KR101773514B1 - 터치스크린 일체형 평판표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 활성 영역 및 상기 활성 영역을 둘러싸는 비활성 영역을 포함하는 기판; 상기 비활성 영역의 상기 기판 상에 제공된 블랙 매트릭스; 및 상기 블랙 매트릭스와 대응하여 상기 기판 아래에 제공된 컬러 데코레이션층을 포함하며, 상기 컬러 데코레이션층은 저굴절률 물질과 고굴절률 물질이 교대로 적층되어 이루어지는 터치스크린 일체형 평판표시장치를 포함한다.

Description

터치스크린 일체형 평판표시장치{FLAT PANEL DISPLAY DEVICE INTEGRATED WITH TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치스크린 일체형 평판표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컬러 데코레이션(color decoration)을 가진 윈도우 일체형의 터치스크린 일체형 평판표시장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 널리 알려져 있다. 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
본 발명의 일 목적은 박형화와 더불어 투과율 저하 없이 컬러 데코레이션(color decoration)이 가능한 윈도우 일체형의 터치스크린 일체형 평판표시장치를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치스크린 일체형 평판표시장치는, 활성 영역 및 상기 활성 영역을 둘러싸는 비활성 영역을 포함하는 기판; 상기 비활성 영역의 상기 기판 상에 제공된 블랙 매트릭스; 및 상기 블랙 매트릭스와 대응하여 상기 기판 아래에 제공된 컬러 데코레이션층을 포함하며, 상기 컬러 데코레이션층은 저굴절률 물질과 고굴절률 물질이 교대로 적층되어 이루어진다.
상기에서, 상기 컬러 데코레이션층의 광학적 거리는 상기 컬러 데코레이션층을 통해 반사되는 특정 광 중 어느 하나의 반파장에 대한 정수배이다. 상기 저굴절률 물질은 SiO2로 이루어지고, 상기 고굴절률 물질은 TiO2로 이루어진다.
상기 블랙 매트릭스는 수지로 이루어진다. 상기 기판과 상기 컬러 데코레이션층 사이에 제공된 반사 방지층을 더 포함한다.
상기 블랙 매트릭스 상에 배치된 금속배선; 상기 금속배선과 연결되며, 상기 활성 영역에 배치되는 감지패턴들을 더 포함한다.
상기 감지패턴들은 ITO(Indium Tin Oxide)으로 이루어진다.
상기 기판 상에 상기 블랙 매트릭스를 덮는 오버 코트층을 더 포함하되, 상기 금속배선 및 상기 감지패턴들은 상기 오버 코트층 상에 배치된다.
상기 감지 패턴들은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지패턴들 및 상기 제1 감지패턴들과 서로 이격되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지패턴들을 포함한다.
상기 제1 감지패턴들은 제1 전도성 패턴들 및 상기 제1 전도성 패턴들을 연결시키는 제1 브릿지 패턴들을 포함한다.
상기 제2 감지패턴들은 제2 전도성 패턴들 및 상기 제2 전도성 패턴들을 연결시키는 제2 브릿지 패턴들을 포함한다.
상기 제1 브릿지 패턴 상에 제공된 절연막 패턴을 더 포함하되, 상기 제2 브릿지 패턴은 상기 절연막 패턴 상에 배치된다.
상기 블랙 매트릭스 상에 상기 금속배선과 이격되어 배치되는 접지 배선을 더 포함한다.
상기 금속배선 및 상기 접지 배선과 상기 오버 코트층 사이의 각각의 아래에 제공되는 전도성 배선 패턴들을 더 포함하되, 상기 전도성 배선 패턴들은 상기 금속배선과 상기 감지패턴을 전기적으로 연결한다.
상기 감지패턴들, 상기 금속배선 또는 상기 접지 배선 중 적어도 하나는 그래핀(graphene)으로 이루어진다.
본 발명의 터치스크린 일체형 평판표시장치는, 블랙 매트릭스와 대응되는 기판의 아래에 굴절률이 다른 다중막으로 이루어진 컬러 데코레이션층을 형성하여 특정 파장대만을 반사시켜, 그 파장대의 색상을 가진 컬러 데코레이션을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 터치스크린 일체형 평판표시장치는 기존의 두꺼운 윈도우 시트를 상기 컬러 데코레이션층이 대신하므로, 박형화가 가능하고, 투과율 저하가 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 평판표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 선 I-I' 단면의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되는 것으로 해석되어져서는 안되며, 당업계에서 보편적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 따라서, 도면에서의 요소들이 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 평판표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A' 단면의 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 평판표시장치는, 기판(100), 상기 기판(100) 상에 제공된 블랙 매트릭스(110), 오버 코트층(115), 다수의 제1 감지패턴들(157), 제1 절연막 패턴(140), 다수의 제2 감지패턴들(167) 및 컬러 데코레이션층(185)을 포함할 수 있다.
