JP2015146564A

JP2015146564A - タッチセンサ

Info

Publication number: JP2015146564A
Application number: JP2014087355A
Authority: JP
Inventors: ホパク，ジャン; Jang-Ho Park; ソクオ，ボム; Beom Seok Oh; ギョンリ，テ; Kyu Sang Lee
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2015-08-13
Also published as: KR20150091679A; US20150220184A1

Abstract

【課題】無線通信のためのアンテナパターンをウィンドウ基板上のベゼル部に形成することで、周波数帯域による様々なアンテナパターンの実装空間を確保できるタッチセンサを提供する。【解決手段】本発明のタッチセンサ１０は、中央領域Ｒ１および中央領域Ｒ１を囲んで形成される周縁領域Ｒ２を有するウィンドウ基板１００と、ウィンドウ基板１００の裏面上の周縁領域Ｒ２に形成され、少なくとも一つ以上のベゼル層を有するベゼル部１３０と、ベゼル部１３０に形成され、外部との無線通信の際に無線信号を送信または受信するアンテナパターン１４０と、ベース基板上に形成される電極パターンを有し、前記電極パターンが、中央領域Ｒ１に対応し、アンテナパターン１４０と異なる平面上に形成されるセンサモジュール１６０と、を含むものである。【選択図】図２

Description

本発明は、タッチセンサに関する。

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等は、キーボード、マウス等の様々な入力装置（ＩｎｐｕｔＤｅｖｉｃｅ）を用いてテキストおよびグラフィック処理を行う。

しかし、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を超えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計および加工に関する技術等が注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィック等の情報入力が可能な入力装置として、静電容量方式タッチパネル（ＴｏｕｃｈＰａｎｅｌ）が開発された。

また、静電容量方式タッチパネルの種類は、抵抗膜方式（ＲｅｓｉｓｔｉｖｅＴｙｐｅ）、静電容量方式（ＣａｐａｃｉｔｉｖｅＴｙｐｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＭａｇｎｅｔｉｃＴｙｐｅ）、表面弾性波方式（ＳＡＷＴｙｐｅ；ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅＴｙｐｅ）および赤外線方式（ＩｎｆｒａｒｅｄＴｙｐｅ）に区分される。

このような様々な方式の静電容量方式タッチパネルは、信号増幅の問題、解像度の差、設計およ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、耐久性およ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および静電容量方式タッチパネルである。

最近、スマートデバイスの発展に伴い、ほぼすべての電子デバイス、すなわち、携帯電話、タブレット、ウルトラＰＣ、モニタ、ＴＶを含む白物家電にタッチパネルが適用されており、これらのデバイスに適用されるタッチパネルは、技術が発展し、競争が激しくなるにつれて、市場のニーズに応えるべく、高仕様の性能を有し、且つ厚さはより薄くなり、コストは下がる方向に作製されている。

また、外部または他のモバイルデバイスとの様々な通信サービスの増加と、これに伴う送信データ量または受信データ量の増加によって、より多い周波数帯域をカバーできるアンテナの必要性が高まっており、特に、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のような近距離無線通信を行うためには、低周波帯域の信号を受信するための大きいサイズのアンテナ等が必要となっている。

したがって、様々な通信サービスの周波数に適するアンテナは、モバイルデバイスの限定された空間範囲内で様々な位置に個別に設けられている。そのため、周辺の電子部品等との電気的干渉とこれによる通信周波数歪み等だけでなく、モバイルデバイスにおけるユーザの手の位置に応じてアンテナの通信に対する送受信感度が変化するという問題があった。

韓国公開特許第２０１３−００１３３５０号公報

本発明は、上述の従来技術の問題を解決するためのものであって、無線通信のためのアンテナパターンをウィンドウ基板上のベゼル部に形成することで、周波数帯域による様々なアンテナパターンの実装空間を確保できるタッチセンサを提供することを目的とする。

本発明によるタッチセンサは、中央領域および前記中央領域を囲んで形成される周縁領域を有するウィンドウ基板と、前記ウィンドウ基板の裏面上の前記周縁領域に形成され、少なくとも一つ以上のベゼル層を有するベゼル部と、前記ベゼル部に形成され、外部との無線通信の際に無線信号を送信または受信するアンテナパターンと、ベース基板上に形成される電極パターンを有し、前記電極パターンが、前記中央領域に対応し、前記アンテナパターンと異なる平面上に形成されるセンサモジュールと、を含むことができる。

また、前記ベゼル部は、一つのベゼル層を含み、前記アンテナパターンは、前記ベゼル層上に形成されることができる。

また、前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、前記アンテナパターンは、前記ベゼル層間に形成されることができる。

