KR20120065008A - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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KR20120065008A
KR20120065008A KR1020100126307A KR20100126307A KR20120065008A KR 20120065008 A KR20120065008 A KR 20120065008A KR 1020100126307 A KR1020100126307 A KR 1020100126307A KR 20100126307 A KR20100126307 A KR 20100126307A KR 20120065008 A KR20120065008 A KR 20120065008A
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김화영
김상국
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삼성모바일디스플레이주식회사
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Abstract

본 발명은 전면에 다수의 감지전극들이 형성되며, 배면에는 쉴드전극이 형성된 기판; 구동회로와 전기적으로 연결되고, 상기 기판의 전면에 부착되며, 비아홀을 구비한 연성회로기판; 상기 연성회로기판의 배면에 형성되어 상기 비아홀을 통해 상기 구동회로와 전기적으로 연결되는 접속패드; 및 상기 접속패드와 상기 쉴드전극을 전기적으로 연결하는 도전성부재; 를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 연성회로기판의 압착 공정을 단순화하고, 연성회로기판에 의해 발생할 수 있는 불량을 방지할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공할 수 있다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연성회로기판의 압착 공정을 단순화하고, 연성회로기판에 의해 발생할 수 있는 불량을 방지할 수 있는 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, 터치활성영역에 분산되어 형성되는 다수의 감지전극들을 포함하며, 이에 의해 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 정전용량이 변화되는 지점을 검출하여 접촉위치를 파악하게 된다.
도 1a, 1b, 1c는 종래의 연성회로기판 및 그의 문제점을 나타내기 위한 도면인데, 이를 참조하면 상기 감지전극들(102)은 기판(100)의 일면, 예컨대 전면에 다수 분산되어 배치된다.
또한 기판(100)의 타면, 예컨대 배면에는 쉴드전극(110)이 형성된다.
이러한, 쉴드전극(110)은 그라운드 전원과 같은 소정의 정전압원에 연결되어 외부 노이즈의 진입을 차단하는 도전성 차폐막(Shield)의 역할을 수행한다.
기판(100)의 양면에 각각 형성된 감지전극들(102)과 쉴드전극(110)을 구동회로(140)와 연결시키기 위하여, 종래에는 메인 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 120)를 기판(100)의 전면에 압착하고(도 1a), 상기 메인 FPCB(120)에 연결된 별도의 쉴드 FPCB(130)를 구비하여, 이를 구부려 기판(100)의 배면에 부착하였다(도 1b).
그러나, 이 경우 공정상 두 번의 압착을 진행하여야 하고, 도 1c에 도시된 바와 같이 쉴드 FPCB(130)가 기판(100) 배면에 삐뚤게 부착될 수 있으며, 또한 구부려 지는 부분에 크랙(Crack)이 종종 발생하는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 연성회로기판의 압착 공정을 단순화하고, 연성회로기판에 의해 발생할 수 있는 불량을 방지할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전면에 다수의 감지전극들이 형성되며, 배면에는 쉴드전극이 형성된 기판, 구동회로와 전기적으로 연결되고, 상기 기판의 전면에 부착되며, 비아홀을 구비한 연성회로기판, 상기 연성회로기판의 배면에 형성되어 상기 비아홀을 통해 상기 구동회로와 전기적으로 연결되는 접속패드 및 상기 접속패드와 상기 쉴드전극을 전기적으로 연결하는 도전성부재를 포함한다.
또한 상기 구동회로는, 상기 연성회로기판의 전면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 도전성부재는, 도전 테이프인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 도전성부재는, 카본 페이스트인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 쉴드전극은, 상기 기판의 배면에 전면적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기판은, 그 전면에 구동배선들을 통해 상기 다수의 감지전극들과 연결되는 패드부를 더 형성하고, 상기 연성회로기판은 상기 패드부에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 쉴드전극은, 투명 도전성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 연성회로기판의 압착 공정을 단순화하고, 연성회로기판에 의해 발생할 수 있는 불량을 방지할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공할 수 있다.
