KR100463157B1 - 터치 패널 - Google Patents

Abstract

터치 패널에 관한 것으로서, 투명한 상, 하부 기판의 대향하는 내면에 각각 형성되는 상, 하부 도전막과, 어느 한 도전막의 장변측 및 다른 한 도전막의 단변측에 각각 위치하는 한쌍의 라인 전극과, 라인 전극들과 커넥터 케이블을 연결하는 다수의 바이패스 전극과, 하부 도전막 위에 도포되어 샐 갭을 유지시키는 도트 스페이서와, 하부 기판과 하부 도전막 사이에 제공되어 하부 도전막을 미세 요철화하는 뉴톤 링 방지층을 포함한다. 이와 같이 뉴톤 링 방지층을 하부 기판에 제공함에 따라, 터치 패널의 박막 구조를 유지하면서 빛의 상쇄 및 보강 간섭에 의한 이른바 뉴톤 링 현상을 방지하고, 상부 도전막의 균열을 억제하여 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킨다.

Description

터치 패널 {TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 패널의 박막화에 의한 빛의 간섭 현상을 방지하면서 상부 도전막의 내구성을 향상시키기 위한 상, 하부 기판의 표면 코팅 구조에 관한 것이다.

일반적으로 터치 패널은 액정 표시장치(LCD)와 같은 화상 표시장치의 표면에 부착되어 화면에 표시된 아이콘이나 선택 버튼에 해당하는 부분을 사용자가 누르면, 미리 약속된 명령이 실행되도록 만들어진 입력 장치로서, 조작법이 간단하여 휴대용 표시장치나 전자 무인 안내대 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 터치 패널은 작동 원리에 따라 크게 2개의 대향하는 도전막 사이의 통전 위치를 검출하는 저항막식과, 정전 용량의 충, 방전 상태가 반복되는 도전막에 대한 스타일러스의 접촉 위치를 검출하는 정전 용량식으로 분류되며, 국내 공개특허 공개번호 특2000-59089호에 저항막식 터치 패널이 개시되어 있다.

공지된 바와 같이 저항막식 터치 패널은 상, 하부 기판의 내면에 각자의 도전막을 형성하고, 각각의 도전막에 한쌍의 라인 전극을 형성하여 도전막에 균일한 전압을 공급하는데, 상기 라인 전극은 커넥터 케이블과 라인 전극을 연결하는 바이패스 전극을 통해 해당 전압을 공급받게 된다.

이 때, 바이패스 전극의 전류가 도전막으로 직접 전달되는 것을 방지하기 위하여, 초기에 제안된 터치 패널은 도 7에 도시한 바와 같이 모든 바이패스 전극(1)과 상, 하부 도전막(3A, 3B) 사이에 절연층(5)을 형성하여 바이패스 전극(1)과 상, 하부 도전막(3A, 3B)를 절연시키는 구조가 사용되었다.

상기한 구조의 터치 패널은 상, 하부 도전막(3A, 3B) 사이의 간격이 150㎛ 정도로 충분히 넓어서, 사용자가 상부 기판(7)을 눌러 공기층을 변형시켜도 공기가 인접 공간으로 잘 빠져나가므로, 빛의 상쇄 및 보강 간섭에 의한 이른바 뉴톤 링 현상(도 8에 도시)이 발생하지 않게 된다.

그러나 최근에 제안된 터치 패널은 대형화 및 박막화 추세에 대응하기 위하여, 도 9에 도시한 바와 같이 절연층을 사용하지 않고, 상, 하부 도전막(3A, 3B)자체를 레이저 에칭 등과 같은 방법으로 제거하여 식각부(9)를 통해 바이패스 전극(1)과 상, 하부 도전막(3A, 3B)을 분리시키는 구조를 적용하고 있다.

