KR20150030006A - 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 터치 윈도우는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 감지전극; 및 상기 기판 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고, 상기 감지전극 및 상기 배선이 중첩되는 중첩 영역을 포함한다.

Description

터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{TOUCH WINDOW AND DISPLAY WITH THE SAME}

본 기재는 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 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 패널에서는 전극을 외부 회로와 연결하기 위한 배선 전극들을 포함하는데, 배선 전극을 형성하기 위해서는 진공 증착 공정, 포토리소그패피 공정 및 에칭 공정 등 다수의 공정이 필요하다.

이에 따라 공정이 복잡하여 공정 시간이 길어지고 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.

실시예는 신뢰성이 향상된 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

실시예에 따른 터치 윈도우는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 감지전극; 및 상기 기판 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고, 상기 감지전극 및 상기 배선이 중첩되는 중첩 영역을 포함한다.

실시예에 따른 터치 윈도우의 배선은 인쇄 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 기존의 증착 및 포토리소그래피 공정에 비해 공정 수, 공정 시간 및 공정 비용을 줄일 수 있다.

배선은 유기 바인더를 포함하고, 이를 통해, 배선과 기판 간의 접착력을 향상할 수 있다. 즉, 상기 배선의 막밀착력 향상으로 기판으로부터의 탈막 불량을 개선할 수 있다. 또한, 인쇄 공정으로 배선 형성 시, 인쇄를 용이하게 진행할 수 있다.

또한, 실시예에서는 배선의 얇은 선폭을 통해 베젤(BZ)을 줄여 디자인의 다양성을 확보할 수 있다. 또한, 배선이 얇을 선폭을 가지기 때문에 좁은 베젤에서도 많은 수의 배선을 기판에 형성할 수 있고, 이를 통해 해상도를 확보할 수 있다.

또한, 실시예에서의 배선은 낮은 면저항을 확보할 수 있다. 즉, 배선이 기존의 증착 및 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 경우, 면저항이 약 0.4 Ω/sqm로 측정되나, 실시예에서는 면저항이 약 0.2 Ω/sqm로 측정되어 매우 낮은 수치로 향상됨을 알 수 있다. 따라서, 터치 패널의 응답 시간(response time)을 향상할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 A를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 5는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 터치 윈도우가 구동부 상에 배치된 디스플레이장치를 도시한 단면도이다.

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.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 터치 윈도우를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 A를 확대하여 도시한 확대도이다. 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 터치 윈도우(10)는 입력 장치(예를 들어, 손가락 등)의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과 이 유효 영역(AA)의 주위에 배치되는 비유효 영역(UA)이 정의되는 기판(100)을 포함한다.

여기서, 유효 영역(AA)에는 입력 장치를 감지할 수 있도록 감지전극(300)이 형성될 수 있다. 그리고, 비유효 영역(UA)에는 감지전극(300)을 전기적으로 연결하는 배선(400)이 형성될 수 있다. 또한, 비유효 영역(UA)에는 상기 배선(400)에 연결되는 외부 회로 등이 위치할 수 있다.

이와 같은 터치 윈도우에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생하고, 이러한 차이가 발생한 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다.

이러한 터치 윈도우를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

기판(100)은 이 위에 형성되는 감지전극(300), 배선(400) 및 회로 기판 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 기판(100)은 유리 기판(100), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 또는 수지를 포함하는 플라스틱 기판으로 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 기판(100)은 유리 기판으로 형성될 수 있다. 이러한 기판(100)에 직접 펜이나 손가락 등의 입력 장치의 터치가 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 기판(100)은 커버글라스일 수 있다.

기판(100)의 비유효 영역(UA)에 데코층(200)이 형성된다. 데코층(200)은 배선(400)과 이 배선(400)을 외부 회로에 연결하는 인쇄 회로 기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 데코층(200)은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 데코층(200)에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 이러한 데코층(200)은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.

상기 데코층(200)은 두 개 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 데코층(200)은 제1 데코층(210) 및 제2 데코층(220)을 포함할 수 있다. 상기 제1 데코층(210) 형성 후, 제2 데코층(220)이 형성될 수 있다. 상기 제1 데코층(210) 상에 제2 데코층(220)이 배치될 수 있다.

상기 감지전극(300)은 상기 기판(100) 상에 배치된다. 상기 감지전극(300)은 상기 기판(100) 상에 직접 배치될 수 있다. 상기 감지전극(300)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다. 상기 감지전극(300)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

도 2에서는 상기 감지전극(300)이 기판(100) 상에서 제2 방향으로 연장되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 감지전극(300)은 제2 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 감지전극(300)은 제1 방향으로 연장되는 형상 및 제2 방향으로 연장되는 형상을 가지는 두 종류의 감지전극(300)을 포함할 수도 있다.

도 2에서는 상기 감지전극(300)이 바(bar)형태인 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 감지전극(300)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 감지전극(300)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이를 위하여 감지전극(300)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 나노 와이어 또는 그래핀(grappine) 등의 다양한 물질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지전극(300)는 메쉬 형상으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 감지전극(300)는 전도성이 우수한 다양한 금속을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지전극(300)이 메쉬 형상일 때, 상기 감지전극(300)은 Cu, Au, Ag, Al, Ti, Ni 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.