도 1a, 1b, 1c는 종래의 연성회로기판 및 그의 문제점을 나타내기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 기판의 전면을 나타낸 도면이다.
도 3a은 본 발명의 제 1실시예에 의한 연성회로기판이 부착된 기판의 전면을 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 발명의 제 1실시예에 의한 연성회로기판이 부착된 기판의 배면을 나타낸 도면이다.
도 3c는 도 3b에서 도전 테이프가 부착된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3d는 도 3c에서 A-B 선을 기준으로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제 2실시예에 의한 카본 페이스트가 부착된 기판의 배면을 나타낸 도면이다.
도 4b는 도 4a에서 C-D 선을 기준으로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 기판의 전면을 나타낸 도면이며, 도 3a은 본 발명의 제 1실시예에 의한 연성회로기판이 부착된 기판의 전면을 나타낸 도면이다. 도 3b는 본 발명의 제 1실시예에 의한 연성회로기판이 부착된 기판의 배면을 나타낸 도면이며, 도 3c는 도 3b에서 도전 테이프가 부착된 모습을 나타낸 도면이고, 도 3d는 도 3c에서 A-B 선을 기준으로 자른 단면을 나타낸 도면이다. 특히, 도 3d는 설명의 편의를 위하여 연성회로기판(40)을 상측에 위치하도록 도시하였다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 기판(10), 연성회로기판(40), 접속패드(70) 및 도전성부재(80)를 포함한다.
상기 기판(10)은 전면에 다수의 감지전극들(12)이 배치되는 투명기판으로서, 일 예로 유리, 플라스틱, 실리콘 또는 합성수지와 같은 절연성을 가지는 재질로 이루어질 수 있으며, 플렉서블(flexible)한 특징을 가질 수 있다.
또한, 상기 기판(10)의 배면에는 쉴드전극(60)이 형성된다.
상기 감지전극들(12)은 다양한 형성될 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 감지전극들(12)은 기판(10)의 터치활성영역에 다수 분산되도록 형성되어, 제 1방향 또는 제 2방향을 따라 연결된다. 여기서, 터치활성영역은 일례로 표시영역으로 설정될 수 있는 것으로, 이 경우 터치활성영역은 터치 스크린 패널의 하부에 배치되는 디스플레이 패널(미도시)에 구비된 화소들과 중첩되는 영역으로 설정될 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 감지전극들(12)은 기판(10) 전면에 다수 제 1방향을 따라 연결되는 다수의 제 1감지전극들(12a)과, 상기 제 1감지전극들(12a)과 교호적으로 배치되도록 제 1감지전극들(12a)의 사이에 다수 분산되어 배치되어 상기 제 1방향과 교차하는(예컨대, 직교하는) 제 2방향을 따라 연결되는 다수의 제 2감지전극들(12b)을 포함할 수 있다.
즉, 제 1감지전극들(12a)은 열 라인 또는 행 라인을 따라 각각 다수 개씩 배치되되, 동일한 열 라인 또는 행 라인(본 실시예에서는 동일한 열 라인)에 위치된 제 1감지전극들(12a)은 상기 동일한 열 라인 또는 행 라인을 따라 다수 배치된 제 1연결패턴들(13a)에 의해 제 1방향(본 실시예에서는 열 방향)을 따라 연결되도록 형성된다. 이때, 제 1감지전극들(12a)은 제 1방향을 따라 연결되는 라인 단위로 각각의 구동배선(15)과 연결된다.
그리고, 제 2감지전극들(12b)은 행 라인 또는 열 라인을 따라 각각 다수 개씩 배치되되, 동일한 행 라인 또는 열 라인(본 실시예에서는 동일한 행 라인)에 위치된 제 2감지전극들(12b)은 상기 동일한 행 라인 또는 열 라인을 따라 다수 배치된 제 2연결패턴들(13b)에 의해 제 1방향과 교차하는 제 2방향(본 실시예에서는 행 방향)을 따라 연결되도록 형성된다. 이때, 제 2감지전극들(12b)은 제 2방향을 따라 연결되는 라인 단위로 각각의 구동배선(15)과 연결된다.
