KR20200099060A - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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KR20200099060A KR1020190080657A KR20190080657A KR20200099060A KR 20200099060 A KR20200099060 A KR 20200099060A KR 1020190080657 A KR1020190080657 A KR 1020190080657A KR 20190080657 A KR20190080657 A KR 20190080657A KR 20200099060 A KR20200099060 A KR 20200099060A
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Abstract

본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 기판, 상기 기판 상에 형성되고, 구동 전극 패턴 및 감지 전극 패턴을 포함하는 터치 셀들, 상기 터치 셀들과 연결되는 구동 배선들 및 감지 배선들, 및 상기 구동 배선들 및 상기 감지 배선들과 연결되는 본딩 패드들을 포함하되, 상기 구동 전극 패턴 및 상기 감지 전극 패턴은 하부 산화막, 중간 금속막 및 상부 산화막이 적층되어 형성된다.

Description

터치 스크린 패널{Touch screen panel}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 전극층 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
최근, 컴퓨터, 휴대용 이동통신 단말기 등의 전자 장치들이 보편화 되면서, 터치 스크린은 데이터를 입력하기 위한 수단으로써 널리 사용되고 있다. 터치 스크린은 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식 및 적외선 방식으로 분류된다.
저항막 방식 터치 스크린은 손가락 또는 펜을 이용하여 기판을 터치하면 상하부 기판의 투명전극이 서로 접촉하면서 전기적 신호가 발생하며, 발생된 전기적 신호로 위치를 파악하여 데이터를 입력하는 장치이다. 저항막 방식 터치 스크린은 가격이 저렴하고, 빛 투과성이 높으며, 멀티터치가 가능하다. 또한, 저항막 방식 터치 스크린은 반응속도가 빨라 소형화에 유리하여 PDA, PMP, 네비게이션 및 헤드셋 등에 주로 적용된다.
정전용량 방식 터치 스크린은 투명 전극을 포함하는 기판을 손가락 등으로 터치하는 경우 손가락에서 발생하는 정전기에 의해서 절연층에 일정한 정전용량이 형성되는 점을 이용한다. 정전용량이 형성된 부분을 통해 신호가 전달되며 신호의 크기를 계산하여 위치를 파악한다. 정전용량 방식 터치 스크린은 멀티터치가 가능하며, 투과도가 높다. 이에 따라, 정전용량 방식 터치 스크린은 면적이 넓고 및 두께가 얇은 디스플레이에 적용이 가능하다.
초음파 방식(SAW) 터치 스크린은 방출된 초음파가 장애물을 만나 파동의 크기가 줄어든 것을 감지하는 기술을 이용한다. 초음파 방식 터치 스크린은 투과성, 정확성 및 선명도가 높아 외부 장소에 설치된 무인 정보단말기 등에 사용된다. 다만, 액체 등으로 인한 센서의 오염에 약하다.
적외선 방식(IR) 터치 스크린은 직진성으로 인해 장애물이 있으면 차단되는 적외선의 특성을 이용한다. 적외선 방식 터치 스크린은 디스플레이 전면에 ITO(Indium Tin Oxide) 필름이나 유리기판이 필요 없고 유리 한 장으로 구현이 가능하여 투과율이 가장 우수하다.
본 발명은 단일 전극층 터치 스크린 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하이브리드 전극을 사용하는 터치 스크린 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기생 정전 용량을 최대화할 수 있는 터치 셀 구조를 가지는 터치 스크린 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본딩 패드들을 복수의 행으로 나누어 형성하여 대면적화가 가능한 터치 스크린 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판, 상기 기판 상에 형성되고, 구동 전극 패턴 및 감지 전극 패턴을 포함하는 터치 셀들, 상기 터치 셀들과 연결되는 구동 배선들 및 감지 배선들, 및 상기 구동 배선들 및 상기 감지 배선들과 연결되는 본딩 패드들을 포함하되, 상기 구동 전극 패턴 및 상기 감지 전극 패턴은 하부 산화막, 중간 금속막 및 상부 산화막이 적층되어 형성되는 터치 스크린 패널을 제공한다.
