KR102416467B1 - 터치 스크린 패널 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 베이스 필름의 구조를 변경한 터치 스크린 패널 및 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 터치 스크린 패널은 유연한 재질의 베이스 필름상의 터치 센서들과, 터치 센서들에 연결되는 라우팅 배선들을 갖는다. 베이스 필름은 메인부와, 메인부로부터 돌출된 테일부를 포함한다. 메인부는 터치 센서들이 배치된 액티브 영역과, 액티브 영역의 외부에 배치된 베젤 영역을 포함한다. 라우팅 배선들은 메인부의 베젤 영역과 테일부를 경유하여, 터치 센서들과 테일부의 일단에 구비된 단자들을 연결한다.

Description

터치 스크린 패널 및 표시 장치{TOUCH SCREEN PANEL AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 테일부를 갖는 터치 스크린 패널 및 표시 장치에 관한 것이다.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.
터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 나아가 거의 모든 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 정전 용량 방식의 터치 센싱 시스템은 터치 스크린 패널의 구조가 기존의 저항막 방식에 비하여 내구성과 선명도가 높고, 멀티 터치 인식과 근접 터치 인식이 가능하여 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있는 장점이 있다.
이러한 터치 스크린 패널에는 여러 부품들이 실장되기 때문에, 많은 문제점들이 발생하고 있다. 예를 들어, 부품 수 증가에 따른 제조 비용 증가 문제, 부품들의 실장을 위한 공정 수 증가와 이에 따른 공정 불량의 증가 문제, 및 부품 배치를 위한 구조적 제약의 증가 문제들이 발생하고 있다. 이러한 문제점들은 제품의 안정성 및 신뢰성을 저하시키는 바, 이를 해결하기 위한 방안이 요구되는 실정이다.
본 발명은 터치 센서들과 메인 보드의 연결 구조를 단순화한 터치 스크린 패널 및 표시 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널은 유연한 재질의 기판을 포함한다. 기판은 메인부, 및 메인부의 어느 일측으로부터 연장된 테일부를 포함한다. 메인부에는, 터치 센서들 및 터치 센서들과 연결된 라우팅 배선들이 배치된다. 테일부에는, 메인부에 구비된 라우팅 배선들이 테일부의 일단에 구비된 단자까지 연장되어 배치된다.
본 발명은 상판 부착형, 상판 일체형, 및 내장형 구조를 갖는 터치 스크린 패널에 적용될 수 있다.
본 발명에 의한 터치 스크린 패널은 베이스 필름의 테일부를 통해 메인 보드와 직접 연결되기 때문에, 가요성 인쇄회로기판과 같은 전기적 연결장치가 마련될 필요가 없다. 따라서, 본 발명은 부품의 수를 줄임으로써 제조 비용을 저감할 수 있고, 표시 장치의 경량 및 박형화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의한 터치 스크린 패널은 ACF 본딩 공정 등, 패드들을 결합시키는 공정이 불필요하다. 따라서, 본 발명은 공정의 단순화를 기할 수 있고, 제품 생산을 위한 택트 타임(tact time)을 줄일 수 있다. 아울러, 공정상 발생할 수 있는 불량을 최소화할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 종래 패드부를 형성하기 위한 공간을 활용할 수 있어 공간상의 제약을 줄일 수 있고, 부품 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 종래 패드부를 형성하기 위한 공간을 없앰으로써, 베젤 영역을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1 내지 도 6은 패드부 및 가요성 인쇄회로기판을 갖는 터치 스크린 패널의 문제점들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명에 의한 터치 스크린 패널의 사시도이다.
도 8 및 도 9은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 나타낸 도면들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 베이스 필름의 다양한 형상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 앞서, 터치 스크린 패널의 일부에 형성될 수 있는 패드부의 공간 확보에 따른 문제점 및, 패드부와 가요성 인쇄회로기판의 연결 시 발생할 수 있는 문제점들을 살펴본다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 패드부 및 가요성 인쇄회로기판을 갖는 터치 스크린 패널에 대하여 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 6은 패드부 및 가요성 인쇄회로기판을 갖는 터치 스크린 패널의 문제점들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널은 전극부(A), 라우팅 배선부(B), 패드부(C) 및 구동부(D)를 포함한다.
