KR102337828B1 - 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베젤 영역에 위치하는 외곽 신호 라인의 손상을 방지할 수 있는 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 패널은 윈도우 커버의 뷰 영역에 위치하는 다수의 제1 전극과; 상기 윈도우 커버와 마주보는 투명 필름의 상기 뷰 영역에 위치하는 다수의 제2 전극과; 상기 투명 필름의 베젤 영역에 위치하는 다수의 외곽 신호 라인과; 상기 외곽 신호 라인을 덮도록 상기 외곽 신호 라인 상에 위치하는 보호층을 구비한다.

Description

터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치{TOUCH PANEL AND TOUCH DISPLAY DEVICE WIHT THE TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치에 관한 것으로, 특히 베젤 영역에 위치하는 외곽 신호 라인의 손상을 방지할 수 있는 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치에 관한 것이다.

터치 패널은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 즉, 터치 패널은 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환하며, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 패널은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.

이와 같은 터치 패널은 일반적으로 액정표시장치 또는 유기전계 발광 표시장치와 같은 표시장치의 전면에 부착되어 제품화되는 경우가 많다. 따라서, 터치 패널은 높은 투명도 및 얇은 두께의 플렉서블 특성이 요구된다.

그러나, 종래 플렉서블 터치 패널은 외부 하중에 쉽게 변형이 발생하는 문제점이 있다. 특히, 표시 장치와 중첩되지 않는 터치 패널의 베젤 영역에 휨이 쉽게 발생하게 되며, 베젤 영역이 휘게 되면, 베젤 영역에 위치하는 외곽 신호 라인도 휘게 된다. 이에 따라, 외곽 신호 라인에 크랙이 발생하게 되며 터치 구동 불량이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 베젤 영역에 위치하는 외곽 신호 라인의 손상을 방지할 수 있는 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치는 윈도우 커버의 뷰 영역에 위치하는 다수의 제1 전극과; 상기 윈도우 커버와 마주보는 투명 필름의 상기 뷰 영역에 위치하는 다수의 제2 전극을 가진다. 특히, 본 발명에 따른 터치 패널은 투명 필름의 베젤 영역에 위치하는 다수의 외곽 신호 라인을 덮도록 상기 외곽 신호 라인 상에 보호층이 위치한다.

본 발명에 따른 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치는 터치 패널의 베젤 영역에 위치하는 외곽 신호 라인을 덮도록 형성되는 보호층을 구비한다. 이 보호층에 의해 터치 패널의 베젤 영역의 휨 현상을 방지할 수 있으며, 외곽 신호 라인에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 터치 패널의 구동 불량을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그를 가지는 터치형 표시 장치는 생산성 및 신뢰성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 패널을 가지는 터치형 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 패널을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 패널의 터치 구동 전극 및 터치 센싱 전극의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 보호층의 다른 실시 예들을 나타내는 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 패널을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 터치 패널을 나타내는 사시도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 터치형 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치형 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 터치형 영상 표시 장치는 표시 패널(130)과, 표시 패널(130) 상에 안착되는 터치 패널(100)을 구비한다.

표시 패널(130)은 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 영상을 표시하게 된다. 여기서, 표시 패널(130)은 예를 들어 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널이다. 이러한 표시 패널(130)은 접착제(132, OCR; Optical clear resin)를 통해 터치 패널(100)과 접착된다.

터치 패널(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 터치 필름(110,120) 및 접착제(134)을 구비한다.

접착제(134, OCA; Optical clear adhesive)는 상부 및 하부 터치 필름(110,120) 사이에 형성되어 상부 및 하부 터치 필름(110,120)을 서로 합착시킨다.

상부 터치 필름(110)은 윈도우 커버(111) 상에 형성되는 블랙매트릭스(114) 및 제1 전극인 터치 센싱 전극(112)을 구비한다.

윈도우 커버(111)는 손 또는/및 펜에 의한 터치로부터 제2 전극인 터치 구동전극들(122)과 터치 센싱전극들(112)을 보호하기 위해 강화 유리 등과 같은 경질의 투명 재질로 형성된다.

