KR101055713B1 - 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터 및 이를 구비하는 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터에 관한 것으로, 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터는, 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 전방에 배치되는 베이스 기판과, 베이스 기판에 적층되는 반사 방지층을 포함하는 광학필터부, 및 광학필터부에 설치되며 접촉인자가 광학필터부의 임의의 위치에 접촉함에 따라 광학필터부의 접촉위치로부터 발생하는 진동을 감지하는 진동 감지부를 포함한다.

Description

접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터 및 이를 구비하는 액정 디스플레이 장치{LCD FILTER HAVING TOUCH INPUT AND LCD DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 진동을 감지하여 접촉 위치의 정보가 입력되는 진동 감지방식 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터 및 이를 구비하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 정보화 사회가 발전함에 따라 다양한 형태로 발달하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 디스플레이 장치가 개발되고, 일부는 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
디스플레이 장치의 일 예로, LCD(Liquid Crystal Display)는 박막트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해, 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다. 이러한 LCD는 디스플레이 패널의 전면에 디스플레이 패널을 보호하기 위한 보호판이나 필 터가 장착된다.
디스플레이 장치의 다른 예로, PDP는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전을 발생시키고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.
PDP 장치는 그 구동 특성상 전자파 및 근적외선의 방출량이 많고 형광체의 표면반사가 높을 뿐 아니라 봉입가스인 헬륨(He)이나 제논(Xe)에서 방출되는 오렌지 광으로 인해 색순도가 음극선관에 미치지 못하는 단점이 있다. 따라서, PDP 장치에서 발생되는 전자파 및 근적외선에 의해, 인체에 유해한 영향을 미치고 무선 전화기나 리모콘 등의 정밀기기의 오동작을 유발할 수도 있다.
따라서, PDP 장치로부터 방출되는 전자파와 근적외선의 방출을 소정치 이하로 억제하는 것이 요구되고 있다. 이를 위해, 전자파 및 근적외선을 차폐하는 동시에 반사광을 감소시키고 색순도를 향상시키기 위해 전자파 차폐, 근적외선 차폐, 빛 표면 반사방지 및/또는 색순도 개선 등의 기능을 갖는 필터를 채용하고 있다.
현재 디스플레이 장치는 대형화되는 추세이고, 실내뿐만 아니라 광고 또는 정보 전달을 위해 옥외용으로 많이 이용되고 있다.
그리고, 디스플레이 장치는 정보를 일방적으로 전달하는 것에서 벗어나 사용자가 디스플레이 장치를 통해 직접 정보를 입력할 수 있는 입력장치가 구비되어 쌍방향 통신이 실현되고 있다.
이러한 입력장치는 리모콘을 이용하여 디스플레이 화면에 표시되는 정보를 보면서 입력하는 입력방식과, 디스플레이 표면에 입력장치를 설치하여 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하는 입력방식이 주로 사용되고 있다.
현재 대형 디스플레이 장치에 직접 접촉하여 정보를 입력하는 입력장치를 설치할 경우 입력장치가 디스플레이 장치와 별도로 구비되어 입력장치를 디스플레이 장치의 표면에 부착하여 사용하는 방식이 사용되는데, 이 경우 입력장치의 접촉감이 떨어지고 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지며, 사용 기간이 증가됨에 따라 입력장치가 디스플레이 표면에서 이탈되는 현상이 발생되는 문제점이 있다. 또한, LCD 디스플레이 장치가 옥외용으로 사용될 경우, 태양광에 의해 디스플레이 패널 내 온도 상승하고, 적외선과 같은 노이즈를 통해 액정의 상전이 등 같은 오동작이 발생하는 문제가 있다.
한편, 최근 들어 LCD 모니터/TV에도 디스플레이 필터를 보호하기 위해 보호유리를 채용하려는 추세에 있다. 그런데 LCD 모니터/TV에 보호유리를 채용하게 되면 보호유리 내/외부의 온도차이로 인해 LCD 모니터/TV 내부에 결로현상(結露現象)이 발생하게 된다. 일반적으로 PDP의 경우, Power-on 후 곧바로 PDP 모듈 표면으로부터 열이 발산되어 결로(김서림)를 쉽고 빠르게 제거할 수 있다. 그러나 LCD의 경우, LCD 모듈에서의 방열이 적어서 결로(김서림)를 제거하는 것이 근본적으로 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 디스플레이 필터 기능과 함께 접촉 입력 기능을 갖는 디스플레이 필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접촉된 위치를 진동으로 감지하여 파악하는 진동감지 접촉 입력장치를 디스플레이 필터에 일체화한 디스플레이 필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터의 두께를 최소화할 수 있는 디스플레이 필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 김서림 방지 기능을 갖는 디스플레이 필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 옥외용 디스플레이 장치의 오동작을 유발하는 외부 노이즈를 차단할 수 있는 디스플레이 필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터는, 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 전방에 배치되는 베이스 기판과, 베이스 기판에 적층되는 반사 방지층을 포함하는 광학필터부, 및 광학필터부에 설치되며 접촉인자가 광학필터부의 임의의 위치에 접촉함에 따라 광학필터부의 접촉위치로부터 발생하는 진동을 감지하는 진동 감지부를 포함 한다.
