KR20170119868A - 터치 윈도우 - Google Patents

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KR20170119868A
KR20170119868A KR1020160048068A KR20160048068A KR20170119868A KR 20170119868 A KR20170119868 A KR 20170119868A KR 1020160048068 A KR1020160048068 A KR 1020160048068A KR 20160048068 A KR20160048068 A KR 20160048068A KR 20170119868 A KR20170119868 A KR 20170119868A
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윤수광
이상영
이유원
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 터치 윈도우는, 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 커버 기판; 상기 유효 영역 상에 배치되고 서로 이격하는 감지 전극들; 및 상기 감지 전극들 사이에 배치되는 압력 감지 부재를 포함한다.

Description

터치 윈도우{TOUCH WINDOW}
실시예는 터치 윈도우에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 윈도우가 적용되고 있다.
이러한 터치 윈도우는 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 윈도우로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 윈도우는 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 윈도우는 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
또한, 최근에는 터치에 따른 위치 검출뿐만 아니라, 터치의 힘에 의한 압력을 감지하거나 또는 압력의 세기를 감지하여 다양한 동작을 수행하는 압력 센서가 주목받고 있다.
이러한 압력 센서와 터치 윈도우를 결합하여 형성되는 디스플레이 장치의 경우, 터치 윈도우와 압력 센서의 구성에 의해 두께가 증가될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 터치 윈도우가 요구된다.
실시예는 슬림한 두께를 구현할 수 있는 터치 디바이스를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 윈도우는, 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 커버 기판; 상기 유효 영역 상에 배치되고 서로 이격하는 감지 전극들; 및 상기 감지 전극들 사이에 배치되는 압력 감지 부재를 포함한다.
실시예들에 따른 터치 윈도우는 커버 기판의 감지 전극 상에 압력을 감지하는 압력 감지 부재를 배치할 수 있다.
이에 따라, 감지 전극과 압력 감지 부재를 일체화할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 터치 디바이스는 압력을 감지하는 별도의 압력 감지층 및 이를 지지하는 지지층 등을 생략할 수 있다.
따라서, 별도의 압력 감지층 등에 따른 터치 디바이스의 두께 증가를 방지할 수 있어, 슬림한 두께의 터치 디바이스를 구현할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 터치 윈도우의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 실시예에 커버 기판의 평면도을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 도면들이다.
도 5는 도 3, 4의 압력 감지 부재를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 터치 윈도우의 사시도를 도시한 도면이다.
도 7은 제 2 실시예에 커버 기판의 평면도을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 압력 감지 부재를 확대하여 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 실시예에 따른 터치 윈도우와 표시 패널이 결합되는 터치 디바이스를 도시한 도면들이다.
도 12 내지 도 16은 실시예들에 따른 터치 디바이스가 적용되는 터치 디바이스 장치의 일례를 도시한 도면들이다.
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.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
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, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 터치 윈도우는, 커버 기판(100), 데코층(200), 감지 전극(300), 배선 전극(400) 및 인쇄회로기판(500)을 포함할 수 있다.
상기 커버 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다.
예를 들어, 상기 커버 기판(100)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기판(100)은 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함하거나, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 강화 혹은 연성 플라스틱을 포함하거나 사파이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 커버 기판(100)은 광등방성 필름을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 커버 기판(100)은 COC(Cyclic Olefin Copolymer), COP(Cyclic Olefin Polymer), 광등방 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 광등방 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다.
사파이어는 유전율 등 전기 특성이 매우 뛰어나 터치 반응 속도를 획기적으로 올릴수 있을 뿐 아니라 호버링(Hovering) 등 공간 터치를 쉽게 구현 할 수 있고 표면 강도가 높아 커버 기판으로도 적용 가능한 물질이다. 여기서, 호버링이란 디스플레이에서 약간 떨어진 거리에서도 좌표를 인식하는 기술을 의미한다.
또한, 상기 커버 기판(100)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기판(100)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤(Random)한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.
또한, 상기 커버 기판(100)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
또한, 상기 커버 기판(100)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)을 포함하는 터치 윈도우도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 터치 윈도우는 휴대가 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.
상기 커버 기판(100) 상에는 감지 전극 및 배선 전극이 배치될 수 있다. 즉, 상기 기판은 지지기판일 수 있다.
상기 커버 기판(100)은 제 1 면 및 제 2 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)은 입력 장치가 접촉되는 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함할 수 있다.