상기 구동 전극 패턴 및 상기 감지 전극 패턴은 제1 방향으로 연장되는 부분들 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 부분들을 포함할 수 있다.
상기 감지 전극 패턴은 상기 구동 전극 패턴과 이격되어, 상기 구동 전극 패턴을 둘러쌀 수 있다.
상기 구동 전극 패턴은 상기 터치 셀들의 중앙에서 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 부분, 및 상기 제1 부분에서 상기 제2 방향과 나란한 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 뻗어 나오는 제2 부분들을 포함할 수 있다.
또는, 상기 구동 전극 패턴은 상기 구동 전극 패턴은 상기 터치 셀들의 중앙에서 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 부분, 상기 제1 부분에서 상기 제2 방향과 나란한 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 뻗어 나오는 제2 부분들, 상기 제1 부분과 이격되어 상기 제2 방향과 나란한 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 연장되는 제3 부분들, 및 상기 제2 부분들 및 상기 제3 부분들을 연결하며 상기 제1 방향으로 연장되는 제4 부분들을 포함할 수 있다.
또는, 상기 구동 전극 패턴은 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 부분들, 및 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 부분들을 포함하되, 상기 제1 부분들 및 상기 제2 부분들이 반복적으로 형성되어 소용돌이 형태를 이룰 수 있다.
상기 터치 셀들은 행렬 형태로 배치되고, 하나의 열에 해당하는 상기 터치 셀들 중 절반은 좌측에서 상기 구동 배선들과 연결되고, 하나의 열에 해당하는 상기 터치 셀들 중 절반은 우측에서 상기 구동 배선들과 연결될 수 있다.
또는, 하나의 열에 해당하는 상기 터치 셀들은 좌측 및 우측을 번갈아 가며 상기 구동 배선들과 연결될 수 있다.
상기 터치 셀들로 이루어진 행렬 형태의 가장자리에 베젤 영역이 정의되고, 상기 베젤 영역 상에서 상기 구동 배선들 및 상기 감지 배선들이 상기 본딩 패드들과 연결될 수 있다.
상기 베젤 영역 상에, 상기 구동 배선들과 상기 감지 배선들 사이의 접지 배선들을 더 포함할 수 있다.
상기 본딩 패드들은 상기 베젤 영역 상에서 두 개의 행으로 나누어져 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
상기 기판은 강화 유리, 강화 플라스틱 및 PET 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 하부 산화막은 ZnO, ZITO(ZnO+In2O3+SnO2), SiO2, ZTO, TiO2, AZO(Al-doped ZnO), GZO(Ga-doped ZnO), SiNx, ITO, IZO(In2O3+ZnO) 및 이들의 화합물 중 적어도 어느 하나로 형성되고, 상기 중간 금속막은 Ag 또는 Ag 합금으로 형성되고, 상기 상부 산화막은 TIO, IZTO, IZO, AZO 및 GZO 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
제1 광접착층을 통해 상기 기판의 하면에 형성되는 윈도우, 및 제2 광접착층을 통해 상기 기판 및 상기 터치 셀들 상에 형성되는 디스플레이 패널을 더 포함할 수 있다.
상기 윈도우는 강화 유리, 강화 플라스틱 및 PET 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 하이브리드 전극을 사용하여 시인성 및 높은 투과도를 확보하고, 제조 단가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명은 터치 셀의 설계 방법을 통해 터치 스크린 패널의 기생 정전 용량을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 본딩 패드의 설계 방법을 통해 대면적 터치 스크린 패널을 제공한다.
도 1a 및 도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 평면도들이다.
