KR20160090473A

KR20160090473A - 터치패널 및 이를 포함하는 표시장치

Info

Publication number: KR20160090473A
Application number: KR1020150010229A
Authority: KR
Inventors: 이정헌; 이강원; 전병규; 박희웅
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-08-01
Also published as: US9798434B2; US20160209959A1; KR102313489B1; CN105807985A; CN105807985B

Abstract

표시장치는 표시패널, 윈도우부재, 및 터치패널을 포함한다. 상기 터치패널은 상기 표시패널과 상기 윈도우부재 사이에 배치된다. 상기 터치패널은 터치센서 및 신호라인을 포함한다. 터치센서는 상기 표시영역에 배치다. 상기 터치센서는 센서부 및 접속부를 포함한다. 상기 신호라인은 상기 터치센서의 접속부에 중첩하게 연결된 접속부 및 상기 접속부에 연결된 배선부를 포함한다. 상기 터치패널에는 각각이 상기 터치센서의 상기 접속부와 상기 신호라인의 상기 접속부를 공통으로 제거하는 복수 개의 메쉬홀들이 정의된다.

Description

터치패널 및 이를 포함하는 표시장치{TOUCH PANEL AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 터치패널 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 비표시영역이 감소된 터치패널 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티 미디어 장치에 사용되는 다양한 표시장치들이 개발되고 있다. 상기 표시장치들의 입력장치로써 키보드 또는 마우스 등을 포함한다. 또한, 최근에 상기 표시장치들은 상기 입력장치로써 터치패널을 구비한다.

본 발명의 목적은 신호라인의 접속부가 시인되지 않는 터치패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치패널을 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널, 윈도우부재, 및 터치패널을 포함한다. 상기 표시패널은 이미지를 표시한다. 상기 윈도우부재는 상기 표시패널 상에 배치되고, 상기 이미지를 투과시키는 표시영역과 상기 표시영역에 인접한 비표시영역을 포함한다. 상기 터치패널은 상기 표시패널과 상기 윈도우부재 사이에 배치된다.

상기 터치패널은 터치센서 및 신호라인을 포함한다. 터치센서는 상기 표시영역에 배치다. 상기 터치센서는 센서부 및 접속부를 포함한다. 상기 신호라인은 상기 터치센서의 접속부에 중첩하게 연결된 접속부 및 상기 접속부에 연결된 배선부를 포함한다. 상기 터치패널에는 각각이 상기 터치센서의 상기 접속부와 상기 신호라인의 상기 접속부를 공통으로 제거하는 복수 개의 메쉬홀들이 정의된다.

상기 터치센서의 상기 접속부는 투명 도전층을 포함하고, 상기 신호라인의 상기 접속부는 금속층을 포함할 수 있다.

상기 신호라인의 상기 배선부는 상기 터치센서의 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 일체의 형상을 갖는 투명 도전층 및 상기 신호라인의 상기 접속부의 상기 금속층과 일체의 형상을 갖는 금속층을 포함할 수 있다.

상기 신호라인의 상기 접속부의 상기 금속층은 상기 터치센서의 상기 접속부의 상기 투명 도전층 상에 배치될 수 있다.

상기 표시영역 상에서 상기 신호라인의 상기 접속부와 상기 터치센서의 상기 접속부는 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.

상기 신호라인의 상기 배선부는 상기 비표시영역에 배치될 수 있다.

상기 윈도우부재는 베이스부재 및 상기 베이스부재의 일면 상에 배치되고 상기 비표시영역에 중첩하는 블랙매트릭스를 포함할 수 있다.

상기 표시패널은 베이스부재, 상기 베이스부재의 일면 상에 배치된 회로층, 상기 회로층 상에 배치된 유기 발광 소자층, 및 상기 유기 발광 소자층을 밀봉하는 봉지층을 포함할 수 있다.

상기 터치센서 및 상기 신호라인은 상기 봉지층 상에 직접 배치될 수 있다.

상기 봉지층은 적층된 무기 박막들 및 유기 박막들을 포함할 수 있다.

상기 터치패널은 상기 봉지층 상에 배치된 베이스부재를 더 포함할 수 있다. 상기 터치센서 및 상기 신호라인은 상기 터치패널의 상기 베이스부재 상에 배치될 수 있다.

상기 터치센서는, 베이스층 상에 배치된 제1 터치센서들 및 상기 베이스층 상에 배치되고, 상기 제1 터치센서들과 절연교차하는 제2 터치센서들을 포함할 수 있다.

상기 제1 터치센서들 각각은, 제1 방향으로 나열된 제1 센서패턴들 및 상기 제1 센서패턴들 중 인접하는 2개의 센서패턴들 연결하는 제1 연결패턴들을 포함하는 제1 센서부 및 제1 접속부를 포함할 수 있다. 상기 제2 터치센서들 각각은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나열된 제2 센서패턴들 및 상기 제2 센서패턴들 중 인접하는 2개의 센서패턴들 연결하는 제2 연결패턴들을 포함하는 제2 센서부 및 제2 접속부를 포함할 수 있다.

