KR100681157B1

KR100681157B1 - 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100681157B1
Application number: KR1020050094177A
Authority: KR
Inventors: 박재영; 김승현; 강민구
Original assignee: (주)디지텍시스템스
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-02-09

Abstract

본 발명은 정전용량방식의 터치패널의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 더욱 상세하게는 정전용량방식의 터치패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트(silver paste)로 선형성 패턴을 형성하여 신뢰성을 확보하고, 상기 은 페이스트로 형성한 선형성 패턴과 투명한 도전층의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액을 스핀 코팅 방법을 이용하여 균일하게 오버코팅(overcoat)을 하여 터치패널의 전도 코팅층을 보호할 수 있어 내구성이 확보되며, 터치패널의 케이스의 조립시에도 코팅층이 균일하므로 전류소모를 감소시켜 노이즈의 감쇄가 가능하고, 터치 패널에 터치되는 물체의 도전성의 고저에 관계없이 터치 위치를 정확하게 검출할 수 있는 정전용량방식의 터치패널의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상기 본 발명의 정전용량방식의 터치패널의 구조는 투명도전막, 터치패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴, 실드패턴 및 오버코팅막이 형성되는 글래스 기판과; 상기 글래스 기판의 전면부에 ITO 또는 ATO로 형성하여 터치패널에 터치되는 물제의 터치위치를 정확하게 검출할 수 있는 투명도전막과; 상기 글래스 기판의 배면부를 ITO로 형성하여 노이즈를 차폐하는 투명도전막과; 상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위한 실드패턴과; 상기 투명도전막의 전면부에 은 페이스트로 형성하여 터치패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 형성되며, 터치패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하는 선형성 패턴과; 상기 선형성 패턴 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅되어 터치패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시킬 수 있는 오버코팅막과; 상기 선형성 패턴에 전원을 공급하기 위한 전극에 테일의 단자를 솔더링으로 접합하여 연결되어 있는 유연하고 플래트한 테일; 로 구성됨을 특징으로 한다.

터치 패널, 글래스 기판, 투명도전막, 실드 패턴, 선형성 패턴, 오버코팅막, 테일, 전극, 내구성, 신뢰성, 선형성, 노이즈 감쇄.

Description

정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법{Structure of the touch panel using electrostatic capacitive type and process method thereof}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널의 구조를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널에 전기적으로 제어하기 위해 연결하는 테일을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널의 동작원리를 설명하기 위해 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널의 제조 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 글래스 기판 20, 40 : 투명도전막

30 : 실드 패턴 50 : 선형성 패턴

60 : 오버코팅막 70 : 테일

80 : 전극 90 : 터치 패널

100 : 터치 패널 컨트롤러 71 : 단자

본 발명은 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 더욱 상세하게는 정전용량방식의 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트(silver paste)로 선형성 패턴을 형성하여 신뢰성을 확보하고, 상기 은 페이스트로 형성한 선형성 패턴과 투명한 도전 층의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액을 스핀 코팅 방법을 이용하여 균일하게 오버코팅(overcoat)을 하여 터치 패널의 전도 코팅층을 보호할 수 있어 내구성이 확보되며, 터치 패널의 케이스의 조립시에도 코팅층이 균일하므로 전류소모를 감소시켜 노이즈의 감쇄가 가능하고, 터치 패널에 터치되는 물체의 도전성의 고저에 관계없이 터치 위치를 정확하게 검출할 수 있는 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 그에 따른 보조 장치들도 함께 개발되고 있다. 컴퓨터 보조 장치로는 모니터, 키보드, 마우스, 마이크, 스피커 등이 있으며, 특히, 키보드와 마우스는 외부 데이터를 컴퓨터로 입력하는 데 사용되는 장치이다. 키보드는 키들을 타이핑하여 데이터를 입력하는 것이고, 마우스는 화면상에서 커서 또는 다른 물체를 이동시킬 때 사용하는 입력 장치이다. 그런데, 보다 효과적이고 간편한 방법은 사용자가 컴퓨터에 연결된 모니터의 스크린을 터치함에 따라 데이터를 컴퓨터로 입력하여 명령을 내리는 것이다. 예컨대, 컴퓨터 를 이용하여 그래픽을 처리할 때, 키보드나 마우스를 사용하여 작업하는 것에 비해 사용자가 직접 펜을 사용하여 종이에 그래픽을 그리는 것이 훨씬 용이하기 때문에 사람들이 컴퓨터를 이용하여 그래픽을 처리하는데 있어서 많은 불편을 겪고 있다.

