KR20150087940A - 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 터치 윈도우는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 연결구조체를 포함하는 감지전극; 및 상기 감지전극 상에 배치되는 제1 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 감지전극을 오버코팅한다.

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 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.

이러한 터치 패널의 베젤에는 로고(logo) 등을 형성하기 위한 데코층을 형성하게 되는데, 이러한 데코층의 단차로 인해 이 위에 형성되는 전극의 균일도 확보가 어렵고, 기포가 발생할 수 있다. 특히, 전극이 연결구조체, 일례로 나노와이어를 포함할 경우 코팅성이 저하될 수 있고, 이에 의하여 전기적 특성이 저하되거나 불량에 의하여 신뢰성이 저하될 수 있다.

실시예는 신뢰성이 향상된 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

실시예에 따른 터치 윈도우는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 연결구조체를 포함하는 감지전극; 및 상기 감지전극 상에 배치되는 제1 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층은 상기 감지전극을 오버코팅한다.

실시예는 감지전극 상에 배치되는 보호층을 포함하고, 상기 보호층을 통해 연결구조체를 포함하는 상기 감지전극을 보호할 수 있다. 즉, 상기 보호층을 통해 상기 연결구조체의 산화를 방지할 수 있고, 수분 침투 등을 방지하여 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 실시예는 데코층 상에 배치되는 보호층을 포함하고, 보호층은 상기 데코층을 평탄화할 수 있다. 상기 보호층 상에 감지전극 등이 형성되므로, 감지전극의 코팅 균일도 및 밀착력을 확보할 수 있다. 또한, 상기 보호층을 통해 데코층에 의한 단차를 보상할 수 있고, 단차에 의한 문제점을 개선할 수 있다. 즉, 데코층의 단차에 의해 기포 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실시예에서는 신호전달부 및 배선이 상하로 배치됨으로써, 베젤의 폭을 줄일 수 있다. 따라서, 넓은 화면 영역을 제공할 수 있고, 베젤로 인한 디자인의 한계를 극복할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 개략적인 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 터치 윈도우의 어느 일 부분의 평면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ’ 를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ’ 를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 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 5를 참조하여, 실시예에 따른 터치 윈도우를 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 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), 제1 보호층(410), 제2 보호층(420) 및 회로 기판 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 기판(100)은 유리 기판, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 또는 수지를 포함하는 플라스틱 기판으로 형성될 수 있다.

기판(100)의 비유효 영역(UA)에 데코층(150)이 형성된다. 데코층(150)은 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. 데코층(150)은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 데코층(150)에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 이러한 데코층(150)은 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 제1 감지전극(210) 및 제2 감지전극(220)을 포함할 수 있다.

상기 제1 감지전극(210)은 제1 센싱부(211) 및 제1 신호전달부(212)를 포함할 수 있다. 상기 제1 센싱부(211)는 위치를 감지할 수 있다. 상기 제1 신호전달부(212)는 상기 제1 센싱부(211)와 연결되고 신호를 전달할 수 있다.

이와 유사하게, 상기 제2 감지전극(220)은 제2 센싱부(221) 및 제2 신호전달부(222)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 센싱부(211)의 적어도 일부는 상기 제1 신호전달부(212)와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1 센싱부(211)는 다수의 절곡부를 포함하고, 상기 제1 센싱부(211)는 상기 제1 신호전달부(212)의 길이방향과 교차하는 방향으로 배치되는 부분을 포함할 수 있다.

이와 유사하게, 상기 제2 감지전극(220)의 제2 센싱부(221)도 다수의 절곡부를 포함한다. 이때, 제1 감지전극(210)의 제1 센싱부(211)와 제2 감지전극(220)의 제2 센싱부(221)가 서로 맞물리는 형상으로 배치될 수 있다.

상기 감지전극(210, 220)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 센싱부(211) 및 상기 제1 신호전달부(212)는 동일한 물질을 포함할 수 있다. 특히, 상기 감지전극은 연결구조체(interconnecting structure)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 센싱부(211) 및 상기 제1 신호전달부(212)는 연결구조체를 포함할 수 있다. 상기 연결구조체는 직경이 10 nm 내지 200 nm 인 미세구조체일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 센싱부(211) 및 상기 제1 신호전달부(212)은 은(Ag) 나노와이어를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 센싱부(211)에 포함되는 연결구조체를 제1 연결구조체(21)라고 정의하고, 상기 제1 신호전달부(212)에 포함되는 연결구조체를 제2 연결구조체(22)라고 정의할 수 있다. 상기 제1 연결구조체(21) 및 상기 제2 연결구조체(22)는 동일한 기준방향으로 지향될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 연결구조체(21) 및 상기 제2 연결구조체(22)는 상기 제1 신호전달부(212)의 길이방향으로 지향될 수 있다. 즉, 상기 제1 연결구조체(21) 및 상기 제2 연결구조체(22)는 상기 제1 신호전달부(212)의 전기적 연결 방향으로 지향될 수 있다. 상기 전기적 연결 방향은 전류의 방향과 대응된다.