특히, 상기 감지전극(300)은 방향성이 서로 다른 두 종류의 감지전극(300)을 포함할 수 있고, 이러한 두 종류의 감지전극(300)이 모두 상기 기판(100) 상에 직접 배치되어 l layer 구조로 형성될 수 있다.

상기 배선(400)은 상기 기판(100) 상에 배치된다. 상기 배선(400)은 상기 기판(100) 상에 직접 배치될 수 있다. 상기 배선(400)은 상기 감지전극(300)을 전기적으로 연결한다. 즉, 상기 배선(400)은 상기 감지전극(300)에 전기적 신호를 인가할 수 있다.

상기 배선(400)은 상기 데코층(200) 상에 배치된다. 상기 배선(400)의 일부는 상기 제1 데코층(210) 상에 배치되고, 상기 배선(400)의 다른 일부는 상기 제2 데코층(220) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 배선(400)은 단차를 포함할 수 있다. 상기 배선(400)은 상기 기판(100)의 상면에서 봤을 때, 상기 데코층(200)에 의해 가려져 보이지 않게 할 수 있다.

실시예에서는 상기 배선(400)과 상기 감지전극(300)이 중첩되는 중첩 영역을 포함할 수 있다. 상기 중첩 영역에서, 상기 배선(400)은 상기 감지전극(300)과 중첩될 수 있다. 즉, 상기 배선(400)의 일부는 상기 감지전극(300)과 중첩될 수 있다. 상기 배선(400)의 일부는 상기 감지전극(300)과 상하로 접촉될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 배선(400) 상에 상기 감지전극(300)이 배치될 수 있다. 따라서, 상기 배선(400) 및 상기 감지전극(300)이 차례대로 적층될 수 있다. 즉, 상기 배선(400)이 먼저 형성된 후, 상기 감지전극(300)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 기판(100) 상에 상기 데코층(200), 상기 배선(400) 및 상기 감지전극(300)이 차례대로 적층될 수 있다.

상기 배선(400)은 인쇄 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 기존의 증착 및 포토리소그래피 공정에 비해 공정 수, 공정 시간 및 공정 비용을 줄일 수 있다. 이때, 상기 배선(400)은 바인더(412) 및 전도성 입자(411)를 포함한다. 이때, 상기 바인더(412)는 유기 바인더(412)일 수 있다. 상기 바인더(412)는 배선(400) 전체 중량에 대하여, 5 중량% 내지 15 중량% 포함될 수 있다. 상기 바인더(412)가 배선(400) 전체 중량에 대하여 5 중량% 이상 포함될 경우, 배선(400)과 기판(100)간의 접착력을 향상할 수 있다. 또한, 상기 바인더(412)가 배선(400) 전체 중량에 대하여 15 중량% 이하로 포함될 경우, 인쇄 공정 시, 전극 물질의 적절한 점도를 유지할 수 있다.

이러한 바인더(412)를 통해, 배선(400)과 기판(100) 간의 접착력을 향상할 수 있다. 구체적으로, 상기 배선(400)과 상기 데코층(200) 간의 접착력을 향상할 수 있다. 즉, 상기 배선(400)의 막밀착력 향상으로 기판(100)으로부터의 탈막 불량을 개선할 수 있다. 또한, 인쇄를 용이하게 진행할 수 있다.

한편, 상기 전도성 입자(411)는 상기 바인더(412) 내에 분산된다. 상기 전도성 입자(411)는 상기 바인더(412) 내에서 균일하게 분산됨으로써, 배선(400)의 균일성을 향상시킬 수 있다.

상기 배선(400)의 선폭(W)은 10 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있다. 이를 통해 배선(400)을 가리기 위한 베젤(BZ)을 줄여 디자인의 다양성을 확보할 수 있다. 또한, 배선(400)이 얇을 선폭을 가지기 때문에 좁은 베젤에서도 많은 수의 배선(400)을 기판(100)에 형성할 수 있고, 이를 통해 해상도를 확보할 수 있다.

상기 배선(400)의 두께(T)는 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 바람직하게 상기 배선(400)의 두께(T)는 2 ㎛ 내지 5 ㎛ 일 수 있다. 상기 배선(400)의 두께 (T)가 0.5 ㎛ 이상일 경우, 배선(400)의 손상을 방지할 수 있고, 면저항을 낮출 수 있다. 즉, 배선이 기존의 증착 및 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 경우, 면저항이 약 0.4 Ω/sqm로 측정되나, 실시예에서는 면저항이 약 0.2 Ω/sqm로 측정되어 매우 낮은 수치를 확보할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 터치 패널의 응답 시간(response time)을 향상할 수 있다. 상기 배선(400)의 두께(T)가 10 ㎛ 이하일 경우, 터치 윈도우의 두께 증가를 방지할 수 있다.

