KR20140009937A - 투명 전기 차폐층을 구비하는 터치 스크린 디스플레이 - Google Patents

투명 전기 차폐층을 구비하는 터치 스크린 디스플레이 Download PDF

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Abstract

편광기는 상단 표면 및 반대의 하단 표면을 갖는 편광기 컴포넌트를 포함한다. 하단 표면은 액정 디스플레이의 컬러 필터층에 결합되도록 구성된다. 편광기는 또한 상단 표면에 배치된 투명 도전층을 포함한다. 투명 도전층은 LCD를 터치 패널로부터 전기적으로 차폐하도록 구성된다. 편광기는 투명 도전층 위에 배치된 코팅층을 더 포함한다.

Description

투명 전기 차폐층을 구비하는 터치 스크린 디스플레이{TOUCH SCREEN DISPLAY WITH TRANSPARENT ELECTRICAL SHIELDING LAYER}
본 발명은 일반적으로 평면-내 스위칭(IPS: in-plane switching) 액정 디스플레이(LCD) 및 터치 패널을 포함하는 터치 스크린 디스플레이에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 IPS LCD로부터 터치 패널 내로 결합되는 잡음을 줄이기 위해 투명한 차폐층을 구비하는 터치 스크린 디스플레이에 관한 것이다.
평면-내 스위칭(IPS) LCD는 이미지 품질을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터(TFT) 기술을 사용한다. IPS LCD는 넓은 시야각에서 매우 양호한 컬러 일관성을 갖고서 밝은 화상을 제공한다. IPS LCD는 텔레비전 세트, 컴퓨터 모니터, 이동 전화, 핸드헬드 시스템, PDA(personal digital assistant), 네비게이션 시스템, 프로젝터, 및 다수의 다른 디바이스에 사용된다.
IPS LCD는 이미지를 표시하는 픽셀들의 어레이를 포함한다. 픽셀은 로우(row) 및 컬럼(column)으로 어드레싱되어, 각 픽셀에 대한 수백만 개의 접속 카운트(connection count)를 수천 개로 감소시킨다. 컬럼 및 로우 와이어는 각 픽셀에 대해 하나의 트랜지스터씩, 트랜지스터 스위치들에 부착된다. 트랜지스터의 단방향 전류 전달 특성은 디스플레이 이미지에 대한 리프레쉬들(refreshes) 사이에서 픽셀에 인가되는 전하가 고갈(draining)되는 것을 방지한다.
IPS LCD에서 액정은 패널에 걸쳐 수평으로 확장하고, 본질적으로 넓은 시야각, 빠른 응답 속도 및 간단한 픽셀 구조를 제공한다. IPS LCD는 각 셀의 양측에 전극 쌍을 사용하여, 재료를 통해 수평으로 전기장을 인가한다. 이러한 접근법은 액정을 패널의 정면에 평행하게 유지함으로써, 시야각을 증가시킨다.
도 1a는 IPAD와 같은 전자 디바이스의 사시도를 보여준다. 전자 디바이스는 하우징(138)으로 둘러싸인 터치 스크린 디스플레이(100)를 포함한다. 대안적인 실시예들이 LCD 대신 OLED 층을 이용할 수 있긴 하지만, 터치 스크린 디스플레이(100)는 정면의 터치 패널(102), 및 터치 패널(102) 뒤의 LCD 디스플레이를 포함한다. 도 1a의 선 2-2를 따라 단면이 취해진다. 도 1b는 도 1a의 터치 스크린 디스플레이를 위한 단순화된 단면도를 보여준다. 터치 스크린 디스플레이(100)는 IPS LCD(104) 위에 터치 패널(102)을 포함한다. 터치 스크린 디스플레이(100)는 터치 패널(102)과 IPS LCD(104) 사이의 에어 갭(106)을 가질 수 있다. 대안적으로, 풀 라미네이션 디자인(full lamination design)에서, 광학적으로 투명한 접착제(OCA: optically clear adhesive)는 터치 패널과 디스플레이 사이에 에어 갭이 없도록 터치 패널과 LCD를 접속할 수 있다.
도 1c는 도 1b의 IPS LCD의 실시예의 단면을 보여준다. IPS LCD(104)는 정면 편광기(118), 후면 편광기(108), 및 정면 편광기와 후면 편광기 사이의 액정층(112)을 포함한다. IPS LCD(104)는 또한 액정층(112)과 후면 편광기(108) 사이에 배치된 TFT 층을 포함한다. IPS LCD(104)는 정면 편광기(118)와 액정층(112) 사이에 배치된 컬러 필터(CF) 층 또는 유리(114)를 더 포함한다. IPS LCD(104)는 후면 편광기(108)에 백색광을 제공하도록 구성된 백라이트(130)를 더 포함한다.
IPS LCD는 일반적으로 컬러 필터(CF) 유리 상에 공통 전극을 갖지 않으며, 따라서 정전기 방전(ESD)에 취약하다. ESD에 대한 취약성을 감소시키는 것을 돕기 위해, 종종 도전성 코팅, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO) 코팅이 CF 유리의 상단 표면에 배치된다.
IPS LCD(104)는 또한 정면 편광기(118)가 ITO 코팅(116) 위에 배치되도록, CF 유리(114)의 상단 표면에 ITO 코팅(116)을 포함할 수 있다. ITO 코팅(116)은 또한 터치 패널(102)에게 TFT 층(110)으로부터의 차폐를 제공한다. 정면 편광기(118)는 접착제 층(136), 하나 이상의 광학 필름 및/또는 보상 필름(134), 요오드 도핑된 폴리비닐 알코올(PVA) 층(126), 및 트리아세틸셀루로오스(TAC), 시클로 올레핀 폴리머(COP: cyclo-olefin polymer), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 필름과 같은 플라스틱 필름(128)을 포함할 수 있다. PVA는 광을 흡수하여 특정한 편광기를 형성한다.
일반적으로, 잡음은 IPS LCD(104)로부터 터치 패널(102)에 결합될 수 있다. 터치 패널과 IPS LCD의 적재가 얇아지면, 터치 패널 내의 잡음이 증가할 수 있다. 더 양호한 차폐를 제공하기 위해, ITO 코팅은 더 두꺼울 필요가 있다. 그러나, ITO 코팅의 두께 증가의 결과로 광학적 투과율이 감소될 수 있다. 낮은 잡음(또는 높은 차폐) 및 높은 광 투과율(또는 낮은 반사) 둘 다를 취득하는 것은 얇은 터치 스크린 디스플레이에 대한 도전과제가 된다.
제품 설계 측면과 터치 성능 측면 사이에 트레이드오프가 있을 수 있다. 기본적으로, 제품 두께를 감소시켜 터치 패널과 LCD가 서로에 더 가까워질 수 있게 할 뿐만 아니라, 디스플레이 정면으로부터의 광 반사도 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 터치 스크린 성능 및 동작은 전기적 잡음에 의해 영향을 받을 수 있다.
새로운 터치 스크린 디스플레이 제품에 대한 고객의 요구를 충족하기 위해 위의 쟁점을 해결하기 위한 기술을 개발할 필요가 남아있다.
