KR20120065009A - 터치 스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 터치 활성영역과 상기 터치 활성영역의 외곽에 형성되는 터치 비활성영역으로 구분되는 투명 기판과; 상기 투명 기판의 비활성 영역에 대응되는 영역에 형성된 백그라운드층과; 상기 백그라운드 상부를 포함한 상기 투명기판의 일면에 형성된 오버코팅막과; 상기 터치 활성영역과 대응되는 오버코팅막 상에 형성된 복수의 도전성 감지패턴들과; 상기 터치 비활성성역에 대응되는 오버코팅막 상에 형성되며, 상기 감지패턴들과 전기적으로 연결되는 위치검출라인이 포함되며, 상기 백그라운드층은 시온 안료로 형성된다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 윈도우와 일체형으로 구현되는 터치 스크린 패널에 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.

단, 터치 스크린 패널이 영상표시장치의 패널 상부에 부착되면 표시장치 전체의 부피가 커져 휴대의 편리성이 저하되는 등의 문제점이 발생할 수 있으므로, 최근에는 박형화된 터치 스크린 패널의 개발이 요구되고 있다.

그러나, 일반적인 터치 스크린 패널의 경우 기구 강도 향상을 위해 터치 스크린 패널의 상부면에 윈도우가 추가로 구비되는데, 이는 터치 스크린 패널의 두께를 크게 하는 것으로 터치 스크린 패널의 박형화 추세에 역행하게 된다는 단점이 있다.

또한, 일반적인 터치 스크린 패널의 경우, 터치 활성영역의 외곽을 따라 터치 비활성영역에 블랙 매트릭스를 형성함에 의해, 상기 터치 비활성영역 하부에 형성된 위치검출라인 등이 가시화되는 것을 방지하고 터치 스크린 패널에 블랙 테두리를 형성하게 된다.

하지만, 최근 터치 스크린 패널을 채용한 표시장치 등의 색상이 다양화됨에따라 터치 스크린 패널의 테두리 색상을 다양하게 구현할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 윈도우 상에 제1 및 제2 감지전극을 형성하는 윈도우 일체형 터치 스크린 패널을 구현함으로써 터치 스크린 패널의 전체 두께를 최소화함과 함께, 테두리의 색상을 온도에 따라 가변 되도록 시온 안료(Thermo chromic pigment)를 사용하여 구현하는 터치 스크린 패널을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 터치 활성영역과 상기 터치 활성영역의 외곽에 형성되는 터치 비활성영역으로 구분되는 투명 기판과; 상기 투명 기판의 비활성 영역에 대응되는 영역에 형성된 백그라운드층과; 상기 백그라운드 상부를 포함한 상기 투명기판의 일면에 형성된 오버코팅막과; 상기 터치 활성영역과 대응되는 오버코팅막 상에 형성된 복수의 도전성 감지패턴들과; 상기 터치 비활성성역에 대응되는 오버코팅막 상에 형성되며, 상기 감지패턴들과 전기적으로 연결되는 위치검출라인이 포함되며, 상기 백그라운드층은 시온 안료로 형성됨을 특징으로 한다.

이 때, 상기 감지패턴들은, 제 1방향을 따라 각 컬럼라인 별로 연결되도록 형성된 제1 감지셀들과; 상기 인접한 제1 감지셀들을 연결하는 제1 연결라인들과; 제 2방향을 따라 각 로우라인 별로 연결되도록 형성된 제2 감지셀들과; 상기 인접한 제2 감지셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하여 구성되며, 상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들의 교차부에는 절연막이 개재된다.

또한, 상기 제1 감지셀들 및 제2 감지셀들은 투명 도전성 물질로 형성된다.

또한, 상기 투명기판은 디스플레이 장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정되고, 상기 백그라운드층, 오버코팅막, 도전성 감지패턴들 및 위치검출라인들은, 상기 투명기판의 터치면과 대향되는 저면에 형성된다.

또한, 상기 백그라운드층은 가역형 시온 잉크 및 불가역형 시온 잉크 중 적어도 하나를 인쇄하여 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 윈도우 상에 제1 및 제2 감지전극을 형성하여 터치 스크린 패널의 전체 두께를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 터치 스크린 패널의 비 활성영역에 대응되어 형성되는 테두리를 색상을 온도에 따라 가변 되도록 시온 안료를 사용하여 구현함으로써, 상기 비활성 영역에 형성된 패턴이 가시화되는 것을 효과적으로 방지함과 아울러 온도에 따라 변화되는 다양한 색상을 구현할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 2는 도 1에 도시된 센싱패턴의 일례를 도시한 요부 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판(10)과, 투명기판(10) 상에 형성된 다수의 도전성 감지패턴들(30)과, 감지패턴들(30)을 패드부(50)를 통해 외부의 구동회로와 연결하기 위한 위치검출라인들(35)을 포함한다.

