KR20120043344A - 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판 표시장치에 일체형으로 설치되는 인-셀 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명에 의한 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널은, 투명 기판; 상기 기판의 내측 표면 위에 도전물질로 형성된 라우팅부; 상기 라우팅부가 둘러싼 상기 기판의 안쪽 표면에 형성된 제1 방향으로 배열된 센서 배선; 상기 센서 배선 사이에서 제2 방향으로 배열된 구동 배선; 상기 센서 배선과 상기 구동 배선을 덮는 제1 절연막; 상기 제1 절연막 위에 형성되며, 상기 구동 배선을 제2 방향으로 서로 연결하는 연결부; 그리고 상기 연결부가 형성된 상기 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함한다. 본 발명에 의한 인-셀 터치 패널은 평판 표시장치의 전극과 터치 패널의 센서용 전극 사이에 충분한 거리를 확보함으로써 센서의 감도 저하를 방지하고, 잡음(Noise) 발생을 억제할 수 있다.

Description

평판 표시장치용 인-셀 터치 패널 {In-Cell Touch Panel For Flat Panel Display Device}
본 발명은 평판 표시장치에 일체형으로 설치되는 인-셀 터치 패널에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 평판 표시장치의 상부 유리 기판 내측면에 일체형으로 설치되는 터치 패널에 관한 것이다.
터치 패널은 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 및 전계발광소자(Electro Luminescence Device: ELD) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여(누르거나 터치하여) 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 컴퓨터 입력장치 중 한 종류이다.
터치 패널은 구조에 따라서, 상판 부착형(Add-on type)과 상판 일체형(On-Cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형(Add-on type)은 평판 표시장치와 터치 패널을 개별적으로 제조한 후에, 평판 표시장치의 상판에 터치 패널을 부착하는 방식이다. 상판 일체형(On-Cell type)은 평판 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치 패널을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다.
상판 부착형(Add-on type)은 평판 표시장치 위에 완성된 터치 패널이 올라가 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다. 상판 일체형(On-Cell type)의 경우, 특히 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED)의 경우, 보호용 캡 유리판 윗면에 터치 패널용 각종 센서들을 형성한다. 따라서, 터치 패널의 요소들이 외부로 노출되어 제조 공정 중에 긁힘에 의해 손상되는 등 문제점이 있다.
이러한 종래 기술에 의한 터치 패널들의 문제점들을 해결한 상판 일체형의 터치 패널이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 평판 표시장치의 상부 유리 기판 내측면에 일체형으로 설치되는 인-셀 터치 패널을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 감도를 높이고, 잡음을 감소 시키는 구조를 갖는 평판 표시장치의 상부 유리 기판 내측면에 일체형으로 인-셀 터치 패널을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널은, 투명 기판; 상기 기판의 내측 표면 위에 도전물질로 형성된 라우팅부; 상기 라우팅부가 둘러싼 상기 기판의 안쪽 표면에 형성된 제1 방향으로 배열된 센서 배선; 상기 센서 배선 사이에서 제2 방향으로 배열된 구동 배선; 상기 센서 배선과 상기 구동 배선을 덮는 제1 절연막; 상기 제1 절연막 위에 형성되며, 상기 구동 배선을 제2 방향으로 서로 연결하는 연결부; 그리고 상기 연결부가 형성된 상기 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함한다.
상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 유전율이 3F/m 이하인 유전물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막을 패턴하여 상기 라우팅부의 외측 단부를 노출하는 콘택홀; 그리고 상기 콘택홀을 통해 상기 라우팅부와 접촉하는 외부 연결단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판의 외측 표면 위에 면 접착하는 편광판; 그리고 상기 편광판 위에 면 접착하는 강화 유리 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 인-셀 터치 패널은 평판 표시장치의 상부 유리 기판 내측면에 일체형으로 형성됨으로써 제조 공정 중에 터치 패널의 센서와 같은 요소들이 긁힘에 손상되지 않는다. 또한, 본 발명에 의한 인-셀 터치 패널은 평판 표시장치의 전극과 터치 패널의 센서용 전극 사이에 충분한 거리를 확보함으로써 센서의 감도 저하를 방지하고, 잡음(Noise) 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 평판 표시장치의 대표적인 예인 유기발광표시장치의 하부 패널을 나타내는 단면도.
도 2a는 본 발명의 실시 예 1에 의한 인-셀 터치 패널의 구조를 나타내는 단면도.
도 2b는 도 2a에 의한 터치 패널의 기판을 박막화하고, 강화 유리 외피 기판을 부착한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널의 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 도 2b에 의한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널을 도 1에 의한 유기발광표시장치의 하부 패널과 결합한 인-셀 터치 패널 내장형 유기발광표시장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시 예 2에 의한 인-셀 터치 패널의 구조를 나타내는 단면도.