상기 커버 기판(100)에는 유효 영역(AA)및 비유효 영역(UA)이 정의될 수 있다.
상기 유효 영역(AA)에서는 디스플레이가 표시될 수 있고, 상기 유효 영역(AA) 주위에 배치되는 상기 비유효 영역(UA)에서는 디스플레이가 표시되지 않을 수 있다.
또한, 상기 유효 영역(AA) 및 상기 비유효 영역(UA) 중 적어도 하나의 영역에서는 입력 장치(예를 들어, 손가락 등)의 위치를 감지할 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.
상기 데코층(200)은 상기 커버 기판(100)의 비유효 영역(UA) 상에 배치될 수 있다.
상기 데코층(200)은 원하는 외관에 따라 다양한 색으로 구현될 수 있다.
상기 데코층(200)은 커버 기판(100) 상의 배선 전극 및/또는 배선 전극을 외부 회로에 연결하는 인쇄회로기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다.
상기 데코층(200)은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 데코층(200)에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 상기 데코층(200)은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등 다양한 공정에 의하여 형성될 수 있다.
상기 감지 전극(300)은 상기 커버 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 감지 전극(300)은 상기 커버 기판(100)의 유효 영역(AA) 상에 배치될 수 있다.
상기 감지 전극(300)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 감지 전극(300)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 및/또는 벤딩이 구현된 터치 디바이스를 제조할 때, 자유도를 향상할 수 있다.
또는, 상기 감지 전극(300)은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 및/또는 벤딩이 구현된 터치 다바이스를 제조할 때, 자유도를 향상할 수 있다.
나노 와이어 또는 탄소나노튜브(CNT)와 같은 나노 합성체를 사용하는 경우 흑색으로 구성할 수 도 있으며, 나노 파우더의 함량제어를 통해 전기전도도를 확보 하면서 색과 반사율 제어가 가능한 장점이 있다.
또는, 상기 감지 전극(300)은 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지 전극(300)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 및/또는 벤딩이 구현된 터치 디바이스를 제조할 때, 자유도를 향상할 수 있다.
또는, 상기 감지 전극(300)은 메쉬 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 감지 전극(300)은 서로 교차하며 배치되는 복수 개의 서브 전극들을 포함할 수 있고, 이러한 서브 전극들에 의해 상기 감지 전극은 전체적으로 메쉬 형상으로 배치될 수 있다.
상기 감지 전극(300)이 메쉬 형상을 가짐으로써, 유효 영역 상에서 상기 감지 전극의 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 즉, 상기 감지 전극(300)이 금속으로 형성되어도, 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 또한, 상기 감지 전극(300)이 대형 크기의 터치 윈도우에 적용되어도 터치 윈도우의 저항을 낮출 수 있다.
자세하게, 상기 감지 전극(300)은 서로 교차하는 복수 개의 서브 전극들에 의해 형성되는 메쉬선 및 상기 메쉬선 사이의 메쉬 개구부를 포함할 수 있다.
상기 메쉬선의 선폭은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 메쉬선의 선폭이 약 0.1㎛ 미만인 메쉬 선은 제조 공정 상 불가능할 수 있고, 약 10㎛를 초과하는 경우, 감지 전극 패턴이 외부에서 시인되어 시인성이 저하될 수 있다. 또는, 메쉬선의 선폭은 약 1㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 또는, 상기 메쉬선의 선폭은 약 1.5㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다.
또한, 상기 메쉬선의 두께는 약 100㎚ 내지 약 500㎚ 일 수 있다. 상기 메쉬선의 두께가 약 100㎚ 미만인 경우, 전극 저항이 높아져서 전기적 특성이 저하될 수 있고, 약 500㎚을 초과하는 경우, 터치 윈도우의 전체적인 두께가 두꺼워지고, 공정 효율이 저하될 수 있다. 바람직하게는, 상기 감지 전극 메쉬선의 두께는 약 150㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 메쉬선의 두깨는 약 180㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.
