JP2014093088A - タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置 - Google Patents

タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置 Download PDF

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Abstract

【課題】金属電極パターンによって反射された光がカバー層の外部に伝達されないように散乱させることにより、ディスプレイの視認性を向上することができるタッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置を提供する。
【解決手段】本発明によるタッチスクリーンパネル１００は、タッチ手段１９７が接触する外部面を備えたカバー層１９０と、カバー層１９０の内部面に形成され、カバー層１９０を通過する光を散乱させる第１散乱層１５０と、第１散乱層１５０から離隔して、タッチ手段１９７が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターン１３０と、第１散乱層１５０と電極パターン１３０との間に形成されて光を散乱させる第２散乱層１６０と、を含むものである。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置に関する。
デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、携帯用送信装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置（Ｉｎｐｕｔ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いてテキスト及びグラフィック処理を行う。
しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在、入力装置の役割を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報を入力することができる機器の必要性が高まっている。
また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を越えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）が開発された。
このようなタッチパネルは、電子手帳、液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、Ｅｌ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの平板ディスプレイ装置及びＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などの画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながら所望の情報を選択するために用いられる機器である。
タッチパネルの種類は、抵抗膜方式（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）、静電容量方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｙｐｅ）、表面弾性波方式（ＳＡＷ Ｔｙｐｅ；Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｔｙｐｅ）及び赤外線方式（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｙｐｅ）に区分される。このような多様な方式のタッチパネルは、信号増幅の問題、解像度の差、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在、最も幅広い分野で用いられている方式は、抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネルである。
このようなタッチパネルは、通常、電極パターンをＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ；インジウム−スズ酸化物）で形成する。しかし、ＩＴＯは、電気伝導度が低いだけでなく、原料であるインジウム（Ｉｎｄｉｕｍ）が希土類金属で、高価であり、今後１０年内に枯渇が予想されて需給がスムーズでないという欠点がある。さらに、ＩＴＯで形成した電極パターンは脆性破壊（ｂｒｉｔｔｌｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ）が発生しやすく、耐久性に劣る問題点が存在する。
このような理由により、２００９年７月２日出願された発明の名称が「Ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ，ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｃｒｅｅｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｅ，ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｃｒｅｅｎ」である特許文献１には、炭素ナノチューブを用いて電極を形成する構造が開示されている。
しかし、炭素ナノチューブもまた高価であり、炭素ナノチューブを用いて電極パターンを形成することは非常に高い精度を要するため、製造コストが増加する。従って、相対的に安い金属を用いて電極パターンを形成することが製造コストの面において有利であるが、金属電極パターンを用いると、タッチスクリーンパネル内部の金属に光が反射してユーザに視認される欠点が存在する。
従って、金属電極パターンを用いるが、電極パターンが外部から視認されないようにする技術が切実に要求される。
米国特許出願公開第２０１０／０００７６１９号明細書
