KR20140063315A - 상호 정전용량식 터치 스크린 패널 - Google Patents

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KR20140063315A
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Abstract

본 발명은 터치 성능을 향상시킬 수 있는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 제 1 방향으로 형성되는 기준 구동전극열이 형성되는 기준 구동전극열 형성영역; 상기 기준 구동전극열 형성영역에 인접하며, 상기 기준 구동전극열과 나란하게 상기 제 1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 기준 구동전극열 및 제 1 터치 전극열들과 절연되도록 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들이 형성되는 액티브 영역; 상기 기준 구동전극열 형성영역 및 상기 액티브 영역 외측에 형성되며, 상기 기준 구동전극열에 연결되는 기준 구동전극 라우팅 배선이 형성되는 배선 형성영역을 포함하며, 상기 기준 구동전극열 형성영역에는 상기 기준 구동전극열과 비접촉 상태로 중첩되는 접지 차폐층이 형성되고, 상기 접지 차폐층이 상기 기준 구동전극열의 상부에 오도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

상호 정전용량식 터치 스크린 패널{MUTUAL CAPACITANCE TYPE TOUCH SREEN PANEL}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 터치 정밀도를 향상시켜 터치 성능을 높일 수 있는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 표시장치를 보면서 손이나 펜 등으로 화면을 직접 터치하거나 근접시켜 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(touch sensitive panel)이 제안되었다.
터치 스크린 패널은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배(voltage gradient)로 판단하는 저항막 방식(resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량식(electrostatic capacitive type), 전자펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등으로 구별될 수 있으며, 그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다.
이와 같은 터치감지 방법 중, 정전용량식은 자기 정전용량(self capacitance) 방식과 상호 정전용량(mutual capacitance) 방식으로 구분된다. 자기 정전용량식은 터치 스크린 패널의 터치 영역에 복수의 독립 패턴을 형성하고 각각의 독립 패턴의 정전용량의 변화를 측정하여 터치 여부를 판단하는 방식이다. 상호 정전용량식은 터치 스크린 패널의 터치전극 형성영역에 x축 전극열들(예를 들면, 터치 구동 전극열들)과 y축 전극열들(예를 들면, 터치 센싱 전극열들)을 서로 교차시켜 매트릭스를 형성하고, x축 전극열들에 구동펄스를 인가한 다음, y축 전극열들을 통해 x축 전극열들과 y축 전극라인들의 교차점으로 정의되는 센싱 노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 터치 여부와 그 위치를 판단하는 방식이다.
이하, 도 1을 참조하여 종래의 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 정전용량식 터치 스크린 패널은 터치전극열들(TS1~TS3)이 형성되는 터치전극 형성영역(TA), 라우팅 배선들이 형성되는 라우팅 배선 형성영역(RA), 및 라우팅 패드들이 형성되는 패드 형성영역(PA)을 포함한다. 여기에서, 터치전극 형성영역(TA)은 터치 여부와 터치 위치가 판단되는 액티브 영역(AA)이기도 하다.
터치전극 형성영역(TA)은 투명기판(SUB) 상에 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)으로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들(터치 구동전극열들)(TS1~TS3)과, 절연막(도시생략)을 사이에 두고 상기 제 1 터치 전극열들(TS1~TS3)과 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들(터치 센싱전극열들)(RS1~RS5)을 포함한다. 복수의 제 1 터치전극열들(TS1~TS3) 중 최상부에 위치하는 제 1 터치전극열(TS1)은 기준 구동전극열(REF)로서의 기능을 겸한다.
라우팅 배선 형성영역(RA)은 제 1 및 제 2 터치 전극열들(TS1~TS3, RS1~RS5)이 형성된 터치전극 형성영역(TA)의 외측에 형성되며, 복수의 제 1 터치 전극열(TS1~TS3)과 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW3)과, 복수의 제 2 터치 전극열들(RS1~RS5)과 각각 연결되는 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW5)을 포함한다.
패드 형성영역(PA)은 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW3)에 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 패드들(TP1~TP3)과, 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW5)에 각각 연결되는 복수의 제 2 라우팅 패드들(RP1~RP5)을 포함한다.