전극부(A)(또는, 액티브 영역)는 베이스 필름(BF) 상에 형성되는 복수의 터치 센서들을 포함한다. 터치 센서는 상호 용량 센서, 또는 자기 용량 센서를 포함할 수 있다. 라우팅 배선부(B)(또는, 베젤 영역)는 전극부(A)의 외부에 배치된다. 라우팅 배선부(B)는 전극부(A)의 터치 센서들에 각각 연결되는 복수의 라우팅 배선들을 포함한다. 패드부(C)는 베이스 필름(BF)의 일측에 배치된다. 패드부(C)는 복수의 라우팅 배선을 통해 복수의 터치 센서들과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패드들을 포함한다.
구동부(D)는 터치 구동회로(2)(Touch Integrated Circuit) 및 터치 구동회로(2)가 실장된 가요성 인쇄회로기판(4)(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)을 포함한다. 터치 구동회로(2)는 메인 보드(main board)의 제어 신호에 동기하여 터치 센서를 구동하기 위한 터치 신호를 송, 수신한다. 이를 위하여, 가요성 인쇄회로기판(4)의 일단은 베이스 필름(BF)의 패드부(C)에 전기적으로 연결되고, 타단은 메인 보드와 전기적으로 연결된다. 가요성 인쇄회로기판(4)의 일단과 패드부(C)를 전기적으로 연결시키기 위해, 패드부(C)의 제1 패드(9)들과 가요성 인쇄회로기판(4)의 제2 패드(10)들 사이에는 ACF(Anisotropic Conductive Film)층(6)이 개재된다. 가요성 인쇄회로기판(4)과 표시 장치의 메인 보드(main board)를 전기적으로 연결시키기 위해, 가요성 인쇄회로기판(4)의 타단에는 단자(8)가 구비되며, 단자(8)는 메인 보드의 커넥터(connector)에 분리 가능하게 삽입된다.
이와 같이 구성되는 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널은, 복수의 제1 패드(9)들을 형성하기 위한 충분한 공간을 확보하여야 하는 문제점이 있고, 제1 패드(9)들과 제2 패드(10)들이 서로 도통 되지 않는 접촉 불량 등이 발생하여 제품 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 패드(9)들 각각은, 가요성 인쇄회로기판(4)의 제2 패드(10)들과의 얼라인(align) 및 공정 편차를 고려하고, 제2 패드(10)들과의 접촉 불량을 방지하기 위한 충분한 접촉 면적을 확보하기 위해, 충분한 폭(w)과 길이(L)를 갖도록 형성되어야 한다. 또한, 제1 패드(9)와 제2 패드(10)는 ACF층(6)에 포함된 도전 볼을 통해 일방향(D1)으로 접속된다. 다만, 인접하는 패드들의 간격(p)이 충분히 확보되지 않는 경우, 타방향(D2)의 제1 패드(9)와 제2 패드(10)가 접속되어 접속 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 제1 패드(9)들 각각은 인접하는 제1 패드(9)들과 충분한 간격(p)을 확보하여야 한다.
최근에는 터치 감도 향상을 위해 터치 센서들의 개수를 늘리고 있으며, 이에 따라 라우팅 배선들을 통해 터치 센서와 연결되는 제1 패드(9)들의 개수도 증가하고 있다. 이 경우, 제1 패드(9)들이 형성되는 패드부(C)의 면적은 상당히 증가하게 된다. 패드부(C) 면적의 증가는 베젤 영역을 증가시키는 요인이 된다. 베젤 영역은 표시 장치에서 영상이 구현되지 않는 영역으로, 베젤 영역의 증가는 표시 장치의 심미적 특성을 저하시킨다.
도 5를 참조하면, 최근에는 벤디드(bended) 표시 장치가 개발되고 있다. 벤디드 표시 장치에는 평면부(FA)는 물론, 곡면부(BA)에서의 터치 입력을 센싱하기 위한 벤디드 터치 스크린 패널이 구비된다. 이 경우, 곡면부(BA)에서는 제1 패드(9)들의 형성이 곤란하고 ACF 본딩 공정을 수행하는데 어려움이 있기 때문에, 공간적인 제약이 생긴다. 즉, 벤디드 표시 장치에서는 평면부(FA)에만 패드부(C)를 구비할 수 있기 때문에, 패드부(C) 공간 확보는 표시 장치 자체의 불필요한 사이즈 증가를 야기한다.