본 발명에 따른 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터는, 진동 감지부가 광학필터부의 각 모서리와 인접한 위치에 설치되어 상기 광학필터부의 접촉위치로부터 발생하는 진동을 감지하는 압전센서와, 압전센서로부터 진동 감지 신호를 입력받아 접촉위치를 계산하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터는, 광학필터부가 베이스 기판의 디스플레이 패널편 표면에 금속박막과 고굴절률 투명박막이 복수 회 적층되는 도전막층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터는, 광학필터부가 디스플레이 패널과 광학필터부 사이의 내부공간에 발생하는 수분을 흡수하여 광학 필터부 표면의 김서림을 방지하는 김서림 방지층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은 디스플레이 필터에 접촉된 위치를 진동으로 감지하여 정보를 입력하는 진동감지 접촉 입력장치가 일체로 구비되어 필터의 두께를 최소화하면서 디스플레이 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 접촉된 위치를 진동으로 감지하여 정보를 입력하도록 함으로써, 저항막 방식 입력장치의 ITO 필름 등이 불필요하여 스크래치나 이물질이 있어도 동작이 가능하고, 정전용량 방식 입력장치의 단점인 정전기가 없는 부도체를 접촉해도 작동이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 필터의 각 층을 지지하는 베이스 기판이 터치패널의 지지체 역할을 겸하도록 하여 필터의 두께를 최소화할 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 투명전극층은 베이스 기판의 디스플레이 패널편 표면에 금속박막과 고굴절률 투명박막이 복수 회 적층되는 도전막층으로 구현됨으로써, 옥외용 디스플레이 장치의 오동작을 유발하는 외부 노이즈를 차단할 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널 전방에 김서림 방지층이 형성됨으로써, 디스플레이 패널과 마주 대하는 디스플레이 필터의 김서림을 방지할 수 있는 유용한 효과가 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이 필터를 구비한 디스플레이 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이 필터의 단면도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이 장치는 정보를 디스플레이하는 디스플레이 패널(300)과, 이 디스플레이 패널(300)의 전면에 배치되어 필터 기능과 정보 입력기능을 동시에 수행하는 디스플레이 필터(100)를 포함한다.
제1실시예에 따른 디스플레이 필터(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(110)과, 베이스 기판(110)의 표면에 반사 방지층(120), 전자파 차폐층(130) 및 색보정층(140) 중 적어도 하나 이상의 기능층이 적층되는 디스플레이 필터(100)와, 이 디스플레이 필터(100)에 설치되어 접촉된 위치를 진동으로 감지하여 정보를 입력하는 접촉 입력장치를 포함한다.
베이스 기판(110)은 투명한 기재가 사용될 수 있다. 구체적으로 반강화 유리가 사용될 수 있다. 이 밖에도 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 투명 고분자 수지가 사용될 수 있다. 이러한 베이스 기판(110)은 가시광선 투과율이 80% 이상인 고투명성을 갖고 유리전이온도가 50℃이상인 내열성을 갖는 것이 바람직하다.
베이스 기판(110)은 고분자성형물 또는 고분자성형물의 적층체가 사용될 수 있는 그 종류를 구체적으로 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(투명), 폴리술폰(PS), 폴리에테르술폰(PES), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리플로필렌(PP), 폴리이미드, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등이 있다.
이 베이스 기판(110)은 색보정층(140)과 전자파 차폐층(130) 등 필터 기능을 수행하는 각 층을 지지하는 역할과, 접촉 입력장치의 진동감지 센서로부터 발생되는 굴곡파 진동과 같은 진동을 지탱할 수 있는 역할을 동시에 수행한다. 즉, 베이스 기판(110)은 하나의 기판으로 필터 기능을 수행하는 각 기능층들을 지지함과 아울러 진동센서를 지지하는 접촉판 역할을 함으로써, 디스플레이 장치의 전체 두께를 줄일 수 있고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
접촉 입력장치는 디스플레이 필터(100)의 모서리 부위에 설치되어 디스플레 이 필터(100)를 접촉하면 접촉된 위치의 진동을 감지하는 센서(200a,200b)와, 센서(200a,200b)로부터 인가되는 정보를 이용하여 접촉위치를 계산하는 제어부를 포함한다.
센서(200a,200b)는 도면상 두 개의 센서(200a,200b)만 도시되어 있으나, 일반적으로 적어도 세 개의 센서가 접촉 입력 위치를 이차원적으로 결정하기 위해 요구되며, 네 개의 센서가 바람직할 수 있다. 센서(200a, 200b)는 베이스 기판(110)에 대한 접촉 입력을 지시하는 진동을 감지할 수 있는 압전 센서가 사용되는 것이 바람직하다. 일예로, 압전 장치는 PZT 결정을 이용할 수 있다.
