KR100985405B1 - 정전용량 방식 터치패널 - Google Patents

정전용량 방식 터치패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치패턴의 위치에 무관하게 균일한 배선 저항을 담보하여 터치 신호의 감도 저하를 방지할 수 있는 정전용량 방식 터치패널에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 정전용량 방식 터치패널은 가시 영역 내에 제 1 터치패턴이 구비된 제 1 터치패턴층과, 가시 영역 내에 제 2 터치패턴이 구비된 제 2 터치패턴층 및 상기 제 1 터치패턴층과 제 2 터치패턴층 사이에 구비된 절연층을 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 터치패턴은 상기 제 2 터치패턴에 대비하여 상대적으로 가시영역의 중앙부에 위치하고, 상기 제 2 터치패턴은 상기 제 1 터치패턴에 대비하여 상대적으로 가시영역의 주변부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
터치패널, 정전용량, 이중층구조

Description

정전용량 방식 터치패널{Capacitive overlay touch panel}
본 발명은 정전용량 방식 터치패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치패턴의 위치에 무관하게 균일한 배선 저항을 담보하여 터치 신호의 감도 저하를 방지할 수 있는 정전용량 방식 터치패널에 관한 것이다.
터치패널(touch panel)은 디스플레이 장치의 표면에 장착되어 사용자의 손가락, 터치 펜 등의 물리적 접촉을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 장치로서, 액정표시장치(liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel), EL(electro-luminescence) 소자 등에 응용되고 있다.
이와 같은 터치패널은 동작 원리에 따라 크게 정전용량 방식, 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분되며, 이 중 정전용량 방식과 저항막 방식이 현재 널리 이용되고 있다. 최근에는, 저항막 방식에 비교하여 내구성 및 투과율 측면에서 특성이 우수한 정전용량 방식이 각광받고 있다.
정전용량 방식의 터치패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 종래 기 술에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 분리 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널은 터치 패턴층(110)과 보호막(120)으로 구성된다. 상기 터치 패턴층(110)은 외부의 물리적 접촉에 대응하여 전기적 신호를 발생시키는 역할을 하며, 상기 보호막(120)은 상기 터치 패턴층(110)을 외부 환경으로부터 보호함과 함께 외부의 물리적 접촉을 상기 터치 패턴층(110)에 전달하는 역할을 수행한다.
종래의 정전용량 방식의 터치패널에 있어서, 상기 터치 패턴층(110)은 통상 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 복수개의 터치 패턴(111)이 기판(101) 상에 일정 간격을 두고 배치되며, 각각의 터치 패턴(111)은 디스플레이 장치의 특정 동작에 대응된다. 여기서, 상기 터치 패턴층(110)은 기본적으로 기판과, 상기 기판 상에 적층된 ITO(Indium Tin Oxide)층 또는 도전성 폴리머로 이루어지며, 상기 각각의 터치 패턴은 상기 ITO층 또는 도전성 폴리머를 패터닝하여 형성된다. 또한, 상기 기판은 유리(glass) 또는 PET(poly(ethylene terephthalte)) 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 각각의 터치 패턴(111)은 기판(101)의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층(113)과 전기적으로 연결되어 상기 터치 패턴(111)에 의해 발생된 전기적 신호는 상기 금속 배선층(113)에 전달된다. 이 때, 상기 각각의 터치 패턴(111)과 금속 배선층(113) 사이에는 연결 배선(112)이 구비되며, 상기 복수의 터치 패턴(111) 및 연결 배선(112)은 가시영역 내에 구비된다.
이와 같이 기판(101) 상에 복수개의 터치 패턴(111)이 일정 간격을 두고 배 치되는 구조임에 따라, 도 2에 도시한 바와 같이 기판(101)의 주변부에 위치한 터치 패턴(A)들에 비해 상대적으로 기판(101)의 중앙부에 위치한 터치 패턴(B)들은 상기 금속 배선층(113)과 연결됨에 있어 상대적으로 긴 연결 배선(112)이 요구된다.
연결 배선(112)의 길이가 상대적으로 길다는 것은 저항의 증가를 의미하는 것으로서, 기판(101)의 중앙부에 위치한 터치 패턴(B)들에 의해 발생된 신호가 상기 금속 배선층(113)에 전달됨에 있어 상대적으로 큰 저항의 영향에 의해 신호 전달이 원활히 진행되지 않음을 의미한다. 즉, 기판(101) 중앙부의 터치 패턴(B)들에 의해 발생된 터치 신호들은 여타 터치 패턴(A)에 의해 발생된 터치 신호에 비교하여 신호 감도(sensitivity)가 떨어진다.