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明の目的は、低コストの金属材料を用いて電極パターンを形成するが、外部から電極パターンが視認されないようにするタッチスクリーンパネルを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、外部から電極パターンが視認されず、ユーザが認知するディスプレイの解像度が増加する携帯用電子装置を提供することにある。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第１散乱層と、前記第１散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、前記第１散乱層と前記電極パターンとの間に形成されて光を散乱させる第２散乱層と、を含む。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記第１散乱層または前記第２散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第１電極パターン及び第２電極パターンを含み、前記第２散乱層は、前記第１電極パターンまたは前記第２電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、前記第１電極パターン及び前記第２電極パターンは、透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層から順に配置される第１透明基板及び第２透明基板をさらに含み、前記第１電極パターン及び前記第２電極パターンは、第１透明基板及び第２透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記ハードコーティング層は、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）及びウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記電極パターンに連結される配線と、前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とし、前記散乱層はＳｉＯ２またはＳｉＮからなることを特徴とする。
また、本発明の他の実施例による携帯用電子装置は、タッチ手段によって接触されたタッチ点を検出するタッチスクリーンパネルと、前記タッチスクリーンパネルからの出力信号を受信してユーザ入力を解釈し、解釈されたユーザ入力による動作を行うプロセッサと、前記プロセッサによって制御されるディスプレイと、を含み、前記タッチスクリーンパネルは、タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第１散乱層と、前記第１散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、前記第１散乱層と前記電極パターンの間に形成され、前記電極パターンから反射される光を散乱させる第２散乱層と、を含む。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記第１散乱層または前記第２散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第１電極パターン及び第２電極パターンを含み、前記第２散乱層は、前記第１電極パターンまたは第２電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記タッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、前記第１電極パターン及び第２電極パターンは透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記タッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層から順に配置される第１透明基板及び第２透明基板をさらに含み、前記第１電極パターン及び第２電極パターンは、第１透明基板及び第２透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置は、前記タッチスクリーンパネルは、前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記ハードコーティング層は、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）及びウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記タッチスクリーンパネルは、前記電極パターンに連結される配線と、前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とし、前記散乱層はＳｉＯ２またはＳｉＮからなることを特徴とする。
本発明によると、カバーガラス及び金属電極パターンの上部に散乱層を形成することにより、金属電極パターンから反射された光を散乱させ、外部から金属電極パターンを視認できないようにする利点を有する。
また、本発明によると、金属電極パターンの上部に形成された散乱層が電極パターンから反射された光を散乱させることにより、ディスプレイ装置から出力される画像が妨害を受けない効果を有する。
本発明の好ましい第１及び第２の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。 本発明の好ましい第１及び第２の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。 本発明の好ましい第３及び第４の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。 本発明の好ましい第３及び第４の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。 図２Ａ及び図２Ｂに図示されたタッチスクリーンパネルからカバーガラスを除去した平面図である。 図２Ａ及び図２Ｂに図示されたタッチスクリーンパネルからカバーガラスを除去した平面図である。 本発明の好ましい第５及び第６の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。 本発明の好ましい第５及び第６の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。 本発明の第１実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて外部から入射した光が散乱される過程を例示する図面である。 本発明の第７実施例による携帯用電子装置に組み込まれたタッチスクリーンパネルを拡大した拡大図である。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の好ましい第１及び第２の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。
図１Ａを参照すると、本発明の第１実施例によるタッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１及び第２の散乱層１５０、１６０、第１透明基板１１０、電極パターン１３０、及び接着層１８０を含む。