이러한 센서(200a,200b)는 디스플레이 필터(100)의 정보를 입력하기 위해 접촉하는 일면과 이 반대면인 타면에 설치될 수 있다. 다른 예로서, 디스플레이 필터(100)의 정보를 입력하기 위해 접촉하는 일면에 하나 이상의 센서가 설치되고, 타면에 나머지 센서가 설치될 수 있다.
그리고, 센서(200a,200b)는 베이스 기판(110)뿐만 아니라 베이스 기판(100)의 표면에 적층되는 각종 기능층들 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
선택 사항으로, 하나 이상의 센서는 기준 신호로서 사용되도록 다른 센서들에 의해 감지될 수 있는 신호를 방출하거나 접촉 위치를 결정하기 위해 센서들에 의해 감지되는 변경된 진동들과 같이 접촉 입력시 변경될 수 있는 진동을 생성하는 에미터 장치로 사용될 수 있다. 센서(200a, 200b)들은 접착제 또는 다른 수단에 의해 베이스 기판(110) 또는 베이스 기판(110)에 점착되는 기능층들 중 어느 하나에 부착 또는 접합될 수 있다.
센서(200a, 200b)는 굴곡파 진동으로부터 접촉 위치를 검출하여 결정하기에 특히 적절한 진동 감지 접촉 입력 장치는 국제 공보 WO 2003 005292호 및 WO 0148684호에 개시되어 있다.
센서(200a, 200B)는 그 감응도, 비교적 낮은 가격, 적절한 강도, 잠재적으로 작은 형상 계수, 적절한 안정성 및 응답 선형성으로 인해 본 발명의 디스플레이 장치에 사용하기에 특히 적절하다. 진동 감지 접촉 입력 장치에 사용될 수 있는 그 밖의 센서로는 다른 것들 중에서 전왜형, 자왜형, 압전 영향형 및 이동 코일형이 있다.
센서(200a, 200b)로 사용되는 압전 소자는 일반적으로 진동 감지 용도를 위해 두 형태 중 한 형태를 취한다. 첫 번째 형태는 각 축에서의 압축에 반응하는 유니모프(unimorph) 소자이다. 두 번째는 대향하는 극성을 갖도록 배열된 두 개의 유니모프로 구성되고 곡률에 민감한 바이모프 소자이다. 사용한 센서의 유형은 센서의 재료에 따라 선택된다. 기판이 굴곡파로 인한 굴곡을 겪는 경우, 예컨대 베이스 기판의 표면은 곡률 내로 위치되어 압축된다. 압축에 대한 곡률의 비율은 기판의 두께와 강성에 따른다. 기판이 더 두껍고 더 큰 강성을 갖도록 제조될수록, 주어진 주파수 및 진폭의 교란에 대해 (더 큰 굴곡파로 인해) 곡률은 감소하고 (중립축으로부터 더 멀어지는 표면으로 인해) 표면 압축은 증가한다. 결국, 유니모프 센서는 두께와 강성이 더 큰 패널 상에서 바이모프 센서보다 더 민감할 수 있으며, 그 반대의 경우도 성립한다.
본 발명의 디스플레이 장치는 통상적으로 직사각형이기 때문에 직사각형 접 촉 장치를 사용하는 것이 통상적이고 편리하다. 이와 같이, 센서가 부착되는 접촉판은 형상이 통상적으로 직사각형이다. 본 발명에서 진동 센서(200a,200b)는 접촉판 역할을 하는 베이스 기판(110)의 모서리에 인접해서 배치될 수 있다. 많은 용도에서는 디스플레이 장치가 접촉 입력 장치를 통해 보여질 것을 요구하기 때문에, 센서들이 관찰 가능한 디스플레이 영역을 바람직하지 않게 잠식하지 않도록 베이스 기판(110)의 가장자리에 인접해서 센서들을 배치하는 것이 바람직하다. 베이스 기판(110)의 모서리에 센서들을 배치할 경우 디스플레이 패널 가장자리로부터의 반사로 인한 영향을 줄일 수도 있다. 베이스 기판(110)의 가장자리를 따라 임의로 배치되는 진동 센서의 경우, 접촉으로 인해 수신된 신호는 첫 번째로 도착하는 진동파 패킷과 베이스 기판(110)의 가장자리로부터 나중에 지연되어 반사된 진동파 패킷의 합이다. 베이스 기판의 가장자리에 대한 센서 또는 접촉 입력의 근접성은 첫번째 반사 신호에 대한 직접 신호의 분리 거리를 결정한다. 모서리에 센서를 위치시키면 가능한 반사 경계로부터 센서의 분리 거리를 증가시킴으로써 보다 양호한 접촉 검출을 위해 1차 신호와 반사 신호의 분리에 도움이 된다.