이와 같은 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에서는 터치 여부와 그 위치를 정확하게 판단하기 위해 터치 구동 전극열들 중 최외각의 터치 구동전극열(TS1)인 기준 구동전극열(reference driving electrode serial)(REF)에 역 구동펄스(reverse driving pulse)를 인가하고, 나머지 터치 구동전극열들(TS2, TS3)에는 구동펄스(reverse pulse)를 인가하여, 기준 전극열(REF)과 터치 센싱전극열들(RS1~RS5) 사이의 상호 정전용량과, 터치 구동전극열들(TS1~TS3)과 터치 센싱전극열들 사이(RS1~RS5)의 상호 정전용량을 비교하여 터치 여부 및 터치 위치를 판단한다.
그러나 상술한 터치 스크린 패널에서는 최외각의 터치 구동전극열(TS1)이 기준 전극열과 터치 구동전극열로서 동시에 기능하기 때문에 역 구동펄스가 인가된 터치 구동전극열 및 기준 구동전극열(TS1, REF)에 터치가 발생되면, 비교할 전극이 없기 때문에 터치 검출에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 기준 구동전극열과 터치 구동전극열을 동일한 전극열로 이용함으로써 발생하는 상술한 터치 인식 오류의 문제점을 해소시켜 터치 정밀도를 향상시킬 수 있는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적 달성을 위해, 본 발명의 제 1 특징에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널은, 제 1 방향으로 형성되는 기준 구동전극열이 형성되는 기준 구동전극열 형성영역; 상기 기준 구동전극열 형성영역에 인접하며, 상기 기준 구동전극열과 나란하게 상기 제 1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 기준 구동전극열 및 제 1 터치 전극열들과 절연되도록 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들이 형성되는 액티브 영역; 상기 기준 구동전극열 형성영역 및 상기 액티브 영역 외측에 형성되며, 상기 기준 구동전극열에 연결되는 기준 구동전극 라우팅 배선이 형성되는 배선 형성영역을 포함하며, 상기 기준 구동전극열 형성영역에는 상기 기준 구동전극열과 비접촉 상태로 중첩되는 접지 차폐층이 형성되고, 상기 접지 차폐층이 상기 기준 구동전극열의 상부에 오도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 접지 차폐층은 상기 기준 구동전극열보다 크고, 상기 배선 형성영역에 형성된 접지라인을 통해 접지되도록 형성된다.
또한, 상기 기준 구동전극 라우팅 배선은 상기 접지 차폐층으로부터 일정 거리 떨어지도록 형성되고, 상기 기준 구동전극열의 일단부는 상기 기준 구동전극열 형성영역으로부터 상기 배선 형성영역으로 돌출된 돌출부에 의해 상기 기준 구동전극 라우팅 배선에 연결되도록 형성된다.
또한, 본 발명의 제 2 특징에 따르는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널은 제 1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 제 1 터치 전극열들과 절연되도록 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들이 형성되는 액티브 영역; 상기 액티브 영역 외측에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 터치 전극열들에 각각 연결되는 복수의 터치 라우팅 배선들이 형성되는 배선 형성영역; 가요성 기판 상에 제 1 방향으로 형성되는 기준 구동전극열; 상기 가요성 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 나란하게 형성되며 상기 기준 구동전극열과 절연되는 복수의 제 3 터치 전극열들을 포함하며, 상기 복수의 제 2 터치 전극열들은 상기 가요성 기판 상에 형성된 복수의 제 1 연결배선들에 의해 각각 상기 복수의 제 3 터치 전극열들에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2 특징에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 기준 구동전극열은 상기 가요성 기판 상에 형성된 제 2 연결배선에 의해 상기 배선 형성영역에 형성된 기준 구동전극 라우팅 배선에 연결되도록 형성된다.
또한, 제 2 특징에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 가요성 기판은 상기 기준 구동전극열이 터치 스크린 배면에 위치하도록 상기 제 1 및 제 2 연결배선들을 가로지르는 방향으로 접히도록 구성된다.
또한, 제 1 및 제 2 특징에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 기준 구동전극열과 상기 제 1 터치 전극열들은 제 1 투명기판의 제 1 면 상에 형성되고, 상기 제 2 터치 전극열들은 제 2 투명기판의 제 1 면 상에 형성되며, 상기 접지 차폐층은 플렉서블 인쇄기판에 형성되어, 상기 제 1 투명기판의 제 1 면과 상기 제 2 투명기판의 제 2 면은 상기 접지 차폐층이 상부에 위치하도록 서로 합착될 수도 있다.