블랙 매트릭스(114)는 하부 터치 필름(120)의 외곽 신호 라인(124)과 중첩되도록 베젤 영역(BA)의 윈도우 커버(111) 상에 불투명 재질로 형성된다. 이러한 블랙매트릭스(114)에 의해 베젤 영역(BA)에 위치하는 외곽 신호 라인(124)이 가시화되는 것을 방지할 수 있다.

터치 센싱 전극(112)은 터치 구동 전극(122)과 함께 뷰 영역(VA)의 윈도우 커버(111) 상에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indioum Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), 탄소 계열 도전성 물질로부터 선택된 투명 도전성 물질로 형성된다.

하부 터치 필름(120)은 투명 필름(121)과, 터치 구동 전극(122)과, 외곽 신호 라인(124)과, 보호층(126)을 구비한다.

투명 필름(121)은 PET 등과 같은 연질의 플라스틱 필름으로 형성된다. 여기서, 투명 필름(121)으로는 별도의 필름이 이용되거나, 표시 패널(130)의 편광판 또는 위상차판이 이용될 수도 있다.

터치 구동 전극(122)은 투명 필름(121)의 뷰 영역(VA) 상에 형성되며, 접착제(134)를 사이에 두고 터치 센싱 전극(112)과 서로 교차되도록 형성된다. 여기서, 터치 구동 전극(122) 및 터치 센싱 전극(112)은 도 2에 도시된 바와 같이 스트라이프 형태로 형성되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 마름모 형태로 형성될 수도 있다. 한편, 터치 구동 전극(122) 및 터치 센싱 전극(112)의 형태는 도 2 및 도 3의 구조로 한정하는 것은 아니며, 다른 형태로도 형성될 수 있다.

이러한 터치 구동 전극들(122)에 구동 펄스를 인가하면, 터치 패널(100)은 터치 센싱 전극(112)을 통해 터치 구동 전극(122) 및 터치 센싱 전극들(122)의 교차점으로 정의되는 센싱 노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 터치 여부 및 그 위치를 판단하게 된다.

외곽 신호 라인(124)은 뷰 영역(VA)을 감싸도록 형성되는 베젤 영역(BA)의 투명 필름(121) 상에 형성된다. 외곽 신호 라인(124)은 터치 센싱 전극(112) 및 터치 구동 전극들(122) 각각과 접속된 라우팅 배선들과, 뷰 영역(VA) 또는 베젤 영역(BA)에 형성된 정전기 차폐층(도시하지 않음)과 접속된 접지 라인을 포함한다. 이러한 외곽 신호 라인들(124)은 Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, Ag 계열 합금들과 같은 금속물질로 형성된다.

보호층(126)은 외곽 신호 라인(124)이 형성된 투명 필름(121)의 베젤 영역(BA) 상에 외곽 신호 라인(124)을 덮도록 형성되고, 투과율 향상을 위해 뷰 영역(VA)에는 형성되지 않는다. 이러한 보호층(126)은 약 10~20㎛의 두께의 에폭시 아크릴계 절연 수지로 형성된다. 이 때, 보호층(126)은 신뢰성 향상을 위해 광경화형 재질의 페이스트로 형성된다. 한편, 보호층(126)을 열경화형 재질로 형성하게 되면, 보호층(126)의 열경화시 외곽 신호 라인(124)에 부식이 발생될 수 있다.

이 보호층(126)은 도 1에 도시된 바와 같이 외곽 신호 라인(124)을 모두 덮도록 형성되거나 도 4a에 도시된 바와 같이 뷰 영역(VA)과 가장 인접한 외곽 신호 라인(124)의 일부 영역을 노출시키도록 형성되거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 뷰 영역(VA)과 가장 인접한 외곽 신호 라인(124)을 제외한 나머지 외곽 신호 라인(124)을 덮도록 형성된다. 여기서, 뷰 영역(VA)과 가장 인접한 외곽 신호 라인(124)은 다른 외곽 신호 라인(124)에 비해 외부 하중에 영향을 덜 받으므로 보호층(126)없이도 크랙이 쉽게 발생되지 않는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 보호층(126)은 표시 패널(130)과 중첩되지 않은 베젤 영역(BA)에 위치하므로 터치 패널(100)의 베젤 영역(BA)의 휨 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 외부 충격에 의해 외곽 신호 라인(124)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있어 생산성이 향상된다. 특히, 본 발명은 터치 패널(100)과 표시 패널(130) 사이에 위치하는 접착제(132)가 과도하게 도포되어 스틱 등의 제거 장치로 제거시, 제거 장치로 인해 발생되는 충격에 의해 외곽 신호 라인(124)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 보호층(126)은 베젤 영역(VA)의 최소화(터치 영역의 최대화)를 위해, 정전기 차폐층과 연결된 외곽 신호 라인(124)인 접지 라인의 선폭을 최소화하더라도 접지 라인의 크랙을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 종래보다 향상된 정전기 방지 효과를 얻을 수 있어 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 보호층(126)은 외곽 신호 라인(124)을 따라 외곽 신호 라인(124) 상에 형성되므로, 투명 필름(121)의 꼭지점 부근의 에지 영역에 위치하는 굴곡지게 형성된 외곽 신호 라인(124)을 따라 굴곡지게 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 보호층(126)은 외곽 신호 라인(124)의 굴곡부에서 발생되는 스트레스로 인한 외곽 신호 라인(124)의 크랙 발생을 방지한다.

