KR20130101944A - 터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20130101944A
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Abstract

본 발명은 터치 스크린을 포함하여 표시 장치를 형성시 강성을 보완하고, 터치 스크린 동작시 표시 패널측의 노이즈를 방지한 터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에, 상부에 투명 차폐 도전막이 형성된 지지 기판과, 상기 투명 차폐 도전막과 마주본 내측면에, 터치 센싱부와 상기 터치 센싱부와 전기적으로 연결된 연성회로 기판이 형성된 커버 글래스와, 상기 연성회로 기판과 상기 투명 차폐 도전막을 도전 접속하는 은 도트와, 상기 지지 기판과 상기 표시 패널 사이에 형성된 제 1 접착층 및 상기 은 도트를 제외한 상기 투명 차폐 도전막과 상기 터치 센싱부 사이에 제 2 접착층을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법 {Display Device integrating with Touch Screen and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 터치 스크린에 관한 것으로 특히, 터치 스크린을 포함하여 표시 장치를 형성시 강성을 보완하고, 터치 스크린 동작시 표시 패널측의 노이즈를 방지한 터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.
이중 액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 화상 표시장치는 액정셀을 가지는 표시패널과, 표시패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.
표시패널은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 교차하여 복수의 단위 화소영역이 정의되도록 형성된다. 이때, 각 화소영역에는 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 스위치소자로 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극 등과, 그들 위에 도포된 배향막으로 구성된다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받는다.
박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 전압신호를 화소 전극에 공급한다.
컬러필터 어레이 기판은 액정셀 단위로 형성된 컬러필터들과, 컬러필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통 전극 등과, 그들 위에 도포되는 배향막으로 구성된다.
이렇게 별도로 제작된 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 어레이 기판을 정렬한 후 서로 대향 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.
이와 같이, 형성된 액정 표시 장치에, 최근 사람의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 터치 부위를 인식하고 이에 대응하여 별도의 정보를 전달할 수 있는 터치 패널을 부가하는 요구가 늘고 있다. 현재 이러한 터치 패널은 액정 표시 장치의 외부 표면에 부착하는 형태로 적용되고 있다.
그리고, 터치 감지 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 감지 방지 등으로 나뉘며, 제조 방식의 편이성 및 센싱력 등을 감안하여 소형 모델에 있어서는 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다.
한편, 터치 패널은 액정 표시 장치에 부착식으로 주로 형성하는데, 직접적인 터치가 이루어져 압력이 가해지는 터치 패널에는 충분한 강성이 요구된다.
또한, 터치시 센싱 감도를 높이기 위해서는 하부에 위치한 액정 표시 장치에서 발생한 신호가 터치 패널측으로 전달되는 것을 방지하는 차폐 구조가 요구된다. 이러한 요구를 수행하기 위해 여러가지 연구가 진행되고 있다.
상기와 같은 종래의 터치 패널은 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 터치 패널은 터치 센서 전극이 형성된 커버 글래스와 바로 액정 패널을 부착하여 형성하는데, 하부 표시 장치의 구조 고려없이 단순 부착형으로 형성되기 때문에, 예를 들어, 배면측에 투명 도전막을 구비된 액정 표시 장치의 경우, 터치 센서 전극과 투명 도전막간의 기생 캐패시턴스 발생으로 LCM 노이즈의 영향을 피할 수 없었다.
또한, 직접적으로 터치가 이루어지는 커버 글래스의 내측에 터치 센서 전극이 형성되는 구조에서는, 터치 센서 전극의 형성 공정을 적용 후 커버 글래스 자체의 충분한 강성을 확보하기 어려운 문제점이 있어, 이로 인해 사용시 커버 글래스의 파손되는 위험이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 터치 스크린을 포함하여 표시 장치를 형성시 강성을 보완하고, 터치 스크린 동작시 표시 패널측의 노이즈를 방지한 터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에, 상부에 투명 차폐 도전막이 형성된 지지 기판과, 상기 투명 차폐 도전막과 마주본 내측면에, 터치 센싱부와 상기 터치 센싱부와 전기적으로 연결된 연성회로 기판이 형성된 커버 글래스와, 상기 연성회로 기판과 상기 투명 차폐 도전막을 도전 접속하는 은 도트와, 상기 지지 기판과 상기 표시 패널 사이에 형성된 제 1 접착층 및 상기 은 도트를 제외한 상기 투명 차폐 도전막과 상기 터치 센싱부 사이에 제 2 접착층을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 지지 기판은 글래스일 수 있다. 이 때, 그 두께는 상기 글래스는 0.1mm 내지 0.3mm일 수 있다.
