KR100746269B1

KR100746269B1 - 등전위 형성을 위한 폐로 전극을 가지는 터치 패널 및 그제조 방법

Info

Publication number: KR100746269B1
Application number: KR1020070010982A
Authority: KR
Inventors: 이민아
Original assignee: (주)에이엠피테크놀로지
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2007-08-03

Abstract

본 발명은 5선식 터치스크린(touch screen) 또는 정전 용량식 터치 스크린에 사용되는 터치 패널(touch panel) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 터치 패널에 포함되는 등전위 형성 전극 근처에서도 등전위 선형성의 왜곡이 없게하여 터치스크린의 데드 존(dead zone)은 줄이고 액티브 영역은 극대화하도록, 등전위 형성 전극을 간단한 패턴의 폐로(closed loop)로 형성함으로써, 휴대폰과 같은 소형 시스템의 터치스크린에도 적용할 수 있고, 공정상의 불량을 저감하고 생산성 향상에 기여할 수 있는 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 등전위 형성 전극은 투명 전도막보다 훨씬 전도도가 높은 물질로 패턴되며, 직선, 사각의 지그재그, 삼각의 톱니, 물결 형태로 폐로를 구성하며, 신호 접속 단자 간의 단자 저항이 수 오옴 이상이 되도록 패턴의 두께, 폭, 전기 전도도를 조절하는 방법을 포함하고 있다.

터치스크린, 터치 패널, 투명 전도막, 폐로, 등전위 형성 전극,

Description

등전위 형성을 위한 폐로 전극을 가지는 터치 패널 및 그 제조 방법{Touch Panel Having Closed Loop Electrode for Equipotential Bulid-Up and Manufacturing Method Thereof}

도 1은 종래 기술에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 저항막 방식 중 5선식 터치 패널의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 종래 기술에 따른 등전위 형성 전극의 패턴을 나타내는 일례이다.

도 4는 도 3의 예에서 형성된 등전위와 액티브 영역의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A, B, C, D; 신호 접속 단자

51, 61: 등전위 형성 전극

55, 65: 등전위 라인

본 발명은 전자 표시 장치의 정보 입력을 담당하는 터치 스크린(touch screen)에 사용되는 터치 패널(touch panel) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 터치 패널에 포함되는 등전위 형성 전극 근처에서도 등전위 선형성의 왜곡이 없게하여 스크린의 데드 존(dead zone)은 줄이고 액티브 영역은 극대화하도록, 등전위 형성 전극을 간단한 패턴의 폐로(closed loop)로 형성함으로써, 휴대폰과 같은 소형 시스템의 터치스크린에도 적용할 수 있고, 공정상의 불량을 저감하고 생산성 향상에 기여할 수 있는 터치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

터치스크린으로는 저항막 방식, 정전용량방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등 이 사용되고 있다. 이중 저항막 방식의 ４선식 터치스크린 및 정전용량방식 터치스크린이 많이 사용되고 있고，４선식은　소형으로부터 20 인치급　이상의　중대형에　까지 많이　적용되고　있으며，정전용량방식은　형성된　전극군의　크기 및　유효　영역 때문에　10인치~20인치　내외의　중대형에　많이　적용되고　있다. 그리고， 저항막　방식의　５선식　터치스크린은　４선식 터치스크린에　비해　신뢰성을　크게　개선시킬　수　있으나，등전위를　형성하는　전극의　패턴이　정전용량방식의 터치스크린의 전극군들과 유사하게 패턴되어 있어　역시　중대형 위주로 적용되고　있다.

도 1은 종래 기술에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널(10)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 정전 용량 방식의 터치 패널(10)은 유리와 같은 투명기판(11) 상하에 ITO, ZnO, SnO2 등과 같은 TCO(Transparent conductive oxide: 투명 전도성) 물질로 투명 전도막(12, 13)을 형성하고, 상부의 투명 전도막(12) 위에는 등전위 형성 전극(14)이 형성된다. 등전위 형성 전극(14) 위에는 사람의 손가락과 접촉되는 보호막(15)이 형성되어 있다. 이와 같은 레이어(layer)들을 가지는 터치 패널(10)에서 보호막(15) 위에 손가락이 접촉되면, 손가락과 보호막(15) 사이에 커패시티브 커플링(capasitive coupling)이 형성되고, 이때, 상부 투명 전도막(12)에 가해지는 신호의 변화를 투명 전도막(12) 등을 통하여 읽음으로써, 손가락이 접촉된 위치의 x,y 좌표를 해석할 수 있도록 한다. 여기서, 등전위 형성 전극(14)은 상부 투명 전도막(12)에 등전위가 균일하게 분포되도 록 하며, 이에 따라 손가락이 접촉된 위치가 정확하게 해석될 수 있도록 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 저항막 방식 중 5선식 터치 패널(20)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 5선식 터치 패널(20)은 유리와 같은 하부 투명기판(21) 상부에 투명 전도막(22)이 형성되고, 그 위에는 등전위 형성 전극(23)이 형성된다. 하부 투명기판(21)은 중간의 스페이서(24)에 의하여 상부 투명기판(26)과 일정 간격을 유지하면서 밀착된다. 상부 투명기판(26)은 유리 또는 투명한 필름 형태 등일 수 있다. 상부 투명기판(26)의 아래에도 투명 전도막(25)이 형성된다. 이와 같은 레이어들을 가지는 터치 패널(20)에서, 상부 투명기판(26) 위에 손가락이나 펜 등이 접촉되면, 접촉 위치에서 상부 투명기판(26) 아래의 투명 전도막(25)과 하부 투명기판(21) 위의 투명 전도막(22)이 서로 접촉될 수 있다. 이때, 하부 투명기판(21) 위의 투명 전도막(22)에 가해지는 신호의 변화를 투명 전도막(25)을 통하여 읽음으로써, 손가락이 접촉된 위치의 x,y 좌표를 해석할 수 있도록 한다. 여기서, 등전위 형성 전극(23)은 하부 투명기판(21) 위의 투명 전도막(22)에 등전위가 균일하게 분포되도록 하며, 이에 따라 손가락이 접촉된 위치가 정확하게 해석될 수 있도록 한다.