또한, 제 1 및 제 2 특징에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 기준 구동전극열과 상기 제 1 터치 전극열들은 투명기판의 제 1 면 상에 형성되고, 상기 제 2 터치 전극열들은 상기 투명기판의 제 2 면 상에 형성되며, 상기 접지 차폐층은 상기 제 2 터치 전극열들의 상부에 위치하도록 플렉서블 인쇄기판에 형성될 수도 있다.
또한, 제 1 및 제 2 특징에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 있어서, 상기 제 1 터치 전극열들의 각각은 서로 이웃하는 제 1 터치전극들을 연결하는 복수의 브릿지들에 의해 일렬로 형성되고, 상기 접지 차폐층 및 상기 기준 구동전극 라우팅 배선은 투명기판 상에 형성되며, 상기 브릿지들은 상기 접지 차폐층 및 상기 기준 구동전극 라우팅 배선을 커버하는 제 1 절연층 상에 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 나란하게 형성되고, 상기 제 2 터치전극들 중 서로 이웃하는 제 2 터치전극들은 상기 브릿지들을 커버하는 제 2 절연층에 형성된 콘택홀들을 통해 노출되는 브릿지에 의해 서로 연결되며, 상기 기준 구동전극열, 상기 제 1 터치 전극열들, 상기 제 2 터치 전극열들의 제 2 터치전극들은 상기 제 2 절연층 상에 형성되도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널에 의하면, 기준 구동전극열이 액티브 영역에 형성되지 않고 별도의 영역에 형성되고, 기준 구동전극열과 복수의 제 3 터치 전극열들, 접지 차폐층이 중첩되도록 형성되거나, 플렉서블 기판에 기준 구동전극열 및 복수의 제 3 터치 전극열들이 형성되므로, 기준 구동전극열이 형성된 영역에의 터치가 불가능하게 되거나 터치가 이루어지더라도 접지 차폐층에 의해 전기장이 차폐되어 터치 전후의 복수의 제 3 터치 전극열들과 기준 구동전극열 사이의 정전용량의 변화가 없게 되어 터치 센싱의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 평면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 평면도,
도 3a는 도 2에 도시된 라우팅 배선들, 패드들 및 접지 차폐층을 도시한 평면도,
도 3b는 도 2에 도시된 제 1 터치 전극열들(터치 구동전극열들), 제 2 터치 전극열들(터치 센싱전극열들) 및 기준 전극열을 도시한 평면도,
도 4a는 도 2의 좌상단 일부분을 보다 상세히 도시한 평면도,
도 4b는 도 4a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 4c는 도 4a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 4d는 도 4a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 제 1 변형예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 제 2 변형예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 평면도,
도 8a는 도 7에 도시된 기준 구동전극열을 구비한 플렉서블 회로기판을 도시한 평면도,
도 8b는 도 7에 도시된 제 1 터치 전극열(터치 구동전극열들) 및 제 2 터치 전극열들(터치 센싱전극열들)을 도시한 평면도,
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 중 "전극열(electrode serial)”은 소정의 형상을 갖는 복수의 전극들이 일렬로 연결된 것을 의미한다.
도 2 내지 도 4d를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 스크린 패널에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 평면도이고, 도 3a는 도 2에 도시된 라우팅 배선들, 패드들 및 접지 차폐층을 도시한 평면도이며, 도 3b는 도 2에 도시된 제 1 터치 전극열들(터치 구동전극열들), 제 2 터치 전극열들(터치 센싱전극열들) 및 기준 전극열을 도시한 평면도이다. 또한, 도 4a는 도 2의 좌상단 일부분을 보다 상세히 도시한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 4c는 도 4a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이고, 도 4d는 도 4a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호정전용량식 터치 스크린 패널은 기준 구동전극열 형성영역(REFA), 라우팅 배선 형성영역(RA), 패드 형성영역(PA), 및 제 1 및 제 2 터치전극열들을 포함하는 터치 전극들이 형성되는 액티브 영역(AA)을 포함한다.