도 1b 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널 중 구동 배선들의 설계 방법을 구체적으로 설명하기 위한 평면도들이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 셀들을 나타내는 평면도들로, 도 1a 및 도 2a 중 어느 하나의 A 부분을 확대한 평면도들이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 본딩 패드들을 나타내는 평면도로, 도 1a 및 도 2a 중 어느 하나의 B 부분을 확대한 평면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 동작 원리를 나타내는 단면도들로, 도 3 내지 도 5 중 어느 하나를 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면에 대응된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 단면도로, 도 3 내지 도 5 중 어느 하나를 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면에 대응된다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 층이 다른 층 '상(上)에' 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 상면에 직접 형성되거나 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 영역, 층 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 층이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 층을 다른 영역 또는 층과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에서 제1 부분으로 언급된 부분이 다른 실시예에서는 제2 부분으로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 도 1a 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 터치 스크린 패널의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 평면도들이다. 도 1b 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널 중 구동 배선들의 설계 방법을 구체적으로 설명하기 위한 평면도들이다.
도 1a 및 도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널은 복수 개의 셀 영역들(A)과 베젤 영역(B)을 포함할 수 있다. 셀 영역들(A) 상에 터치 셀들(10)이 제공될 수 있다. 터치 셀들(10)은 사각형 형상으로 제공될 수 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 터치 셀들(10)은 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 복수 개의 터치 셀들(10)은 행렬 형태로 제공될 수 있다. 도 1a 및 도 2a에서는 8개의 행(row)과 4개의 열(column)을 가지는 행렬 형태로 총 32개의 터치 셀들(10)이 제공되는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 행과 열의 개수 및 터치 셀들(10)의 개수는 줄어들거나 늘어날 수 있다. 베젤 영역(B)은 터치 셀들(10)로 이루어진 행렬 형태의 가장자리에 제공될 수 있다. 일 예로, 베젤 영역(B)은 터치 셀들(10)로 이루어진 행렬 형태로부터 제2 방향(D2)에 있는 가장자리에 제공될 수 있다. 베젤 영역(B)은 본딩 패드들(400)을 포함할 수 있다.
또한, 터치 스크린 패널은 복수 개의 구동 배선들(210) 및 복수 개의 감지 배선들(310)을 포함할 수 있다. 구동 배선들(210) 및 감지 배선들(310)은 서로 이격되어 겹치거나 만나지 않을 수 있다. 구동 배선들(210)은 터치 셀들(10)의 좌측 또는 우측 가장자리에서 터치 셀들(10)과 전기적으로 연결될 수 있다. 감지 배선들(310)은 터치 셀들(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 터치 셀들(10)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1a 및 도 2a에서 좌우 방향은 제1 방향(D1)과 나란할 수 있고, 상하 방향은 제2 방향(D2)과 나란할 수 있다. 터치 셀들(10)과 직접 연결되는 구동 배선들(210)은 제1 방향(D1)과 나란한 방향 또는 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 일정한 길이만큼 연장될 수 있다. 이후, 구동 배선들(210)은 베젤 영역(B)에 도달할 때까지 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 터치 셀들(10)과 직접 연결되는 감지 배선들(310)은 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 구동 배선들(210) 및 감지 배선들(310)은 베젤 영역(B)에서 본딩 패드들(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 배선들(210)은 베젤 영역(B) 내에서 제2 방향(D2)과 기울어진 방향으로 서로 다른 각도로 퍼져나가며 연장될 수 있다. 구동 배선들(210)이 퍼져나가는 형태로 인해 본딩 패드들(400)이 배치되는 공간이 충분히 확보될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 설계 방법에 따라 구동 배선들(210)이 제공될 수 있다. 