図１Ａに図示されたように、カバー層１９０の上部である外部面には、タッチ手段１９７が接触する。また、カバー層１９０の下部である内部面には、第１散乱層１５０が形成される。第１散乱層１５０は、カバー層１９０の外部から進入した光を１次に散乱させる。これにより、電極パターン１３０から反射された光が散乱される。光が第１散乱層１５０で散乱される過程については、図５を参照して後述する。
第１透明基板１１０は、電極パターン１３０及び電極配線１３５が形成される領域を提供する機能を果す支持体である。ここで、第１透明基板１１０は、電極パターン１３０を支持するための支持力と画像表示装置で提供する画像をユーザが認識するための透明性を備えなければならない。前記の支持力と透明性を考慮すると、第１透明基板１１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ＴＡＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）フィルム、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）フィルム、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＰＳ）、二軸延伸ポリスチレン（Ｋ樹脂含有ｂｉａｘｉａｌｌｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰＳ；ＢＯＰＳ）、ガラスまたは強化ガラスなどで形成することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
第１透明基板１１０を第１散乱層１５０上に形成した後、第１透明基板１１０上にまた第２散乱層１６０を形成する。これにより、外部から進入した光のうち第１散乱層１５０を透過した光が第２散乱層１６０で再度散乱される。また、電極パターン１３０上から反射される光は、第２散乱層１６０及び第１散乱層１５０を順に透過しながらまた散乱される。これにより、電極パターン１３０が外部から認識できなくなる。
接着層１８０は、形成されたタッチスクリーンパネル１００をディスプレイ装置（不図示）に接着させる機能を果す。
図１Ａにおいて、電極パターン１３０は、第１透明基板１１０の一面に、メッシュパターンに形成されることができる。しかし、電極パターンが形成される方式は、これに限定されず、これについては後述する。
以下、図１Ｂを参照すると、本発明の第２実施例によるタッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１及び第２の散乱層１５０、１６０、第１透明基板１１０、電極パターン１３０、及び接着層１８０を含む。本明細書において同一の部材に対しては同一の図面符号が用いられる。また、明細書を簡略化するために、本明細書では同一の構成要素に対する重複した説明は省略する。
図１Ｂに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素は、第２散乱層１６０以外は図１Ａに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素と類似している。図１Ｂに図示された第２散乱層１６０は、電極パターン１３０に接する第１面１６５が粗面として形成される。図１Ｂには、第２散乱層１６０の第１面１６５のみが粗面として形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。粗面は、第１面１６５の反対面に形成することもでき、または第２散乱層１６０の両面全てに形成することもできる。それだけでなく、粗面は、第２散乱層１６０だけでなく、第１散乱層１５０の表面または裏面にも形成することもできる。
図１Ｂを参照すると、光は、第１散乱層１５０及び第２散乱層１６０を通過する間に散乱される。しかし、光の全部が散乱されるのではなく、依然として散乱層を透過する光が存在することができる。しかし、散乱層が粗面を有する場合、散乱層と隣接層との接触面に透過された光が一定に屈折しない。これにより、透過された光が電極パターン１３０に逹することを防止し、電極パターン１３０から反射された光がカバー層１９０の外部に透過されることをさらに防止することができる。
図１Ａ及び図１Ｂにおいて、タッチスクリーンパネル１００は、携帯用電子装置に含まれる画像表示装置で提供する画像をユーザが認識するために、８５％以上の透過率を有することが好ましい。また、タッチスクリーンパネル１００の透過率を８５％以上に具現するために、電極パターン１３０の開口率が９５％以上になるように調節することが好ましい。
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の好ましい第３及び第４の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。
図２Ａを参照すると、本発明の第３実施例によるタッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１乃至第３の散乱層１５０、１６０、１７０、第１及び第２の透明基板１１０、１２０、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０、及び接着層１８０を含む。
図２Ａに図示されたように、カバー層１９０の下部である内部面には第１散乱層１５０が形成される。第１散乱層１５０はカバー層１９０の外部から進入した光及び第１電極パターン１３０から反射された光を散乱させる。
図２Ａに図示されたタッチスクリーンパネルは、図１Ａに図示されたタッチスクリーンパネルと異なり、二つの透明基板１１０、１２０及び三つの散乱層１５０、１６０、１７０を含む。第１透明基板１１０の一面には第１電極パターン１３０が形成され、第２透明基板１２０の一面には第２電極パターン１４０が形成される。また、このように電極パターンがそれぞれ形成された第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０は、図２Ａに図示されたように、接着層１８０によって互いに接触される。
このように、図２Ａに図示されたタッチスクリーンパネルは、第１電極パターン１３０と第２電極パターン１４０を互いに離隔して形成することにより、自己静電容量方式（Ｓｅｌｆ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）のタッチスクリーンパネルまたは相互静電容量方式（Ｍｕｔｕａｌ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）のタッチスクリーンパネルに活用することができる。
また、図２Ａを参照すると、第１電極パターン１３０上には、第２散乱層１６０が形成され、第２電極パターン１４０上には、第３散乱層１７０が形成される。従って、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０から反射された光が、それぞれの電極パターンの上部に形成された散乱層で散乱されるだけでなく、第１散乱層でまた散乱される。従って、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０から反射された光が、カバー層１９０の外部に漏れてユーザに視認されることを防止することができる。