혹은 상기 지지 기판은 투명 필름일 수 있다.
또한, 상기 제 2 접착층은 상기 은 도트의 두께를 보상하여 상기 투명 차폐 도전막과 상기 터치 센싱부 사이를 평탄화하는 두께일 수 있다.
여기서, 상기 제 1 접착층 및 제 2 접착층은 자외선 경화 레진 또는 양면 접착제일 수 있다.
한편, 상기 터치 센싱부는 상기 커버 글래스의 중앙 영역에 서로 교차하는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하여 이루어지며, 상기 연성 회로 기판은 상기 커버 글래스의 가장 자리 일측에 위치한 패드 전극과 접속된 것일 수 있다.
여기에, 상기 커버 글래스의 중앙 영역 외측에, 일측이 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 각각 연결되며, 타측이 상기 패드 전극과 연결된 라우팅 배선을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 연성 회로 기판의 제 1 면과 상기 패드 전극이 접속되며, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면과 상기 은 도트가 접속될 수 있다. 이 경우, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면에는 상기 은 도트와 대응되어 접지 단자를 구비하고, 상기 접지 단자를 제외하여 절연막이 형성될 수 있다.
혹은, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면에 대응하여, 상기 투명 차폐 도전막 상에 연성 도전 필름이 더 형성되며, 상기 연성 도전 필름 상에 상기 은 도트가 위치할 수도 있다.
경우에 따라, 상기 연성 회로 기판의 일측이 연장되고, 상기 연장된 일측은 상기 투명 차폐 도전막측으로 휘어 상기 투명 차폐 도전막과 접속될 수도 있다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법은 지지 기판 전면에 투명 차폐 도전막을 형성하는 제 1 단계;와, 커버 글래스 상에, 중앙 영역에 서로 교차하는 제 1, 제 2 전극을 포함하여 이루어진 터치 센싱부와, 중앙 영역 외측에 상기 제 1, 제 2 전극과 연결된 라우팅 배선과 이와 연결되어 상기 커버 글래스의 가장 자리 일측에 패드 전극을 형성하는 제 2 단계;와, 상기 패드 전극과 연성 회로 기판의 제 1 면을 접속하는 제 3 단계;와, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면과 상기 투명 차폐 도전막을 서로 대응되는 부위에 은 도트를 개재하여 도전 접속시키는 제 4 단계; 및 상기 지지 기판을 제 1 접착층을 개재하여 표시 패널에 부착하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다.
상기 제 4 단계 전 또는 후에, 상기 터치 센싱부와 상기 투명 차폐 도전막 사이에 제 2 접착층을 개재하여 부착하는 제 6 단계를 더 포함할 수 있다.
혹은 상기 제 4 단계와 동시에, 상기 터치 센싱부과 상기 투명 차페 도전막 중 어느 하나에 제 2 접착층을 코팅하여, 상기 투명 차폐 도전막과, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면과 상기 터치 센싱부와 부착하는 단계를 진행할 수도 있다.
한편, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면의 최상면에 절연막을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제 4 단계 전에, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면의 은 도트 대응 부위의 상기 절연막을 제거하여 접지 단자를 노출하는 제 7 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 커버 글래스 내측면에 터치 센싱부를 구비하는 구조에 있어서, 터치 센싱부 하측에 지지 기판을 더 형성하여 강성 개선할 수 있다.
둘째, 지지 기판 상에 투명 차폐 도전막을 형성하고, 이를 터치 센싱부를 구동하는 연성 회로 기판과 은 도트 등을 이용한 본딩으로 접지시켜 하부 표시 패널로부터의 노이즈를 방지할 수 있다.
