JP6522894B2 - タッチウィンドウ及びこれを含むタッチデバイス - Google Patents
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Description
本発明は、タッチウィンドウ及びこれを含むタッチデバイスに関するものである。
最近、多様な電子製品において、タッチデバイスに表示された画像に指またはスタイラス（stylus）などの入力装置を接触する方式により入力を行うタッチパネルが適用されている。
タッチパネルは、代表的に抵抗膜方式のタッチパネルと静電容量方式のタッチパネルとに区分できる。抵抗膜方式のタッチパネルは、入力装置に圧力を加えた時、電極間の連結によって抵抗が変化することを感知して位置が検出される。静電容量方式のタッチパネルは、指が接触した時、電極間の静電容量が変化することを感知して位置が検出される。製造方式の便宜性及びセンシング力などを勘案して小型モデルにおいては最近静電容量方式が注目されている。
一方、最近には曲がるタッチパネルに対する要求が増加している。即ち、タッチパネルが撓んだり曲がったりすることによって、ユーザの経験を拡大しようとする。しかしながら、タッチパネルの透明電極に最も広く使われるインジウムスズ酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）は基板の曲げと撓みにより物理的に容易に打撃を受けて電極への特性が悪化し、これによってフレキシブル（flexible）素子に適合しないという問題点がある。一方、透明電極として、ＩＴＯでないフレキシブルな素材を使用する場合、光反射によって視認性がＩＴＯより劣る問題がある。
本発明の目的は、曲がるタッチウィンドウを提供することにある。
実施形態に従うタッチウィンドウは、有効領域及び前記有効領域を囲む非有効領域が定義される基板、及び前記有効領域上に配置され、位置を感知する感知電極を含み、前記有効領域は、第１有効領域、及び前記第１有効領域に隣接して配置され、前記第１有効領域と異なる方式により駆動される第２有効領域を含む。
実施形態に従うタッチウィンドウは、第１有効領域及び第２有効領域を含む。第１有効領域及び前記第２有効領域が互いに異なる方式により駆動されることによって、多様な方式のタッチウィンドウを提供することができる。即ち、前記第１有効領域では既存のタッチウィンドウと同一に駆動し、前記第２有効領域では上下方向の位置のみ認識することによって、音のボリューム、画面の拡大、縮小、または上下移動などの方式により駆動することができる。これを通じてユーザ経験を拡大することができる。
前記第１有効領域は第１感知電極及び第２感知電極を含み、前記第１感知電極または第２感知電極のうち、いずれか１つは視認性に有利な物質を含むことによって、前記第１有効領域上での視認性を維持することができる。
前記第２有効領域は、前記第１有効領域から撓むことができる。即ち、前記第２有効領域は曲がることができる。前記第２有効領域に配置される感知電極はフレキシブルな特性を有する物質を含むことによって、前記感知電極の物理的な打撃無しで撓むことができる。
また、撓む領域である第２有効領域を前記第１有効領域と同時に形成することができるので、工程を単純化することができる。
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの「上／の上（on）」に、または「下／の下（under）」に形成されるという記載は、直接（directly）または他の層を介して形成されることを全て含む。各層の上／の上または下／の下に対する基準は、図面を基準として説明する。
図面において、各層（膜）、領域、パターン、または構造物の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために変形されることがあるので、実際のサイズを全的に反映するものではない。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
まず、図１から図４を参照して、実施形態に従うタッチウィンドウを詳細に説明する。図１は、実施形態に従うタッチウィンドウの概略的な平面図である。図２から図４は他の実施形態に従うタッチウィンドウの概略的な平面図である。
図１から図４を参照すると、タッチウィンドウ１０は、入力装置（例えば、指など）の位置を感知する有効領域（ＡＡ）とこの有効領域（ＡＡ）の周囲に配置される非有効領域（ＵＡ）が定義される基板１００を含む。
ここで、有効領域（ＡＡ）には入力装置が感知できるように感知電極２００が形成できる。そして、非有効領域（ＵＡ）には感知電極２００を電気的に連結する配線３００が形成できる。また、非有効領域（ＵＡ）には前記配線３００に連結する外部回路などが位置することができる。
図１を参照すると、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）を囲むことができる。前記有効領域（ＡＡ）は４側面を含み、前記非有効領域（ＵＡ）は前記４側面の全てに配置できる。即ち、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）の枠を囲むことができる。
しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）のどの一側面のみにも配置できる。図２を参照すると、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）の４側面のうち、いずれか一側面のみに配置できる。
また、図３を参照すると、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）の４側面のうち、３側面に配置できる。即ち、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）のある一側面のみ除いて配置できる。
また、図４を参照すると、前記非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）の４側面のうち、２側面のみに配置できる。
このように、非有効領域（ＵＡ）の多様な配置によって、タッチウィンドウで撓む領域を多様に構成することができる。
以下、図５から図７を参照して、一実施形態に従うタッチウィンドウを詳細に説明する。図５は、一実施形態に従うタッチウィンドウの平面図である。図６及び図７は、図５のＡ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
図５から図７を参照すると、基板１００はこの上に形成される感知電極２００、配線３００、及び回路基板などを支持することができる多様な物質で形成できる。このような基板１００は、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート（poly（ethylene terephthalate）、ＰＥＴ）フィルム、または樹脂を含むプラスチック基板で形成できる。
基板１００の非有効領域（ＵＡ）に外郭ダミー層が形成される。外郭ダミー層は配線３００とこの配線３００を外部回路に連結する印刷回路基板などが外部から見えないように所定の色を有する物質を塗布して形成できる。外郭ダミー層は所望の外観に適合した色を有することができるが、一例に、黒色顔料などを含んで黒色を表すことができる。そして、この外郭ダミー層には多様な方法により所望のロゴなどを形成することができる。このような外郭ダミー層は、蒸着、印刷、湿式コーティングなどにより形成できる。
基板１００の有効領域（ＡＡ）は、第１有効領域（１ＡＡ）及び第２有効領域（２ＡＡ）を含む。
前記第１有効領域（１ＡＡ）には、感知電極２００が配置される。前記第１有効領域（１ＡＡ）には、２種類の感知電極２１０、２２０が配置できる。前記感知電極２００は、指などの入力装置が接触されたか否かを感知することができる。
前記感知電極２００は、第１感知電極２１０及び第２感知電極２２０を含む。前記第１感知電極２１０は、第１方向（図面の上下方向）に延長できる。前記第２感知電極２２０は、前記第１方向と交差する第２方向（図面の左右方向）に延長できる。
前記第１感知電極２１０及び前記第２感知電極２２０は、互いに異なる物質を含むことができる。具体的には、前記第１感知電極２１０及び前記第２感知電極２２０は互いに異なる特性を有する物質を含むことができる。
一例として、前記第１感知電極２１０は第１物質を含むことができる。前記第１物質は、インジウムスズ酸化物（indium tin oxide）、インジウム亜鉛酸化物（indium zinc oxide）、銅酸化物（copper oxide）、スズ酸化物（tin oxide）、亜鉛酸化物（zinc oxide）、チタニウム酸化物（titanium oxide）などの金属酸化物を含むことができる。前記第１物質は光の透過を妨害しないので視認性に非常に有利な物質である。しかしながら、前記第１物質は基板の曲げと撓みにより物理的に容易に打撃を受けることもある物質である。
前記第２感知電極２２０は、前記第１物質と異なる第２物質を含むことができる。一例として、前記第２物質は、ナノワイヤー、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン（graphene）、伝導性ポリマー、または多様な金属を含むことができる。一例として、前記第２感知電極２２０が金属を含む時、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、及びこれらの合金で形成できる。前記第２物質は基板の曲げと撓み（bending）に適用することができるフレキシブル（flexible）な特性を有する。しかしながら、前記第２物質は光反射により視認性において不利であることもある物質である。
一方、これとは反対に、前記第１感知電極２１０が前記第２物質を含み、前記第２感知電極２２０が前記第１物質を含むこともできる。
一方、図面に図示してはいないが、前記感知電極２００は伝導性パターンを含むことができる。一例として、前記感知電極２００はメッシュ形状に配置できる。この際、メッシュ形状はモアレ現象を防止できるようにランダムに形成することができる。モアレ現象とは、周期的な縞が重なって生じる紋様であって、隣り合う縞が重なりながら縞の太さが太くなって他の縞に比べて浮き出して見える現象である。したがって、このようなモアレ現象を防止できるように、前記伝導性パターン形状が多様に配置できる。