여기에 설명된 실시예들은 LCD의 정면 편광기의 상단 표면에 투명 도전층을 구비하는 IPS LCD를 제공할 수 있다. 도전층은 실버 나노 와이어(AGNW: silver nano-wire)와 같은 미세한 금속 메시(microscopic metal mesh)를 포함할 수 있다. 종래의 디스플레이와 비교하면, 금속 메시 코팅된 정면 편광기를 구비하는 IPS LCD는 디스플레이 투과율을 향상시키고 광 반사를 감소시키면서도, 여전히 용량성 터치 패널에 적합한 전기적 차폐를 제공할 수 있다. 향상된 광 투과율은 LCD에 대한 더 양호한 전력 효율을 가능하게 할 수 있는데, 왜냐하면 더 높은 투과율로 인해 LCD의 백라이트에 더 적은 전력이 요구될 것이기 때문이다. IPS LCD는 또한 종래의 두꺼운 ITO를 투명 AGNW 메시로 교체한 것으로 인해, 종래의 디스플레이보다 얇을 수 있다. IPS LCD는 또한 하나의 포스트-셀 프로세스(one post-cell process)를 제거함으로써, IPS 타입 디스플레이의 제조 복잡성을 감소시키고, 디스플레이의 전체 반사율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 편광기는 상단 표면 및 반대의 하단 표면을 갖는 편광기 컴포넌트를 포함한다. 하단 표면은 액정 디스플레이를 위한 컬러 필터층에 결합하도록 구성되어 있다. 편광기는 또한 상단 표면 위에 배치된 투명 도전층을 포함한다. 투명 도전층은 LCD를 터치 패널로부터 전기적으로 차폐하도록 구성되어 있다. 편광기는 투명 도전층에 위에 배치된 코팅층을 더 포함한다.
다른 실시예에서, LCD 디바이스가 제공된다. LCD 디바이스는 정면 편광기, 및 정면 편광기의 상단 표면 상의 투명 도전층을 포함한다. LCD 디바이스는 또한 정면 편광기의 하단 표면에 결합된 컬러 필터층과, LCD의 스택의 하단에 있는 후면 편광기를 포함한다. LCD 디바이스는 후면 편광기와 컬러 필터층 사이에 액정층을 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는 터치 패널과 LCD(액정 디스플레이)를 포함한다. LCD는 터치 패널의 하단 표면에 결합된 정면 편광기, 정면 편광기의 상단 표면 상의 투명 도전층, 및 정면 편광기의 하단 표면에 결합된 컬러 필터층을 포함한다. LCD는 또한 LCD의 스택의 하단에 있는 후면 편광기, 및 후면 편광기와 컬러 필터층 사이의 액정층을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스가 제공된다. 이 디바이스는 터치 패널과 LCD(액정 디스플레이)를 포함한다. LCD는 터치 패널의 하단 표면에 결합된 정면 편광기, 및 정면 편광기의 하단 표면에 결합된 컬러 필터층을 포함한다. LCD는 또한 컬러 필터의 상단 표면에 있으며 정면 편광기와 컬러 필터 사이에 결합된 투명 도전층을 포함한다. LCD는 LCD의 스택의 하단에 있는 후면 편광기, 및 후면 편광기와 컬러 필터층 사이의 액정층을 더 포함한다.
추가의 실시예 및 특징은 이하의 설명에 부분적으로 명시되어 있으며, 부분적으로는 본 명세서의 심사 시에 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명댁해지거나, 또는 발명의 실시에 의해 학습될 수 있다. 본 명세서의 일부를 형성하는 설명 및 도면의 나머지 부분을 참조하면, 본 발명의 특성과 장점이 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 IPAD의 사시도를 보여준다.
도 1b는 터치 스크린 디스플레이(종래 기술)에 대한 단순화된 단면도를 보여준다.
도 1c는 종래의 IPS LCD(종래 기술)의 단면을 보여준다.
도 2a는 제1 실시예에서의 투명 도전층을 구비하는 IPS LCD의 스택을 보여준다.
도 2b는 제2 실시예에서의 투명 도전층을 구비하는 IPS LCD의 스택을 보여준다.
도 3a는 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 투명 도전층을 구비하는 제1 예의 터치 스크린 디스플레이를 보여준다.
도 3b는 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 투명 도전층을 구비하는 제2 예의 터치 스크린 디스플레이를 보여준다.
도 4는 CF 유리 상단에 ITO 코팅을 구히바는 IPS LCD의 다양한 층들로부터의 샘플 광 반사를 보여준다.
도 5는 도 4의 영역(1)의 상이한 코팅들로부터의 다양한 반사에 의해 기여되는 샘플 총 반사를 보여준다.
도 6은 도 4의 영역(2)의 상이한 코팅들로부터의 다양한 반사에 의해 기여되는 샘플 총 반사를 보여준다.
도 7은 실시예에서의 터치 스크린 디스플레이를 위한 단순화된 시스템 다이어그램이다.
도 8a는 LCM 잡음, 및 도 7의 터치 스크린 디스플레이를 위한 감지 증폭기 내로 결합되는 LCM 잡음을 보여준다.
도 8b는 도 8a의 LCM 잡음 스펙트럼을 보여준다.
도 9a는 도 4에 도시된 바와 같이 ITO를 구비하는 정면 편광기의 제1 접지 구성의 상부도를 보여준다.
도 9b는 어떠한 도전층 및/또는 접지도 갖지 않는 정면 편광기의 제2 접지 구성의 상부도를 보여준다.
도 9c는 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 AGNW를 구비하는 정면 편광기의 제3 접지 구성의 상부도를 보여준다.
도 9d는 도 9a-9c의 접지 구성의 샘플 잡음의 비교를 보여준다.
도 10a는 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 AGNW를 구비하는 터치 스크린 디스플레이를 위한 접지 구성의 상부도를 보여준다.
도 10b는 도 10a 및 도 9b의 접지 구성에 대한 샘플 잡음 곡선을 보여준다.
본 명세서는 아래에 설명된 대로 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참조하여 이해될 수 있다. 설명의 명확성을 위해 다양한 도면의 특정 구성요소들은 비례에 맞춰 그려지지 않았음에 유의해야 한다.
본 명세서는 LCD의 TFT 층으로부터 터치 패널 내로 결합되는 디스플레이 잡음을 차폐하기 위해 실버 나노 와이어(AGNW) 메시와 같은 얇은 도전층을 제공한다. 얇은 도전층은 전형적인 IPS LCD에서 종래의 ITO 층과는 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, AGNW는 LCD의 정면 편광기의 상단 표면에 배치될 수 있다. 대조적으로, 종래의 ITO 층은 전형적으로 컬러 필터(CF) 유리 또는 층의 상단에 배치된다. 본 명세서는 잠재적으로 차폐 요구사항 및 광 투과 요구사항 둘 다를 충족하는 더 얇은 제품 디자인을 가능하게 한다.