셋째, 상기 연성 회로 기판과 투명 차폐 도전막과의 본딩함과 함께 터치 센싱부와 투명 차폐 도전막 사이에 접착층을 개재하여 평탄화를 꾀할 수 있다. 특히, 은 도트 전에 접착층을 형성하게 되면, 접착층의 형성으로 정의된 터치 센싱부와 투명 차폐 도전막의 갭에 따라, 연성 회로 기판과 투명 차폐 도전막간의 간극이 정해지고, 간극에 은 도트를 채워 자동 본딩하게 되어 평탄 균일도가 좋아진다. 혹은 은 도트 후에 접착층을 형성하게 되면, 상기 연성 회로 기판과 투명 차폐 도전막간의 은 도트 개재에 따른 갭에 따라, 상기 터치 센싱부와 투명 차폐 도전막간의 간극이 결정되어, 간극 내에 액상의 자외선 경화성 레진을 채운 후, 경화를 거쳐 접착층을 형성하게 되면, 커버 글래스와 지지 기판 사이에 간극이 평탄하게 유지된다.
넷째, 연성 회로 기판의 제 1 면을 이방성 도전 필름 등을 이용하여, 패드 전극과 접속하는 경우 반대면인 제 2 면으로는 빛의 투과가 불가하여, 제 2 면과의 접속 확인이 어려울 수 있는데, 투명 차폐 도전막과 연성 회로 기판의 제 2 면과 접속시 은 도트를 사용하여, 별도의 압흔 확인없이 자동 본딩을 꾀할 수 있다.
도 1은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 커버 글래스의 내측면을 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 I~I' 선상 및 Ⅱ~Ⅱ' 선상을 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 커버 글래스의 내측면과 대응되는 차폐 도전막을 나타낸 평면도
도 6은 도 5의 연성 회로 기판과 차폐 도전막의 접속 상태를 나타낸 단면도
도 7은 다른 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 연성 회로 기판과 차폐 도전막의 접속 상태를 나타낸 평면도
도 8은 도 7의 단면도
도 9는 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 연성 회로 기판과 차폐 도전막의 접속 상태를 나타낸 평면도
도 10은 도 9의 단면도
도 11은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성 요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치는 소요되는 기판 위주로 살펴보면, 표시 패널(1000)과, 상기 표시 패널(1000) 상에, 상부에 투명 차폐 도전막(210)이 형성된 지지 기판(200)과, 상기 투명 차폐 도전막(210)과 마주본 내측면에, 터치 센싱부(350)와 상기 터치 센싱부(350)와 전기적으로 연결된 연성회로 기판(FPC: Flexible Printed Circuit)(400)이 형성된 커버 글래스(300)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 각각 나누어진 표시 패널(1000)과 지지 기판(200) 사이, 투명 차폐 도전막(210)과 터치 센싱부(350) 사이는 각각 접착층(미도시, 도 2의 510, 520 참조)을 개재하여 서로 부착된다.
한편, 표시 패널(1000)은 서로 대향하는 제 1 기판(110)과, 제 2 기판(120)으로 도시되어 있지만, 경우에 따라, 매트릭스상의 픽셀이 형성된 어레이를 구비한 기판과 이를 보호하는 캐핑층(capping layer)의 형태로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 표시 패널(1000)은 액정 패널, 유기 발광 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 양자점 표시 패널 등일 수 있다. 상기 표시 패널(1000)이 액정 패널일 경우, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 중 어느 한 기판에 박막 트랜지스터 어레이(115)가 형성되며, 나머지 한 기판에 컬러 필터 어레이(125)가 형성되고, 두 어레이(115, 125) 사이에 액정층(160)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)의 배면에는 각각 제 1 편광판(131), 제 2 편광판(132)이 형성된다.
또한, 도 2와 같이, 상기 표시 패널(1000)이 액정 패널이며, 횡전계형 모드일 경우, 상기 제 2 기판(120) 배면측에는 배면 투명 도전막(126)을 더 구비할 수 있다. 이는 액정 패널 형성 공정 중 외부 정전기가 유입됨을 방지하기 위해 구비되는 것으로, 기구적 또는 도전성 테이프를 통해 접지를 꾀할 수 있다. 상기 배면 투명 도전막(126)은 경우에 따라 생략될 수 있으며, 본 발명의 투명 스크린 일체형 표시 장치의 경우, 투명 차폐 도전막(210)을 지지 기판(200) 상에 구비하여 차폐 기능을 하기 때문에, 배면 투명 도전막(126)이 구비되거나 구비되지 않은 경우 모두 하부 표시 패널(1000)의 구동에 의한 영향없이 터치 센싱이 가능하다.
도면 상의 상기 제 1 기판(110)이 상기 제 2 기판(120) 대비 일측이 돌출되어 형성되어 있는데, 이는 박막 트랜지스터 어레이의 구동 신호 인가를 위한 패드 전극(미도시)이 형성되는 부분이며, 상기 패드 전극과 드라이브 IC(미도시) 등이 접속된다.