기준 구동전극열 형성영역(REFA)은 투명기판(SUB) 상의 어느 한쪽(도 2의 실시예에서는 상측)에 형성되고, 접지 차폐층(GSL), 기준 구동전극열(REF), 및 복수의 터치 센싱전극열들(RS1~RS5)을 포함한다. 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 접지 차폐층(GSL)은 투명기판(SUB) 상에 형성되고, 기준 구동전극열(REF)은 접지 차폐층(GSL)을 커버하는 제 1 절연층(INS1) 상에서 접지 차폐층(GSL)과 중첩되도록 형성된다. 후술하는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되어 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 형성되는 복수의 터치 센싱전극열들(RS1~RS5)(이하, 이를 제 3 터치 전극열이라 함)은 제 1 절연층(INS1) 상에서 기준 구동전극열(REF)과 교차하도록 형성된다. 기준 구동 전극열(REF)은 차폐 전극층(GSL)이 형성된 영역 내의 범위에 형성된다. 또한, 기준 구동전극열(REF)은 소정의 형상(예를 들면, 삼각형, 사각형, 다이아몬드형, 벌집형, 다각형, 원형, 타원형 및 이들이 조합된 형상 등)을 갖는 복수의 기준 구동전극들(REFx)이 일렬로 연결되어 제 1 방향(예를 들면, x방향)으로 형성된다. 또한, 기준 구동전극열(REF)의 일단부에 형성된 기준 구동전극(REFx)은 라우팅 배선 형성영역(RA)으로 돌출된 돌출부(REFb)를 구비한다. 이 돌출부(REFb)는 접지 차폐층(GSL)과 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW)과의 접촉을 방지하기 위해 구비된다.
액티브 영역(AA)은 터치 여부 및 터치 위치가 판단되는 영역으로서, 도 2 및 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)으로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들(터치 구동전극열들)(TS1~TS3)과, 제 1 절연막(INS1) 상에 형성되는 제 2 절연막(INS2)을 사이에 두고 상기 제 1 터치 전극열들(TS1~TS3)과 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들(터치 센싱전극열들)(RS1~RS5)을 포함한다.
복수의 터치 구동전극열들(TS1~TS3)의 각각은 소정의 형상(예를 들면, 삼각형, 사각형, 다이아몬드형, 벌집형, 다각형, 원형, 타원형 및 이들의 조합된 형상 등)을 갖는 복수의 터치 구동전극들(Tx)이 일렬로 연결되어 제 1 방향으로 형성된다.
복수의 터치 센싱전극열들(RS1~RS5)의 각각은 소정의 형상(예를 들면, 삼각형, 사각형, 다이아몬드형, 벌집형, 다각형, 원형, 타원형 및 이들의 조합된 형상 등)을 갖는 복수의 터치 센싱 구동전극들(Rx)이 브릿지 패턴들(BR)에 의해 일렬로 연결되어 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 형성된다. 복수의 브릿지 패턴들(BR)은 일정 간격을 두고 제 1 방향 및 제 2 방향으로 배열되며, 접지 차폐층(GSL)을 커버하는 제 1 절연층(INS1) 상에 형성된다. 또한, 브릿지 패턴들(BR) 상에는 이들을 커버하도록 제 2 절연층(INS2)이 형성되며, 제 2 절연층(INS2)은 각각의 브릿지 패턴(BR)의 적어도 2개의 부분을 노출시키는 제 1 콘택홀들(CH1)을 구비한다. 이와 같은 구조에 의해 서로 이웃하는 터치 센싱전극들(Rx, Rx)은 제 1 콘택홀들(CH1)을 통해 노출된 브릿지 패턴(BR)에 의해 서로 연결되기 때문에 제 2 방향으로 형성되는 터치 센싱전극열(RS1~RS5)을 형성하게 된다.
라우팅 배선 형성영역(RA)은 기준 구동전극열 형성영역(REFA)과 액티브 영역(AA)의 외측에 형성된다. 라우팅 배선 형성영역(RA)은 투명기판(SUB) 상에 각각 형성되는 제 1 접지라인(G1), 제 2 접지라인(G2), 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW3), 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW5) 및 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW)을 포함한다. 제 1 접지라인(G1)은 접지 차폐층(GSL)의 일단부에 연결되고, 제 2 접지라인(G2)은 접지 차폐층(GSL)의 타단부에 연결된다. 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW3)은 제 1 절연층(INS1) 및 제 2 절연층(INS2)에 형성된 제 2 콘택홀들(CH2)을 통해 복수의 제 1 터치 전극열(TS1~TS3)에 각각 연결된다. 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW5) 또한 제 1 라우팅 배선들과 유사하게, 제 1 절연층(INS1) 및 제 2 절연층(INS2)에 형성된 콘택홀들(도시생략)을 통해 복수의 제 2 터치 전극열들(RS1~RS5)에 각각 연결된다. 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW)은 접지 차폐층(GSL)으로부터 일정 거리 떨어져서 형성된다.