이와 같은 감도 저하를 보상하기 위해, 해당 터치 패턴들에 의해 발생된 전기적 신호를 증폭하여 감지할 수 있으나, 이 경우 주변의 노이즈 성분도 함께 증폭됨에 따라 신호대 잡음비(SNR : signal to noise ratio)가 높아지게 되고 결국 터치 신호와 노이즈 성분의 구분이 어렵게 되어 오동작을 유발할 수도 있다.
감도 저하를 방지하는 방법으로, 상기 터치 패턴층(110)으로 일반적으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 도전성 폴리머의 면저항을 낮추는 방법이 있으나, 이 경우 ITO의 패터닝시 패터닝 자국이 남는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 터치패턴의 위치에 무관하게 균일한 배선 저항을 담보하여 터치 신호의 감도 저하를 방지할 수 있는 정전용량 방식 터치패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량 방식 터치패널은 가시 영역 내에 제 1 터치패턴이 구비된 제 1 터치패턴층과, 가시 영역 내에 제 2 터치패턴이 구비된 제 2 터치패턴층 및 상기 제 1 터치패턴층과 제 2 터치패턴층 사이에 구비된 절연층을 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 터치패턴은 상기 제 2 터치패턴에 대비하여 상대적으로 가시영역의 중앙부에 위치하고, 상기 제 2 터치패턴은 상기 제 1 터치패턴에 대비하여 상대적으로 가시영역의 주변부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 터치패턴층의 가시영역의 테두리 및 제 2 터치패턴층의 가시영역의 테두리에 금속 배선층이 더 구비되며, 상기 금속 배선층은 제 1 터치패턴 또는 제 2 터치패턴과 연결 배선을 매개로 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제 1 터치패턴에 연결되는 연결 배선의 수는 복수개이며, 상기 절연층은 광학용 투명 접착제(OCA : Optical Clear Adhesive)로 구성될 수 있다.
한편, 상기 금속 배선층은 상기 제 1 터치패턴 및 제 2 터치패턴보다 전기전 도도가 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 금속 배선층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 카본(C) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정전용량 방식 터치패널은 복수개의 터치패턴층이 순차적으로 적층된 구조를 이루며, 각각의 터치패턴층의 가시영역에 복수의 터치패턴이 구비되며, 서로 다른 터치패턴층에 구비된 터치패턴은 수직적으로 서로 대응되는 위치에 구비되지 않으며, 각 터치패턴은 각 터치패턴층에 형성된 금속 배선층과 연결 배선을 매개로 연결되며, 상대적으로 가시영역의 중앙부에 위치한 터치패턴에 연결되는 연결 배선의 개수는 상대적으로 가시영역의 주변부에 위치한 터치패턴에 연결되는 연결 배선의 개수보다 많은 것을 특징으로 한다.
상기 터치패턴층과 터치패턴층 사이에는 절연층이 더 구비되며, 상기 절연층은 광학용 투명 접착제(OCA : Optical Clear Adhesive)로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 정전용량 방식 터치패널은 다음과 같은 효과가 있다.
상대적으로 금속 배선층으로부터 먼 거리에 위치하는 터치패턴으로부터 발생된 터치 신호가 금속 배선층으로 전달됨에 있어, 해당 터치패턴 및 그에 연결되는 연결 배선을 별도의 층에 형성하고 상대적으로 많은 개수의 연결 배선을 구비시킴으로써 해당 터치 신호의 감도 저하를 최소화할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널을 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널의 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널의 평면도이다.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널은 복수의 터치패턴층과, 각각의 터치패턴층 사이에 구비되는 절연층(330)으로 구성된다. 여기서, 도 3은 2개의 터치패턴층 즉, 제 1 터치패턴층(310)과 제 2 터치패턴층(320)만을 도시한 것이며, 이하에서는 설명의 편의상 2개의 터치패턴층이 구비되는 터치패널을 중심으로 설명하기로 한다. 또한, 도면에 도시하지 않았지만 상기 제 2 터치패턴층(320) 상에는 외부 환경으로부터 상기 터치패턴층들을 보호하는 보호막이 더 구비될 수 있다.