그러나 터치 패널을 구비하고, 터치 펜을 사용하여 터치 패널의 화면에서 직접 그래픽을 처리하게 되면 마치 종이에 직접 그림을 그리는 것과 같은 원리이기 때문에 그래픽 작업을 매우 쉽고 정교하게 처리할 수 있다. 이에 따라, 키보드나 마우스 등과 같은 보조 장치들이 점차 사라지고 대신에 터치 패널이 구비된 휴대용 장치들이 점점 더 많이 보급되고 있다. 예를 들면, PDA(Personal Digital Assistant)와 같은 경우에, 터치 패널이 장착되어 데이터를 손으로 입력하기 위한 키들이 형성된 키판은 사라지고 대신에 터치 펜으로 터치 패널의 화면을 조작하는 방법을 통하여 데이터 입력이나 명령 작업이 수행되고 있다.

그런데, 사람이 터치 패널의 화면을 터치하는 경우, 종래에는 항상 일정한 전류를 터치 패널로 인가하다 보니 도전성이 높은 사람이 터치 패널을 터치할 경우에는 전류가 불필요하게 많이 흘러서 불필요한 전류의 소모가 많고, 도전성이 낮은 사람이 터치 패널을 터치할 경우에는 터치 위치를 정확하게 검출하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 착안된 것으로서, 정전용량방식의 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트(silver paste)로 선형성 패턴을 형성하여 신뢰성을 확보할 수 있는 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 목적은 은 페이스트로 형성한 선형성 패턴과 투명한 도전 층의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액을 스핀 코팅 방법을 이용하여 균일하게 오버코팅(overcoat)을 하여 터치 패널의 전도 코팅층을 보호할 수 있어 내구성이 확보할 수 있는 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 목적은 터치 패널의 케이스의 조립시에도 코팅층이 균일하므로 전류소모를 감소시켜 노이즈의 감쇄를 가져올 수 있는 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 목적은 터치 패널에 터치되는 물체의 도전성의 고저에 관계없이 터치 위치를 정확하게 검출할 수 있는 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량방식의 터치패널의 구조는 투명도전막, 터치 패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴, 실드 패턴 및 오버코팅막이 형성되는 글래스 기판과; 상기 글래스 기판의 전면부에 ITO 또는 ATO로 형성하여 터치 패널에 터치되는 물체의 터치위치를 정확하게 검출할 수 있는 투명도전막과; 상기 글래스 기판의 배면부를 ITO로 형성하여 노이즈를 차폐하는 투명도 전막과; 상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위한 실드 패턴과; 상기 투명도전막의 전면부에 은 페이스트로 형성하여 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 형성되어 있는 선형성 패턴과; 상기 선형성 패턴 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅되어 터치 패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시킬 수 있는 오버코팅막과; 상기 선형성 패턴에 전원을 공급하기 위한 전극에 연결되어 있는 유연하고 플래트한 테일; 로 구성됨을 특징으로 한다.