상기 감지 전극(300)은 제 1 감지 전극(310) 및 제 2 감지 전극(320)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 커버 기판(100)의 동일한 일면과 직접 또는 간접적으로 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(310)은 상기 커버 기판(100)의 상기 유효 영역 상에서 일 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 커버 기판(100)의 상기 유효 영역 상에서 상기 일 방향과 다른 방향으로 연장하며 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 커버 기판(100)의 동일 면 상에서 서로 다른 방향으로 연장되며 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 제 1 감지 전극(310)은 단위 전극들끼리 서로 연결되며 일 방향으로 연장하며 배치될 수 있고, 상기 제 2 감지 전극(320)은 단위 전극들끼리 서로 이격하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 감지 전극(320)은 서로 이격하는 복수 개의 서브 제 2 감지 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 제 1 감지 전극(310)과 이격하며 배치되는 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320) 상에는 압력 감지 부재(600)가 배치될 수 있다. 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 2 감지 전극(320)을 부분적으로 노출하며 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 감싸면서 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 부분적으로 감싸면서 배치될 수 있다
즉, 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)과 접촉하며, 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322) 상에 및 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322) 사이에 배치될 수 있다.
상기 압력 감지 부재(600) 상에는 절연층(650)이 더 배치될 수 있다. 상기 절연층(650)에 의해 상기 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 감지 전극을 더 효과적으로 절연할 수 있다.
또는, 도 4를 참조하면, 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 감지 전극(310)을 감싸면서 배치되고, 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322) 상에는 부분적으로 배치되며, 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 부분적으로 노출하며 배치될 수 있다.
즉, 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)과 접촉하며, 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322) 상에 및 상기 제 1 감지 전극(310), 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322) 사이에 배치될 수 있다.
상기 압력 감지 부재(600) 상에는 연결 전극(325)이 배치될 수 있다. 상기 연결 전극(325)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극(325)은 상기 제 1 감지 전극(310) 및/또는 상기 제 2 감지 전극(320)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다.
상기 연결 전극(325)은 상기 압력 감지 부재(600) 또는 상기 절연층(650) 상에 배치되며, 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 연결할 수 있다.
예를 들어, 도 3과 같이 상기 압력 감지 부재(600) 상에 배치되는 상기 절연층(650) 상에 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 노출하는 홀이 형성되고, 상기 연결 전극(325)은 상기 압력 감지 부재(600) 상에 배치되고, 상기 홀을 통해 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 전기적으로 연결할 수 있다.
또는, 도 4와 같이, 상기 압력 감지 부재(600)가 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 부분적으로 노출하는 경우 상기 연결 전극(325)은 상기 압력 감지 부재(600) 상에서 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극(321) 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극(322)을 전기적으로 연결할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 커버 기판의 동일한 일면 상에서 서로 절연되며 배치될 수 있다.
상기 압력 감지 부재(600)는 매트릭스(610) 및 상기 매트릭스(610) 내부에 분산되는 복수 개의 전도성 입자(620)들을 포함할 수 있다.
상기 매트릭스(610)는 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 매트릭스(610)는 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 우레탄계 수지 또는 에폭시계 수지 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있다.
상기 전도성 입자(620)는 전도성을 가지는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 입자(620)는 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 입자(420a)는 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
또는, 상기 전도성 입자(620)는 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 전도성 입자(620)들은 상기 입력 장치에 의해 상기 커버 기판에 가해지는 압력에 따라 거리가 변화될 수 있다.
자세하게, 상기 커버 기판(100)에 상기 입력 장치가 접촉되고, 힘이 가해지지 않는 경우, 즉, 압력이 감지되지 않는 경우, 상기 전도성 입자(620)는 제 1 거리(d1)로 이격하며 배치될 수 있다.
이때, 상기 압력 감지 부재(600)는 비전도성을 가질 수 있다. 즉, 상기 압력 감지 부재(600)에 의해 상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)이 절연될 수 있다.
또한, 상기 커버 기판(100)에 상기 입력 장치가 접촉되고, 힘이 가해지는 경우, 즉, 압력이 감지되는 경우, 상기 전도성 입자(620)는 제 2 거리(d1)로 이격하며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압력이 감지되는 경우, 상기 전도성 입자(620)들은 상기 제 1 거리(d1)보다 작은 거리인 제 2 거리(d2)로 이격하며 배치될 수 있다.
이때, 상기 압력 감지 부재(600)는 전도성을 가질 수 있다. 즉, 상기 압력 감지 부재(600)에 의해 상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)이 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)의 캐패시턴스 값이 변화될 수 있다.
상기 캐패시턴스 값은 아래의 식으로 정의될 수 있다.