상기 터치센서는 상기 제1 연결패턴들 상에 배치되고, 서로 이격된 절연패턴들을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 연결패턴들은 상기 절연패턴들 상에 배치될 수 있다.

상기 제1 센서패턴들과 상기 제1 연결패턴들은 일체의 형상을 갖고, 상기 제2 센서패턴들과 상기 제2 연결패턴들은 일체의 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 터치센서들과 상기 제2 터치센서들은 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은 투명 도전층을 포함하는 터치센서 및 상기 터치센서에 접속되며, 접속부 및 배선부를 포함하는 신호라인을 포함할 수 있다. 상기 접속부는 상기 터치센서의 상기 투명 도전층과 일체의 형상을 갖는 투명 도전층 및 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 중첩하는 금속층을 포함할 수 있다. 각각이 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 상기 접속부의 상기 금속층을 공통으로 제거하는 복수 개의 메쉬홀들이 상기 터치패널에 정의된다.

상기 배선부는 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 일체의 형상을 갖는 투명 도전층 및 상기 접속부의 상기 금속층과 일체의 형상을 가질 수 있다.

상기 접속부의 상기 금속층은 상기 접속부의 상기 투명 도전층 상에 배치될 수 있다.

상기 접속부의 상기 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.

상기 접속부의 상기 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다.

상술한 바에 따르면, 상기 신호라인의 상기 접속부는 메쉬 형상을 갖는다. 상기 신호라인의 상기 접속부에 복수 개의 메쉬홀들이 정의됨으로써, 상기 신호라인이 금속층을 포함하더라도, 상기 신호라인의 상기 접속부는 외부에서 시인되지 않는다. 그에 따라 상기 표시장치의 비표시영역이 감소된다.

또한, 상기 신호라인의 상기 접속부가 메쉬 형상을 가짐으로써 영역에 무관하게 유사한 길이당 저항값을 가질 수 있다. 저항값이 급격히 변화되는 부분에서 발생하는 정전기 단락 현상이 방지된다. 다시 말해 외부로부터 정전기가 인가되더라도 상기 신호라인의 상기 접속부와 상기 신호라인의 상기 배선부의 경계는 단락되지 않는다.

상기 터치센서의 상기 접속부는 복수 개의 메쉬홀들에 의해 정의된 메쉬 형상을 갖는다. 외부로부터 정전기가 인가되더라도 상기 터치센서의 상기 센서부와 상기 터치센서의 상기 접속부의 경계는 단락되지 않는다. 또한, 외부로부터 정전기가 인가되더라도 상기 터치센서의 상기 접속부와 상기 신호라인의 상기 접속부의 경계는 단락되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I'에 대응하는 표시장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 터치패널의 확대 단면도이다.
도 5는 도 3의 터치패널의 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 3의 터치패널의 일부를 확대한 평면도이다.
도 7은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'에 대응하는 단면도이다.
도 8a은 도 5의 AA를 확대한 사시도이다.
도 8b은 도 8a의 Ⅲ-Ⅲ'에 대응하는 단면도이다.
도 8c은 도 8a에 도시된 터치패널에 인가된 정전기의 흐름을 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9f는 도 5에 도시된 터치패널의 제조방법을 도시한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가회로도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 어떤 층이 다른 층의 '상에' 형성된다(배치된다)는 것은, 두 층이 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 층 사이에 다른 층이 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 어떤 층의 일면이 평평하게 도시되었지만, 반드시 평평할 것을 요구하지 않으며, 적층 공정에서 하부층의 표면 형상에 의해 상부층의 표면에 단차가 발생할 수도 있다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 포함하는 표시장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DA)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DA)의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 I-I'에 대응하는 표시장치(DA)의 단면도이다. 도 3에서 보호 프레임(200)은 미 도시되었다.

이미지(IM)가 표시되는 표시면은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면의 법선 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 제3 방향축(DR3)이 표시장치(DA)의 두께 방향을 지시한다. 각 부재들의 전면과 배면은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 방향축들(DR1, DR3, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.

도 1은 일 실시예로써 플랫한 표시장치(DA)를 도시하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 소정의 곡률을 갖는 커브드 표시장치, 말려지는 롤러블 표시장치, 접혀지는 폴더블 표시장치일 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 표시장치(DA)는 텔레비전 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 네이게이션 유닛, 게임기, 휴대용 전자 기기, 손목 시계형 전자 기기, 카메라와 같은 중소형 전자장치 등에 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 표시장치(DA)는 표시면 상에서 구분되는 복수 개의 영역들을 포함한다. 표시장치(DA)는 이미지(IM)이 표시되는 표시영역(AR), 표시영역(AR)에 인접한 비표시영역(BR)을 포함한다. 도 1은 이미지(IM)의 일 예로 인터넷 검색창을 도시하였다. 일 예로써, 표시영역(AR)은 사각형상일 수 있다. 비표시영역(BR)은 표시영역(AR)을 에워싼다.