뿐만 아니라, 도 1에 도시된 바와 같이 표시 패널(130)과 터치 패널(100)을 접착제(132)를 통해 합착하게 되면, 보호층(126)이 형성된 하부 터치 필름(120)은 표시 패널과 중첩되지 않으므로 보호층(126)이 형성되지 않은 하부 터치 필름(120)보다 돌출되게 형성된다. 이에 따라, 보호층(126)이 형성된 하부 터치 필름(120)이 댐 역할을 하게 되므로 표시 패널(130)과 터치 패널(110) 사이의 접착제(132)가 베젤 영역(BA) 쪽으로 흘러 넘치는 현상을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 패널을 나타내는 사시도이다.

도 5에 도시된 터치 패널은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 패널과 대비하여 보호층(126)이 개구부(128)를 가지는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

보호층(126)은 적어도 하나의 개구부(128)를 가지도록 형성된다. 특히, 보호층(126)은 표시 패널의 정전기 방지 회로 및 구동 집적 회로와 중첩되는 영역에 개구부(128)를 가지도록 형성된다. 즉, 보호층(126)은 표시 패널의 정전기 방지 회로 및 구동 집적 회로와 중첩되는 영역을 제외한 나머지 영역에서 외곽 신호 라인(124)과 중첩되게 형성된다.

이에 따라, 상부 터치 필름(110) 및 하부 터치 필름(120) 접착시, 상부 터치 필름(110), 하부 터치 필름(120) 및 보호층(126)각각과 접착제(134) 사이에서 발생되는 기포가 보호층(126)의 개구부(128)를 통해 원활히 빠져나갈 수 있어 접착력이 향상된다.

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 터치 패널을 나타내는 사시도이다.

도 6에 도시된 터치 패널은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 패널과 대비하여 투명 필름(121)이 확장부(131)를 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다.

확장부(131)는 하부 터치 필름(120)의 투명 필름(121)의 에지 영역에서 확장되어 형성된다. 이러한 확장부(131)에 의해 투명 필름(121)의 장변의 길이는 중심부와 외곽부에서 다르게 형성된다. 투명 필름(121)은 확장부(131)가 없는 중심부의 장변의 길이(L1)보다 확장부(131)를 가지는 외곽부의 장변의 길이(L2)가 길게 형성된다(L1>L2).

이 때, 확장부(131)에는 보호층(126)이 형성되지 않으므로, 보호층(126)은 확장부(131)를 제외하고 외곽 신호 라인(124)을 따라 형성된다.

이에 따라, 보호층(126)이 형성되지 않은 영역의 터치 패널(100)의 측면 두께와, 보호층(126)이 형성된 터치 패널(100)의 측면 두께를 측정하여 이들의 차이를 통해 보호층(126)의 두께를 관리할 수 있다.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 터치 패널를 가지는 터치형 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

먼저, 투명 필름(121)의 뷰 영역(VA) 상에 도 7a에 도시된 바와 같이 터치 구동 전극(122)이 형성되고, 투명 필름(121)의 베젤 영역(BA) 상에 외곽 신호 라인(124)이 형성된다. 터치 구동 전극(122)은 투명 전도성 물질을 투명 필름(121) 상에 증착한 후, 그 투명 전도성 물질을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 형성된다. 외곽 신호 라인(124)은 터치 구동 전극(122)이 형성된 투명 필름(121) 상에 불투명 전도성 물질을 증착한 후, 그 불투명 전도성 물질을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 형성된다. 이 때, 터치 구동 전극(122) 및 외곽 신호 라인(124)은 개별적으로 형성되거나, 슬릿 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수도 있다. 슬릿 마스크를 이용하는 경우, 터치 구동 전극(122)은 투명 전도성 물질로 단층 구조로 형성되며, 외곽 신호 라인(124)은 투명 전도성 물질과 불투명 전도성 물질이 적층된 구조로 형성된다.

