KR20130002881A - 터치 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20130002881A
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transparent
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electrode
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이동열
채경훈
유영선
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 전극 부재; 및 상기 전극 부재 상에 위치하는 표면 강화층을 포함하고, 상기 전극 부재는, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 투명 전극용 기재; 상기 제1 면에 위치하는 제1 투명 전극; 및 상기 제2 면에 위치하는 제2 투명 전극을 포함한다.

Description

터치 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{TOUCH PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 기재는 터치 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
이러한 터치 패널에서 2 층(2 layer) 정전 용량 방식에서는 투명 전극을 형성하기 위해 2개의 투명 전극용 기재가 필요하다. 또한 이러한 기재들을 접착하기 위해서 다수의 광학용 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA) 등이 필요하다.
그러나 이러한 투명 전극용 기재가 다층으로 적층되어 제작 공정이 복잡하고, 투과율이 저하될 수 있다.
실시예는 투과율을 향상하고 불량 및 제조 단가를 저감할 수 있는 터치 패널을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 전극 부재; 및 상기 전극 부재 상에 위치하는 표면 강화층을 포함하고, 상기 전극 부재는, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 투명 전극용 기재; 상기 제1 면에 위치하는 제1 투명 전극; 및 상기 제2 면에 위치하는 제2 투명 전극을 포함한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 하나의 투명 전극용 기재에 제1 및 제2 투명전극이 모두 형성될 수 있어 터치 패널의 두께를 줄일 수 있다. 이에 따라, 터치 패널의 투과율 및 시인성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 투명 전극이 상기 투명 전극용 기재를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치함으로써 센싱을 더욱 민감하게 할 수 있고 이에 의해 터치의 정확성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 투명 전극이 서로 다른 층에 위치하므로, 별도의 절연층을 생략하여도 전기적 단락을 방지할 수 있다.
한편, 실시예에 따른 터치 패널은, 표면 강화층을 포함하고, 표면 강화층이 상기 투명 전극용 기재 상에 위치함으로써, 상기 투명 전극용 기재를 외부 오염 및 물리적 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 기존의 기판을 대신하여, 상기 표면 강화층이 얇은 두께로 형성될 수 있어, 터치 패널의 두께를 감소시킬 수 있다.
실시예에 따른 액정 표시 장치는, 상술한 효과를 가지는 터치 패널 및 액정 패널을 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극 부재의 제1 면을 도시한 정면도이다.
도 3은 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극 부재의 제2 면을 도시한 정면도이다.
도 4는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 11은 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 실시예에 따른 터치 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극 부재의 제1 면을 도시한 정면도이다. 도 3은 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 전극 부재의 제2 면을 도시한 정면도이다. 도 4는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 터치 패널(100)은, 전극 부재(32) 및 표면 강화층(10)을 포함한다.
상기 전극 부재(32)는 투명 전극용 기재(30) 및 투명 전극(20a, 20b)을 포함할 수 있다.
상기 투명 전극용 기재(30) 상에 상기 투명 전극(20a, 20b)이 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 투명 전극용 기재(30)는 서로 반대되는 제1 면(30a) 및 제2 면(30b)을 포함하고, 상기 제1 면(30a) 및 제2 면(30b) 각각에 상기 투명 전극(20a, 20b)이 위치할 수 있다.
상기 투명 전극용 기재(30)는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 또는 유리가 될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 투명 전극(20a, 20b)이 형성될 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 투명 전극(20a, 20b)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다.
구체적으로 상기 투명 전극(20a, 20b)은 제1 방향으로 형성되는 제1 투명 전극(20a)과 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 제2 투명 전극(20b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 투명 전극(20a)은 상기 투명 전극용 기재(30)의 제1 면(30a)에 위치할 수 있다. 상기 제2 투명 전극(20b)은 상기 투명 전극용 기재(30)의 제2 면(30b)에 형성될 수 있다.
종래에는 투명 전극용 기재(30)에 하나의 투명 전극만이 형성되어, 2층(2 layer) 정전 용량 방식의 터치 패널(100)에서는 두 개 이상의 투명 전극용 기재(30)가 필요하였다. 또한 이를 접착하는 다수의 광학용 투명 접착제가 필요하였다. 이에 따라 터치 패널(100)의 두께가 두꺼워지고, 투과율 및 시인성이 저하된다는 문제가 있었다.