라우팅 배선 형성영역(RA)은 또한 기준 구동전극열(REF)의 일단부에 형성된 기준 구동전극(REFx)으로부터 돌출된 돌출부(REFb)를 포함하며, 기준 구동전극의 돌출부(REFb)는 제 2 절연층(INS2) 상에 형성된다. 기준 구동전극의 돌출부(REFb)제 1 절연층(INS1) 및 제 2 절연층(INS2)에 형성된 제 3 콘택홀(CH3)을 통해 노출된 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW)에 연결된다(도 4c 참조).
패드 형성영역(PA)은 투명기판(SUB) 상에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 접지패드들(GP1, GP2)과 복수의 제 1 라우팅 패드들(TP1~TP3)과, 복수의 제 2 라우팅 패드들(RP1~RP5)과, 기준 구동전극 라우팅 배선 패드(REFP)를 포함한다. 제 1 및 제 2 접지패드들(GP1, GP2)은 제 1 및 제 2 접지라인들(G1, G2)에 각각 연결되고, 복수의 제 1 라우팅 패드들(TP1~TP3)은 복수의 제 1 라우팅 배선들(TW1~TW3)에 각각 연결되며, 복수의 제 2 라우팅 패드들(RP1~RP5)은 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW5)에 각각 연결되며, 기준 구동 전극 라우팅 배선 패드(REFP)는 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW)에 각각 연결된다.
상술한 구성에서, 접지 차폐층(GSL), 제 1 및 제 2 접지라인들(G1, G2), 제 1 및 제 2 접지패드들(GP1, GP2), 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW), 기준 구동전극 라우팅 패드(REFP), 제 1 및 제 2 라우팅 배선들(TW1~TW3, RW1~RW5), 및 제 1 및 제 2 라우팅 패드들(TP1~TP3, RP1~RP5)은 동일층에 형성되며, Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, 및 그 합금들과 같은 금속물질을 이용하여 형성된다.
또한, 기준 구동전극열(REF), 제 1 터치전극열들(터치 구동전극열들)(TS1~TS3), 및 제 2 터치 전극열들(터치 센싱전극열들)(RS1~RS5)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indioum Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), 탄소 계열 도전성 물질로부터 선택된 투명 도전성 물질, 또는 금속 메쉬형 전극(metal mesh type material), 금속 나노 와이어(metal nano wire)를 이용하여 형성된다.
또한, 제 1 절연층(INS1) 및 제 2 절연층(INS2)은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘 등의 무기 절연물질이 바람직하지만, 포토아크릴 등의 유기 절연물질이 이용될 수도 있으며, 이들을 합성한 하이브리드 재료가 이용될 수도 있다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치 스크린 패널에 의하면, 기준 구동전극열(REF)이 액티브 영역(AA)이 아니라 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 별도로 형성되고, 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 형성된 기준 구동전극열(REF)과 복수의 제 3 터치전극열들은 접지 차폐층(GSL)과 중첩되도록 형성되어 있다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치 스크린 패널은 표시장치(도시생략)에 적용될 때 도 4b에 도시된 투명기판(SUB)의 하면이 상면에 위치하도록 표시장치에 부착된다.
따라서, 기준 구동전극열(REF)의 상부 영역에 접지 차폐층(GSL)이 형성되는 구조로 되므로, 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 터치가 이루어지더라도 접지 차폐층(GSL)에 의해 전기장이 차폐되어 터치 전후의 복수의 제 3 터치전극열들과 기준 구동전극열(REF)에 정전용량의 변화가 없게 되어 터치 센싱의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 도 2 내지 도 4d의 제 1 실시예에 따르는 터치 스크린 패널은 투명기판의 한쪽 면에 터치 스크린이 형성되는 경우의 예를 들었으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 터치 스크린 패널의 구성요소들이 기판의 양면, 또는 2개의 기판에 형성되도록 구성할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 제 1 변형예를 도시한 단면도로서, 제 1 변형예의 터치 스크린 패널이 표시장치에 적용된 예를 도시한 단면도이다. 도 5에서 도면부호 WC는 강화유리 등으로 된 윈도우 커버를 나타내고, DP는 표시장치를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제 1 투명기판(SUB1)의 제 1 면에는 기준 구동전극열(REF), 제 1 구동전극열들(TS), 제 1 라우팅 배선들(도시생략), 및 제 1 라우팅 패드들(TP)이 형성된다. 기준 구동전극열(REF)은 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 형성되고, 제 1 구동전극열들(TS)은 액티브 영역(AA)에 형성되며, 제 1 라우팅 배선들은 라우팅 배선 형성영역(도시생략)에 형성되고, 제 1 라우팅 패드들(TP)은 패드 형성영역(PA)에 형성된다.