도 4b는 도 4a에 의한 터치 패널의 기판을 박막화하고, 강화 유리 외피 기판을 부착한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널의 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4b에 의한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널을 도 1에 의한 유기발광표시장치의 하부 패널과 결합한 인-셀 터치 패널 내장형 유기발광표시장치의 구조를 나타낸 단면도.
이하, 첨부한 도면들, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명이 적용되는 평판 표시장치의 대표적인 예인 유기발광표시장치의 하부 패널을 나타내는 단면도이다. 본 발명의 실시 예들에서는, 인-셀 터치 패널이 유기발광표시장치의 상부 유리 기판에 내장형으로 형성된 평판 표시장치를 제공한다. 평판 표시장치의 대표적인 예로 유기발광표시장치를 사용하였을 뿐, 본 발명에 의한 인-셀 터치 패널은 그 외의 평판 표시장치에 그대로 적용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 유기발광표시장치의 하부 패널은, 유리 기판(S) 위에 박막트랜지스터(TFT)와 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 기판(S) 위에 형성된 게이트 전극(G), 게이트 전극(G)을 덮는 게이트 절연막(GI), 게이트 절연막(GI) 위에서 게이트 전극(G)과 중첩하는 반도체 층(A), 반도체 층(A)의 일측면과 접촉하는 소스 전극(S), 그리고 소스 전극(S)과 일정 거리 이격하여 대향하며 반도체 층(A)의 타측면과 접촉하는 드레인 전극(D)을 포함한다.
박막트랜지스터(TFT)가 형성된 기판(S) 위에는 보호막(PAS)이 전면 형성된다. 보호막(PAS) 위에는 박막트랜지스터(TFT)와 연결된 유기발광다이오드 (OLED)가 형성된다. 유기발광다이오드(OLED)는 보호막(PAS) 위에서, 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극(D)과 접촉하는 애노드 전극(ANO)을 포함한다. 또한, 기판(S)에서 박막트랜지스터(TFT)와 같이 다른 편편한 부분과 달리 단차가 심한 부분을 덮는 뱅크(B)가 더 형성된다. 뱅크(B)로 인해 표면의 높낮이가 거의 균일해진 화소 영역 내의 애노드 전극(ANO) 위에는 유기발광물질(OLE)가 형성된다. 그리고, 유기발광물질(OLE)가 형성된 기판(S) 전면에 캐소드 전극(CAT)을 형성한다.
유기발광표시장치를 완성하기 위해서는, 도 1과 같은 하부 기판 위에 상부 패널로 밀봉하여야 한다. 본 발명에 의한 유기발광표시장치의 상부 패널은 내측면에 터치 패널의 구성 요소들이 형성되어야 한다. 도 2a, 2b 및 3을 더 참조하여, 본 발명의 실시 예 1에 의한 인-셀 터치 패널을 구비한 유기발광표시장치에 대하여 설명한다.
도 2a는 본 발명의 실시 예 1에 의한 인-셀 터치 패널의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2b는 도 2a에 의한 터치 패널의 기판을 박막화하고, 강화 유리 외피 기판을 부착한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널의 구조를 나타낸 단면도이다. 도 3은 도 2b에 의한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널을 도 1에 의한 유기발광표시장치의 하부 패널과 결합한 인-셀 터치 패널 내장형 유기발광표시장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 실시 예 1에 의한 인-셀 터치 패널은, 기판(SUB) 위에 금속과 같은 도전물질로 형성된 라우팅부(R)와 구동 배선(DR)을 연결하는 연결부(B)를 형성한다. 배선부(R)와 연결부(B) 위에 제1 절연막(PAS1)을 도포한다. 제1 절연막(PAS1)을 패턴하여, 연결부(B)의 양 끝부분을 노출시킨다. 도면으로 나타내지는 않았지만, 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN)과 연결될 라우팅부(R)의 일측 단부도 노출 시킨다.
제1 절연막(PAS1) 위에 가로 방향으로 진행하는 구동 배선(DR)과 세로 방향으로 진행하는 센서 배선(SN)을 형성한다. 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)은 서로 연결되어서는 안 된다. 그러므로, 구동 배선(DR)은 연결부(B)를 통해 가로 방향으로 서로 연결되고, 센서 배선(SN)은 제1 절연막(PAS1)을 사이에 두고 연결부(B)를 타고 넘어가도록 형성한다. 또한, 도면으로 나타내지 않았으나, 노출된 라우팅부(R)와 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN)이 각각 연결된다. 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)을 보호하고, 유기발광표시장치의 하부 패널에 형성된 캐소드 전극(ANO)과의 거리를 유지하기 위해 제2 절연막(PAS2)을 기판(SUB) 전면에 형성한다. 그리고, 터치 패널과 표시장치의 하부 패널 및 외부 구동부와 전기적으로 연결을 위해 라우팅부(R)의 외측 단부를 노출하는 콘택홀(CH)을 형성한다.