본 실시예에서는 하나의 투명 전극용 기재(30)에 제1 및 제2 투명전극(20a, 20b)이 모두 형성될 수 있어 터치 패널(100)의 두께를 줄일 수 있다. 이에 따라, 터치 패널(100)의 투과율 및 시인성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 투명 전극(20a, 20b)이 상기 투명 전극용 기재(30)를 사이에 두고 서로 다른 층에 위치함으로써 센싱을 더욱 민감하게 할 수 있고 이에 의해 터치의 정확성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 투명 전극(20a, 20b)이 서로 다른 층에 위치하므로, 별도의 절연층을 생략하여도 전기적 단락을 방지할 수 있다.
상기 제1 및 제2 투명 전극(20a, 20b)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 투명 전극(20a, 20b)은 인듐 틴 산화물(indium tin oxide), 인듐 징크 산화물(indium zinc oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 전도성 폴리머 및 은 나노 와이어(Ag nano wire)의 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다.
또한 제1 및 제2 투명 전극(20a, 20b)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 투명 전극용 기재(30)의 제1 면(30a)에는, 상기 제1 투명 전극(20a)에 전기적 신호를 인가할 수 있는 제1 배선(22)이 형성될 수 있다. 상기 제1 배선(22)은 상기 제1 투명 전극(20a)을 상기 제1 면(30a)의 하단으로 인출할 수 있다. 상기 제1 배선(22)은 전기 전도성이 우수한 물질, 일례로 금속으로 이루어질 수 있다.
이와 유사하게, 상기 투명 전극용 기재(30)의 제2 면(30b)에는, 상기 제2 투명 전극(20b)에 전기적 신호를 인가할 수 있는 제2 배선(24)이 형성될 수 있다. 상기 제2 배선(24)은 상기 제2 투명 전극(20b)을 상기 제2 면(30b)의 하단으로 인출할 수 있다. 상기 제2 배선(24)은 상기 제1 배선(22)과 마찬가지로, 전기 전도성이 우수한 물질, 일례로 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 배선(22) 및 제2 배선(24)의 하단에는 단자부(23, 25)가 형성될 수 있다. 상기 단자부(23, 25)에 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)(도시하지 않음) 등이 접속되어 외부 회로(도시하지 않음)와 연결될 수 있다.
이어서, 상기 표면 강화층(10)은 상기 전극 부재(32) 상에 위치할 수 있다.
표면 강화층(10)은 상기 투명 전극용 기재(30)보다 강도가 높은 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 표면 강화층(10)은 다이아몬드 라이크 카본(diamond like carbon, DLC)을 포함할 수 있다. 다이아몬드 라이크 카본이란, 다이아몬드 경도 바로 아래 등급에 해당될 정도로 단단한, 일종의 유사 다이아몬드다. 다이아몬드와 유사한 강도를 가지면서도 가격 면에서 유리하기 때문에 다양한 분야에서 활용되고 있다.
다이아몬드 라이크 카본의 마찰계수는 0.1 내지 0.2 로 매우 낮기 때문에, 터치 패널(100)의 표면에 먼지나 오염 물질 등이 묻었을 때 이를 쉽게 제거할 수 있다.
또한, 상기 표면 강화층(10)은 폴리머를 포함할 수 있다.
그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로 표면 강화층(10)은 상기 투명 전극용 기재(30)보다 높은 강도를 가지는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이러한 표면 강화층(10)의 두께는 상기 투명 전극용 기재(30)보다 얇게 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 표면 강화층(10)은 터치 패널(100)의 표면 강도를 향상할 수 있고, 터치 패널(100)의 투과도가 유지시킬 수 있는 다양한 두께로 형성될 수 있다.
상기 표면 강화층(10)은 상기 전극 부재(32)의 전면(全面)에 형성될 수 있다.
상기 표면 강화층(10)이 상기 전극 부재(32) 상에 위치함으로써, 상기 전극 부재(32)를 외부 오염 및 물리적 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 상기 표면 강화층(10)이 얇은 두께로 형성될 수 있어, 터치 패널(100)의 두께를 감소시킬 수 있다.
이하, 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 앞서 설명한 터치 패널(100)이 탑재된 액정 패널(200)을 포함할 수 있다. 터치 패널(100)은 액정 패널(200)의 화면으로부터 정보를 외부 입력하고, 액정 패널(200)의 표면 측에 적층될 수 있다. 즉, 터치 패널(100)과 액정 패널(200)은 접착제(300)를 통해 합착될 수 있다. 이러한 접착제(300)는 일례로, 광학용 투명 접착제가 될 수 있다.
액정 패널(200)은 액정 표시 장치의 표시부로써, 두 장의 유리 기판 사이에 주입된 액정 셀 들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 액정 셀들 각각은 비디오 신호, 즉 해당 화소 신호에 응답하여 투과되는 광량을 조절한다.