상기 기판(100)은 활성 영역(A) 및 상기 활성 영역(A)을 둘러싸는 비활성 영역(NA)을 포함한다. 상기 기판(100)은 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(100)은 유리로 이루어질 수 있다. 상기 기판(100)의 하부면은 사람의 손 또는 물체가 접촉하는 부분일 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(110)는 상기 비활성 영역(NA)의 상기 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(110)는 빛샘을 차단하는 역할을 하며, 상기 활성 영역(A)의 가장자리를 따라 폐루프(closed loop) 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(110)는 유기물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 블랙 매트릭스(110)는 수지(resin)로 이루어질 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(110)가 형성된 영역은 데코레이션(decoration)이나 로고(logo)를 가질 수 있다.
상기 오버 코트층(115)은 상기 블랙 매트릭스(110)를 덮도록 상기 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 상기 오버 코트층(115)은 상기 기판(100)의 전면을 덮을 수 있다. 상기 오버 코트층(115)은 평탄한 상면을 제공할 수 있다. 상기 오버 코트층(115)은 유기물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 감지패턴들(157)은 상기 활성 영역(A)의 상기 오버 코트층(115) 상에 제공되며, 감지 전극으로서의 역할을 수행하기 위해 제1 방향(예를 들어, X방향)을 따라 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 감지패턴들(157)은 제1 전도성 패턴들(150) 및 상기 제1 전도성 패턴들(150)을 전기적으로 연결시키는 제1 브릿지 패턴들(120)을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 감지패턴들(157)은 약 15 내지 20개가 일렬로 배열될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 전도성 패턴들(150)은 도 1 에 도시된 바와 같이 다이아몬드(diamond) 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 브릿지 패턴들(120)은 상기 제1 전도성 패턴들(150)보다 좁은 폭을 가지는 직사각형 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 전도성 패턴들(150) 및 상기 제1 브릿지 패턴들(120)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전도성 패턴들(150) 및 상기 제1 브릿지 패턴들(120)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 그래핀(graphene)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 브릿지 패턴들(120) 상에는 제1 절연막 패턴(140)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연막 패턴(140)은 유기물로 이루어질 수 있다.
상기 제2 감지패턴들(167)은 상기 제1 절연막 패턴(140) 및 상기 활성 영역(A)의 상기 오버 코트층(115) 상에 제공되며, 감지 전극으로서의 역할을 수행하기 위해 상기 제1 감지패턴들(157)과 교차하는 제2 방향(예를 들어, Y방향)을 따라 연결되도록 형성된다. 상기 제2 감지패턴들(167)은 상기 제1 감지패턴들(157)과 전기적으로 연결되지 않도록 배치된다. 즉, 상기 제1 감지패턴들(157)과 상기 제2 감지패턴들(167)은 상기 제1 절연막 패턴(140)에 의해 서로 이격된다.
상기 제2 감지패턴들(167)은 제2 전도성 패턴들(160) 및 상기 제2 전도성 패턴들(160)을 전기적으로 연결시키는 제2 브릿지 패턴들(165)을 포함할 수 있다. 상기 제2 브릿지 패턴들(165)은 상기 제1 절연막 패턴(140) 상에 배치된다. 이때, 상기 제2 전도성 패턴들(160) 및 상기 제2 브릿지 패턴들(165)은 일체형으로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 제2 감지패턴들(167)은 약 15 내지 20개가 일렬로 배열될 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 전도성 패턴들(160)은 도 1 에 도시된 바와 같이 다이아몬드(diamond) 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제2 전도성 패턴들(160)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 브릿지 패턴들(165)은 상기 제2 전도성 패턴들(160)보다 좁은 폭을 가지는 직사각형 바(bar) 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 전도성 패턴들(160) 및 상기 제2 브릿지 패턴들(165)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전도성 패턴들(160) 및 제2 브릿지 패턴들(165)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 그래핀(graphene)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 전도성 패턴들(150) 및 상기 제2 전도성 패턴들(160)은 서로 동일한 평면상에 배치되며, 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치된다. 상기 제1 브릿지 패턴들(120)은 상기 제2 감지패턴들(167)의 상기 제2 브릿지 패턴들(165)과 상기 제1 절연막 패턴(140)을 사이에 두고 교차된다.