도 3은 종래 기술에 따른 등전위 형성 전극의 패턴을 나타내는 일례이다. 도 3과 같이, 등전위 형성 전극은 일반적으로 TCO 기판에서 투명 전도막 위에 가장 자리를 따라 가로 패턴(31)과 세로 패턴(32)으로 이루어지며, 모서리의 신호 접속 단자들(A, B, C, D)을 통하여 필요한 신호가 인가된다. 가로 패턴(31)은 TCO 기판의 위아래 변의 가장자리에 대칭적으로 형성되고, 세로 패턴(32)은 TCO 기판의 좌우 변의 가장자리에 대칭적으로 형성된다. 가로 패턴(31)과 세로 패턴(32)은 등전위 형성을 위하여 서로 같은 모양의 금속(예를 들어, 소성된 실버 페이스트) 전극군들로 패턴될 수도 있고, 서로 다른 모양의 금속 전극군들로 패턴될 수도 있다.

도 4를 참조하면, 도 3과 같이 등전위 형성 전극이 패턴된 경우에, 형성된 등전위가 가장자리의 금속 전극 근처에서 왜곡이 많은 것을 볼 수 있으며, 결과적으로 선형성이 보장되는 액티브(active) 영역과 디스플레이에 노출되는 뷰잉(viewing) 영역 간의 거리가 필요하게 된다. 즉, 액티브 영역은 등전위 형성 전극으로부터 일정 거리 떨어진 위치로부터 시작되므로, 데드 존(dead zone)이 생기게 되고, 이로 인하여 휴대폰과 같은 소형 시스템에서, 전체 뷰잉 영역에 대한 액티브 디스플레이 영역을 위한 마진의 비율이 커져서 소형 시스템에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 도 3과 같이 등전위 형성 전극으로서 끊어진 금속 전극군들을 여러 층으로 패턴하는 경우에, TCO 기판 내에서 그 만큼 전체 뷰잉 영역 뿐만아니라, 액티브 디스플레이 영역이 줄어들게 되므로, 가능한 최소 사이즈를 요구하는 휴대폰과 같은 소형 시스템에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

그리고, 등전위 형성을 위한 전극의 가장자리 쪽까지 선형성이 보장되는 등전위가 분포되도록 하기 위하여, 등전위 형성을 위한 전극군들을 도 3과 같은 대칭 구조로 정밀하게 인쇄하여야만 하는데, 금속 전극을 패턴하기 위한 저렴한 공정인 인쇄 공정에서는 불량률을 줄일 수 있는 정밀한 인쇄가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명 전도성 기판, 예를 들어, ITO, AZO, ATO 등의 TCO 박막이 코팅된 기판이나 Al, Ni, Cr, SUS, Ti 등의 하프 미러(half mirror) 박막이 코팅된 기판 또는 기타 전도성 투명막을 코팅한 기판 상에 등전위 형성 전극을 형성함에 있어서, 끊김 없이 연속적으로 연결된 폐로(closed loop)로 형성하여 등전위 형성 전극 근처에서도 등전위 선형성의 왜곡이 없게하여 데드 존(dead zone)은 줄이고 액티브 영역은 극대화할 수 있는 터치 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 등전위 형성 전극의 패턴을 가능한한 간단한 모양으로 패턴하여 패턴 공정상의 불량을 저감하고 생산성 향상에 기여할 수 있는 터치 패널및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 투명 전도성 기판 상에 형상, 전기 전도도(단자 저항), 크기(선폭) 등을 고려하여 다양한 등전위 형성 전극을 형성하여 휴대폰과 같은 소형 시스템의 터치스크린에도 적용할 수 있는 다양한 터치 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 터치스크린을 위한 터 치 패널은, 투명 기판 위에 투명 전도막과 등전위 형성 전극을 포함하고, 상기 등전위 형성 전극은 상기 투명 전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩되어 형성된 폐로 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 폐로 전극의 재질은 상기 투명 전도막 보다 전기 전도도가 높은 것으로서, ITO, AZO, ATO, Al, Ni, Cr, SUS, Ti, Ag 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 잇다.