도 2a는 제1 실시예에서의 투명 도전층을 구비하는 IPS LCD의 스택을 보여준다. IPS LCD(200A)는 편광기(118)의 상단에, 실버 나노 와이어(AGNW)일 수 있는 투명 도전층(220)으로 형성된 금속 메시 코팅된 정면 편광기(218)를 포함한다. 광학적 목표와 및 신뢰성 성능 목표를 충족하기 위해, 하드 코팅, 눈부심 방지(AG: anti-glare) 코팅, 지문 방지(AF: anti-fingerprint) 코팅, 및/또는 반사 방지(AR: anti-reflection) 코팅과 같은 얇은 층들(232)이 AGNW의 상단에 배치될 수 있다. AGNW(220)는 메시일 수 있다. 메시는 편광기(218)를 통해 솔리드 필름(solid film)보다 더 많은 광 투과를 제공하기 위해, 유전체 매트릭스 또는 폴리머 매트릭스 내에 임베드될 수 있다. 나노 와이어는 직경이 수 나노미터이고, 길이가 수십 미크론일 수 있다. 나노 와이어는 광 투과율을 실질적으로 저하시키지 않을 수 있는 메시를 만든다. 메시의 크기는 폴리머 매트릭스 내의 나노 와이어의 밀도에 따라 달라진다. 나노 와이어의 밀도가 증가하면, AGNW 코팅의 시트 저항이 감소될 수 있고, 메시의 크기도 감소할 수 있다.
편광기(118)는 접착제 층(236), 하나 이상의 광학 필름(234), 요오드를 갖는 PVA 층(226), 및 특히 TAC, COP, PET 또는 PMMA 필름과 같은 플라스틱 필름(228)을 포함할 수 있다. 플라스틱 필름(228)은 편광기(118)를 보호하는 베이스 필름이다.
IPS LCD(200A)는 또한 LCD(204)를 포함한다. LCD는 종래의 IPS LCD(104)와 마찬가지로, 백라이트(230), 후면 편광기(208), TFT 층(210), 액정층(212) 및 CF 층 또는 유리(214)를 가질 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 IPS LCD(200A)는 ITO 코팅을 포함하지 않는다. 백라이트(230)는 후면 편광기(208)에 백색 광을 제공하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 백라이트(230)는 청색 광을 방출하는 청색 LED, 및 청색 LED로부터의 청색 광에 의해 여기되면 적색 및 녹색 광을 방출하는 적색 및 녹색 인광체를 포함할 수 있다. 모든 방출 색이 혼합되면, 백색의 백라이트가 생성될 수 있다. 다르게는, 백라이트 LED(230)는 청색 광을 방출하는 청색 LED, 및 청색 LED로부터의 청색 광에 의해 여기되면 황색 광을 방출하는 황색 인광체를 포함하여, 마찬가지로 혼합 시에 백색 백라이트를 만들어낼 수 있다. 또 다른 예에서, 백라이트(230)는 또한 백색 백라이트를 생성하기 위해 청색 LED, 및 적색 및 녹색 양자 도트(quantum dot)를 포함할 수 있다.
LCD(204)는 또한 전극(도시되지 않음)을 포함한다. 전극은 TFT 층과 결합 될 수 있다. LCD(204)의 각 픽셀은 액정에 인가되는 전압을 제어하기 위한 대응 트랜지스터 또는 스위치를 갖는다. 액정층(212)은 자연적인 정렬을 갖는 얇은 층을 자연적으로 형성하는 막대 형상의 폴리머를 포함할 수 있다. 전극은 인듐 주석 산화물 재료(일반적으로 "ITO"라고 함)와 같은 투명 도전체로 만들어질 수 있다. 두 개의 편광기(218 및 208)는 직각으로 설정된다. 일반적으로, LCD(204)는 불투명할 수 있다. 전압이 액정층(212) 양단에 인가될 때, 막대 형상의 폴리머는 전기장과 정렬되고, 언트위스트(untwist)된다. 전압은 정면 편광기(218)로부터의 광 출력을 제어한다. 예를 들어, 전압이 액정층(212)에 인가될 때, 액정층(212)은 정면 편광기(218)로부터의 광 출력이 존재하도록 회전한다.
TFT 층(210) 내의 트랜지스터는 각 픽셀의 영역의 작은 부분만을 차지할 수 있으며, 실리콘 필름의 나머지 부분은 광의 통과를 허용하도록 에칭으로 제거되거나 근본적으로 제거될 수 있다. 다결정 실리콘은 높은 TFT 성능을 필요로 하는 디스플레이에 때때로 사용될 수 있다. 그러나, 비정질 실리콘 기반의 TFT가 낮은 생산 비용으로 인해 가장 일반적인 기술이다. TFT-LCD를 위한 실리콘 층은 전형적으로 PECVD 공정을 이용하여 유리 기판 위에 퇴적된다.
도 2b는 제2 실시예에서 얇은 ITO 코팅(216)이 IPS LCD(200B) 내의 CF 유리(214)와 정면 편광기(218) 사이에 포함될 수 있다는 것을 보여준다. 이 실시예에서, 얇은 ITO 코팅(216)은 CF 유리(214)의 상단에 배치될 수 있다. ITO 코팅(216)은 처리 동안의 ESD 감소에 도움이 될 수 있다. CF 유리(214)와 함께 정면 편광기를 적재할 때 ESD가 생성될 수 있다. ITO 코팅(216)의 두께는 광 투과율이 비교적 높게 유지되도록 10㎚ 내지 30㎚의 범위에 있을 수 있다. 다르게는, ESD를 줄이는 것을 돕기 위해, 정면 편광기와 CF 유리(214)를 통합하는 동안 CF 유리(214)의 상단에 정전기 방지 코팅이 추가될 수 있다. 정전기 방지 코팅은 CF 유리(214)의 상단에 정면 편광기를 적재하기 전에 제거될 수 있다.
이 특정 실시예에서, AGNW 코팅(220)은 정면 편광기와 후면 편광기의 사이에 배치되기 보다는 정면 편광기(218)의 정면 표면 또는 상단 표면에 배치될 수 있다. AGNW의 탈편광(depolarization) 특성으로 인해, AGNW는 LCD의 콘트라스트 비를 저하시킬 수 있다. 디스플레이의 콘트라스트 비는 디스플레이가 생성할 수 있는 가장 어두운 검정색에 대한 가장 밝은 흰색의 비율을 의미한다. 전형적으로, 더 높은 콘트라스트 비는 개선된 선명도 및/또는 밝기와 같은 더 양호한 이미지 품질과 관련이 있다. 본 발명에서 사용될 때, "광 탈편광"은 편광된 광을 비-편광된 광으로 변환하는 것을 의미한다. AGNW는 네거티브 굴절률을 가지며, 이는 그것을 통과하는 광을 탈편광시키고, 따라서 디스플레이의 콘트라스트 비에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 정면 편광기(218)의 상단 표면에 AGNW 코팅(220)을 배치하여, 이러한 탈편광을 최소화할 수 있다.
AGNW(220)는 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로 올레핀 폴리머(COP), 폴리 (메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 또는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르 설폰(PES), 유리, 강화 유리, 폴리카보네이트(PC), 또는 상술한 것들의 혼합과 같은 투명 플라스틱 필름(228)에 미리 코팅될 수 있다. AGNW 코팅된 플라스틱 필름은 요오드 도핑되어 있을 수 있는 폴리비닐 알코올(PVA) 및/또는 편광기(218)를 위한 기타 광학 필름 또는 보상 필름으로 라미네이트될 수 있다. 광학 필름 또는 보상 필름은 위상 차이를 보상할 수 있다. 도핑된 PVA는 본질적으로, 특정 방향을 가진 광을 흡수한다. 정면 편광기(218)의 외부 표면의 AGNW(220)는 또한 LCD의 교차된 편광기들 사이에서 광을 탈편광시키지 않는다.