이때, 상기 제1 연결구조체(21) 및 상기 제2 연결구조체(22)들이 모두 상기 제1 신호전달부(212)의 길이방향으로 지향될 수 없으므로, 이하 지향도를 정의하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 상기 제1 센싱부(211)에 포함되는 제1 연결구조체(21) 및 상기 제1 신호전달부(212)에 포함되는 제2 연결구조체(22)들이 일방향으로 배치되고, 어느 제1 연결구조체(21) 또는 어느 제2 연결구조체(22)의 일방향과 길이방향의 각도를 θ라고 정의할 수 있다. 이때, 지향도는 다음 수식1과 같이 정의된다.

수식1

cosθ≥0.7

본 실시예에서는 상기 지향도를 만족하는 연결구조체들들의 범위가 50 % 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 지향도를 만족하는 연결구조체들의 범위가 50 % 내지 99 %일 수 있다. 바람직하게는 상기 지향도를 만족하는 연결구조체들의 범위가 70 % 내지 99 %일 수 있다.

이어서, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 신호전달부(212)는 기판(100)의 비유효영역(UA)에서 제1 배선(310)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 신호전달부(212) 및 상기 제1 배선(310)은 상하로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 신호전달부(212) 및 상기 제1 배선(310) 사이에 절연층(430)이 배치되고, 이러한 절연층(430)을 사이에 두고 상기 제1 신호전달부(212) 및 상기 제1 배선(310)이 상하로 배치될 수 있다.

상기 제1 배선(310)은 상기 제1 신호전달부(212)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1 배선(310)은 상기 제1 신호전달부(212)와 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 신호전달부(212) 및 상기 제1 배선(310)은 직접 접촉하는 접점(P)을 포함한다. 이때, 상기 절연층(430)은 홀(430a)을 포함하고, 상기 홀(430a)을 통해 상기 제1 신호전달부(212) 및 상기 제1 배선(310)이 연결될 수 있다. 즉, 상기 홀(430a)은 상기 접접(P)에 위치할 수 있다. 상기 절연층(430)은 상기 접접(P)이외의 부분에서는 상기 제1 신호전달부(212) 및 상기 제1 배선(310)을 절연할 수 있다. 따라서, 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.

상기 제1 배선(310)은 상기 비유효 영역(UA)에 배치될 수 있다. 상기 제1 배선(310)은 상기 기판(100)의 하단에서 상기 제1 신호전달부(212)과 연결되고, 기판(100)의 상단 또는 하단으로 인출될 수 있다. 상기 제1 배선(310)은 기판(100)의 상단 또는 하단에서 회로기판과 접속될 수 있다.

상기 제1 배선(310)은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 제1 배선(310)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다.

이어서, 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 제2 신호전달부(222)는 기판(100)의 비유효영역(UA)에서 제2 배선(320)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320)은 상하로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320) 사이에 절연층(430)이 배치되고, 이러한 절연층(430)을 사이에 두고 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320)이 상하로 배치될 수 있다.

상기 제2 배선(320)은 상기 제2 신호전달부(222)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 제2 배선(320)은 상기 제2 신호전달부(222)와 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320)은 직접 접촉하는 접점(P)을 포함한다. 이때, 상기 절연층(430)은 홀(430a)을 포함하고, 상기 홀(430a)을 통해 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320)이 연결될 수 있다. 즉, 상기 홀(430a)은 상기 접접(P)에 위치할 수 있다. 상기 절연층(430)은 상기 접접(P)이외의 부분에서는 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320)을 절연할 수 있다. 따라서, 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.

상기 제2 배선(320)은 상기 비유효 영역(UA)에 배치될 수 있다. 상기 제2 배선(320)은 상기 기판(100)의 하단에서 상기 제2 신호전달부(222)과 연결되고, 기판(100)의 상단 또는 하단으로 인출될 수 있다. 상기 제2 배선(320)은 기판(100)의 상단 또는 하단에서 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 제1 배선(310) 및 상기 제2 배선(320)은 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.