하나의 열(column)에 해당하는 터치 셀들(10)과 연결되는 구동 배선들(210)이 제공될 수 있다. 본딩 패드들(400)과 가장 거리가 가까운 터치 셀(10)과 연결되는 구동 배선(211)부터 본딩 패드들(400)과 가장 거리가 먼 터치 셀(10)과 연결되는 구동 배선(218)까지 8개의 구동 배선들(210)이 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 터치 셀들(10)의 개수가 변함에 따라 구동 배선들(210)의 개수도 변할 수 있다. 본딩 패드들(400)과 가장 거리가 가까운 터치 셀(10)과 연결되는 구동 배선(211)부터 시작하여 연속되는 4개의 구동 배선들(211~214)은 터치 셀들(10)의 좌측에 제공될 수 있다. 또한, 나머지 4개의 구동 배선들(215~218)은 터치 셀들(10)의 우측에 제공될 수 있다. 터치 셀들(10)을 기준으로 바라보면, 본딩 패드들(400)과 가까운 절반의 터치 셀들(10)은 좌측에서, 본딩 패드들(400)과 먼 절반의 터치 셀들(10)은 우측에서 구동 배선들(210)과 연결될 수 있다. 도시된 바와 달리, 하나의 열에 해당하는 터치 셀들(10)의 개수가 달라지더라도 마찬가지 방법으로 절반씩 나누어 좌측 또는 우측에서 구동 배선들(210)과 연결될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 설계 방법에 따라 구동 배선들(210)이 제공될 수 있다. 도 1b를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일한 사항에 대해서는 설명의 간소화를 위해 반복적인 설명을 생략한다. 본딩 패드들(400)과 가장 거리가 가까운 터치 셀(10)과 연결되는 구동 배선(211)부터 시작하여 홀수 번째에 해당하는 4개의 구동 배선들(211, 213, 215, 217)은 터치 셀들(10)의 좌측에 제공될 수 있다. 또한, 짝수 번째에 해당하는 4개의 구동 배선들(212, 214, 216, 218)은 터치 셀들(10)의 우측에 제공될 수 있다. 터치 셀들(10)을 기준으로 바라보면, 본딩 패드들(400)과 가장 거리가 가까운 터치 셀(10)로부터 시작하여 홀수 번째에 해당하는 터치 셀들(10)은 좌측에서, 짝수 번째에 해당하는 터치 셀들(10)은 우측에서 구동 배선들(210)과 연결될 수 있다. 도시된 바와 달리, 하나의 열에 해당하는 터치 셀들(10)의 개수가 달라지더라도 마찬가지 방법으로 절반씩 나누어 좌측 또는 우측에서 구동 배선들(210)과 연결될 수 있다.
도 1b 및 도 2b와 같이, 하나의 열에 해당하는 터치 셀들(10)을 절반씩 나누어 구동 배선들(210)을 좌우로 배치함으로 인해 본딩 패드들(400)과 구동 배선들(210)을 연결할 때 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 셀들을 나타내는 평면도들로, 도 1a 및 도 2a 중 어느 하나의 A 부분을 확대한 평면도들이다. 이하, 도 3 내지 도 5를 참조한 설명에서는 단수의 터치 셀에 대해서 설명한다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 각 터치 셀(10)은 기판(100) 상에 형성된 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)을 포함할 수 있다. 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)은 각각 제1 방향(D1)으로 연장되는 부분들 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 부분들을 포함할 수 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 서로 수직할 수 있다. 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)은 하이브리드 전극으로 형성될 수 있다. 이하에서, 하이브리드 전극이란 한 쌍의 산화막들 사이에 금속막이 형성된 전극을 의미한다. 기판(100) 상에 하이브리드 전극이 증착된 후, 패터닝 공정을 통해 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)이 형성될 수 있다. 패터닝 공정을 통해 식각된 영역의 폭은 약 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 패터닝 공정을 통해 식각된 영역에는 더미 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 설계 방법에 따라 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)이 제공될 수 있다. 구동 전극 패턴(200)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 부분(201) 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 부분들(202)을 포함할 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201)은 터치 셀(10)의 중앙에서 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 또한, 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201)에서 제2 방향(D2)과 나란한 방향 및 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 뻗어 나올 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201)은 구동 배선들(210) 중 어느 하나와 좌측 또는 우측 가장자리에서 전기적으로 연결될 수 있다.