また、前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、前記アンテナパターンは、前記ベゼル部上に形成されることができる。

また、一面が前記ウィンドウ基板の裏面に接合され、他面上の前記周縁領域に対応する領域に前記ベゼル部が形成される飛散防止フィルムをさらに含むことができる。

また、前記アンテナパターンは、前記ベゼル部の一部領域にのみ形成されることができる。

また、前記センサモジュールは、前記ベース基板の一面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターンと、前記ベース基板の他面に、一方向に前記第１電極パターンと交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターンと、を含むことができる。

また、前記センサモジュールは、第１ベース基板の一面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターンと、第２ベース基板の一面に、前記第１電極パターンと交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターンと、を含むことができる。

本発明の第２実施例によるタッチセンサは、中央領域および前記中央領域を囲んで形成される周縁領域を有するウィンドウ基板と、前記ウィンドウ基板の裏面上の前記中央領域に形成された電極パターンと、前記ウィンドウ基板の裏面上の前記周縁領域に形成され、少なくとも一つ以上のベゼル層を有するベゼル部と、前記ベゼル部に形成され、外部との無線通信の際に無線信号を送信または受信するアンテナパターンと、を含むことができる。

本発明によれば、ウィンドウ基板の裏面の周縁領域に形成されるベゼル部に無線通信等のためのアンテナパターンを実装する構造により、より多様化する通信環境で用いられる様々な周波数帯域の信号に適するアンテナパターン等を効果的に実装できる空間を確保することができる。

また、ベース基板と異なる平面に設けられるウィンドウ基板の裏面の周縁領域のベゼル部に無線通信等のためのアンテナパターンを実装することにより、導電性物質からなる電極パターン等と同一平面に形成されることで生じうる相互間の電気的干渉を最小化することができ、これにより、様々な通信環境での周波数信号に対する送受信の信頼性を確保することができる。

また、ウィンドウ基板の裏面に複数のベゼル層からなるベゼル部が形成され、無線通信のための導電性金属からなるアンテナパターンが前記ベゼル層間に形成されることにより、アンテナパターンの耐水性を改善することができ、これにより、静電容量方式タッチセンサの耐久性を確保することができる。

本発明によるタッチセンサを含むディスプレイ装置を示す斜視図である。本発明の第１実施例によるタッチセンサを示す断面図である。本発明の第２実施例によるタッチセンサを示す断面図である。本発明の第３実施例によるタッチセンサを示す断面図である。本発明によるタッチセンサを示す平面図である。本発明によるセンサモジュールを示す断面図である。本発明の第４実施例によるタッチセンサを示す断面図である。

本発明の目的、特定の長所および新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明およ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」等の用語は、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１は、本発明によるタッチセンサを含むディスプレイ装置を示す斜視図であり、図２から図４は、本発明の第１〜３実施例によるタッチセンサを図１のＩ−Ｉ´に沿って切断した断面図であり、図５は、本発明によるタッチセンサを示す平面図であり、図６は、本発明によるセンサモジュールを示す断面図である。

本実施例によるタッチセンサ１０は、ウィンドウ基板１００の裏面の周縁領域Ｒ２に形成されたベゼル部１３０と、外部との無線通信の際に無線信号を送受信し、前記ベゼル部１３０に形成されるアンテナパターン１４０と、ベース基板１６１、１６５上に形成される電極パターン１６２、１６３を有し、前記ウィンドウ基板１００に対向して前記ベゼル部１３０に接合されるセンサモジュール１６０と、を含むことができる。

ここで、タッチセンサ１０は、タッチセンサ１０の一面に接合されるディスプレイ部１８０を含むことができ、一面がウィンドウ基板１００の裏面に接合され、前記周縁領域Ｒ２に対応する領域にベゼル部１３０が形成される飛散防止フィルム１２０をさらに含むことができる。

ウィンドウ基板１００は、中央領域Ｒ１と、前記中央領域Ｒ１を囲んで形成される周縁領域Ｒ２と、を含み、タッチセンサ１０の最外側に配置されてユーザのタッチの入力を受け、且つ強化ガラス等からなって保護層の機能を果たすことができる。

さらに、図７に示されたように、ウィンドウ基板１００の裏面にはベゼル部１３０と電極パターン３１０が形成されることができるため、ウィンドウ基板１００とベゼル部１３０または電極パターン３１０との接着力を向上させるために、ウィンドウ基板１００の裏面に高周波処理またはプライマー（ｐｒｉｍｅｒ）処理等を施して表面処理層（図示せず）を形成することができる。

