickness of 0.1 mm to 2 mm as the substrate material.
저항막 방식을 취하는 터치 패널은 상부 전극이 형성되어 있는 상부 기판에 펜 또는 손가락 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 상부기판에 형성된 상부 전극과 하부 기판에 형성된 하부 전극이 상호 통전되고, 그 위치의 저항 값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어들인 후 제어부에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾게되는 장치이다.In the resistive touch panel, when a touch panel is contacted with a predetermined input means such as a pen or a finger on the upper substrate on which the upper electrode is formed, the upper electrode formed on the upper substrate and the lower electrode formed on the lower substrate are energized with each other. After reading the voltage value changed by the resistance value of the position, the control unit finds the position coordinates according to the change of potential difference.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display integrated touch panel according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 저항막 방식으로 구동되는 터치 패널의 분해 사시도 및 터치 패널의 전원인가 관련 제어부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an exploded perspective view of a touch panel driven by a resistive film method and a control unit related to power supply of a touch panel.
도 1과 같이, 종래의 저항막 방식의 터치 패널은 각각 내측면에 투명 전극(14, 18)을 구비한 상하부 기판(12, 16)과, 상하부 기판(12, 16)의 비표시 영역에 두 기판(12, 16)의 부착을 위한 접착층(22)이 형성되어 있다. 그리고, 투명 전극(14, 18)의 가장 자리에는 각각 Y축 방향, X축 방향으로 금속 전극(Ag Paste)이 인쇄되어 있다. 그리고, 상기 하부 기판(16)에 형성된 투명 전극(18) 상에는 소정 간격을 갖고 복수개의 도트 스페이서(20)가 산포되어 상하부 기판(12, 16) 사이의 소정의 간격을 유지하고 있다.As shown in FIG. 1, a conventional resistive touch panel has two upper and lower substrates 12 and 16 having transparent electrodes 14 and 18 on inner surfaces thereof, and a non-display area of upper and lower substrates 12 and 16, respectively. An adhesive layer 22 for attaching the substrates 12 and 16 is formed. The metal electrodes Ag Paste are printed on the edges of the transparent electrodes 14 and 18 in the Y-axis direction and the X-axis direction, respectively. In addition, a plurality of dot spacers 20 are scattered at predetermined intervals on the transparent electrode 18 formed on the lower substrate 16 to maintain a predetermined interval between the upper and lower substrates 12 and 16.
상기 상하부 기판(12, 16)에 형성된 금속 전극(15a, 15b, 19a, 19b)은 신호선이 연결되어, 외부의 전원 전압(Vcc)과, 접지 전압(GND)을 인가받게 된다. 이 때, 전원 전압(Vcc)과 접지 전압(GND)이 상하부 기판(12, 16)의 어느 쪽에 인가되는지와, 전원 전압(Vcc) 또는 접지 전압(GND)을 인가하는지에 대한 판단은 마이컴(34)에서 이루어진다.Signal lines are connected to the metal electrodes 15a, 15b, 19a, and 19b formed on the upper and lower substrates 12 and 16 to receive an external power supply voltage Vcc and a ground voltage GND. At this time, whether the power supply voltage Vcc and the ground voltage GND are applied to the upper and lower substrates 12 and 16 and whether the power supply voltage Vcc or the ground voltage GND are applied are determined by the microcomputer 34. Takes place).
그리고, 각 상하부 기판(12, 16)에서 판단되는 아날로그 전압 값은 ADC(32)를 통해 디지털 값으로 전환되어, 마이컴(34)으로 인가되고, 인터페이스부(36)를 통하여 표시 장치 등에 제어하기 위해 시스템(40)으로 인가된다.The analog voltage values determined by the upper and lower substrates 12 and 16 are converted into digital values through the ADC 32 and applied to the microcomputer 34 to control the display device and the like through the interface unit 36. Applied to system 40.
상기 터치 패널의 위치 감지 동작을 전원인가와 관련해서 살펴보면 다음과 같다.Looking at the position sensing operation of the touch panel in relation to the power supply as follows.
터치 동작으로 인해 상하부 기판(12, 16)의 접촉이 일어나게 되면, 상기 상부 기판(12)에 인쇄된 투명 전극(14)의 좌우측에 형성된 금속 전극(15a, 15b)을 통해 전원 전압(Vcc) 및 접지전압(GND)을 인가하고, 상기 하부 기판(16)의 투명 전극(18)과, 금속 전극(15a, 15b) 및 각 금속 전극(15a, 15b)에 연결된 신호선을 통해서 상기 접촉된 지점의 전압 값을 읽어내어 X축 상의 좌표 값을 인식한다.When contact between the upper and lower substrates 12 and 16 occurs due to a touch operation, the power supply voltage Vcc and the metal electrodes 15a and 15b are formed on the left and right sides of the transparent electrode 14 printed on the upper substrate 12. The ground voltage GND is applied, and the voltage at the point of contact through the transparent electrode 18 of the lower substrate 16 and the signal lines connected to the metal electrodes 15a and 15b and the metal electrodes 15a and 15b. Read the value to recognize the coordinate value on the X axis.