센서(200a,200b)의 형상도 중요할 수 있다. 센서가 전방향성 응답을 하는 것, 즉 센서 응답이 진동 전파 방향에 상대적으로 덜 민감한 것이 바람직하다. 강한 각도 의존성을 갖는 센서는 바람직하게 않게도 피수신 신호로부터 접촉 위치에 대한 상관 관계 계산을 복잡하게 할 수 있다. 압전 센서 응답의 각도 의존성을 연구하기 위해 센서는 에미터로서 작용하도록 구동될 수 있다. 그 후, 나가는 파동이 레이저 진동계를 사용하여 측정될 수 있다. 에미터로서 압전 장치의 각도 의존성은 센서로서 압전 장치의 예상 각도 의존성에 상호 관련될 수 있다. 이런 분석 하에 긴 직사각 형상 또는 타원 형상을 갖는 것들과 같은 긴 압전 변환기는 특히 기판의 모서리에 부착될 때 정사각형 또는 원형 변환기에 비해 더 양호한 전방향성을 제공하는 것으로 결정될 수 있다. 예컨대, 소다 석회 유리로 구성된 직사각형 판의 모서리에 인접하여 접합되고 장축이 베이스 기판의 가장자리에 대해 45도로 기울어진 대략 3:1의 길이 대 폭 종횡비를 갖는 직사각형 변환기는 구동시 아주 대칭적인 파동을 방출한다.
각방향 감응도에 관련된 것은 센서에 의해 제공되는 응답의 각도 대칭도이다. 긴 압전 변환기의 장축은 감응도가 가장 큰 축이다. 긴 압전 센서에서 감응도가 가장 큰 축을 직사각형 베이스 기판의 가장자리와 45도의 각도를 이루도록 배향시키고 베이스 기판의 모서리에 인접해서 센서를 배치함으로써, 대칭적인 감응도가 얻어질 수 있다. 이런 센서가 베이스 기판의 어느 한 가장자리를 따라 대면하도록 되어 있는 경우, 그 베이스 기판의 가장자리 방향으로 전파하는 진동은 직교하며 전파되는 진동보다 감응도가 크게 감지될 수 있다. 가장 큰 감응도를 갖는 축이 베이스 기판 가장자리에 대해 약 45도가 되도록 센서를 배향함으로써, 특히 긴 센서를 사용할 때 높은 대칭도가 얻어질 수 있다.
센서 면적(길이와 폭의 곱), 재료 및 두께는 접촉 패널의 경계 영역을 감소시키는 것과 같은 다른 제한을 만족시키면서 장치가 더 높은 감응도를 얻도록 선택될 수도 있다. 압전 장치의 감응도는 에너지에 대한 논의로부터 결정된다.
한편으로는 압전 소자 내로 도입되는 변형 에너지가 있으며, 다른 한편으로 는 압전 소자의 용량성 하중이 주어진 전압까지 증가될 때 저장되는 전기 에너지가 있다. 압전 효과는 효율적이기 때문에, 장치의 감응도는 이와 같은 양들을 동일하게 설정함으로써 결정될 수 있다. 감응도의 개선은 많은 접촉 감지 용도에 사용되는 것들의 특징인 유리판과 같이 특히 두텁고 그리고/또는 강성의 패널을 사용할 때 특히 유용할 수 있다. 이런 유형의 접촉판의 경우, 손가락 또는 철필의 접촉이 패널에 비교적 작은 굴곡파 변위를 생성하며 따라서 감응도 변환기가 바람직하다.
센서 크기는 다음의 인자들을 고려하여 선택될 수 있다. 센서의 길이와 폭은 센서들이 가시 영역을 바람직하게 않게 침식하지 않도록 선택될 수 있다. 또한, 굴곡파 진동이 접촉 위치를 결정하기 위해 감지되어야 할 경우 원하는 범위의 굴곡파 파장에 비해 긴 센서의 길이가 잠재적으로 고려되어야 한다. 센서의 길이가 중요한 굴곡파 파장을 초과하는 한계에서, 이들 굴곡파에 의해 야기되는 베이스 기판에서의 동작이 평균적으로 압전 소자의 길이를 넘는 경향이 있기 때문에 센서의 감응도는 떨어지기 시작한다. 예시적인 압전 센서는 중요한 최고 파장 대역에서 일반적으로 진동 파장보다 작은 길이를 갖는다. 본 발명의 굴곡파 적용에서, 약 7 ㎜의 길이와 약 3 ㎜의 폭을 갖는 직사각형 압전 센서가 일 예로서 사용될 수 있다.
센서의 높이는 디스플레이 장치 내로 접촉 장치를 합체하는 것을 복잡하게 만들 수 있기 때문에 센서가 디스플레이 패널의 두께를 과도하게 증가시키지 않도록 선택될 수 있다. 예컨대 약 1 ㎜ 높이의 직사각형 압전 센서가 사용될 수 있다.