도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 표시장치(DA)는 윈도우부재(100), 보호 프레임(200), 표시패널(300), 및 터치패널(400)을 포함한다. 윈도우부재(100), 표시패널(300), 및 터치패널(400)은 평면상에서 표시장치(DA)의 표시영역(AR) 및 비표시영역(BR)에 대응하는 영역들로 구분될 수 있다.

윈도우부재(100)는 베이스부재(100-BS) 및 블랙 매트리스(BM)를 포함한다. 상기 블랙 매트리스(BM)는 베이스부재(100-BS)의 배면에 배치되어 비표시영역(BR)을 정의한다. 베이스부재(100-BS)는 유리 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 필름 등으로 포함할수 있다. 블랙 매트리스(BM)는 유색의 유기층으로 코팅방식등으로 형성될 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 윈도우부재(100)는 베이스부재(100-BS)의 전면에 배치된 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 상기 기능성 코팅층은 지문 방지층, 반사 방지층, 및 하드 코팅층 등을 포함할 수 있다.

보호 프레임(200)은 표시패널(300) 및 터치패널(400)을 수납하도록 윈도우부재(100)와 결합된다. 보호 프레임(200)은 복수 개의 부분들이 조립되거나, 사출 성형된 하나의 바디를 포함할 수 있다. 보호 프레임(200)은 플라스틱 또는 금속을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 보호 프레임(200)은 생략될 수 있다.

표시패널(300)은 입력된 영상 데이터에 대응하는 이미지(IM)를 생성한다. 표시패널(300)은 액정표시패널 또는 유기발광 표시패널일 수 있고, 그 종류가 제한되지 않는다. 본 실시예에서 유기발광 표시패널이 예시적으로 설명된다. 유기발광 표시패널에 대한 상세한 설명은 후술한다.

터치패널(400)은 입력된 지점의 좌표정보를 획득한다. 표시장치(DA)는 저항막 방식, 정전용량 방식, 또는 전자기 유도방식 등의 터치패널(400)을 포함할 수 있다. 터치패널(400)에 대한 상세한 설명은 후술한다.

윈도우부재(100)와 터치패널(400)은 광학용 투명 장착 필름(Optically Clear Adhesive film, OCA1)에 의해 결합될 수 있다. 또한, 터치패널(400)과 표시패널(300)은 광학용 투명 장착 필름(OCA2)에 의해 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 2개의 투명 장착 필름들(OCA1, OCA2) 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 예컨대, 터치패널(400)과 표시패널(300)이 연속공정으로 제조됨으로써, 터치패널(400)은 표시패널(300) 상에 직접 배치될 수 있다.

도 4는 도 3의 터치패널의 확대 단면도이다. 도 5는 도 3의 터치패널의 평면도이다. 도 6a 및 도 6b는 도 3의 터치패널의 일부를 확대한 평면도이다. 이하, 도 4 내지 도 6b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널(400)에 대해 좀더 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 터치패널(400)은 베이스부재(400-BS), 도전층(400-CL), 및 절연층(400-IL)을 포함한다. 본 실시예에서 단층형(1-layer) 정전용량식 터치패널을 예시적으로 도시하였다. 단층형 정전용량식 터치패널은 셀프캡(self capacitance) 방식 또는 뮤추얼 캡(mutual capacitance) 방식으로 터치된 지점의 좌표정보를 획득할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 터치패널(400)은 저항막 방식, 전자기 유도방식 등으로 변경될 수 있고, 그에 따라 후술하는 도전층(400-CL)의 구성은 변경될 수 있다.

도전층(400-CL)은 제3 방향축(DR3)을 따라 적층된 적어도 하나의 투명 도전층과 적어도 하나의 금속층을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.

도전층(400-CL)은 베이스부재(400-BS)의 일면 상에 배치된 복수 개의 패턴들을 포함한다. 상기 복수 개의 패턴들은 터치패널(400)의 터치센서 및 신호라인을 구성한다. 상기 절연층(400-IL)은 상기 복수 개의 패턴들을 보호하거나, 상기 복수 개의 패턴들 중 일부의 패턴들과 다른 일부의 패턴들을 서로 절연시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 터치센서는 제1 터치센서들(E1-1 내지 E1-4, 이하 E1)과 제2 터치센서들(E2-1 내지 E2-4, 이하 E2)을 포함한다. 제1 터치센서들(E1)은 제2 방향축(DR2)을 따라 연장되고, 제1 터치센서들(E1)은 제1 방향축(DR1)을 따라 나열될 수 있다. 제2 터치센서들(E2은 제1 터치센서들(E1)과 절연 교차할 수 있다. 도 5는 4개의 제1 터치센서들(E1)과 4개의 제2 터치센서들(E2)을 예시적으로 도시하였다. 제1 터치센서들(E1)과 제2 터치센서들(E2)은 표시영역(AR)에 중첩하게 배치된다.