이어, 상기 하부 기판(16)에 인쇄된 투명 전극(18)의 상하측에 형성된 금속 전극(19a, 19b)을 통해 전원 전압(Vcc) 및 접지전압(GND)을 인가하고, 상기 상부 기판(12)의 투명 전극(14)과 금속전극(19a, 19b) 및 상기 금속 전극(19a, 19b)에 연결된 신호선을 통해서 상기 접촉된 지점의 전압 값을 읽어내어 Y축 상의 좌표 값을 인식한다.Subsequently, a power supply voltage Vcc and a ground voltage GND are applied through metal electrodes 19a and 19b formed on upper and lower sides of the transparent electrode 18 printed on the lower substrate 16, and the upper substrate 12 is applied. The coordinate value on the Y-axis is recognized by reading the voltage value of the contacted point through the signal lines connected to the transparent electrode 14, the metal electrodes 19a and 19b, and the metal electrodes 19a and 19b.
이와 같이, 저항막 방식의 터치 패널은 접촉이 일어난 부분의 저항에 따라 구배되는 전압 값을 전압이 인가된 기판과 마주보는 기판에서 읽어들여 접촉된 부분의 X-Y 좌표 값을 읽어내어 접촉된 위치를 인식하게 된다.As described above, the resistive touch panel reads the voltage value gradientd according to the resistance of the contacted portion from the substrate facing the voltage applied, and reads the XY coordinate value of the contacted portion to recognize the contacted position. Done.
이하에서는, 상기에서 기술한 저항막 방식의 터치 패널이 액정 표시 장치와 결합했을 때의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the structure when the resistive touch panel mentioned above is combined with a liquid crystal display device is demonstrated with reference to drawings.
도 2는 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a conventional liquid crystal display integrated touch panel.
도 2와 같이, 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 액정 패널(1)의 상부 편광판(미도시)과 접착제에 의해 터치 패널(10)이 전면 접착되어지는 형상으로 형성된다. 이 때, 상기 접착층은 접착 성분이 상기 상부 편광판의 전 영역에 도포되어질 수도 있고, 선택적으로 터치 패널(10)의 가장 자리에 해당되는 영역에만 도포되어질 수도 있다.As shown in FIG. 2, the conventional liquid crystal display integrated touch panel is formed in a shape in which the upper panel of the liquid crystal panel 1 is bonded to the touch panel 10 by an adhesive. In this case, the adhesive layer may be an adhesive component may be applied to the entire area of the upper polarizing plate, or may be selectively applied only to the area corresponding to the edge of the touch panel 10.
상기 액정 패널은 도시되어 있지 않지만, 일반적으로 상하부 기판과 그 사이에 충진된 액정층으로 형성되며, 상하부 기판 외측(外側)면에 각각 상부 편광판, 하부 편광판이 형성된다.Although not shown, the liquid crystal panel is generally formed of an upper and lower substrates and a liquid crystal layer filled therebetween, and upper and lower polarizers are formed on the outer surface of the upper and lower substrates, respectively.
그리고, 터치 패널(10)은 서로 대향되어 상부 기판(12), 하부 기판(16)으로 형성되며, 상하부 기판(12, 16)이 서로 마주보는 면에 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)이 형성된다.In addition, the touch panel 10 may be formed to face each other, and may be formed of the upper substrate 12 and the lower substrate 16, and the first and second transparent conductive layers 14 may be formed on the surfaces of the upper and lower substrates 12 and 16 facing each other. 18) is formed.
이 때, 상기 상하부 기판(12, 16)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephtalate), 폴리 프로필렌 테레프탈레이트(Poly Propylene Terephtalate), 폴리 에틸렌-2(Poly Ethylene-6), 6-나프탈레이트(6-Naphtalate), 신디옥타틱 폴리스티렌(Cyndyoxtatic Polystyrene), 노르보넨계 폴리머(Norbonen Polymer), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), 폴리 아릴레이트(Poly Arylate) 등의 투명한 플라스틱 필름으로 형성한다.In this case, the upper and lower substrates 12 and 16 may be made of polyethylene terephthalate, polypropylene terephtalate, polyethylene 2, and 6-naphthalate. It is formed of a transparent plastic film such as Naphtalate, Cyndyoxtatic Polystyrene, Norbonen Polymer, Poly carbonate, Poly Arylate, or the like.