재료에서의 변형 에너지 그리고 이에 따른 센서의 감응도를 개선하도록 굴곡파 센서의 크기(길이, 폭, 높이)를 선택하는 것 외에도 압전 재료 배합이 성능을 개선하기 위해 선택될 수 있다. 재료 배합은 센서의 용량을 결정하고, 이는 다시 주어진 전하에서 생성되는 전압을 결정하는 하나의 인자이다. 예시적인 실시예에서, 센서 재료 조성은 유전 상수를 감소시킴으로써 센서 용량을 감소시키고 전압 감응도를 증가시키도록 선택될 수 있다. 이런 법칙의 예외는 유전 상수량을 압전 효율의 감소에 이르기까지 감소시키는 상황에서 존재할 수 있으며, 이 경우 감응도의 기대 이득은 소실될 수 있다. 따라서 압전 배합의 선택은 바람직하게는 이들 관심 사항을 조화시킴으로써 이루어진다. 한 가지 적절한 압전 결정 재료는 지르콘 티탄산납(lead-zirconate-titanat)(PZT)이다.
반사 방지층(120)은 시청자가 보는 방향의 최외측에 배치되어 외부에서 디스플레이 표면으로 입사되는 외광이 디스플레이 표면에서 반사되는 것을 최소화하여 광 반사에 의한 표시 품질의 저하를 방지할 수 있도록 한다.
이러한 반사 방지층(120)은 외부 충격으로부터 디스플레이를 보호하는 하드 코팅층으로 대처할 수 있고, 반사 방지층(120)의 표면에 하드 코팅층이 적층될 수 있다. 반사 방지층(120)은 표면 반사방지필름 외에, 근적외선 차단필름 및 네온광 차폐필름 등을 적층하여 구성할 수 있다.
전자파 차폐층(130)은 베이스 기판(100)의 하면에 형성되어 전자파를 차폐하기 위한 것으로, 도전성 메쉬필름 또는 금속박막과 고귤절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막이 사용될 수 있다.
여기에서, 도전성 메쉬필름으로는 접지된 금속메쉬, 합성수지나 금속섬유의 메쉬에 금속을 피복한 것을 사용할 수 있다. 도전성 메쉬필름을 구성하는 금속의 재질로는 구리, 크롬, 니켈, 은, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄 등 전기도전성이 우수하고 가공성이 있는 금속이면 어떠한 금속도 사용이 가능하다.
그리고, 다층 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide)로 대표되는 고굴절 투명박막을 전자파 차폐를 위해 사용할 수 있다. 다층 투명도전막으로는 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 등의 금속박막과, 산화인듐, 산화제2주석, 산화아연 등의 고굴절률 투명박막을 교대로 적층한 다층박막 등이 있다.
금속박막은 은(Ag) 또는 은을 함유한 합금으로 이루어진 박막층이 사용될 수 있다. 특히 은은 도전성, 적외선 반사성 및 다층적층을 했을 때 가시광선투과성이 우수하기 때문에 주로 사용되고 있다. 하지만, 은은 화학적 물리적 안정성 안정성을 낮고 주위 환경의 오염물질, 수증기, 열, 광 등에 위하여 열화되기 때문에 은에 금, 백금, 팔라듐, 구리, 인듐, 주석 등의 금속을 1종 이상 함유한 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
전자파 차폐층(130)의 후면에는 적색(R), 녹색(G), 청색(G)의 양을 감소시키거나 조절하여 색균형을 변화시키거나 조정하는 색보정층(140)이 결합될 수 있다. 그리고 색보정층(140)에는 근적외선 차단층 및 네온광 차폐층 등을 적층하여 구성되거나 근적외선 차단 및 네온광 차폐를 위한 색소가 포함될 수 있다.
일반적으로 패널 어셈블리 내의 플라즈마로부터 발생하는 빨간색의 가시광선은 오렌지색으로 나타나는 경향이 있다. 본 발명의 실시예에 의한 색보정층(140)은 580~600㎚의 파장대를 가지는 오렌지색에 대해 60% 이상의 투과율을 가짐으로써 오렌지색을 빨간색으로 색보정하는 역할을 축소하거나 제외할 수 있다.
색보정층(140)은 디스플레이의 색재현 범위를 증가시키고 화면의 선명도를 향상시키기 위하여 다양한 색소를 사용할 수 있다. 색보정층에 사용되는 색소의 종류는 안트라퀴논계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시안닌계, 메틴계 등의 네온광 차폐기능을 가진 유기색소가 있고, 이외에 다양한 색소가 적용될 수 있다. 색소의 종류와 농도는 색소의 흡수파장, 흡수계수, 디스플레이에서 요구되는 투과특성에 의하여 결정되는 것이므로 특정수치로 한정되지 않는다.
위에서 설명한 각 기능층들을 맞붙일 때 점착층이 사용될 수 있다. 이러한 점착층은 일예로, 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 우레탄계 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제(PMB), 에틸렌-아세트산비닐계 접착제(EVA), 폴리비닐에테르, 포화무정형 폴리에스테르, 멜리민수지 등을 들 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 필터의 단면도이다.
제2실시예에 따른 디스플레이 필터는 상기 제1실시예에서 설명한 디스플레이 필터의 구조와 동일하고, 외부 환경광을 흡수하기 위한 외광 차폐층(400)이 더 포함된다.
