KR102237964B1 - 전극부재, 이를 포함하는 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

전극부재, 이를 포함하는 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 전극부재는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고 위치를 감지하는 감지전극을 포함하고, 상기 감지전극은 제1 감지부 및 상기 제1 감지부에 인접하여 배치되는 제2 감지부를 포함하고, 상기 제1 감지부에 연결되는 다수 개의 배선들을 포함하고, 상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부 사이의 간격이 150 ㎛ 이하이다.

Description

전극부재, 이를 포함하는 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{ELECTROD MEMBERS, TOUCH WINDOW WITH THE SAME AND DISPLAY WITH THE SAME}
본 기재는 전극부재, 이를 포함하는 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 대표적으로 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치에 압력을 가했을 때 전극 간 연결에 따라 저항이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 제조 방식의 편의성 및 센싱력 등을 감안하여 소형 모델에 있어서는 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다.
한편, 이러한 터치 패널에서 위치를 센싱하는 감지전극이 자연광이나 불빛에 의해 시인된다는 문제가 있다.
실시예는 신뢰성이 향상된 전극부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 전극부재는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고 위치를 감지하는 감지전극을 포함하고, 상기 감지전극은 제1 감지부 및 상기 제1 감지부에 인접하여 배치되는 제2 감지부를 포함하고, 상기 제1 감지부에 연결되는 다수 개의 배선들을 포함하고, 상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부 사이의 간격이 150 ㎛ 이하이다.
실시예에서는 감지전극 사이의 간격이 150 ㎛ 이하일 수 있다. 또한, 감지전극에 인접하여 더미부가 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 감지전극의 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있고, 이러한 감지전극을 포함하는 전극 부재, 터치 윈도우 및 디스플레이 장치의 광학특성 및 시인성을 향상할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전극부재의 개략적인 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 전극부재의 일 평면도이다.
도 3 내지 도 6은 다른 실시예에 따른 전극부재의 일 평면도이다.
도 7은 도 6의 A-A’를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 전극부재의 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 전극부재가 표시패널 상에 배치된 디스플레이장치를 도시한 단면도이다.
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.
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, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 터치 윈도우(10)는 입력 장치(예를 들어, 손가락 등)의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과 이 유효 영역(AA)의 주위에 배치되는 비유효 영역(UA)이 정의되는 기판(100)을 포함한다.
여기서, 유효 영역(AA)에는 입력 장치를 감지할 수 있도록 감지전극(200)이 형성될 수 있다. 그리고, 비유효 영역(UA)에는 감지전극(200)을 전기적으로 연결하는 배선(310, 320)이 형성될 수 있다. 또한, 비유효 영역(UA)에는 상기 배선(310, 320)에 연결되는 외부 회로 등이 위치할 수 있다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 상기 비유효 영역(UA)은 상기 유효 영역(AA)의 어느 두 측면에만 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 비유효 영역(UA)은 상기 유효 영역(AA)의 상단 및 하단에만 배치될 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역(UA)은 상기 유효 영역(AA)의 측면에는 배치되지 않을 수 있다.
따라서, 터치 윈도우의 화면 영역인 유효 영역(AA)을 최대화할 수 있고, 사용자에게 큰 화면을 제공할 수 있다. 또한, 비유효 영역(UA)인 베젤로 인한 디자인의 한계를 극복할 수 있다.
이러한 터치 윈도우를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
기판(100)은 이 위에 형성되는 감지전극(200), 배선(310, 320) 및 회로 기판 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 기판(100)은 일례로 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다.
기판(100)의 비유효 영역(UA)에 외곽 더미층이 형성된다. 외곽 더미층은 배선(310, 320)과 이 배선(310, 320)을 외부 회로에 연결하는 인쇄 회로 기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 외곽 더미층은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 외곽 더미층에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 이러한 외곽 더미층은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 감지전극(200)이 형성될 수 있다. 상기 감지전극(200)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다. 상기 감지전극(200)은 일 방향으로 연장되는 형상일 수 있다.
도 2에서는 상기 감지전극(200)이 기판(100) 상에서 제1 방향으로 연장되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 감지전극(200)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 감지전극(200)은 제1 방향으로 연장되는 형상 및 제2 방향으로 연장되는 형상을 가지는 두 종류의 감지전극(200)을 포함할 수도 있다.
도 2에서는 상기 감지전극(200)이 바(bar)형태인 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 감지전극(200)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 감지전극(200)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 상기 감지전극(200)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.
또한, 상기 감지전극(200)은 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 나노 와이어 또는 그래핀(grappine) 등의 다양한 물질을 포함할 수 있다.
