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KR102174679B1 - 터치패널 - Google Patents

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KR102174679B1
KR102174679B1 KR1020130168341A KR20130168341A KR102174679B1 KR 102174679 B1 KR102174679 B1 KR 102174679B1 KR 1020130168341 A KR1020130168341 A KR 1020130168341A KR 20130168341 A KR20130168341 A KR 20130168341A KR 102174679 B1 KR102174679 B1 KR 102174679B1
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KR
South Korea
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sensing electrode
antenna
touch panel
touch
insulating layer
Prior art date
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KR1020130168341A
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손지은
김기덕
황종희
한종현
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 터치패널은, 유효 영역과 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 기판상에 형성되는 감지전극; 및 상기 기판상에 형성되는 안테나를 포함하고, 상기 감지전극은 손가락 터치감지 및 햅틱구동된다.

Description

터치패널{Touch panel}
실시 예는 터치패널에 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.
이러한 터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
저항막 방식의 터치 패널은 반복 사용에 의하여 성능이 저하될 수 있으며 스크래치(scratch)가 발생될 수 있다. 이에 의해 내구성이 뛰어나고 수명이 긴 정전 용량 방식의 터치 패널에 대한 관심이 높아지고 있다.
최근의 터치 패널은 손가락 터치뿐만 아니라 펜 터치 및 햅틱기능등의 다중기능이 요구된다.
상기 펜 터치 및 햅틱기능을 추가하기 위해서는 별도의 펜 터치 감지층과 촉각 피드백을 위한 기판이 각각 부가 되어야 한다. 이 경우 기판의 개수의 증가로 상기 터치패널의 무게 및 두께가 증가한다.
최근의 박형화 및 경량화 경향에 따라 상기 터치패널의 기판의 개수를 줄이는 것이 요구된다.
실시 예는 경량화 및 박형화를 도모하고, 제조 비용을 절감할 수 있는 터치패널을 제공한다.
실시 예에 따른 터치패널은, 유효 영역과 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 기판상에 형성되는 감지전극; 및 상기 기판상에 형성되는 안테나를 포함하고, 상기 감지전극은 손가락 터치감지 및 햅틱구동된다.
실시 예에 따른 터치패널은, 기판; 상기 기판상에 형성되는 배선전극; 상기 배선전극을 포함하는 기판 상에 형성되는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 형성되는 제1 안테나; 상기 제1 안테나가 형성된 제1 절연층 상에 형성되는 제2 절연층; 및 상기 제2 절연층 상에 형성되는 제2 안테나, 제1 감지전극 및 제2 감지전극을 포함한다.
실시 예에 따른 터치패널은, 배선전극과 안테나를 하나의 기판에 형성하고, 펜 터치, 손가락 터치 및 햅틱구동을 시분할하여 구동하여, 경량화 및 박형화 할 수 있고, 제조단가를 절감할 수 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 터치패널 및 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 상면도이고, 도 3은 도 2를 A-A`, B-B`면을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 6는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 7는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 8는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 실시 예에 따른 터치패널을 나타내는 블록도이다.
도 10은 제1 실시 예에 따른 터치패널의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 제2 실시 예에 따른 터치패널의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 제3 실시 예에 따른 터치패널 및 액정표시장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 13은 제3 실시 예에 따른 보조필름의 단면도이다.
실시 예에 따른 터치패널은, 유효 영역과 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 기판상에 형성되는 감지전극; 및 상기 기판상에 형성되는 안테나를 포함하고, 상기 감지전극은 손가락 터치감지 및 햅틱구동된다.
상기 안테나는 펜터치를 감지할 수 있다.
상기 손가락 터치 감지, 펜터치 감지 및 햅틱구동은 시분할 방식으로 구동될 수 있다.
상기 햅틱 구동은 상기 손가락 터치 감지 및 펜터치 감지와는 별개의 구동단계로 구동될 수 있다.
상기 감지전극은 서로 교차하는 제1 감지전극 및 제2 감지전극을 포함하고, 상기 안테나는 서로 교차하는 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나는 상기 제2 감지전극을 감싸며 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 안테나는 상기 제1 감지전극을 감싸며 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 감지전극과 제2 감지전극은 동일층에 형성되고, 상기 제1 감지전극과 제2 감지전극의 교차부에는 브리지가 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나와 제2 안테나는 서로 다른 층에 형성될 수 있다.