감지 전극 패턴(300)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 부분들(301) 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 부분들(302)을 포함할 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301)은 터치 셀(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제2 부분들(302)은 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301)에서 제2 방향(D2)과 나란한 방향 및 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 뻗어 나올 수 있다. 감지 전극 패턴(300)은 구동 전극 패턴(200)을 둘러싸면서 일정한 간격만큼 이격될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301)은 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202)과 이격될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제2 부분들(302)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201) 및 제2 부분들(202)과 이격될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제2 부분들(302)은 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202) 사이에 각각 제공될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301)은 감지 배선들(310)과 터치 셀(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 설계 방법에 따라 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)이 제공될 수 있다. 구동 전극 패턴(200)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 부분(201) 및 제4 부분들(204)을 포함할 수 있다. 또한, 구동 전극 패턴(200)은 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 부분들(202) 및 제3 부분들(203)을 포함할 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201)은 터치 셀(10)의 중앙에서 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 또한, 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201)에서 제2 방향(D2)과 나란한 방향 및 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 뻗어 나올 수 있다. 또한, 구동 전극 패턴(200)의 제3 부분들(203)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201) 및 제2 부분들(202)과 이격되어 제2 방향(D2)과 나란한 방향 및 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 구동 전극 패턴(200)의 제4 부분들(204)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202) 및 제3 부분들(203)을 터치 셀(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 연결할 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201)은 구동 배선들(210) 중 어느 하나와 좌측 또는 우측 가장자리에서 전기적으로 연결될 수 있다.
감지 전극 패턴(300)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 부분들(301) 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 부분들(302)을 포함할 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301) 중 일부는 터치 셀(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 또한, 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301) 중 일부는 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분(201) 및 제3 부분들(203) 사이에서 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제2 부분들(302)은 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301)에서 제2 방향(D2)과 나란한 방향 또는 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 뻗어 나올 수 있다. 감지 전극 패턴(300)은 구동 전극 패턴(200)을 둘러싸면서 일정한 간격만큼 이격될 수 있다. 다시 말하면, 감지 전극 패턴(300)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 내지 제4 부분들(201~204)과 이격되어 그 사이에 제공될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301) 중 일부는 감지 배선들(310)과 터치 셀(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 설계 방법에 따라 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)이 제공될 수 있다. 구동 전극 패턴(200)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 부분들(201) 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 부분들(202)을 포함할 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201)은 서로 일정한 간격만큼 이격될 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201)의 길이는 서로 다를 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201) 중 어느 하나의 끝 지점에서 시작하여, 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201) 중 다른 어느 하나의 끝 지점과 만날 때까지, 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201) 및 제2 부분들(202)이 연결되어, 도 5와 같은 소용돌이 형태를 이룰 수 있다. 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202)은 구동 배선들(210) 중 어느 하나와 좌측 또는 우측 가장자리에서 전기적으로 연결될 수 있다.