삭제

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량방식 터치 패널의 제조방법은 글래스 기판에 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 투명도전막을 에칭하는 공정과; 상기 글래스 기판의 전면부와 배면부에 투명도전막인 ITO, ATO 중의 어느 하나가 코팅되는 투명도전막을 형성하는 공정과; 상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위해 실드 패턴을 형성하는 공정과; 상기 투명도전막의 전면부에 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 은 페이스트로 형성되는 선형성 패턴 공정과; 상기 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴에 남아 있는 솔벤트 성분을 제거하기 위해 건조하는 공정과; 상기 건조 공정 후에 터치 패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시키기 위해 상기 선형성 패턴의 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅 방법으로 코팅하여 오버코팅막을 형성하는 공정과; 상기 오버코팅막을 형성한 후에 코팅막을 굳게 하여 패턴과 글래스 기판 간을 기계적으로 결합시키기 위한 소성하는 공정과; 상기 소성공정 후에 사용 환경에 맞게 소정의 크기로 셀을 절단하는 공정과; 전극에 유연하고 플래트한 테일의 단자를 솔더링으로 접합시켜 전원을 공급하기 위한 본딩 공정과; 상기 터치 패널의 신뢰성을 검사하는 선형성 테스트 공정과; 상기 터치 패널을 조립하는 외관검사 및 포장공정; 을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 선형성 패턴 공정에서 선형성 패턴은 은 페이스트를 실크스크린 방법과 레이저를 이용하여 건식 에칭 방법 중에서 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널에 전기적으로 제어하기 위해 연결하는 테일을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널의 동작원리를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 정전용량방식의 터치 패널(90)의 구조는 투명도전막, 터치 패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴, 실드 패턴 및 오버코팅막이 형성되는 글래스 기판(10)과; 상기 글래스 기판의 전면부에 ITO 또는 ATO로 형성하여 터치패널에 터치되는 물체의 터치위치를 정확하게 검출할 수 있는 투명도전막(40)과; 상기 글래스 기판의 배면부를 ITO로 형성하여 노이즈를 차폐하는 투명도전막(20)과; 상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위한 실드 패턴(30)과; 상기 투명도전막의 전면부에 은 페이스트로 형성하여 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 형성되어 있는 선형성 패턴(50)과; 상기 선형성 패턴 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅되어 터치 패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시킬 수 있는 오버코팅막(60)과; 상기 선형성 패턴에 전원을 공급하기 위한 전극에 연결되어 있는 유연하고 플래트한 테일(70); 로 구성된다.

상기 정전용량방식의 터치패널(90)을 구성하는 기술적 수단의 기능을 살펴보면 다음과 같다.

상기 글래스 기판(10)은 투명도전막, 터치 패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴, 실드 패턴 및 오버코팅막이 형성되며, 상기 글래스 기판은 소다 라임 글래스(soda lime glass)이다.

상기 투명도전막(20, 40)은 상기 글래스 기판의 전면부와 배면부를 ITO 또는 ATO로 형성하여 전도 코팅층을 차폐한다. 여기서 글래스 기판의 전면부에 ITO 또는 ATO(Antimon Tin Oxide)가 형성되고, 글래스 기판의 배면부에 ITO(Indium Tin Oxide)가 형성된다.

상기 실드 패턴(30)은 상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위한 것이다.

상기 선형성 패턴(50)은 상기 투명도전막의 전면부에 은 페이스트로 형성하여 터치패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 형성되며, 터치 패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하는 것이다.

상기 오버코팅막(60)은 상기 선형성 패턴 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO2계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅되어 터치 패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시킬 수 있는 것이다.

상기 테일(70)은 유연하고 플래트한 케이블로서, 상기 선형성 패턴에 전원을 공급하기 위한 전극에 테일의 단자를 솔더링으로 접합하여 연결한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 터치 패널(90)은 글래스 기판(10)과, 상기 글래스 기판(10) 위에 부착된 투명도전막(20, 40)과, 투명도전막(20, 40)의 구석들에 형성된 전극(80), 및 전극(80)에 연결되고 투명도전막(20, 40)의 가장자리들 위에 형성되며 일단들이 터치 패털 컨트롤러(100)에 연결된 선형성 패턴(50)을 구비한다. 상기 선형성 패턴(50)을 통해서 테일(70)의 단자(71)를 통해 전극(80)으로 전류가 공급되면, 전극(80)으로부터 출력되는 전류는 투명도전막(20, 40) 전체를 통해서 흐 르게 된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 패널의 제조 흐름도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 정전용량방식의 터치 패널이 제조되는 흐름을 살펴보면, 먼저 단계 S1은 에칭 공정으로서, 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 투명도전막을 에칭하는 것이다.

다음 단계 S2은 실드 패턴 형성 공정으로서, 상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위해 실드 패턴을 형성하는 것이다.

다음 단계 S3는 선형성 패턴 공정으로서, 상기 투명도전막의 전면부에 터치패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 은 페이스트로 형성되는 선형성 패턴 공정이며, 터치패널에 만들어지는 전압을 일정하게 분배시켜 선형성을 확보하는 것이다. 여기서 선형성 패턴은 은 페이스트를 실크스크린 방법과 레이저를 이용하여 건식 에칭 방법으로 형성된다.

다음 단계 S4는 건조공정으로서, 상기 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴에 남아 있는 솔벤트 성분을 제거하기 위해 건조하는 것이다.