상기 제2 안테나와 제1 감지전극은 동일층에 형성되고, 상기 제2 안테나와 제1 감지전극의 교차부에는 점퍼가 형성될 수 있다.
상기 감지전극과 전기적으로 연결되는 배선전극을 포함하고, 상기 배선전극은 비유효 영역에 형성될 수 있다.
상기 기판의 전면에 형성되는 보조필름을 더 포함할 수 있다.
상기 보조필름은 도전층과 절연층을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 터치패널은, 기판; 상기 기판상에 형성되는 배선전극; 상기 배선전극을 포함하는 기판 상에 형성되는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 형성되는 제1 안테나; 상기 제1 안테나가 형성된 제1 절연층 상에 형성되는 제2 절연층; 및 상기 제2 절연층 상에 형성되는 제2 안테나, 제1 감지전극 및 제2 감지전극을 포함한다.
상기 제1 절연층 상에 형성되는 브리지를 더 포함하고, 상기 브리지는 상기 제1 감지전극과 제2 감지전극의 교차부에 형성될 수 있다.
상기 브리지는 브리지 컨택홀을 통해 상기 제2 감지전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 절연층 상에 형성되는 점퍼를 더 포함하고, 상기 점퍼는 상기 제2 감지전극과 상기 제2 안테나의 교차부에 형성될 수 있다.
상기 점퍼는 상기 점퍼 컨택홀을 통해 상기 제2 감지전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 터치패널 및 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널(10), 상기 액정표시패널(10)의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널(10)로 광을 제공하는 백라이트 유닛(20) 및 상기 액정표시패널(10)의 전면에 부착되는 터치패널(100)을 포함한다.
또한, 상기 액정표시패널(10)의 하부면 가장자리를 지지하고, 상기 백라이트 유닛(20)과 결합되는 가이드 패널(18) 및 상기 백라이트 유닛(20)을 수납하는 바텀 커버(70)를 포함할 수 있다.
상기 가이드 패널(18)은 중앙영역이 개구된 형태로 형성될 수 있다. 상기 가이드 패널(18)은 중앙영역이 개구된 형태로 형성되어, 상기 백라이트 유닛(20)으로부터의 광이 상기 액정표시패널(10)로 전달될 수 있도록 한다. 상기 가이드 패널(18)은 직사각형상으로 형성될 수 있다. 상기 가이드 패널(80)은 몰드 재질로 형성될 수 있다.
상기 액정표시패널(10)은 박막 트랜지스터 기판(11), 컬러필터 기판(13) 및 상기 박막 트랜지스터 기판(11) 및 컬러필터 기판(13) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터 기판(13)은 상기 컬러필터 기판(13)보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 상기 컬러필터기판(13)은 상기 박막 트랜지스터 기판(11)의 일부를 노출하며 합착될 수 있다. 상기 노출된 박막 트랜지스터 기판(11) 상에는 드라이버 IC(15)가 실장될 수 있다. 상기 드라이버 IC(15)는 상기 박막 트랜지스터 기판(11)에 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인으로 신호를 공급할 수 있다. 상기 드라이버 IC(15)는 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버를 포함할 수 있다. 상기 드라이버 IC(15)는 타이밍 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 노출된 박막 트랜지스터 기판(11) 상에는 연성회로기판(17)이 부착될 수 있다. 상기 연성회로기판(17)은 상기 드라이버 IC(15)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연성회로기판(17)은 휘거나 접힐 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 상기 연성회로기판(17)은 이방성 도전성 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)에 의해 상기 박막 트랜지스터 기판(11)에 부착되어 상기 드라이버 IC(15)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 터치패널(100)은 상기 액정표시패널(10)의 전면에 위치할 수 있다. 상기 터치패널(100)은 상기 액정표시패널(10)의 전면에 부착될 수 있다. 상기 터치패널(100)은 상기 컬러필터 기판(13)의 전면에 부착될 수 있다. 상기 터치패널(100)에는 터치 연성회로기판(105)이 부착될 수 있다. 상기 터치패널(100)은 사용자의 터치입력을 감지하여 이를 터치 연성회로기판(105)을 통해 구동칩(미도시)으로 전달할 수 있다. 상기 터치패널(100)에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 광학시트(30), 도광판(40), 광원(50) 및 반사판(60)을 포함할 수 있다.
상기 광학시트(30)는 상기 액정표시패널(10)과 상기 도광판(40) 사이에 위치하여 상기 광원(50)으로부터의 광을 확산 및 집광하여 상기 액정표시패널(10)로 전달한다. 상기 광학 시트(30)는 프리즘 시트, 확산시트 등을 포함할 수 있다.