제 2 투명기판(SUB2)의 제 1 면에는 터치 센싱전극열들(RS), 제 2 라우팅 배선들(도시생략), 및 제 2 라우팅 패드들(TP)이 형성된다. 접지 차폐층(GSL)은 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 플렉서블 인쇄회로(Flexible Pninted Circuit)(FPC_REF) 형태로 형성되고, 터치 센싱전극열들(RS)은 액티브 영역(AA) 및 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 형성되며, 제 2 라우팅 배선들은 라우팅 배선영역에 형성되고(도시생략), 제 2 라우팅 패드들(RP)은 패드 형성영역(PA)에 형성된다. 접지 차폐층(GSL)은 기준 구동전극열(REF) 및 복수의 제 3 터치전극열들과 중첩되게 형성되며 기준 구동전극열(REF) 보다 크게 형성된다.
제 1 투명기판(SUB1)과 제 2 투명기판(SUB2)은 제 1 투명기판(SUB1)의 제 1 면과 제 2 투명기판(SUB2)의 제 2 면이 대향하도록 제 1 접착제(AD1)에 의해 서로 합착되어 터치 스크린 패널(TSP)을 구성한다.
이와 같이 형성된 제 1 변형예의 터치 스크린 패널(TSP1)은 제 2 접착제(AD2)에 의해 표시장치의 상면에 부착되고, 제 3 접착제(AD3)에 의해 윈도우 커버(WC)의 하면에 부착된다.
상술한 제 1 실시예의 제 1 변형예에 따르는 터치 스크린 패널에 의하면, 기준 구동전극열(REF)이 액티브 영역(AA)이 아니라 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 별도로 형성되고, 기준 구동전극열(REF)의 상부 영역에 터치 구동전극열과 대향되는 복수의 제 3 터치전극열들과 플렉서블 인쇄회로(FPC_REF) 형태의 접지 차폐층(GSL)이 형성되어 있다. 따라서, 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 터치가 이루어지더라도 접지 차폐층(GSL)에 의해 전기장이 차폐되어 터치 전후의 복수의 제 3 터치 전극열들과 기준 구동전극열(REF)에 정전용량의 변화가 없게 되므로 터치센싱의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상호 정전용량식 터치 스크린 패널의 제 2 변형예를 도시한 단면도로서, 제 2 변형예의 터치 스크린 패널이 표시장치에 적용된 예를 도시한 단면도이다. 도 6에서 도면부호 WC는 강화유리 등으로 된 윈도우 커버를 나타내고, DP는 표시장치를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 투명기판(SUB)의 제 1 면에는 기준 구동전극열(REF), 제 1 구동전극열들(TS), 제 1 라우팅 배선들(도시생략), 및 제 1 라우팅 패드들(TP)이 형성된다. 기준 구동전극열(REF)은 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 형성되고, 제 1 구동전극열들(TS)은 액티브 영역(AA)에 형성되며, 제 1 라우팅 배선들은 라우팅 배선 형성영역(도시생략)에 형성되고, 제 1 라우팅 패드들(TP)은 패드 형성영역(PA)에 형성된다.
투명기판(SUB)의 제 1 면과 반대면인 제 2 면에는 터치 센싱전극열들(RS), 제 2 라우팅 배선들(도시생략), 및 제 2 라우팅 패드들(RP)이 형성된다. 접지 차폐층(GSL)은 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 플렉서블 인쇄회로 (FPC_REF) 형태로 형성되고, 터치 센싱전극열들(RS)은 액티브 영역(AA) 및 기준 구동전극열 형성영역(REFA)에 형성되며, 제 2 라우팅 배선들은 라우팅 배선영역에 형성되고(도시생략), 제 2 라우팅 패드들(RP)은 패드 형성영역(PA)에 형성된다. 접지 차폐층(GSL)은 기준 구동전극열(REF) 및 복수의 제 3 터치전극열들과 중첩되게 형성되며 기준 구동전극열(REF) 보다 크게 형성된다.
