KR20110100851A - 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널을 평판표시장치의 상부기판 상에 직접 형성하는 구조에 관한 것으로, 상기 터치 스크린 패널의 비표시영역에 형성된 감지라인들이 외부에 노출되지 않도록 상기 감지라인들을 덮는 쉴드부재가 구비됨으로써, 정전기 유입에 의한 ESD 불량을 개선하여 수율 및 신뢰성이 향상된 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치를 제공한다.

Description

터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치{flat panel display integrated touch screen panel}
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치에 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 있으며, 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기전계 발광 표시장치와 같은 평판표시장치의 외면에 부착되어 구성되는데, 별도로 제작된 터치 스크린 패널과 평판표시장치를 서로 부착하여 사용할 경우 제품의 전체적인 두께를 증가시키고, 제조 원가를 상승시킨다는 문제점이 있다.
본 발명은 터치 스크린 패널을 평판표시장치의 상부기판 상에 직접 형성하는 구조에 관한 것으로, 상기 터치 스크린 패널의 비표시영역에 형성된 감지라인들이 외부에 노출되지 않도록 상기 감지라인들을 덮는 쉴드부재가 구비됨으로써, 정전기 유입에 의한 ESD 불량을 개선하여 수율 및 신뢰성이 향상된 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치는, 표시영역과, 상기 표시영역 외곽에 형성된 비표시영역으로 각각 구획되는 상부기판 및 하부기판과; 상기 상부기판의 표시영역 상에 형성된 제 1 및 제 2감지패턴들과; 상기 상부기판의 비표시영역 상에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2감지패턴들과 전기적으로 연결되는 감지라인들과; 상기 비표시영역에 형성된 감지라인들과 중첩되는 영역 상에 형성된 쉴드부재와; 상기 표시영역과 중첩되는 영역 상에 위치하는 투명부재가 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 투명부재는 편광판 또는 윈도우 글라스이며, 상기 쉴드부재는 상기 투명부재가 상기 감지라인들이 형성된 비표시영역으로 연장되어 일체형으로 구현되거나, 또는 상기 쉴드부재가 상기 투명부재와 분리되어 형성되며, 비 전도성의 아크릴계 수지(resin) 재질 또는 UV 경화성 수지 재질로 구현된다.
또한, 상기 상부기판의 표시영역 상에 상기 제 2감지패턴들을 연결하는 연결패턴들과; 상기 연결패턴들 및 감지패턴 사이에 형성되는 제 1절연막 및 상기 감지패턴들 상에 형성되는 제 2절연막이 더 포함된다.
또한, 상기 제1 감지패턴들은, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성되며, 상기 제2 감지패턴들은, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀들로 구성된다.
또한, 상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들을 상기 감지라인과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들이 더 포함된다.
또한, 상기 다수의 연결패턴들 및 금속패턴들은 동일한 레이어 상에 형성되며, 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 구현하는 물질보다 낮은 저항값을 갖는 물질로 구현된다.
또한, 상기 하부기판은 다수의 제 1 전극, 유기층 및 제 2 전극으로 구성되는 유기발광소자를 구비한 복수의 화소들이 형성된 표시영역 및 상기 표시영역의 외곽에 위치하여 상기 복수의 화소들을 구동하기 위해 구동 회로가 구비된 비표시영역을 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 평판표시장치 상부에 일체형으로 구현되는 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 비표시영역에 형성된 감지라인들이 외부에 노출되지 않도록 상기 감지라인들을 덮는 쉴드부재가 구비됨으로써, 정전기 유입에 의한 ESD 불량을 개선하여 수율 및 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 평판표시장치의 상부기판에 대한 평면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 특정 부분(A-A', B-B')에 대한 단면도.
도 3은 도 1에 대응되는 평판표시장치의 하부기판에 대한 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 평판표시장치의 상부기판에 대한 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 특정 부분(A-A', B-B')에 대한 단면도이다.
또한, 도 3은 도 1에 대응되는 평판표시장치의 하부기판에 대한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 평판표시장치의 상부 기판(10) 상에 직접 형성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 평판표시장치는 유기전계 발광 표시장치 또는 액정표시장치가 될 수 있다.
단, 본 발명의 실시예에서는 유기전계 발광 표시장치를 그 예로 설명하도록 하고, 이에 따라 상기 상부 기판(10)은 유기전계 발광 표시장치의 봉지 기판이며, 이는 투명 재질로 구현됨이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상기 상부기판 즉, 봉지기판의 제 1면 상에 형성된 다수의 감지패턴들(12, 14)과, 상기 감지패턴과 전기적으로 연결되는 금속패드들(15) 및 감지라인들(17)을 포함한다.