또한, 최근에는 자유롭게 벤딩(bending)이 가능한 플렉서블(flexible) 표시 장치가 개발되고 있다. 도 6을 참조하면, 플렉서블 표시 장치를 사용함에 있어서 패드부(C)와 인접한 영역을 벤딩시키는 경우, 본딩 공정에 의해 서로 접합된 제1 패드(9)들과 제2 패드(10)들이 서로 분리되거나, 제1 패드(9)들과 제2 패드(10)들에 크랙이 발생할 수 있다. 이에 따라, 접촉 불량 등에 기인한 터치 감도 저하가 발생할 수 있다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것이다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)을 설명한다. 도 7은 본 발명에 의한 터치 스크린 패널의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 베이스 필름(BF)상에 형성된 터치 센서들, 터치 센서들에 연결되는 라우팅 배선들을 포함한다.
베이스 필름(BF)은 구부러질 수 있도록 유연한 재질의 재료로 제작된다. 예를 들어, 베이스 필름(BF)은 폴리에틸렌 테레프탈레이드(Polyethyelene Terepthalate, PET), 폴리카보네이트(poly carbonate, PC), 고리형 올레핀 수지(cyclic olefin polymer, COP), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(Cellulose Acetate Propionate, CAP), 폴리에테르술폰(Polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(Polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethyelenen Napthalate, PEN), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene Sulfide,PPS), 폴리아릴레이트(Polyallylate), 폴리이미드(Polyimide), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 편광 필름 등을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스 필름(BF)은 메인부(MA)와, 메인부(MA)로부터 돌출된 테일부(TA)를 포함한다. 테일부(TA)는 메인부(MA)의 어느 일측으로부터 연장된다. 메인부(MA)는 터치 센서들이 배치된 액티브 영역(A), 및 액티브 영역(A) 외부에 배치된 베젤 영역(B)을 포함한다. 액티브 영역(A)은 표시 패널에서 영상이 표시되는 영역과 대응된다.
액티브 영역(A)에는 복수의 터치 센서들이 배치된다. 터치 센서는 상호 용량 센서, 및 자기 용량 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상호 용량 센서는 두 전극들 사이에 형성된 상호 용량을 포함한다. 상호 용량 센싱 회로는 두 전극들 중 어느 하나에 구동신호(또는 자극신호)를 인가하고 다른 전극을 통해 상호 용량의 전하 변화량을 바탕으로 터치 입력을 감지한다. 상호 용량에 도전체가 가까이 접근하면 상호 용량의 전하량이 감소되어 터치 입력이나 제스쳐가 감지될 수 있다.
자기 용량 센서는 센서 전극 각각에 형성되는 자기 용량을 포함한다. 자기 용량 센싱 회로는 센서 전극 각각에 전하를 공급하고 자기 용량의 전하 변화량을 바탕으로 터치 입력을 감지한다. 자기 용량에 도전체가 가까이 접근하면, 센서의 용량에 그 도전체로 인한 용량이 병렬 연결되어 용량 값이 증가한다. 따라서, 자기 용량의 경우에 터치 입력이 감지될 때 센서의 용량 값이 증가한다.
베젤 영역(B)은 액티브 영역(A)의 외부에 배치된다. 베젤 영역(B)에는 액티브 영역(A) 내의 터치 센서들에 각각 연결되는 복수의 라우팅 배선들이 배치된다.
라우팅 배선들은 베젤 영역(B)을 최소화하기 위해, 공정상 가능한 최소의 선폭 및 간격을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 라우팅 배선들의 선폭 및 두께는 저항을 고려하여 선택되어짐이 바람직하다. 라우팅 배선들은 유연성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 라우팅 배선들은 메탈 나노 와이어(metal nano wire), 메탈 메시(metal mesh), 탄소나노튜브(CNT) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
테일부(TA)는 일단에 구비된 단자, 및 단자와 연결되는 라우팅 배선들을 포함한다. 테일부(TA)에는 베젤 영역(B)에 형성된 라우팅 배선들이 연장되어 배치된다. 라우팅 배선들은 메인부(MA)의 베젤 영역(B)과 테일부(TA)를 경유하여, 터치 센서들과 테일부(TA)의 일단에 구비된 단자들을 연결한다.