図２から図４に示されたように、ベゼル部１３０は、ウィンドウ基板１００の裏面上の前記周縁領域Ｒ２に形成され、少なくとも一つ以上のベゼル層１３０ａ、１３０ｂを含むことができ、ベース基板１６１、１６５上の不透明な金属色を有する電極配線１６４が形成される領域を隠す機能を果たし、または製造社のロゴのような装飾パターンが形成されることができる。

ここで、ベゼル部１３０は、黒色、白色、緑色またはこれらの組み合わせと、シラン（ｓｉｌａｎｅ）、着色剤およびバインダー樹脂を含むベゼル組成物からなることができる少なくとも一つ以上のベゼル層１３０ａ、１３０ｂが順次積層されて形成されることができ、前記ベゼル組成物は、光重合性化合物、光重合開始剤、添加剤等をさらに含むことができる。

また、ベゼル部１３０は、飛散防止フィルム１２０上のウィンドウ基板１００の前記周縁領域Ｒ２に対応する領域に形成され、飛散防止フィルム１２０とウィンドウ基板１００との接合により、ウィンドウ基板１００の裏面の周縁領域Ｒ２に形成されることができる。

また、アンテナパターン１４０は、近距離無線通信（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等に係る無線信号を送信または受信する機能を果たし、前記無線信号の周波数帯域に応じて、アンテナパターン１４０のサイズおよび形状が決まる。そのため、従来は、様々な無線通信サービスの周波数に適するアンテナパターン１４０がモバイルデバイスの限定された空間内の範囲で様々な位置（モバイルデバイスの後段または外側領域）に個別に設けられることで、高機能化する無線通信サービスに必要なアンテナパターン１４０の実装空間が制限され、他の電子部品（電極パターン）との電気的干渉によって、無線通信における送受信の正確性が低下する問題があった。

しかし、本発明によるタッチセンサ１０のアンテナパターン１４０は、ウィンドウ基板１００の裏面上の前記周縁領域Ｒ２に形成されて、ベース基板１６１、１６５上の不透明な金属色を有する電極配線１６４が形成される領域を隠す機能等を果たすベゼル部１３０に形成されることができる。

すなわち、ウィンドウ基板１００の裏面の周縁領域Ｒ２に形成されるベゼル部１３０は、ｉ）一つのベゼル層を含むことができ、アンテナパターン１４０は、前記ベゼル層上に形成されることができ（図２参照）、ｉｉ）複数のベゼル層１３０ａ、１３０ｂを含むことができ、アンテナパターン１４０は、前記ベゼル層１３０ａと１３０ｂとの間に形成されることができ（図３または図７参照）、ｉｉｉ）複数のベゼル層１３０ａ、１３０ｂを含み、アンテナパターン１４０は、前記ベゼル部１３０上に形成されることができる（図４参照）。

ここで、ベゼル部１３０は、複数のベゼル層１３０ａ、１３０ｂを含むことができ、前記ベゼル層１３０ａ、１３０ｂは、複数の積層工程により、順次積層されて、厚さが１０μｍ以上に形成されることで、前記ベゼル層１３０ａと１３０ｂとの間にアンテナパターン１４０を実装することができ、アンテナパターン１４０は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の伝導性の高い金属からなることができ、スクリーンプリンティング、インプリンティング、フォトリソグラフィ等の方式でウィンドウ基板１００の裏面の前記周縁領域Ｒ２のベゼル部１３０の全体または一部の領域に形成されることができる（図５参照）。

したがって、ウィンドウ基板の裏面の周縁領域に形成されるベゼル部に無線通信等のためのアンテナパターンを実装する構造により、高機能化する通信環境で用いられる様々な周波数帯域の信号に適するアンテナパターン等を限定された空間内の範囲で実装する従来の形態より効果的に実装できる空間を確保することができる。

接着層１１０、１５０、１７０は、タッチセンサ１０の構成要素を互いに接着させる機能を果たすものであって、ディスプレイ部１８０を介して出力される画像をユーザが認識することを妨害しないように透明な材料を用いることが好ましく、例えば、光学透明接着剤（ＯｐｔｉｃａｌＣｌｅａｒＡｄｈｅｓｉｖｅ；ＯＣＡ）を用いることができる。

ディスプレイ部１８０は、接着層１７０によりタッチセンサ１０の一面に接合され、データを視覚的に画面に出力する表示装置であって、主に、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）のようなものからなることができ、必ずしもこれに限定されるものではない。