신호라인들은 제1 신호라인들(L1-1~L1-4, 이하 L1) 및 제2 신호라인들(L2-1~L2-4, 이하 L2)을 포함한다. 제1 신호라인들(L1)은 제1 터치센서들(E1)의 일단들에 각각 연결되고, 제2 신호라인들(L2)은 제2 터치센서들(E2)의 일단들에 각각 연결된다. 제1 신호라인들(L1)과 제2 신호라인들(L2)은 대부분 비표시영역(BR)에 중첩하게 배치된다.

절연층(400-IL)은 서로 이격된 절연패턴들(IP)을 포함한다. 절연패턴들(IP)은 제1 터치센서들(E1) 및 제2 터치센서들(E2)에 부분적으로 중첩한다. 본 발명의 일 실시예에서, 절연층(400-IL)은 표시영역(AR)에 전면적으로 배치될 수 있다. 이때, 절연층(400-IL)은 복수 개의 관통홀들을 구비한다. 상기 관통홀들은 후술하는 제2 연결패턴들과 2개의 제2 센서패턴들을 연결시키는 통로 역할을 한다.

도 6a는 하나의 제1 터치센서(E1)와 하나의 제1 신호라인(L1)을 분리도시하였다. 제1 터치센서(E1)는 제1 센서부(PC1)와 제1 접속부(CT1)를 포함한다. 제1 센서부(PC1)는 제2 방향축(DR2)을 따라 나열된 제1 센서패턴들(P1) 및 제1 센서패턴들(P1) 중 인접하는 2개의 센서패턴들 연결하는 제1 연결패턴들(C1)을 포함한다. 제1 센서패턴들(P1)과 제1 연결패턴들(C1)은 일체의 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 센서부(PC1)와 제1 접속부(CT1)는 일체의 형상을 가질 수 있다. 제1 센서부(PC1)와 제1 접속부(CT1)가 동일한 공정으로 제조되었기 때문이다.

제1 신호라인(L1)은 제1 접속부(L1-C), 제1 배선부(L1-L), 및 제1 패드부(L1-P)를 포함한다. 상기 제1 패드부(L1-P)는 생략될 수 있다. 제1 신호라인(L1)의 제1 접속부(L1-C)는 상기 제1 터치센서(E1)의 제1 접속부(CT1)에 중첩한다.

도 6b는 하나의 제2 터치센서(E2)와 하나의 제2 신호라인(L2)을 분리도시하였다. 제2 터치센서(E2)는 제2 센서부(PC2)와 제2 접속부(CT2)를 포함한다. 센서부(PC2)는 제1 방향축(DR1)을 따라 나열된 제2 센서패턴들(P2) 및 상기 제2 센서패턴들(P2) 중 인접하는 2개의 센서패턴들 연결하는 제2 연결패턴들(C2)을 포함한다.

제2 센서패턴들(P2)과 제2 접속부(CT2)는 일체의 형상을 가질 수 있다. 제2 연결패턴들(C2)은 절연패턴들(IP)에 중첩하게 배치된다. 제2 연결패턴들(C2)은 절연패턴들(IP) 상에 배치된 브릿지 전극들일 수 있다. 제2 센서패턴들(P2)과 제2 연결패턴들(C2)은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제2 연결패턴들(C2)은 제2 센서패턴들(P2)보다 저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제2 센서부(PC2)와 제2 접속부(CT2)는 일체의 형상을 가질 수 있다.

제2 신호라인(L2)은 제2 접속부(L2-C), 제2 배선부(L2-L), 및 제2 패드부(L2-P)를 포함한다. 상기 제2 패드부(L2-P)는 생략될 수 있다. 제2 신호라인(L2)의 제2 접속부(L2-C)는 상기 제2 터치센서(E2)의 제2 접속부(CT2)에 중첩한다.

다시 도 5를 참조하면, 제1 신호라인들(L1)의 제1 패드부들(L1-P)과 제2 신호라인들(L2)의 제2 패드부들(L2-P)은 비표시영역(BR)의 일측에 정렬될 수 있다. 제1 패드부들(L1-P)과 제2 패드부들(L2-P)은 제1 플렉서블 회로기판(FPC-400)이 접속될 수 있다. 제1 플렉서블 회로기판(FPC-400)을 통해 터치패널(400)은 메인 구동회로에 연결될 수 있다.

도 7은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'에 대응하는 단면도이다. 도 8a은 도 5의 AA를 확대한 사시도이다. 도 8b은 도 8a의 Ⅲ-Ⅲ'에 대응하는 단면도이다. 도 8c은 도 8a에 도시된 터치패널에 인가된 정전기의 흐름을 도시한 도면이다. 이하, 도 7 내지 도 8c를 참조하여 제2 신호라인(L2)의 구조 및 제2 터치센서(E2)와 제2 신호라인(L2) 의 접속 관계를 좀 더 상세히 설명한다. 별도로 도시하지 않았으나, 제1 신호라인(L1)의 구조는 제2 신호라인(L2)의 구조와 동일할 수 있고, 제1 터치센서(E1)와 제1 신호라인(L1)의 접속 관계는 제2 터치센서(E2)와 제2 신호라인(L2)의 접속 관계와 동일할 수 있다.