테일부(TA)는 메인부(MA)의 폭(w1)보다 좁은 폭(w2)을 갖도록 형성된다. 테일부(TA)는 터치 센서들 각각에 연결된 라우팅 배선들을 수용할 수 있는 최소한의 폭(w2)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명은 테일부(TA)의 유연성을 확보할 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9을 더 참조하여, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)을 상세하게 설명한다. 도 8 및 도 9은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 나타낸 도면들이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 베이스 필름(BF), 제1 전극열(Tx)들, 및 제1 전극열(Tx)들과 교차하는 제2 전극열(Rx)들을 포함할 수 있다. 제1 전극열(Tx)들은 베이스 필름(BF)의 상면에 구비된다. 제2 전극열(Rx)들은 베이스 필름(BF)의 하면에 구비된다.
제1 전극열(Tx)들과 연결된 제1 라우팅 배선은 베젤 영역(B) 및 테일부(TA)를 경유하여, 테일부(TA)의 일측단 상면에 구비된 단자(TM)와 연결된다. 제2 전극열(Rx)들과 연결된 제2 라우팅 배선(LN)은 라우팅 배선(LN)부 및 테일부(TA)를 경유하여, 테일부(TA)의 일측단 상면에 구비된 단자(TM)와 연결된다. 제2 라우팅 배선(LN)은 베이스 필름(BF)을 관통하는 비아 홀(via hole)을 통해, 제2 전극열(Rx)과 테일부(TA)의 일측단 상면에 구비된 단자(TM)를 연결시킨다.
테일부(TA)는 메인 보드(MB)의 위치에 대응되도록 구부러질 수 있다. 테일부(TA)의 일단에 구비된 단자(TM)들은 메인 보드(MB)에 구비된 커넥터(CN)에 분리 가능하게 삽입된다. 이때, 테일부(TA)의 일단에 구비된 단자(TM)는 메인 보드(MB)의 커넥터(CN)에 연결되어 신호를 인가받을 수 있다. 예를 들어, 메인 보드(MB)에는 터치 구동회로가 실장될 수 있다. 터치 구동회로는 제어 신호에 동기하여 터치 센서를 구동하기 위한 터치 신호를 송, 수신할 수 있다.
전술한 바와 같이, 베이스 필름(BF)과 라우팅 배선들은 플렉서블(flexible)한 재료로 형성되어 다양한 방향으로 구부러질 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 벤딩 시 테일부(TA) 및/또는 라우팅 배선들에 발생할 수 있는 크랙 또는 단선을 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 테일부(TA)의 단자(TM)를 통해 메인 보드(MB)와 직접 연결되기 때문에, 가요성 인쇄회로기판과 같은 전기적 연결장치가 마련될 필요가 없다. 따라서, 본 발명은 부품의 수를 줄임으로써 제조 비용을 저감할 수 있고, 표시 장치의 경량 및 박형화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 ACF 본딩 공정 등, 패드들을 결합시키는 공정이 불필요하다. 따라서, 본 발명은 공정의 단순화를 기할 수 있고, 제품 생산을 위한 택트 타임(tact time)을 줄일 수 있다. 아울러, 공정상 발생할 수 있는 불량을 최소화할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 일 예로, 본 발명은 도 10과 같이 벤디드 터치 스크린 패널(TSP)의 곡면부(BA)에서 라우팅 배선(LN, 도 9) 영역만을 확보하면 충분하므로, 곡면부(BA)에서의 패드 형성 및 본딩 공정에 따른 불량을 방지할 수 있다.
본 발명은 종래 패드부(도 1, C)를 형성하기 위한 공간을 활용할 수 있어 공간적 제약을 줄일 수 있고, 부품 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 종래 패드부를 형성하기 위한 공간을 없앰으로써, 베젤 영역을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 도 11을 참조하여, 베이스 필름(BF)의 형상을 설명한다. 도 11은 베이스 필름의 다양한 형상을 설명하기 위한 도면들이다.
베이스 필름(BF)은 설계자의 필요에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있고, 다양한 형상을 가질 수 있다. 베이스 필름(BF)의 일측에 구비되는 테일부(TA)는, 메인 보드의 위치, 다른 구조물들과의 관계 등 공간상 및 구조상의 제약을 고려하여 형성될 수 있다.