以下、図２Ｂを参照すると、本発明の第４実施例によるタッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１乃至第３の散乱層１５０、１６０、１７０、第１及び第２の透明基板１１０、１２０、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０、及び接着層１８０を含む。
図２Ｂに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素は、第３散乱層１７０以外は図２Ａに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素と類似している。図２Ｂに図示された第３散乱層１７０は、第２電極パターン１４０に接する第１面１７４及び接着層１８０に接する第２面１７２が全て粗面として形成される。図２Ｂには、第３散乱層１７０の両面１７２、１７４全てが粗面として形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。粗面は、第３散乱層１７０のうち何れか一面にのみ形成することもできる。
図２Ｂを参照すると、光は、第１散乱層１５０及び第２散乱層１６０を通過する間に散乱される。さらに、第１散乱層及び第２散乱層１６０を透過した光は、第２電極パターン１４０に逹する前に、第３散乱層１７０によって再度散乱される。また、第２電極パターン１４０によって反射された光は、第３散乱層１７０、第２散乱層１６０、及び第１散乱層を順に透過しながらまた散乱される。また、第３散乱層１７０が粗面を有するため、散乱層と隣接層との接触面に透過された光が一定に屈折しない。
従って、透過された光が第２電極パターン１４０に達することを防止し、第２電極パターン１４０から反射された光がカバー層１９０の外部に透過されることをさらに防止することができる。
図２Ａ及び図２Ｂにおいて、前記第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、ユーザがタッチする際に信号を発生させて制御部（不図示）でタッチ座標を認識するようにする機能を果すものであって、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、それぞれ第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０上に形成される。第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０の微細パターンについては、図３Ａ及び図３Ｂを参照して後述する。
図３Ａ及び図３Ｂは、図２Ａ及び図２Ｂに図示されたタッチスクリーンパネルからカバーガラスを除去した平面図である。
第１配線１３５及び第２配線１４５は、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０にそれぞれ連結されて電気的信号の伝達を受ける機能を果すものであって、第１配線１３５及び第２配線１４５は、それぞれ第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０と同一の平面上に形成される。
この際、第１配線１３５は、第１電極パターン１３０と一体に形成され、第２配線１４５は、第２電極パターン１４０と一体に形成される。このように、第１配線１３５と第１電極パターン１３０とを一体に形成し、第２配線１４５と第２電極パターン１４０とを一体に形成することにより、製造工程を簡素化することができ、リードタイム（Ｌｅａｄ Ｔｉｍｅ）を短縮することができる。
また、第１及び第２の配線１３５、１４５と、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０との接合工程を省略することができるため、第１及び第２の配線１３５、１４５と、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０との間の段差発生または接合不良の問題を予め防止することができる効果がある。但し、第１及び第２の配線１３５、１４５は、必ずしも第１及び第２の電極パターン１３０、１４０と一体に形成しなければならないものではなく、伝導性高分子、カーボンブラック（炭素ナノチューブを含む）、金属酸化物または金属類などを用いて第１及び第２の電極パターン１３０、１４０とは別に形成することもできる。
一方、第１電極パターン１３０の面抵抗または第２電極パターン１４０の面抵抗は、厚さまたは電極パターンの材料を調節して、タッチスクリーンパネル１００に適するように１５０Ω／ｃｍ２以下であることがある。さらに具体的に、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０の面抵抗は、０．１〜５０Ω／ｃｍ２であることがある。但し、これは例示的な目的に提供されるものに過ぎず、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０の面抵抗は、必ず前記数値に制限されるものではない。
第１及び第２の電極パターン１３０、１４０の微細パターンの線幅（Ｗ）は、面抵抗が高くなりすぎることを防止するために３μｍ以上であることが好ましく、ユーザに視覚的に識別されることを防止するために７μｍ以下であることが好ましい。結果、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０の微細パターンの線幅（Ｗ）は３〜７μｍであることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
また、第１電極パターン１３０の微細パターンと、第２電極パターン１４０の微細パターンは、長方形、菱形、円形、または楕円が繰り返されるメッシュ構造であることができる。即ち、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０の微細パターンの全てが格子状に交差するメッシュ構造であることができる。
一方、図３Ａの拡大図に図示されたように、第１配線１３５及び第２配線１４５の線幅Ｘ及びピッチＰ（隣接した配線間の間隔）は、それぞれ５０μｍ以下であることができる。また、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、バー型（Ｂａｒ Ｔｙｐｅ）、トゥース型（Ｔｏｏｔｈ Ｔｙｐｅ）またはダイヤモンド型（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｙｐｅ）などの多様なパターンにパターニングすることができる。