AGNW(220)는 5 ohm/sq 내지 600 ohm/sq 범위의 시트 저항을 가질 수 있다. 도전층, 예를 들어 AGNW(220)는 300 ohm/sq 미만, 또는 150 ohm/sq 미만의 시트 저항을 가질 수 있다. AGNW(220)는 높은 광 투과율(예를 들어, 스택 내에서 97%보다 높음), 낮은 광 반사(예를 들어, 0.5% 미만) 및 낮은 헤이즈(haze)(예를 들어, 0.3% 미만)를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, AGNW 코팅(220)은 약 150 ohm/sq 시트 저항에서 99%의 광 투과율을 가질 수 있다. 반면, ITO 코팅은 전형적으로 동일한 투과율에 대하여 500 내지 1000 ohm/sq 범위의 시트 저항을 갖는다.
위의 예는 AGNW를 사용하지만, 본 기술분야의 숙련된 자들은 투명 도전층이 또한 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(copper), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 티타늄(Ti) 또는 이들 금속의 조합과 같은 다른 금속들을 포함하는 나노 와이어일 수 있음을 알 것이다.
도 3a는 도 2a에 도시된 것과 같이 투명 도전층을 구비하는 제1 예의 터치 스크린 디스플레이를 보여준다. 터치 스크린 디스플레이(300A)는 종래의 정면 편광기(118)의 상단에 투명 도전층 또는 AGNW(220)를 갖는 정면 편광기(218)를 포함한다. 터치 스크린 디스플레이(300A)는 또한 AGNW(220)의 상단에 반사 방지(AR) 코팅(312)을 포함할 수 있다. 터치 스크린 디스플레이(300A)는 제1 접착제(304)를 사용하여 터치 패널(306)의 상단 표면에 접착된 커버 유리(302)를 더 포함할 수 있다. 터치 스크린 디스플레이(300A)는 또한 제2 접착제(308)를 사용하여 터치 패널(306)의 하단 표면에 접착된 플라스틱 필름(예를 들어, TAC)(310)을 포함할 수 있다. 제1 접착제(304) 및 제2 접착제(308)는 아크릴, 폴리우레탄, 에폭시 등일 수 있다. 접착제는 또한 양면 접착 테이프일 수 있다. 터치 스크린 디스플레이(300A)는 플라스틱 필름(예를 들어, TAC)(310)의 하단 표면에 반사 방지(AR) 코팅(312A)을 더 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 커버 유리(302)에 결합된 하우징(138)을 보여준다. 하우징(138)과, 터치 패널(306) 및 LCD(204)의 가장자리들 사이에 갭이 있을 수 있음에 주목해야 한다. 다르게는, 하우징(138)은 터치 패널과 LCD(204)의 가장자리들에 접촉할 수 있다.
터치 스크린 디스플레이(300A)는 두 개의 반대되는 AR 코팅, 즉 플라스틱 필름 (310)의 하단 표면 상의 AR 코팅(312A)과, 투명 도전층 또는 AGNW(220)의 상단의 AR 코팅(312B) 사이에 에어 갭(316)을 포함할 수 있다. AR 코팅(312A 및 312B)은 에어 갭(316)에 의한 반사를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 반사는 일반적으로 굴절률이 서로 다른 두 물질 또는 두 층 사이의 계면에서 발생할 수 있다. 반사는 전형적으로 두 물질 사이의 굴절률 차이와 함께 증가한다. 공기는 플라스틱 필름 (예를 들어, TAC)(310)과는 큰 굴절률 차이를 갖는다. AR 코팅은 공기와 플라스틱 필름 사이의 굴절률을 가지고, 따라서 그렇지 않았다면 공기-필름 접합부에서 발생했을 반사를 줄일 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있고 위에서 설명된 바와 같이, LCD는 200A 또는 200B와 유사하다.
본 기술분야의 숙련된 자들은 TAC(310)가 시클로 올레핀 폴리머(COP), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 또는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르 설폰(PES), 유리, 강화 유리, 폴리카보네이트(PC) 또는 이들의 혼합물과 같은 다른 투명한 물질로 대체될 수 있음을 알 것이다.
도 3b는 도 2a에 도시된 바와 같이 투명 도전층을 구비하는 제2 예의 터치 스크린 디스플레이를 보여준다. 터치 스크린 디스플레이(300B)는 터치 스크린 디스플레이(300A)와 마찬가지로, 커버 유리 (302), 제1 접착제 층(304), 터치 패널(306) 및 제2 접착제 층(308)을 포함한다. 터치 스크린 디스플레이(300A)와 달리, 본 실시예에서는 제2 접착제 층(308)이 투명 도전층(예를 들어, AGNW)(220)의 상단에 배치될 수 있도록 에어 갭이 없으며, 그 투명 도전층은 결국 편광기(218)의 상단에 배치된다. 접착제 층(308)의 하단 또는 AGNW(220)의 상단에는 반사 방지 코팅(312A 및 312B)이 존재하지 않음에 유의해야 한다. 도 3b에서는 제2 접착제 층(308)이 AGNW(220)에 직접 접착될 수 있도록 TAC(310)도 존재하지 않는다.
본 기술분야에서, ITO 코팅은 매우 높은 굴절률을 갖는다는 것이 알려져 있다. 따라서, ITO는 ITO와 편광기 및/또는 디스플레이의 굴절률 간의 큰 차이로 인해, 정면 편광기 또는 디스플레이로부터의 총 반사(total reflection)에 상당 부분 기여할 수 있다.
도 4는 비교적 두꺼운 ITO 코팅을 갖는 IPS LCD의 다양한 층들로부터의 샘플 광 반사를 보여준다. 도 4는 도 1c와 유사한 스택을 보여준다. ITO 코팅(416)은 종래의 ITO 코팅(116)과 유사하지만, 종래의 ITO 코팅(116)보다 큰 두께를 가지고 있다. 상이한 표면들 또는 계면들로부터 세 가지의 주된 반사가 있을 수 있다. 선(402)은 반사 방지(AR) 층(422)의 상단 표면으로부터의 반사를 보여준다. 선(404)은 CF 유리(214)와 ITO 코팅(416) 사이의 계면으로부터의 반사를 보여준다.
CF 유리(214)는 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터와 같은, 서브 픽셀들 내에 배열된 다수의 컬러 필터(420B)를 포함한다. 적색, 녹색 및 청색 필터는 백라이트 소스(230)로부터 입사하는 백색 광 중 특정 파장을 갖는 광을 투과시킨다. 필터(420B)는 각 필터의 색에 대응하는 광의 파장을 투과시키고, 다른 파장을 흡수한다. 따라서, 컬러 필터에 의해 액정 디스플레이 내에서 광 손실이 발생한다. 각각의 컬러 필터는 모든 색을 흡수하는 잉크를 포함하여 흑체처럼 작용하는 블랙 매트릭스(420A)에 의해 다른 컬러 필터로부터 분리된다.
블랙 매트릭스(420A)의 많은 부분이 CF 유리(214)의 바깥쪽 단부 근처에 있는 반면, CF 필터(420B)와 CF 필터들(420B) 사이의 블랙 매트릭스(420A)의 적은 부분은 CF 유리(214)의 중간 부분에 있다.