상기 폐로 전극은 복수의 신호 접속 단자들을 포함하고, 상기 신호 접속 단자들 간 저항이 모두 10 킬로 오옴 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 폐로 전극은, 신호 접속 단자들 사이에 직선, 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 및 물결 모양 중 어느 하나　이상으로　패턴될 수 있다.

상기 폐로 전극은, 소정 전도성 박막을 전면에 형성한 후, 상기 폐로 전극 부분을 제외한 영역을 제거하여 상기 투명 기판의 가장자리로부터 일정 폭을 가지는 패턴을 형성하는 방법으로 형성될 수 있다.

상기 폐로 전극은, 소정 전도성 박막을 전면에 형성한 후, 가장자리로부터 일정 거리 이격된 상기 투명 기판의 안쪽 영역에서 일정 모양의 복수의 패턴들이 제거된 형태로 형성될 수 있다.

상기 폐로 전극은, 인쇄법, 증착법, 잉크젯 프린팅법, 및 포델법 중 어느 하나에 의하여 형성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 터치 패널은, 투 명 기판; 상기 투명 기판 위의 일정 레이어에 코팅된 투명 전도막; 및 상기 투명전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩되어 형성된 등전위 형성 전극을 포함하며, 상기 등전위 형성 전극은, 적어도 각 모서리에 위치한 4개의 신호 접속 단자들; 상기 신호 접속 단자들 사이의 가로 2 변에 각각 형성된 가로 패턴; 및 상기 신호 접속 단자들 사이의 세로 2 변에 각각 형성된 세로 패턴을 포함하고, 상기 등전위 형성 전극은 하나의 폐로를 형성하며, 상기 신호 접속 단자들에 소정 신호들이 인가될 때, 서로 마주보는 가로 패턴들 간에 등전위를 이루거나, 서로 마주보는 세로 패턴들 간에 등전위를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 터치 패널은, 5선식 저항막 터치스크린 또는 정전 용량식 터치스크린에 이용될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따라 터치스크린을 위한 터치 패널의 제조 방법은, 투명 기판 위에 투명 전도막을 코팅하는 단계; 및 상기 투명 전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩하여 폐로로 패턴된 등전위 형성 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 등전위 형성 전극(51)을 가지는 터치 패널(50)을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널(50)은 등전위 형성 전극(51)을 포함한다. 등전위 형성 전극(51)은 폐로(closed loop)로 패턴된 직선 형태의 금속 전극으로 이루어지고, 각 모서리에 신호 접속 단자(A, B, C, D)를 포함한다. 각 모서리의 신호 접속 단자(A, B, C, D)(전압, 전류를 인가하거나 검출할 수 있는 전극) 부근에 적절한 배선으로 필요한 신호를 인가할 수 있다. 여기서 신호 접속 단자는 각 모서리에만 포함되는 것으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 신호를 인가하거나 신호 변화의 해석을 위하여 각 변에 다른 단자들이 더 포함될 수 있다.

도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널은 특히, 저항막 방식 중 5선식 터치스크린에 사용되거나, 정전용량 방식 터치스크린에 사용될 수 있다.

투명한 기판, 예를 들어, 유리(글래스), PET(Poly ethylene terephthalate), PC(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate) 등의 기판 위에 ITO(인듐 틴 옥사이드), AZO(Al doped Zinc Oxide), ATO(안티몬 틴 옥사이드) 등의 고전도성 TCO 박막이 코팅된 기판이나 Al, Ni, Cr, SUS(스테인리스 강), Ti 등의 하프 미러(half mirror) 박막이 코팅된 기판 또는 기타 전도성 투명막(터치위치 검출용 전위 분포 형성용 도전막)을 코팅한 기판을 준비하고, 그 전도성 투명막 레이어 위에 등전위 형성 전극(51)이 형성된다. 또는, 위와 같은 투명한 기판 위에 등전위 형성 전극(51)을 먼저 형성한 후, 상기와 같은 전도성 투명막 레이어를 코팅할 수도 있다. 즉, 등전위 형성 전극(51)은 투명 전도막과 중첩되어 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 패턴되며, 모두 하나로 연결된 폐로(closed loop) 전극 형태이다.