이 때, 상기 다수의 감지패턴들(12, 14)이 형성된 영역은 화상이 표시되어 터치 위치를 검출하는 표시 영역(20)이며, 상기 감지패턴과 전기적으로 연결되는 금속패드들(15), 감지라인(17)들 및 상기 각각의 감지라인들(17)과 연결되는 복수의 본딩 패드들(42)로 구성되는 FPC 본딩 패드부(40)가 형성된 영역은 상기 표시영역(20) 외곽에 구비되는 비표시 영역(30)이다.
또한, 상기 비표시영역(30)에 대응되는 상부기판의 제 2면에는 상기 유기전계 발광 표시장치의 상부기판과 하부기판을 합착하기 위한 실링재(도 3의 140)가 도포된다. 즉, 상기 실링재(140)는 상부기판(10)과 하부기판(100) 사이에 형성되어 외기가 침투하지 못하도록 표시영역(20, 110)을 밀봉하는 역할을 수행한다.
이 때, 상기 하부기판은 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1 전극, 유기층 및 제 2 전극으로 구성되는 유기발광소자를 구비한 복수의 화소들(112)이 형성된 표시영역(110)과 표시영역(110)의 외곽에 형성되는 비표시영역(120)을 포함한다.
이 때, 표시영역(110)은 유기발광소자로부터 방출되는 빛으로 인해 소정의 화상이 표시되는 영역으로서, 행 방향으로 배열된 복수의 주사선(S1 내지 Sn) 및 열 방향으로 배열된 복수의 데이터선(D1 내지 Dm)을 포함하며, 주사선(S1 내지 Sm)과 데이터선(D1 내지 Dm)에 유기발광 소자를 구동하기 위한 구동회로(130, 132)부터 신호를 인가받는 복수의 화소(112)가 형성되어 있다.
또한, 상기 비표시영역(120)은 상기 표시영역(110) 외곽에 구비되는 영역으로서, 상기 표시영역(110) 상에 형성된 다수의 화소(112)를 구동하기 위해 구동 회로 즉, 데이터 구동회로(132), 주사 구동회로(130)와, 상기 하부기판(100)과 상부기판(10)을 합착하는 실링재(140)가 형성된다.
즉, 상기 하부기판(100)의 표시영역(110), 비표시영역(120)은 앞서 도 1에 도시된 상부기판(10)의 표시영역(20), 비표시영역(30)과 각각 중첩되도록 대응된다.
또한, 상기 상부기판(10)의 표시영역(20) 상에 형성된 감지패턴들은, 서로 교호적으로 배치되며 X 좌표가 동일한 하나의 열 또는 Y 좌표가 동일한 하나의 행 단위로 서로 연결되도록 형성된 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)을 포함한다.
즉, 제1 감지패턴들(12)은 제1 방향(열 방향)을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀(12') 및 인접한 상기 제1 감지셀(12')을 연결하는 제1 연결라인(12")으로 구성되고, 제2 감지패턴들(14)은 제2 방향(행 방향)을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀(14)로 구성된다.
이 때, 본 발명의 실시예의 경우 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)은 동일 레이어(layer)에 형성되고, 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)는 터치 스크린 패널의 동작 구현을 위해 투명 재질로 구현되어야 하며, 이에 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)은 투명 도전성 물질, 일 예로 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO)로 구현됨이 바람직하다.
또한, 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)이 감지 전극으로서의 역할을 수행하기 위해서는 제 1방향 및 제2방향으로 배열된 각각의 감지셀들이 전기적으로 연결되어야 한다.
이에 상기 제1 감지셀(12')들은 제1 연결라인(12")에 의해 서로 전기적으로 연결되나, 상기 제2 감지패턴들을 구성하는 제2 감지셀(14)들은 상기 제1 감지셀(12')과 동일 레이어에 형성되기 때문에 상기 제1 연결라인(12')와 단락을 피하기 위해 상기 제1 연결라인과 교차되는 연결라인이 동일 레이어 상에는 형성될 수 없다.
이에 본 발명의 실시예는 상기 각각의 제2 감지셀(14)을 전기적으로 연결하는 각각의 연결패턴(15')이 제1 감지패턴들(12)과는 다른 레이어에 형성되는 것으로, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)의 하부 레이어에 형성됨을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 상부기판(10)으로서의 투명기판 상에 연결패턴(15')들이 형성되고, 상기 연결패턴(15')를 포함한 투명기판(11) 상에 제 1절연막(13)이 형성된다.