이러한 구조에서는 상, 하부 도전막(3A, 3B) 사이의 간격이 100㎛ 정도로 얇아져 박막화에 유리하지만, 사용자가 상부 기판(7)을 눌러 공기층을 변형시키면, 공기가 인접 공간으로 잘 빠져나가지 못하여 뉴톤 링 현상이 일어나게 된다. 따라서 뉴톤 링 현상을 방지하기 위한 방안으로, 공기층과 마주하는 상부 도전막(3A) 표면을 미세 요철화하여 빛을 난반사시키는 각종의 수단이 제안되었다.

그러나 터치 패널에서 상, 하부 도전막(3A, 3B)이 접촉하기 위해서는 상부 도전막(3A)이 공기층의 두께만큼 변형하여 하부 도전막(3B)과 접촉해야 하므로, 상부 도전막(3A) 표면에 빛을 난반사시키는 각종의 수단들이 박막 형태로 제공되면, 상부 도전막(3A)이 반복적으로 변형을 일으키는 과정에서 금속으로 이루어진 상부 도전막(3A)에 미세한 균열이 발생하게 된다.

이러한 상부 도전막(3A)의 균열 발생은 상부 도전막(3A)의 저항 균일성을 저하시켜 실제로 사용자가 누른 위치와 터치 패널이 인식하는 위치와의 오차를 증가시키게 되므로, 결국 제품의 내구성과 신뢰성을 저하시키는 문제를 유발한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 터치 패널의 박막 구조를 유지하면서 뉴톤 링 현상을 방지할 수 있는 터치 패널을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상부 도전막의 균열 발생을 억제하여 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치 패널을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 터치 패널 가운데 상, 하부 기판의 평면도.도 2는 결합 상태의 터치 패널을 도 1의 I-I선을 기준으로 절개한 단면도.

도 3은 절개부 주위를 도시한 확대 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 터치 패널에서 하부 기판의 확대 단면도.

도 5와 도 6은 본 발명에 의한 터치 패널에서 상부 기판의 확대 단면도.

도 7은 종래 기술에 의한 터치 패널의 부분 단면도.

도 8은 뉴톤 링 현상을 설명하기 위한 도면.

도 9는 종래 기술에 의한 터치 패널의 부분 단면도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

투명한 상, 하부 기판과, 상기 상, 하부 기판의 대향하는 내면에 각각 형성되는 상, 하부 도전막과, 어느 한 도전막의 장변측 및 다른 한 도전막의 단변측에 각각 위치하는 한쌍의 라인 전극과, 상기 라인 전극들과 커넥터 케이블을 연결하는 다수의 바이패스 전극들과, 상기 하부 도전막 위에 도포되어 샐 갭을 유지시키는 다수의 도트 스페이서와, 상기 하부 기판과 하부 도전막 사이에 제공되어 하부 도전막을 미세 요철화하는 뉴톤 링 방지층을 포함하는 터치 패널을 제공한다.

바람직하게, 상기 뉴톤 링 방지층은 다수의 마이크로 비드(micro bead)를 함유하여 미세한 요철 표면을 갖는 고분자 수지막으로 이루어진다.

상기 마이크로 비드는 대략 1 ㎛ 정도의 입경을 갖는 실리카 비드 또는 아크릴 비드로 이루어지며, 상기 고분자 수지막은 아크릴레이트 수지를 포함하는 자외선 경화형 수지로 이루어진다.

바람직하게, 상부 기판의 바깥 표면에는 외광 반사를 억제하는 안티-글레어 코팅층 또는 표면 강도 향상을 위한 클리어 하드 코팅층이 더욱 형성되며, 상부 기판과 상부 도전막 사이에는 뉴톤 링 방지층을 제외한 상부 도전막의 내구성에 영향을 미치지 않는 코팅층, 예를 들어 클리어 하드 코팅층 등이 제공된다.

