KR101067164B1 - 터치스크린 일체형 표시장치 - Google Patents

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오용수
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Abstract

본 발명은 터치스크린 일체형 표시장치에 관련된 것으로 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상측에 위치하는 터치스크린, 상기 디스플레이부와 상기 터치스크린 사이에 위치하고 상기 터치스크린의 테두리영역에 배치되어 상기 디스플레이부와 상기 터치스크린을 결합하는 양면 접착시트, 및 상기 양면 접착시트의 내측에 위치하며 상기 터치스크린과 접착하고 상기 디스플레이부와 접촉하는 광학 투명시트를 포함한다.

Description

터치스크린 일체형 표시장치{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치스크린 일체형 표시장치에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달과 더불어 핸드폰, PDA, 네비게이션과 같은 단말기는 단순한 문자 정보의 표시수단에서 더 나아가 오디오, 동영상, 무선 인터넷 웹 브라우저 등과 같은 더욱 다양하고 복잡한 멀티 미디어 제공 수단으로 그 기능을 확대해 나가고 있다.
따라서, 제한된 전자 정보 단말기의 크기 내에서 더욱 큰 디스플레이 화면의 구현이 요구되고 있고 이에 따라 터치스크린을 적용한 표시장치가 더욱 각광받고 있다.
터치스크린은 디스플레이의 전면에 배치되어 디스플레이와 일체의 구성을 갖게 되고, 사용자는 터치스크린을 사용하여 목적하고자 하는 화상을 선택하게 된다.
종래의 터치스크린이 디스플레이의 전면에 배치되는 경우 터치스크린과 디스플레이 사이에 일정한 간격을 갖도록 배치하였다. 이러한 종래의 방식은 터치스크린과 디스플레이 사이에 에어갭을 형성하게 되어 디스플레이에서 생성된 화상의 투과율이 나빠지는 단점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 양면 접착시트를 사용하여 디스플레이 전면에서 터치스크린을 접착시켜 에어갭을 제거하였다. 그러나 이러한 방식은 터치스크린에 결함이 발생한 경우 디스플레이에서 터치스크린을 박리하는 것이 용이하지 않고, 접착제가 디스플레이 전면에 얼룩을 남기는 문제점이 있었다. 그에 따라, 터치스크린의 불량으로 디스플레이까지 폐기 처분하는 경우가 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 터치스크린을 디스플레이에 결합할 때 양면 접착시트와 투명 광학시트를 사용하여 터치스크린과 디스플레이 사이에 에어갭을 제거하고, 투명 광학시트가 터치스크린과 접착하고 디스플레이와 접촉함으로써 터치스크린에 불량이 발생하였을 경우 디스플레이로부터 터치스크린을 용이하게 박리할 수 있는 터치스크린 일체형 표시장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 터치스크린 일체형 표시장치에 관련된 것으로 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상측에 위치하는 터치스크린, 상기 디스플레이부와 상기 터치스크린 사이에 위치하고 상기 터치스크린의 테두리영역에 배치되어 상기 디스플레이부와 상기 터치스크린을 결합하는 양면 접착시트, 및 상기 양면 접착시트의 내측에 위치하며 상기 터치스크린과 접착하고 상기 디스플레이부와 접촉하는 광학 투명시트를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 광학 투명시트의 두께는 상기 양면 접착시트의 두께와 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 양면 접착시트의 내측면은 상기 양면 접착시트의 내측에 위치하는 상기 광학 투명시트의 외측면과 접촉하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 광학 투명시트의 외측면은 상기 양면 접착시트의 내측면에 둘러쌓인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 디스플레이부는 LCD 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 디스플레이부는 OLED 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 터치스크린은 정전용량식 터치스크린인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 터치스크린은 저항막식 터치스크린인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 터치스크린과 디스플레이부를 결합할 때 양면 접착시트의 내측에 배치된 광학 투명시트는 디스플레이부와 접착하지 않고, 터치스크린의 테두리영역에 위치한 양면 접착시트를 통해 터치스크린과 디스플레이부가 결합되므로 접착면적을 최소화함으로써 터치스크린에 불량이 발생하였을 경우 터치스크린을 디스플레이부로부터 용이하게 분리할 수 있다.