第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０がバー型にパターニングされる場合、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、互いに垂直方向に形成することができる。また、必要に応じて、第１電極パターン１３０と第２電極パターン１４０のうち何れか一つは幅が相対的に広いバー型にパターニングされ、他の一つは幅が相対的に狭いバー型にパターニングすることができる。
また、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０がトゥース型（Ｔｏｏｔｈ Ｔｙｐｅ）にパターニングされる場合、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、一方向に平行な多数の三角形に形成される。また、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０が互いに重ならないように、第１電極パターン１３０が第２電極パターン１４０の間に挿入され、第２電極パターン１４０が第１電極パターン１３０に挿入される構成に形成することができる。
また、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０がダイヤモンド型（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｙｐｅ）にパターニングされる場合、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、検知部（不図示）と連結部（不図示）からなり、第１電極パターン１３０と第２電極パターン１４０は、連結部を介して互いに垂直方向に連結させることができる。また、第１電極パターン１３０の検知部と第２電極パターン１４０の検知部とが互いに重ならないように配置することができる。
但し、上述したように、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０をバー型、トゥース型またはダイヤモンド型にパターニングすることは例示的なものに過ぎず、これに限定されるものではない。第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０が当業界に公知された全てのパターンにパターニングされることができることは言うまでもない。
また、第１電極パターン１３０の厚さまたは第２電極パターン１４０の厚さは、特に限定されないが、適した透過率を確保するために、１０μｍ以下であることができ、２μｍ以下であると適した透過率の確保にさらに有利である。
さらに、図３Ｂに図示されたように、透明基板１１０には、コントローラ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の一種である制御部１９５を備えることができる。
この際、第１配線１３５と第２配線１４５は、透明基板１１０に備えた制御部１９５に直接連結される。このように、第１配線１３５と第２配線１４５が透明基板１１０に備えた制御部１９５に直接連結されるため、従来のフレキシブルプリント回路基板を省略することができる。
例えば、制御部１９５は、透明基板１１０の一面に備えた第１制御部１９３と、透明基板１１０の他面に備えた第２制御部１９７と、を含むことができる。この際、第１配線１３５は第１制御部１９３に連結され、第２配線１４５は第２制御部１９７に連結される。
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の好ましい第５及び第６の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。
図４Ａを参照すると、本発明の第５実施例によるタッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１乃至第３の散乱層１５０、１６０、１７０、透明基板１１０、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０、及び第１及び第２の接着層１８０、１８５を含む。
上述したように、カバー層１９０の下部に形成された第１散乱層１５０は、カバー層１９０の外部から進入した光及び第１及び第２の電極パターン１３０、１４０から反射される光を散乱させる。
図４Ａに図示されたタッチスクリーンパネルは、図２Ａに図示されたタッチスクリーンパネルと異なり、一つの透明基板１１０と、二つの接着層１８０、１８５と、を含む。第１接着層１８０は第１散乱層と第２散乱層１６０との間に形成され、第２接着層１８５は第２散乱層１６０と透明基板１１０との間に形成される。特に、第２接着層１８５は、第２散乱層１６０と第１電極パターン１３０または接着層１８０及び透明基板１１０が接触されるように補助する。
図４Ａにおいて、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０は、透明基板１１０の両面にそれぞれ形成される。即ち、透明基板１１０の上面には第１電極パターン１３０が形成され、透明基板１１０の下面には第２電極パターン１４０が形成される。
この際、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０それぞれの上部には第２散乱層１６０及び第３散乱層１７０がそれぞれ形成される。これにより、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０から反射された光がそれぞれの電極パターンの上部に形成された散乱層で散乱されるだけでなく、第１散乱層でまた散乱される。従って、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０から反射された光が、カバー層１９０の外部に漏れてユーザに視認されることを防止することができる。
以下、図４Ｂを参照すると、本発明の第６実施例によるタッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１乃至第３の散乱層１５０、１６０、１７０、透明基板１１０、第１及び第２の電極パターン１３０、１４０、及び第１及び第２の接着層１８０、１８５を含む。
図４Ｂに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素は、第３散乱層１７０以外は図４Ａに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素と類似している。図４Ｂに図示された第３散乱層１７０は、第２電極パターン１４０に接する第１面１７４及び透明基板１１０に接する第２面１７２が全て粗面として形成される。図４Ｂには、第３散乱層１７０の両面１７２、１７４全てが粗面として形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。粗面は、第３散乱層１７０のうち何れか一面にのみ形成することもできる。