이와 같이 본 발명에 의한 터치 패널에 따르면, 하부 기판에 제공된 뉴톤 링 방지층이 빛을 난반사시켜 뉴톤 링 현상을 방지하면서, 작동중에 변형이 일어나는상부 도전막에는 뉴톤 링 방지층을 제거하였기 때문에, 상부 도전막에 균열이 일어나는 것을 억제하여 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킨다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 터치 패널 가운데 상, 하부 기판의 평면도이고, 도 2는 결합 상태의 터치 패널을 도 1의 I-I선을 기준으로 절개한 단면도이다.

도시한 바와 같이 터치 패널(2)은 투명한 상, 하부 기판(4, 6)과, 상, 하부 기판(4, 6)의 대향하는 내면에 각각 형성되는 상, 하부 도전막(8, 10)과, 어느 한 도전막의 장변측과 다른 한 도전막의 단변측에 각각 위치하는 한쌍의 라인 전극(12)과, 커넥터 케이블(14)과 라인 전극(12)을 연결하여 각자의 라인 전극(12)에 전압을 공급하는 다수의 바이패스 전극(16)을 포함한다.

상기 하부 도전막(10) 표면에는 다수의 도트 스페이서(18)가 도포되어 상, 하부 도전막(8, 10) 사이의 간격을 일정하게 유지시키며, 상, 하부 기판(4, 6)은 양면 테이프(20)와 같은 접착 수단에 의해 내부의 공기층(S)을 사이에 두고 일체로 접착된다.

여기서, 상부 기판(4)은 사용자가 누른 힘에 의해 변형되어 상부 도전막(8)이 하부 도전막(10)과 접촉할 수 있도록 소정의 가요성을 갖는 고분자 필름, 대표적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름으로 이루어지고, 하부 기판(6)은 고분자 필름, 플라스틱 시트 또는 글래스 기판 중 어느 하나가 사용된다.

그리고 상, 하부 도전막(8, 10)은 투명한 ITO(Indium Tin Oxide)막이 주로사용되며, 일례로 상부 도전막(8)의 단변측에 한쌍의 라인 전극(12)이 배치되면, 하부 도전막(10)에는 그 장변측에 한쌍의 라인 전극(12)을 배치한다.

이로서 각자의 바이패스 전극(16)을 통해 한쌍의 라인 전극(12)에 일정한 전위 차의 전압을 공급하면, 상부 도전막(8)은 도면의 가로 방향으로 진행하는 전류 흐름을 갖게 되며, 하부 도전막(10)은 도면의 세로 방향으로 진행하는 전류 흐름을 갖게 된다.

따라서 상, 하부 도전막(8, 10)에 전압을 인가한 상태에서, 사용자가 특정 지점을 눌러 상, 하부 도전막(8, 10)을 통전시키면, 제어 회로가 통전된 지점에서의 전류 또는 전압 변화를 인식하고, 이로부터 좌표 데이터를 연산하여 도시하지 않은 화상 표시장치의 제어 회로에 좌표 데이터를 전달한다.

여기서, 본 발명에 의한 터치 패널(2)은 좌표 검출이 이루어지는 도전막 영역과 바이패스 전극(16) 사이의 전류 흐름을 차단하기 위하여, 바이패스 전극(16)과 마주하는 도전막의 일부를 제거한 절개부(22)를 형성한다. 도 3은 절개부 주위를 도시한 확대 사시도로서, 바이패스 전극(16) 밑의 도전막 영역(A)과 좌표 검출이 이루어지는 도전막 영역(B) 사이에 도전막의 일부를 제거한 절개부(22)를 형성한다.

특히 본 발명에서는 절연 나이프가 장착된 펀칭기를 이용하여 물리적인 힘으로 도전막의 일부를 제거하여 절개부(22)를 형성하는데, 이 때 절개부(22) 밑의 기판에는 도시한 바와 같이 브이자 형상의 홈(24)이 파이게 된다. 이와 같이 펀칭기를 이용하여 절개부(22)를 형성하는 것은 고가의 레이저 에칭 장비를 사용하지 않고도 절개부(22)를 정교하게 패터닝할 수 있는 장점이 있다.

