JP2016157477A - タッチスクリーンパネル及びこれを含むタッチスクリーンアセンブリー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、印刷回路基板と連結時の導線の亀裂(ｃｒａｃｋ)を防止できるタッチスクリーンパネル及びこれを含むタッチスクリーンアセンブリーを提供する。
【解決手段】本発明は、基板と、前記基板上に形成されてタッチ領域と定義される透明電極層と、前記透明電極層に電気的に連結された複数本の導線、及び前記透明電極層に積層される絶縁フィルムを含み、前記複数本の導線は、前記絶縁フィルムの内側で導電性ラインと各々電気的に連結され、前記導電性ラインは、前記絶縁フィルムの外側に延びて露出するように構成されて、印刷回路基板と導線との間の電気的信頼性が向上するタッチスクリーンパネル及びタッチスクリーンアセンブリーを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、タッチスクリーンパネルに関し、より詳しくは、印刷回路基板と電気的連結時の導線の亀裂を防止できるタッチスクリーンパネル、及びこれを含むタッチスクリーンアセンブリーに関するものである。

タッチスクリーンは、ディスプレイ画面上のユーザーの接触位置を感知し、感知された接触位置に関する情報を入力情報として、ディスプレイ画面制御を含む電子機器の全般的な制御を行うための入力装置である。

タッチスクリーンは、その動作原理により抵抗膜方式、静電容量方式等に区分される。ディスプレイウィンドウ前面に加えられるユーザーの接触によるキャパシタンス変化に基づいて、接触位置を検出する静電容量方式タッチスクリーンは、高い耐久性とスライディング形態の入力適合性等によりその適用範囲が徐々に増えている。

一般に、タッチスクリーンは、タッチスクリーンパネルを用いて作製するが、このようなタッチスクリーンパネルは、基板にタッチ領域を形成し、タッチ領域に連結される導線で構成される。

この時、導線は、印刷回路基板(ＰＣＢ)と異方性導電フィルム(Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、ＡＣＦ)によって電気的に連結されるが、実装時に導線に過度な圧力が加えられて、Ｕ字状亀裂(ｃｒａｃｋ)が発生して、タッチ領域から電気的信号が導通されない問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためのものであって、本発明の目的は、印刷回路基板と連結時の導線の亀裂(ｃｒａｃｋ)を防止できるタッチスクリーンパネル、及びこれを含むタッチスクリーンアセンブリーを提供することである。

本発明のタッチスクリーンパネルは、基板と、前記基板上に形成されてタッチ領域と定義される透明電極層と、前記透明電極層と電気的に連結された複数本の導線、及び前記透明電極層上に積層される絶縁フィルムを含み、前記複数本の導線は、前記絶縁フィルムの内側で導電性ラインと各々電気的に連結され、前記導電性ラインは、前記絶縁フィルムの外側に延びて露出するように構成される。

本発明の実施形態に係るタッチスクリーンアセンブリーは、基板上に形成された透明電極層と、前記透明電極層と電気的に連結されて延びた複数本の導線、及び前記透明電極層と導線をカバーする絶縁フィルムを含むタッチスクリーンパネル、及び、前記タッチスクリーンパネルの導線と対応するパッドが形成された印刷回路基板を含む。

本発明によると、細い導線によってパターンの集積度を高めることができ、印刷回路基板と導線との間の電気的信頼性が向上する。

本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルに印刷回路基板が電気的連結されたタッチスクリーンアセンブリーの斜視図である。 本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの導線と導電性ラインとの連結状態を示す平面図である。 本発明の実施形態により導線に導電性ラインが電気的に連結された状態を示す写真である。 本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルが、上下部基板で構成された構造を示す斜視図である。 図１をＡ−Ａ'方向から見た断面図である。 図５をＢ−Ｂ'方向から見た断面図である。 本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの変形例である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、種々の実施形態を有し、特定の実施形態を図面に例示して詳細な説明において詳細に説明する。
しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解しなければならない。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、または「接続されて」いると記述する時には、その他の構成要素に直接的に連結されるか、または接続されてもよいが、その中間に他の構成要素が存在してもよいことを理解しなければならない。

一方、ある構成要素が、他の構成要素に「直接連結されて」いる、または「直接接続されて」いると記述する時には、その中間に他の構成要素が存在しないことを理解しなければならない。

本願に使用された用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。

本願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。

また、本願に添付された図面は、説明の便宜のために、拡大または縮小して示したものと理解しなければならない。

本発明について添付図面を参照して詳細に説明し、図面の符号と関係なく同一または対応する構成要素は、同一の参照符号を付け、これに関する重複説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンアセンブリーの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの導線と導電性ラインとの連結状態を示す平面図であり、図３は、本発明の実施形態により導線に導電性ラインが電気的に連結された状態を示す写真である。