이러한 제 1감지전극들(12a) 및 제 2감지전극들(12b)은, 하부에 배치되는 디스플레이 패널(미도시)로부터의 빛이 투과될 수 있도록 소정의 투과도 이상을 갖도록 투명하게 구현된다. 예컨대, 제 1감지전극들(12a) 및 제 2감지전극들(12b)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀(Graphene) 등과 같은 투명 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
연결패턴들(13)은, 제 1방향을 따라 다수 형성되어 제 1감지전극들(12a)의 사이에서 상기 제 1감지전극들(12a)을 제 1방향을 따라 연결하는 다수의 제 1연결패턴들(13a)과, 제 2방향을 따라 다수 형성되어 제 2감지전극들(12b)의 사이에서 상기 제 2감지전극들(12b)을 제 2방향을 따라 연결하는 다수의 제 2연결패턴들(13b)을 포함한다.
도 3b에 도시된 바와 같이 상기 기판(10)의 배면에 형성되는 쉴드전극(60)은, 외부 노이즈의 진입을 차단하는 것으로 그라운드 전원과 같은 소정의 정전압원에 연결된다.
이러한, 쉴드전극(60)은 상기 감지전극들(12)과 같은 투명 도전성 물질로 형성되며, 외부 노이즈 차폐 효과를 높이기 위하여 상기 기판(10) 배면에 전면적으로 형성될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이 연성회로기판(40)은 구동회로(30)와 전기적으로 연결되고, 상기 기판(10)의 전면에 부착된다.
또한 연성회로기판(40)은 상기 구동회로(30)와 쉴드전극(60)의 전기적 연결을 위하여, 상기 연성회로기판(40)을 관통하며 상기 구동회로(30)와 접속패드(70)를 전기적으로 연결하는 비아홀(50)을 구비한다.
이 때 도 3b를 참조하면, 접속패드(70)는 연성회로기판(40)의 배면에 형성되어 상기 비아홀(50)을 통해 상기 구동회로(30)와 전기적으로 연결된다.
그리고 도 3c에 도시된 바와 같이 도전성부재(80)가 상기 접속패드(70)와 쉴드전극(60)에 부착되어, 상기 접속패드(70)와 쉴드전극(60)을 전기적으로 연결한다.
즉, 상기 구동회로(30)가 연성회로기판(40)의 전면에 위치하는 경우에도 별도의 쉴드 FPCB(130)을 구비할 필요없이 상기 비아홀(50)과 접속패드(70)를 통하여 쉴드전극(60)과 구동회로(30)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
연성회로기판(40)과 기판(10)의 연결은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)에 의하여 접착되는 것이 바람직한데, 상기 이방성 도전 필름(ACF)은 얇은 절연막으로 둘러싸인 도전성 구체인 도전볼이 접착성 수지에 산포된 구조로 되어 있어, 가압시 이방성 도전 필름(ACF)의 도전볼이 깨어지는 것에 의해 접착되는 원리를 이용한 것이다.
따라서, 이방성 도전 필름(ACF)을 이용한 압착 공정을 상기 기판(10) 전면에 한 번만 수행하면 되므로, 압착 공정을 단순화 할 수 있다.
또한, 별도의 쉴드 FPCB(130)을 구비할 때 발생하는 삐뚤어짐이나 크랙 현상을 방지할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 제 1실시예에서는 상기 도전성부재(80)가 도전 테이프(Conductive Tape)인 것이 바람직하며, 이를 이용할 경우 보다 간단하게 접속패드(70)와 쉴드전극(60)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한 도면 도 3c, 3d에도 이를 반영하여 도전성부재(80)로 도전 테이프가 채용된 것을 도시하였다.