[식]
Figure pat00001
(C : 캐패시턴스, ε : 비유전율, A : 전극의 면적, d : 압력 감지 부재의 두께)
이 때, 비유전율(ε) 및 압력 감지 부재 두께(d)는 정해진 값으로 변경될 수없다. 또한, 전극의 면적(A)이 증가하면 캐패시턴스 값이 증가된다.
즉, 입력 장치에 압력이 가해지는 경우, 상기 압력 감지 부재가 전도성을 가지고, 상기 제 1 감지 전극, 상기 제 2 감지 전극 및 상기 압력 감지 부재가 하나의 전극으로 인식되어, 전극의 면적이 변화될 수 있다.
이에 따라, 전극들의 캐패시턴스 값이 증가하게 되고, 이러한 캐패시턴스 값의 변화량에 의해 입력 장치로부터 가해지는 힘의 압력을 감지할 수 있다.
상기 배선 전극(400)은 상기 커버 기판(100)의 상기 비유효 영역(UA) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 배선 전극(400)은 상기 데코층(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 배선 전극(400)은 상기 감지 전극(300)과 연결되며, 상기 데코층(200) 상에 배치될 수 있다.
상기 배선 전극(400)은 제 1 배선 전극(410) 및 제 2 배선 전극(420)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 배선 전극(400)은 상기 제 1 감지 전극(310)과 연결되는 제 1 배선 전극(410) 및 상기 제 2 감지 전극(320)과 연결되는 제 2 배선 전극(420)을 포함할 수 있다.상기 제 1 배선 전극(410) 및 상기 제 2 배선 전극(420)의 일단은 상기 감지 전극(300)과 연결되고, 타단은 상기 인쇄회로기판(500)과 연결될 수 있다.
상기 배선 전극(400)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 배선 전극(400)은 앞서 설명한 상기 감지 전극과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다.
상기 배선 전극(500)은 상기 감지 전극(400) 및 압력 감지 부재(600)로부터 감지되는 터치 및/또는 압력 신호를 전달받고, 상기 신호는 상기 배선 전극(400)을 통해 상기 배선 전극(400)과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(500)에 실장된 구동칩(510)으로 전달될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(500)은 연성인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(500)은 상기 비유효 영역(UA) 상에 배치되는 상기 배선 전극(400)과 연결될 수 있다, 자세하게, 상기 인쇄회로기판(500)은 상기 비유효 영역(UA) 상에서 상기 배선 전극(400)과 이방성 도전성 필름(ACF) 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(600)에는 구동칩(510)이 실장될 수 있다. 자세하게, 상기 구동칩(510)은 상기 감지 전극(400) 및 압력 감지 부재(600)로부터 감지되는 터치 및 압력 신호를 상기 배선 전극(400)으로부터 전달받아 터치 및 압력 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 제 2 실시예에 따른 터치 윈도우를 설명한다. 제 2 실시예에 따른 터치 윈도우에 대한 설명에서는 앞서 설명한 제 1 실시예에 따른 터치 윈도우와 동일 유사한 설명에 대해서는 설명을 생략하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 제 2 실시예예 따른 터치 윈도우는 커버 기판(100) 상의 기판(110)을 더 포함할 수 있다.
상기 기판(100)은 상기 커버 기판(110)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다.
상기 커버 기판(100)과 상기 기판(110)은 서로 접착될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)과 상기 기판(110)은 광학용 투명 접착제(OCA) 등의 접착 물질(150)을 통해 서로 접착될 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(310) 및 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 커버 기판(100) 및 상기 기판(110) 상에 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 감지 전극(310)은 상기 커버 기판(100) 상에 배치되고, 상기 제 2 감지 전극(320)은 상기 기판(110) 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 감지 전극(310)은 서로 이격하며 배치되는 복수 개의 서브 제 1 감지 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제 1 감지 전극(310)은 서로 이격하며 배치되는 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 제 2 서브 제 1 감지 전극(312)을 포함할 수 있다.
상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 감지 부재(600)는 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312)과 접촉하며 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312) 사이에 배치될 수 있다.
상기 압력 감지 부재(600)는 앞서 설명한 제 1 실시예에 따른 터치 윈도우와 같이 매트릭스(610) 및 전도성 입자(620)들을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 전도성 입자(620)들은 상기 입력 장치에 의해 상기 커버 기판에 가해지는 압력에 따라 거리가 변화될 수 있다.