도 11의 (a)를 참조하면, 테일부(TA)는 메인부(MA)의 적어도 어느 일측에서 외측 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 테일부(TA)는 사각형, 오각형 등을 포함하는 다각형의 평면 도형 형상을 가질 수 있다.
도 11의 (b)를 참조하면, 테일부(TA)는 동일 평면 상에서 구부러진 적어도 하나 이상의 굴곡부(CA)를 포함할 수 있다. 즉, 테일부(TA)는 메인부(MA)의 어느 일측으로부터 연장되되, 하나 이상의 서로 다른 방향을 따라 순차적으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
도 11의 (c)를 참조하면, 베이스 필름(BF)은 복수 개의 테일부(TA)를 포함할 수 있다. 베이스 필름(BF)은, 메인부(MA)의 서로 다른 위치로부터 연장되어, 서로 분리된 다수의 테일부(TA)들을 포함할 수 있다.
종래에는 터치 스크린 패널(TSP)과 메인 보드를 연결하기 위한 전기적 연결장치(예를 들어, 가요성 인쇄회로기판)가 별도로 요구되었고, 이러한 전기적 연결장치는 패드부의 공간이 확보되는 영역에만 배치될 수 있어 공간적 제약이 많았다. 이와 달리, 본 발명은 터치 스크린 패널(TSP)과 메인 보드를 연결하기 위해, 베이스 필름(BF) 형성 시 메인부(MA)의 어느 일측에 테일부(TA)를 형성하면 충분하다. 이에 따라, 본 발명은 터치 스크린 패널(TSP)의 설계 편의성 및 자유도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 통하여, 본 발명의 터치 스크린 패널(TSP)이 활용될 수 있는 예들을 살펴본다.
<제1 실시예>
이하, 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)을 포함하는 표시 장치를 설명한다. 도 12 내지 도 15는 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 포함하는 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 표시 장치는 입력 영상을 표시하기 위한 픽셀들이 내장된 표시 패널, 및 표시 패널 상에 접착된 터치 스크린 패널(TSP)을 포함한다.
본 발명의 표시 장치는 액정표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED Display), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 표시 장치로 구현될 수 있다. 이하 본 발명의 제1 실시예에서는, 표시 패널이 액정표시소자를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
도 12을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 상판 부착형(add-on type) 구조를 갖는다. 상판 부착형은 표시 패널과 터치 스크린 패널(TSP)을 개별적으로 제조한 후에, 표시 패널의 상부에 터치 스크린 패널(TSP)을 부착하는 방식이다. 상판 부착형은 표시 패널 상에 접착된 편광 필름(POL1)을 더 포함한다. 이때, 터치 스크린 패널(TSP)은 편광 필름(POL1) 상에 접착된다. 도 12에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "SUB2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광필름을 각각 의미한다.
표시 패널은 두 장의 기판들(SUB1, SUB2) 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시 패널의 픽셀 어레이는 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함한다.
표시 패널의 상부 기판에(SUB1)는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성된다. 표시 패널의 하부 기판(SUB2)은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 컬러필터는 표시 패널의 하부 기판(SUB2)에 형성될 수 있다. 공통전압이 공급되는 공통전극은 표시 패널의 상부 기판(SUB1)이나 하부 기판(SUB2)에 형성될 수 있다. 표시 패널의 상부 기판(SUB1)과 하부 기판(SUB2) 각각에는 편광 필름이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시 패널의 상부 기판(SUB1)과 하부 기판(SUB2) 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.
표시 패널의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시 패널에 빛을 조사한다. 표시 패널은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
이하, 도 13 내지 15를 참조하여, 상판 부착형 구조를 갖는 터치 스크린 패널(TSP)의 전극 구조를 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 도 13 내지 도 15와 같이 다양한 전극 구조를 포함할 수 있다.
도 13를 참조하면, 상판 부착형 구조를 갖는 터치 스크린 패널(TSP)은 베이스 필름(BF)과, 제1 전극열(Tx)들, 및 제1 전극열(Tx)들과 교차하는 제2 전극열(Rx)들을 포함한다. 제1 전극열(Tx)은 베이스 필름(BF) 상면에 구비된다. 제2 전극열(Rx)들은 베이스 필름(BF)의 하면에 구비된다. 제1 전극열(Tx)들과 제2 전극열(Rx)들은 서로 절연된다.