구동회로(30)는 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 물체가 터치 스크린 패널에 접촉되면 상기 감지전극들(12)에 발생하는 정전용량의 변화를 검출하여 터치 위치를 파악하며, 상기 쉴드전극(60)과 전기적으로 연결되어 상기 쉴드전극(60)에 공급되는 전원을 제어한다.
또한, 상기 구동회로(30)는 상기 도 3a, 3d에 도시된 바와 같이 연성회로기판(40)의 전면에 형성될 수 있으나, 상기 쉴드전극(60)과 전기적으로 연결만 되면 무방하므로 별도의 다른 공간에 존재할 수도 있다.
따라서, 상기 감지전극들(12)과 구동회로(30)의 전기적 연결을 위하여, 상기 기판(10)에는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 연결되는 라인 단위의 제1 감지전극들(12a) 및 제2 감지전극들(12b) 각각과 연결되는 구동배선들(15)과 상기 구동배선들(15)을 통해 상기 각 감지전극들(12)과 전기적으로 연결되는 다수의 패드들(21)로 이루어진 패드부(20)가 형성된다.
상기 구동배선들(15)은 영상이 표시되는 터치활성영역을 피해 상기 터치활성영역의 외곽에 정의되는 터치비활성영역(예컨대, 비표시영역)에 위치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓다. 따라서, 구동배선들(15)은 감지전극들(12)의 형성에 이용되는 투명 도전성 물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질로 형성될 수 있다.
그러므로, 상기 연성회로기판(40)은 상기 기판(10) 전면에 형성된 패드부(20)와의 압착을 통하여 감지전극들(12)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 제 2실시예에 의한 카본 페이스트가 부착된 기판의 배면을 나타낸 도면이며, 도 4b는 도 4a에서 C-D 선을 기준으로 자른 단면을 나타낸 도면이다. 특히, 도 4b는 설명의 편의를 위하여 연성회로기판(40)을 상측에 위치하도록 도시하였다.
도 4a, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 상기 도전성부재(80)로서 카본 페이스트(Carbon Paste, 90)를 사용한 것을 특징으로 한다. 따라서, 그 외의 구성은 상술한 제 1실시예와 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
카본 페이스트(90)은 접속패드(70)와 쉴드전극(60)에 도포되어, 상기 제 1실시예에서 설명된 도전 테이프와 같이 접속패드(70)와 쉴드전극(60)을 전기적으로 연결한다.
따라서, 별도의 쉴드 FPCB(130)을 구비할 필요없이 상기 비아홀(50)과 접속패드(70)를 통하여 쉴드전극(60)과 구동회로(30)를 전기적으로 연결시킬 수 있으며, 상기 카본 페이스트(90)를 사용함으로써 보다 간단하게 접속패드(70)와 쉴드전극(60)을 전기적으로 연결할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 기판 12: 감지전극들
15: 구동배선들 20: 패드부
30: 구동회로 40: 연성회로기판
50: 비아홀 60: 쉴드전극
70: 접속패드 80: 도전성부재
90: 카본 페이스트

Claims (7)

  1. 전면에 다수의 감지전극들이 형성되며, 배면에는 쉴드전극이 형성된 기판;
    구동회로와 전기적으로 연결되고, 상기 기판의 전면에 부착되며, 비아홀을 구비한 연성회로기판;
    상기 연성회로기판의 배면에 형성되어 상기 비아홀을 통해 상기 구동회로와 전기적으로 연결되는 접속패드; 및
    상기 접속패드와 상기 쉴드전극을 전기적으로 연결하는 도전성부재; 를 포함하는 터치 스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동회로는,
    상기 연성회로기판의 전면에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 도전성부재는,
    도전 테이프인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 도전성부재는,
    카본 페이스트인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 쉴드전극은,
    상기 기판의 배면에 전면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은, 그 전면에 구동배선들을 통해 상기 다수의 감지전극들과 연결되는 패드부; 를 더 형성하고,
    상기 연성회로기판은, 상기 패드부에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 쉴드전극은,
    투명 도전성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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