상기 등전위 형성 전극(51)은 투명 전도막의 재질과 달리하여 투명 전도막 보다 전도도가 높은 물질, 예를 들어, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, SUS, Ti, ITO, AZO, ATO로 된 금속 물질이나 이들의 합금 또는 그 적층 구조, 예를 들어, Cr-Cu-Cr 적층 구조가 사용될 수 있다. 본 발명에서, 두 신호 접속 단자들 간 저항, 예를 들어, A-B, B-C, C-D, D-A의 저항이 모두 10 킬로 오옴 이하로서 동일한 것이 바람직하다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 서로 마주 보는 가로 패턴 간, 예를 들어, B-C 및 D-A 간 저항이 서로 같도록 하고, 서로 마주 보는 세로 패턴 간, 예를 들어, A-B 및 C-D 간의 저항은 가로 패턴과는 다른 저항값을 가지면서 서로 같도록 할 수도 있다.　이와　같이　세로패턴　저항과　가로　패턴　저항이　다른　경우는　x축　등전위　형성시와　y축　등전위 형성시에　소비　전력이　다르게　나오고，　등전위　왜곡　정도（선형선　등）가　약간　다르게　나올　수　있다．또한，　A-B, B-C, C-D, D-A의 저항이 모두 다를　수　있는데，　이때는　적절한　４점 보상　또는　８전　보상 등 적절한 보정 방법으로　왜곡된　등전위의　직선성을　해결할　수　있다．　

기본적으로, 신호 접속 단자들 사이의 가로 2 변, 예를 들어, B-C 및 D-A에 각각 형성된 가로 패턴은 서로 같은 저항값을 가지도록 서로 동일한 모양의 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 신호 접속 단자들 사이의 세로 2 변, 예를 들어, A-B 및 C-D에 각각 형성된 세로 패턴도 서로 같은 저항값을 가지도록 서로 동일한 모양의 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다. 도 5에서는 가로 패턴 및 세로 패턴이 같은 모양의 직선 형태로 패턴된 예를 보여준다. 패턴 모양은 저항값을 만족하는 한, 아래에서도 기술하는 바와 같이, 직선이외에도 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 및 물결 모양 등이나 이들의 조합으로도 패턴될 수 있다. 등전위 형성 전극(51)의 저항은 물질을 선택하여 전기 전도도를 바꾸거나, 패턴의 두께 또는 패턴의 선폭을 변경하여 요구되는 값으로 결정될 수 있다.

정전용량 방식에서는, x 좌표를 해석하기 위하여, 신호 접속 단자 A, B에 0V, 신호 접속 단자 C, D에 일정 고주파 신호가 인가될 수 있고, y 좌표를 해석하기 위하여, 신호 접속 단자 B, C에 0V, 신호 접속 단자 A, D에 일정 고주파 신호가 인가될 수 있다. 5선식 터치스크린에서는, x 좌표를 해석하기 위하여, 신호 접속 단자 A, B에 0V, 신호 접속 단자 C, D에 일정 DC 신호, 예를 들어, 5볼트가 인가될 수 있고, y 좌표를 해석하기 위하여, 신호 접속 단자 B, C에 0V, 신호 접속 단자 A, D에 일정 DC 신호, 예를 들어, 5볼트가 인가될 수 있다.

이와 같이 신호 접속 단자들(A, B, C, D)에 신호가 인가되고, 손가락, 펜 등이 접촉될 때, 다른 투명 전도막(도 1의 13, 또는 도 2의 26) 등을 통하여 신호의 변화를 읽음으로써, 손가락이 접촉된 위치의 x,y 좌표를 해석할 수 있다.

등전위 형성 전극(51)은 투명기판 위의 투명 전도막에 전위가 균일하게 분포 되도록 하며, 이에 따라 손가락이 접촉된 위치가 정확하게 해석될 수 있다. x 좌표를 해석하기 위하여 신호 접속 단자들(A, B, C, D)에 해당 신호가 인가될 때에는, 도 5의 등전위 라인(55)와 같이, 서로 마주보는 가로 패턴들 간에 세로로 등전위가 이루어지며, y 좌표를 해석하기 위하여 신호 접속 단자들(A, B, C, D)에 해당 신호가 인가될 때에는, 서로 마주보는 세로 패턴들 간에 가로로 등전위가 이루어진다.

본 발명에서는, 도 5의 등전위 라인(55)와 같이, 등전위 형성 전극(51) 근처에서도 등전위 선형성의 왜곡이 거의 없어지므로, 데드 존(dead zone)은 줄이고 액티브 영역은 극대화할 수 있다. 이와 같은 등전위가 형성되는 것은, 도시하지는 않았지만, 세로 패턴들 사이에서도 마찬가지이다. 또한, 등전위 형성 전극(51)이 간단한 직선 형태의 패턴으로 형성되므로, 패턴이 형성되는 면적을 줄여 TCO 기판에서 등전위 형성 전극(51) 이외의 모든 영역이 전체 뷰잉 영역으로 되도록 할 수 있으며, 이와 같은 패턴 형성 공정에서는 대칭구조를 얻기가 매우 용이하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극(61)을 가지는 터치 패널(60)을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(60)은 폐로(closed loop)로 패턴된 사각의 지그재그 형태의 금속 전극으로 이루어지고, 각 모서리에 신호 접속 단자(A, B, C, D)(전압, 전류를 인가하거나 검출할 수 있는 전극)를 포함한다. 도 5에서와 마찬가지로, 각 모서리의 신호 접속 단자(A, B, C, D)에 적절한 배선으로 필요한 신호를 인가할 수 있다. 여기서 신호 접속 단자는 각 모서리에만 포함되는 것으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 신호를 인 가하거나 신호 변화의 해석을 위하여 각 변에 다른 단자들이 더 포함될 수 있다.