또한, 본 발명은 양면 접착시트의 내측에 광학 투명시트가 위치하여 터치스크린과 디스플레이부 사이에 에어갭을 형성하지 않는 구조를 가지므로 디스플레이부에서 생성된 화상이 사용자에게 더욱 선명하게 전달된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 일체형 표시장치의 변형예를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 채용될 수 있는 디스플레이부로 LCD를 간략히 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 채용될 수 있는 디스플레이부로 OLED를 간략히 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에 채용될 수 있는 터치스크린의 분해사시도이다.
도 6은 도 1에 채용될 수 있는 또 다른 터치스크린의 분해사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 분해사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 일체형 표시장치의 변형예를 도시한 분해사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 발명에 따른 터치스크린 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 터치스크린 일체형 표시장치(10 : 이하, 표시장치)는 도 1에 도시된 것과 같이, 디스플레이부(100), 디스플레이부 상측에 위치하는 터치스크린(200)을 포함하여 구성되고, 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)은 접착층에 의해 결합된다. 이때, 접착층은 양면 접착시트(300)와 광학 투명시트(400)로 구성된다.
이때, 양면 접착시트(300)는 터치스크린(200)의 테두리영역(E)에 배치되고, 양면 접착시트(300)의 내측에는 광학 투명시트(400)가 위치한다. 양면 접착시트(300)는 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)을 결합시키는 기능을 수행하고, 광학 투명시트(400)는 디스플레이부(100)와 터치스크린(200) 사이의 에어갭을 제거하는 기능을 수행한다.
접착층의 구조 및 기능을 상세히 검토하면, 먼저 양면 접착시트(300)는 디스플레이부(100)와 터치스크린(200) 사이에 위치하고 터치스크린(200)의 테두리영역에 배치되어 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)을 결합시킨다.
이때, 터치스크린(200)의 테두리영역은 디스플레이에서 생성된 화상이 통과하지 않는 영역으로 터치스크린(200)의 전극패턴과 연결되는 전극배선이 위치하는 영역이다.
다만, 양면 접착시트(300)는 테두리영역을 모두 커버하도록 형성될 필요는 없고, 도 1에 도시된 것과 같이 대향하는 2개의 모서리부분에 위치할 수 있다. 즉, 터치스크린(200)의 테두리영역에 위치하는 양면 접착시트(300)의 배치는 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)을 결합시킬 수 있는 범위에서 변형될 수 있다.
그리고, 광학 투명시트(400)는 양면 접착시트(300)의 내측에 위치하며 터치스크린(200)과 접착하고 디스플레이부(100)와 접촉한다. 양면 접착시트(300)는 가열됨으로써 접착층이 형성되는데, 양면 접착시트의 일면을 가열하여 터치스크린(200)과 접착된 상태에서 외측에 양면 접착시트(300)를 터치스크린(200)에 접착하고, 이를 통해 터치스크린(200)과 디스플레이부(100)를 결합시킨다.
이러한, 광학 투명시트(400)는 디스플레이부(100)와 터치스크린(200) 사이에 에어갭을 제거하여 사용자에게 제공되는 화상의 시인성을 향상시킨다. 또한, 광학 투명시트(400)는 디스플레이부(100)와 접착되지 않고 접촉만 된 상태이기 때문에 터치스크린(200)에 불량이 발생한 경우 양면 접착시트(300)의 접착력만을 제거하여 손쉽게 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)을 분리할 수 있다.
이때, 광학 투명시트(400)의 두께가 양면 접착시트(300)와 동일한 두께를 갖는 것이 디스플레이부(100)와 터치스크린(200) 사이에 에어갭을 완전히 제거할 수 있고 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)의 결합을 강화시킨다. 광학 투명시트(400)의 두께가 양면 접착시트의 두께보다 작은 경우 광학 투명시트(400)와 디스플레이부(100) 사이에 적은 양의 에어갭이 발생할 수 있고, 광학 투명시트(400)의 두께가 양면 접착시트(300)의 두께보다 큰 경우 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)의 결합력이 약화될 수 있다.