또한, 상기 지지 기판(200)은 박막형 글래스이거나 투명한 필름일 수 있다. 여기서, 상기 지지 기판(200)이 구비된 이유는 커버 글래스 배면측에 터치로 인한 압력에 의해 터치 센싱부의 파손이나 하부 표시 패널의 패턴 불량을 방지하기 위해 강성을 보완하기 위해서이다.
상기 지지 기판(200)이 박막형 글래스일 경우, 그 두께는 0.1mm 내지 0.3mm일 수 있으며, 이 경우, 상기 투명 차폐 도전막(210)을 상기 지지 기판(200) 상에 전면 형성 후, 배면측의 두께 일부를 식각 등의 공정을 통해 제거하여 박막형 글래스로 전환하는 것이다. 여기서, 박막형 글래스의 경우, 일부 두께를 제거하는 공정이 필요한 이유는, 스퍼터링 등의 공정을 진행하는 투명 차폐 도전막의 형성시, 장비 내의 기판 지지를 위해, 0.5mm 내지 0.7mm 두께 수준의 원형 글래스가 요구되나, 완성된 터치 스크린 일체형 표시 장치에서 상기 지지 기판이 원형 글래스의 두께로 유지되는 경우, 터치 스크린 일체형 표시 장치의 슬림화가 불가한 문제가 있기 때문에, 강성을 보완하는 수준을 만족할 정도로만 지지 기판의 두께를 남겨두고, 그 이외의 두께는 식각 공정을 통해 제거하는 것이다.
한편, 상기 투명 차폐 도전막(210)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO (Indium Tin Zinc Oxide) 등의 투명 도전막으로 형성하며, 이는 상기 연성 회로 기판(400)과 접속하여 접지시켜, 하부 표시 패널(1000)에서 발생되는 노이즈를 차폐한다. 이로써, 상기 터치 센싱부(350)의 구동이 상기 표시 패널(1000)에서 나오는 노이즈에 의한 간섭받지 않게 하여, 터치 센싱부(350)의 감도를 향상시킬 수 있다.
상기 지지 기판(200)은 경우에 따라, 연성(flexible) 가능한 투명 필름일 수도 있다. 이 경우에는, 상기 투명 차폐 도전막(210) 형성시 지지 기판(200)의 말림을 방지하도록 별도의 스테이지에 상기 지지 기판(200)을 고정한 상태에서, 상기 투명 차폐 도전막(210)을 형성하고, 이후 상기 스테이지로부터 상기 지지 기판(200)을 분리해낸다.
또한, 도 2와 같이, 상기 연성회로 기판(400)과 상기 투명 차폐 도전막(210)은 은 도트(Ag dot)(330)를 개재하여 서로 도전 접속한다. 여기서, 상기 투명 차폐 도전막(210)은 하부 표시 패널(1000)로부터의 노이즈 유입을 차폐하기 위해 구비된 것이다.
그리고, 상기 지지 기판(200)과 상기 표시 패널(1000) 사이에 형성된 제 1 접착층(510) 및 상기 은 도트를 제외한 상기 투명 차폐 도전막(210)과 상기 터치 센싱부(350) 사이에 제 2 접착층(520)을 더 포함한다.
상기 제 2 접착층(520)은 상기 은 도트(330)의 두께를 보상하여 상기 투명 차폐 도전막(210)과 상기 터치 센싱부(350) 사이를 평탄화하는 두께일 수 있다.
여기서, 상기 제 1 접착층(510) 및 제 2 접착층(520)은 자외선 경화성 레진 또는 양면 접착제일 수 있다. 상기 제 1 접착층(510) 및 상기 제 2 접착층(520)이 자외선 경화성 레진일 경우, 상기 지지 기판(200)과 표시 패널(1000) 사이, 상기 투명 차폐 도전막(210)과 상기 터치 센싱부(350) 사이에 액상의 자외선 경화성 레진을 도포한 후, 각각 부착 공정을 진행 후, 커버 글래스(300) 측에서 자외선을 조사하는 별도의 자외선 경화 공정을 더 진행하여 제 1 접착층(510)과 제 2 접착층(520)을 함께 경화시킬 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 터치 센싱부의 구체적인 구성을 살펴본다.