유리(글래스), PET(Poly ethylene terephthalate), PC(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate) 등과 같은 투명 기판 위에 투명 전도막 레이어를 코딩하기 전 또는 투명 전도막을 코팅한 후, 등전위 형성 전극(61)이 형성된다. 즉, 등전위 형성 전극(61)은 투명 전도막과 중첩되어 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 패턴되며, 특히, 도 6에서는 지그재그 형태로 패턴된 폐로(closed loop) 전극 형태이다.

상기 등전위 형성 전극(61)의 물질은 도 5에서 설명한 바와 같이, 투명 전도막 보다 전도도가 높은 물질, 예를 들어, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, SUS, Ti, ITO, AZO, ATO로 된 전도성 물질이나 이들의 합금 또는 그 적층 구조, 예를 들어, Cr-Cu-Cr 적층 구조가 사용될 수 있다. 두 신호 접속 단자들 간 저항, 예를 들어, A-B, B-C, C-D, D-A의 저항은 모두 10 킬로 오옴 이하로서 동일한 것이 바람직하다. 하지만, 도 5에서 설명한 바와 같이, 서로 마주 보는 가로 패턴 간에만 서로 같은 저항값을 가지도록 하거나, 가로 및 세로 패턴이 모두 다른 저항 값을 가지도록 할 수도 있다.

여기서, 지그재그 형태의 금속 전극도 세로 패턴 및 가로 패턴이 모두 동일한 모양으로 패턴되거나, 세로 패턴들이 서로 동일한 모양이고 가로 패턴들은 세로 패턴과 다른 모양으로서 서로 동일한 모양이 되도록 할 수도 있다. 즉, 패턴 모양은 저항값을 만족하는 한, 직선이외에도 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 및 물결 모양 등이나 이들의 조합으로도 패턴될 수 있다. 등전위 형성 전극(61)의 저 항은 물질을 선택하여 전기 전도도를 바꾸거나, 패턴의 두께 또는 패턴의 선폭을 변경하여 요구되는 값으로 결정될 수 있다.

도 5에서 설명된 바와 같이, 신호 접속 단자들(A, B, C, D)에 신호가 인가되고, 손가락, 펜 등이 접촉될 때, 다른 투명 전도막(도 1의 13, 또는 도 2의 26)을 통하여 신호의 변화를 읽음으로써, 손가락이 접촉된 위치의 x,y 좌표를 해석할 수 있다. 이때, 도 6의 등전위 라인(65)와 같이, 등전위 형성 전극(61) 근처에서도 등전위 선형성의 왜곡이 없어지므로, 데드 존(dead zone)은 줄이고 액티브 영역은 극대화할 수 있다. 사각의 지그 재그 패턴으로된 간단한 등전위 형성 전극(61)에 의해 투명기판 위의 투명 전도막에 전위가 균일하게 분포되도록 하였으며, 이에 따라 손가락이 접촉된 위치가 정확하게 해석될 수 있다. x 좌표를 해석할 때에는, 도 6의 등전위 라인(65)와 같이, 서로 마주보는 가로 패턴들 간에 세로로 등전위가 이루어지며, y 좌표를 해석할 때에는, 서로 마주보는 세로 패턴들 간에 가로로 등전위가 이루어진다. 도 6과 같이, 등전위 형성 전극(61)의 근처에서 등전위 선형성의 왜곡이 거의 사라진다.

이와 같은 등전위 형성 전극(61)에서도, 간단한 지그 재그 형태의 패턴이 차지하는 면적이 기존에 비교하여 매우 줄어들게 되므로 등전위 형성 전극(61) 이외의 거의 모든 영역이 전체 뷰잉 영역으로 되도록 할 수 있으며, 이와 같은 패턴 형성 공정에서는 대칭구조를 얻기도 매우 용이하다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다. 도 7과 같이, 도 5 또는 도 6의 등전위 형성 전 극(51/61)은 삼각의 톱니 모양의 패턴으로 대체될 수도 있고, 이를 조합하여 형성될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극을 가지는 터치 패널을 설명하기 위한 도면이다. 도 8과 같이, 도 5 또는 도 6의 등전위 형성 전극(51/61)은 물결 모양의 패턴으로 대체될 수도 있고, 이를 조합하여 형성될 수도 있다.

도 5 및 도 6에서 보듯이, 도 3의 기존 방법에서보다 본 발명에서는 등전위의 선형성이 매우 좋아진다. 특히 등전위 형성 전극(51/61) 근처에서도 왜곡이 거의 없어 데드 존이 거의 사라지는 특징을 가지고 있다.