도 4의 좌측을 보면, 선(406)은 CF 유리(214)의 블랙 매트릭스(420A)와 액정층(212) 사이의 계면으로부터의 반사를 보여준다. 이제, 도 4의 우측을 보면, 선(408)은 CF 유리(214)의 컬러 필터(420B)와 액정층(212) 사이의 계면으로부터의 반사를 보여준다.
ITO는 편광기의 총 반사의 많은 부분에 기여한다. ITO가 두껍게 될 때, ITO의 반사가 커진다. 모델링에 기초하여 반사가 추정되고, 예시적인 결과가 아래에 제시되어 있다.
대안적인 실시예에서, ITO는 AGNW 층, 즉 CF 유리(214) 상단의 AGNW 층과 같은 투명 도전층으로 대체될 수 있다. AGNW 층은 TFT로부터 터치 패널로의 잡음을 차폐하는 데 도움이 되도록 낮은 시트 저항을 가지면서도 ITO보다 양호한 광 투과율 및 낮은 반사율을 제공할 수 있다. 도 2a-2b, 3a-3b에 도시된 실시예들과는 달리, 선명도 및/또는 밝기와 같은 이미지 품질은 AGNW 탈편광 특성에 의존할 수 있다.
도 5는 도 4의 영역(1)의 상이한 코팅들로부터의 다양한 반사에 의해 기여되는 샘플 총 반사를 보여준다. 앞서 논의된 바와 같이, ITO(416)의 반사는 ITO의 두께 또는 시트 저항에 따라 달라진다. ITO에 대해 약 500 내지 600 ohm/sq의 시트 저항을 사용하여 그것의 반사가 추정된다. 이 시트 저항은 비교적 두꺼운 제품에는 적합할 수 있지만, 얇은 디스플레이 제품에 대해서는 충분히 낮지 않을 수 있다. 특정 실시예에서, 총 반사(500A)는 ITO 코팅(416)으로부터의 약 65% 반사(502), AR 코팅(422)으로부터의 약 10% 반사(504), 블랙 매트릭스(420A)로부터의 약 18% 반사, 및 CF 필터(420B)로부터의 약 7% 반사를 포함한다. 따라서, ITO 반사는 총 반사(500A)의 주요 부분을 구성한다.
위에서 논의된 바와 같이, 컬러 필터(420B)와 블랙 매트릭스(420A)는 디스플레이의 중간 부분에 있어서, 블랙 매트릭스 및 컬러 필터로부터의 결합된 반사는 도 4의 영역(2)의 제품에 대한 반사를 나타낼 수 있게 된다. 도 6은 도 4의 영역(2)의 상이한 코팅들로부터의 다양한 반사에 의해 기여되는 샘플 총 반사를 보여준다. 반사는 ITO(416)에 대해 약 500 내지 500 ohm/sq의 시트 저항을 사용한 모델링을 기반으로 얻어진다. 총 반사는 ITO 코팅(416)으로부터의 약 46% 반사, 상단 AR 코팅(422)으로부터의 약 33% 반사, 및 블랙 매트릭스(420A)와 CF 필터(420B)의 조합으로부터의 약 33% 반사를 포함한다. ITO 코팅(416)으로부터의 반사가 여전히 총 반사에 가장 큰 기여를 한다는 점에 유의해야 한다.
일반적으로, 투과율은 ITO에 대한 시트 저항과 함께 증가한다. 시트 저항은 ITO(416)의 두께 감소와 함께 증가하는 한편, 투과율은 ITO 코팅의 광 흡수로 인해 두께 증가와 함께 감소한다. 일 실시예에서, ITO 코팅은 약 50㎚ 두께일 수 있고 약 150 ohm/sq의 시트 저항 및 약 90%의 광 투과율을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, ITO 코팅은 20㎚ 두께일 수 있고 약 300 ohm/sq의 시트 저항 및 약 92%의 광 투과율을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, ITO 코팅은 15㎚ 두께일 수 있고 약 600 ohm/sq의 시트 저항 및 약 97%의 광 투과율을 가질 수 있다. 이 값은 퇴적 공정에 따라 달라질 수 있다.
반면, AGNW에 대한 투과율은 실질적으로 시트 저항에 따라 변화하지 않을 수 있으며, 모든 시트 저항에 대해 97%를 초과할 수 있다. ITO에 비해, AGNW는 예를 들어 약 10㎚ 이하와 같이 더 얇을 수 있으며, 이는 더 얇은 터치 스크린 디스플레이를 제공할 수 있게 한다. AGNW는 TAC 필름과 같은 플라스틱 필름에 미리 코팅될 수 있는 폴리머 매트릭스에 임베드될 수 있다. 폴리머 매트릭스를 갖는 AGNW는 1㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다.
AGNW는 ITO보다 훨씬 낮은 0.5% 미만의 반사율을 가질 수 있다. AGNW에 대한 반사율은 시트 저항에 덜 의존할 수 있다. 반면에, ITO의 반사율은 시트 저항 감소 또는 두께 증가와 함께 증가할 수 있는데, 왜냐하면 투과율은 흡수로 인해 두께 증가와 함께 감소하기 때문이다. 편광기 아래에서의 ITO에 대한, 즉 도 4에서 선(404)에 의해 도시된 것과 같은 반사에 대한 반사율은 ITO보다 낮을 수 있는데, 왜냐하면 ITO 또는 AGNW 상단의 편광기(218)에 의해 반사가 감소될 수 있기 때문이다.
특정 실시예에서, 헤이즈는 0.5% 미만, 또는 심지어는 0.3% 미만일 수 있다. AGNW에 대한 반사율은 0.5% 미만, 또는 심지어는 0.3% 미만일 수 있다. 투과율은 97%를 초과할 수 있다. 디스플레이 용량 잡음에의 차폐에 대한 추가 마진은 정면 편광기의 상단에 AGNW(220)를 추가하고 ITO 코팅(416)을 제거하는 것, 또는 ITO 코팅(416)을 최소 두께로 줄이는 것에 의해 달성될 수 있다.
위의 결과에 기초하여, 차폐 요구사항이 충족될 때, ITO의 광학 특성은 적절하지 않음에 유의해야 한다. 일반적으로, 낮은 시트 저항이 더 효과적인 차폐를 제공한다. 더 얇은 디스플레이 제품을 위한 잡음에 대한 충분한 차폐를 위해서는 150 ohm/sq 미만의 시트 저항이 필요할 수 있다. 이것은 특히 150℃ 미만과 같이 낮은 온도에서 퇴적된 ITO에 대해, ITO 층이 약 50㎚ 두께 또는 더 큰 두께와 같이 비교적 두꺼울 것을 요구한다. 그 결과, 두꺼운 ITO 층은 고 반사성이다. 두꺼운 ITO 층(416)은 또한 청색 광을 흡수하고, 더 황색인 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 150 ohm/sq 미만의 시트 저항을 달성하기 위해서는, 광 투과율의 손실이 8%로 높을 수 있다. 실제로, ITO 시트 저항은 터치 성능, 디스플레이 파워 및 디스플레이 광학 성능 간의 트레이드오프로서 높은 수준으로 유지될 수 있다.