상기 제1 신호전달부(212), 상기 제1 배선(310), 상기 제2 신호전달부(222) 및 상기 제2 배선(320)을 통해 베젤의 폭을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 회로기판의 폭도 줄일 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 보호층(410)은 상기 감지전극(200)을 오버코팅하는 패시베이션 층(passivation layer)을 포함한다. 상기 제1 보호층(410)은 액상 패시베이션 층일 수 있다. 즉, 상기 제1 보호층(410)은 액상 수지를 상기 감지전극(200)의 전체면에 도포하여 형성할 수 있다. 일례로, 상기 제1 보호층(410)은 PVA(폴리비닐알코올), PEG(폴리에틸렌글리콜) 등의 액상 수지를 포함할 수 있다.

상기 제1 보호층(410)을 통해 연결구조체를 포함하는 상기 감지전극(200)을 보호할 수 있다. 즉, 상기 제1 보호층(410)을 통해 상기 연결구조체의 산화를 방지할 수 있고, 수분 침투 등을 방지하여 신뢰성을 향상할 수 있다.

한편, 제2 보호층(420)은 상기 데코층(150) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 보호층(420)은 상기 데코층(150)을 평탄화할 수 있다. 상기 제2 보호층(420) 상에 감지전극(200) 등이 형성되므로, 상기 감지전극(200)의 코팅의 균일도 및 밀착력을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(420)을 통해 데코층(150)에 의한 단차를 보상할 수 있고, 단차에 의한 문제점을 개선할 수 있다. 즉, 데코층(150)의 단차에 의해 기포 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2 보호층(420)은 감광성 필름을 포함할 수 있다. 또한, 절연성을 가지는 투광성 물질을 포함할 수 있으며, 일례로 열경화에 의한 문제가 발생하지 않도록 자외선 경화형 수지를 포함할 수 있다. 그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2 보호층(420)은 상기 제1 보호층(410)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 보호층(420)은 패시베이션 막을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제2 보호층(420)은 평탄화 역할을 함과 동시에 상기 감지전극(200)의 하면을 오버코팅할 수 있다.

한편, 상기 제1 보호층(410) 및 상기 제2 보호층(420)은 선택적으로 포함될 수 있다. 즉, 도면에서는 상기 제1 보호층(410) 및 상기 제2 보호층(420)을 모두 도시하였으나, 두 층 중 하나의 층만 포함될 수 있다.

한편, 도 6을 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 (13)

1. 기판;
   상기 기판 상에 배치되고, 연결구조체(interconnecting structure)를 포함하는 감지전극; 및
   상기 감지전극 상에 배치되는 제1 보호층을 포함하고,
   상기 제1 보호층은 상기 감지전극을 오버코팅하는 터치 윈도우.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판 및 상기 감지전극 사이에 배치되는 제2 보호층을 더 포함하는 터치 윈도우.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2 보호층은 상기 감지전극을 평탄화하는 터치 윈도우.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 보호층 또는 제2 보호층은 패시베이션막을 포함하는 터치 윈도우.
5. 제2항에 있어서,
   상기 제1 보호층 또는 제2 보호층은 액상 수지를 포함하는 터치 윈도우.
6. 제1항에 있어서,
   상기 감지전극은 위치를 감지하는 센싱부 및 상기 센싱부와 연결되고 신호를 전달하는 신호전달부를 포함하고,
   상기 센싱부의 적어도 일부는 상기 신호전달부와 교차하는 방향으로 배치되는 터치 윈도우.
7. 제6항에 있어서,
   상기 센싱부에 포함되는 제1 연결구조체 및 상기 신호전달부에 포함되는 제2 연결구조체는 동일한 기준방향으로 지향되는 터치 윈도우.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 연결구조체 및 상기 제2 연결구조체는 상기 신호전달부의 길이방향으로 지향되는 터치 윈도우.
9. 제6항에 있어서,
   상기 신호전달부에 전기적으로 연결되는 배선을 포함하고,
   상기 신호전달부 및 상기 배선은 상하로 배치되는 터치 윈도우.
10. 제9항에 있어서,
    상기 신호전달부 및 상기 배선 사이에 절연층이 배치되는 터치 윈도우.
11. 제10항에 있어서,
    상기 절연층을 관통하는 홀을 더 포함하는 터치 윈도우.
12. 제11항에 있어서,
    상기 신호전달부 및 상기 배선은 상기 홀을 통해 연결되는 터치 윈도우.
13. 터치 윈도우; 및
    상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고,
    상기 터치 윈도우는,
    기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 연결구조체를 포함하는 감지전극; 및
    상기 감지전극 상에 배치되는 제1 보호층을 포함하고,
    상기 제1 보호층은 상기 감지전극을 오버코팅하는 디스플레이 장치.

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