도 5의 경우는 등전위 형성 전극(51)의 선폭을 0.1mm급 이하로 조절할 수 있기 때문에, 휴대폰 등 소형 시스템의 터치스크린에 적용이 매우 유리할 것이다. 단, 신호 접속 단자들 간 저항이 수십 오옴 정도로 되도록 등전위 형성 전극(51)을 형성하는 경우에, 소모 전력의 증가를 가져올 수는 있으나, 회로적으로 x,y좌표를 해석하기 위한 신호 처리 스위핑(sweeping)을 짧게하여 전압이 인가되는 시간을 줄임으로써, 소비전력이 상대적으로 증가하는 문제를 해결할 수 있다.

도 6에서는, 두 신호 접속 단자들 간 저항을 수백 오옴 정도로 증가시킬 수 있고, 이때에는 등전위 형성 전극(61) 근처에서의 선형성 왜곡은 거의 없이(데드 존 손실 없이) 약간의 선형성 감소를 가져올 수 있으나, 8점 보정(calibration) 등 적절한 보정 알고리즘에 따라 해결할 수 있는 정도로서 문제가 되지 않는다.

도 5의 예에서, 일반 실크 스크린(silk screen) 인쇄법으로 선폭 0.1mm（최 근　약0.0３mm정도까지　구현）이하의　등전위 형성 전극(51)을 구현하기가 어렵기때문에, 그 두께가 후막으로 형성(약 10 마이크로미터 내외)되어 저항이 소형의 경우 수십 오옴 이하로 형성될 수 있다. 이때, 저항을 증가시키기 위한 방법으로, 도 6과 같이 패턴하는 경우에, 데드 존은 없이 등전위 형성 전극(61)의 선폭을 수 mm내로 하여도 신호 접속 단자 간의 저항을 수백 오옴 이상으로 증가시킬 수 있게 된다. 이와 같은 사각의 지그 재그 패턴 이외에도, 도 7 및 도 8과 같이, 삼각의 톱니 모양이나 물결과 같은 곡선 모양 등을 취해도 저항의 증가를 가져올 수 있다.

이러한 등전위 형성 전극(51/61)의 패턴 형성은, 일반 인쇄법 이외에도, 증착법, 잉크젯 프린팅법, 포델법(Podell) 등으로 수행될 수 있다. 위에서도 기술한 바와 같이, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, SUS, Ti, ITO, AZO, ATO로 된 전도성 물질이나 이들의 합금 또는 그 적층 구조, 예를 들어, Cr-Cu-Cr 적층 구조의 두께를 조절함으로써, 단자 저항을 제어할 수 있다.

또한, 간단한 인쇄법인 경우는 상술한 바와 같이 금속 전극의 두께가 5~15 마이크로미터 정도의 범위로 제어가 되고, 선폭은 현재까지는 최소 약 30 마이크로미터 정도이기 때문에, 소형 시스템의 경우 저항이 수십 오옴 정도로 작아 전력 소모의 증가를 가져 올 수 있다. 그러나, 위에서도 기술한 바와 같이, 저항의 증가를 도모할 수 있도록 패턴의 길이를 증가시킬 수 있는 다양한 방법들이 있을 수 있고, 그 예로서 도 6 내지 도 8과 같은 예를 들었고, 이때 사각의 지그재그 모양, 삼각의 톱니 모양, 물결 모양 등의 다양한 방법으로 그 길이를 증가시켜 저항을 증가시킬 수 있다.

위에서, 증착법으로서 유리 재질의 마스크, 금속 재질의 쉐도우(shadow) 마스크, 또는 비닐 형태의 마스크를 기판에 접촉시키고 메탈을 증착하는 방법이 사용될 수 있다. 또한, 증착법으로서 전자빔이나 스퍼터(sputter)등에 의한 메탈 증착 후 마스크를 이용하여 노광한 후 식각하는 방법 등 다양한 형태가 사용될 수 있다.

또한, 최근들어 잉크젯 프린팅법의 개발이 진행중에 있고, 이때에는 고전도성 잉크, 예를 들어, Ag 잉크 등을 이용하여 등전위 형성 전극(51/61)의 패턴을 형성할 수도 있다. 또한, PDP(Plasma Display Panel)의 전극 형성에 사용되는 포델법과 같이, 감광성 실버 페이스트(silver paste)를 이용하여 등전위 형성 전극(51/61)의 패턴을 형성할 수도 있다.

이외에도, 위에서 기술한 바와 같은 폐로 전극 형태의 등전위 형성 전극은 도 9 및 도 10과 같이 형성될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극(91)을 가지는 터치 패널(90)을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널(90)에서는, 도 5내지 도 8에서 기술한 바와 같이 기판 안쪽에서 등전위 형성을 위한 폐로 전극이 일정 모양으로 패턴되는 것이 아니라, 일정 폭을 가지면서 기판의 가장 자리 쪽으로 등전위 형성 전극(91)이 확장되는 형태로 형성될 수 있다.