好ましくは、前記第２物質を含む感知電極は伝導性パターンを有することができる。
前記伝導性パターンを長方形パターン、直線パターン、曲線、または楕円など、多様なパターンが可能である。
前記第１有効領域（１ＡＡ）では、前記第１感知電極２１０または前記第２感知電極２２０が前記第１物質を含むことによって、前記第１有効領域（１ＡＡ）上での視認性を維持することができる。
図面に図示してはいないが、前記第１感知電極２１０及び前記第２感知電極２２０の間には絶縁層をさらに含むことができる。これを通じて、前記第１感知電極２１０及び前記第２感知電極２２０の電気的短絡を防止することができる。
また、実施形態はこれに限定されるものではなく、前記第１感知電極２１０及び前記第２感知電極２２０が各々異なる基材の上に配置することもできる。
前記第１有効領域（１ＡＡ）で指などの入力装置が接触されれば、入力装置が接触された部分で前記第１感知電極２１０及び前記第２感知電極２２０の間に静電容量の差が発生し、このような差が発生した部分を接触位置として検出することができる。
次に、前記第２有効領域（２ＡＡ）は前記第１有効領域（１ＡＡ）の側面に配置できる。図面に示したように、前記第２有効領域（２ＡＡ）は前記第１有効領域（１ＡＡ）の両側面に配置できる。
前記第２有効領域（２ＡＡ）に感知電極２３０が配置される。前記第２有効領域（２ＡＡ）には前記第１有効領域（１ＡＡ）とは異なり、一種類の感知電極２３０のみが配置できる。前記感知電極２３０は指などの入力装置が接触したか否かを感知することができる。
前記感知電極は、第３感知電極２３０を含む。即ち、前記第２有効領域（２ＡＡ）には第３感知電極２３０が配置できる。前記第３感知電極２３０は、第１方向または第２方向のうち、いずれか一方向に延長できる。
前記第３感知電極２３０は、前記第１感知電極２１０または前記第２感知電極２２０と互いに異なる物質を含むことができる。または、前記第３感知電極２３０は前記第１感知電極２１０または前記第２感知電極２２０のうち、いずれか１つと同一な物質を含むことができる。
前記第３感知電極２３０は、前記第２物質を含むことができる。したがって、前記第１感知電極２１０が第１物質を含み、前記第２感知電極２２０が第２物質を含む時、前記第３感知電極２３０は第２感知電極２２０から延びることができる。これとは反対に、前記第２感知電極２２０が第２物質を含み、前記第１感知電極２１０が第１物質を含む時、前記第３感知電極２３０は第１感知電極２１０から延びることができる。
前記第３感知電極２３０は、前記第１感知電極２１０または前記第２感知電極２２０のうち、いずれか１つから延びる感知電極でありうる。一例として、図２に図示したように、前記第３感知電極２３０は前記第２感知電極２２０から延びることができる。この際、前記第２感知電極２２０及び前記第３感知電極２３０は一体形成される。また、前記第３感知電極２３０は前記第２感知電極２２０と同一の物質を含むことができる。即ち、前述したように、前記第３感知電極２３０は前記第２物質を含むことができる。
図２に示すように、前記第１感知電極２１０は第１物質で形成し、前記第２感知電極２２０及び前記第３感知電極２３０は第２物質で形成することによって、工程を単純化することができる。即ち、曲がる領域である第２有効領域（２ＡＡ）を前記第１有効領域（１ＡＡ）と同時に形成することができるので、工程を減らすことができる。
前記第２有効領域（２ＡＡ）では、前記第１有効領域（１ＡＡ）と異なる方式により駆動される。即ち、前記第２有効領域（２ＡＡ）に指などの入力装置が接触すると、前記第３感知電極２３０は自己キャパシタンス（Self-Capacitance）方式により位置を感知することができる。自己キャパシタンス（Self-Capacitance）方式の場合、座標をタッチすれば、指による追加静電容量の励起を通じて発生する静電容量の差により座標を認識し、かつタイムディレイ（Time Delay）を通じて座標認識が可能になる。
前記第１有効領域（１ＡＡ）及び前記第２有効領域（２ＡＡ）が互いに異なる方式により駆動されることによって、多様な方式のタッチウィンドウを提供することができる。即ち、前記第１有効領域（１ＡＡ）では、既存のタッチウィンドウと同様に駆動し、前記第２有効領域（２ＡＡ）では上下方向の位置のみ認識することによって、音のボリューム、画面の拡大、縮小、または上下移動などの方式により駆動することができる。これを通じて、ユーザ経験を拡大することができる。
前記第２有効領域（２ＡＡ）は、前記第１有効領域（１ＡＡ）から撓むことができる。即ち、前記第２有効領域（２ＡＡ）は曲がることができる。前記第２有効領域（２ＡＡ）に配置される前記第３感知電極２３０はフレキシブルな特性を有する前記第２物質を含むことによって、前記第３感知電極２３０の物理的打撃無しで撓むことができる。
一方、前記非有効領域（ＵＡ）は、前記第２有効領域（２ＡＡ）の側面に配置される。即ち、前記非有効領域（ＵＡ）は、前記第２有効領域（２ＡＡ）と隣接して配置される。
前記非有効領域（ＵＡ）には感知電極２００を電気的に連結する配線３００が形成できる。