투명기판(10)은 터치 스크린 패널의 기재로서, 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 아크릴 등의 투명한 기판기재를 이용하여 형성될 수 있다. 여기서, 투명이라 함은 100% 투명함은 물론, 높은 광투과율을 갖는 정도로 투명함을 포괄적으로 의미한다.

상기 감지패턴들(30)은 투명기판(10)의 일면 터치 활성영역에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 형성되며, 제1 방향으로 연결된 제1 감지셀들(30a) 및 제2 방향으로 연결된 제2 감지셀들(30b)을 포함한다.

제1 감지셀들(30a)은 제1 방향, 예컨대 컬럼라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 컬럼라인 단위로 각각의 위치검출라인(35)과 연결된다.

제2 감지셀들(30b)은 제1 감지셀들(30a)과 절연되도록 제1 감지셀들(30a)의 사이에 제1 방향과 다른 제2 방향, 예컨대 로우라인 방향을 따라 연결되도록 형성되어 로우라인 단위로 각각의 위치검출라인(35)과 연결된다.

이러한 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)은 동일한 레이어에 형성될 수 있으며, 이 경우 절연막을 사이에 개재하고 서로 절연되는 제1 연결라인들(30a1) 및 제2 연결라인들(30b1)에 의해 각각 제1 방향 및 제2 방향을 따라 연결되거나, 혹은 절연막을 사이에 개재하고 서로 다른 레이어에 위치될 수 있다.

보다 구체적으로 도 2에 도시된 실시예를 참고하면, 상기 감지패턴들(30)은, 제1 방향으로 연결된 제1 감지셀들(30a)과, 상기 제1 감지셀들(30a)을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 제1 연결라인들(30a1) 및 제2 방향으로 연결된 제2 감지셀들(30b)과, 상기 제2 감지셀들(30b)을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 제2 연결라인들(30b1)을 포함한다.

편의상, 도 2에서는 감지패턴의 일부만을 도시하였으나, 터치 스크린 패널은 도 2에 도시된 감지패턴들이 반복적으로 배치되는 구조를 갖는다.

이러한 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)은 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 배치되고, 제1 연결라인들(30a1)과 제2 연결라인들(30b1)은 서로 교차된다. 이때, 제1 연결라인들(30a1)과 제2 연결라인들(30b1) 사이에는 안정성 확보를 위한 절연막(미도시)이 개재된다.

한편, 제1 감지셀들(30a) 및 제2 감지셀들(30b)은 인듐-틴-옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명전극물질을 이용하여 각각 제1 연결라인들(30a1) 및 제2 연결라인들(30b1)과 일체로 형성되거나, 혹은 이들과 별도로 형성되어 전기적으로 연결될 수 있다.

예컨대, 제1 감지셀들(30a)은 제1 연결라인들(30a1)과 일체로 컬럼방향으로 패터닝되어 형성되고, 제2 감지셀들(30b)은 제2 감지셀들(30b)의 사이에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되되 그 상부 또는 하부에 위치되는 제2 연결라인들(30b1)에 의해 로우방향을 따라 연결될 수 있다.

이때, 제2 연결라인들(30b1)은 제2 감지셀들(30b)의 상부, 또는 하부에서 제2 감지셀들(30b)과 직접적으로 접촉되어 전기적으로 연결되거나, 혹은 컨택홀 등을 통해 제2 감지셀들(30b)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이러한 제2 연결라인들(30b1)은 ITO와 같은 투명전극물질을 이용하여 형성되거나, 혹은 불투명한 저저항 물질을 이용하여 형성되되 패턴의 가시화가 방지되도록 그 폭 등이 조절되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 위치검출라인들(35)은 패드부(50)를 통해 상기 컬럼라인 단위 및 로우라인 단위의 제1 및 제2 감지셀들(30a, 30b)과 감지패턴들(30)과 전기적으로 연결되어, 이를 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.

이러한 위치검출라인들(35)은 영상이 표시되는 터치 활성영역을 피해 터치 스크린 패널 외곽의 터치 비활성영역에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 감지셀들(30)의 형성에 이용되는 투명전극물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 감지패턴들(30)로부터 위치검출라인들(35) 및 패드부(50)를 경유하여 구동회로(미도시) 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다.