本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネル１０は、基板１００と、前記基板１００上に形成されてタッチ領域と定義される透明電極層２００と、前記透明電極層２００の外側に電気的に連結された複数本の導線２１０、及び前記透明電極層２００に積層される絶縁フィルム３００を含む。

前記基板１００は、透明材質であれば全て使用可能であり、具体的には、ポリイミドフィルム(ＰＩ)基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム(ＰＥＴ)基板、ポリカボネートフィルム(ＰＣ)基板、及びガラス基板の中から一つを選択することができる。

前記透明電極層２００は、前記基板１００上に形成されてタッチ領域を形成する。図示しないが、前記透明電極は、前記基板１００の中央部に複数個が互いに離隔形成されて、一方向に延びる構造で具現できる。

前記透明電極層２００は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、またはＩＺＩＯフィルム等の透明電極であればいずれも適用できる。また、前記透明電極層２００の配置及び透明電極を用いた位置センシング方法は、通常のタッチスクリーンパネルと同様であるため、これ以上詳しい説明は省略する。

前記透明電極層２００の外側には複数本の導線２１０が電気的に連結される。前記導線２１０は、前記透明電極層２００と電気的に連結され、前記基板１００の周辺領域に配置されて、印刷回路基板２０と電気的に連結される。

前記導線２１０は、金属を蒸着、スパッタリング、またはスクリーン印刷等の方法で薄く形成できるため、導線が複数本形成されても空間の制約を相対的に受けない長所がある。

前記絶縁フィルム３００は、前記透明電極層２００と導線２１０をカバーする大きさで形成されてもよい。よって、前記導線２１０は、前記絶縁フィルム３００によってカバーされるため、外部に露出して酸化または腐食されることが防止される。

このような絶縁フィルム３００として、ＯＣＡ(Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ)フィルムが選択される場合、透明性の確保及び接着性の面から有利であるが、必ずしもこれに限定されるのではなく、絶縁性と透明性及び接着性に優れた種々の絶縁フィルムであれば全て使用可能である。

図２を参照すると、前記導線２１０は、前記絶縁フィルム３００の内側で導電性ライン２２０と各々電気的に連結され、前記導電性ライン２２０は、前記絶縁フィルム３００の外側に延びて露出する。

これについて図３を参照してより詳しく説明すると、前記導線２１０は、絶縁フィルム３００によってカバーされ、前記導電性ライン２２０の一端は、前記絶縁フィルム３００の内側に挿入されて、前記導線２１０の終端と重なって電気的に連結される。

この時、前記導電性ライン２２０の幅は、前記導線２１０の幅より広く２０〜４０μｍの幅で形成され、導線２１０または印刷回路基板２０と安定した電気的連結ができるように構成してもよい。

前記導電性ライン２２０は、高分子樹脂に金属粒子が混合された金属ペースト(ｐａｓｔｅ)が硬化して構成してもよい。この時、前記金属粒子が混合された高分子樹脂は、熱または紫外線によって硬化する硬化性樹脂が選択されてもよく、金属粒子としては、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、及びアルミニウムのいずれか一つ以上の金属または２種以上の合金であってもよい。

また、図面に示していないが、前記導線２１０が絶縁フィルム３００の外側に延びて外部に露出するように構成され、その上には、導電性ライン２２０が導線２１０の延びる方向に沿って積層されるように構成してもよい。

図４は、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルが、上下部基板で構成された変形例である。

本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの構造は、静電容量または抵抗膜方式に区分することなく、全て適用可能である。例えば、複数の基板１００で構成される静電容量方式の場合には、図４のように、上部基板１１０と下部基板１２０とに、それぞれ電極層が形成され、導線２１０の終端には導電性ライン２２０、２３０が形成されて、基板１００の終端に位置してもよい。この時、上部基板１００と下部基板２００の対面には、絶縁フィルム３００がそれぞれ形成される。

この場合、印刷回路基板２０との電気的連結を考慮して、上部基板１００の場合、終端の両角にカットアウト部１１１を形成し、中央突出部１１２に上部導電性ライン２２０が配置されるように構成され、下部基板１２０は、縁に下部導電性ライン２３０が配置されるように構成してもよい。

または、上部導電性ライン２２０が上部基板１１０の終端の両サイドに配置され、下部導電性ライン２３０が下部基板１２０の終端の中央に配置されてもよい。この時、このような構成に対応するように透明電極層の配列が変形されることは自明である。