감지 전극 패턴(300)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 부분들(301) 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 부분들(302)을 포함할 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301) 및 제2 부분들(302)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201) 및 제2 부분들(202)과 실질적으로 동일 또는 유사한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301) 및 제2 부분들(302)이 연결되어, 도 5와 같은 소용돌이 형태를 이룰 수 있다. 감지 전극 패턴(300)은 구동 전극 패턴(200)을 둘러싸면서 일정한 간격만큼 이격될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301)은 구동 전극 패턴(200)의 제1 부분들(201)과 이격될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제2 부분들(302)은 구동 전극 패턴(200)의 제2 부분들(202)과 이격될 수 있다. 감지 전극 패턴(300)의 제1 부분들(301) 중 일부는 감지 배선들(310)과 터치 셀(10)의 상측 및 하측 가장자리에서 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3 내지 도 5와 같이, 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)을 다양한 방법으로 설계하고, 감지 전극 패턴(300)을 구동 전극 패턴(200)과 일정한 간격만큼 이격되어 둘러싸도록 함으로 인해 터치 셀(10)에서의 기생 정전 용량(parasitic capacitance)이 최대가 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 본딩 패드들을 나타내는 평면도로, 도 1a 및 도 2a 중 어느 하나의 B 부분을 확대한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 터치 스크린 패널은 복수 개의 본딩 패드들(400)을 포함할 수 있다. 본딩 패드들(400)은 베젤 영역(B)에 형성될 수 있다. 본딩 패드들(400)은 베젤 영역(B)에서 구동 배선들(210) 및 감지 배선들(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 본딩 패드들(400)은 베젤 영역(B)에서 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본딩 패드들(400)의 제1 방향(D1)으로의 폭은 약 100㎛ 내지 600㎛일 수 있다. 본딩 패드들(400)의 제2 방향(D2)으로의 길이는 약 100㎛ 내지 2000㎛일 수 있다. 본딩 패드들(400)은 두 개의 행(row)으로 나누어져 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 구동 배선들(210) 및 감지 배선들(310)의 개수가 늘어남에 따라서 본딩 패드들(400)은 세 개 이상의 복수의 행으로 나누어져 형성될 수 있다. 본딩 패드들(400)은 제1 행(410) 및 제2 행(420)에 제공될 수 있다. 제1 행(410)과 제2 행(420)은 서로 제2 방향(D2)으로 이격될 수 있다. 제1 행(410)에 제공되는 본딩 패드들(411~414)은 서로 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제2 행(420)에 제공되는 본딩 패드들(421~425)은 서로 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제1 행(410)에 제공되는 본딩 패드들(411~414)과 제2 행(420)에 제공되는 본딩 패드들(421~425)은 서로 어긋나게 제공될 수 있다. 즉, 제1 행(410)에 제공되는 본딩 패드들(411~414)을 제2 방향(D2)으로 연장해도 제2 행(420)에 제공되는 본딩 패드들(421~425)과 겹치거나 만나지 않을 수 있다. 본딩 패드들(400)이 두 개의 행으로 나누어져 형성됨으로 인해 본딩 패드들(400)이 배치되는 공간이 충분히 확보될 수 있다. 즉, 본딩 패드들(400)을 하나의 행으로 나열하는 경우와 비교하여, 본딩 패드들(400)의 제1 방향(D1)으로의 폭이 커질 수 있다.