図４Ｂを参照すると、光は、第１散乱層１５０及び第２散乱層１６０を通過する間に散乱される。さらに、第１散乱層１５０及び第２散乱層１６０を透過した光は、第２電極パターン１４０に達する前に、第３散乱層１７０によって再度散乱される。また、第２電極パターン１４０によって反射された光は、第３散乱層１７０、第２散乱層１６０、及び第１散乱層を順に透過しながらまた散乱される。また、第３散乱層１７０が粗面を有するため、散乱層と隣接層との接触面に透過された光が一定に屈折しない。これにより、透過された光が第２電極パターン１４０に達することを防止し、第２電極パターン１４０から反射された光がカバー層１９０の外部に透過されることをさらに防止することができる。
図５は、本発明の第１実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて外部から入射した光が散乱される過程を例示する図面である。
説明の便宜上、図１Ａに図示されたタッチスクリーンパネル１００に光が入射角Ａを有して入射する場合を例示する。しかし、これは例示のために提供されるものに過ぎず、本発明はこれに限定されるものではないことに留意すべきである。
図５において、タッチスクリーンパネル１００は、カバー層１９０、第１及び第２の散乱層１５０、１６０、透明基板１１０、電極パターン１３０、及び接着層１８０を含む。
カバー層１９０に入射角Ａを有して入射する光の一部は、出射角Ｂを有して反射する。カバー層１９０の面が粗面でなければ、入射角Ａと出射角Ｂとは同一である。また、入射光の一部は、カバー層１９０の内部に屈折して進む。この場合、屈折角Ｃは、カバー層１９０の外部の屈折率及びカバー層１９０の屈折率に応じて決定することができる。説明の便宜上、カバー層１９０の外部の空気の屈折率は１．００３であり、カバー層１９０の屈折率は１．５であると仮定する。これは本発明を限定するものではないことは明白である。
そうすると、屈折角Ｃは、入射角Ａより小さい値を有する。このようにカバー層１９０の内部を透過した屈折光は、またカバー層１９０及び第１散乱層１５０の境界面に達する。
しかし、第１散乱層１５０は、ＳｉＯ２またはＳｉＮなどを含んでおり、不規則的に入射光を散乱させる性質を有する。
従って、カバー層１９０と第１散乱層１５０との間の境界面に入射した光は、不規則的に散乱して第１電極パターン１３０に達することが困難である。上述したように、第１散乱層１５０が粗面を有すると、粗面に入射する光はさらに不規則的に散乱される。
また、散乱された光は、追加的に第２散乱層１６０に達してさらに散乱される。従って、カバー層１９０に入射した光の一部のみが第１電極パターン１３０に達して反射することができる。
そうすると、反射した光は、また第２散乱層１６０を通過しながら散乱され、第２散乱層１６０を透過した光は、また第１散乱層１５０を通過しながらさらに散乱される。従って、最終的にカバー層１９０に入射した光の極めて一部のみが１電極パターン１３０から反射されてカバー層１９０の外部に放出される。従って、ユーザは、第１電極パターン１３０の存在を視覚的に認識することが困難である。
図６は、本発明の第７実施例による携帯用電子装置に組み込まれたタッチスクリーンパネルを拡大した拡大図である。
図６は、スマートフォンまたはスマートパッドのような通常の携帯用電子装置３００を図示している。また、携帯用電子装置３００に含まれるディスプレイ２００の一部を構成するタッチスクリーンパネルの断面図を図示している。
携帯用電子装置３００は、タッチスクリーンパネルからの出力信号を受信してユーザ入力を解釈し、解釈されたユーザ入力による動作を行うプロセッサ（不図示）と、プロセッサによって制御されるディスプレイ２００と、を含む。図６に図示された携帯用電子装置３００に含まれるディスプレイ２００は、ユーザのタッチを検知するタッチスクリーンパネルを含む。
携帯用電子装置３００は、ユーザがタッチして操作可能な従来の全ての電子装置を含むことができる。従って、明細書を簡略化するために、携帯用電子装置に対する付加的な説明は省略する。
拡大した断面図を参照すると、携帯用電子装置３００に含まれたタッチスクリーンパネルは、カバー層１９０、第１及び第２の散乱層１５０、１６０、第１透明基板１１０、電極パターン１３０、及び接着層１８０を含む。図６に図示されたように、カバー層の下部に形成された第１散乱層１５０は、外部から進入した光及び第１電極パターン１３０から反射される光を散乱させる。
また、第１透明基板１１０の一面には、第１電極パターン１３０が形成され、第２透明基板１２０の一面には、第２電極パターン１４０が形成される。また、このように電極パターンがそれぞれ形成された第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０は、図６に図示されたように、接着層１８０によって互いに接触させる。
さらに、第１電極パターン１３０上には、第２散乱層１６０が形成され、第２電極パターン１４０上には、第３散乱層１７０が形成される。これにより、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０から反射された光がそれぞれの電極パターンの上部に形成された散乱層で散乱されるだけでなく、第１散乱層でまた散乱される。従って、第１電極パターン１３０及び第２電極パターン１４０から反射された光がカバー層１９０の外部に漏れてユーザに視認されることを防止することができる。
第１乃至第３の散乱層１５０、１６０、１７０それぞれの少なくとも一面は、粗面に形成されて光を追加的に散乱することができることは上述したとおりである。
また、カバー層の上部には、保護層（不図示）を備えることができる。保護層は、カバー層を保護する機能を果すものであって、例えば、ハードコーティング層（Ｈａｒｄ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）に形成することができる。特に、ハードコーティング層は、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）及びウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置に適用可能である。
１００ タッチスクリーンパネル
１１０ 第１透明基板（透明基板）
１２０ 第２透明基板（透明基板）
１３０ 第１電極パターン（電極パターン）
１３５ 第１配線（電極配線）
１４０ 第２電極パターン（電極パターン）
１４５ 第２配線（電極配線）
１５０ 第１散乱層（散乱層）
１６０ 第２散乱層（散乱層）
１７０ 第３散乱層（散乱層）
１８０ 第１接着層（接着層）
１８５ 第２接着層（接着層）
１９０ カバー層