도면에 도시하지 않았으나, 이러한 액정 패널(200)은, 하부 유리기판과 상부 유리기판사이에 주입되는 액정 물질 및 볼 스페이서를 가지게 된다. 하부 유리기판의 상에는 게이트 라인, 절연막, 화소 전극 및 제1 배향막이 순차적으로 형성될 수 있다. 상부 유리기판의 하면에는 순차적으로 블랙 매트릭스, 칼라필터, 공통전극 및 제2 배향막이 형성될 수 있다. 이러한 상부 및 하부 유리기판은 볼 스페이서에 의해 일정한 간격으로 이격 된다. 다시 말하여, 볼 스페이서는 상부 및 하부 유리기판간의 간격이 균일하게 유지 되게 함으로써 액정 물질이 균일한 두께를 가지게 한다.
이하, 도 5 내지 도 11을 참조하여, 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 앞서 설명한 내용과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서 상세하게 설명한다.
도 5 내지 도 11은 실시예에 따른 터치 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 투명 전극 물질(20)이 형성된 투명 전극용 기재(30)를 준비한다.
이어서, 도 6에 도시한 바와 같이, 투명 전극 물질(20)에 제1 투명 전극의 패턴을 포함하는 마스크로 노광하여 제1 투명 전극(20a)을 형성한다.
이어서, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제1 투명 전극(20a)이 형성된 면의 반대되는 면에 투명 전극 물질(20)을 형성하고, 노광 공정을 거쳐 제2 투명 전극(20b)을 형성할 수 있다. 이러한 노광공정시, 투명 전극 물질(20)은 인듐 틴 산화물(indium tin oxide) 및 인듐 징크 산화물(indium zinc oxide) 등이 될 수 있다.
노광 후 필요에 따라서 가열 처리 및 현상 등의 추가 공정을 더 거칠 수 있다.
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제1 투명 전극(20a) 상에 표면 강화층(10)을 형성할 수 있다.
상기 표면 강화층(10)은 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 일례로, 스핀(spin) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 딥(dip) 코팅, 슬릿 다이(slit die) 코팅, 롤(roll) 코팅 등의 방법으로 코팅될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로 표면 강화층(10)은 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 투명 전극 물질(20)을 동시에 노광하여 제1 투명 전극(20a) 및 상기 제2 투명 전극(20b)을 형성할 수 있다.
또한, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 투명 전극(20a) 및 상기 제2 투명 전극(20b)은 인쇄 공정으로도 형성될 수 있다. 이러한 인쇄 공정 시, 그라비아 오프 셋(gravure off set), 리버스 오프 셋(reverse off set), 스크린 인쇄 및 그라비아(gravure) 인쇄 등 다양한 인쇄 방법이 이용될 수 있다. 특히, 인쇄 공정으로 상기 투명 전극(20a, 20b)을 형성할 경우 인쇄 가능한 페이스트 물질로 형성할 수 있다. 일례로, 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 전도성 폴리머 및 은 나노 와이어 잉크(Ag nano wire ink)로 형성할 수 있다.
이러한 인쇄 방법으로 투명 전극(20a, 20b)을 형성 시, 공정을 단순화 할 수 있고 비용을 절감할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 전극 부재; 및
    상기 전극 부재 상에 위치하는 표면 강화층을 포함하고,
    상기 전극 부재는,
    서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 투명 전극용 기재;
    상기 제1 면에 위치하는 제1 투명 전극; 및
    상기 제2 면에 위치하는 제2 투명 전극을 포함하는 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극은 제1 방향으로 형성되고, 상기 제2 투명 전극은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 터치 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투명 전극은 인듐 틴 산화물(indium tin oxide), 인듐 징크 산화물(indium zinc oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 전도성 폴리머 및 은 나노 와이어(Ag nano wire)로 이루어진 군에서 선택된 물질을 적어도 하나 포함하는 터치 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투명 전극용 기재는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 및 유리 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면 강화층은 다이아몬드라이크카본(diamond like carbon, DLC)을 포함하는 터치 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표면 강화층은 폴리머를 포함하는 터치 패널.
  7. 제5항 및 제6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 강화층은 상기 전극 부재의 전면(全面)에 형성되는 터치 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면 강화층의 두께는 상기 투명 전극용 기재보다 얇은 터치 패널.
  9. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 표시면측에 위치하여 정보를 외부 입력하는 터치 패널을 포함하고,
    상기 터치 패널은,
    전극 부재; 및
    상기 전극 부재 상에 위치하는 표면 강화층을 포함하고,
    상기 전극 부재는,
    서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 투명 전극용 기재;
    상기 제1 면에 위치하는 제1 투명 전극; 및
    상기 제2 면에 위치하는 제2 투명 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
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