또한, 양면 접착시트(300)의 내측면(310)은 양면 접착시트(300)의 내측에 위치하는 광학 투명시트(400)의 외측면(410)과 접촉하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 것과 같이, 양면 접착시트(300)가 테두리영역(E)의 대향하는 2개의 모서리부분에 위치하고 내측에 광학 투명시트(400)가 위치할 때, 양면 접착시트의 내측면(310)이 광학 투명시트(400)의 외측면(410)과 접촉하면 디스플레이부(100)와 터치스크린(200) 사이에 형성된 접착층은 평면상 빈공간이 형성되지 않으므로 에어갭이 제거될 수 있다. 또한, 접착층이 터치스크린(200)의 하부기판을 모두 지지하여 터치스크린(200)의 변형을 방지할 수 있다.
그리고, 도 2에 도시된 것과 같이 터치스크린 일체형 표시장치(10' : 이하, 표시장치)는 광학 투명시트(400)의 외측면(410)이 양면 접착시트(300)의 내측면(310)에 둘러쌓인 것이 바람직하다. 이때, 양면 접착시트(300)는 터치스크린(200)의 테두리영역(E)을 모두 커버하도록 형성되고, 내측이 비어있는 형상을 갖는데, 비어있는 내측에 광학 투명시트(400)가 배치되면, 디스플레이부(100)와 터치스크린(200)의 결합력이 강화될 뿐 아니라 에어갭이 완전히 제거되어 시인성이 더욱 향상된다.
본 실시예에 따른 표시장치(10)는 디스플레이부(100)로 CRT 모니터, PDP와 같은 화상제공장치가 채용될 수 있고, LCD와 OLED가 적용될 수 있다.
LCD(100-1)는 도 3에 도시된 것과 같이, 백라이트 유닛(110), 제1 편광판(120), 액정패널(130), 제2 편광판(140)을 포함한다.
백라이트 유닛(110)은 광을 방출하여 액정 패널(130)에 공급하고, 램프, 램프를 감싸는 램프 반사판, 도광판을 포함하여 구성된다. 제1 편광판(120)은 상기 백라이트 유닛(110) 상측에 위치하고, 백라이트 유닛에서 방출한 광 중에서 특정한 방향성을 갖는 제1 편광을 후술하는 액정 패널(130)에 공급한다.
액정패널(130)은 제1 편광판(120) 상측에 위치하고, 백라이트 유닛(120)에서 방출한 광을 공급받아 화상을 생성한다. 이러한 액정패널(130)은 투명한 공통전극이 형성된 상부기판(131)과 화소영역, 화소영역 상에 형성된 화소전극과 스위칭소자를 포함한 어레이 배선이 형성된 하부기판(133)으로 구성되며, 상기 상부기판과 하부기판 사이에는 액정(132)이 충진된다. 또한, 액정패널(130)은 상측에 위치하는 컬러필터기판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
그리고, 제2 편광판(140)은 액정패널(130) 상측에 위치하여 액정 패널(130)에서 생성된 화상을 외부의 사용자에게 전달한다. 제2 편광판(140)은 제1 편광판(120)과 편광성질이 동일하거나 수직을 이룰 수 있으며, 이는 LCD(100-1)가 노멀리 화이트, 노멀리 블랙인지 여부에 따라 변경될 수 있다.
이렇게 제2 편광판(140)이 LCD(100-1)의 최상층을 구성하는 경우 제2 편광판(140)은 접착층을 통해 터치스크린(200)과 결합한다. 한편, 제2 편광판(140) 상측에 투명부재로 구성된 보호층(미도시)이 더 위치하는 경우 보호층이 투명 접착시트를 통해 터치스크린(200)과 결합하게 된다.
그리고, 디스플레이부는 OLED(100-2)가 채용될 수 있다. OLED(100-2)는 도 3에 도시된 것과 같이, 하부기판(110)에 제1 전극층(120), 유기발광층(130), 제2 전극층(140), 상부기판(150)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.