도 7에 도시된 것과 같이, 제2 터치센서(E2)는 제2 센서부(PC2)와 제2 접속부(CT2)를 포함한다. 제2 센서부(PC2)는 제2 센서패턴들(P2) 및 제2 연결패턴들(C2)을 포함한다. 제2 센서패턴들(P2)는 투명 도전층(TCL)을 포함한다. 제2 연결패턴들(C2)은 금속층을 포함한다. 제2 접속부(CT2)는 투명 도전층(TCL)을 포함한다. 제2 센서패턴들(P2)과 제2 접속부(CT2)는 일체의 형상을 가질 수 있다.

제2 터치센서(E2)의 제2 접속부(CT2) 상에 배치된 제2 신호라인(L2)의 제2 접속부(L2-C)는 금속층을 포함한다. 제2 신호라인(L2)의 제2 배선부(L2-L)는 적층된 투명 도전층(TCL)과 금속층(ML)을 포함한다. 제2 신호라인(L2)의 제2 접속부(L2-C)과 제2 배선부(L2-L)의 금속층(ML)은 일체의 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 터치센서(E2)는 제2 센서부(PC2)만으로 정의될 수 있다. 제2 접속부(CT2)는 제2 신호라인(L2)의 일부로 정의될 수 있다. 예컨대, 제2 신호라인(L2)의 제2 접속부(L2-C)는 적층된 투명 도전층(TCL)과 금속층(ML)을 포함하도록 정의될 수 있다. 이때, 제2 신호라인(L2)의 제2 배선부(L2-L)는 적층된 투명 도전층(TCL)과 금속층(ML)을 포함한다. 제2 접속부(L2-C)의 투명 도전층(TCL)과 제2 배선부(L2-L)의 투명 도전층(TCL)은 일체의 형상을 갖고, 제2 접속부(L2-C)의 금속층(ML)과 제2 배선부(L2-L)의 금속층(ML)은 일체의 형상을 갖는다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 터치센서(E2)의 접속부(CT2)와 신호라인(L2)의 접속부(L2-C)에는 이들을 공통으로 제거하는 복수 개의 메쉬홀들(MSH)이 정의된다. 도 8a에는 평면상에서 원형을 갖는 메쉬홀들(MSH)을 예시적으로 도시하였으나, 메쉬홀들(MSH)의 형상은 제한되지 않는다. 도 8c에 도시된 것과 같이, 메쉬홀들(MSH)은 정사각형상을 가질 수 있다. 그밖에 메쉬홀들(MSH)은 평행사변형, 마름모 등과 같은 다른 사각형상 또는 다른 다각형 형상을 가질 수 있다. 메쉬홀들(MSH)은 평행사변형, 마름모, 정사각형 등과 같은 사각형 또는 다른 다각형 형상을 가질 수 있다.

베이스부재(400-BS)의 전면 상에서 터치센서(E2)의 접속부(CT2)와 터치센서(E2)의 접속부(CT2) 각각은 메쉬 형상을 갖는다. 터치센서(E2)의 접속부(CT2)와 터치센서(E2)의 접속부(CT2) 각각의 제거되지 않은 메쉬라인(MSL)의 너비(WT)는 약 5 ㎛내지 약 10 ㎛ 를 갖는다. 메쉬라인(MSL)의 너비(WT) 사용자에 시인이 되지 않는 범위에서 더 작거나 더 클수 있다.

금속층(ML)을 포함하는 신호라인(L2)의 접속부(L2-C)는 표시영역(AR)에 배치되더라도 외부의 사용자에게 시인되지 않는다. 메쉬 형상의 접속부(L2-C)는 광 반사율인 낮기 때문이다. 따라서, 비표시영역(BR)의 면적 및 너비는 감소될 수 있다.

도 8c의 좌측에는 일반적인 신호라인에 인가된 정전기의 흐름을 나타낸다. 신호라인의 접속부와 신호라인의 배선부의 경계에서 신호라인의 너비가 급격히 감소하기 때문에 상기 경계에서 저항값이 급격히 변화된다. 저항값이 급격히 변화되는 부분에서 정전기 단락 현상이 발생한다.

도 8c의 우측에는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호라인(L2)에 인가된 정전기의 흐름을 나타낸다. 신호라인(L2)의 접속부(L2-C)가 메쉬 형상을 가짐으로써 상기 신호라인(L2)은 영역에 무관하게 유사한 길이당 저항값을 가질 수 있다. 메쉬라인(MSL)의 일부 단선되더라도 저항값이 급격히 변화되는 부분에서 발생하는 정전기 단락 현상은 방지된다. 다시 말해 외부로부터 정전기가 인가되더라도 상기 신호라인(L2)의 접속부(L2-C)와 상기 신호라인(L2)의 상기 배선부(L2-L)의 경계는 단락되지 않는다.