인-셀 터치 패널은 표시장치의 시인성에 방해가 되어서는 안 된다. 따라서, 연결부(B) 및 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)은 투명 도전물질로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 절연막(PAS1)과 제2 절연막(PAS2) 역시 투명성을 갖고, 특히 유전율은 3F/m정도로, 유전율이 7~8F/m 정도인 무기 절연물보다 상대적으로 낮은 포토 아크릴(Photo Acryl)을 사용하는 것이 바람직하다. 필요에 따라서, 연결부(B)는 라우팅부(R)와 동일한 물질인 금속으로 형성할 수도 있고, 투명 도전물질로 형성할 수도 있다. 그러나, 시인성 확보를 위해서 투명 도전물질로 형성하는 것이 더 바람직하다.
이와 같이, 완성한 인-셀 터치 패널을 그대로 유기발광표시장치의 하부 패널과 합착할 수도 있으나, 박형화를 더 요구할 경우에는 인-셀 터치 패널의 기판(SUB)의 박형화 레벨선(THL)까지 백-에치하여 더 얇게 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 완성된 인-셀 터치 패널의 기판(SUB)의 외측 면에 편광판(POL)을 부착한다. 그리고, 터치 패널 및 표시장치를 보호하기 위한 강화 유리(RG)를 부착한다.
그 후, 도 3에 도시한 바와같이, 최종 완성된 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널을 도 1에 의한 유기발광표시장치의 하부 패널과 합착한다. 라우팅부(R)의 외측 단부를 노출하는 콘택홀(CH)에 은점(Ag)등을 이용하여 상부 패널 및 구동부의 신호 전달 패드와 라우팅부(R)를 연결하는 것이 바람직하다.
이상, 실시 예 1에 의한 인-셀 터치 패널 내장형 유기발광표시장치에서는, 하부 패널의 캐소드 전극(CAT)과 상부 패널의 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN) 사이의 거리가 상당히 가깝다. 거리가 가까울 수록 기생용량이 커져서 잡음이 발생할 가능성이 크다. 또한, 상부 패널의 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN)이 하부 패널의 캐소드 전극(CAT)과 가깝다는 것은, 터치 면인 표시장치의 겉면과 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN)의 거리가 멀다는 것이 된다. 이것은 터치 감도의 저하를 야기할 수 있다. 따라서, 실시 예 1에 의한 인-셀 터치 패널 구조에서 발생하는 잡음 증가과 감도 저하 문제를 해결하여야 한다.
이하, 첨부한 도면들, 도 1, 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예 2에 대하여 설명한다. 도 4a는 본 발명의 실시 예 2에 의한 인-셀 터치 패널의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 4b는 도 4a에 의한 터치 패널의 기판을 박막화하고, 강화 유리 외피 기판을 부착한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널의 구조를 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 4b에 의한 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널을 도 1에 의한 유기발광표시장치의 하부 패널과 결합한 인-셀 터치 패널 내장형 유기발광표시장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 실시 예 2에 의한 인-셀 터치 패널은 기판(SUB) 위에 금속 물질로 형성된 라우팅부(R)를 포함한다. 그리고, 기판(SUB) 중 디스플레이 영역에는 가로 방향으로 진행하는 구동 배선(DR)과 세로 방향으로 진행하는 센서 배선(SN)이 형성된다. 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)은 서로 연결되어서는 안 된다. 따라서, 각각의 센서 배선(SN)은 세로 방향으로 하나로 연결된 상태로 형성되지만, 각각의 구동 배선(DR)은 센서 배선(SN) 사이에서 끊어진 형태로 형성된다. 나중에 서로 끊어져 있는 구동 배선(DR)들은 연결부(B)를 통해 가로 방향으로 연결된 상태가 된다. 단면도에는 도시하지 않았지만, 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)은 노출된 라우팅부(R)의 일측 단부와 각각 연결된다.
