KR20150035297A - 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 터치 윈도우는, 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 유효 영역 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및 상기 유효 영역 및 상기 비유효 영역 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고, 상기 배선은 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상하로 배치된다.

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.
한편, 전극을 전기적으로 연결하는 배선이 배치되는 베젤로 인해 터치 패널 전면부에서 사용자의 사용 영역이 제한되어 터치 패널의 사용에 불편함을 초래하는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 베젤로 인해 디자인의 한계를 가져온다는 문제가 있었다.
실시예는 신뢰성이 향상된 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 터치 윈도우는, 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 유효 영역 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및 상기 유효 영역 및 상기 비유효 영역 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고, 상기 배선은 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상하로 배치된다.
실시예에서는 제1 배선 및 제2 배선이 상하로 배치됨으로써, 베젤의 폭을 줄일 수 있다. 따라서, 넓은 화면 영역을 제공할 수 있고, 베젤로 인한 디자인의 한계를 극복할 수 있다.
실시예에서는 제1 중간층을 통해 감지전극의 산화를 방지하고 보호할 수 있다. 또한, 제2 중간층을 통해 제1 배선의 산화를 방지하고 보호할 수 있다. 또한, 제2 중간층을 통해 제1 배선 및 제2 배선을 절연할 수 있다.
이러한 제1 중간층 및 제2 중간층은 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 공정 비용, 투자비 및 재료비 등의 비용을 절감할 수 있고, 공정 중복을 방지하여 공정 시간을 단축할 수 있다. 또한, 유효 영역 및 상기 비유효 영역 사이에서의 경계가 제거되어 신뢰성을 향상할 수 있다. 즉, 유효 영역 및 비유효 영역 사이의 경계에서 발생하는 수분 침투 및 산화를 방지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ’ 를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 터치 윈도우가 표시패널 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 4를 참조하여, 실시예에 따른 터치 윈도우를 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다. 도 2는 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면도이다. 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ’ 를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 터치 윈도우는, 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(200)이 형성될 수 있다. 그리고, 비유효 영역(UA)에는 감지전극(200)을 전기적으로 연결하는 배선(310, 320)이 형성될 수 있다. 또한, 비유효 영역(UA)에는 상기 배선(310, 320)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(200), 배선(310, 320) 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 기판(100)으로 형성될 수 있다.
기판(100)의 비유효 영역(UA)에 외곽 더미층이 형성된다. 외곽 더미층은 배선(310, 320)과 이 배선(310, 320)을 외부 회로에 연결하는 인쇄 회로 기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 외곽 더미층은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 외곽 더미층에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 이러한 외곽 더미층은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.
기판(100)의 유효 영역(AA)에는 감지전극(200)이 배치된다. 상기 감지전극(200)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다.
상기 감지전극(200)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이를 위하여 감지전극(200)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(200)은 메쉬 형상으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 감지전극(200)은 전도성이 우수한 다양한 금속을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지전극(200)이 메쉬 형상일 때, 상기 감지전극(200)은 Cu, Au, Ag, Al, Ti, Ni 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
상기 감지전극(200)은 송신전극(210) 및 수신전극(220)을 포함할 수 있다. 상기 송신전극(210) 및 수신전극(220)은 서로 인접하여 배치된다.
상기 송신전극(210)은 입력 장치의 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 송신전극(210)은 입력 장치의 터치 시 전기적 신호를 송신할 수 있다.
상기 수신전극(220)은 입력 장치의 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 수신전극(220)은 입력 장치의 터치 시 전기적 신호를 수신할 수 있다.
즉, 상기 송신전극(210)은 배선(310, 320)에서 순차적으로 전압을 인가함으로써 해당 배선(310, 320)에 인가된 전압에 의해 수신전극(220)에서 정전용량의 변화를 감지할 수 있다.
상기 송신전극(210) 및 수신전극(220)은 동일한 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 송신전극(210) 및 수신전극(220)은 상기 기판(100)의 동일한 평면 상에 배치되어, l layer 구조로 형성될 수 있다.
이어서, 상기 배선(310, 320)은 제1 배선(310) 및 제2 배선(320)을 포함할 수 있다.