뿐만 아니라 상기 터치센서(E2)와 상기 신호라인(L2) 사이의 저항값이 점차적으로 감소된다. 외부로부터 정전기가 인가되더라도 상기 터치센서(E2)의 상기 센서부(PC2)와 상기 터치센서(E2)의 상기 접속부(CT2)의 경계는 단락되지 않는다. 또한, 외부로부터 정전기가 인가되더라도 상기 터치센서(E2)의 상기 접속부(CT)와 상기 신호라인(L2)의 상기 접속부(L2-C)의 경계는 단락되지 않는다.

도 9a 내지 도 9f는 도 5 내지 도 6b에 도시된 터치패널(400)의 제조방법을 도시한 도면들이다. 도 9a 내지 도 9f 각각은 도 5에 도시된 터치패널(400)의 일부의 평면과 단면을 도시하였다. 이하, 도 9a 내지 도 9f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널(400)의 제조방법을 설명한다. 도 5 내지 도 6b에서 설명된 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 참조한다.

도 9a에 도시된 것과 같이, 기저층(BBL) 상에 투명 도전층(TCL)과 금속층(ML)을 적층한다. 기저층(BBL)은 유리 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 필름이거나, 표시패널(300)의 일부분일 수 있다. 상기 투명 도전층(TCL)은 증착방식으로, 금속층(ML)은 증착 또는 도금 방식으로 형성될 수 있다.

도 9b에 도시된 것과 같이, 제1 마스크(M1)를 이용하여 투명 도전층(TCL)과 금속층(ML)을 패터닝한다. 제1 마스크(M1)에는 목적하는 패터닝의 형상에 대응하는 개구부(M1-OP)가 구비된다. 이하에서 설명되는 다른 마스크들 역시 개구부를 각각 구비한다. 레이저 패터닝 방식 또는 포토리소그래피 패터닝 방식이 적용될 수 있다.

도 9c에 도시된 것과 같이, 제2 마스크(M2)를 이용하여 금속층(ML)을 2차적으로 패터닝한다. 터치센서들(E1, E2)에 중첩하는 금속층(ML)의 일부 영역을 제거한다. 본 단계에서 제1 센서부(PC1)의 제1 센서패턴들(P1) 및 제1 연결패턴들(C1)이 형성되고, 제2 센서부(PC2)의 제2 센서패턴들(P2)이 형성된다. 또한, 제1 신호라인(L1)의 제1 배선부(L1-L)와 제1 패드부(L1-P), 및 제2 신호라인(L2)의 제2 배선부(L2-L)와 제2 패드부(L2-P)가 형성된다.

도 9d에 도시된 것과 같이, 제3 마스크(M3)를 이용하여 투명 도전층(TCL)과 금속층(ML)에 공통적으로 메쉬홀들(MSH)을 형성한다. 본 단계에서 제1 터치센서(E1)의 제1 접속부(CT1), 제2 터치센서(E2)의 제2 접속부(CT2), 제1 신호라인(L1)의 제1 접속부(L1-C), 및 제2 신호라인(L2)의 제2 접속부(L2-C)가 완성된다.

도 9e에 도시된 것과 같이, 절연패턴들(IP)을 형성한다. 절연물질을 스팟팅하거나, 절연층을 형성한 후 패터닝하여 상기 절연패턴들을 형성할 수 있다. 마스크를 이용하여 특정 영역에만 절연패턴들을 증착할 수도 있다.

도 9f에 도시된 것과 같이, 절연패턴들(IP) 상에 제2 연결패턴들(C2)을 형성한다. 마스크를 사용하여 브릿지 패턴을 형성하거나, 금속층을 형성한 후 패터닝하여 상기 제2 연결패턴들(C2)을 형성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널(400-1)의 확대 단면도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널(400-1) 평면도이다. 이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 실시예에 따른 터치패널(400-1)을 설명한다. 다만 도 4 내지 도 9f를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 10 및 도 11를 참조하면, 터치패널(400-1)은 베이스부재(400-BS), 제1 도전층(400-CL1), 제1 절연층(400-IL1), 제2 도전층(400-CL2), 및 제2 절연층(400-IL2)을 포함한다. 본 실시예에서 이층형(2-layer) 정전용량식 터치패널을 예시적으로 도시하였다.

제1 도전층(400-CL1) 및 제2 도전층(400-CL2) 각각은 제3 방향축(DR3)을 따라 적층된 적어도 하나의 투명 도전층과 적어도 하나의 금속층을 포함할 수 있다. 제1 도전층(400-CL1)은 도 5를 참조하여 설명한 제1 터치센서들(E1-1~EL1-4) 및 제1 신호라인들(L1-1~L1-4)에 대응하는 제1 터치센서들(E10-1~EL10-4, 이하 E10) 및 제1 신호라인들(L10-1~L10-4, 이하 L10)을 포함할 수 있다. 제2 도전층(400-CL2)은 도 5를 참조하여 설명한 제2 터치센서들(E2-1~EL2-4, 이하 E20) 및 제2 신호라인들(L2-1~L2-4, 이하 L20)에 대응하는 제2 터치센서들(E20-1~EL20-4) 및 제2 신호라인들(L20-1~L20-4)을 포함할 수 있다.