이 때, 상기 연결패턴(15')들은 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 같은 ITO로 형성되거나, 상기 ITO보다 낮은 저항값을 갖는 금속 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결패턴(15')은 도시된 바와 같이 직사각형 바(bar) 형태로 이루어질 수 있으나, 이는 하나의 실시예로서 반드시 이러한 형상에 한정되지 않는다. 즉, 상기 절연막(13)의 콘택홀(13')에 의해 노출되는 부분인 연결패턴(15')의 끝단부의 폭이 상기 연결패턴(15')의 타 부위의 폭보다 넓은 형상으로 구현될 수도 있다.
이와 같은 연결패턴(15')은 상기 제1 감지패턴들(12)의 제1 연결라인(12")과 서로 교차되는데, 상기 교차에 의해 발생되는 기생 캐패시턴스의 영향을 줄이기 위해 상기 연결패턴(15')의 폭을 최소화하는 것이 바람직하다.
그러나, 이와 같이 상기 연결패턴(15')의 폭을 최소화할 경우 각각 제2 감지패턴들(14)의 라인 저항이 높아져 결과적으로 터치 스크린 패널의 기능을 구현하는 센싱 감도가 저하되는 문제가 발생한다.
이에 상기 연결패턴(15')은 저항이 낮은 도전성 물질로 형성함이 보다 바람직하다.
이 경우, 상기 연결패턴(15')은 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)이 형성되는 영역의 가장자리 영역에 형성되어 감지된 신호를 구동회로(미도시) 측으로 공급하는 금속패드(15)와 동일한 재질로 형성되는 것으로, 상기 금속패드와 동일한 레이어에 동일 공정을 통해 형성되므로 상기 연결패턴(15')을 형성하기 위해 추가의 마스크 공정이 필요하지 않는다.
따라서, 상기 연결패턴(15')을 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 같은 투명 도전성 물질 물질로 형성하지 않아, 라인 저항이 높아짐을 방지함과 아울러 상기 연결패턴(15')을 형성하기 위해 마스크 공정이 추가되어야 하는 단점도 극복할 수 있음을 그 특징으로 한다. 또한, 상기 제 1 및 제 2감지패턴(12, 14) 상에는 제 2절연막(16)이 형성된다.
여기서, 상기 제 1, 2절연막(13, 16)은 일반적으로 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기물로 구현되며, 약 2000 내지 4000ㅕ의 두께로 형성되나, 이는 외부로부터 유입되는 ESD에 의한 불량을 방지하기에는 너무 얇다는 단점이 있다.
특히 상기 제 1, 2절연막(13, 16)은 비표시영역(30) 중 FPC 본딩 패드부(40)에는 형성되지 않으며, 이에 상기 FPC 본딩 패드부(40)에 인접하여 형성된 감지라인들(17)은 외부에 노출될 수도 있다.
이에 따라 외부로부터 정전기 등에 의해 ESD가 유입되는 경우, 임피던스가 가장 낮은 부분으로 전류가 흐르게 되므로 상기 노출된 감지라인을 타고 표시영역(20)에 형성된 감지셀에 인가되어, 연결패턴(15')과 이와 교차되는 연결라인(15")이 쇼트되는 불량이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예는 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 상기 비표시영역(30)에 형성된 감지라인들(17)이 외부에 노출되지 않도록 상기 감지라인들(17)을 덮는 쉴드부재(50)가 구비됨으로써, 정전기 유입에 의한 ESD 불량을 개선한다.
상기 쉴드부재(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 터치 스크린 패널의 비표시영역(30) 중 감지라인들(17)이 형성된 영역과 중첩되도록 즉, 상기 감지라인들(17)이 외부에 노출되지 않도록 형성된다.
이와 같이 상기 쉴드부재(50)가 감지라인들(17)을 덮도록 형성됨으로써, ESD가 감지라인을 타고 유입되는 것을 차단할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예의 경우 상기 쉴드부재(50)는 상기 터치 스크린 패널의 표시영역(30) 상에 형성된 투명부재(52)가 연장된 일체형으로 구현되거나(도 2a), 상기 투명부재(52)와는 상이한 재질로 상기 감지라인들(17)과 중첩되는 비표시영역(30) 상에 별도로 형성될 수도 있다(도 2b).