구동 배선(DR)과 센서 배선(SN) 위에는 제1 절연막(PAS1)을 전면 도포한다. 제1 절연막(PAS1)을 패턴하여 구동 배선(DR)의 양측 단부를 개방시킨다. 그리고, 제1 절연막(PAS1) 위에 투명 도전물질을 증착하고 패턴하여 구동 배선(DR)을 각각 가로 방향으로 연결하는 연결부(B)를 형성한다. 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)을 보호하고, 유기발광표시장치의 하부 패널에 형성된 캐소드 전극(ANO)과의 거리를 유지하기 위해 제2 절연막(PAS2)을 기판(SUB) 전면에 형성한다. 그리고, 터치 패널과 표시장치의 하부 패널 및 외부 구동부와 전기적으로 연결을 위해 라우팅부(R)의 외측 단부를 노출하는 콘택홀(CH)을 형성한다.
인-셀 터치 패널은 표시장치의 시인성에 방해가 되어서는 안 된다. 따라서, 연결부(B) 및 구동 배선(DR)과 센서 배선(SN)은 투명 도전물질로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 절연막(PAS1)과 제2 절연막(PAS2) 역시 투명성을 갖고, 특히 유전율은 3F/m정도로, 유전율이 7~8F/m 정도인 무기 절연물보다 상대적으로 낮은 포토 아크릴(Photo Acryl)을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 완성한 인-셀 터치 패널을 그대로 유기발광표시장치의 하부 패널과 합착할 수도 있으나, 박형화를 더 요구할 경우에는 인-셀 터치 패널의 기판(SUB)의 박형화 레벨선(THL)까지 백-에치(Back-Etch)하여 더 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 인-셀 터치 패널의 기판(SUB)의 외측 면에 편광판(POL)을 부착한다. 그리고, 터치 패널 및 표시장치를 보호하기 위한 강화 유리(RG)를 부착한다.
그 후, 도 5에 도시한 바와같이, 최종 완성된 인-셀 터치 패널이 형성된 유기발광표시장치의 상부 패널을 도 1에 의한 유기발광표시장치의 하부 패널과 합착한다. 라우팅부(R)의 외측 단부를 노출하는 콘택홀(CH)에 은 점(Ag) 등을 이용하여 상부 패널 및 구동부의 신호 전달 패드와 라우팅부(R)를 연결하는 것이 바람직하다.
이상, 실시 예 2에 의한 인-셀 터치 패널 내장형 유기발광표시장치에서는, 실시 예 1과 비교했을 때, 하부 패널의 캐소드 전극(CAT)과 상부 패널의 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN) 사이의 거리가 멀리 확보되었다. 더구나, 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN) 위에는 제1 절연막(PAS1) 및 제2 절연막(PAS2)을 포함한 2중 절연막을 포함한다. 따라서, 실시 예 1에 비해서 기생 용량 발생을 억제할 수 있고, 잡음 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상부 패널의 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN)이 하부 패널의 캐소드 전극(CAT)과 멀어졌다는 것은, 터치 면인 표시장치의 겉면과 구동 배선(DR) 및 센서 배선(SN)의 거리가 가까워졌다는 것이 된다. 이것은 터치 감도를 높일 수 있다. 따라서, 실시 예 2에 의한 인-셀 터치 패널 구조는 잡음을 억제하고, 터치 감도를 더 향상 시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
S, SUB: 기판 TFT: 박막트랜지스터
G: 게이트 전극 S: 소스 전극
D: 드레인 전극 A: 반도체 층
GI: 게이트 절연막 PAS: 보호막
B: 뱅크 ANO: 애노드 전극
OLE: 유기발광물질 CAT: 캐소드 전극
OLED: 유기발광다이오드 R: 라우팅부
B: 연결부 DR: 구동 배선
SN: 센서 배선 PAS1: 제1 절연막
PAS2: 제2 절연막 PAS3: 제3 절연막
CH: 콘택홀 Ag: 은 점
POL: 편광판 RG: 강화 유리
THL: 박형화 레벨선

Claims (4)

  1. 투명 기판;
    상기 기판의 내측 표면 위에 도전물질로 형성된 라우팅부;
    상기 라우팅부가 둘러싼 상기 기판의 안쪽 표면에 형성된 제1 방향으로 배열된 센서 배선;
    상기 센서 배선 사이에서 제2 방향으로 배열된 구동 배선;
    상기 센서 배선과 상기 구동 배선을 덮는 제1 절연막;
    상기 제1 절연막 위에 형성되며, 상기 구동 배선을 제2 방향으로 서로 연결하는 연결부; 그리고
    상기 연결부가 형성된 상기 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 유전율이 3F/m 이하인 유전물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막을 패턴하여 상기 라우팅부의 외측 단부를 노출하는 콘택홀; 그리고
    상기 콘택홀을 통해 상기 라우팅부와 접촉하는 외부 연결단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 외측 표면 위에 면 접착하는 편광판; 그리고
    상기 편광판 위에 면 접착하는 강화 유리 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치용 인-셀 터치 패널.
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