그런 다음, 터치 구동 전극(122) 및 외곽 신호 라인(124)이 형성된 투명 필름(121) 상에 도 7b에 도시된 바와 같이 보호층(126)이 형성된다. 보호층(126)은 터치 구동 전극(122) 및 외곽 신호 라인(124)이 형성된 투명 필름(121)의 베젤 영역에 선택적으로 에폭시 아크릴계 절연 페이스트를 인쇄한 후 광경화함으로써 형성된다.

그런 다음, 보호층(126)이 형성된 투명 필름(121)의 전면 상에 도 7c에 도시된 바와 같이 필름 형태의 접착제(134) 및 별도로 마련된 상부 터치 필름(110)이 순차적으로 부착됨으로써 터치 패널(100)이 완성된다. 이 때, 상부 터치 필름(110)은 윈도우 커버(111) 상에 블랙매트릭스(114) 및 터치 센싱 전극(112)이 형성되어 있다.

그런 다음, 도 7d에 도시된 바와 같이 표시 패널(130)에 접착제(132)를 도포한 후, 접착제(132) 상에 터치 패널(100)을 부착함으로써 터치형 표시 장치가 완성된다.

한편, 본 발명에서는 터치 센싱 전극(112)이 윈도우 커버(111) 상에, 터치 구동 전극(122)이 투명 필름(121) 상에 형성되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 터치 센싱 전극(112)이 투명 필름(121) 상에, 터치 구동 전극(122)이 윈도우 커버(111) 상에 형성될 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

100 : 터치 패널 110 : 상부 터치 필름
120 : 하부 터치 필름 124 : 외곽 신호 라인
126 : 보호층 130 : 표시 패널

Claims (6)

1. 윈도우 커버의 뷰 영역에 위치하는 다수의 제1 전극과;
   상기 윈도우 커버와 마주보는 투명 필름의 상기 뷰 영역에 위치하는 다수의 제2 전극과;
   상기 투명 필름의 베젤 영역에 위치하는 다수의 외곽 신호 라인과;
   상기 외곽 신호 라인을 덮고, 상기 뷰 영역을 감싸도록 상기 베젤 영역에 위치하는 보호층을 구비하고,
   상기 보호층은 상기 뷰 영역으로 관통하는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호층은
   상기 다수의 외곽 신호 라인을 모두 덮도록 위치하거나,
   상기 다수의 외곽 신호 라인 중 상기 뷰 영역과 가장 인접한 외곽 신호 라인의 일부 또는 전부를 노출시키고, 상기 뷰 영역과 가장 인접한 외곽 신호 라인을 제외한 나머지 외곽 신호 라인을 덮도록 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호층은 광경화형 에폭시 아크릴계 절연 페이스트로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 투명 필름은 중앙부보다 외곽부의 장변 길이가 길도록 확장부를 구비하며,
   상기 보호층은 상기 확장부를 제외한 상기 투명 필름 상에 상기 외곽 신호 라인을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
6. 표시 패널과;
   상기 표시 패널 상에 위치하는 터치 패널을 구비하며,
   상기 터치 패널은
   윈도우 커버의 뷰 영역에 위치하는 다수의 제1 전극과;
   상기 윈도우 커버와 마주보는 투명 필름의 상기 뷰 영역에 위치하는 다수의 제2 전극과;
   상기 투명 필름의 베젤 영역에 위치하는 다수의 외곽 신호 라인과;
   상기 외곽 신호 라인을 덮고, 상기 뷰 영역을 감싸도록 상기 베젤 영역에 위치하는 보호층을 구비하고,
   상기 보호층은 상기 뷰 영역으로 관통하는 적어도 하나의 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치형 표시 장치.

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