즉, 등전위 형성 전극(91)을 형성하는 방법은, 일반 인쇄법, 증착법, 잉크젯 프린팅법, 포델법 등을 이용하여, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, SUS, Ti 등을 이용한 하프 미러 박막이나, ITO, AZO, ATO 등의 고전도성 TCO 박막, 또는 이들의 합금 또는 그 적층 구조 등의 형태로 전도성 박막을 기판 전면에 형성한 후, 도 9와 같이 등전위 형성 전극(91), 즉, 폐로 전극 부분을 제외한 영역을 제거하여 기판의 가장자리 쪽으로 확장된 일정 폭의 폐로 전극을 패턴하는 과정으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 형성된 등전위 형성 전극(91)의 각 모서리의 소정 위치를 신호 접속 단자(A, B, C, D)(전압, 전류를 인가하거나 검출할 수 있는 전극)로하여 터치 패널로 이용함으로써, 가로 또는 세로로 등전위 선형성의 왜곡이 거의 없이 등전위를 형성할 수 있다. 이와 같은 등전위 형성 전극(91)을 이용할 때에도, 위에서 기술한 바와 같은 방법으로 신호 접속 단자들(A, B, C, D)간 저항을 10 킬로 오옴 이하로 하거나 소정 보정 방법을 병행하는 형태로 이용하여, 등전위 형성 전극(91)이 기판에서 차지하는 면적을 기존에 비교하여 매우 줄어들게 제작할 수 있다. 따라서, 등전위 형성 전극(91) 이외의 거의 모든 영역이 전체 뷰잉 영역으로 되도록 할 수 있으며, 이와 같은 패턴 형성 공정에서는 대칭구조를 얻기도 매우 용이하다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 등전위 형성 전극(110)을 가지는 터치 패널(100)을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널(100)에서도, 도 5내지 도 8에서 기술한 바와 같이 기판 안쪽에서 등전위 형성을 위한 폐로 전극이 일정 모양으로 패턴되는 것이 아니라, 기판의 가장 자리까지 등전위 형성 전극(110)이 확장되는 형태이며 일정 모양의 복수의 패턴들(111)이 제거된 메쉬(mesh) 형태의 투명 전도막으로 형성된다.

즉, 등전위 형성 전극(110)을 형성하는 방법은, 일반 인쇄법, 증착법, 잉크 젯 프린팅법, 포델법 등을 이용하여, Al, Ag, Cu, Cr, Ni, SUS, Ti 등을 이용한 하프 미러 박막이나, ITO, AZO계 염료, ATO 등의 고전도성 TCO 박막, 또는 이들의 합금 또는 그 적층 구조 등의 형태로 전도성 투명 박막을 기판 전면에 형성한 후, 도 10과 같이 가장자리로부터 일정 거리 이격된 기판의 안쪽 영역에서 일정 모양의 복수의 패턴들이 제거된 형태로 패턴하는 과정으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 메쉬 형태의 등전위 형성 전극(110)은 가장자리에 남은 폐로 패턴에 비해 평균저항을 증가시키고 투과도를 향상시키기 위한 것으로, 상기 일정 모양의 복수의 패턴들은 원형, 삼각형, 사각형 또는 직선형태 등의 규칙적인 패턴일 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이, 정사각형의 패턴(111)으로 할 때, 각 패턴은 손가락, 펜 등과 같은 터치 기구물이 접촉되는 부위의 크기보다 매우 작은 수백 마이크로미터 이하로 패턴될 수 있다. 이때 패턴되어 남은 전도성 박막의 폭은 수십 마이크로미터로 할 수 있고, 아래에 설명되는 것처럼 높은 투과도를 유지할 수 있다. 이와 같이 하는 경우에 터치되는 부분의 에칭된 영역은 투명 기판만 남는 것이고, 결과적으로, 패턴되어 남은 전도성 박막 영역과 에칭되어 투명 기판만 남은 영역의 평균적인 투과율은 증가하는 것이 되며, 마찬가지로 평균적인 패턴된 기판의 면저항을 증가시키면서 전도성 투명 박막 형태로 등전위 형성을 위한 폐로 전극을 형성할 수 있다. 이때에는 도 5내지 도 9와 같은 별도의 투명 도전막을 사용할 수도 있으나, 상기 별도의 투명 도전막과 중첩되도록 하지 않는 것이 바람직하다.