도 14을 참조하면, 상판 부착형 구조를 갖는 터치 스크린 패널(TSP)은 제1 베이스 필름(BF1)과, 제2 베이스 필름(BF2)을 포함한다. 제1 베이스 필름(BF1) 상에는 제1 전극열(Tx)들이 배치되고, 제2 베이스 필름(BF2) 상에는 제1 전극열(Tx)들과 교차하는 제2 전극열(Rx)들이 배치된다. 제1 베이스 필름(BF1)과 제2 베이스 필름(BF2)은 사이에 개재되는 접착층을 통해 접착될 수 있다.
도 15를 참조하면, 상판 부착형 구조를 갖는 터치 스크린 패널(TSP)은 베이스 필름(BF), 제1 전극열(Tx)들, 및 제1 전극열(Tx)들과 교차하는 제2 전극열(Rx)들을 포함한다. 제1 전극열(Tx)들 및 제2 전극열(Rx)들은 베이스 필름(BF)의 일면에 구비된다. 이때, 제1 전극열(Tx)들 및 제2 전극열(Rx)들 중 어느 하나는 분리되며, 분리된 어느 하나의 전극열들은 브릿지 패턴을 통해 전기적으로 연결된다. 제1 전극열(Tx)들과 제2 전극열(Rx)들은 절연막을 통해 서로 절연된다.
<제2 실시예>
이하, 도 16 를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)을 포함하는 표시 장치를 설명한다. 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치는 유기발광 다이오드 표시 장치로 구현될 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, "TFT"라 함) 기판(SUB) 상에 배치된 픽셀들과, 픽셀들을 덮는 유연한 재질의 베이스 필름(BF) 상에 배치된 터치 센서들을 갖는 표시 패널을 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치는 베이스 필름(BF) 위에 배치된 편광 필름(POL)을 더 포함하고, 터치 센서들은 베이스 필름(BF)과 편광 필름 사이에서 베이스 필름(BF)의 상면(上面)에 배치된다.
도 16를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 상판 일체형(on-cell type) 구조를 갖는다. 상판 일체형은 표시 패널의 봉지 기판(ECAP) 상면에 터치 센서를 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다.
표시 패널의 TFT 기판(SUB)은 데이터라인들과 게이트라인들에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 자발광 소자인 OLED(Organic Light Emitting Diode, 이하"OLED"라 함)를 포함한다. OLED는 애노드 전극 및 캐소드 전극과, 이들 사이에 개재된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 발광층(Emission layer, EML)을 포함하고, 공통층을 더 포함할 수 있다. 공통층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL)과 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 전자수송층(Electron transport layer, ETL), 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
표시 패널은 OLED를 각각 포함한 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고 비디오 데이터의 계조에 따라 픽셀들의 휘도를 조절한다. 픽셀들 각각은 게이트-소스 간 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 TFT, 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압을 한 프레임 동안 일정하게 유지시키는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor), 및 게이트펄스(또는 스캔 펄스)에 응답하여 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압을 프로그래밍하는 적어도 하나 이상의 스위치 TFT를 포함할 수 있다. 구동 전류는 데이터전압에 따른 구동 TFT의 게이트-소스 간 전압과, 구동 TFT의 문턱전압에 의해 결정되며, 픽셀의 휘도는 OLED에 흐르는 구동전류의 크기에 비례한다.
표시 패널의 봉지 기판(ECAP)은 픽셀들이 형성된 TFT 기판(SUB)의 상부에 배치된다. 봉지 기판(ECAP)은 외부로부터 표시 패널의 내부 소자를 보호하기 위해 배치된다. 상판 일체형인 경우, 봉지 기판(ECAP)은 본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)의 베이스 필름(BF)일 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 베이스 필름(BF)은 표시 패널의 봉지 기판(ECAP)으로 이용되고, 전극열들은 봉지 기판(ECAP)의 상면에 구비된다.
봉지 기판(ECAP)의 상면에 구비된 전극열들은 서로 교차하는 제1 전극열(Tx)들과 제2 전극열(Rx)들을 포함한다. 이때, 제1 전극열(Tx)들 및 제2 전극열(Rx)들 중 어느 하나는 분리되며, 분리된 어느 하나의 전극열들은 브릿지 패턴을 통해 전기적으로 연결된다. 제1 전극열(Tx)들과 제2 전극열(Rx)들은 절연막을 통해 서로 절연된다.