자세하게, 상기 커버 기판(100)에 상기 입력 장치가 접촉되고, 힘이 가해지지 않는 경우, 즉, 압력이 감지되지 않는 경우, 상기 전도성 입자(620)는 제 1 거리(d1)로 이격하며 배치될 수 있다.
이때, 상기 압력 감지 부재(600)는 비전도성을 가질 수 있다. 즉, 상기 압력 감지 부재(600), 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312)는 서로 절연될 수 있다.
또한, 상기 커버 기판(100)에 상기 입력 장치가 접촉되고, 힘이 가해지는 경우, 즉, 압력이 감지되는 경우, 상기 전도성 입자(620)는 제 2 거리(d2)로 이격하며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압력이 감지되는 경우, 상기 전도성 입자(620)들은 상기 제 1 거리(d1)보다 작은 거리인 제 2 거리(d2)로 이격하며 배치될 수 있다.
이때, 상기 압력 감지 부재(600)는 전도성을 가질 수 있다. 즉, 상기 압력 감지 부재(600), 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312)은 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312)의 캐패시턴스 값이 변화될 수 있다.
즉, 입력 장치에 압력이 가해지는 경우, 상기 압력 감지 부재가 전도성을 가지고, 상기 압력 감지 부재(600), 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극(311) 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극(312)이 하나의 전극으로 인식되어, 전극의 면적이 변화될 수 있다.
이에 따라, 전극들의 캐패시턴스 값이 증가하게 되고, 이러한 캐패시턴스 값의 변화량에 의해 입력 장치로부터 가해지는 힘의 압력을 감지할 수 있다.
실시예들에 따른 터치 윈도우는 커버 기판의 감지 전극 상에 압력을 감지하는 압력 감지 부재를 배치할 수 있다.
이에 따라, 감지 전극과 압력 감지 부재를 일체화할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 터치 디바이스는 압력을 감지하는 별도의 압력 감지층 및 이를 지지하는 지지층 등을 생략할 수 있다.
따라서, 별도의 압력 감지층 등에 따른 터치 디바이스의 두께 증가를 방지할 수 있어, 슬림한 두께의 터치 디바이스를 구현할 수 있다.
앞서 설명한 터치 윈도우는 표시 패널과 결합하여 터치 디바이스에 적용될 수 있다. 예를 들어, 터치 윈도우는 표시 패널과 접착층에 의해 결합될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 터치 디바이스는 상기 커버 기판(100)과 상기 표시 패널(900)이 결합되어 형성될 수 있다. 또는, 도 11을 참조하면, 상기 터치 디바이스는 상기 기판(100)과 상기 표시 패널(900)이 결합되어 형성될 수 있다.
상기 커버 기판(100) 또는 상기 기판(110)과 상기 표시 패널(900)은 접착층(800)을 통해 서로 접착될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100) 또는 상기 기판(110)과 상기 표시 패널(900)은 광학용 투명 접착제(OCA, OCR)를 포함하는 접착층(800)을 통해 서로 합지될 수 있다.
상기 표시 패널(900)은 제 1 기판(910) 및 제 2 기판(920)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(900)이 액정표시패널인 경우, 상기 표시 패널(900)은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor,TFT)와 화소전극을 포함하는 제 1 기판(910)과 컬러필터층들을 포함하는 제 2 기판(920)이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 표시 패널(900)은 박막트랜지스터, 칼라필터 및 블랙매트릭스가 제 1 기판(910)에 형성되고, 제 2 기판(920)이 액정층을 사이에 두고 상기 제 1' 기판(910)과 합착되는 COT(color filter on transistor)구조의 액정표시패널일 수도 있다. 즉, 상기 제 1 기판(910) 상에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 박막 트랜지스터 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기판(910)에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소전극을 형성한다. 이때, 개구율을 향상하고 마스크 공정을 단순화하기 위해 블랙매트릭스를 생략하고, 공통 전극이 블랙매트릭스의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.
또한, 상기 표시 패널(900)이 액정표시패널인 경우, 상기 표시 장치는 상기 표시 패널(900) 배면에서 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(900)이 유기전계발광표시패널인 경우, 상기 표시 패널(900)은 별도의 광원이 필요하지 않은 자발광 소자를 포함한다. 상기 표시 패널(900)은 제 1 기판(910) 상에 박막트랜지스터가 형성되고, 상기 박막트랜지스터와 접촉하는 유기발광소자가 형성된다. 상기 유기발광소자는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 형성된 유기발광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기발광소자 상에 인캡슐레이션을 위한 봉지 기판 역할을 하는 제 2 기판(920)을 더 포함할 수 있다.