１９５ 制御部
１９７ タッチ手段
２００ ディスプレイ
３００ 携帯用電子装置

Claims (22)

  1. タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、
    前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第１散乱層と、
    前記第１散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、
    前記第１散乱層と前記電極パターンとの間に形成されて光を散乱させる第２散乱層と、を含むタッチスクリーンパネル。
  2. 前記第１散乱層または前記第２散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンパネル。
  3. 前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第１電極パターン及び第２電極パターンを含み、
    前記第２散乱層は、前記第１電極パターンまたは前記第２電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンパネル。
  4. 前記タッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、
    前記第１電極パターン及び前記第２電極パターンは、透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項３に記載のタッチスクリーンパネル。
  5. 前記タッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層から順に配置される第１透明基板及び第２透明基板をさらに含み、
    前記第１電極パターン及び前記第２電極パターンは、第１透明基板及び第２透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項３に記載のタッチスクリーンパネル。
  6. 前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンパネル。
  7. 前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする、請求項６に記載のタッチスクリーンパネル。
  8. 前記ハードコーティング層は、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）及びウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする、請求項７に記載のタッチスクリーンパネル。
  9. 前記電極パターンに連結される配線と、
    前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンパネル。
  10. 前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンパネル。
  11. 前記散乱層はＳｉＯ２またはＳｉＮからなることを特徴とする、請求項１０に記載のタッチスクリーンパネル。
  12. タッチ手段によって接触されたタッチ点を検出するタッチスクリーンパネルと、
    前記タッチスクリーンパネルからの出力信号を受信してユーザ入力を解釈し、解釈されたユーザ入力による動作を行うプロセッサと、
    前記プロセッサによって制御されるディスプレイと、を含み、
    前記タッチスクリーンパネルは、
    タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、
    前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第１散乱層と、
    前記第１散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、
    前記第１散乱層と前記電極パターンの間に形成され、前記電極パターンから反射される光を散乱させる第２散乱層と、を含む、携帯用電子装置。
  13. 前記第１散乱層または前記第２散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の携帯用電子装置。
  14. 前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第１電極パターン及び第２電極パターンを含み、
    前記第２散乱層は、前記第１電極パターンまたは第２電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の携帯用電子装置。
  15. 前記タッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、
    前記第１電極パターン及び第２電極パターンは透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の携帯用電子装置。
  16. 前記タッチスクリーンパネルは、前記第１散乱層から順に配置される第１透明基板及び第２透明基板をさらに含み、
    前記第１電極パターン及び第２電極パターンは、第１透明基板及び第２透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の携帯用電子装置。
  17. 前記タッチスクリーンパネルは、前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の携帯用電子装置。
  18. 前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の携帯用電子装置。
  19. 前記ハードコーティング層は、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）及びウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする、請求項１８に記載の携帯用電子装置。
  20. 前記タッチスクリーンパネルは、
    前記電極パターンに連結される配線と、
    前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の携帯用電子装置。
  21. 前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とする、請求項１２に記載の携帯用電子装置。
  22. 前記散乱層はＳｉＯ２またはＳｉＮからなることを特徴とする、請求項２１に記載の携帯用電子装置。
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