위에서 알 수 있듯이, 더 얇은 도전층(예를 들어, AGNW)은 약 150 ohm/sq 이하와 같은 낮은 시트 저항과, 약 97% 이상과 같은 매우 높은 투과율, 약 0.5% 이하와 같은 낮은 반사율 및 약 0.3% 이하와 같은 낮은 헤이즈 두 가지 모두를 가질 수 있다. AGNW(220)는 약 10㎚ 두께이거나 훨씬 더 얇을 수 있다. AGNW(220)는 종래의 ITO 층(416)보다 훨씬 더 양호한데, 왜냐하면 AGNW가 ITO보다 더 얇고 덜 반사성이며 더 높은 투과율을 갖는 한편, 더 낮은 시트 저항을 갖기 때문이다. 이러한 낮은 시트 저항은 디스플레이로부터의 더 높은 수준의 용량 잡음을 허용하는 데 도움이 되는 추가 마진을 제공하여, 더 많은 전력 절감이 달성될 수 있게 한다.
도 7은 실시예에서의 터치 스크린 디스플레이를 위한 단순화된 시스템 다이어그램이다. 시스템(700)은 LCD(706), 터치 패널(도시되지 않음)을 위한 감지 전극(702)과 구동 전극(704), 및 감지 증폭기(708)를 포함한다. 터치 패널은 터치를 용량 감지할 수 있고, 감지 전극(702)과 구동 전극(704) 사이의 정전용량 Csig를 가질 수 있다. Csig는 사용자로부터의 터치 신호를 나타낼 수 있다. 도 7은 감지 전극(702)과 구동 전극(704)의 교차에 의해 정의되는 것과 같은 예시적인 터치 노드를 보여준다. 터치 패널은 그러한 노드를 다수 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 노드는 교차 이외의 다른 기하학적 형상에 의해 정의될 수 있다. 감지 증폭기(708)는 Csig를 통해 구동 전극(704)에 전송되는 전체 신호를 감지하는, 터치 패널을 위한 예시적인 수신 채널 회로망이다.
전형적인 액티브 매트릭스 LCD는 ㎑에서 ㎒에 이르는 라인 주파수에서, 라인 단위로 전환된다. 이러한 전환 전기장과 그것의 고조파는 감지 전극(702)과 구동 전극(704) 내로 결합되고, 이는 부정확한 터치 감지 또는 완전한 기능 장애의 원인이 된다. TFT로부터의 액정 모듈(LCM) 잡음 및 감지 증폭기(708) 내로 결합되는 LCM 잡음은 오실로스코프에 의해 측정 또는 모니터링될 수 있다. LCM 잡음은 IPS LCD(104)와 터치 패널(102) 사이에 존재하는 정전 용량 CtoLCM에 의해 결합될 수 있다. 감지 전극(702)은 감지 증폭기(708)에 결합될 수 있는데, 이 감지 증폭기는 소정 실시예에서, 입력 저항 Rin을 갖는 입력 저항기, 피드백 저항 RFB를 갖는 적어도 하나의 피드백 저항기, 피드백 정전용량 CFB를 갖는 피드백 커패시터, 및 연산 증폭기(710)를 포함할 수 있다. 감지 증폭기(708). 도 7은 저항성 및 용량성 피드백 요소 두 가지 모두가 이용되는 일반적인 경우를 보여준다. 신호는 반전 입력으로서 연산 증폭기(710) 내로 결합된다. 연산 증폭기(710)의 비-반전 입력은 접지 또는 기준 전압에 결합될 수 있다.
도 8a는 LCD로부터의 샘플 LCM 잡음 및 도 7의 감지 증폭기(708) 내로 결합되는 LCM 잡음을 보여준다. ITO 코팅은 시험 장비 접지에 접속된다. ITO 코팅의 시트 저항은 터치 패널에 따라 달라지며, 정상적으로는 400 ohm/sq 내지 700 ohm/sq 범위에 있다. 도시된 바와 같이, 감지 증폭기(708) 내로 결합되는 LCM 잡음에 대한 트레이스(802)는 TFT 소스로부터 생성된 LCM 잡음에 대한 트레이스(804)와 유사한 잡음 패턴을 갖는다. 도 8b는 도 8a의 LCM 잡음의 스펙트럼을 보여준다. 도시된 바와 같이, LCM 잡음은 100㎑ 내지 500㎑ 범위의 주파수에서 0.3mVrms일 수 있다. 이것은 라인 주파수 범위와 동일한 범위에 있다. 잡음은 측정 조건, 터치 패널 및 디스플레이에 따라, 예시의 0.3mVrms보다 훨씬 높을 수 있다. 잡음은 구동을 방해할 정도로 높을 수 있으며, 따라서 감소될 필요가 있다.
적절한 접지는 잡음을 줄이는 것을 도울 수 있다. 특정 실시예에서, 편광기는 효과적인 잡음 차폐층으로서 기능할 수 있고, ESD 보호를 제공할 수 있다. 잡음은 ITO 또는 AGNW와 같은 도전층에 부착된 도전성 테이프의 사용에 의해 감소될 수 있다. 도전성 테이프는 구리를 포함할 수 있다. 잡음은 AGNW 또는 ITO에 대한 구리 테이프의 부착 위치를 변화시킴으로써 더 감소될 수 있다.
도 9a는 도 4에 도시된 바와 같이 ITO를 구비하는 정면 편광기의 제1 샘플 접지 구성의 상부도를 보여준다. 접지 구성(900A)은 접지를 위하여 편광기(912) 아래에 ITO 층(908)을 포함한다. 특정 실시예에서, ITO 층(908)은 도 4에 도시된 바와 같이 LCD의 CF 유리의 외부 표면에 있을 수 있다. 편광기(912) 및 ITO 층 (908)은 실질적으로 직사각형 형상이다. ITO 층(908)은 편광기(912)에서 직사각형의 각 변으로부터 바깥쪽으로 확장한다. 이 구성에서, 도전성 테이프(910)는 ITO 층(908)의 4개의 가장자리를 따라 ITO 층(908)에 접촉할 수 있다.
도 9b는 정면 편광기의 제2 샘플 접지 구성의 상부도를 보여준다. 접지 구성(900B)은 ITO 층(910)을 제거하고, 따라서 구리 테이프를 필요로 하지 않는다. 유리(914)는 편광기(912)를 덮는다. 이것은 어떠한 접지도 없는 구성이다.
도 9c는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 AGNW 메시 또는 AGNW 편광기를 구비하는 정면 편광기의 제3 샘플 접지 구성의 상부도를 보여준다. 구성(900C)은 실질적으로 직사각형 형상인 AGNW 편광기(916)를 포함한다. AGNW가 쉽게 접지 될 수 있도록, AGNW는 정면 편광기의 외부 표면에 배치될 수 있다. 구리 테이프와 같은 도전성 테이프(920A-D)는 편광기의 외부 표면 상에서 AGNW에 접촉하기 위해 AGNW 편광기(916)의 4개의 코너와 상단에 배치될 수 있다. 여기에서는 일반적으로 구리 테이프가 언급되지만, 어떤 적합한 도전성 테이프라도 사용될 수 있음을 알아야 한다.