그러면, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.

또한, 본 발명의 실시예의 경우 상기 투명 기판(10)이 터치 스크린 패널을 채용하는 디스플레이 장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정됨을 특징으로 하며, 이를 통해 터치 스크린 패널의 전체 두께를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 터치 스크린 패널의 활성영역(Active Area) 상에는 다수의 감지패턴들(30)이 형성되어 있으며, 상기 활성영역(Active Area) 외곽에 위치한 비 활성영역(Non-Active Area)에는 상기 감지패턴들(30)과 전기적으로 연결되는 위치검출라인들(35)이 형성된다.

이 때, 상기 비 활성영역은 화상이 표시되지 않는 영역이므로, 상기 위치검출라인들(35)이 가시화되는 것을 방지하기 위해 별도의 구성이 필요하며, 이를 위해 상기 비 활성영역에 대응되는 터치 스크린 패널의 테두리 영역에는 일반적으로 블랙 매트릭스 등과 같은 빛을 차단하는 물질이 형성된다.

그러나, 종래의 경우 상기 블랙 매트릭스 등과 같은 물질은 정해진 색상 이외의 다른 색상으로 구현될 수 없다는 단점이 있다.

이에 대해 본 발명의 실시예에서는 상기 터치 스크린 패널의 비 활성영역에 대응되어 형성되는 테두리를 색상을 온도에 따라 가변 되도록 시온 안료(Thermo chromic pigment)를 사용하여 구현함으로써, 상기 비 활성영역에 형성된 위치검출라인 등과 같은 패턴이 가시화되는 것을 효과적으로 방지함과 아울러 온도에 따라 변화되는 다양한 색상을 구현함을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 대해서는 이하 도 3을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 투명기판(10)과, 투명기판(10)의 일면 테두리를 따라 형성된 백그라운드층(20)과, 백그라운드층(20) 상부를 포함한 투명기판(10)의 일면에 형성된 오버코팅막(25)과, 오버코팅막(25) 상에 형성된 도전성 감지패턴들(30) 및 위치검출라인들(35)과, 도전성 감지패턴들(30) 및 위치검출라인들(35) 상부를 포함한 투명기판(10) 상에 형성된 보호막(40)을 포함한다.

투명기판(10)은 터치 스크린 패널의 기재가 되는 기판으로서, 본 발명의 실시예의 경우 상기 터치 스크린 패널을 채용하는 디스플레이 장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정됨을 특징으로 한다.

즉, 윈도우 기판 상에 터치 스크린 패널 구현을 위한 패턴들을 형성함에 의해 투명기판(10)과 윈도우 기판을 일체화한 윈도우 일체형 터치 스크린 패널을 구현할 수 있으며, 이를 통해 터치 스크린 패널을 채용하는 표시장치의 두께를 박형화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 윈도우 일체형 터치 스크린 패널에서는 일례로, 백그라운드층(20), 오버코팅막(25), 도전성 감지패턴들(30) 및 위치검출라인들(35) 등이 투명기판(10)의 터치면(상부면)과 대향되는 저면에 형성될 수 있다.

백그라운드층(20)은 투명기판(10)의 일면(예컨대, 저면) 테두리 즉, 비 활성영역(102)과 중첩되는 영역에 형성되며, 이에 따라 상기 터치 활성영역(101)의 외곽에 위치한 터치 비활성영역(102)에 형성된 위치검출라인들(35) 등의 패턴이 가시화되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

이러한 백그라운드층(20)의 색상은 터치 스크린 패널의 테두리 색상을 결정하는데, 특히 본 발명에 의한 백그라운드층(20)은 시온 안료를 사용하여 형성함으로써, 온도에 따라 변화되는 다양한 색상을 구현할 수 있음을 특징으로 한다.

보다 구체적으로 상기 시온 안료로 사용되는 시온 잉크는 온도가 최초 설정된 상태로 되돌아와도 복색하지 않는 불가역형 시온 잉크와, 복색되는 가역형 시온 잉크로 구분되는데, 본 발명의 실시예에 의한 백그라운드층(20)에 적용되는 시온 안료는 이와 같은 두 가지 형태를 각각 적용한 구조 또는 두가지 모두를 적용한 구조가 가능하다.