상기 도광판(40)은 상기 광학시트(30)의 하부에 위치할 수 있다. 상기 도광판(40)은 상기 광학시트(30)의 하부에 위치하여 광원(50)으로부터 입사된 광을 면광으로 변환하여 상기 액정표시패널(10)로 공급한다. 상기 도광판(40)은 PMMA( 폴리메틸메타 아크릴레이트: Polymethylmethacrylate), 염화비닐, 아크릴계 수지, PC(폴리카보네이트: polycarbonate)계, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트: polyethylene therephtalate)계, PE(폴리에틸렌:polyethylene)계, PS(폴리스티렌:polystyryene)계, PP(폴리프로필렌:Polyporpylene)계, PI(폴리이미드:Polyimide)계 수지, 유리, 실리카(silica) 등으로 형성될 수 있다.
상기 광원(50)은 발광 다이오드(51) 및 인쇄회로기판(53)을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드(51)는 상기 인쇄회로기판(53)에 실장되어 상기 인쇄회로기판(53)으로부터 전압을 전달받고 광을 발생하여 상기 도광판(40) 방향으로 전달한다.
도시하지 않았지만 상기 인쇄회로기판(53)은 외부의 드라이버로부터 구동전압을 전달받아 이를 상기 발광 다이오드(51)로 인가할 수 있다.
상기 반사판(60)은 상기 도광판(40)과 상기 바텀 커버(70) 사이에 위치할 수 있다. 상기 반사판(60)은 상기 광원(50)으로부터의 광을 반사시켜 상기 도광판(40) 및 액정표시패널(10)로 전달시키는 역할을 할 수 있다.
도면에서는 상기 터치패널(100)이 액정표시패널(10)에 부착되어 있는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 터치패널(100)은 플라즈마표시장치(PDP) 또는 유기전계발광소자(OLED) 등을 포함하는 표시장치에 부착되어 사용될 수 있다.
도 2는 제1 실시 예에 따른 터치패널의 상면도이고, 도 3은 도 2를 A-A`, B-B`면을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 터치패널(100)은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다.
상기 유효영역은 사용자의 터치 명령 입력이 가능한 영역을 의미하며, 상기 비유효 영역은 상기 유효영역의 외곽에 위치하는 사용자의 터치가 이루어짐에도 활성화되지 않아 터치 명령 입력이 이루어지지 않는 영역을 의미한다.
상기 터치패널(100)이 액정표시패널(10)에 부착되어 사용되는 경우 상기 터치패널(100)의 유효 영역 및 비유효 영역은 표시장치의 표시영역 및 비표시 영역과 대응될 수 있다. 상기 표시 영역은 화상을 표시하는 영역이고 상기 비표시 영역은 화상을 표시하지 않는 영역이다. 따라서, 상기 터치패널(100)의 유효 영역은 광을 투과할 수 있는 영역으로 구성되어야 하고, 상기 터치패널(100)의 비유효 영역은 광을 투과하지 않는 영역으로 구성될 수 있다.
상기 터치패널(100)은 기판(101)을 포함한다. 상기 기판(101) 상에는 배선전극(110), 안테나(130) 및 감지전극(150)이 형성될 수 있다.
상기 감지전극(150)은 상기 유효 영역상에 배치될 수 있다. 여기서 유효 영역이란 상기 기판(101)의 일면 또는 타면 만을 의미하는 것은 아니며, 상기 기판(101)의 일면 또는 타면에 위치하는 다른 기판 또는 커버 기판의 일면 또는 타면 등에서 상기 기판(101)의 유효 영역과 중첩되는 영역을 모두 의미할 수 있다.
상기 감지전극(150)은 제1 감지전극(153) 및 제2 감지전극(155)을 포함할 수 있다. 상기 제1 감지전극(153)은 제1 방향으로 형성되고, 상기 제2 감지전극(155)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성될 수 있다.
상기 제1 감지전극(153)과 상기 제2 감지전극(155)은 동일층 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 감지전극(153)과 제2 감지전극(155)이 교차하는 영역에는 브리지(133)가 형성될 수 있다.