그 밖에, 상기 상부 기판(12)은 터치 동작이 직접 이루어지는 부위이므로, 상기에서 기술한 연질의 투명한 플라스틱 필름을 형성하여야 하나, 하부 기판(12)의 경우, 글래스 기판을 이러한 연질의 투명한 플라스틱 필름 하부에 형성하거나,또는 글래스 기판만으로 형성할 수도 있다.In addition, since the upper substrate 12 is a portion where a touch operation is directly performed, the above-mentioned soft transparent plastic film should be formed. However, in the case of the lower substrate 12, the glass substrate is placed under the soft transparent plastic film. It may be formed on the glass substrate, or may be formed only of the glass substrate.
상기 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)은 투명성과 도전성을 지닌 재료라면 특별히 제한은 없지만, 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물, 은 및 은 합금, 동 및 동 합금, 금 등이 단층 혹은 2층 이상의 적층 구조로 형성된다. 바람직하게는 ITO(Indium Tin Oxide)의 투명 전극으로 형성한다.The first and second transparent conductive films 14 and 18 are not particularly limited as long as they are materials having transparency and conductivity. However, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, indium-tin composite oxide, tin-antimony composite oxide, and indium- Zinc composite oxides, silver and silver alloys, copper and copper alloys, gold and the like are formed in a single layer or a laminated structure of two or more layers. Preferably, it is formed of a transparent electrode of indium tin oxide (ITO).
이어, 상기 상부 및 하부 기판(12, 16)의 내측면에 형성된 제 1, 제 2 투명 도전막(14, 18)의 각각의 외곽 영역에는 접착제 성분을 도포하여 상기 상하부 기판(12, 16)을 합착한다.Subsequently, an adhesive component is applied to the outer regions of the first and second transparent conductive films 14 and 18 formed on the inner surfaces of the upper and lower substrates 12 and 16 to form the upper and lower substrates 12 and 16. Stick together.
터치 패널은 액정 표시 장치의 표시면 위에 설치되어 신호 입력 수단으로 이용되는 것이므로, 액정 표시 장치의 표시면에 해당되는 표시 영역(viewing area, V/A)과, 상기 표시 영역을 감싸도록 표시 영역 주변부에 형성되는 비 표시 영역(dead space)으로 구분되어 정의된다. 상기 접착층(25)이나, 각 금속 전극(도 2에는 미도시, 도 1의 15, 19) 및 신호선들이 비 표시 영역(dead space)에 형성되며, 이 부위에서는 화상이 표시되지 않게 된다.Since the touch panel is installed on the display surface of the liquid crystal display device and used as a signal input means, a display area (V / A) corresponding to the display surface of the liquid crystal display device and a peripheral portion of the display area to surround the display area. It is defined by being divided into a non-display area (dead space) formed in the. The adhesive layer 25, each metal electrode (not shown in FIG. 2, 15 and 19 in FIG. 1) and signal lines are formed in a dead space, and an image is not displayed at this portion.
상기에서 기술한 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 터치 패널의 두께를 줄이기 위해 액정 패널의 상부 편광판 상에 바로 투명 도전막을 증착하는 방법이 제안되고 있다.In order to reduce the thickness of the touch panel of the conventional liquid crystal display integrated touch panel described above, a method of depositing a transparent conductive film directly on the upper polarizing plate of the liquid crystal panel has been proposed.
그러나, 하부 기판(16)이 생략되고, 제 2 투명 도전막(18)이 바로 액정 패널(미도시)의 상부 편광판 상에 형성되는 구조는 편광판의 내열 온도가 약 80℃정도인 점을 감안할 때, 제 2 투명 도전막(18)을 스퍼터링 방법으로 상부 편광판 상에 바로 증착하게 될 경우, 안정적으로 제 2 투명 도전막(18)의 증착이 이루어지기 힘들다.However, the lower substrate 16 is omitted, and the second transparent conductive film 18 is formed directly on the upper polarizing plate of the liquid crystal panel (not shown) in view of the heat resistance temperature of the polarizing plate is about 80 ℃ When the second transparent conductive film 18 is directly deposited on the upper polarizing plate by the sputtering method, it is difficult to stably deposit the second transparent conductive film 18.
이는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막의 스퍼터링 방법에 의한 증착 온도가 120℃ 이상이므로, 스퍼터링 공정을 거치게 되면, 액정 패널의 상부 편광판이 열팽창을 하게 되어 형상의 왜곡이 생기기 때문이다.This is because the deposition temperature by a sputtering method of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) is 120 ° C. or more, and thus, when the sputtering process is performed, the upper polarizing plate of the liquid crystal panel undergoes thermal expansion, thereby causing distortion of the shape.
또한, 상부 편광판이 갖는 표면 거칠기로 인하여, 스퍼터링법을 이용한 제 2 투명 도전막(18)의 증착 과정을 거치면서, 제 2 투명 도전막(18) 자체가 표면 거칠기를 갖는 형상으로 형성되기 때문에 유니폼(uniform)한 투명 도전막을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 내구성이 약해지는 단점을 가지고 있다.In addition, due to the surface roughness of the upper polarizing plate, the second transparent conductive film 18 itself is formed into a shape having a surface roughness while undergoing the deposition process of the second transparent conductive film 18 using the sputtering method. It is not only impossible to obtain a uniform transparent conductive film, but also has a disadvantage of poor durability.