일 예로 불가역형 시온 잉크를 사용하는 경우는 제품 사용 기간이 경과하면서 점진적으로 색상 또는 표시된 메시지가 변화되는 형태를 구현할 수 있으므로 중고 여부를 구분하는 목적을 사용할 수 있다.

또한, 가역형 시온 잉크를 사용하는 경우는 일정 온도에서만 색상이 변하고 다시 원복하므로, 4계절 별로 다양한 색상 변화를 구현하거나, 사용자가 제품을 잡고 있는 동안만 색상이 국부적으로 변화됨을 구현할 수도 있다.

또한, 상기 백그라운드층(20)의 일부 영역에는 불가역형 시온 잉크를 인쇄하여 형성하고, 나머지 부분에 대해서는 가역형 시온 잉크를 인쇄하여 형성함을 통해 상기 각각의 실시예를 조합하여 구현할 수도 있다.

오버코팅막(25)은 투명한 절연물질을 이용하여 형성되며, 백그라운드층(20) 상부를 포함한 투명기판(10)의 일면에 전면적으로 형성될 수 있다.

도전성 감지패턴들(30)은 투명 전극물질을 이용하여 오버코팅막(25) 상의 터치 활성영역(101)에 형성되며, 로우라인 또는 컬럼라인 단위로 위치검출라인들(35)에 연결된다. 앞서 도 1 및 도 2를 통해 상기 감지패턴들(30)의 구조에 대해 상세히 설명하고 있으므로, 편의상 도 3에서는 도전성 감지패턴들(30)을 로우라인 또는 컬럼라인 단위로 연결하는 연결라인들 및 상기 연결라인들 사이에 개재되는 절연막의 도시는 생략하기로 한다.

위치검출라인들(35)은 로우라인 또는 컬럼라인 단위의 감지패턴들(30)과 연결되도록 오버코팅막(25) 상의 터치 비활성영역(102)에 형성된다.

보호막(40)은 투명한 절연물질을 이용하여 형성되며, 도전성 감지셀들(30) 및 위치검출라인들(35) 상부를 포함한 투명기판(10) 상에 전면적으로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 터치 스크린 패널의 기재가 되는 투명기판(10)의 테두리를 따라 적어도 시온 안료로 구현되는 백그라운드층(20)을 형성함으로써, 단순한 공정을 통해 터치 스크린 패널의 테두리를 온도에 따라 변화되는 다양한 색상으로 구현할 수 있다.

또한, 터치 스크린 패널의 투명기판(10)과 윈도우 기판을 일체화하여 구현하는 경우, 터치 스크린 패널을 채용하는 표시장치의 두께를 박형화 함은 물론, 제조공정의 간소화와 재료비 절감 등을 통해 제조효율을 향상시킬 수 도 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 투명 기판 20: 백그라운드층
30: 감지패턴들 35: 위치검출라인

Claims (6)

1. 터치 활성영역과 상기 터치 활성영역의 외곽에 형성되는 터치 비활성영역으로 구분되는 투명 기판과;
   상기 투명 기판의 비활성 영역에 대응되는 영역에 형성된 백그라운드층과;
   상기 백그라운드 상부를 포함한 상기 투명기판의 일면에 형성된 오버코팅막과;
   상기 터치 활성영역과 대응되는 오버코팅막 상에 형성된 복수의 도전성 감지패턴들과;
   상기 터치 비활성성역에 대응되는 오버코팅막 상에 형성되며, 상기 감지패턴들과 전기적으로 연결되는 위치검출라인이 포함되며,
   상기 백그라운드층은 시온 안료로 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 감지패턴들은,
   제 1방향을 따라 각 컬럼라인 별로 연결되도록 형성된 제1 감지셀들과;
   상기 인접한 제1 감지셀들을 연결하는 제1 연결라인들과;
   제 2방향을 따라 각 로우라인 별로 연결되도록 형성된 제2 감지셀들과;
   상기 인접한 제2 감지셀들을 연결하는 제2 연결라인들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 연결라인들과 상기 제2 연결라인들의 교차부에는 절연막이 개재됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 감지셀들 및 제2 감지셀들은 투명 도전성 물질로 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 투명기판은 디스플레이 장치에 구비되는 기판들 중 최상부에 위치되는 윈도우 기판으로 설정되고, 상기 백그라운드층, 오버코팅막, 도전성 감지패턴들 및 위치검출라인들은, 상기 투명기판의 터치면과 대향되는 저면에 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 백그라운드층은 가역형 시온 잉크 및 불가역형 시온 잉크 중 적어도 하나를 인쇄하여 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.

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