상기 브리지(133)는 상기 제1 감지전극(153) 및 제2 감지전극(155)과는 다른층에 형성될 수 있다. 상기 브리지(133)는 브리지 컨택홀(143)을 통해 상기 제2 감지전극(155)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 브리지(133)를 통해 제2 감지전극(155)이 제2 방향으로 연결될 수 있어, 상기 제1 감지전극(153)과 제2 감지전극(155)이 동일층에 형성될 수 있다.
상기 감지전극(150)은 배선전극(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 배선전극(110)은 비유효 영역에 형성될 수 있다.
상기 배선전극(110)은 상기 터치 연성회로기판(105)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 배선전극(110)은 상기 터치 연성회로기판(105)에 연결되어 신호를 교환할 수 있다. 상기 배선전극(110)은 상기 감지전극(150)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 감지전극(150)은 상기 배선전극(110)을 통해 상기 연성회로기판(105)과 신호를 교환할 수 있다.
상기 안테나(130)는 유효 영역상에 배치될 수 있다. 상기 안테나(130)는 상기 감지전극(150)을 감싸며 형성될 수 있다. 상기 안테나(130)는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 안테나(130)는 제1 안테나(131) 및 제2 안테나(151)를 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나(131)는 제2 방향으로 길게 형성될 수 있고, 상기 제2 안테나(151)는 제1 방향으로 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나(131)는 상기 제1 감지전극(153)을 감싸는 폐루프 형상으로 형성될 수 있고, 상기 제2 안테나(151)는 상기 제2 감지전극(155)을 감싸는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나(131)와 제2 안테나(151)는 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 상기 제1 안테나(131)는 상기 브리지(133)와 동일층에 형성될 수 있고, 상기 제2 안테나(151)는 상기 감지전극(150)과 동일층에 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나(131)는 상기 제1 감지전극(153)과 교차할 수 있다. 상기 제1 안테나(131)와 제1 감지전극(153)은 서로 다른 층에 형성되므로, 상기 제1 안테나(131)와 제1 감지전극(153)이 교차하더라도 전기적으로 분리된다.
상기 제2 안테나(151)는 상기 제2 감지전극(155)과 교차할 수 있다. 상기 제2 안테나(151)와 상기 제2 감지전극(155)이 교차하는 영역에는 점퍼(135)가 형성될 수 있다.
상기 점퍼(135)는 상기 제2 안테나(151) 및 상기 제2 감지전극(155)과 다른층에 형성될 수 있다. 상기 점퍼(135)는 상기 제1 안테나(131) 및 브리지(133)와 동일층에 형성될 수 있다.
상기 제2 감지전극(155)은 점퍼 컨택홀(145)을 통해 상기 점퍼(135)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 점퍼(135)를 통해 상기 제2 감지전극(155)이 제2 방향으로 이어질 수 있어, 상기 제2 감지전극(155)과 상기 제2 안테나(151)가 동일층에 형성될 수 있다.
상기 안테나(130)는 상기 터치 연성회로기판(105)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 안테나(130)는 상기 터치 연성회로기판(105)에 연결되어 신호를 교환할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 터치패널의 제조방법은 기판(101) 상에 배선전극(110)을 형성한다.
상기 배선전극(110)은 상기 터치패널의 비유효 영역에 형성될 수 있다. 상기 배선전극(110)은 상기 터치 연성회로기판(105)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 배선전극(110)은 구리(Cu), 은(Ag)과 같은 금속물질을 포함할 수 있다. 또는 상기 배선전극(110)은 인듐주석산화물(ITO), 구리 산화물(copper oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT) 및 은 나노 와이어(Ag nano wire)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 전도성 물질을 포함할 수 있다.
상기 배선전극(110)은 비유효 영역에 형성되므로 반드시 투명성이 요구되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 상기 배선전극(110)이 형성된 기판(101) 상에 제1 절연층(120)을 도포한다.
상기 제1 절연층(120)은 상기 배선전극(110)을 다른 전극 및 배선들과 전기적으로 분리시키기 위한 층으로 절연 특성이 요구되며 실리콘 질화물(SiNx)이나 실리콘 산화물(SiOx)과 같은 무기 절연 물질이나 BCB(benzocyclobutene)와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 배선전극(110) 상에는 제1 배선 컨택홀(121)이 형성될 수 있다. 상기 제1 배선 컨택홀(121)은 상기 제1 절연층(120)을 관통하며 형성될 수 있다. 상기 제1 배선 컨택홀(121)은 상기 배선전극(110)을 노출하며 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 절연층(120) 상에는 제1 안테나(131), 브리지(133) 및 점퍼(135)가 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나(131)는 상기 제2 감지전극(155)이 형성되는 제2 방향으로 길게 형성될 수 있다. 상기 제1 안테나(131)는 상기 제2 감지전극(155)을 둘러싸는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 브리지(133)는 상기 제1 감지전극(153) 및 제2 감지전극(155)이 교차하는 영역에 형성될 수 있다.