상기 제1 배선(310) 및 제2 배선(320)은 상하로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 배선(310) 및 제2 배선(320) 사이에 중간층(500)이 배치되고, 이러한 중간층(500)을 사이에 두고 상기 제1 배선(310) 및 제2 배선(320)이 상하로 배치될 수 있다.
상기 제1 배선(310)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선(310)은 상기 감지전극(200)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 배선(310)은 상기 감지전극(200)을 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 상기 제1 배선(310)은 상기 감지전극(200)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 배선(310)은 상기 감지전극(200)의 일 끝단과 연결될 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 제1 배선(310)은 상기 제2 배선(320)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1 배선(310)은 상기 제2 배선(320)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 배선(310)은 상기 제2 배선(320)은 직접 접촉하는 접점(P)을 포함한다. 이때, 상기 중간층(500)은 홀(510)을 포함하고, 상기 홀(510)을 통해 상기 제1 배선(310) 및 제2 배선(320)이 연결될 수 있다. 즉, 상기 홀(510)은 상기 접접(P)에 위치할 수 있다. 상기 중간층(500)은 상기 접접(P)이외의 부분에서는 상기 제1 배선(310) 및 제2 배선(320)을 절연할 수 있다. 따라서, 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.
상기 제1 배선(310)은 상기 유효 영역(AA)에서부터 상기 비유효 영역(UA)으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 제1 배선(310)은 상기 유효 영역(AA)에서 상기 감지전극(200)과 연결되고, 상기 비유효 영역(UA)에서 상기 제2 배선(320)과 연결될 수 있다.
상기 제1 배선(310)은 상기 유효 영역(AA)에 배치되는 부분에서 투명할 수 있다. 따라서, 상기 제1 배선(310)이 화면 영역인 상기 유효 영역(AA)에서 시인되지 않도록 할 수 있다.
상기 제1 배선(310)은 나노와이어, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene) 또는 다양한 금속을 포함할 수 있다. 상기 중간층(500)은 상기 제1 배선(310) 상에 배치되어 상기 제1 배선(310)의 산화를 방지하고 보호할 수 있다.
상기 제1 배선(310)은 상기 송신전극(210)을 연결하는 제1 배선(311) 및 상기 수신전극(220)을 연결하는 제1 배선(312)을 포함할 수 있다.
상기 송신전극(210)을 연결하는 제1 배선(311)들은 동일한 제2 배선(321)과 접촉할 수 있다. 즉, 기판(100)의 동일 방향을 따라 배치되는 송신전극(210)들의 제1 배선(311)들은 각 접점(P)에서 홀(510)을 통해 동일한 제2 배선(321)과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 송신전극(210)들에 동일한 신호를 인가할 수 있다.
상기 수신전극(220)을 연결하는 제1 배선(312) 각각은 수신전극(220)을 연결하는 제2 배선(322)들에 연결될 수 있다.
한편, 상기 제2 배선(320)은 상기 제1 배선(310) 상에 배치된다. 즉, 상기 제2 배선(320)은 상기 중간층(500) 상에 배치된다.
상기 제2 배선(320)은 상기 비유효 영역(UA)에 배치될 수 있다. 상기 제2 배선(320)은 상기 기판(100)의 하단에서 상기 제1 배선(310)과 연결되고, 기판(100)의 상단으로 인출될 수 있다. 상기 제2 배선(320)은 기판(100)의 상단에서 회로기판과 접속될 수 있다.
상기 제2 배선(320)은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 제2 배선(320)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제2 배선(320)은 상기 송신전극(210)을 연결하는 제2 배선(321) 및 상기 수신전극(220)을 연결하는 제2 배선(322)을 포함할 수 있다.
상기 제2 배선(320)들의 일 끝단은 기판(100)의 일 끝단에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 배선(320)들의 일 끝단에는 각각 패드부(410, 420)들이 배치되고, 이러한 패드부(410, 420)들이 상기 기판(100)의 일 끝단에 배치될 수 있다.