이때, 제2 터치센서들(E20) 각각은 일체의 형상을 갖는 제1 센서패턴들(P1)과 제1 연결패턴들(C1)을 포함할 수 있다. 즉, 절연패턴들(IP)는 생략될 수 있다. 제1 절연층(400-IL1)은 제1 도전층(400-CL1) 및 제2 도전층(400-CL2)을 절연시킨다. 제1 절연층(400-IL1)은 제2 도전층(400-CL2)을 보호한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(300)의 확대 단면도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도(300)이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 등가회로도이다. 이하, 도 12 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(300)을 설명한다.

도 12에 도시한 바와 같이, 표시패널(300)은 베이스부재(300-BS), 회로층(300-CL), 소자층(300-EL), 및 봉지층(300-ECL)을 포함할 수 있다. 별도로 도시하지는 않았으나, 표시패널(300)은 봉지층(300-ECL) 상에 배치된 광학부재 예컨대, 위상지연판 및 편광판을 더 포함할 수 있다.

베이스부재(300-BS)는 적어도 하나의 플라스틱 필름을 포함할 수 있다. 베이스부재(300-BS)는 2개의 플라스틱 필름들 및 그 사이에 배치된 무기막들, 실리콘 나이트라이드막 및/또는 실리콘옥사이드막을 포함할 수 있다. 베이스부재(300-BS)는 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르술폰(Polyethersulphone, PES), 유리섬유강화플라스틱(Fiber reinforced plastics, FRP) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 회로층(300-CL)은 표시패널(300)에 구비된 복수 개의 신호라인들(SGL) 및 전자소자들을 포함한다. 또한, 상기 회로층(300-CL)은 상기 신호라인들(SGL)과 상기 전자소자들의 구성들을 절연시키는 복수 개의 절연층들을 포함한다.

도 13 및 도 14에 도시된 것과 같이, 상기 회로층(300-CL)은 복수 개의 신호라인들(SGL)을 포함할 수 있다. 복수 개의 신호라인들(SGL)은 제2 방향축(DR2)을 따라 나열된 게이트 라인들(GL)과 제1 방향축(DR1)을 따라 나열된 데이터 라인들(DL)을 포함한다. 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)은 복수 개의 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결된다. 상기 회로층(300-CL)은 화소(PX)의 회로들 예컨대, 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2) 및 적어도 하나의 커패시터(Cap)를 포함할 수 있다. 상기 회로층(300-CL)은 비표시영역(BR)의 일측에 배치된 게이트 구동회로(DCV)를 더 포함할 수 있다.

게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)은 비표시영역(BR)에 배치된 게이트 패드부(GL-P)와 데이터 패드부들(DL-P)를 각각 포함할 수 있다. 게이트 패드부(GL-P)와 데이터 패드부들(DL-P)은 제2 플렉서블 회로기판(FPC-300)이 접속될 수 있다. 제2 플렉서블 회로기판(FPC-300)을 통해 표시패널(300)은 메인 구동회로에 연결될 수 있다.

상기 소자층(300-EL)은 표시소자들을 포함한다. 도 13 및 도 14에 도시된 것과 같이, 상기 소자층(300-EL)은 상기 화소(PX)의 표시소자 예컨대, 유기발광 다이오드(OLED)을 포함한다. 상기 소자층(300-EL)은 유기발광 다이오드들 보조하는 전자소자들을 더 포함할 수 있다.

상기 봉지층(300-ECL)은 상기 소자층(300-EL)을 밀봉한다. 상기 소자층(300-EL)은 TFE(Thin Film Encapsulation layer), 즉 복수 개의 무기 박막들 및 복수 개의 유기 박막들을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 봉지층(300-ECL)은 봉지기판으로 대체될 수 있다. 봉지기판은 소자층(300-EL)을 사이에 두고 베이스부재(300-BS)와 이격되어 배치된다. 봉지기판과 베이스부재(300-BS)의 테두리를 따라 실링제가 소정의 공간을 형성한다.