상기 점퍼(135)는 상기 제2 안테나(151)와 상기 제2 감지전극(155)이 교차하는 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나(131), 브리지(133) 및 점퍼(135)는 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다 상기 제1 안테나(131), 브리지(133) 및 점퍼(135)는 구리(Cu), 은(Ag)과 같은 금속물질을 포함할 수 있다. 또는 상기 상기 제1 안테나(131), 브리지(133) 및 점퍼(135)는 인듐주석산화물(ITO), 구리 산화물(copper oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT) 및 은 나노 와이어(Ag nano wire)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 전도성 물질을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 안테나(131), 브리지(133) 및 점퍼(135)가 형성된 제1 절연층(120) 상에 제2 절연층(140)이 형성될 수 있다.
상기 제2 절연층(140)은 상기 제1 안테나(131), 브리지(133) 및 점퍼(135)을 다른 전극 및 배선들과 전기적으로 분리시키기 위한 층으로 절연 특성이 요구되며 실리콘 질화물(SiNx)이나 실리콘 산화물(SiOx)과 같은 무기 절연 물질이나 BCB(benzocyclobutene)와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층(140)에는 제2 배선 컨택홀(141), 브리지 컨택홀(143) 및 점퍼 컨택홀(145)이 형성될 수 있다.
상기 제2 배선 컨택홀(141)은 상기 제1 배선 컨택홀(121)이 형성된 영역에 형성될 수 있다. 상기 제2 배선 컨택홀(141)은 상기 제2 절연층(140)을 관통하며 형성될 수 있다. 상기 제1 배선 컨택홀(121)과 제2 배선 컨택홀(141)을 통해 상기 배선전극(110)이 노출될 수 있다.
상기 브리지 컨택홀(143)은 상기 브리지(133)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 브리지 컨택홀(143)은 제1 브리지 컨택홀(143a) 및 제2 브리지 컨택홀(143b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 브리지 컨택홀(143a) 및 제2 브리지 컨택홀(143b)은 상기 브리지(133)의 상부에서 제2 방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 브리지 컨택홀(143)은 제2 절연층(140)을 관통하며 형성될 수 있다. 상기 브리지 컨택홀(143)은 상기 브리지(133)를 노출하며 형성될 수 있다.
상기 점퍼 컨택홀(145)은 상기 점퍼(135)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 점퍼 컨택홀(145)은 제1 점퍼 컨택홀(145a) 및 제2 점퍼 컨택홀(145b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 점퍼 컨택홀(145a) 및 제2 점퍼 컨택홀(145b)은 상기 점퍼(135)의 상부에서 제2 방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 점퍼 컨택홀(145)은 제2 절연층(140)을 관통하며 형성될 수 있다. 상기 점퍼 컨택홀(145)은 상기 점퍼(135)를 노출하며 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 절연층(140) 상에는 제2 안테나(151) 및 감지전극(150)이 형성될 수 있다. 상기 감지전극(150)은 제1 감지전극(153) 및 제2 감지전극(155)을 포함할 수 있다.
상기 제1 감지전극(153)은 제1 방향을 따라 형성될 수 있다. 상기 제1 감지전극(153)은 상기 제2 안테나(151)의 내측에 형성될 수 있다.
상기 제2 감지전극(155)은 제2 방향을 따라 형성될 수 있다. 상기 제2 감지전극(155)은 상기 제1 감지전극(153)과 교차하는 방향을 따라 형성될 수 있다. 상기 제2 감지전극(155)은 상기 제1 안테나(131)의 내측에 형성될 수 있다.
상기 제1 감지전극(153)과 상기 제2 감지전극(155)은 상기 브리지(133)의 상부에서 교차할 수 있다. 상기 제2 감지전극(155)은 상기 브리지 컨택홀(143)을 통해 상기 브리지(133)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 감지전극(155)은 상기 브리지(133)를 통해 제2 방향으로 연속적으로 연결될 수 있어, 상기 제1 감지전극(153)과 제2 감지전극(155)이 동일층에 형성될 수 있다.