두 개의 도전성 바(918A 및 918B)는 AGNW 편광기(916)의 두 개의 반대되는 가장자리에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 도전성 바(918A)는 AGNW 편광기(916)의 가장자리에 접촉할 수 있으며, 두 개의 이웃하는 코너에서의 두 개의 도전성 테이프(920A 및 920D)를 접속할 수 있다. 다른 도전성 바(918B)는 AGNW 편광기(916)의 반대편 가장자리에 접촉할 수 있으며, 다른 두 개의 이웃하는 코너에서의 두 개의 도전성 테이프(920B 및 920C)를 접속할 수 있다. 도전성 바(918A 및 918B)는 실버 페이스트 등의 도전성 페이스트를 포함하거나 그것으로 형성될 수 있다. AGNW는 편광기 상에 코팅되고, 따라서 편광기와 동일한 크기를 가지고 있다.
접지 구성(900A, 900B 및 900C)은 서로 다른 접지 효과를 갖는다. 접지 효과를 비교하기 위하여, 잡음은 예를 들어 텍트로닉스 3308A 스펙트럼 분석기와 같은 스펙트럼 분석기로 측정될 수 있다. 도 9d는 ITO를 구비하는 편광기(접지 구성(900A)), AGNW 편광기(접지 구성(900C)), 및 실시예에서의 접지 없는 편광기(접지 구성(900B))로부터의 잡음의 비교를 보여준다. ITO 또는 AGNW를 갖지 않는 편광기에 대한 곡선(902)은 가장 높은 잡음 레벨을 보이는데, 이는 일반적으로 편광기에 접지가 제공되지 않았다는 사실로 인한 것임에 유의해야 한다. CF 유리의 외부 표면 상에 ITO를 구비하는 편광기에 대한 곡선(904)은 AGNW 편광기보다는 더 높지만 ITO 없는 편광기보다는 더 낮은 잡음을 보여준다. 도시된 바와 같이, CF 유리의 외부 표면 상의 ITO 코팅은 특히 적절하게 접지된 때에, 디스플레이 용량 잡음에 대한 소정 수준의 차폐를 제공한다. AGNW 편광기에 대한 곡선(906)은 가장 낮은 잡음 레벨을 나타내는데, 이는 AGNW가 일반적으로 10㎚ 두께와 같이 비교적 얇은 코팅에서 ITO보다 낮은 시트 저항을 가질 수 있기 때문이다.
도 10a는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 AGNW를 구비하는 IPS LCD(200)에 대한 접지 구성의 상부도를 보여준다. 도시된 바와 같이, 유리층(1014)은 터치 패널(1008)의 활성 영역 아래에 있는 AGNW 코팅(220)의 하단에 있다. 유리층(1014)은 터치 패널(1008)의 활성 영역보다 큰 면적을 갖는다. AGNW 코팅(220) 및 터치 패널(1008)의 활성 영역은 실질적으로 직사각형 형상이다. 구리 테이프가 AGNW 코팅(220)의 상단과 직사각형의 코너에 배치되게 되는 4개의 위치 1, 2, 3, 4가 있다. AGNW 코팅(220) 상단의 하나의 도전성 바(1012A)는 AGNW 코팅(220)의 한 가장자리에 접촉할 수 있으며, 위치 1 및 2에서의 구리 테이프들(1010)을 접속할 수 있다. 다른 도전성 바(1012B)는 AGNW 코팅(220)의 반대쪽 가장자리에 접촉할 수 있으며, 위치 3과 4에서의 구리 테이프에 접속될 수 있다. 도전성 바(1012A 및 1012B)는 실버 페이스트 등의 도전성 페이스트를 포함할 수 있다.
도전성 바 및 도전성 테이프는 터치 패널의 활성 영역 외부에 위치되며, 이는 터치 패널의 광학적 투과율에 영향을 주지 않고 더 양호한 접지를 제공한다.
도 10b는 접지에 대한 구리 테이프의 효과 및 구리 테이프의 위치를 도시하는 도 10a 및 도 9b의 수 개의 접지 구성에 대한 샘플 잡음 곡선을 보여준다. 전형적으로, 낮은 잡음은 더 양호한 접지를 나타낸다. 도시된 바와 같이, ITO 또는 AGNW와 구리 테이프 없이는 접지가 없기 때문에, 접지 구성(900B)을 위한 곡선(1002)은 가장 높은 잡음을 보여준다.
곡선(1002)에 비교하여, 코너 위치 1 및 2에서 구리 테이프를 갖는 접지 구성(1000)에 대한 곡선(1004)은 더 낮은 잡음을 보여준다. 마찬가지로, 구리 테이프가 위치 3 및 4에 배치되는 경우, 접지 결과는 위치 1 및 2의 것과 본질적으로 동일할 것이다.
코너 위치 1, 2, 3 및 4에 구리 테이프를 구비하는 접지 구성(1000)에 대한 곡선(1006)은 가장 낮은 잡음을 보여준다. 곡선(1008)은 위치 1, 2, 3 및 4 중 임의의 세 개와 같은 세 개의 코너에 위치된 구리 테이프를 구비하는 접지 구성을 나타낸다. 이것은 터치 패널의 세 개 또는 네 개의 코너에 배치된 구리 테이프를 구비하는 접지 구성(1000)이 접지를 제공하며, 잡음을 줄일 수 있음을 시사한다.
일반적으로 ITO는 스퍼터링 등에 의해, 진공에서 CF 유리 상에 퇴적된다. AGNW는 롤-투-롤 프로세스(roll-to-roll process)를 사용하여 TAC 필름과 같은 플라스틱 필름 상에 코팅될 수 있다. 롤-투-롤 프로세스는 일반적으로 스퍼터링보다 간단하고 저렴하다. 또한, AGNW는 제조시 ITO보다 일관성있는 두께를 제공하는 것을 쉽게 할 수 있다. 예를 들어, ITO 코팅은 스퍼터링에 의해 CF 유리 위에 퇴적될 수 있는데, 이는 두꺼운 ITO 코팅 내에서의 큰 변동을 유발할 것이다. 이러한 큰 두께 변동은 두께 변동을 최소화하기 위한 사후 처리를 필요로 할 수 있고, 따라서 제조의 복잡성을 증가시킬 수 있다.
본 명세서의 장점 중 하나는 더 얇은 디스플레이 제품을 가능하게 하는 것이다. 투명 도전층은 ITO와 같은 종래의 도전층보다 훨씬 얇을 수 있지만, 동일한 시트 저항 및/또는 전기적 차폐를 제공할 수 있다. 실버 나노 와이어와 같은 투명 도전층은 광 투과율을 향상시키고 반사를 감소시킬 수 있으며, 따라서 더 양호한 전력 효율 및/또는 더 긴 배터리 수명을 가능하게 한다. 높은 광 투과율과 낮은 시트 저항은 종래의 도전성 ITO 층을 이용해서는 동시에 달성될 수 없다. AGNW 층은 또한 다수의 구동 회로에 결합되는 TFT 층으로부터의 LCM 잡음을 감소시킬 수 있다. 따라서, AGNW 층은 종래의 도전성 ITO 층보다 더 양호한 차폐를 보일 수 있다.
수 개의 실시예를 설명하였지만, 본 기술분야의 숙련된 자들은 본 발명의 취지에서 벗어나지 않고서, 다양한 수정, 대안적인 구성 및 등가물이 이용될 수 있음을 알 것이다. 추가로, 다수의 잘 알려진 프로세스 및 구성요소는 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 설명되지 않았다. 따라서, 위의 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.