더욱이, 고열에 의해 도전막을 태워 제거하는 레이저 에칭에서는 절개부에 잔류물이 남을 경우, 바이패스 전극과 도전막이 통전되는 문제가 발생할 수 있으나, 본 발명에서는 절개부(22)와 더불어 기판에 제공된 홈(24)에 의해 바이패스 전극(16)과 도전막 사이의 전류 흐름을 효과적으로 차단하는 장점을 갖는다.

이와 같이 절연층을 사용하지 않고 상, 하부 도전막(8, 10)에 절개부(22)를 형성하면, 상, 하부 도전막(8, 10) 사이의 간격, 즉 터치 패널(2) 내부의 공기층 두께는 대략 30??100㎛ 이내로 이루어지며, 이 두께에서는 사용자가 누른 지점에서 빛의 상쇄 및 보강 간섭에 의해 뉴톤 링 현상이 일어나게 된다.

도 4는 도 2에 도시한 하부 기판의 확대도로서, 본 발명에 의한 터치 패널은 도시한 바와 같이 하부 기판(6)과 하부 도전막(10) 사이에 빛을 난반사시키는 뉴톤 링 방지층(26)을 구비한다.

상기 뉴톤 링 방지층(26)은 투명한 마이크로 비드(28)를 다수 함유하여 미세한 요철 표면을 갖는 고분자 수지막(30)으로 이루어지며, 일례로 상기 마이크로 비드(28)에는 대략 1㎛ 정도의 입경을 갖는 실리카 비드 또는 아크릴 비드가 사용될 수 있고, 상기 고분자 수지막(30)에는 자외선 경화형 수지, 대표적으로 에폭시 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 수지가 사용될 수 있다.

이와 같이 상기 자외선 경화 수지막(30) 자체가 마이크로 비드(28)에 의해 요철 표면을 갖기 때문에, 뉴톤 링 방지층(26) 표면에 제공되는 하부 도전막(10)또한 미세한 요철 표면을 갖게 된다. 이로서 사용자가 상부 기판(4)을 눌러 이 부분의 공기층을 변형시켜도 하부 도전막(10)의 미세 요철면에 의해 터치 패널(2)에 대한 입사광과 반사광 모두를 난반사시켜 뉴톤 링 현상을 방지한다.

이와 동시에, 본 발명에 의한 터치 패널(2)은 상부 도전막(8)의 균열 발생을 억제하기 위하여, 상부 기판(4)의 안쪽 표면에 상부 도전막(8)만을 형성하고, 공기층(S)과 마주하는 상부 도전막(8)의 표면으로는 어떠한 코팅막도 형성하지 않거나, 또는 상부 기판(4)과 상부 도전막(8) 사이에 상부 도전막(8)의 내구성에 영향을 미치지 않는 박막 형태의 코팅막들, 예를 들어 클리어 하드 코팅층 등이 더욱 형성될 수 있다.

이와 같이 뉴톤 링 방지층(26)을 상부 도전막(8) 대신, 하부 기판(6)과 하부 도전막(10) 사이에 제공함에 따라, 본 발명은 터치 패널(2)의 박막 구조를 유지하면서 뉴톤 링 현상을 방지하며, 상부 도전막(8)의 반복적인 변형에도 불구하고 상부 도전막(8)을 구성하는 ITO 전극의 균열 발생을 최소화하는 장점을 갖는다.

이 때, 상부 기판(4)과 하부 기판(6)의 바깥 표면으로는 터치 패널(2)의 크기와 용도 등을 고려하여 각종 기능막이 형성되는데, 하부 기판(6)의 바깥 표면에 표면 경도 특성이 우수한 클리어 하드 코팅층(32)을 형성하고, 도 5에 도시한 바와 같이 상부 기판(4)의 바깥 표면에 안티-글레어 코팅층(34)을 형성하여 외광 반사에 의한 눈부심을 방지하거나, 다른 실시예로서 도 6에 도시한 바와 같이 표면 경도 특성이 우수한 클리어 하드 코팅층(36)을 형성하여 표면 긁힘이 잘 일어나지 않도록 한다.