상기 패드부(410, 420)들은 회로기판과 접속될 수 있다. 상기 회로기판은 다양한 형태의 회로기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
이를 통해, 상기 송신전극(210) 및 상기 수신전극(220)이 기판(100)의 동일 평면 상에 배치되어, 단면회로기판의 이용이 가능하다. 또한, 상기 제1 배선(310) 및 상기 제2 배선(320)을 통해 베젤의 폭을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 회로기판의 폭도 줄일 수 있다.
한편, 상기 중간층(500)은 감광성 필름을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 감지전극(200) 및 상기 제1 배선(310)이 형성된 후, 상기 중간층(500)이 기판(100)의 전면에 라미네이션(lamination)형성되고, 노광 및 현상 공정을 통해 홀(510)이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 중간층(500)은 제1 중간층(501) 및 제2 중간층(502)을 포함할 수 있다.
상기 제1 중간층(501)은 상기 유효 영역(AA)상에 배치될 수 있다. 상기 제1 중간층(501)은 상기 감지전극(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 중간층(501)은 상기 감지전극(200)의 산화를 방지하고 보호할 수 있다.
이어서, 상기 제2 중간층(502)은 상기 비유효 영역(UA) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 중간층(502)은 상기 홀(510)을 포함하여, 상기 제1 배선(310) 및 제2 배선(320)이 연결될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 제2 중간층(502)은 상기 제1 배선(310) 상에 배치되어, 상기 제1 배선(310)의 산화를 방지하고 보호할 수 있다.
상기 제1 중간층(501) 및 제2 중간층(502)은 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 중간층(501) 및 제2 중간층(502)은 동일한 물질을 포함하고 동일 공정으로 형성될 수 있다. 따라서, 공정 비용, 투자비 및 재료비 등의 비용을 절감할 수 있고, 공정 중복을 방지하여 공정 시간을 단축할 수 있다. 또한, 상기 제1 중간층(501) 및 제2 중간층(502)은 일체로 형성됨으로써, 상기 유효 영역(AA) 및 상기 비유효 영역(UA) 사이에서의 경계가 제거되어 신뢰성을 향상할 수 있다. 즉, 상기 유효 영역(AA) 및 상기 비유효 영역(UA) 사이의 경계에서 발생하는 수분 침투 및 산화를 방지할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면 이러한 터치 윈도우(10)는 구동부인 표시패널(20) 상에 배치될 수 있다. 이러한 터치 윈도우(10) 및 표시패널(20)이 합착되어 디스플레이장치를 구성할 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 (12)

  1. 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판;
    상기 유효 영역 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및
    상기 유효 영역 및 상기 비유효 영역 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고,
    상기 배선은 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상하로 배치되는 터치 윈도우.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선 사이에 배치되는 중간층을 포함하는 터치 윈도우.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 전기적으로 연결되는 터치 윈도우.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중간층을 관통하는 홀을 더 포함하는 터치 윈도우.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상기 홀을 통해 연결되는 터치 윈도우.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배선은 상기 감지전극과 접촉하는 터치 윈도우.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배선의 일부는 상기 유효 영역 상에 배치되는 터치 윈도우.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배선은 외부회로와 연결되는 터치 윈도우.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 유효 영역 상에 배치되는 제1 중간층; 및
    상기 제1 중간층과 일체로 형성되고, 상기 비유효 영역 상에 배치되는 제2 중간층을 포함하는 터치 윈도우.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극은, 신호를 수신하는 수신전극; 및
    신호를 송신하는 송신전극을 포함하고,
    상기 수신전극 및 상기 송신전극은 동일 평면 상에 배치되는 터치 윈도우.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수신전극 및 상기 송신전극에 각각 연결되는 상기 제2 배선의 일 끝단은 상기 기판의 동일한 일 끝단에 배치되는 터치 윈도우.
  12. 터치 윈도우; 및
    상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고,
    상기 터치 윈도우는
    유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판;
    상기 유효 영역 상에 배치되고, 위치를 감지하는 감지전극; 및
    상기 유효 영역 및 상기 비유효 영역 상에 배치되고, 상기 감지전극을 전기적으로 연결하는 배선을 포함하고,
    상기 배선은 제1 배선 및 제2 배선을 포함하고,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상하로 배치되는 디스플레이 장치.
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