이와 같이 형성된 제 2 변형예의 터치 스크린 패널(TSP2)은 제 1 접착제(AD1)에 의해 표시장치(DP)의 상면에 부착되고, 제 2 접착제(AD2)에 의해 윈도우 커버(WC)의 하면에 부착된다.
상술한 제 2 실시예의 제 2 변형예에 따르는 터치 스크린 패널(TSP2)도 제 1 변형예의 터치 스크린 패널(TSP1)과 마찬가지로, 기준 구동전극열(REF)이 액티브 영역(AA)이 아니라 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 별도로 형성되고, 기준 구동전극열(REF)의 상부 영역에 플렉서블 인쇄회로 (FPC_REF) 형태로 접지 차폐층(GSL)이 형성되어 있다. 따라서, 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 터치가 이루어지더라도 접지 차폐층(GSL)에 의해 전기장이 차폐되어 터치 전후의 복수의 제 3 터치전극열들과 기준 구동전극열(REF)에 정전용량의 변화가 없게 되므로 터치센싱의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다
다음으로 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치 스크린 패널에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치 스크린 패널은 기준 구동전극열 형성영역(REFA)과 그 영역에 형성되는 기준 구동전극열(REF) 및 복수의 제 3 터치 전극열들(RS1a~RS5a), 접지 차폐층(GSL)이 플렉서블 인쇄회로(FPC_REF)에 형성되는 점과 접지배선과 접지패드가 각각 하나인 점을 제외하고는 제 1 실시예의 터치 스크린 패널과 동일하다. 따라서, 설명의 간략화를 위해 중첩되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 7 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 플렉서블 인쇄회로(FPC_REF)는 플렉서블 기판에 제 1 방향(예를 들면, x방향)으로 형성되는 기준 구동전극열(REF)과, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향(예를 들면, y방향)으로 형성되는 복수의 제 3 터치 전극열들(RS1a~RS5a)과, 복수의 제 3 터치 전극열들(RS1a~RS5a)에 각각 연결된 복수의 제 1 연결배선들(BW1~BW5)과, 기준 구동전극열(REF)의 일단부에 연결된 제 2 연결배선(REF_BW)을 포함한다.
제 1 연결배선들(BW1~BW5)은 제 2 터치 전극열들(RS1~RS5)과 제 3 터치 전극열들(RS1a~RS5a)를 각각 연결시키고, 제 2 연결배선(REF_BW)은 기준 구동전극열(REF)과 기준 구동전극 라우팅 배선(REFW)을 서로 연결시킨다. 복수의 제 3 터치 전극열들(RS1a~RS5a)은 제 1 연결배선들(BW1~BW5)에 의해 제 2 터치 전극열들(RS1~RS5)에 접속되므로 터치 센싱전극들로서의 기능을 수행한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치 스크린 패널에 의하면, 제 1 및 제 2 연결배선들(BW1~BW5, REF_BW)을 가로지르는 라인 L-L'을 구부려 플렉서블 인쇄회로를 터치 스크린 패널의 배면에 위치시킬 수 있게 된다. 따라서, 기준 구동전극열 형성 영역(REFA)에 터치가 이루어질 수 없게 되므로 종래와 같은 터치 센싱 에러가 방지될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예들에서는 제 1 터치 전극열이 구동 전극열, 제 2 터치 전극열이 센싱 전극열인 것으로 설명하였으나 그 반대의 경우도 가능한 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들에 설명된 제 1 및 제 2 터치 전극열들, 제 1 및 제 2 라우팅 배선들, 제 1 및 제 2 라우팅 패드들의 숫자는 예시적인 것에 지나지 않으며 그 숫자는 필요에 따라 가감할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
SUB: 투명기판 AA: 액티브 영역
RA: 라우팅 배선 형성영역 PA: 패드 형성영역
REFA: 기준 구동전극열 형성영역 GSL: 접지 차폐층
REF: 기준 구동전극열 REFx: 기준 구동전극
TS1~TS3: 제 1 터치 전극열(터치 구동전극열)
Tx: 제 1 터치전극(터치 구동전극)
RS1~RS5: 제 2 터치 전극열(터치 센싱전극열)
Rx: 제 2 터치전극(터치 센싱전극)
RS1a~RS5a: 제 3 터치 전극열(터치 센싱전극열)
BR: 브릿지 패턴 INS1, INS2: 절연층
TW1~TW3, RW1~RW5: 라우팅 배선 G1, G2: 접지배선
REFW: 기준 구동전극 라우팅 배선 FPC_REF: 플렉서블 인쇄회로

Claims (9)

  1. 제 1 방향으로 형성되는 기준 구동전극열이 형성되는 기준 구동전극열 형성영역;