以下では、タッチスクリーンパネルと印刷回路基板が異方性導電接着剤によって電気的に連結されるタッチスクリーンアセンブリー構造について詳しく説明する。

図５は、図１をＡ−Ａ'方向から見た断面図であり、図６は、図５をＢ−Ｂ'方向から見た断面図である。

本発明の実施形態に係るタッチスクリーンアセンブリーは、基板１００上に形成された透明電極層２００と、前記透明電極層２００と電気的に連結されて延びた複数本の導線２１０、及び前記透明電極層２００と導線２１０をカバーする絶縁フィルム３００を含むタッチスクリーンパネル、及び、パッド４１０が形成された印刷回路基板２０を含む。

前記タッチスクリーンパネルは、前述したものと同様であり、前記導線２１０は、前記導電性ライン２２０と電気的に連結され、前記印刷回路基板パッド２１は、前記導電性ライン２２０と電気的に連結される。

この時、前記印刷回路基板パッド２１と前記導電性ライン２２０とは、異方性導電接着剤３０によって電気的に連結される。

よって、所定の熱と共に圧力が加えられると、異方性導電接着剤３０の高分子樹脂が溶融しながら、異方性導電接着剤３０に含まれた導電ボール(図示せず)が前記印刷回路基板パッド２１と導電性ライン２２０との間で機械的／物理的に結合される。

しかし、前記導電性ライン２２０は、硬化した金属ペーストで構成されるため、加圧による亀裂(ｃｒａｃｋ)が生じない。

よって、前記導電性ライン２２０の終端と電気的に連結されている前記導線２１０は、前記印刷回路基板パッド２１と安定した電気的連結が可能となる。

このように、本発明の実施形態によると、印刷回路基板との電気的連結のために加圧する場合、圧力によって前記導線に亀裂(ｃｒａｃｋ)が生じて電気的連結が切れる問題が解消される。

図７は、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの変形例である。
本発明のさらに他の実施形態に係るタッチスクリーンアセンブリーは、前記タッチスクリーンパネルの導線２１０が、絶縁フィルム３００の外側に露出し、その上に導電性ライン２２０が形成されるように構成してもよい。

この時、前記印刷回路基板２０の縦幅より前記導電性ライン２２０の縦幅が所定の長さ (ｄ１)だけ長く作製される。

よって、前記印刷回路基板パッド２１に対応する導線２１０に亀裂(ｃｒａｃｋ)が生じて電気が導通しなくても、前記印刷回路基板パッド２１に対応しない部分(ｄ１)では導線に亀裂が生じないため、前記導線２１０、導電性ライン２２０、及び印刷回路基板パッド２１の間に安定した電気的連結が可能である。

以下では、前記タッチスクリーンアセンブリーの製造方法について詳しく説明する。
本発明の実施形態に係るタッチスクリーンアセンブリーの製造方法は、大きく、タッチスクリーンパネルの製造段階と、印刷回路基板の実装段階とで構成される。

前記タッチスクリーンパネルは、基板１００上に透明電極層２００を形成し、これをパターン化してタッチ領域を形成する。この後、前記透明電極層２００と電気的に連結される導線２１０を蒸着、またはスパッタリング等によって形成する。

前記導線２１０の終端には、導電性ライン２２０であるシルバーペーストを導線２１０の幅より広い厚さで一定に積層して硬化させる。この時、シルバーペーストの樹脂は、硬化性樹脂が選択され、て硬化した後、印刷回路基板２０と連結過程で再溶融しないため、導線２１０の役割を代行することになる。

以後、前記透明電極層２００と導線２１０がカバーされる大きさの絶縁フィルム３００を作製して積層することによって、タッチスクリーンパネルの製造段階を終了する。

この時、前記タッチスクリーンパネルが複数の基板１００で構成された場合には、前述したタッチスクリーンパネルの製造段階を複数回行い、これを積層して構成できる。

前記印刷回路基板の実装段階は、前記複数本の導電性ライン２２０と、前記印刷回路基板２０の複数個のパッド４１０とを対向配置した後、その間に異方性導電フィルム３０を配置する。

この後、所定の温度で加熱しながら、前記印刷回路基板２０とタッチスクリーンパネルとの間隔が狭くなるように加圧する。

このような加熱／加圧過程を通じて、前記異方性導電フィルム３０は溶融し、その中に分散した導電粒子は、機械的／物理的結合によって前記導電性ライン２２０と前記印刷回路基板パッド２１との間に拘束されて、電気的に導通される。

この時、前記異方性導電フィルム３０には、電気的流れにより発生する熱を容易に外部に放出できるように放熱粒子がさらに含まれてもよい。

以上から代表的な実施形態をもって本発明について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、説明された実施形態に限って定まってはならず、後述する特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