한편, 상기 데코층(200) 상에 중간층(500)이 더 배치될 수 있다. 상기 중간층(500)은 상기 배선(400) 상면에 배치될 수 있다. 상기 중간층(500)을 통해 상기 배선(400)의 손상을 방지할 수 있고, 상기 배선(400)의 표면을 보호할 수 있다.

실시예에서는 상기 기판(100) 상에 감지전극(300) 및 배선(400)이 모두 형성되므로 터치 윈도우의 두께를 줄일 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여, 다른 실시예에 따른 터치 윈도우를 상세하게 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 도 4 내지 도 5는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 단면도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 데코층(200)의 상면에 중간층(500)이 배치된다. 즉, 상기 데코층(200) 및 상기 중간층(500)이 직접 접촉할 수 있다. 상기 중간층(500)은 상기 데코층(200) 상에 배치되어, 상기 데코층(200)의 표면 균일도를 보완할 수 있다. 이를 통해, 이 위에 형성되는 감지전극(300) 및 배선(400)과의 막밀착력을 향상할 수 있고, 탈막 불량을 개선할 수 있다.

상기 중간층(500) 상에 감지전극(300) 또는 배선(400)이 형성될 수 있다. 특히, 상기 감지전극(300) 및 상기 배선(400)이 중첩되는 부분에서는, 상기 데코층(200), 상기 중간층(500), 상기 감지전극(300) 및 상기 배선(400)이 차례대로 적층될 수 있다. 즉, 상기 감지전극(300) 상에 상기 배선(400)이 배치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 배선(400)은 오픈 영역(400a)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 오픈 영역(400a)은 배선 전극 물질이 형성되지 않는 영역이다. 상기 오픈 영역(400a)은 상기 배선(400)이 연장되는 방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 오픈 영역(400a)을 통해 상기 배선(400)을 인쇄 공정으로 형성할 경우, 공정 상 이점을 확보할 수 있다. 따라서, 상기 배선(400) 패턴의 인쇄성 및 정밀성을 향상할 수 있다.

한편, 도 5에서는 배선(400) 상에 감지전극(300)이 적층되는 구조만 도시하였으나, 앞서 설명한 바와 같이 도 4와 같은 구조를 가질 수도 있다.

한편, 도 6을 참조하면 이러한 터치 윈도우(10)는 구동부(20) 합착되어 디스플레이 장치를 구성할 수 있다.

특히, 상기 구동부(20)는 표시패널일 수 있다. 상기 표시패널(20)은 영상을 출력하기 위한 표시영역이 형성되어 있다. 이러한 디스플레이장치에 적용되는 표시패널은 일반적으로 상부기판(21) 및 하부기판(22)을 포함할 수 있다. 하부기판(22)에는 데이터라인, 게이트라인 및 박막트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다. 상부기판(21)은 하부기판(22)과 접합되어 하부기판(22) 상에 배치되는 구성요소들을 보호할 수 있다.

표시패널(20)은, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 어떠한 종류의 디스플레이장치인지에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 디스플레이장치는 액정표시장치(LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP), 유기발광표시장치(OLED) 및 전기영동 표시장치(EPD) 등이 될 수 있으며, 이에 따라 표시패널(20)은 다양한 형태로 구성될 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 (14)

1. 기판;
   상기 기판 상에 배치되는 감지전극; 및
   상기 기판 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고,
   상기 감지전극 및 상기 배선이 중첩되는 중첩 영역을 포함하는 터치 윈도우.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중첩 영역에서,
   상기 감지전극 및 상기 배선이 상하로 접촉되는 터치 윈도우.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기판 상에 상기 배선 및 상기 감지전극이 차례대로 적층되는 터치 윈도우.
4. 제1항에 있어서,
   상기 기판 상에 상기 감지전극 및 상기 배선이 차례대로 적층되는 터치 윈도우.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기판 상에 배치되는 데코층을 더 포함하고,
   상기 데코층 상에 상기 배선이 배치되는 터치 윈도우.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기판 상에 상기 데코층, 상기 배선 및 상기 감지전극이 차례대로 적층되는 터치 윈도우.
7. 제5항에 있어서,
   상기 기판 상에 상기 데코층, 상기 감지전극 및 상기 배선이 차례대로 적층되는 터치 윈도우.
8. 제5항에 있어서,
   상기 데코층 상에 중간층이 더 배치되는 터치 윈도우.
9. 제8항에 있어서,
   상기 중간층 상에 상기 배선이 배치되는 터치 윈도우.
10. 제1항에 있어서,
    상기 배선은 바인더 및 상기 바인더 내에 분산되는 전도성 입자를 포함하는 터치 윈도우.
11. 제1항에 있어서,
    상기 배선의 두께는 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 인 터치 윈도우.
12. 제1항에 있어서,
    상기 배선의 선폭은 10 ㎛ 내지 60 ㎛인 터치 윈도우.
13. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리를 포함하는 터치 윈도우.
14. 터치 윈도우; 및
    상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고,
    상기 터치 윈도우는,
    기판;
    상기 기판 상에 배치되는 감지전극; 및
    상기 기판 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고,
    상기 감지전극 및 상기 배선이 중첩되는 디스플레이 장치.

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