前記配線３００は、電気伝導性に優れる金属からなることができる。一例として、このような配線３００は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、及びこれらの合金で形成できる。特に、前記配線３００は印刷工程により形成可能な多様な金属ペースト物質を含むことができる。
しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、前記配線３００は、前記感知電極２００と同一または類似の物質を含むことができる。即ち、前記配線３００は、インジウムスズ酸化物（indium tin oxide）、インジウム亜鉛酸化物（indium zinc oxide）、銅酸化物（copper oxide）、スズ酸化物（tin oxide）、亜鉛酸化物（zinc oxide）、チタニウム酸化物（titanium oxide）などの金属酸化物を含むことができる。また、前記配線３００は、ナノワイヤー、感光性ナノワイヤーフィルム、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン（graphene）、または伝導性ポリマーなどを含むことができる。
一方、前記配線３００は伝導性パターンを含むことができる。即ち、前記配線３００はメッシュ形状に配置できる。これを通じて、前記配線３００も見えないようにして、非有効領域（ＵＡ）を透明にすることができる。したがって、このようなタッチウィンドウが透明なタッチデバイスに適用できる。
以下、図８及び図９を参照して、他の実施形態に従うタッチウィンドウを説明する。前述した部分と同一または類似の部分に対しては詳細な説明を省略する。
図８及び図９を参照すると、有効領域（ＡＡ）は第１有効領域（１ＡＡ）及び前記第１有効領域（１ＡＡ）から撓む第２有効領域（２ＡＡ）を含み、前記第２有効領域（２ＡＡ）の一側面には非有効領域（ＵＡ）が配置されないことがある。また、前記第２有効領域（２ＡＡ）は前記第１有効領域（１ＡＡ）の一側面のみに配置できる。
また、非有効領域（ＵＡ）は前記有効領域（ＡＡ）の４側面のうち、２側面のみに配置できる。前記非有効領域（ＵＡ）は、第１有効領域（１ＡＡ）の側面のみに配置される。また、第２有効領域（２ＡＡ）の側面には非有効領域（ＵＡ）が配置されないことがある。
これを通じて、一側面のみ撓むタッチウィンドウを具現することができる。したがって、撓むタッチウィンドウの構造的な多様性を確保することができる。
以下、図１０及び図１１を参照して、他の実施形態に従うタッチウィンドウを説明する。図１０及び図１１は、他の実施形態に従うタッチウィンドウの断面図である。
まず、図１０を参照すると、タッチウィンドウは第１タッチウィンドウ１１及び第２タッチウィンドウ１２を含む。第１タッチウィンドウ１１及び第２タッチウィンドウ１２の各々は前述した図９のタッチウィンドウでありうる。
前記第１タッチウィンドウ１１及び第２タッチウィンドウ１２は、一側面に配置される第２有効領域（ＡＡ）で互いに接することができる。即ち、前記第１タッチウィンドウ１１及び第２タッチウィンドウ１２は、前記第２有効領域（ＡＡ）同士合うように配置できる。このような第１タッチウィンドウ１１及び第２タッチウィンドウ１２を通じて畳むことができるタッチウィンドウを提供することができる。一方、図１１を参照すると、このようなタッチウィンドウ１０は駆動部２０及び光源部３０と合着してタッチデバイスを構成することができる。
特に、前記駆動部２０は表示パネルでありうる。前記表示パネル２０は映像を出力するための表示領域が形成されている。このようなタッチデバイスに適用される表示パネルは、一般的に上部基板２１及び下部基板２２を含むことができる。下部基板２２には、データライン、ゲートライン、及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが形成できる。上部基板２１は、下部基板２２と接合して下部基板２２上に配置される構成要素を保護することができる。
表示パネル２０は、本発明に従うタッチデバイスが如何なる種類のタッチデバイスであるかによって多様な形態に形成できる。即ち、本発明に従うタッチデバイスは液晶表示装置（ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Field Emission Display）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）、及び電気泳動表示装置（ＥＰＤ）などとすることができ、これによって、表示パネル２０は多様な形態に構成できる。
一方、図１２を参照すると、タッチウィンドウは第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４を含み、第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４の各々は駆動部２０及び光源部３０と合着してタッチデバイスを構成することができる。