상기 각각의 터치패턴층은 기본적으로 기판(301) 상에 도전층이 적층된 구조를 이루며, 상기 기판(301)으로는 유리(glass) 또는 PET(poly(ethylene terephthalte)) 등이 사용될 수 있으며, 상기 도전층으로는 ITO 또는 도전성 폴리머가 사용될 수 있다. 또한, 상기 각각의 터치패턴층에는 일정 간격을 두고 배치되는 복수의 터치패턴이 구비되는데, 상기 터치패턴은 상기 도전층이 패터닝되어 형성된 것이다. 구체적으로, 상기 제 1 터치패턴층(310)에는 상기 도전층이 패터닝되어 형성된 복수의 제 1 터치패턴(311)이 구비되고, 상기 제 2 터치패턴층(320)에는 도전층이 패터닝된 제 2 터치패턴(321)이 구비된다.
상기 각각의 터치패턴층(310)(320)에는 터치패턴(제 1 터치패턴(311) 또는 제 2 터치패턴(321))과 전기적으로 연결되는 금속 배선층(313)(323)이 구비되는데, 상기 터치패턴(311)(321)과 금속 배선층(313)(323) 사이에는 연결 배선(312)(322)이 구비되며 상기 연결 배선(312)(322)은 상기 터치패턴과 마찬가지로 상기 도전층이 패터닝되어 형성된 것이다. 여기서, 상기 터치패턴과 연결 배선(312)(322)은 가시영역(A) 내에 구비되고, 상기 금속 배선층(313)(323)은 금속 배선 영역(L)에 구비된다.
이상, 터치패턴층의 전체적인 구조를 살펴보았는데, 본 발명은 상술한 바와 같은 터치패턴층을 복수개 구비시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 도 3을 기준으로 하면 제 1 터치패턴층(310)과 제 2 터치패턴층(320)의 2중층 구조를 제시함을 특징으로 한다. 이와 같이 복수의 터치패턴층 구조를 제시하는 이유는 터치패턴의 위치에 무관하게 일정한 저항 특성을 담보하여 터치 신호의 감도 저하를 최소화하기 위함이다.
도 4에 도시한 바와 같이 상대적으로 가시영역(A)의 중앙부에 위치한 터치패턴들(제 1 터치패턴(311))과 상대적으로 가시영역(A)의 주변부에 위치하는 터치패턴들(제 2 터치패턴(321))이 존재하는데, 상대적으로 가시영역(A)의 중앙부에 위치한 터치패턴들(311)은 상대적으로 가시영역(A)의 주변부에 위치하는 터치패턴들(321)이 비해 금속 배선층(313)과의 연결을 매개하는 연결 배선(312)의 길이가 긴 것을 확인할 수 있다. 연결 배선의 길이가 길어짐은 해당 연결 배선의 저항이 증가됨을 의미하고, 이는 곧 가시영역(A)의 중앙부에 위치한 터치패턴들에 의해 발 생된 터치 신호가 연결 배선을 거쳐 금속 배선층에 전달됨에 있어 해당 터치 신호의 감도가 저하됨을 의미한다.
본 발명은 이와 같은 터치 신호의 감도 저하를 방지하기 위해, 상술한 바와 같은 복수층 구조의 터치패턴층을 제시한 것이며, 상대적으로 긴 연결 배선이 요구되는 터치패턴들과 상대적으로 짧은 연결 배선이 요구되는 터치패턴을 구분하여 서로 다른 층에 해당 터치패턴들을 구비시킨 것이다.
또한, 상대적으로 긴 연결 배선이 요구되는 터치패턴들 즉, 상대적으로 가시영역(A)의 중앙부에 위치하는 터치패턴들(311)의 경우, 복수의 연결 배선(312)을 통해 상기 금속 배선층과 연결하도록 함으로써 연결 배선 상의 저항을 감소시키고 궁극적으로 터치 신호의 감도 저항을 방지하도록 한다.