상기 감지전극(200)은 다수 개의 감지부를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지전극(200)은 제1 감지부(210) 및 상기 제1 감지부(210)에 인접하여 배치되는 제2 감지부(220)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 감지부(210) 및 상기 제2 감지부(220) 사이의 간격(G1)이 150 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 감지부(210) 및 상기 제2 감지부(220) 사이의 간격(G1)이 1 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 감지부(210) 및 상기 제2 감지부(220)의 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있고, 이러한 감지전극(200)을 포함하는 전극 부재, 터치 윈도우 및 디스플레이 장치의 광학특성 및 시인성을 향상할 수 있다.
이러한 터치 윈도우에 터치 시, 상기 감지전극(200) 내에 형성된 저항 및 정전 용량(capacitance) 값에 의해 변형된 신호를 기준 신호와 상호 비교하여 위치를 판별할 수 있다.
구체적으로, 상기 감지전극(200) 내에는 균일한 저항 설계를 통해 기준 신호가 상기 감지전극(200)을 횡단할 수 있다. 즉, 상기 제1 감지부(210) 및 상기 제2 감지부(220)에는 균일한 저항에 의한 기준 신호가 횡단할 수 있다. 터치 시, 상기 감지전극(200)에 형성된 저항 및 정전 용량에 의한 전압 변화가 발생하고, 여기서 시간에 따른 전압 변화를 계산함으로써, 접촉위치를 계산할 수 있다. 즉, 전압 변화에 따른 시간응답에 대한 시간차가 발생하고, 이에 의해 변형된 신호를 기준 신호와 비교하여 위치를 인식할 수 있다.
한편, 상기 비유효 영역(UA)에는 제1 감지부(210)을 전기적으로 연결하는 배선(310, 320)들이 형성될 수 있다. 상기 배선(310, 320)들은 복수 개로 구비될 수 있다.
즉, 상기 배선(310, 320)들은 상기 제1 감지부(210)의 일 끝단에 연결되는 제1 배선(310) 및 상기 제1 감지부(210)의 상기 일 끝단과 반대되는 타 끝단에 연결되는 제2 배선(320)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 배선(310)은 상기 기판(100)의 상단으로 인출될 수 있다. 또한, 상기 제2 배선(320)은 상기 기판(100)의 하단으로 인출될 수 있다.
상기 배선(310, 320)들은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 일례로, 이러한 배선(310, 320)들은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 특히, 상기 배선(310)은 인쇄 공정으로 형성이 가능한 다양한 금속 페이스트 물질을 포함할 수 있다.
상기 배선(310, 320)들의 끝단에는 전극 패드(도시하지 않음, 이하 동일)가 위치한다. 이러한 전극 패드는 인쇄 회로 기판과 접속될 수 있다. 구체적으로, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 인쇄 회로 기판의 어느 일면에는 접속 단자가 위치하고, 상기 전극 패드는 상기 접속 단자와 접속될 수 있다. 상기 전극 패드는 상기 접속 단자와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 터치 윈도우에서는 상기 감지전극(200)에 인접하여 더미부(250)가 배치된다. 구체적으로, 상기 더미부(250)는 상기 제1 감지부(210) 및 상기 제2 감지부(220) 사이에 배치될 수 있다.
상기 더미부(250)는 상기 감지전극(200)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 더미부(250)를 통해 터치 윈도우의 광학특성 및 시인성을 향상할 수 있다.
이때, 상기 감지전극(200)과 상기 더미부(250) 사이의 간격(G2)은 150 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 감지전극(200)과 상기 더미부(250) 사이의 간격(G2)은 1 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 따라서, 상기 제1 감지부(210) 및 상기 더미부(250) 사이의 간격이 1 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있고, 상기 제2 감지부(220) 및 상기 더미부(250) 사이의 간격이 1 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다.
도 3에서는 사각형 형상의 더미부(250)가 하나의 열로 배치되는 것으로 도시하였으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 더미부(250)는 다양한 형상을 포함할 수 있고, 다양한 개수로 배치될 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하면, 감지전극(200)은 전도성 패턴을 포함할 수 있다. 즉, 상기 감지전극(200)은 메쉬(mesh) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 감지전극(200)은 전도성이 우수한 다양한 금속을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지전극(200)이 메쉬 형상일 때, 상기 감지전극(200)은 Cu, Au, Ag, Al, Ti, Ni 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
이때, 상기 감지전극(200)에 인접하여 배치되는 더미부(250) 또한 전도성 패턴을 포함할 수 있다. 즉, 상기 감지전극(200) 및 더미부(250)가 동일한 패턴 또는 형상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 더미부(250)는 상기 감지전극(200)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
한편, 상기 감지전극(200) 및 상기 더미부(250)의 메쉬 선의 선폭이 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛ 가 될 수 있다. 선폭이 0.1 ㎛ 이하인 메쉬 선은 제조 공정 상 불가능할 수 있다. 선폭이 10 ㎛ 이하일 경우, 시인성을 향상할 수 있다. 바람직하게, 상기 메쉬 선의 선폭은 1 ㎛ 내지 5 ㎛ 일 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하면, 제1 감지부(210) 및 제2 감지부(220)는 서로 맞물리는 형상으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 감지부(210)는 오목부(210a)를 포함하고, 제2 감지부(220)는 볼록부(220a)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 볼록부(220a)가 상기 오목부(210a) 내에 배치됨으로서, 서로 대응될 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하면, 상기 제1 감지부(210) 및 상기 제2 감지부(220) 사이에 더미부(250)가 더 배치될 수 있다. 이때, 상기 더미부(250)는 제1 감지부(210)의 오목부(210a) 내에도 배치될 수 있다.