また、第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４は、前述した図７のタッチウィンドウでありうる。また、前記第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４の非有効領域（ＵＡ）で互いに接することができる。即ち、前記第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４は、前記非有効領域（ＵＡ）の間で合うように配置できる。
特に、前記第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４の間に配置される締結部４０を通じて前記第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４を締結することができる。
このような第３タッチウィンドウ１３及び第４タッチウィンドウ１４を通じて畳むことができるタッチデバイスを提供することができる。したがって、多様な形態のタッチデバイス構造を確保することができる。
一方、前記タッチウィンドウは曲面（curved）タッチウィンドウを含むことができる。したがって、これを含むタッチデバイスは曲面タッチデバイスでありうる。また、前記第１感知電極２１０または第２感知電極２２０が伝導性パターンを含むことによって、タッチウィンドウのベンディング特性及び信頼性を向上することができる。
一方、前記タッチウィンドウは撓むフレキシブル（flexible）タッチウィンドウを含むことができる。したがって、これを含むディスプレイ装置はフレキシブルタッチデバイスでありうる。したがって、ユーザが手で撓んだり曲げたりすることができる。また、前記第１感知電極２１０または第２感知電極２２０が伝導性パターンを含むことによって、タッチウィンドウのベンディング特性及び信頼性を向上することができる。
一方、このようなタッチウィンドウは移動式端末機などのタッチデバイスだけでなく、車両内にも適用できる。自動車ナビゲーションなどのＰＮＤ（Personal Navigation Display）だけでなく、計器板（dashboard）などに適用されてＣＩＤ（Center Information Display）も具現することができる。
前述した実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示していない多様な変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関わる差異点は、特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
１０ タッチウインドウ
２０ 駆動部
３０ 光源部
１００ 基板
２００ 感知電極
２１０ 第１感知電極
２２０ 第２感知電極
２３０ 第３感知電極
３００ 配線
ＡＡ 有効領域
ＵＡ 非有効領域
２０ 駆動部
３０ 光源部
１００ 基板
２００ 感知電極
２１０ 第１感知電極
２２０ 第２感知電極
２３０ 第３感知電極
３００ 配線
ＡＡ 有効領域
ＵＡ 非有効領域
Claims (3)
- 有効領域及び非有効領域が定義される基板と、
前記有効領域上に配置され、位置を感知する感知電極と、
前記基板の非有効領域上に配置され、前記感知電極と電気的に連結される配線と、
前記基板の非有効領域上に配置される外郭ダミー層と、
を含み、
前記有効領域は、
第１有効領域と、
前記第１有効領域に隣接して配置され、前記第１有効領域と異なる方式により駆動される第２有効領域と、を含み、
前記非有効領域は、前記第１有効領域の４つの側面のうち少なくとも２つの側面に配置され、
前記第２有効領域は、前記第１有効領域の一側面にのみ配置され、
前記第１有効領域は平面領域であり、
前記第２有効領域は、前記第１有効領域から撓む曲面領域であり、
前記感知電極は、前記第１有効領域に配置される第１感知電極及び第２感知電極を含み、
前記感知電極は、前記第２有効領域に配置される第３感知電極を含み、
前記第１感知電極と前記第２感知電極は、互いに異なる物質を含み、
前記第１感知電極は、金属酸化物を含み、
前記第３感知電極は、前記第２感知電極から延長され、前記第２感知電極と同一物質を含み、
前記第２感知電極及び前記第３感知電極は、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）を含み、
前記第１感知電極は、第１方向に延長され、
前記第２感知電極及び前記第３感知電極は、前記第１方向と交差する第２方向に延長され、
前記第２感知電極の一端は、前記第３感知電極と電気的に連絡され、
前記第２感知電極の前記一端と反対の他端は、前記配線と電気的に連結されることを特徴とするタッチウィンドウ。 - 前記第１感知電極、前記第２感知電極及び前記第３感知電極は、前記基板の一面上に直接接触して配置される、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
- 前記第１感知電極、前記第２感知電極、及び前記第３感知電極のうちの少なくともいずれか１つは伝導性パターンを含む、請求項１または２に記載のタッチウィンドウ。
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