다음 단계 S5은 오버코팅막 형성 공정으로서, 상기 건조 공정 후에 터치패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시키기 위해 상기 선형성 패턴의 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅 방법으로 코팅하여 오버코팅막을 형성하는 것이다.

다음 단계 S6은 소성공정으로서, 상기 오버코팅막을 형성한 후에 코팅막을 굳게 하여 패턴과 글래스 기판 간을 기계적으로 결합시키기 위한 소성하는 것이며, 상기 소성은 500℃ 내지 600℃에서 10min 내지 30min 동안 행한다.

다음 단계 S7은 셀 절단공정으로서, 상기 소성공정 후에 사용 환경에 맞게 소정의 크기로 셀을 절단하는 것이다.

다음 단계 S8는 본딩공정으로서, 전극에 유연하고 플래트한 테일의 단자를 솔더링으로 접합시켜 전원을 공급하기 위한 것이다. 여기서 테일의 단자는 다섯 개인데, 이중에서 네 개의 단자는 전극과 연결되는 단자이고, 나머지 하나의 단자는 실드(shield)용이다.

다음 단계 S9는 선형성 테스트 공정으로서, 상기 터치 패널의 정확도를 측정하는 공정으로 전 제품을 검사하는 것이다. 상기 정확도 검사는 사용자가 터치 패널을 터치시 전류의 흐름을 센싱하여 좌표로 환산한 값이 정확한 지를 검사하는 것이다.

다음 단계 S10은 외관검사 및 포장공정으로서, 상기 터치 패널을 조립하는 것이다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었으며, 여기서 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이며, 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청 구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명인 정전용량방식의 터치 패널의 구조 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과를 나타낸다.

첫째, 본 발명은 정전용량방식의 터치패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성을 확보하기 위해 은 페이스트(silver paste)로 선형성 패턴을 형성하여 신뢰성을 확보할 수 있다.

둘째, 본 발명은 은 페이스트로 형성한 선형성 패턴과 투명한 도전 층의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액을 스핀 코팅 방법을 이용하여 균일하게 오버코팅(overcoat)을 하여 터치 패널의 전도 코팅층을 보호할 수 있어 내구성이 확보할 수 있다.

셋째, 본 발명은 터치 패널의 케이스의 조립시에도 코팅층이 균일하므로 전류의 소모를 감소시켜 노이즈의 감쇄를 가져올 수 있다.

넷째, 본 발명은 터치 패널에 터치되는 물체의 도전성의 고저에 관계없이 터치 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

Claims

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삭제
정전용량방식 터치 패널의 제조방법에 있어서,

터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 투명도전막을 에칭하는 공정과;

상기 투명도전막의 배면부에 은 페이스트로 형성되어 노이즈를 감쇄시키기 위해 실드패턴을 형성하는 공정과;

상기 투명도전막의 전면부에 터치 패널에서 구조적으로 발생하는 왜곡된 신호로부터 선형성으로 보정하기 위해 은 페이스트로 형성되는 선형성 패턴 공정과;

상기 은 페이스트로 형성된 선형성 패턴에 남아 있는 솔벤트 성분을 제거하기 위해 건조하는 공정과;

상기 건조 공정 후에 터치 패널의 전도 코팅층을 보호하고 노이즈를 감쇄시키기 위해 상기 선형성 패턴의 상부면과 투명도전막의 표면 위에 SiO₂계 코팅 용액으로 균일하게 스핀 코팅 방법으로 코팅하여 오버코팅막을 형성하는 공정과;

상기 오버코팅막을 형성한 후에 코팅막을 굳게 하여 패턴과 글래스 기판 간을 기계적으로 결합시키기 위한 소성하는 공정과;

상기 소성공정 후에 사용 환경에 맞게 소정의 크기로 셀을 절단하는 공정과; 전극에 유연하고 플래트한 테일의 단자를 솔더링으로 접합시켜 전원을 공급하기 위한 본딩 공정과;

상기 터치 패널의 정확도를 검사하는 선형성 테스트 공정과;

상기 터치 패널을 조립하는 외관검사 및 포장공정; 을 포함함을 특징으로 하는 정전용량방식 터치 패널의 제조방법.
제 3항에 있어서,

상기 선형성 패턴 공정에서 선형성 패턴은 은 페이스트를 실크스크린 방법과 레이저를 이용하여 건식 에칭 방법중에서 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널의 제조방법.