本発明は、パターンの集積度を高めることができ、印刷回路基板と導線との間の電気的信頼性を向上させるタッチスクリーンパネルを実現することができる。

１０ タッチスクリーンパネル
１００、１１０、１２０ 基板
１１１ カット−アウト部
１１２ 中央突出部
２０ 印刷回路基板
２１ 印刷回路基板パッド
２００ 透明電極層
２１０ 導線
２２０、２３０ 導電性ライン
３０ 異方性導電接着剤
３００ 絶縁フィルム
４１０ パッド

Claims (17)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された透明電極層と、
   前記透明電極層と電気的に連結された複数本の導線と、
   前記透明電極層上に形成される絶縁フィルムと、
   複数本の導電性ラインと、を含み、
   前記複数本の導電性ラインのそれぞれは、前記絶縁フィルムの内側で前記複数本の導線のそれぞれと電気的に連結され、前記絶縁フィルムの外側に延びて前記絶縁フィルムから露出し、
   前記導電性ラインの幅は、前記導電の幅より広いことを特徴とするタッチスクリーンパネル。
2. 前記導電性ラインは、一端が前記絶縁フィルムの内側で前記導線の終端と重なって電気的に連結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. 前記導電性ラインは、硬化した金属ペースト(ｐａｓｔｅ)であ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. 前記絶縁フィルムは、前記透明電極層と前記導線をカバーす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。
5. 前記導電性ラインは、高分子樹脂に金属粒子が混合された金属ペースト(ｐａｓｔｅ)であ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。
6. 前記金属粒子は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、及びアルミニウムのいずれか一つ以上の金属、または２種以上の合金であることを特徴とする請求項５に記載のタッチスクリーンパネル。
7. 前記基板は、ポリイミドフィルム(ＰＩ)基板、ポリエチレンテレフタレートフィルム(ＰＥＴ)基板、ポリカボネートフィルム(ＰＣ)基板、及びガラス基板のいずれか一つであ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。
8. 基板上に形成された透明電極層と、前記透明電極層と電気的に連結された複数本の導線と、前記透明電極層上に形成された絶縁フィルムと、及び、複数本の導電性ラインであって、前記複数本の導電性ラインのそれぞれは、前記絶縁フィルムの内側で前記複数本の導線のそれぞれと電気的に連結され、前記絶縁フィルムの外側に延びて前記絶縁フィルムから露出した、前記複数本の導電性ラインと、を含む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の前記導電性ラインに電気的に連結されたパッドが形成された印刷回路基板と、を含み、
   前記導電性ラインの幅は、前記導電の幅より広いことを特徴とするタッチスクリーンアセンブリー。
9. 基板上に形成された透明電極層と、前記透明電極層と電気的に連結された複数本の導線と、前記透明電極層上に形成された絶縁フィルムと、及び、複数本の導電性ラインであって、前記複数本の導電性ラインのそれぞれは、前記絶縁フィルムの外側で前記複数本の導線のそれぞれと電気的に連結され、前記絶縁フィルムの外側に延びて前記絶縁フィルムから露出した、前記複数本の導電性ラインと、を含む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の前記導電性ラインに電気的に連結されたパッドが形成された印刷回路基板と、を含み、
   前記導線は、前記絶縁フィルムの外側に延び、前記絶縁フィルムの外側に延びた導線には、前記導電性ラインが積層されたことを特徴とするタッチスクリーンアセンブリー。
10. 前記導電性ラインは、前記絶縁フィルムの内側に延びて前記導線の終端と重なって電気的に連結されることを特徴とする請求項８に記載のタッチスクリーン。
11. 前記導電性ラインは、硬化した金属ペースト(ｐａｓｔｅ)であることを特徴とする請求項８又は９に記載のタッチスクリーンアセンブリー。
12. 前記印刷回路基板パッドの前記絶縁フィルムまでの長さは、前記導電性ラインの前記絶縁フィルムまでの長さより短いことを特徴とする請求項９に記載のタッチスクリーンアセンブリー。
13. 前記タッチスクリーンパネルは、上板と下板とで形成され、それぞれ、タッチ領域が形成された静電容量方式であることを特徴とする請求項８又は９に記載のタッチスクリーンアセンブリー。
14. 前記印刷回路基板パッドと前記導電性ラインとは、異方性導電接着剤によって電気的に連結されることを特徴とする請求項８又は９に記載のタッチスクリーンアセンブリー。
15. 前記導電性ラインは、高分子樹脂に金属粒子が混合された金属ペースト(ｐａｓｔｅ)であることを特徴とする請求項８又は９に記載のタッチスクリーンアセンブリー。
16. 前記金属粒子は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、及びアルミニウムのいずれか一つ以上の金属、または２種以上の合金であることを特徴とする請求項１５に記載のタッチスクリーンアセンブリー。
17. 前記透明電極層は、タッチ領域と定義されることを特徴とする請求項８又は９に記載のタッチスクリーンアセンブリー。