본 기술분야의 숙련된 자들은 현재 개시된 실시예들이 제한이 아니라 예시로서 교시하고 있음을 알 것이다. 그러므로, 위의 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 사항은 제한적인 의미가 아니라 예시로서 해석되어야 한다. 이하의 청구항들은 여기에 설명된 모든 일반적이고 구체적인 특징들과, 언어의 문제로서 거기에 포함된다고 할 수 있는 본 방법 및 시스템의 범위의 진술을 포함하도록 의도된 것이다.

Claims (38)

  1. 편광기(polarizer)로서,
    상단 표면 및 반대의 하단 표면을 갖는 편광기 컴포넌트 - 상기 하단 표면은 액정 디스플레이(LCD)에 대한 컬러 필터층에 결합되도록 구성됨 -;
    상기 상단 표면 위에 배치된 투명 도전층 - 상기 투명 도전층은 상기 LCD를 터치 패널로부터 전기적으로 차폐하도록 구성됨 -; 및
    상기 투명 도전층 위에 배치된 코팅층
    을 포함하는 편광기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실버 나노 와이어(AGNW: silver nano wire) 메시를 포함하는 편광기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 5 ohm/sq 내지 600 ohm/sq의 범위의 시트 저항을 갖는 편광기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 5 ohm/sq 내지 150 ohm/sq의 범위의 시트 저항을 갖는 편광기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 97% 이상의 투과율을 갖는 편광기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 0.5% 이하의 반사율을 갖는 편광기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 0.3% 이하의 헤이즈(haze)를 갖는 편광기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 편광기 컴포넌트는,
    제1 접착제 층;
    상기 접착제 층 위에 배치된 광학 필름 층 - 상기 광학 필름은 광을 편광시키도록 구성됨 -;
    상기 광학 필름 층 위에 배치된 제2 접착제 층; 및
    상기 제2 접착제 층 위에 배치된 투명 유리층
    을 포함하는 편광기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 투명 유리층은 TAC, COP, PET 및 PMMA로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는 편광기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 반사 방지(AR: anti-reflection) 코팅, 눈부심 방지(AG: anti-glare) 코팅, 지문 방지(AF: anti-fingerprint), 하드 코팅 및 얼룩 방지(anti-smudge) 코팅으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 편광기.
  11. LCD 디바이스로서,
    정면 편광기;
    상기 정면 편광기의 상단 표면 상의 투명 도전층;
    상기 정면 편광기의 하단 표면에 결합된 컬러 필터층;
    상기 LCD의 스택의 하단에 있는 후면 편광기; 및
    상기 후면 편광기와 상기 컬러 필터층 사이의 액정층
    을 포함하는 LCD 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 LCD 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 제1 코너에 있는 제1 도전성 테이프;
    상기 투명 도전층의 제2 코너에 있는 제2 도전성 테이프 - 상기 제2 코너는 상기 제1 코너와 가장 가까운 코너임 -; 및
    상기 제1 도전성 테이프와 상기 제2 도전성 테이프를 접속하도록 구성된 도전성 바(conductive bar)
    를 포함하는 LCD 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 투명 층의 제3 코너에 있는 제3 도전성 테이프를 더 포함하는 LCD 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투명 층의 제4 코너에 있는 제4 도전성 테이프를 더 포함하는 LCD 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 도전성 테이프와 상기 제4 도전성 테이프를 접속하도록 구성된 도전성 바를 더 포함하는 LCD 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    각각의 도전성 테이프는 구리를 포함하는 LCD 디바이스.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 도전성 바는 은을 포함하는 LCD 디바이스.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실버 나노 와이어(AGNW) 메시를 포함하는 LCD 디바이스.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 투명 도전층 위에 배치된 코팅층을 더 포함하고,
    상기 코팅층은 반사 방지(AR) 코팅, AG 코팅, 하드 코팅 및 얼룩 방지 코팅으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 LCD 디바이스.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 컬러 필터층과 상기 정면 편광기의 하단 표면 사이에 인듐 주석 산화물 층을 더 포함하는 LCD 디바이스.
  22. 휴대용 전자 디바이스로서,
    터치 패널; 및
    액정 디스플레이(LCD)
    를 포함하고,
    상기 LCD는,
    상기 터치 패널의 하단 표면에 결합된 정면 편광기;
    상기 정면 편광기의 상단 표면 상의 투명 도전층;
    상기 정면 편광기의 하단 표면에 결합된 컬러 필터층;
    상기 LCD의 스택의 하단에 있는 후면 편광기; 및
    상기 후면 편광기와 상기 컬러 필터층 사이의 액정층
    을 포함하는 휴대용 전자 디바이스.　　
  23. 제22항에 있어서,
    상기 터치 패널의 상단 표면 상의 커버 유리층을 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 상단 표면 상의 제1 코팅층; 상기 터치 패널의 하단 표면 상의 제2 코팅층; 및 상기 터치 패널과 상기 LCD 사이의 에어 갭을 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 휴대용 전자 디바이스.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 제1 코너에 있는 제1 도전성 테이프;
    상기 투명 도전층의 제2 코너에 있는 제2 도전성 테이프 - 상기 제2 코너는 상기 제1 코너와 가장 가까운 코너임 -; 및
    상기 제1 도전성 테이프와 상기 제2 도전성 테이프를 접속하도록 구성된 도전성 바
    를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 투명 층의 제3 코너에 있는 제3 도전성 테이프를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 투명 층의 제4 코너에 있는 제4 도전성 테이프를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제3 도전성 테이프와 상기 제4 도전성 테이프를 접속하도록 구성된 도전성 바를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실버 나노 와이어(AGNW) 메시를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 컬러 필터층과 상기 정면 편광기의 하단 표면 사이에 인듐 주석 산화물(ITO) 층을 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  32. 휴대용 전자 디바이스로서,
    터치 패널; 및
    액정 디스플레이(LCD)
    를 포함하고,
    상기 LCD는,
    상기 터치 패널의 하단 표면에 결합된 정면 편광기;
    상기 정면 편광기의 하단 표면에 결합된 컬러 필터 층;
    상기 컬러 필터의 상단 표면 상에 있고, 상기 정면 편광기와 상기 컬러 필터 사이에 결합된 투명 도전층;
    상기 LCD의 스택의 하단에 있는 후면 편광기; 및
    상기 후면 편광기와 상기 컬러 필터 층 사이의 액정층
    을 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 휴대용 전자 디바이스.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 제1 코너에 있는 제1 도전성 테이프;
    상기 투명 도전층의 제2 코너에 있는 제2 도전성 테이프 - 상기 제2 코너는 상기 제1 코너와 가장 가까운 코너임 -; 및
    상기 제1 도전성 테이프와 상기 제2 도전성 테이프를 접속하도록 구성된 도전성 바
    를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 투명 층의 제3 코너에 있는 제3 도전성 테이프를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 투명 층의 제4 코너에 있는 제4 도전성 테이프를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제3 도전성 테이프와 상기 제4 도전성 테이프를 접속하도록 구성된 도전성 바를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  38. 제32항에 있어서,
    상기 투명 도전층은 실버 나노 와이어(AGNW) 메시를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
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