    상기 기준 구동전극열 형성영역에 인접하며, 상기 기준 구동전극열과 나란하게 상기 제 1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 기준 구동전극열 및 제 1 터치 전극열들과 절연되도록 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들이 형성되는 액티브 영역;
    상기 기준 구동전극열 형성영역 및 상기 액티브 영역 외측에 형성되며, 상기 기준 구동전극열에 연결되는 기준 구동전극 라우팅 배선이 형성되는 배선 형성영역을 포함하며,
    상기 기준 구동전극열 형성영역에는 상기 기준 구동전극열과 비접촉 상태로 중첩되는 접지 차폐층이 형성되고, 상기 접지 차폐층이 상기 기준 구동전극열의 상부에 오도록 배치되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접지 차폐층은 상기 기준 구동전극열보다 크고, 상기 배선 형성영역에 형성된 접지라인을 통해 접지되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 구동전극 라우팅 배선은 상기 접지 차폐층으로부터 일정 거리 떨어지도록 형성되고,
    상기 기준 구동전극열의 일단부는 상기 기준 구동전극열 형성영역으로부터 상기 배선 형성영역으로 돌출된 돌출부에 의해 상기 기준 구동전극 라우팅 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  4. 제 1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 제 1 터치 전극열들과 절연되도록 나란하게 형성되는 복수의 제 2 터치 전극열들이 형성되는 액티브 영역;
    상기 액티브 영역 외측에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 터치 전극열들에 각각 연결되는 복수의 터치 라우팅 배선들을이 형성되는 배선 형성영역;
    가요성 기판 상에 제 1 방향으로 형성되는 기준 구동전극열;
    상기 가요성 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 나란하게 형성되며 상기 기준 구동전극열과 절연되는 복수의 제 3 터치 전극열들을 포함하며,
    상기 복수의 제 2 터치 전극열들은 상기 가요성 기판 상에 형성된 복수의 제 1 연결배선들에 의해 각각 상기 복수의 제 3 터치 전극열들에 연결되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준 구동전극열은 상기 가요성 기판 상에 형성된 제 2 연결배선에 의해 상기 배선 형성영역에 형성된 기준 구동전극 라우팅 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 가요성 기판은 상기 기준 구동전극열이 터치 스크린 배면에 위치하도록 상기 제 1 및 제 2 연결배선들을 가로지르는 방향으로 접히는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 구동전극열과 상기 제 1 터치 전극열들은 제 1 투명기판의 제 1 면 상에 형성되고, 상기 제 2 터치 전극열들은 제 2 투명기판의 제 1 면 상에 형성되며,
    상기 접지 차폐층이 플렉서블 인쇄회로에 형성되며, 상기 제 1 투명기판의 제 1 면과 상기 제 2 투명기판의 제 2 면은 상기 접지 차폐층이 상부에 위치하도록 서로 합착되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 구동전극열과 상기 제 1 터치 전극열들은 투명기판의 제 1 면 상에 형성되고, 상기 제 2 터치 전극열들은 상기 투명기판의 제 2 면 상에 형성되며,
    상기 접지 차폐층은 상기 복수의 제 3 터치 전극열들의 상부에 위치하도록 플렉서블 인쇄회로에 형성되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극열들의 각각은 서로 이웃하는 제 1 터치전극들을 연결하는 복수의 브릿지들에 의해 일렬로 형성되고,
    상기 접지 차폐층 및 상기 기준 구동전극 라우팅 배선은 투명기판 상에 형성되며,
    상기 브릿지들은 상기 접지 차폐층 및 상기 기준 구동전극 라우팅 배선을 커버하는 제 1 절연층 상에 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 나란하게 형성되고,
    상기 제 2 터치전극들 중 서로 이웃하는 제 2 터치전극들은 상기 브릿지들을 커버하는 제 2 절연층에 형성된 콘택홀들을 통해 노출되는 브릿지에 의해 서로 연결되며,
    상기 기준 구동전극열, 상기 제 1 터치 전극열들, 상기 제 2 터치 전극열들의 제 2 터치전극들은 상기 제 2 절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 상호 정전용량식 터치 스크린 패널.
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