도 3은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 커버 글래스의 내측면을 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 I~I' 선상 및 Ⅱ~Ⅱ' 선상을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4와 같이, 상기 터치 센싱부(350)는 상기 커버 글래스(300)의 중앙 영역에 서로 교차하는 제 1 전극(3100)과 제 2 전극(3200)을 포함하여 이루어지며, 상기 연성 회로 기판(400)은 상기 커버 글래스(300)의 가장 자리 일측에 위치한 패드 전극(301)과 접속된다.
상기 제 1 전극(3100)은 서로 이격한 복수개의 마름모꼴의 제 1 전극 패턴(310)과, 이격된 인접한 제 1 전극 패턴(310)을 연결하는 브리지 전극(311)을 포함하여 이루어지며, 터치 센싱부(350) 내에 상기 제 1 전극(3100)은 복수개의 행으로 형성된다.
상기 제 2 전극(3200)은 복수개의 마름모꼴의 제 2 전극 패턴(320b)과 상기 제 2 전극 패턴(320b)과 일체형으로 상기 브리지 전극(311)을 교차하며 지나는 연결 패턴(320a)을 포함하여 이루어진다. 이러한 제 2 전극(3200)은 상기 제 1 전극(3100)과는 교차하여 열 방향으로 복수개 형성된다.
여기서, 상기 제 2 전극(3200)을 이루는 제 2 전극 패턴(320b), 연결 패턴(320a)과 상기 제 1 전극(3100)의 제 1 전극 패턴(310)은 동일층에 투명 도전 물질로 형성하고, 상기 브리지 전극(311)은 제 1 절연막(313)을 사이에 개재하여 투명 도전 물질 또는 금속 물질 혹은 금속층/투명 도전층의 이중층을 이용하여 상기 제 1 전극 패턴(310)과는 다른 층에 형성한다. 상기 브리지 전극(311)이 금속 물질 혹은 금속층/투명 도전층의 이중층일 경우, 동일층에 패드 전극(도 2의 301 참조)을 더 형성할 수도 있다.
경우에 따라, 상기 전극 패턴들의 형상은 다른 형태의 사각형 혹은 그 외의 다각형 또는 원형으로도 변경될 수 있을 것이다.
도 4에는 상기 브리지 전극(311)을 커버 글래스(300) 상에 형성하고, 브리지 전극(311)을 덮도록 제 1 절연막(313)을 형성하고, 상기 제 1 절연막(313) 상에 제 2 전극 패턴(320b), 연결 패턴(320a) 및 제 1 전극 패턴(310)을 형성한 바를 도시하였다. 경우에 따라, 순서를 바꾸어 제 2 전극 패턴(320b), 연결 패턴(320a) 및 제 1 전극 패턴(310)을 상기 커버 글래스(300) 상에 형성하고, 브리지 전극(311)을 제 1 절연막(313) 상에 형성하는 방법도 가능할 것이다.
그리고, 상기 형성된 제 1 전극(3100) 및 제 2 전극(3200)을 보호하도록 제 2 절연막(315)이 더 형성될 수도 있다. 상기 제 2 접착층(520)이 충분한 두께로 형성시 상기 제 2 절연막(315)은 생략될 수 있다.
여기서, 상기 브리지 전극 (311)과 상기 제 1 전극 패턴(310)과의 접속을 위해 상기 제 1 절연막(313)은 상기 브리지 전극(311)의 양단이 일부 노출되는 콘택홀(315a)을 구비한다. 제 1 전극 패턴(310) 형성시 상기 콘택홀(315a)에 매립하도록 투명 도전 물질을 전면 형성한 후, 이를 선택적으로 패터닝하여, 상기 브리지 전극(311)에 접속된 제 1 전극 패턴(310)과, 이와 이격한 제 2 전극 패턴(320b) 및 상기 제 2 전극 패턴(320b)과 일체형의 연결 패턴(320a)을 형성한다.
상기 커버 글래스(300)의 중앙 영역 외측에, 일측이 상기 제 1 전극(3100) 및 제 2 전극(3200)과 각각 연결되며, 타측이 상기 패드 전극(301)과 연결된 라우팅 배선(331, 332)을 더 포함한다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 상기 연성 회로 기판과 상기 차페 도전막의 구체적인 접속 관계를 살펴본다.