상기 블랙 매트릭스(110)와 대응되는 상기 오버 코트층(115) 상에는 상기 제1 감지패턴들(157) 및 상기 제2 감지패턴들(167)을 위치 검출 라인(미도시)과 연결하는 다수의 제1 금속배선들(135) 및 제2 금속배선들(170)이 배치된다. 상기 제1 금속배선들(135) 및 상기 제2 금속배선들(170)은 금속 또는 그래핀(graphene)으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 금속배선들(135)은 상기 제1 감지패턴들(157)의 정정 용량 변화를 위치 검출 라인에 전달할 수 있다. 상기 제2 금속배선들(170)은 상기 제2 감지패턴들(167)의 정정 용량 변화를 위치 검출 라인에 전달할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 금속배선들(135)은 상기 비활성 영역(NA)의 일측 및 타측에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제1 금속배선들(135)은 도시된 바와 같이 그룹별로 일측과 타측에 나뉘어 배치될 수 있다. 이와는 달리, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 금속배선들(135)은 이븐(even) 또는 오드(odd) 그룹 중 어느 하나의 그룹은 일측에 다른 그룹은 타측에 배치될 수 있다. 상기 제1 금속배선들(135)의 배열은 한 열의 상기 제1 감지패턴들(157)과 상기 위치 검출 라인을 연결시키는 구조라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 제2 금속배선들(170)은 상기 위치 검출 라인과 인접한 비활성 영역(NA) 상에 배치될 수 있다.
한편, 상기 비활성 영역(NA)의 상기 블랙 매트릭스(110)와 대응되는 영역에는, 상기 제1 금속배선들(135) 및 상기 제2 금속배선들(170)과 이격되어 상기 제1 금속배선들(135) 및 상기 제2 금속배선들(170)의 일부를 둘러싸는 접지 배선(130)이 더 배치될 수 있다. 상기 접지 배선(130)은 도전성 물질, 예를 들면 금속 또는 그래핀(graphene)으로 이루어질 수 있다. 상기 접지 배선(130)은 외부의 정전기에 의한 충격을 막아주는 역할을 할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 금속배선들(135), 제2 금속배선들(170) 및 상기 접지 배선(130)은 전도성 배선 패턴들(125) 상에 각각 배치될 수 있다. 여기서, 상기 전도성 배선 패턴들(125)은 상기 제1 브릿지 패턴들(120)과 동일한 평면상에 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 전도성 배선 패턴들(125)은 상기 활성 영역(A)과 상기 비활성 영역(NA)의 경계에서 상기 제1 금속배선들(135)과 상기 제1 감지패턴들(157), 및 상기 제2 금속배선들(170)과 상기 제2 감지패턴들(167)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제1 금속배선들(135), 상기 제2 금속배선들(170) 및 상기 접지전극(130) 상에는 상기 제2 절연막 패턴(145)이 형성된다. 상기 제2 절연막 패턴(145)은 상기 제1 절연막 패턴(140)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 감지패턴들(157), 상기 제2 감지패턴들(167) 및 상기 제2 절연막 패턴(145) 상에는 절연막(175)이 더 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 절연막(175)은 무기물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 무기물은 실리콘 산화막(SiO2)일 수 있다. 상기 절연막(175)은 보호막으로서 기능할 수 있다.
상기 기판(100)의 하부에는 상기 활성 영역(A)의 반사율은 낮추고 투과도는 향상시키기 위해 반사 방지층(Anti Reflection coating, 180)이 더 배치될 수 있다. 상기 반사 방지층(180)은 생략될 수 있다.
상기 컬러 데코레이션(color decoration)층(185)은 상기 블랙 매트릭스(110)와 대응되는 기판(100) 아래에 제공되며, 저굴절률 물질과 고굴절률 물질이 교대로 적층된 다중막으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 저굴절률 물질은 SiO2일 수 있고, 상기 고굴절률 물질은 TiO2일 수 있다.
상기 컬러 데코레이션층(185)의 광학적 거리(t)는 상기 컬러 데코레이션층(185)에 개재되는 층들의 광학적 두께의 합과 같다. 상기 층들의 광학적 두께는 층들 각각의 굴절률과 기하학적 두께의 곱의 합에 해당한다.