즉, 도 2a를 참조하면, 상기 쉴드부재(50')는 터치 스크린 패널의 표시영역(30) 상에 형성된 투명부재(52)가 상기 감지라인들(17)이 형성된 비표시영역(30)으로 연장되어 일체형으로 형성되는 것으로서, 이 때, 상기 투명부재(52)는 편광판 또는 윈도우 글라스가 될 수 있다.
또한, 도 2b를 참조하면, 상기 쉴드부재(50")는 상기 투명부재(52)와는 분리되어 구성되는 것으로, 상기 투명부재(52) 상이한 재질로 상기 감지라인들(17)과 중첩되는 비표시영역(30) 상에 형성된다.
이 때, 상기 쉴드 부재(50")는 비 전도성의 아크릴계 수지(resin) 재질 또는 UV 경화성 수지 재질로 형성할 수 있다.
하기된 [표 1]은 상기 쉴드 부재(50)가 구비된 경우와 구비되지 않은 경우에 대한 ESD 평가 결과를 나타내는 실험 데이터로서, 평가 대수는 10대이며, 터치 스크린 패널의 4개 에지부 표시영역에 ±2kV, ±4kV, ±6kV, ±8kV를 각각 5회씩 인가한 경우에 대한 것이다(평가규격: Contact discharge, R=330Ω, C=150pF).
단, 상기 쉴드부재는 도 2a에 도시된 실시예에서와 같이 편광판으로서의 투명부재(52)가 감지라인들(17)과 중첩되도록 비표시영역(30)까지 연장되어 구현된 것을 그 예로 한다.
구 분 테스트 ±2kV ±4kV ±6kV ±8kV
쉴드부재
없음		 Contact OK Touch 불량 - -
OK Touch 불량 - -
OK Touch 불량 - -
쉴드부재
있음		 Contact OK OK OK OK
OK OK OK OK
OK OK OK OK
이와 같은 상기 [표 1]의 결과를 참조하면, 상기 쉴드 부재(50)가 비표시영역(30)의 감지라인들(17)과 중첩되도록 형성됨을 통해 ESD 불량이 개선됨을 확인할 수 있다. 즉, 쉴드부재가 구비되지 않는 경우 약 2kV 수준이었던 ESD 레벨을 상기 쉴드부재가 형성됨으로써, 최초 8 kV 이상을 확보할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 상부기판 12: 제 1감지패턴
13: 제 1절연막 14: 제 2감지패턴
15: 금속패드 15': 연결패턴
16: 제 2절연막 17: 감지라인
50, 50', 50": 쉴드부재 52: 투명부재

Claims (10)

  1. 표시영역과, 상기 표시영역 외곽에 형성된 비표시영역으로 각각 구획되는 상부기판 및 하부기판과;
    상기 상부기판의 표시영역 상에 형성된 제 1 및 제 2감지패턴들과;
    상기 상부기판의 비표시영역 상에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2감지패턴들과 전기적으로 연결되는 감지라인들과;
    상기 비표시영역에 형성된 감지라인들과 중첩되는 영역 상에 형성된 쉴드부재와;
    상기 표시영역과 중첩되는 영역 상에 위치하는 투명부재가 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투명부재는 편광판 또는 윈도우 글라스 임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 쉴드부재는 상기 투명부재가 상기 감지라인들이 형성된 비표시영역으로 연장되어 일체형으로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 쉴드부재는 상기 투명부재와 분리되어 형성되며, 비 전도성의 아크릴계 수지(resin) 재질 또는 UV 경화성 수지 재질로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상부기판의 표시영역 상에 상기 제 2감지패턴들을 연결하는 연결패턴들과;
    상기 연결패턴들 및 감지패턴 사이에 형성되는 제 1절연막 및 상기 감지패턴들 상에 형성되는 제 2절연막이 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 감지패턴들은, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 감지패턴들은, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀들로 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들을 상기 감지라인과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들이 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 다수의 연결패턴들 및 금속패턴들은 동일한 레이어 상에 형성되며, 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 구현하는 물질보다 낮은 저항값을 갖는 물질로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 하부기판은 다수의 제 1 전극, 유기층 및 제 2 전극으로 구성되는 유기발광소자를 구비한 복수의 화소들이 형성된 표시영역 및 상기 표시영역의 외곽에 위치하여 상기 복수의 화소들을 구동하기 위해 구동 회로가 구비된 비표시영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 평판표시장치.
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