도 5는 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 커버 글래스의 내측면과 대응되는 차폐 도전막을 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 5의 연성 회로 기판과 차폐 도전막의 접속 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6과 같이, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 1 면과 이방성 도전 필름(ACF: Anistropic Conductive Film)(도 6의 420 참조)을 통해 상기 패드 전극(301)이 전기적으로 접속되며, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 2 면(제 1 면의 반대면)과 상기 투명 차폐 도전막(210)이 상기 은 도트(Ag dot)(330)를 통해 접속될 수 있다. 경우에 따라, 상기 투명 차폐 도전막(210) 상부에는 표면 보호를 위해 보호막이 더 형성될 수 있으며, 이 경우에는, 은 도트 접속 부위의 오픈(open) 공정을 더 진행한다.
그리고, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 2 면에는 상기 은 도트(330) 대응 부위에 접지 단자(405)를 구비하고, 상기 접지 단자(405)를 제외하여 절연막(410)이 형성되어, 외부 노이즈의 유입을 방지할 수 있다.
도 5는 상기 터치 센싱부(350)가 형성된 커버 글래스(300)의 내측면을 바라본 것으로, 실제 상기 차폐 도전막(210)과 제 2 접착층(520)을 개재하여 부착할 경우, 반전시키기 때문에, 상기 연성 회로 기판(400)의 접속 부위와 상기 투명 차폐 도전막(210)의 접속 부위(210c)이 서로 좌우 대칭된 것으로 도시되어 있으나, 대향 부착시 상기 터치 센싱부(350)가 반전되기 때문에, 상기 연성 회로 기판(400)의 접지 단자(405)와 상기 차폐 도전막(210)의 접속 부위(210c)는 서로 은 도트(330)을 통해 콘택된다.
도 7 및 도 8은 다른 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 연성 회로 기판과 차폐 도전막의 접속 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 7 및 도 8과 같이, 다른 실시예에 있어서는, 연성 회로 기판(400)의 일측을 연장하여, 연장된 일측을 휘어 투명 차폐 도전막(210)에 대향하도록 하여 은 도트(330)를 이용하여 접속한다. 이 경우, 상기 연성 회로 기판(400)의 일면에만 투명 차폐 도전막(210)과 패드 전극(미도시)와의 접속이 모두 이루어지게 된다. 도 7에서는 도면 안쪽에 연성 회로 기판(400) 측의 콘택 부위가 결정되어, 생략되어 도시되었다.
도시된 단면은 간략히 도시한 것으로, 커버 글래스(300) 내측에 형성되는 터치 센싱부는 생략하여 도시되어 있으며, 제 2 접착층(520)과 커버 글래스(300) 상이에 터치 센싱부가 위치할 것이다.
도 9 및 도 10은 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에 있어서, 연성 회로 기판과 차폐 도전막의 접속 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 9 및 도 10과 같이, 또 다른 실시예에 있어서는, 상기 연성 회로 기판(400)의 일측을 연장하고, 상기 투명 차폐 도전막에도 별도의 연성 도전 필름(240)을 더 구비하여, 커버 글래스(300) 외측에서 은 도트(330)를 이용한 접속을 꾀한 것이다. 이 경우, 접속이 이루어진 후, 접속된 상기 연성 회로 기판(400)과 상기 연성 도전 필름은 하측으로 접혀질 수 있다.
여기서, 상기 연성 도전 필름(240)은 각각 하면은 상기 투명 차폐 도전막(210)과 도통되어 있고, 상면은 상기 은 도트(330)와 접속되어 도통된다.
이 실시예에 있어서도 상기 터치 센싱부는 생략하여 도시되어 있으며, 구체적인 터치 센싱부의 구성은 도 3 및 도 4의 구성을 참조한다.
한편, 도 1 내지 도 6과 도 11의 플로우 차트를 참조하여, 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 표시 패널(1000)을 준비한다(10S). 앞서 설명한 바와 같이, 상기 표시 패널은 액정 패널, 유기 발광 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 양자점 표시 패널 등일 수 있으며, 예를 들어, 액정 패널일 경우, 상부 기판의 배면측에 배면 투명 도전막을 구비할 수 있다.
이어, 지지 기판(200) 전면에 투명 차폐 도전막(210)을 형성한다(20S).
이어, 커버 글래스(300) 상에, 중앙 영역에 서로 교차하는 제 1, 제 2 전극(3100, 3200)을 포함하여 이루어진 터치 센싱부(350)와, 상기 커버 글래스(300) 중앙 영역 외측에 상기 제 1, 제 2 전극(3100, 3200)과 연결된 라우팅 배선(331, 332)과 이와 연결되어 상기 커버 글래스의 가장 자리 일측에 패드 전극(301)을 형성한다(30S).