이어서, 도 7을 참조하면, 기판(100) 상에 커버기판(110)이 더 배치될 수 있다. 이러한 커버기판(110)은 강화유리를 포함할 수 있다.
상기 커버기판(110) 및 상기 기판(100) 사이에는 광학용 투명 접착제(optical clear adhesive, OCA)(400)가 배치될 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하면, 기판(100)은 음각(110a)을 포함할 수 있다. 상기 음각(110a)은 상기 기판(100)의 깊이방향으로 오목하게 들어간 부분이다. 상기 음각(110a) 내에 감지전극(200) 및 더미부(250)가 배치될 수 있다. 이를 통해 터치 윈도우의 두께를 줄일 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면 이러한 터치 윈도우(10)는 구동부인 표시패널(20) 상에 배치될 수 있다. 이러한 터치 윈도우(10) 및 표시패널(20)이 합착되어 디스플레이장치를 구성할 수 있다.
상기 표시패널(20)은 영상을 출력하기 위한 표시영역이 형성되어 있다. 이러한 디스플레이장치에 적용되는 표시패널은 일반적으로 상부기판(21) 및 하부기판(22)을 포함할 수 있다. 하부기판(22)에는 데이터라인, 게이트라인 및 박막트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다. 상부기판(21)은 하부기판(22)과 접합되어 하부기판(22) 상에 배치되는 구성요소들을 보호할 수 있다.
표시패널(20)은, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 어떠한 종류의 디스플레이장치인지에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 디스플레이장치는 액정표시장치(LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP), 유기발광표시장치(OLED) 및 전기영동 표시장치(EPD) 등이 될 수 있으며, 이에 따라 표시패널(20)은 다양한 형태로 구성될 수 있다.
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 (17)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 위치를 감지하는 감지전극을 포함하고,
    상기 감지전극은 제1 감지부 및 상기 제1 감지부에 인접하여 배치되는 제2 감지부를 포함하고,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부 사이의 간격이 1 ㎛ 내지 150 ㎛이고,
    상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부 사이에는 더미부가 배치되고,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 메쉬선을 포함하는 메쉬 형상으로 형성되고,
    상기 메쉬선의 선폭은 0.1㎛ 내지 10㎛인 전극부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극과 상기 더미부 사이의 간격은 1 ㎛ 내지 150 ㎛인 전극부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극은 일 방향으로 연장되는 형상인 전극부재.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 더미부는 전도성 패턴을 포함하는 전극부재.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극과 상기 더미부는 동일한 물질을 포함하는 전극부재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 동일한 형상인 전극부재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 오목부를 포함하고,
    상기 제2 감지부는 볼록부를 포함하며,
    상기 볼록부는 상기 오목부 내에 배치되는 전극부재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 서로 맞물리는 전극부재.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지부의 일 끝단에 연결되는 제1 배선 및 타 끝단에 연결되는 제2 배선을 포함하는 전극부재.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 음각을 포함하고,
    상기 감지전극 및 상기 더미부는 상기 음각 내에 배치되는 전극부재.
  15. 삭제
  16. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 위치를 감지하는 감지전극을 포함하고,
    상기 감지전극은 제1 감지부 및 상기 제1 감지부에 인접하여 배치되는 제2 감지부를 포함하고,
    상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부 사이에는 더미부가 배치되고,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 메쉬선을 포함하는 메쉬 형상으로 형성되고,
    상기 메쉬선의 선폭은 0.1㎛ 내지 10㎛이고,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부 사이의 간격이 10 ㎛ 내지 150 ㎛인 터치 윈도우.
  17. 터치 윈도우; 및
    상기 터치 윈도우 상에 배치되는 구동부를 포함하고,
    상기 터치 윈도우는,
    기판;
    상기 기판 상에 배치되고 위치를 감지하는 감지전극을 포함하고,
    상기 감지전극은 제1 감지부 및 상기 제1 감지부에 인접하여 배치되는 제2 감지부를 포함하고,
    상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부 사이에는 더미부가 배치되고,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부는 메쉬선을 포함하는 메쉬 형상으로 형성되고,
    상기 메쉬선의 선폭은 0.1㎛ 내지 10㎛이고,
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부 사이의 간격이 10 ㎛ 내지 150 ㎛인 디스플레이 장치.
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