따라서, 종래의 액정 패널 상부 편광판 상에 투명 도전막이 형성된 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 구조는 내구성이 약해지는 문제점 때문에, 실제 제품화에는 거의 적용되지 않고 있는 실정이다.Therefore, the structure of a liquid crystal display device integrated touch panel in which a transparent conductive film is formed on a liquid crystal panel upper polarizing plate of the related art is rarely applied to actual commercialization because of a problem of weak durability.
그러나, 상기와 같은 종래의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional liquid crystal display integrated touch panel has the following problems.
종래의 저항막 방식의 터치 패널은 누름 동작이 반복적으로 일어날 경우, 또는 강한 누름 동작이 일어날 경우, 상하 필름 상에 형성되어 있는 투명 도전막이 깨질 수가 있다. 따라서, 깨짐 부분이 발생한 부위에서는 오류 동작이 일어나며, 안정적인 화상을 얻기 힘들다.In the conventional resistive touch panel, when the pressing operation occurs repeatedly or when a strong pressing operation occurs, the transparent conductive film formed on the upper and lower films may be broken. Therefore, an error operation occurs at the site where the broken portion occurs, and it is difficult to obtain a stable image.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 투명 도전막을 대체하여 투명 전도성 플라스틱을 상하부 필름 내측면에 형성시켜 터치 누름 동작에 의한 투명 도전막의 깨짐 발생을 줄여 내구성을 향상시킨 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the liquid crystal display device integrated to improve the durability by replacing the transparent conductive film to form a transparent conductive plastic on the upper and lower film inner surface to reduce the occurrence of cracking of the transparent conductive film due to the touch pressing operation There is a purpose to provide a touch panel.
도 1은 종래의 저항막 방식의 터치 패널의 분해 사시도 및 터치 패널의 전원인가 관련 제어부를 나타내는 블럭도1 is an exploded perspective view of a conventional resistive touch panel and a block diagram showing a power supply related control unit of the touch panel;
도 2는 종래의 표시 장치 일체형 터치 패널을 나타내는 단면도2 is a cross-sectional view illustrating a conventional display device-integrated touch panel.
도 3은 물질의 전기 전도도를 단계별로 나타내는 도표3 is a diagram showing step by step the electrical conductivity of a material
도 4는 본 발명의 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가하여 경화시켜 형성한 투명 도전성 플라스틱 필름을 나타낸 평면도Figure 4 is a plan view showing a transparent conductive plastic film formed by adding a conductive material to the transparent plastic material of the present invention and cured
5a 및 도 5b는 도 4의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 상부 필름 및 이에 대향되는 하부 필름을 나타낸 평면도5A and 5B are plan views illustrating an upper film and a lower film opposite to the liquid crystal display integrated display panel of the present invention formed using the transparent conductive plastic film of FIG. 4.
도 6은 도 5a 및 도 5b의 Ⅰ~Ⅰ' 선상의 구조 단면도6 is a structural cross-sectional view taken along line II ′ of FIGS. 5A and 5B.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
100 : 제 1 필름 110a, 110b, 110c, 110d : 금속 전극100: first film 110a, 110b, 110c, 110d: metal electrode
120a, 120b, 120c, 120d : 신호선 125 : 제 1 접착층120a, 120b, 120c, 120d: signal line 125: first adhesive layer
130 : 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름 140 : 제 2 필름130: first transparent conductive plastic film 140: second film
145 : 제 2 접착층 150 : 제 2 투명 전도성 필름 플라스틱 필름145: second adhesive layer 150: second transparent conductive film plastic film
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널은 액정 패널 상에 형성되며 그 내측면에 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름을 구비한 하부 필름과, 상기 하부 필름에 대향되어, 내측면에 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름을 구비한 상부 필름과, 상기 상하부 필름과 상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름 사이에 두 필름을 접착하는 접착층을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.The liquid crystal display integrated touch panel of the present invention for achieving the above object is a lower film formed on the liquid crystal panel and provided with a first transparent conductive plastic film on the inner side thereof, and opposed to the lower film, the inner side It is characterized in that it comprises a top film having a second transparent conductive plastic film in the adhesive layer for bonding two films between the upper and lower film and the first, second transparent conductive plastic film.
상기 상부 필름 또는 하부 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나임이 바람직하다.The upper film or lower film is preferably any one of polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene-2, 6-naphthalate, syndiotactic polystyrene, norbornene-based polymer, polycarbonate, and poly arylate.
상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름의 표면 저항이 100~10000Ω/sq임이 바람직하다.It is preferable that the surface resistance of the said 1st, 2nd transparent conductive plastic film is 100-10000 Pa / sq.