전면발광 OLED의 경우 제1 전극층(120)은 애노드 전극층을 이루며, 제2 전극층(130)은 캐소드 전극층을 구성한다. 애노드 전극층으로부터 정공이, 캐소드 전극층으로부터 전자가 유기발광층으로 주입되고, 주입된 전자와 정공은 유기발광층에서 재결합(recombination)한다. 재결합 에너지에 의해서 안정한 기저 상태(groud state)로부터 에너지가 높은 불안정한 여기 상태(excited state)로 에너지 레벨을 높이며, 이것이 원래의 기저 상태로 돌아갈 때 에너지를 방출하는데 이때 빛이 발생한다. 따라서, OLED(100-2)는 액정표시장치와 같이 별도의 백라이트를 구비하지 않고 자체 발광할 수 있다. OLED(100-2)의 층 구조는 그 구성에 따라 변경될 수 있고, 이는 공지된바 상세한 설명은 생략한다.
디스플레이부(100)에 OLED(100-2)가 채용되는 경우에도 투명한 부재로 구성된 OLED(100-2)의 상부기판(150)은 상술한 양면 접착시트(300) 및 광학 투명시트(400)를 통해 터치스크린(200)과 결합한다.
본 발명에 따른 표시장치(10)에는 저항막식, 정전용량식 터치스크린 등이 채용될 수 있다.
저항막식 터치스크린(200-1)은 도 5에 도시된 것과 같이, 대향면에 전극패턴이 형성된 2개의 기판(210, 230)을 포함한다.
먼저, 제1 기판(210 : 하부기판)의 활성영역에는 제1 전극패턴(220)이 형성되고, 제1 기판(210)의 비활성영역(엣지영역)에는 제1 전극패턴(220)과 연결된 제1 전극배선(226)이 형성된다. 도 5에 도시된 것과 같은 아날로그 저항막식의 터치스크린(200-1)은 제1 전극패턴(220)이 박막형상의 저항막으로 형성되고, 2개의 제1 전극배선(226)은 저항막과 연결되며 Y방향으로 형성된다.
이때, 제1 기판(210)은 유리기판, 필름기판, 섬유기판, 종이기판이 사용될 수 있고 특별히 한정되지는 않는다.
또한, 제1 전극패턴(220)은 ITO, 탄소나노튜브, 투명한 전도성 고분자로 구성될 수 있고, 제1 전극배선(226)은 제1 전극패턴과 동일한 재료로 구성되거나 은(Ag)으로 구성된다. 전도성 고분자는 유기계 화합물로 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 등이 채용될 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물의 경우가 가장 바람직하고, 상기 유기계 화합물 중 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
제2 기판(230 : 상부기판)은 제1 기판(210)과 이격되게 배치되며 제1 전극패턴(220)이 형성된 면의 대향면에는 마찬가지로 제2 전극패턴(미도시) 및 제2 전극배선(246)이 형성된다. 제2 전극패턴 역시 박막의 형상을 가지며, 제2 전극배선(246)이 연결된다. 이때, 제2 전극배선(246)은 저항막과 연결되되 X방향으로 형성된다.
저항막식 터치스크린(200-1)의 경우 사용자가 터치스크린에 접촉시 2개의 기판에 형성된 전극패턴이 접촉하고, 그때의 전압변화를 측정하여 접촉지점의 좌표를 검출한다. 그에 따라, 스페이서(250)는 2개의 기판을 이격시키되 외압에 의해 2개의 전극패턴이 접촉할 수 있도록 내측이 개방된 형상을 갖는다.
한편, 도 5에서는 아날로그 저항막식의 터치스크린 패널 중 4선식 터치스크린 패널을 예시하고 있으나, 방식에 따라 전극배선의 개수는 달라질 수 있다. 그리고, 디지털 저항막식 터치스크린의 경우 전극패턴은 바 형상으로 복수로 구성되며, 그에 따라 전극배선의 수도 증가한다.
그리고, 도 5에 도시되지 않고 있으나, 제1 기판(210) 또는 제2 기판(230)의 대향면에는 가벼운 압력으로 전극패턴 사이가 잘못 접촉되지 않도록 에폭시(epoxy), 아크릴 수지 등 절연성 합성수지로 이루어진 도트 스페이서(dot spacer)를 더 포함할 수 있다.