또한, 구동 배선들(210)과 감지 배선들(310) 사이에 접지 배선들(G)이 제공될 수 있다. 접지 배선들(G)은 접지 전위 또는 다른 기준 전위에 연결될 수 있다. 접지 배선들(G)이 제공됨으로 인해, 구동 배선들(210) 및 감지 배선들(310) 사이의 전기적 분리를 강화할 수 있고, 이에 따라 노이즈가 제거될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 동작 원리를 나타내는 단면도들로, 도 3 내지 도 5 중 어느 하나를 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면에 대응된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 기판(100) 및 기판(100) 상에 형성된 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)을 포함할 수 있다. 기판(100)은, 예를 들어, 화학적으로 강화 처리된 강화 유리, 강화 플라스틱 또는 PET(PolyEthylene Terphthalate)로 형성될 수 있다. 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)은 하이브리드 전극으로 형성될 수 있다. 즉, 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)은 하부 산화막(110), 중간 금속막(120) 및 상부 산화막(130)을 포함할 수 있다. 하부 산화막(110)의 두께는, 예를 들어, 약 20nm 내지 60nm일 수 있다. 예를 들어, 하부 산화막(110)은 ZnO, ZITO(ZnO+In2O3+SnO2), SiO2, ZTO, TiO2, AZO(Al-doped ZnO), GZO(Ga-doped ZnO), SiNx, ITO, IZO(In2O3+ZnO) 및 이들의 화합물 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 중간 금속막(120)의 두께는, 예를 들어, 약 5nm 내지 20nm일 수 있다. 예를 들어, 중간 금속막(120)은 Ag 또는 Ag 합금으로 형성될 수 있다. Ag 합금은 Ag-Al, Ag-Mo, Ag-Au, Ag-Pd, Ag-Ti, Ag-Cu, Ag-Au-Pd 및 Ag-Au-Cu 등의 이원계 및 삼원계 금속을 포함할 수 있다. 상부 산화막(130)의 두께는, 예를 들어, 약 20nm 내지 60nm일 수 있다. 예를 들어, 상부 산화막(130)은 TIO, IZTO, IZO, AZO 및 GZO 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
기판(100) 상에 하부 산화막(110), 중간 금속막(120) 및 상부 산화막(130)이 차례로 증착된 후, 패터닝 공정을 통해 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)이 형성될 수 있다. 패터닝 공정을 통해 구동 전극 패턴(200)과 감지 전극 패턴(300)은 서로 이격될 수 있다. 패터닝 공정은 포토 레지스트 공정, 습식 식각 공정 및 건식 식각 공정 중 적어도 어느 하나의 공정을 통해 수행될 수 있다. 패터닝 공정을 통해 식각된 영역의 폭은 약 10㎛ 내지 40㎛일 수 있다.
구동 전극 패턴(200)에 전압이 인가되면, 구동 전극 패턴(200)으로부터 감지 전극 패턴(300)으로 향하는 전기장(EF)이 형성될 수 있다. 전기장(EF)의 세기에 따라, 구동 전극 패턴(200)과 감지 전극 패턴(300) 사이의 상호 정전 용량(mutual capacitance)의 값이 결정될 수 있다. 도 8과 같이, 도전봉(F)이 가까이 다가와 터치 입력이 이루어지면, 구동 전극 패턴(200)으로부터 나오는 전기장(EF) 중 일부가 도전봉(F)에 의해 차단될 수 있다. 전기장(EF) 중 일부가 차단되면, 구동 전극 패턴(200)과 감지 전극 패턴(300) 사이의 상호 정전 용량의 값이 달라질 수 있다. 이러한 상호 정전 용량의 값의 변화를 통해서, 터치 스크린 패널이 터치를 인식할 수 있다. 도전봉(F) 대신 손가락 또는 터치 스크린 터치용 펜을 이용해도 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 단면도로, 도 3 내지 도 5 중 어느 하나를 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 단면에 대응된다.
도 9를 참조하면, 터치 스크린 패널은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 것에 더하여, 윈도우(600) 및 디스플레이 패널(700)을 더 포함할 수 있다. 이때, 윈도우(600)는, 예를 들어, 화학적으로 강화 처리된 강화 유리, 강화 플라스틱 또는 PET(PolyEthylene Terphthalate)로 형성될 수 있다. 윈도우(600)는 제1 광접착층(501)을 통해 기판(100)의 하면에 접착될 수 있다. 디스플레이 패널(700)은 기판(100) 상에서 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300)을 덮으며 형성되는 제2 광접착층(502)을 통해 기판(100), 구동 전극 패턴(200) 및 감지 전극 패턴(300) 상에 접착될 수 있다. 제1 및 제2 광접착층(501, 502)은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)로 형성될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 터치 셀들
100: 기판
110, 130: 산화막
120: 금속막
200: 구동 전극 패턴
210: 구동 배선들
300: 감지 전극 패턴
310: 감지 배선들
400: 본딩 패드들
501, 502: 광접착층
600: 윈도우
700: 디스플레이 패널

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되고, 구동 전극 패턴 및 감지 전극 패턴을 포함하는 터치 셀들;
    상기 터치 셀들과 연결되는 구동 배선들 및 감지 배선들; 및