이하, 도 12 내지 도 16을 참조하여, 앞서 설명한 실시예들에 따른 터치 디바이스가 적용되는 디스플레이 장치의 일례를 설명한다.
도 12를 참고하면, 터치 디바이스 장치의 일례로서, 이동식 단말기가 도시되어 있다. 상기 이동식 단말기는 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(UA)을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역(AA)은 손가락 등의 터치에 의해 터치 신호를 감지하고, 상기 비유효 영역에는 명령 아이콘 패턴부 및 로고 등이 형성될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 터치 디바이스는 휘어지는 플렉서블(flexible) 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 이를 포함하는 터치 디바이스 장치는 플렉서블 터치 디바이스 장치일 수 있다. 따라서, 사용자가 손으로 휘거나 구부릴 수 있다. 이러한 플렉서블 터치 디바이스는 스마트 와치(smart watch, 1000) 등의 웨어러블 터치 등에 적용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 이러한 터치 디바이스는 이동식 단말기 등의 터치 디바이스 장치뿐만 아니라 자동차 네비게이션에도 적용될 수 있다.
또한, 도 16을 참조하면, 이러한 터치 디바이스는 차량 내에도 적용될 수 있다. 즉, 상기 터치 디바이스는 차량 내에서 터치 디바이스가 적용될 수 있는 다양한 부분에 적용될 수 있다. 따라서, PND(Personal Navigation Display)뿐만 아니라, 계기판(dashboard) 등에 적용되어 CID(Center Information Display)도 구현할 수 있다. 그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 이러한 터치 디바이스 장치는 다양한 전자 제품에 사용될 수 있음은 물론이다.
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 (10)

  1. 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 커버 기판;
    상기 유효 영역 상에 배치되고 서로 이격하는 감지 전극들; 및
    상기 감지 전극들 사이에 배치되는 압력 감지 부재를 포함하는 터치 윈도우.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 감지 부재는 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 배치되는 복수 개의 전도성 입자들을 포함하는 터치 윈도우.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 매트릭스는 비전도성 물질을 포함하는 터치 윈도우.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 커버 기판은 입력 장치가 접촉되는 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함하고,
    상기 입력 장치에 의해 상기 제 1 면에 압력이 감지되는 경우, 상기 전도성 입자들의 거리가 가까워지는 터치 윈도우.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 감지 부재는 상기 감지 전극들과 접촉하며 배치되는 터치 윈도우.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 감지 전극은 일 방향으로 연장하며 배치되는 제 1 감지 전극; 및 상기 일 방향과 다른 방향으로 연장하며 배치되는 제 2 감지 전극을 포함하고,
    상기 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 감지 전극은 상기 커버 기판의 동일한 일면 상에 배치되는 터치 윈도우.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 감지 전극은 상기 제 1 감지 전극과 이격하며 배치되는 제 1 서브 제 2 감지 전극 및 제 2 서브 제 2 감지 전극을 포함하고,
    상기 압력 감지 부재는 상기 제 1 감지 전극, 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극 상에 배치되고,
    상기 압력 감지 부재 상에는 연결 전극이 배치되고,
    상기 압력 감지 부재에는 상기 제 1 서브 제 2 감지 전극 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극과 대응되는 영역에 홀이 형성되고,
    상기 제 1 서브 제 2 감지 전극 및 상기 제 2 서브 제 2 감지 전극은 상기 연결 전극을 통해 연결되는 터치 윈도우.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 커버 기판 상의 기판을 더 포함하고,
    상기 제 1 감지 전극은 상기 커버 기판 상에 배치되고,
    상기 제 2 감지 전극은 상기 기판 상에 배치되는 터치 윈도우.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 감지 전극은 서로 이격하며 배치되는 제 1 서브 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극을 포함하고,
    상기 압력 감지 부재는 상기 제 1 서브 제 1 감지 전극 및 상기 제 2 서브 제 1 감지 전극 사이에 배치되는 터치 윈도우.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 터치 윈도우; 및
    상기 터치 윈도우 상에 배치되는 표시 패널을 포함하는 터치 디바이스.
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