<제3 실시예>
이하, 도 17을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)을 포함하는 표시 장치를 설명한다. 도 17은 본 발명의 제3 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 도면이다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 제2 실시예와 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치는 유기발광 다이오드 표시 장치로 구현될 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 의한 표시 장치는 TFT 기판(SUB) 상에 배치된 픽셀들과, 픽셀들을 덮는 유연한 재질의 베이스 필름(BF) 상에 배치된 터치 센서들을 갖는 표시 패널을 포함한다. 본 발명의 제3 실시예에 의한 표시 장치는 터치 센서들은 TFT 기판(SUB)과 대향하는 베이스 필름(BF)의 하면(下面)에 배치된다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 터치 스크린 패널(TSP)은 내장형(integrated type) 구조를 갖는다. 내장형은 표시 장치 내부에 터치 센서를 내장하여 표시 장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다.
표시 패널의 봉지 기판(ECAP)은 픽셀들이 형성된 TFT 기판(SUB)의 상부에 배치된다. 봉지 기판(ECAP)은 외부로부터 표시 패널의 내부 소자를 보호하기 위해 배치된다. 내장형인 경우, 봉지 기판(ECAP)은 본 발명에 의한 터치 스크린 패널(TSP)의 베이스 필름(BF)일 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 베이스 필름(BF)은 표시 패널의 봉지 기판(ECAP)으로 이용되고, 전극열들은 봉지 기판(ECAP)의 하면에 구비된다.
봉지 기판(ECAP)의 하면에 구비된 전극열들은 서로 교차하는 제1 전극열(Tx)들과 제2 전극열(Rx)들을 포함한다. 이때, 제1 전극열(Tx)들 및 제2 전극열(Rx)들 중 어느 하나는 분리되며, 분리된 어느 하나의 전극열들은 브릿지 패턴을 통해 전기적으로 연결된다. 제1 전극열(Tx)들과 제2 전극열(Rx)들은 절연막을 통해 서로 절연된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
TSP : 터치 스크린 패널 MA : 메인부
TA : 테일부 A : 액티브 영역
B : 베젤 영역 BF : 베이스 필름
TM : 단자 MB : 메인 보드
CN : 커넥터 Tx : 제1 전극열
Rx : 제2 전극열 LN : 라우팅 배선

Claims (14)

  1. 유연한 재질의 베이스 필름상의 터치 센서들과, 상기 터치 센서들에 연결되는 라우팅 배선들을 갖는 터치 스크린 패널에 있어서,
    상기 베이스 필름은,
    메인부와, 상기 메인부로부터 돌출된 테일부를 포함하고,
    상기 메인부는,
    상기 터치 센서들이 배치된 액티브 영역과, 상기 액티브 영역의 외부에 배치된 베젤 영역을 포함하며,
    상기 터치 센서들은 상기 베이스 필름 상면에 배치되는 제1 전극열들 및 제1 전극열들과 교차하고 상기 베이스 필름 하면에 배치되는 제2 전극열들을 포함하고,
    상기 라우팅 배선들은, 상기 제1 전극열들과 연결된 제1 라우팅 배선 및 상기 제2 전극열들과 연결된 제2 라우팅 배선을 포함하고,
    상기 제1 라우팅 배선은 상기 메인부의 상기 베젤 영역과 상기 테일부를 경유하여, 상기 제1 전극열들과 상기 테일부의 일단의 상면에 구비된 단자들을 연결하고,
    상기 제2 라우팅 배선은 상기 메인부의 상기 베젤 영역과 상기 테일부를 경유하고, 상기 베이스 필름을 관통하는 비아 홀을 통해 상기 제2 전극열들과 상기 테일부의 일단의 상면에 구비된 단자들을 연결하는 터치 스크린 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름은,
    상기 메인부로부터 연장되어, 서로 분리된 다수의 테일부들을 포함하는 터치 스크린 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 테일부는,
    동일 평면 상에서, 구부러진 하나 이상의 굴곡부를 포함하는 터치 스크린 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 테일부는,
    사각형, 오각형을 포함하는 다각형의 평면 형상을 갖는 터치 스크린 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 테일부의 일단에 구비된 단자들은,
    메인 보드에 구비된 커넥터에 분리 가능하게 삽입되어, 신호를 인가받는 터치 스크린 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름은,
    PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COP(cyclic olefin polymer) 중 어느 하나를 포함하는 터치 스크린 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅 배선은,
    메탈 나노 와이어(metal nano wire), 메탈 메시(metal mesh) 중 어느 하나를 포함하는 터치 스크린 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 테일부는,
    상기 메인부의 폭보다 좁은 폭을 갖는 터치 스크린 패널.