    상기 구동 배선들 및 상기 감지 배선들과 연결되는 본딩 패드들을 포함하되,
    상기 구동 전극 패턴 및 상기 감지 전극 패턴은 하부 산화막, 중간 금속막 및 상부 산화막이 적층되어 형성되는 터치 스크린 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 전극 패턴 및 상기 감지 전극 패턴은 제1 방향으로 연장되는 부분들 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 부분들을 포함하는 터치 스크린 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감지 전극 패턴은 상기 구동 전극 패턴과 이격되어, 상기 구동 전극 패턴을 둘러싸는 터치 스크린 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 전극 패턴은 상기 터치 셀들의 중앙에서 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 부분; 및
    상기 제1 부분에서 상기 제2 방향과 나란한 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 뻗어 나오는 제2 부분들을 포함하는 터치 스크린 패널.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 전극 패턴은 상기 구동 전극 패턴은 상기 터치 셀들의 중앙에서 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 부분;
    상기 제1 부분에서 상기 제2 방향과 나란한 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 뻗어 나오는 제2 부분들;
    상기 제1 부분과 이격되어 상기 제2 방향과 나란한 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향으로 연장되는 제3 부분들; 및
    상기 제2 부분들 및 상기 제3 부분들을 연결하며 상기 제1 방향으로 연장되는 제4 부분들을 포함하는 터치 스크린 패널.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 전극 패턴은 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 부분들; 및
    상기 제2 방향으로 연장되는 제2 부분들을 포함하되,
    상기 제1 부분들 및 상기 제2 부분들이 반복적으로 형성되어 소용돌이 형태를 이루는 터치 스크린 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 셀들은 행렬 형태로 배치되고,
    하나의 열에 해당하는 상기 터치 셀들 중 절반은 좌측에서 상기 구동 배선들과 연결되고,
    하나의 열에 해당하는 상기 터치 셀들 중 절반은 우측에서 상기 구동 배선들과 연결되는 터치 스크린 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 셀들은 행렬 형태로 배치되고,
    하나의 열에 해당하는 상기 터치 셀들은 좌측 및 우측을 번갈아 가며 상기 구동 배선들과 연결되는 터치 스크린 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 셀들로 이루어진 행렬 형태의 가장자리에 베젤 영역이 정의되고,
    상기 베젤 영역 상에서 상기 구동 배선들 및 상기 감지 배선들이 상기 본딩 패드들과 연결되는 터치 스크린 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 베젤 영역 상에, 상기 구동 배선들과 상기 감지 배선들 사이의 접지 배선들을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 본딩 패드들은 상기 베젤 영역 상에서 두 개의 행으로 나누어져 서로 어긋나게 배치되는 터치 스크린 패널.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 강화 유리, 강화 플라스틱 및 PET 중 적어도 어느 하나로 형성되는 터치 스크린 패널.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 산화막은 ZnO, ZITO(ZnO+In2O3+SnO2), SiO2, ZTO, TiO2, AZO(Al-doped ZnO), GZO(Ga-doped ZnO), SiNx, ITO, IZO(In2O3+ZnO) 및 이들의 화합물 중 적어도 어느 하나로 형성되고,
    상기 중간 금속막은 Ag 또는 Ag 합금으로 형성되고,
    상기 상부 산화막은 TIO, IZTO, IZO, AZO 및 GZO 중 적어도 어느 하나로 형성되는 터치 스크린 패널.
  14. 제 1 항에 있어서,
    제1 광접착층을 통해 상기 기판의 하면에 형성되는 윈도우; 및
    제2 광접착층을 통해 상기 기판 및 상기 터치 셀들 상에 형성되는 디스플레이 패널을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 윈도우는 강화 유리, 강화 플라스틱 및 PET 중 적어도 어느 하나로 형성되는 터치 스크린 패널.
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