상기 제2 안테나(151)는 제1 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 상기 제2 안테나(151)는 상기 제1 감지전극(153)을 둘러싸는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 안테나(151)는 상기 제2 감지전극(155)과 점퍼(135)의 상부에서 교차할 수 있다. 상기 제2 감지전극(155)은 상기 점퍼 컨택홀(145)을 통해 상기 점퍼(135)와 연결될 수 있다.
상기 제2 감지전극(155)은 상기 점퍼(135)를 통해 제2 방향으로 연결될 수 있어, 상기 제2 감지전극(155)과 상기 제2 안테나(151)가 동일층에 형성될 수 있다.
상기 제1 실시 예에 따른 터치패널은 햅틱기능과 손가락 터치 감지기능을 하는 감지전극(150)과 펜터치를 감지하는 안테나(130)가 동일한 기판에 형성됨으로써 상기 터치패널의 박형화 및 경량화가 가능한 효과가 있다.
또한, 상기 감지전극(150) 및 안테나(130)를 동일 기판에 형성할 수 있어, 제조단가를 절감할 수 있다.
또한, 별도의 기판에 감지전극(150) 및 안테나(130)가 형성되는 경우에 비해 상호 신호간섭을 줄여 터치검출의 감도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 제1 실시 예에 따른 터치패널을 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 상기 터치패널(100)은 구동부(200)와 연결될 수 있다.
상기 구동부(200)는 상기 터치 연성회로기판(105)에 실장될 수 있고, 상기 터치 연성회로기판(105)과 연결되는 별도의 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.
상기 구동부(200)는 터치 구동부(211) 및 안테나 구동부(213) 및 햅틱 구동부(220)를 포함할 수 있다.
상기 터치 구동부(211) 및 햅틱 구동부(220)는 상기 감지전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 터치 구동부(211) 및 햅틱 구동부(220)는 상기 배선전극(110)을 통해 상기 감지전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 터치 구동부(211)는 손가락 터치에 의해 상기 감지전극(150)의 커패시턴스에 변화가 있는 경우 이를 감지하여, 상기 손가락 터치의 위치를 감지할 수 있다.
상기 햅틱 구동부(220)는 상기 감지전극(150)에 신호를 인가하여 상기 감지전극(150)을 대전시켜, 터치패널(100)의 전면에 접촉하는 물체에 촉각을 발생시킬 수 있다.
상기 안테나 구동부(213)는 상기 안테나(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 안테나 구동부(213)는 상기 안테나(130)로 전류를 인가하고, 상기 안테나(130)는 상기 안테나 구동부(213)로부터 전류를 인가받아 자기장을 발생시킨다.
상기 터치패널(100)의 전면에 펜터치가 있는 경우 상기 안테나(130)로부터 발생되는 자기장에 변화하고, 상기 안테나 구동부(213)는 상기 안테나(130)의 자기장의 변화를 감지하여, 상기 펜의 위치를 검출할 수 있다.
도 10은 제1 실시 예에 따른 터치패널의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 터치패널은 햅틱구동, 손가락 터치 구동 및 펜터치 구동이 순차적으로 동작할 수 있다.
상기 햅틱구동은 필요한 경우 구동부의 제어에 의해 구동되고, 손가락 터치 및 펜터치는 상시 구동되어야 한다.
상기 햅틱구동신호가 로우 레벨인 경우 상기 햅틱 구동부(220)는 동작하지 않고, 상기 상기 터치 구동부(211) 및 안테나 구동부(213)만 동작할 수 있다.
상기 햅틱구동신호가 로우 레벨인 경우 상기 손가락 터치를 감지하는 터치 구동부(211)와 펜터치를 감지하는 안테나 구동부(213)가 교번하여 동작한다.
상기 햅틱구동신호가 하이 레벨인경우 상기 햅틱 구동부(220)는 교번하여 동작하는 터치 구동부(211) 및 안테나 구동부(213)의 동작에 관계없이 상기 감지전극(150)에 신호를 인가하여 터치패널(100)의 전면에 촉각을 발생시킨다.
상기 햅틱구동신호가 하이 레벨에서 로우레벨로 변경되면, 다시 순차적으로 상기 터치 구동부(211)와 안테나 구동부(213)가 순차적으로 동작한다.
상기 햅틱 구동부(220), 터치 구동부(211) 및 안테나 구동부(213)의 시분할 구동을 통해, 구동부 상호간의 신호간섭을 방지하고, 하나의 구동부로 손가락 터치 감지, 펜터치 감지 및 촉각 피드백의 세가지 기능을 수행할 수 있다.