외광 차폐층(400)은 지지체(410)와, 이 지지체(410)의 일면에 형성되는 기재(420)와, 기재(420) 내에 형성되어 외부로부터 디스플레이 패널(300)로 유입되는 외부 환경광을 차단하는 차광패턴(430)을 포함한다. 본 실시예에서 차광 패턴(430)은 일정한 주기로 서로 이격되어 배치되는 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프(black stripe)로 구성된다.
기재(420)는 직접 베이스 기판(110)측에 형성될 수 있지만, 지지체(410)에 기재(420)를 형성한 후 베이스 기판(110)측과 결합할 수 있다. 지지체(410)는 차광패턴(430)이 형성된 기재(420)를 지지하는 역할을 한다. 지지체(410)는 자외선 투과성을 가지는 투명한 수지 필름이 바람직하다. 지지체(232)의 재질로는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate)(PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate)(PC), 폴리염화비닐(PVC) 등이 사용될 수 있다. 물론, 지지체(410)로는 필터의 고유 기능을 가진 막, 예를 들어 반사방지층(120), 색보정층(140) 또는 전자파 차폐층(130) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 차광 패턴(430)은 단면이 쐐기형상을 가지며, 디스플레이 패널(300)에 대향하는 기재(420)의 일면에 일정한 주기로 다수의 블랙 스트라이프 패턴이 서로 이격되어 형성되어 외부 환경광이 디스플레이 패널 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 기재(420)는 자외선 경화성 수지로 형성되고, 차광 패턴(430)은 빛을 흡수할 수 있는 검은색 무기물 및/또는 유기물, 금속으로 형성될 수 있다. 특히 금속의 경우에는 전기 전도도가 크고, 즉 전기 저항이 낮기 때문에 금속 박막을 첨가하여 차광패턴(430)을 형성하는 경우 금속 분말의 농도에 따른 전기 저항의 조절이 가능하기 때문에 차광 패턴(430)은 전자파 차폐기능을 수행할 수 있다. 나아가 표면이 검게 처리된 또는 검음색의 금속을 사용하는 경우 외광 차폐 기능 및 전자파 차폐기능을 효율적으로 구현할 수 있다. 또한 차광패턴(430)으로는 탄소를 포함하는 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있다.
본 발명의 차광 패턴(430)은 롤 성형법, 열가소성 수지를 이용한 열 프레스(press)법이나, 차광 패턴(430)과 반대 형상이 전사된 기재(420) 내에 열가소성 또는 열경화성 수지를 충전하여 성형하는 사출 성형법 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 기재(420)를 구성하는 자외선 경화성 수지가 반사방지기능, 전자파 차폐기능, 색조절기능 또는 이들의 조합기능을 가지고 있는 경우 외광 차폐층(400)은 부가적으로 이러한 기능들을 수행할 수도 있다.
외광 차폐층(400)을 구성하는 차광 패턴(430)은 외부 환경광을 흡수하여 외부 환경광이 디스플레이 패널(300)로 유입되는 것을 막고, 디스플레이 패널(300)로부터의 입사광을 시청자 쪽으로 전반사하는 역할을 한다. 따라서, 가시광선에 대한 높은 투과율과 높은 명암 대비비(contrast ratio)를 얻을 수 있다.
도 4a, 도4b는 본 발명의 제3, 제 4실시예에 따른 디스플레이 필터를 보여주는 단면도이다.
제3, 제4실시예에 따른 디스플레이 디스플레이 필터(500)는 LCD(Liquid Crystal Display)에 적용되는 필터(보호판)이고, 이 디스플레이 필터(500)에 진동감지 접촉 입력장치가 일체로 구비되는 구조를 보여주고 있다. 이러한 제3, 제4실시예에 따른 디스플레이 필터(500)는 LCD(Liquid Crystal Display)에 한정되는 것이 아니고 어떠한 디스플레이에도 적용될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 본 발명에 따른 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터(500)는 베이스 기판(510)과, 베이스 기판(510)의 일면에 형성되는 제1반사 방지층(520)과, 베이스 기판(510)의 타면에 형성되는 제2반사 방지층(530)과, 이 베이스 기판(510), 제1반사 방지층(520) 및 제2반사 방지층(530) 중 적어도 어느 한 층에 설치되어 접촉된 위치를 진동으로 감지하여 정보를 입력하는 센서(200a,200b) 를 포함한다.
일반적으로 LCD용 디스플레이 필터(500)의 경우 베이스 기판(510)과, 이 베이스 기판(510)의 일면에 점착층 등에 의해 결합되는 제1반사 방지층(520)과, 베이스 기판(510)의 타면에 점착층 등에 의해 결합되는 제2반사 방지층(530)으로 구성된다. 여기에서, 베이스 기판(510)은 LCD 패널의 보호판 역할과 센서(200a,200b)의 접촉판 역할을 겸하게 된다.