터치패널(400)의 베이스부재(400-BS, 도 4 참조)는 상기 봉지층(300-ECL) 또는 상기 봉지기판 상에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 터치패널(400)의 도전층(400-CL, 도 4 참조)은 상기 봉지층(300-ECL) 또는 상기 봉지기판에 직접 배치될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

DA: 표시장치 AR: 표시영역
BR: 비표시영역 100: 윈도우부재
200: 보호 프레임 300: 표시패널
400: 터치패널

Claims

이미지를 표시하는 표시패널;
상기 표시패널 상에 배치되고, 상기 이미지를 투과시키는 표시영역과 상기 표시영역에 인접한 비표시영역을 포함하는 윈도우부재; 및
상기 표시패널과 상기 윈도우부재 사이에 배치된 터치패널을 포함하고,
상기 터치패널은,
센서부 및 접속부를 포함하고, 상기 표시영역에 배치된 터치센서; 및
상기 터치센서의 접속부에 중첩하게 연결된 접속부 및 상기 접속부에 연결된 배선부를 포함하는 신호라인을 포함하고,
상기 터치패널에는 각각이 상기 터치센서의 상기 접속부와 상기 신호라인의 상기 접속부를 공통으로 제거하는 복수 개의 메쉬홀들이 정의된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 터치센서의 상기 접속부는 투명 도전층을 포함하고,
상기 신호라인의 상기 접속부는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제2 항에 있어서,
상기 신호라인의 상기 배선부는 상기 터치센서의 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 일체의 형상을 갖는 투명 도전층 및 상기 신호라인의 상기 접속부의 상기 금속층과 일체의 형상을 갖는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제3 항에 있어서,
상기 신호라인의 상기 접속부의 상기 금속층은 상기 터치센서의 상기 접속부의 상기 투명 도전층 상에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제4 항에 있어서,
상기 표시영역 상에서 상기 신호라인의 상기 접속부와 상기 터치센서의 상기 접속부는 실질적으로 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 신호라인의 상기 배선부는 상기 비표시영역에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제6 항에 있어서,
상기 윈도우부재는,
베이스부재; 및
상기 베이스부재의 일면 상에 배치되고 상기 비표시영역에 중첩하는 블랙매트릭스를 포함하는 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 표시패널은,
베이스부재;
상기 베이스부재의 일면 상에 배치된 회로층;
상기 회로층 상에 배치된 유기 발광 소자층; 및
상기 유기 발광 소자층을 밀봉하는 봉지층을 포함하는 표시장치.
제8 항에 있어서,
상기 터치센서 및 상기 신호라인은 상기 봉지층 상에 직접 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제9 항에 있어서,
상기 봉지층은 적층된 무기 박막들 및 유기 박막들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제8 항에 있어서,
상기 터치패널은 상기 봉지층 상에 배치된 베이스부재를 더 포함하고,
상기 터치센서 및 상기 신호라인은 상기 터치패널의 상기 베이스부재 상에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1 항에 있어서,
상기 터치센서는,
베이스층 상에 배치된 제1 터치센서들; 및
상기 베이스층 상에 배치되고, 상기 제1 터치센서들과 절연교차하는 제2 터치센서들을 포함하는 표시장치.
제12 항에 있어서,
상기 제1 터치센서들 각각은, 제1 방향으로 나열된 제1 센서패턴들 및 상기 제1 센서패턴들 중 인접하는 2개의 센서패턴들 연결하는 제1 연결패턴들을 포함하는 제1 센서부 및 제1 접속부를 포함하고,
상기 제2 터치센서들 각각은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 나열된 제2 센서패턴들 및 상기 제2 센서패턴들 중 인접하는 2개의 센서패턴들 연결하는 제2 연결패턴들을 포함하는 제2 센서부 및 제2 접속부를 포함하는 표시장치.
제13 항에 있어서,
상기 터치센서는 상기 제1 연결패턴들 상에 배치되고, 서로 이격된 절연패턴들을 더 포함하고,
상기 제2 연결패턴들은 상기 절연패턴들 상에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제13 항에 있어서,
상기 제1 센서패턴들과 상기 제1 연결패턴들은 일체의 형상을 갖고, 상기 제2 센서패턴들과 상기 제2 연결패턴들은 일체의 형상을 갖으며,
상기 제1 터치센서들과 상기 제2 터치센서들은 서로 다른 층 상에 배치된 것을 특징으로 하는 표시장치.
투명 도전층을 포함하는 터치센서; 및
상기 터치센서에 접속되며, 접속부 및 배선부를 포함하는 신호라인을 포함하고,
상기 접속부는 상기 터치센서의 상기 투명 도전층과 일체의 형상을 갖는 투명 도전층 및 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 중첩하는 금속층을 포함하고,
각각이 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 상기 접속부의 상기 금속층을 공통으로 제거하는 복수 개의 메쉬홀들이 정의된 것을 특징으로 하는 터치패널.
제16 항에 있어서,
상기 배선부는 상기 접속부의 상기 투명 도전층과 일체의 형상을 갖는 투명 도전층 및 상기 접속부의 상기 금속층과 일체의 형상을 갖는 금속층 포함하는 터치패널.
제17 항에 있어서,
상기 접속부의 상기 금속층은 상기 접속부의 상기 투명 도전층 상에 배치된 터치패널.
제17 항에 있어서,
상기 접속부의 상기 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함하는 터치패널.
제19 항에 있어서,
상기 접속부의 상기 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함하는 터치패널.