도 11은 제2 실시 예에 따른 터치패널의 구동방법을 나타내는 도면이다.
제2 실시 예는 제1 실시 예에 비하여, 햅틱 구동을 별도의 분할 구동으로 구동하는 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제2 실시 예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 11을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 터치패널은 제1 실시 예와 같이 펜터치 감지와 손가락 터치 감지가 시분할하여 순차적으로 진행된다. 즉, 상기 안테나 구동부(213)와 터치 구동부(211)가 순차적으로 동작한다.
상기 손가락 터치 및 펜 터치는 터치를 감지하기 위해서 상시 구동되어야 하므로, 상기 터치 구동부(211) 및 안테나 구동부(213)는 교번하여 반복되어 구동될 수 있다.
상기 햅틱구동신호가 하이 레벨인 경우에만 상기 햅틱 구동부(220)는 구동될 수 있다. 상기 햅틱구동신호가 하이 레벨인 경우 상기 햅틱구동부(220)는 상기 감지전극(150)에 신호를 인가하여 상기 터치패널(100)의 전면에 촉각을 발생시킨다.
즉, 상기 햅틱구동부(220)는 상기 터치 구동부(211) 및 안테나 구동부(213)와는 관계없이 별도로 구동될 수 있다.
상기 햅틱 구동부(220)와 상기 터치 구동부(211)는 상기 감지전극(150)과 전기적으로 연결되므로, 상기 햅틱 구동부(22) 및 상기 터치 구동부(211)는 동시에 동작할 수 없다. 따라서, 상기 햅틱구동신호가 하이 레벨인 경우에는 상기 안테나 구동부(213)만 동작하고, 상기 터치 구동부(211)는 동작할 수 없다.
상기 햅틱 구동부(220)를 별도로 구동하여, 상기 터치패널(100)의 손가락 터치 및 펜터치의 감지 공백을 줄일 수 있다.
도 12는 제3 실시 예에 따른 터치패널 및 액정표시장치를 나타내는 분해 사시도이다.
제3 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 보조필름이 부가되는 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제3 실시 예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 12를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널(10), 상기 액정표시패널(10)의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널(10)로 광을 제공하는 백라이트 유닛(20) 및 상기 액정표시패널(10)의 전면에 부착되는 터치패널(100)을 포함한다.
또한, 상기 액정표시패널(10)의 하부면 가장자리를 지지하고, 상기 백라이트 유닛(20)과 결합되는 가이드 패널(18) 및 상기 백라이트 유닛(20)을 수납하는 바텀 커버(70)를 포함할 수 있다.
상기 액정표시패널(10)은 박막 트랜지스터 기판(11), 컬러필터 기판(13) 및 상기 박막 트랜지스터 기판(11) 및 컬러필터 기판(13) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 광학시트(30), 도광판(40), 광원(50) 및 반사판(60)을 포함할 수 있다.
상기 터치패널(100)은 상기 액정표시패널(10)의 전면에 위치할 수 있다.
상기 터치패널(100)의 전면에는 보조필름(160)이 위치할 수 있다. 상기 보조필름(160)은 상기 터치패널(100)의 전면에 부착될 수 있다. 즉, 상기 터치패널(100)의 일면은 상기 액정표시패널(10)과 부착될 수 있고, 상기 터치패널(100)의 타면은 상기 보조필름(160)과 부착될 수 있다.
상기 보조필름(160)은 햅틱구동시 상기 보조필름(160) 전면에 접촉하는 물체에 더 큰 촉각을 전달하기 위한 구성이다.
도 13은 제3 실시 예에 따른 보조필름의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 보조필름(160)은 도전층(161) 및 절연층(163)을 포함할 수 있다.
상기 도전층(161)은 투명한 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기 절연층(163)은 도전성이 없는 물질로 형성될 수 있다.
상기 도전층(161)은 상기 터치패널(100)에 부착될 수 있다. 상기 절연층(163)에는 손가락 또는 펜이 접촉할 수 있다.
상기 햅틱 구동부(220)에 의해 상기 터치패널(100)의 감지전극(150)에 신호가 인가되면, 상기 감지전극(150)에 의해 상기 도전층(161)이 대전될 수 있다. 상기 도전층(161)에 대전된 전하에 의해 상기 절연층(163) 상부에 접촉하는 손가락 또는 펜에 정전기력이 발생하여, 순간적인 인력과 척력이 발생하여, 상기 손가락 또는 펜에 촉각이 발생된다.