이어, 상기 패드 전극(301)과 연성 회로 기판(400)의 제 1 면을 이방성 도전 필름(420)을 이용하여 접속한다(40S).
한편, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 2 면의 최상면에 외부 노이즈로부터 보호를 위해 절연막(410)을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 2 면의 은 도트 대응 부위의 상기 절연막(410)을 제거하여 접지 단자(405)를 노출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 2 면과 상기 투명 차폐 도전막(210)을 서로 대응되는 부위에 은 도트(Ag)(330)를 개재하여 도전 접속시킨다(50S).
상기 은 도트를 개재한 도전 접속과 동시 혹은, 전 후에, 상기 터치 센싱부와 상기 투명 차폐 도전막 사이에 제 2 접착층(520)을 개재하여 부착공정을 진행한다(60S). 여기서, 상기 은 도트(330)를 개재하여 도전 접속과 동시에 제 2 접착층(520)을 형성시 상기 차폐 도전막(210)의 접속 부위(210c)에 은 도트를 형성 후 나머지 부위에 자외선 경화성 레진 혹은 양면 테이프를 형성하여, 자외선 경화성 레진 혹은 양면 테이프와 터치 센싱부(350)과 대향하고, 상기 연성 회로 기판(400)의 접지 단자(405)가 상기 은 도트와 대응되도록 하여 부착/접속 공정을 진행한다. 경우에 따라, 은 도트(330)가 상기 연성 회로 기판(400) 제 2 면에 접지 단자(405)에 형성되고, 상기 투명 차폐 도전막(210)에만 자외선 경화성 레진 혹은 양면 테이프가 형성되거나, 혹은 터치 센싱부(350)에 자외선 경화성 레진 혹은 양면 테이프가 형성되고, 상기 투명 차폐 도전막(210)의 접속 부위에만 은 도트(330)가 형성되는 식으로 서로 나누어 형성된 후 제 2 접착층(520)의 부착/은 도트의 접속 공정을 진행할 수도 있다.
상기 제 2 접착층(520)과 상기 은 도트(330)는 서로 다른 공정에 형성시는, 먼저, 터치 센싱부(350)과 투명 차폐 도전막(210) 중 어느 하나에 제 2 접착층(520)을 형성한 후, 부착 공정을 진행하고, 상기 연성 회로 기판(400)의 제 2 면과 상기 투명 차폐 도전막(210) 사이의 공간(gap)에 은 도트를 충진하여 접지 단자(405)와 투명 차폐 도전막(210)간의 접속을 꾀할 수 있다. 혹은 먼저, 투명 차폐 도전막(210)의 접속 부위(205) 또는 연석 회로 기판(400)의 제 2 면의 접지 단자(405) 사이에 은 도트(330)를 개재한 접속/본딩 후, 상기 투명 차폐 도전막(210)과 터치 센싱부(350)간의 간극에 자외선 경화성 레진을 채운 후, 상기 커버 글래스(400)의 상부면 혹은 지지 기판(200)의 하측에서 자외선을 조사하여 자외선 경화성 레진을 경화시켜 제 2 접착층(520)을 형성할 수 있다.
이어, 상기 지지 기판(200)을 제 1 접착층(510)을 개재하여 표시 패널(1000)에 부착한다(70S).
여기서, 상기 제 1 접착층(510)은 자외선 경화성 레진 또는 양면 테이프일 수 있으며, 자외선 경화성 레진일 경우, 지지 기판(200) 또는 표시 패널(1000)의 어느 일면에 도포 후, 지지 기판(200)과 표시 패널(1000)을 대향시킨 후, 상기 커버 글래스(300) 상측에서 자외선을 조사하여 경화시켜 경화된 제 1 접착층(510)으로 형성할 수 있다.