구체적으로, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 제 2 터치패턴(321)들은 하나의 연결 배선(322)을 통해 금속 배선층과 연결됨에 반해, 제 1 터치패턴(311)들은 연결 배선의 저항을 최소화하기 위해 복수의 연결 배선(312)을 통해 금속 배선층과 연결된다. 한편, 도 3에 있어서, 상대적으로 가시영역(A)의 중앙부에 위치하는 터치패턴(311)들이 제 1 터치패턴층(310)에 구비되고 상대적으로 가시영역(A)의 주변부에 위치하는 터치패턴(321)들이 제 2 터치패턴층(320)에 구비되는 것으로 도시하였으나, 그 반대로 구비될 수도 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 제 1 터치패턴 및 제 2 터치패턴보다 전기전도도가 높은 물질로 구성되며, 바람직하게는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 카본(C) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 구성된다. 또한, 상기 절연층(330)은 광학용 투명 접착제(OCA : Optical Clear Adhesive)로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서 터치패턴층을 2중층 구조로 형성하는 것을 제시하였으나, 전술한 바와 같이 3개 이상의 터치패턴층으로도 구성할 수 있다. 이 때, 터치패턴층과 터치패턴층 사이에는 절연층이 구비되며, 각각의 터치패턴층에 구비되는 터치패턴은 상대적으로 가시영역(A)의 중앙부에 가까운 위치에 구비될수록 연결 배선의 수가 늘어나는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 가시영역(A) 내에 위치하는 터치패턴들을 가시영역(A)의 중심을 기준으로 3개의 그룹으로 구분하고, 각 그룹의 터치패턴들이 제 1 터치패턴층, 제 2 터치패턴층, 제 3 터치패턴층에 구비되면, 제 1 터치패턴층의 터치패턴의 연결 배선은 하나, 제 2 터치패턴층의 터치패턴의 연결 배선은 둘, 제 3 터치패턴층의 터치패턴의 연결 배선은 셋으로 구성할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 분리 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널의 분리 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치패널의 평면도.
도 5a는 제 1 터치패턴이 구비된 제 1 터치패턴층의 평면도.
도 5b는 제 2 터치패턴이 구비된 제 2 터치패턴층의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
301 : 기판 310 : 제 1 터치패턴층
311 : 제 1 터치패턴 312 : 연결 배선
313 : 금속 배선층 320 : 제 2 터치패턴층
321 : 제 2 터치패턴 322 : 연결 배선
323 : 금속 배선층 330 : 절연층
340 : 보호막

Claims (11)

  1. 가시 영역 내에 제 1 터치패턴이 구비된 제 1 터치패턴층;
    가시 영역 내에 제 2 터치패턴이 구비된 제 2 터치패턴층; 및
    상기 제 1 터치패턴층과 제 2 터치패턴층 사이에 구비된 절연층을 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1 터치패턴은 상기 제 2 터치패턴에 대비하여 상대적으로 가시영역의 중앙부에 위치하고, 상기 제 2 터치패턴은 상기 제 1 터치패턴에 대비하여 상대적으로 가시영역의 주변부에 위치하며,
    상기 제 1 터치패턴층의 가시영역의 테두리 및 제 2 터치패턴층의 가시영역의 테두리에 금속 배선층이 더 구비되며, 상기 금속 배선층은 제 1 터치패턴 또는 제 2 터치패턴과 연결 배선을 매개로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 터치패턴에 연결되는 연결 배선의 수는 복수개인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 절연층은 광학용 투명 접착제(OCA : Optical Clear Adhesive)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 제 1 터치패턴 및 제 2 터치패턴보다 전기전도도가 높은 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 금속 배선층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 카본(C) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  7. 복수개의 터치패턴층이 순차적으로 적층된 구조를 이루며,
    각각의 터치패턴층의 가시영역에 복수의 터치패턴이 구비되며,
    서로 다른 터치패턴층에 구비된 터치패턴은 수직적으로 서로 대응되는 위치에 구비되지 않으며,
    각 터치패턴은 각 터치패턴층에 형성된 금속 배선층과 연결 배선을 매개로 연결되며,
    상대적으로 가시영역의 중앙부에 위치한 터치패턴에 연결되는 연결 배선의 개수는 상대적으로 가시영역의 주변부에 위치한 터치패턴에 연결되는 연결 배선의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 터치패턴층과 터치패턴층 사이에는 절연층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 절연층은 광학용 투명 접착제(OCA : Optical Clear Adhesive)로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 제 1 터치패턴 및 제 2 터치패턴보다 전기전도도가 높은 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 금속 배선층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 카본(C) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 터치패널.
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