센서(200a,200b)는 일 실시예에서 설명한 센서(200a,200b)와 동일하므로 그 설명을 생략한다. 이러한 센서(200a,200b)는 베이스 기판(510), 제1반사 방지층(520) 및 제2반사 방지층(530) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 일예로, 일부 센서는 제1반사 방지층(520)에 설치되고, 나머지 센서는 제2반사 방지층(530)에 설치될 수 있고, 일부 센서는 베이스 기판(510)에 나머지 센서는 제1반사 방지층(520)과 제2반사 방지층(530)에 설치될 수 있다.
도4b를 참조하면, 본 발명에 따른 접촉 입력 감지 기능을 갖는 디스플레이 필터(500)는 베이스 기판(510)과, 베이스 기판(510)의 일면에 형성되는 반사 방지층(520)과, 베이스 기판(510)의 타면에 형성되는 도전막층(540)과, 점착층(550)과, 김서림 방지층(560)과, 베이스 기판(510) 또는 제1반사 방지층(520) 또는 도전막층(530) 중 적어도 어느 한 층에 설치되어 접촉된 위치를 진동으로 감지하여 정보를 입력하는 센서(200a,200b)를 포함한다.
도전막층(540)은 디스플레이 패널편 표면에 금속박막과 고굴절률 투명박막이 복수 회 적층되는 다층막으로 구현될 수 있다. 금속박막은 금, 은, 구리, 백금, 팔 라듐으로 구현될 수 있으며, 고굴절률 투명박막은 산화인듐, 산화제2주석, 산화아연 등으로 구현될 수 있다. 특히, 금속박막으로 도전성, 적외선 반사성 및 다층적층을 했을 때 가시광선투과성이 높은 은(Ag) 또는 은을 함유한 산화물로 구현되는 것이 바람직하다.
김서림 방지층(560)은 디스플레이 패널과 디스플레이 필터 사이의 내부공간에 발생하는 수분을 흡수하여 디스플레이 필터의 김서림을 방지한다. 일례로, 김서림 방지층(560)은 물, 폴리비닐피롤리돈, 및 계면활성제를 포함하는 친수성 코팅층으로 구현되는 폴리에스테르 필름으로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 일 예를 나타낸 평면도이다.
다른 실시예에 따른 센서는 디스플레이 장치에 구비되는 디스플레이 디스플레이 필터(600)가 직사각형 기판일 경우 디스플레이 필터(600)의 네 모서리에 인접하여 위치되는 긴 직사각형 압전 센서(610a, 610b, 610c, 610d)로 구성될 수 있다.
센서들은 감응도가 가장 큰 각각의 축이 디스플레이 필터(600)의 인접한 모서리들에 대해 45도의 각도를 따라 놓이도록 배향되게 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 사시도로서, 디스플레이 디스플레이 필터(700)의 네 모서리 부위에 센서들(720)이 설치되고, 디스플레이 디스플레이 필터(700)의 센서(720)가 장착되는 일측면 가장자리를 따라 발포 장착체(710)가 부착된다.
발포 장착체(710)에는 접착면이 형성되어 디스플레이 디스플레이 필터(700) 의 표면에 단단히 고정될 수 있다. 발포 장착체(710)는 디스플레이 디스플레이 필터(700)의 가장자리에서의 반사를 저감시킬 수 있다. 그리고, 압전 진동 센서(720)들은 직사각형일 수 있으며 이들 센서의 장축이 디스플레이 디스플레이 필터(700)의 인접한 모서리 쪽으로 향하도록 장착될 수 있다.
도 5 및 도 6의 디스플레이 디스플레이 필터(600,700)는 상기의 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예에서 설명한 디스플레이 디스플레이 필터 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 센서는 제1실시예에서 설명한 압전 진동 센서가 적용될 수 있다.
도 7은 디스플레이 디스플레이 필터에 센서가 장착되는 부위를 확대하여 보여주는 도면이다. 센서(810)는 디스플레이 필터(800)의 모서리에 대한 위치 및 그 감응축이 기판의 가장자리와 이루는 각도(θ)에 의해서뿐만 아니라 그 길이(L), 폭(W) 및 그 높이나 두께에 의해 특징 지워질 수 있다.
도 8은 본 발명의 센서와 제어부를 전기적으로 연결하는 배선을 보여주는 일부 평면도이다.
디스플레이 필터(900)의 표면에는 디스플레이 필터(900)의 각 모서리 부위에 설치되는 센서들(910)과 제어부를 전기적으로 연결하기 위한 한 쌍의 배선(920,930)이 각각 인쇄된다.
여기에서, 배선(920,930)은 화상이 디스플레이되는 디스플레이 유효화면을 가리지 않도록 디스플레이 필터(900)의 가장자리에 인쇄되는 것이 바람직하다.