상기 컬러 데코레이션층(185)을 통해 반사시키고자 하는 특정 광의 피크 파장을 λ라고 할 때, 상기 광학적 거리(t)는 λ/2의 정수배이다. 이는 특정 파장대만을 반사시켜, 그 파장대의 색상을 가지는 터치스크린 일체형 평판표시장치를 구현할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 컬러 데코레이션층(185)의 상기 광학적 거리(t)는 상기 컬러 데코레이션층(185)의 각 층들의 두께 조절을 통해 용이하게 조절될 수 있다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 절연막(175) 상에는 디스플레이 패널과, 상기 절연막(175)과 상기 디스플레이 패널을 접착시키는 접착층이 더 제공될 수 있다. 상기 디스플레이 패널은 액정패널, 유기발광패널 등일 수 있다. 상기 접착층은 ASF(Anti-Shatter fim) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive) 필름으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 블랙 매트릭스(110)와 대응되는 상기 기판(100) 아래에 저굴절률 물질과 고굴절률 물질이 교대로 적층된 상기 컬러 데코레이션층(185)의 형성을 통해 윈도우 시트(window sheet)의 부착없이 원하는 컬러로 상기 비활성 영역(NA)의 데코레이션이 가능하다. 따라서, 기존의 두꺼운 윈도우 시트를 생략하여 상기 터치스크린 일체형 평판표시장치의 박형화와 더불어 투과율 저하를 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 기판 110: 블랙 매트릭스
115: 오버 코트층 120: 제1 브릿지 패턴
125: 전도성 배선 패턴 130: 접지 배선
135: 제1 금속 배선 140: 제1 절연막 패턴
145: 제2 절연막 패턴 150: 제1 전도성 패턴
157: 제1 감지패턴들 160: 제2 전도성 패턴
165: 제2 브릿지 패턴 167: 제2 감지패턴들
170: 제2 금속배선 175: 절연막
180: 반사 방지층 185: 컬러 데코레이션층

Claims (15)

  1. 활성 영역 및 상기 활성 영역을 둘러싸는 비활성 영역을 포함하는 기판;
    상기 비활성 영역의 상기 기판 상에 제공된 블랙 매트릭스; 및
    상기 블랙 매트릭스와 전체적으로 오버랩하도록 상기 기판 아래에 제공된 컬러 데코레이션층을 포함하며,
    상기 컬러 데코레이션층은 저굴절률 물질과 상기 저굴절률 물질보다 높은 굴절률을 갖는 고굴절률 물질이 교대로 적층되어 이루어지고, 특정 파장대의 광을 반사시켜 상기 특정 파장대에 대응하는 색을 가지며, 상기 블랙 매트릭스와 다른 층에 배치되는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 데코레이션층의 광학적 거리는 상기 컬러 데코레이션층을 통해 반사되는 특정 광 중 어느 하나의 반파장에 대한 정수배인 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절률 물질은 SiO2로 이루어지고, 상기 고굴절률 물질은 TiO2로 이루어지는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 수지로 이루어지는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 컬러 데코레이션층 사이에 제공된 반사 방지층을 더 포함하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 상에 배치된 금속배선;
    상기 금속배선과 연결되며, 상기 활성 영역에 배치되는 감지패턴들을 더 포함하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 감지패턴들은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 블랙 매트릭스를 덮는 오버 코트층을 더 포함하되,
    상기 금속배선 및 상기 감지패턴들은 상기 오버 코트층 상에 배치되는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 감지 패턴들은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지패턴들 및 상기 제1 감지패턴들과 서로 이격되어 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지패턴들을 포함하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 감지패턴들은 제1 전도성 패턴들 및 상기 제1 전도성 패턴들을 연결시키는 제1 브릿지 패턴들을 포함하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 감지패턴들은 제2 전도성 패턴들 및 상기 제2 전도성 패턴들을 연결시키는 제2 브릿지 패턴들을 포함하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 브릿지 패턴 상에 제공된 절연막 패턴을 더 포함하되,
    상기 제2 브릿지 패턴은 상기 절연막 패턴 상에 배치되는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 상에 상기 금속배선과 이격되어 배치되는 접지 배선을 더 포함하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속배선 및 상기 접지 배선과 상기 오버 코트층 사이의 각각의 하부에 제공되는 전도성 배선 패턴들을 더 포함하되,
    상기 전도성 배선 패턴들은 상기 금속배선과 상기 감지패턴을 전기적으로 연결하는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 감지패턴들, 상기 금속배선 또는 상기 접지 배선 중 적어도 하나는 그래핀(graphene)으로 이루어지는 터치스크린 일체형 평판표시장치.
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