상기 안티-글레어 코팅층(34)은 대형의 터치 패널에 적합하며, 외광을 난반사시킬 수 있도록 미세한 요철 표면을 갖는데, 이러한 안티-글레어 코팅층(34)은 일례로 하부 기판(6)에 제공된 뉴톤 링 방지층(26)과 마찬가지로 다수의 마이크로 비드를 함유한 자외선 경화 수지막으로 이루어질 수 있다. 그리고 클리어 하드 코팅층(32, 36)은 마이크로 비드를 함유하지 않는 고분자 수지막으로 이루어진다.

이와 같이 본 발명은 전술한 구조에 의해 뉴톤 링 현상을 방지하면서, 작동중에 변형이 일어나는 상부 도전막(8) 표면에 제공되던 뉴톤 링 현상을 방지하기 위한 각종의 막들을 제거하였기 때문에, 상부 도전막(8)의 내구성을 향상시킨다. 따라서 사용자가 상부 기판(4)을 눌러 이를 변형시킬 때, 상부 도전막(8)의 반복적인 변형에도 불구하고 상부 도전막(8)에 균열이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명자의 실험에 의하면, 뉴톤 링 방지를 위해 상부 도전막을 미세 요철화한 종래 기술에서는 20만회 이상의 펜 슬라이딩 실험시, 상부 도전막에 균열이 발생하였으나, 하부 도전막에 뉴톤 링 방지층을 형성한 본 발명에서는 20만회 이상의 펜 슬라이딩 실험에서도 상부 도전막에 균열이 발생하지 않은것을 확인하였다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 터치 패널에 따르면, 터치 패널의 박막 구조를 유지하면서도 뉴톤 링 현상을 방지하고, 상부 도전막의 균열 발생을 억제하여 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더욱이 고가의 레이저 에칭기를 사용하지 않고 절연 나이프를 이용하여 절개부를 형성함에 따라, 터치 패널의 제작 공정을 단순화하며 제작 시간을 단축시키는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. (정정) 투명한 상, 하부 기판과;

   상기 상, 하부 기판의 대향하는 내면에 각각 형성되는 상, 하부 도전막과;

   어느 한 도전막의 장변측과, 다른 한 도전막의 단변측에 각각 위치하는 한쌍의 라인 전극과;

   상기 라인 전극들과 커넥터 케이블을 연결하는 다수의 바이패스 전극과;

   상기 하부 도전막 위에 도포되어 샐 갭을 유지시키는 도트 스페이서; 및

   상기 하부 기판과 하부 도전막 사이에 제공되며 다수의 마이크로 비드를 함유한 고분자 수지막으로 이루어져 자신의 표면과 하부 도전막을 미세 요철화하는 뉴톤 링 방지층을 포함하는 터치 패널.
2. 삭제
3. (정정) 제 1항에 있어서,

   상기 마이크로 비드가 실리카 비드 및 아크릴 비드 가운데 선택된 어느 하나로 이루어지는 터치 패널.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 기판의 바깥 표면에 안티-글레어 코팅층 또는 클리어 하드 코팅층이 더욱 형성되는 터치 패널.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 기판과 상부 도전막 사이에 클리어 하드 코팅층을 포함한 박막 형태의 코팅막이 더욱 형성되는 터치 패널.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 상, 하부 도전막은 좌표 검출이 이루어지는 도전막 영역과, 바이패스 전극 밑의 도전막 사이에 절개부를 형성하여 좌표 검출이 이루어지는 도전막 영역과 바이패스 전극 사이의 전류 흐름을 차단하는 터치 패널.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 절개부 밑의 상, 하부 기판에는 절개부 패턴을 따라 브이(V)자 형상의 홈이 더욱 형성되는 터치 패널.