前記で検討したように、ウィンドウ基板の裏面の周縁領域に形成されるベゼル部に無線通信等のためのアンテナパターンを実装する構造により、様々なアンテナパターンの実装空間を確保することができる。それだけでなく、無線通信のための導電性金属等からなるアンテナパターンが前記ベゼル層間に形成される場合（図３および図７参照）には、アンテナパターン１４０の耐水性が改善されて、静電容量方式タッチセンサの耐久性も確保することができる。

図６に示されたように、センサモジュール１６０は、ｉ）ベース基板１６１の一面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターン１６２と、ベース基板１６１の他面に、一方向に前記第１電極パターン１６２と交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターン１６３と、を含むことができ（図６の（ａ）参照）、ｉｉ）第１ベース基板１６１の一面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターン１６２と、第２ベース基板１６５の一面に、前記第１電極パターン１６２と交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターン１６３と、を含むことができ（図６の（ｂ）参照）、ｉｉｉ）第１および第２電極パターン１６２、１６３の一端に電気的に連結された電極配線１６４を含むことができる。

すなわち、アンテナパターン１４０は、ベース基板１６１、１６５と異なる平面に設けられるウィンドウ基板１００の裏面の周縁領域Ｒ２のベゼル部１３０に実装されることで、ベース基板１６１、１６５に形成された導電性物質からなる第１電極パターン１６２、第２電極パターン１６３および電極配線１６４と離隔して設けられることができる。

前記で検討したように、本発明によるタッチセンサにおけるアンテナパターンは、ベース基板と異なる平面に設けられるウィンドウ基板の裏面の周縁領域のベゼル部に実装される構造により、導電性物質からなる電極パターン等と同一平面に形成されることで生じうる相互間の電気的干渉を最小化することができ、これにより、様々な通信環境での周波数信号に対する送受信の信頼性を確保することができる。

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、タッチセンサに適用可能である。

１０タッチセンサ
１００ウィンドウ基板
１１０、１５０、１７０接着層
１２０飛散防止フィルム
１３０ベゼル部
１３０ａ，１３０ｂベゼル層
１４０アンテナパターン
１６０センサモジュール
１６１第１ベース基板（ベース基板）
１６２第１電極パターン（電極パターン）
１６３第２電極パターン（電極パターン）
１６４電極配線
１６５第２ベース基板（ベース基板）
１６６接着層
１８０ディスプレイ部
３１０電極パターン

Claims

中央領域および前記中央領域を囲んで形成される周縁領域を有するウィンドウ基板と、
前記ウィンドウ基板の裏面上の前記周縁領域に形成され、少なくとも一つ以上のベゼル層を有するベゼル部と、
前記ベゼル部に形成され、外部との無線通信の際に無線信号を送信または受信するアンテナパターンと、
ベース基板上に形成される電極パターンを有し、前記電極パターンが、前記中央領域に対応し、前記アンテナパターンと異なる平面上に形成されるセンサモジュールと、を含む、タッチセンサ。
前記ベゼル部は、一つのベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル層上に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。
前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル層間に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。
前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル部上に形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。
一面が前記ウィンドウ基板の裏面に接合され、他面上の前記周縁領域に対応する領域に前記ベゼル部が形成される飛散防止フィルムをさらに含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
前記ベゼル部は、一つのベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル層上に形成される、請求項５に記載のタッチセンサ。
前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル層間に形成される、請求項５に記載のタッチセンサ。
前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル部上に形成される、請求項５に記載のタッチセンサ。
前記アンテナパターンは、前記ベゼル部の一部領域にのみ形成される、請求項１に記載のタッチセンサ。
前記センサモジュールは、
前記ベース基板の一面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターンと、
前記ベース基板の他面に、一方向に前記第１電極パターンと交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターンと、を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
前記センサモジュールは、
第１ベース基板の一面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターンと、
第２ベース基板の一面に、前記第１電極パターンと交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターンと、を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
中央領域および前記中央領域を囲んで形成される周縁領域を有するウィンドウ基板と、
前記ウィンドウ基板の裏面上の前記中央領域に形成された電極パターンと、
前記ウィンドウ基板の裏面上の前記周縁領域に形成され、少なくとも一つ以上のベゼル層を有するベゼル部と、
前記ベゼル部に形成され、外部との無線通信の際に無線信号を送信または受信するアンテナパターンと、を含む、タッチセンサ。
前記ベゼル部は、一つのベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル層上に形成される、請求項１２に記載のタッチセンサ。
前記ベゼル部は、複数のベゼル層を含み、
前記アンテナパターンは、前記ベゼル層間に形成される、請求項１２に記載のタッチセンサ。
前記アンテナパターンは、前記ベゼル部の一部領域にのみ形成される、請求項１２に記載のタッチセンサ。