센서(910)가 개별적인 접촉의 영향을 받아 패널에서 전파되는 진동의 영향으로 응력을 받을 때, 압전 재료에는 전하 구배가 생성됨으로써 재료의 두께에 걸쳐 전압 강하를 일으킨다. 압전 센서의 상부 및 하부 상의 전극에 배선(910,920)을 접속시킴으로써, 압전 센서의 신호는 접촉 위치를 결정하기 위해 신호의 계산과 해석을 위한 제어부(미도시)와 통신을 할 수 있게 된다. 압전 장치는 배선이 장치의 동일 측면 상에서 접근 가능한 양 전극으로 인해 보다 편리하게 접속될 수 있도록 압전 장치의 일 측면 상의 전극이 압전 장치의 다른 측면 상으로 조금 연장되게 권취되는 경우 이용 가능하다.
도 9는 본 발명의 디스플레이 필터의 표면에 인쇄되는 배선 구조를 나타낸 평면도이다. 각각 한 쌍의 배선(910a 및 920a, 910b 및 920b, 910c 및 920c, 910d 및 920d)에 디스플레이 필터(900)의 네 모서리 부위에 설치되는 센서(910a, 910b, 910c, 910d)가 각각 접속된다. 각각의 한 쌍의 배선들은 디스플레이 필터(900)의 가장자리를 따라 테일(940)이 접속될 수 있는 영역까지 연장된다. 테일(940)은 접촉에 의한 굴곡파 진동을 감지함으로써 각 센서로부터 수집된 정보를 이용하여 접촉 입력의 위치를 결정하여 보고하는 제어부(미도시)에 배선들을 접속하는 편리한 수단을 제공할 수 있다.
지금까지는 설명의 편의를 위하여 PDP용 필터 및 LCD용 필터를 대상으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예컨대 화상을 표시하는 어떠한 디스플레이 적용되는 필터에도 본 발명의 진동 감지 접촉입력장치가 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이 필터를 구비한 디스플레이 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이 필터를 보여주는 단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 필터를 보여주는 단면도,
도 4a, 도4b는 본 발명의 제3, 제 4실시예에 따른 디스플레이 필터를 보여주는 단면도,
도 5는 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 일 예를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 일 예를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 일예를 나타낸 부분 평면도,
도 8은 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 배선을 나타낸 부분 평면도,
도 9는 본 발명의 디스플레이 필터에 적용되는 센서의 배선 및 테일 배치를 나타낸 평면도이다.

Claims (15)

  1. 액정 디스플레이 패널이 내장된 액정 디스플레이 장치에 사용되고,
    상기 액정 디스플레이 패널 전방에 배치되는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판에 적층되는 반사 방지층을 포함하는 광학필터부; 및
    상기 광학필터부에 설치되며, 접촉인자가 상기 광학필터부의 임의의 위치에 접촉함에 따라 상기 광학필터부의 접촉위치로부터 발생하는 진동을 감지하는 진동 감지부;
    를 포함하고,
    상기 광학필터부가:
    상기 베이스 기판에 적층되며, 액정 디스플레이 패널과 상기 광학필터부 사이의 공간에 발생하는 수분을 흡수하여 상기 광학필터부 표면의 김서림을 방지하는 김서림 방지층;
    을 더 포함하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학필터부가:
    상기 베이스 기판의 액정 디스플레이 패널편 표면에 적층되는 전자파 차폐층 또는 근적외선 차폐층 또는 네온광 차폐층 또는 색보정층 중 적어도 1 이상의 층;
    을 더 포함하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광학필터부가:
    상기 베이스 기판의 액정 디스플레이 패널편 표면에 적층되는 전자파 차폐층 또는 근적외선 차폐층 또는 네온광 차폐층 또는 색보정층 중 적어도 전자파 차폐층을 포함하고,
    상기 전자파 차폐층에 적층되며, 외부 환경광을 흡수하기 위한 외광 차폐층을 더 포함하는
    접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광학필터부가:
    상기 베이스 기판의 액정 디스플레이 패널편 표면에 금속박막과 고굴절률 투명박막이 복수 회 적층되는 도전막층;
    을 더 포함하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동 감지부가:
    상기 광학필터부의 각 모서리와 인접한 위치에 설치되어 상기 광학필터부의 접촉위치로부터 발생하는 진동을 감지하는 압전센서; 및
    상기 압전센서로부터 진동 감지 신호를 입력받아 접촉위치를 계산하는 제어부;
    를 더 포함하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압전센서는 직사각형 형태이고, 상기 광학필터부의 대각선 방향으로 길게 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 압전센서는 3:1의 길이 대 폭 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 압전센서는 상기 광학필터부의 모서리 부분의 인접한 가장자리와 45도의 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 압전센서는 액정 디스플레이 필터의 네 모서리 부위에 각각 설치되는 네 개의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 압전센서들 중 적어도 하나는 진동 에미터로서 작동하는 것을 특징으로 하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부와 압전센서를 연결하는 배선이 상기 베이스 기판의 표면에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터; 및
    상기 액정 디스플레이 필터로 디스플레이 광을 방출하는 액정 디스플레이 패널;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  15. 청구항 7 항에 기재된 접촉 입력 감지 기능을 갖는 액정 디스플레이 필터; 및
    상기 액정 디스플레이 필터로 디스플레이 광을 방출하는 액정 디스플레이 패널;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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