상기 절연층(163)은 상기 도전층(161)과 손가락 또는 펜이 접촉하는 것을 방지한다.
제3 실시 예에 따른 터치패널(100)은 보조필름(160)을 추가로 구비하여, 도전층(161)을 대전시켜, 촉각을 발생시킨다. 상대적으로 얇은 절연층(163)을 통해 정전기력을 손가락 또는 펜에 전달하여 촉각을 발생시키는 것이므로, 민감하고 효과적인 햅틱구동을 수행할 수 있다.
10: 액정표시패널
100: 터치패널
101: 기판
110: 배선전극
120: 제1 절연층
121: 제1 배선 컨택홀
131: 제1 안테나
133: 브리지
135: 점퍼
140: 제2 절연층
141: 제2 배선 컨택홀
143: 브리지 컨택홀
145: 점퍼 컨택홀
151: 제2 안테나
153: 제1 감지전극
155: 제2 감지전극
160: 보조 필름
161: 도전층
163: 절연층
200: 구동부

Claims (20)

  1. 유효 영역과 비유효 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판상에 형성되는 감지전극; 및
    상기 기판상에 형성되는 안테나를 포함하고,
    상기 감지전극은 손가락 터치감지 및 햅틱구동되고,
    상기 안테나는 상기 감지전극이 형성된 상기 기판상과 동일한 상기 기판상에 형성되고,
    상기 안테나는 펜터치를 감지하고,
    상기 손가락 터치 감지, 상기 펜터치 감지 및 상기 햅틱구동은 시분할 방식으로 구동되는 터치패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 햅틱 구동은 상기 손가락 터치 감지 및 펜터치 감지와는 별개의 구동단계로 구동되는 터치패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극은 서로 교차하는 제1 감지전극 및 제2 감지전극을 포함하고,
    상기 안테나는 서로 교차하는 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 터치패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 상기 제2 감지전극을 감싸며 폐루프 형상으로 형성되는 터치패널.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 감지전극을 감싸며 폐루프 형상으로 형성되는 터치패널.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 감지전극과 제2 감지전극은 동일층에 형성되고,
    상기 제1 감지전극과 제2 감지전극의 교차부에는 브리지가 형성되는 터치패널.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 제2 안테나는 서로 다른 층에 형성되는 터치패널.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제2 안테나와 제1 감지전극은 동일층에 형성되고,
    상기 제2 안테나와 제1 감지전극의 교차부에는 점퍼가 형성되는 터치패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 감지전극과 전기적으로 연결되는 배선전극을 포함하고,
    상기 배선전극은 비유효 영역에 형성되는 터치패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 전면에 형성되는 보조필름을 더 포함하는 터치패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보조필름은 도전층과 절연층을 포함하는 터치패널.
  14. 기판;
    상기 기판상에 형성되는 배선전극;
    상기 배선전극을 포함하는 기판 상에 형성되는 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 상에 형성되는 제1 안테나;
    상기 제1 안테나가 형성된 제1 절연층 상에 형성되는 제2 절연층; 및
    상기 제2 절연층 상에 형성되는 제2 안테나, 제1 감지전극 및 제2 감지전극을 포함하고,
    상기 제1 감지전극 및 상기 제2 감지전극은 손가락 터치감지 및 햅틱구동되고,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 감지전극 및 상기 제2 감지전극이 형성된 층과 동일한 층인 상기 제2 절연층 상에 형성되고,
    상기 제2 안테나는 펜터치를 감지하고,
    상기 손가락 터치감지, 상기 펜터치 감지 및 상기 햅틱구동은 시분할 방식으로 구동되는 터치패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 절연층 상에 형성되는 브리지를 더 포함하고,
    상기 브리지는 상기 제1 감지전극과 제2 감지전극의 교차부에 형성되는 터치패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 브리지는 브리지 컨택홀을 통해 상기 제2 감지전극과 전기적으로 연결되는 터치패널.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 절연층 상에 형성되는 점퍼를 더 포함하고,
    상기 점퍼는 상기 제2 감지전극과 상기 제2 안테나의 교차부에 형성되는 터치패널.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 점퍼는 점퍼 컨택홀을 통해 상기 제2 감지전극과 전기적으로 연결되는 터치패널.
  19. 삭제
  20. 삭제
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