상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름은 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가하여 경화시킴으로써 형성된 것이 바람직하다. 이 때, 상기 도전성 물질로는 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물을 이용하며, 상기투명한 플라스틱 물질로는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트를 이용한다.It is preferable that the said 1st, 2nd transparent conductive plastic film was formed by adding and hardening a conductive material to a transparent plastic material. In this case, as the conductive material, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, indium-tin composite oxide, tin-antimony composite oxide, zinc-aluminum composite oxide, and indium-zinc composite oxide are used. Polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene-2, 6-naphthalate, syndiotactic polystyrene, norbornene-based polymer, polycarbonate, poly arylate are used.
또한, 상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름은 투명한 플라스틱 필름 상에 이온 주입 공정을 통해 표면의 소정 영역에 도전성을 갖도록 하여 형성될 수도 있다. 이 때, 상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프 탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나로 함이 바람직하다.In addition, the first and second transparent conductive plastic films may be formed to have conductivity in a predetermined region of the surface through an ion implantation process on the transparent plastic film. In this case, the transparent plastic film is made of any one of polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene-2, 6-naphthalate, syndiotactic polystyrene, norbornene-based polymer, polycarbonate, and poly arylate. This is preferred.
또한, 상기 제 1 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름은 투명한 플라스틱 필름 상에 확산 공정을 통해 표면의 소정 영역에 도전성을 갖도록 하여 형성될 수도 있다. 이 때, 상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프 탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 중 어느 하나로 함이 바람직하다.In addition, the first second transparent conductive plastic film may be formed to have conductivity on a predetermined region of the surface through a diffusion process on the transparent plastic film. In this case, the transparent plastic film is made of any one of polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene-2, 6-naphthalate, syndiotactic polystyrene, norbornene-based polymer, polycarbonate, and poly arylate. This is preferred.
상기 접착층은 도전성 양면 접착제로 구비함이 바람직하다.The adhesive layer is preferably provided with a conductive double-sided adhesive.
상기 접착층은 상기 상하부 필름의 내측면에 형성되거나, 상기 접착층은 상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름이 상기 상하부 필름과 마주보는 면에 형성됨이 바람직하다.The adhesive layer may be formed on the inner surface of the upper and lower films, or the adhesive layer may be formed on the surface of the first and second transparent conductive plastic films facing the upper and lower films.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display integrated touch panel of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 여러 가지 물질의 전기 전도도를 단계별로 나타내는 도표이다.3 is a table showing the electrical conductivity of various materials step by step.
도 3과 같이, 절연체(41), 반도체(42), 금속별(43)로 여러 가지 물질의 전기 전도도를 살펴보면 거의 반도체(42) 및 금속(43)의 전기 전도도에 해당하는 영역과 전도성 고분자(50)의 전기 전도도 영역이 오버랩되고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, when the electrical conductivity of various materials is examined with the insulator 41, the semiconductor 42, and the metal star 43, a region corresponding to the electrical conductivity of the semiconductor 42 and the metal 43 and the conductive polymer ( It can be seen that the electrical conductivity region of 50) is overlapping.
상기 전도성 고분자(50)는 플라스틱 물질 중 전도성을 띤 물질을 나타내는데, 어떤 플라스틱 물질 중에는 구리나 철, 은과 거의 유사한 정도로 전기 전도도를 띠기도 한다.The conductive polymer 50 represents a conductive material among plastic materials, and among certain plastic materials, the conductive polymer 50 has an electrical conductivity to a degree substantially similar to that of copper, iron, and silver.
따라서, ITO와 같은 투명 도전막의 표면 저항이 약 500Ω/sq(2*10-3δ/σm)정도임을 감안하면, 이는 어떤 종류의 플라스틱 물질은 투명 도전막을 대체할 수 있음을 보여준다.Therefore, considering that the surface resistance of a transparent conductive film such as ITO is about 500 kW / sq (2 * 10 −3 δ / σm), this shows that some kind of plastic material can replace the transparent conductive film.
우리가 일상 생활에서 사용하는 플라스틱은 일반적으로 전기가 통하지 않지만, 특정 물질(예를 들어, 요오드)을 첨가하면 금속처럼 전도성을 띠게 된다.The plastics we use in our daily lives are generally not electrically conductive, but the addition of certain substances (such as iodine) makes them conductive like metals.
과학 기술 연구원 박막 기술 연구 센터에서는 2000년 3월 12일에 표면 재질 기술을 응용해 폴리 카보네이트 등과 같은 플라스틱 위에 전도성 재료인 인듐 주석산화물(InSnO3)을 첨가하여 플라스틱에 전기를 통하게 한 전도성 플라스틱 물질을 개발하는데 성공했다고 밝혔다.On March 12, 2000, the Thin Film Technology Research Center of the Institute of Science and Technology applied surface material technology to add conductive material, InSnO 3 , which is a conductive material on plastics such as polycarbonate, Said it succeeded in development.