정전용량식 터치스크린(200-2) 또한 도 6에 도시된 것과 같이, 대향하게 설치되는 2개의 기판(210, 230)을 포함하고, 제1 기판(210)과 상기 제2 기판(230)이 이격되도록 제1 기판(210)과 상기 제2 기판(230) 사이에 스페이서(250)가 배치된다. 이러한, 스페이서(250)는 투명한 플라스틱으로 구성되어 투명접착제에 의해 결합되거나, 소정의 두께를 갖는 투명 접착시트가 채용될 수 있다.
이때, 제1 기판(210 : 하부기판)에는 복수의 제1 전극패턴(220)이 제1 방향(Y 방향)으로 평행하게 형성된다. 제1 전극패턴(220)은, 센싱부(222)와 연결부(224)를 포함하며 센싱부(222)와 연결부(224)가 반복된 형상을 갖는다. 이때 센싱부(222)는 사용자의 손이 터치스크린에 접촉하였을 때 캐패시턴스의 변화가 감지되는 부분이며, 연결부(224)는 인접하는 센싱부(222)를 연결하는 부분이다.
한편, 도 6에는 센싱부(222)가 마름모 형상을 갖고 있으나, 이는 하나의 예시에 불과하며 육각형 또는 팔각형 등으로 변형되어 실시될 수 있다.
그리고, 제1 기판(210) 상에는 제1 전극패턴(220)과 연결되는 제1 전극배선(226)이 형성된다. 제1 전극패턴(220)과 연결된 제1 전극배선(226)은 제1 기판(210)의 테두리영역으로 연장되어 그 말단이 제1 기판(210)의 접속부에 집결되도록 배치된다. 접속부는 FPCB(미도시)와 연결되어 제1 전극패턴(220)의 캐패시턴스 변화를 제어부(미도시)에 전달한다.
이때, 제1 기판(210)은 도 3에 도시된 제1 기판(110)과 같이 유리기판 또는 필름기판 등으로 구성될 수 있다.
제2 기판(230 : 상부기판)은 제1 기판(210)과 이격되게 배치되며 제1 전극패턴(220)이 형성된 면의 대향면에는 복수의 제2 전극패턴 및 제2 전극배선이 형성된다.
정전용량식 터치스크린(200-2)의 경우 사용자의 손가락 등이 터치스크린에 접촉시 전극패턴과 손가락 사이의 작용에 의한 캐패시턴스 변화를 측정하여 접촉지점의 좌표를 검출한다. 따라서, 스페이서(250)는 2개의 기판(210, 230)에 형성된 전극패턴이 접촉되지 않게 공간적으로 완전히 분리시키는 것이 바람직하다.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10, 10' : 터치스크린 일체형 표시장치
100 : 디스플레이부 100-1 : LCD
100-2 : OLED 200 : 터치스크린
200-1 : 저항막식 터치스크린 200-2 : 정전용량식 터치스크린
300 : 양면 접착시트 310 : 내측면
400 : 광학 투명시트 410 : 외측면

Claims (8)

  1. 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 상측에 위치하는 터치스크린;
    상기 디스플레이부와 상기 터치스크린 사이에 위치하고 상기 터치스크린의 테두리영역에 배치되어 상기 디스플레이부와 상기 터치스크린을 결합하는 양면 접착시트; 및
    상기 양면 접착시트의 내측에 위치하며 상기 터치스크린과 접착하고 상기 디스플레이부와 접촉하는 광학 투명시트;
    를 포함하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 투명시트의 두께는 상기 양면 접착시트의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 양면 접착시트의 내측면은 상기 양면 접착시트의 내측에 위치하는 상기 광학 투명시트의 외측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 광학 투명시트의 외측면은 상기 양면 접착시트의 내측면에 둘러쌓인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이부는 LCD 인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이부는 OLED 인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치스크린은 정전용량식 터치스크린인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치스크린은 저항막식 터치스크린인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
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