  9. 입력 영상을 표시하기 위한 픽셀들이 내장된 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 접착된 터치 스크린 패널을 포함하고,
    상기 터치 스크린 패널은,
    유연한 재질의 베이스 필름상의 터치 센서들과, 상기 터치 센서들에 연결되는 라우팅 배선들을 가지며,
    상기 베이스 필름은,
    메인부와, 상기 메인부로부터 돌출된 테일부를 포함하고,
    상기 메인부는,
    상기 터치 센서들이 배치된 액티브 영역과, 상기 액티브 영역의 외부에 배치된 베젤 영역을 포함하며,
    상기 터치 센서들은 상기 베이스 필름 상면에 배치되는 제1 전극열들 및 제1 전극열들과 교차하고 상기 베이스 필름 하면에 배치되는 제2 전극열들을 포함하고,
    상기 라우팅 배선들은,
    상기 제1 전극열들과 연결된 제1 라우팅 배선 및 상기 제2 전극열들과 연결된 제2 라우팅 배선을 포함하고,
    상기 제1 라우팅 배선은 상기 메인부의 상기 베젤 영역과 상기 테일부를 경유하여, 상기 제1 전극열들과 상기 테일부의 일단의 상면에 구비된 단자들을 연결하고,
    상기 제2 라우팅 배선은 상기 메인부의 상기 베젤 영역과 상기 테일부를 경유하고, 상기 베이스 필름을 관통하는 비아 홀을 통해 상기 제2 전극열들과 상기 테일부의 일단의 상면에 구비된 단자들을 연결하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시 패널 상에 접착된 편광 필름을 더 포함하고,
    상기 터치 스크린 패널은,
    상기 편광 필름 상에 접착된 표시 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    액정 표시소자 및 유기발광 다이오드 표시소자 중 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
  12. TFT 기판 상에 배치된 픽셀들과, 상기 픽셀들을 덮는 유연한 재질의 베이스 필름상에 배치된 터치 센서들을 갖는 표시 패널을 포함하고,
    상기 베이스 필름은,
    메인부와, 상기 메인부로부터 돌출된 테일부를 포함하고,
    상기 메인부는,
    상기 터치 센서들이 배치된 액티브 영역과, 상기 액티브 영역의 외부에서 상기 터치 센서들에 연결되는 라우팅 배선들이 배치된 베젤 영역을 포함하며,
    상기 터치 센서들은 상기 베이스 필름 상면에 배치되는 제1 전극열들 및 제1 전극열들과 교차하고 상기 베이스 필름 하면에 배치되는 제2 전극열들을 포함하고,
    상기 라우팅 배선들은,
    상기 제1 전극열들과 연결된 제1 라우팅 배선 및 상기 제2 전극열들과 연결된 제2 라우팅 배선을 포함하고,
    상기 제1 라우팅 배선은 상기 메인부의 상기 베젤 영역과 상기 테일부를 경유하여, 상기 제1 전극열들과 상기 테일부의 일단의 상면에 구비된 단자들을 연결하고,
    상기 제2 라우팅 배선은 상기 메인부의 상기 베젤 영역과 상기 테일부를 경유하고, 상기 베이스 필름을 관통하는 비아 홀을 통해 상기 제2 전극열들과 상기 테일부의 일단의 상면에 구비된 단자들을 연결하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 베이스 필름 위에 배치된 편광 필름을 더 포함하고,
    상기 터치 센서들은,
    상기 베이스 필름과 상기 편광 필름 사이에서 상기 베이스 필름의 상면에 배치된 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 터치 센서들은,
    상기 TFT 기판과 대향하는 상기 베이스 필름의 하면에 배치된 표시 장치.
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