이러한 방법 외로, 투명한 플라스틱 필름에 이온 도핑이나, 확산 공정을 진행하여 표면의 소정 영역에 선택적으로 도전성을 띠게 할 수도 있다.In addition to this method, the transparent plastic film may be ion-doped or diffused to selectively conduct conductivity to a predetermined region of the surface.
이하, 상기와 같은 방법으로 형성한 투명 도전성 플라스틱 필름을 이용하여 하부 필름을 형성한 터치 패널의 구조를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the structure of the touch panel in which the lower film is formed using the transparent conductive plastic film formed by the above method will be described with reference to the drawings.
도 4는 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가하여 경화시켜 형성한 투명 도전성 플라스틱 필름을 나타낸 평면도이다.4 is a plan view illustrating a transparent conductive plastic film formed by adding a conductive material to a transparent plastic material and curing the conductive material.
도 4와 같이, 투명한 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가한 후, 이를 경화시켜 투명 도전성 플라스틱 필름을 형성하는 방법은, 플라스틱 물질과 도전성 물질이 일정 비율로 섞인 상태로 경화되기 때문에 투명 도전성 플라스틱 필름의 전 영역에서 동일한 저항율을 갖게 된다.As shown in FIG. 4, after the conductive material is added to the transparent plastic material, the method of curing the conductive material to form the transparent conductive plastic film is hardened in a state where the plastic material and the conductive material are mixed at a predetermined ratio. It will have the same resistivity in the region.
이 때, 첨가되는 도전성 물질은 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물 등으로 하며, 상기 투명한 플라스틱 필름은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 프로필렌 테레프탈레이트, 폴리 에틸렌-2, 6-나프탈레이트, 신디옥타틱 폴리스티렌, 노르보넨계 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리 아릴레이트 등을 이용한다.In this case, the conductive material to be added is indium oxide, tin oxide, zinc oxide, indium-tin composite oxide, tin-antimony composite oxide, zinc-aluminum composite oxide, indium-zinc composite oxide, and the like. Ethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene-2, 6-naphthalate, syndiotactic polystyrene, norbornene-based polymers, polycarbonates, polyarylates and the like.
일반적으로, ITO와 같은 투명 도전막 물질이 표면 저항이 100~10000Ω/sq이므로, 상기와 같은 공정을 통해 형성하는 투명 전도성 플라스틱 필름도 이에 준하는 표면 저항 값을 갖도록 형성한다.In general, since the transparent conductive film material such as ITO has a surface resistance of 100 to 10000 Pa / sq, the transparent conductive plastic film formed through the above process is also formed to have a corresponding surface resistance value.
한편, 상기 투명 도전성 플라스틱 물질에 도전성 물질을 첨가시켜 경화하는 공정 외에 투명 플라스틱 물질에 이온 주입이나 확산 공정을 하여 투명 도전성 플라스틱 필름을 형성시에는 이온 주입이 이루어지는 영역이나 확산 공정이 이루어지는 영역을 선택적으로 정하여 원하는 소정 부위 표면에 도전성을 갖도록 형성할 수있다.On the other hand, in addition to the step of hardening by adding a conductive material to the transparent conductive plastic material, when the transparent conductive plastic film is formed by ion implantation or diffusion process to the transparent plastic material, the ion implantation region or the region where the diffusion process is performed selectively It can be formed so as to have conductivity on the desired predetermined surface of the site.
5a 및 도 5b는 도 4의 투명 전도성 플라스틱 필름을 이용하여 형성된 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 상부 필름 및 이에 대향되는 하부 필름을 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 5a 및 도 5b의 Ⅰ~Ⅰ' 선상의 구조 단면도이다.5A and 5B are plan views illustrating an upper film and a lower film opposite to the liquid crystal display device integrated touch panel of the present invention formed using the transparent conductive plastic film of FIG. 4, and FIGS. 6A to 5B are FIGS. It is structural sectional drawing of I 'line.
도 5a와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치 일체형 터치 패널의 상부 필름은 제 1 필름(100)의 내측면에 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130)의 좌우에 전압을 X축 방향으로 인가하기 위한 금속 전극(110a, 110b)이 형성되어 있다.5A, in the upper film of the liquid crystal display integrated touch panel of the present invention, a first transparent conductive plastic film 130 is formed on an inner side surface of the first film 100, and the first transparent conductive plastic film ( Metal electrodes 110a and 110b for applying a voltage in the X-axis direction are formed on the left and right sides of the 130.