그리고, 상기 표시 패널의 준비(10S), 지지 기판 상에 투명 차폐 도전막의 형성(20S), 및 상기 커버 글래스에 터치 센싱부(30S)의 형성은 서로 병렬적으로 이루어져도 무방하다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
110: 제 1 기판 115: 박막 트랜지스터 어레이
120: 제 2 기판 125: 컬러 필터 어레이
126: 배면 투명 도전막 131: 제 1 편광판
132: 제 2 편광판 160: 액정층
200: 지지 기판 210: 투명 차폐 도전막
300: 커버 글래스 301: 패드 전극
310: 제 1 전극 패턴 311: 브리지 전극
313: 제 1 절연막 315: 제 2 절연막
320a: 연결 패턴 320b: 제 2 전극 패턴
330: 은 도트 331, 332: 라우팅 배선
350: 터치 센싱부 400: 연성 회로 기판
405: 접지 단자 410: 절연막
420: 이방성 도전 필름 510: 제 1 접착층
520: 제 2 접착층 1000: 표시 패널
3100: 제 1 전극 3200: 제 2 전극

Claims (17)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에, 상부에 투명 차폐 도전막이 형성된 지지 기판;
    상기 투명 차폐 도전막과 마주본 내측면에, 터치 센싱부와 상기 터치 센싱부와 전기적으로 연결된 연성회로 기판이 형성된 커버 글래스;
    상기 연성회로 기판과 상기 투명 차폐 도전막을 도전 접속하는 은 도트;
    상기 지지 기판과 상기 표시 패널 사이에 형성된 제 1 접착층; 및
    상기 은 도트를 제외한 상기 투명 차폐 도전막과 상기 터치 센싱부 사이에 제 2 접착층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 기판은 글래스인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 글래스는 0.1mm 내지 0.3mm의 두께인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 기판은 투명 필름인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 접착층은 상기 은 도트의 두께를 보상하여 상기 투명 차폐 도전막과 상기 터치 센싱부 사이를 평탄화하는 두께인 것을 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 접착층 및 제 2 접착층은 자외선 경화 레진 또는 양면 접착제인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는 상기 커버 글래스의 중앙 영역에 서로 교차하는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 연성 회로 기판은 상기 커버 글래스의 가장 자리 일측에 위치한 패드 전극과 접속된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 커버 글래스의 중앙 영역 외측에, 일측이 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 각각 연결되며, 타측이 상기 패드 전극과 연결된 라우팅 배선을 더 포함한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 연성 회로 기판의 제 1 면과 상기 패드 전극이 접속되며,
    상기 연성 회로 기판의 제 2 면과 상기 은 도트가 접속된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연성 회로 기판의 제 2 면에는 상기 은 도트와 대응되어 접지 단자를 구비하고, 상기 접지 단자를 제외하여 절연막이 형성된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 연성 회로 기판의 제 2 면에 대응하여, 상기 투명 차폐 도전막 상에 연성 도전 필름이 더 형성되며, 상기 연성 도전 필름 상에 상기 은 도트가 위치한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 연성 회로 기판의 일측이 연장되고, 상기 연장된 일측은 상기 투명 차폐 도전막측으로 휘어 상기 투명 차폐 도전막과 접속된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  13. 지지 기판 전면에 투명 차폐 도전막을 형성하는 제 1 단계;
    커버 글래스 상에, 중앙 영역에 서로 교차하는 제 1, 제 2 전극을 포함하여 이루어진 터치 센싱부와, 중앙 영역 외측에 상기 제 1, 제 2 전극과 연결된 라우팅 배선과 이와 연결되어 상기 커버 글래스의 가장 자리 일측에 패드 전극을 형성하는 제 2 단계;
    상기 패드 전극과 연성 회로 기판의 제 1 면을 접속하는 제 3 단계;
    상기 연성 회로 기판의 제 2 면과 상기 투명 차폐 도전막을 서로 대응되는 부위에 은 도트를 개재하여 도전 접속시키는 제 4 단계; 및
    상기 지지 기판을 제 1 접착층을 개재하여 표시 패널에 부착하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 4 단계 전 또는 후에, 상기 터치 센싱부와 상기 투명 차폐 도전막 사이에 제 2 접착층을 개재하여 부착하는 제 6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 4 단계와 동시에, 상기 터치 센싱부과 상기 투명 차페 도전막 중 어느 하나에 제 2 접착층을 코팅하여, 상기 투명 차폐 도전막과, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면과 상기 터치 센싱부와 부착하는 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 연성 회로 기판의 제 2 면의 최상면에 절연막을 구비한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 4 단계 전에, 상기 연성 회로 기판의 제 2 면의 은 도트 대응 부위의 상기 절연막을 제거하여 접지 단자를 노출하는 제 7 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 일체형 표시 장치의 제조 방법.
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