이와 같이 형성된 메쉬 형태의 등전위 형성 전극(110)의 각 모서리의 소정 위치를 신호 접속 단자(A, B, C, D)로하여 터치 패널로 이용함으로써, 가로 또는 세로에서 등전위 선형성의 왜곡이 거의 없이 등전위를 형성할 수 있다. 이와 같은 등전위 형성 전극(110)을 이용할 때에도, 위에서 기술한 바와 같은 방법으로 신호 접속 단자들간 저항을 10 킬로 오옴 이하로 하거나 소정 보정 방법을 병행하는 형태로 이용하여, 등전위 형성 전극(110)이 기판에서 차지하는 면적을 기존에 비교하여 매우 줄어들게 제작할 수 있다. 따라서, 등전위 형성 전극(110) 이외의 거의 모든 영역이 전체 뷰잉 영역으로 되도록 할 수 있으며, 이와 같은 패턴 형성 공정에서는 대칭구조를 얻기도 매우 용이하다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 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 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널에서는, 끊김 없이 연속적으로 연결된 폐로(closed loop)로 형성된 등전위 형성 전극에 따라, 투명전도막 기판의 가장자리, 즉, 등전위 형성 전극 근처에서도 등전위 선형성의 왜곡이 없어지므로, 데드 존(dead zone)은 줄이고 액티브 영역은 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 터치 패널에서는, 등전위 형성 전극이 직선, 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 물결 모양 등 간단한 패턴으로 형성되므로, 패턴이 형성되는 면적을 줄여 투명전도막 기판에서 전체 뷰잉 영역을 확대할 수 있으며, 패턴 형성 공정 상에서 대칭구조를 얻기가 용이한 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 터치 패널에서는, 휴대폰과 같은 소형 시스템의 터치스크린에도 적용할 수 있도록 등전위 형성 전극을 다양한 형상, 다양한 전기 전도(단자 저항), 다양한 크기(선폭) 등으로 선택하여 클라이언트의 다양한 규격에 맞는 터치 패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

터치스크린을 위한 터치 패널에 있어서,

투명 기판 위에 투명 전도막과 등전위 형성 전극을 포함하고,

상기 등전위 형성 전극은 상기 투명 전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 형성되고, 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩되게 형성한 폐로 전극을 포함하며,

상기 폐로 전극은 직선, 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 및 물결 모양 중 어느 하나 이상으로　패턴되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제1항에 있어서,

상기 폐로 전극의 재질은 상기 투명 전도막 보다 전기전도도가 높은 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제1항에 있어서,

상기 폐로 전극의 재질은 ITO, AZO, ATO, Al, Ni, Cr, SUS, Ti, Ag 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제1항에 있어서,

상기 폐로 전극은 복수의 신호 접속 단자들을 포함하고,

상기 신호 접속 단자들 간 저항이 모두 10 킬로 오옴 이하인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
삭제
터치스크린을 위한 터치 패널에 있어서,

투명 기판 위에 투명 전도막과 등전위 형성 전극을 포함하고,

상기 등전위 형성 전극은 상기 투명 전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 형성되고, 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩되게 형성한 폐로 전극을 포함하며,

상기 폐로 전극은 소정 전도성 박막을 전면에 형성하고, 상기 폐로 전극 부분을 제외한 영역을 제거하여 상기 투명 기판의 가장자리로부터 일정 폭을 가지는 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제1항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐로 전극은, 인쇄법, 증착법, 잉크젯 프린팅법, 및 포델법 중 어느 하나에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
터치스크린을 위한 터치 패널에 있어서,

투명 기판 위에 등전위 형성 전극을 포함하고,

상기 등전위 형성 전극은 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 폐로 전극으로 형성되고, 상기 폐로 전극에 복수의 신호 접속 단자들을 포함하며,

상기 폐로 전극은,

소정 전도성 박막을 전면에 형성한 후, 가장자리로부터 일정 거리 이격된 상기 투명 기판의 안쪽 영역에서 일정 모양의 복수의 패턴들이 제거된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
투명 기판;

상기 투명 기판 위의 일정 레이어에 코팅된 투명 전도막; 및

상기 투명 전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 형성되고, 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩되게 형성한 등전위 형성 전극을 포함하며,

상기 등전위 형성 전극은,

적어도 각 모서리에 위치한 4개의 신호 접속 단자들;

상기 신호 접속 단자들 사이의 가로 2 변에 각각 형성된 가로 패턴들; 및

상기 신호 접속 단자들 사이의 세로 2 변에 각각 형성된 세로 패턴들을 포함하고,

상기 등전위 형성 전극은 하나의 폐로를 형성하며, 상기 폐로는 직선, 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 및 물결 모양 중 어느 하나 이상으로　패턴되고, 상기 신호 접속 단자들에 소정 신호들이 인가될 때, 서로 마주보는 상기 가로 패턴들 간에 등전위를 이루거나, 서로 마주보는 상기 세로 패턴들 간에 등전위를 이루는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제9항에 있어서, 상기 터치 패널은,

5선식 저항막 터치스크린 또는 정전 용량식 터치스크린에 이용되는 것을 특 징으로 하는 터치 패널.
터치스크린을 위한 터치 패널의 제조 방법에 있어서,

투명 기판 위에 투명 전도막을 코팅하는 단계; 및

상기 투명 전도막이 코팅되기 전 또는 상기 투명 전도막이 코팅된 후 등전위 형성용 폐로 전극을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 폐로 전극은 상기 투명 기판의 등전위를 형성하고자 하는 영역의 가장 자리를 따라 상기 투명 전도막과 중첩되게 형성되고, 직선, 사각의 지그 재그 패턴, 삼각의 톱니, 및 물결 모양 중 어느 하나 이상으로　패턴되는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 제조 방법.