또한, 상기 금속 전극(110a, 110b)에 외부 전압 신호를 인가하기 위한 신호선(120a, 120b)이 연결된다. 이 때, 상기 금속 전극(110a, 110b)은 상기 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130) 상에 형성되어, 상기 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130)에 직접 전기적으로 연결되고, 상기 신호선(120a, 120b)은 도전성을 갖지 않는 제 1 필름(100) 상에 형성되어 상기 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130)에 직접 연결되지 않는다.In addition, signal lines 120a and 120b for applying an external voltage signal to the metal electrodes 110a and 110b are connected. In this case, the metal electrodes 110a and 110b are formed on the first transparent conductive plastic film 130 to be directly and electrically connected to the first transparent conductive plastic film 130, and the signal lines 120a and 120b. ) Is formed on the nonconductive first film 100 and is not directly connected to the first transparent conductive plastic film 130.
그리고, 도 5b와 같이, 상기 상부 필름에 대향되는 하부 필름은 제 2 필름(140)의 내측면에 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)을 구비한 형태로 형성되며, 상기 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)의 상하로 전압을 Y축 방향으로 인가하기 위한 금속 전극(110c, 110d)이 형성되어 있다.And, as shown in Figure 5b, the lower film facing the upper film is formed in the form having a second transparent conductive plastic film 150 on the inner side of the second film 140, the second transparent conductive plastic film Above and below 150, metal electrodes 110c and 110d for applying a voltage in the Y-axis direction are formed.
또한, 상기 금속 전극(110c, 110d)에 외부 전압 신호를 인가하기 위한 신호선(120c, 120d)이 연결된다. 마찬가지로, 상기 금속 전극(110c, 110d)은 상기 제 2투명 전도성 플라스틱 필름(150) 상에 형성되어, 상기 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)에 직접 전기적으로 연결되고, 상기 신호선(120c, 120d)은 도전성을 갖지 않는 제 2 필름(140) 상에 형성되어 상기 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)에 직접 연결되지 않는다.In addition, signal lines 120c and 120d for applying an external voltage signal to the metal electrodes 110c and 110d are connected. Similarly, the metal electrodes 110c and 110d are formed on the second transparent conductive plastic film 150 to be electrically connected directly to the second transparent conductive plastic film 150 and to the signal lines 120c and 120d. Silver is formed on the second film 140 having no conductivity and is not directly connected to the second transparent conductive plastic film 150.
도 6을 통해 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름과, 금속 전극 및 신호선의 연결관계를 살펴보면 다음과 같다.The connection relationship between the first and second transparent conductive plastic films, the metal electrode, and the signal line will be described with reference to FIG. 6.
즉, 제 1, 제 2 필름(100, 140)의 내측면에 각각 제 1, 제 2 접착층(125, 145)을 구비하여 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(130, 150)이 부착되며, 상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(130, 150)의 가장 자리에 금속 전극을 형성한다. 이 때, 신호선(120d)은 도전성을 갖지 않는 제 1 필름(100) 상에 직접 형성되므로, 신호선(120d)의 절연 공정이 요구되지 않게 된다.That is, the first and second transparent conductive plastic films 130 and 150 are attached to the inner surfaces of the first and second films 100 and 140 by having the first and second adhesive layers 125 and 145, respectively. Metal electrodes are formed on edges of the first and second transparent conductive plastic films 130 and 150. At this time, since the signal line 120d is directly formed on the first film 100 having no conductivity, an insulation process of the signal line 120d is not required.
도시되어 있지 않지만, 나머지 신호선들(120a, 120b, 120c, 120d)의 경우에도 각각 제 1, 제 2 필름(100, 140) 상에 바로 형성되게 된다.Although not shown, the remaining signal lines 120a, 120b, 120c, and 120d may be directly formed on the first and second films 100 and 140, respectively.
상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(130, 150)은 제 1, 제 2 필름(100, 140)과 동일한 사이즈로 형성하는 방법을 고려할 수도 있으나, 이 때는 신호선(120a, 120b, 120c, 120d)을 형성함에 있어, 신호선(120a, 120b, 120c, 120d)들이 각각 투명 전도성 플라스틱 필름(130, 150)이 지나가는 부위에 절연성 재료를 더 형성하여야 하므로, 증착의 곤란함과, 집적도의 감소라는 문제점을 발생시킬 수 있다.Although the first and second transparent conductive plastic films 130 and 150 may be formed in the same size as the first and second films 100 and 140, the signal lines 120a, 120b, 120c, and 120d may be considered. ), The signal lines (120a, 120b, 120c, 120d) should each further form an insulating material in the area passing through the transparent conductive plastic film (130, 150), it is difficult to deposit, the problem of reduced integration Can be generated.
상기 금속 전극(110a, 110b, 110c, 110d) 및 신호선(120a, 120b, 120c,120d)들이 형성되는 부위는 비 표시 영역(dead space)에 해당하며, 이 부위에는 절연성 접착제(190)가 도포되어 상기 제 1, 제 2 필름(100, 140)의 합착이 이루어진다.A portion where the metal electrodes 110a, 110b, 110c, and 110d and the signal lines 120a, 120b, 120c, and 120d are formed corresponds to a dead space, and an insulating adhesive 190 is applied to the portion. The first and second films 100 and 140 are bonded together.
마주보는 상기 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(130, 150) 사이에는 도시되어 있지 않지만, 도트 스페이서가 형성되어 터치 패널의 상하부 필름 사이에 소정의 갭을 유지하고 있다.Although not shown between the first and second transparent conductive plastic films 130 and 150 facing each other, a dot spacer is formed to maintain a predetermined gap between upper and lower films of the touch panel.
여기서, 상기 제 1, 제 2 필름(100, 140)은 투명한 플라스틱 필름으로 형성하며, 그 예로는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephtalate), 폴리 프로필렌 테레프탈레이트(Poly Propylene Terephtalate), 폴리 에틸렌-2(Poly Ethylene-6), 6-나프탈레이트(6-Naphtalate), 신디옥타틱 폴리스티렌(Cyndyoxtatic Polystyrene), 노르보넨계 폴리머(Norbonen Polymer), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), 폴리 아릴레이트(Poly Arylate) 등이 있다.Here, the first and second films 100 and 140 are formed of a transparent plastic film, and examples thereof include polyethylene ethylene terephtalate, poly propylene terephtalate, and polyethylene-2 ( Poly Ethylene-6), 6-Naphtalate, Cyndyoxtatic Polystyrene, Norbonen Polymer, Polycarbonate, Poly Arylate, etc. have.
한편, 또 다른 실시예로, 상하부에 구성하는 제 1, 제 2 필름(100, 140)을 생략하고, 각각 제 1, 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(130, 150)만을 형성하는 방법을 생각할 수 있다.Meanwhile, as another embodiment, a method of forming only the first and second transparent conductive plastic films 130 and 150, respectively, without the first and second films 100 and 140 constituting the upper and lower parts may be considered. .
이 때는 하부쪽에 위치하는 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)은 액정 패널 상에 전면 부착하며, 이에 대향되는 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130)은 금속 전극을 형성하는 부위를 경계로 하여 선택적인 영역에 형성하게 된다.In this case, the second transparent conductive plastic film 150 positioned at the lower side is attached to the front surface of the liquid crystal panel, and the first transparent conductive plastic film 130 opposite to the selective area is formed around the portion forming the metal electrode. To form.
상기 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)에는 앞서 기재한 투명 전도성 플라스틱 필름의 3가지 형성 방법이 모두 적용될 수 있으나, 제 1 투명 전도성 플라스틱 필름(130)은 누름 동작이 직접 일어나는 부위이므로, 전 영역에 동일한 저항율을 갖는 믹싱법으로 투명 전도성 플라스틱 필름을 형성시에는 외부의 손 또는 펜 등과 접촉이 일어날 때, 도전성이 접지되어 사라질 수 있으므로, 이 경우에는 제 2 투명 전도성 플라스틱 필름(150)과 마주보는 표면에 선택적으로 도전성을 갖는 이온 주입이나 확산법을 이용하여 투명 전도성 플라스틱 필름을 형성하여야 한다.All three methods of forming the transparent conductive plastic film described above may be applied to the second transparent conductive plastic film 150, but the first transparent conductive plastic film 130 is a portion where a pressing operation is directly performed. When the transparent conductive plastic film is formed by a mixing method having the same resistivity, when contact with an external hand or a pen occurs, the conductivity may be grounded and disappear. In this case, the surface facing the second transparent conductive plastic film 150 The transparent conductive plastic film should be formed by using ion implantation or diffusion method which is selectively conductive.
이와 같은 본 발명을 통해, 터치 패널의 하부 기판을 제외함과 동시에 투명 도전막(ITO) 대신 투명 전도성 플라스틱 필름을 사용함으로써, 터치 패널의 두께 감소뿐만 아니라, 깨지기 쉬운 투명 도전막 대신 플라스틱 물질을 이용함으로써, 생산성 및 내구성 향상에 기여할 수 있다.Through the present invention, by using a transparent conductive plastic film instead of a transparent conductive film (ITO) at the same time to remove the lower substrate of the touch panel, not only reduces the thickness of the touch panel, but also uses a plastic material instead of a transparent transparent conductive film By doing so, it can contribute to productivity and durability improvement.
상기와 같은 본 발명의 터치 패널은 다음과 같은 효과가 있다.The touch panel of the present invention as described above has the following effects.
누름 동작에 의해 깨짐 특성이 강한 투명 도전막을 대체하여 투명 전도성 플라스틱 물질을 사용하여 터치 패널의 상하부 기판을 구성하여, 충격에 대해 내구성을 강화시켜 보다 안정적으로 화상을 표시할 수 있다.The upper and lower substrates of the touch panel may be configured by using a transparent conductive plastic material in place of the transparent conductive film having strong cracking characteristics by the pressing operation, thereby enhancing durability against impact and displaying images more stably.
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