KR101084869B1 - 터치스크린 - Google Patents

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KR101084869B1
KR101084869B1 KR1020100088009A KR20100088009A KR101084869B1 KR 101084869 B1 KR101084869 B1 KR 101084869B1 KR 1020100088009 A KR1020100088009 A KR 1020100088009A KR 20100088009 A KR20100088009 A KR 20100088009A KR 101084869 B1 KR101084869 B1 KR 101084869B1
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touch screen
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groove
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김운천
오용수
문원하
이종영
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 터치패널과 터치패널의 상측에 배치된 윈도우를 포함하여 구성된 터치스크린에 관한 것이다. 특히, 윈도우 또는 하부기판에 홈부를 형성하여, 터치패널을 상기 홈부에 구성함으로써 외부에 노출된 터치패널의 계면을 감소시켜 수분침투와 유분침투를 방지할 수 있다.

Description

터치스크린{Touch Screen}
본 발명은 터치스크린에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달과 더불어 핸드폰, PDA, 네비게이션과 같은 단말기는 단순한 문자 정보의 표시수단에서 더 나아가 오디오, 동영상, 무선 인터넷 웹 브라우저 등과 같은 더욱 다양하고 복잡한 멀티 미디어 제공 수단으로 그 기능을 확대해 나가고 있다. 최근 제한된 단말기의 크기 내에서 더욱 큰 디스플레이 화면의 구현이 요구되고 있어 터치스크린을 적용한 디스플레이 방식이 더욱 각광받고 있다. 이러한 터치스크린은 스크린과 좌표입력 수단을 통합함으로써 종래의 키입력 방식에 비하여 공간을 절약할 수 있는 이점이 있다.
현재 많이 채용되고 있는 터치스크린의 형태는 크게 두 가지 방식으로 분류된다.
먼저, 저항막식 터치스크린은 상부 저항막이 형성된 상부기판과 하부 저항막이 형성된 하부기판이 스페이서에 의해 이격되어 있고 외압에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 형태이다. 상부 전극막이 형성되어 있는 상부기판이 손가락, 펜 등의 입력수단에 의해 눌릴 때 상/하부 전극막이 통전되고, 그 위치의 저항값 변화에 따른 전압변화를 제어부에서 인지하여 접촉좌표를 인식하는 방식이다.
그리고, 정전용량식 터치스크린은 제1 방향성을 갖는 제1 전극패턴이 형성된 상부기판과 제2 방향성을 갖는 제2 전극패턴이 형성된 하부기판이 서로 이격되며, 제1 전극패턴과 제2 전극패턴이 접촉하지 못하게 절연체가 삽입된다.
이러한 정전용량식 터치스크린은 입력수단이 터치스크린에 접촉함에 따라 제1 전극패턴과 제2 전극패턴에서 발생하는 정전용량의 변화를 측정하여 접촉점의 좌표를 산출한다.
상술한 터치스크린은 모두 저항막 또는 전극패턴이 형성된 상부기판과 하부기판이 적층되어 형성되기 때문에 다수의 계면이 형성된다. 그리고, 이러한 계면들은 터치스크린이 표시장치에 장착되더라도 외부에 노출된다. 특히, 터치스크린의 측면에서 외부에 노출된다.
외부에 노출된 계면으로, 예를 들면, 저항막식 터치스크린에서는 상부기판과 스페이서 사이 또는 하부기판과 스페이서 사이로 수분이 침투한다. 정전용량식 터치스크린 역시 상부기판과 절연체 사이 또는 하부기판과 절연체 사이로 수분이 침투한다. 그리고, 터치스크린의 사용에 따라 사용자의 손가락 등에서 배출된 유분이 외부에 노출된 계면으로 침투하게 된다.
이렇게 침투한 수분 및 유분은 터치스크린의 저항막 및 전극패턴의 면저항을 변화시켜 터치스크린의 오작동을 발생시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 윈도우 또는 하부기판에 홈부를 형성하여, 터치패널을 상기 홈부에 구성함으로써 외부에 노출된 터치패널의 계면을 감소시켜 수분침투와 유분침투를 방지할 수 있는 터치스크린을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 터치스크린에 관련된 것으로, 홈부가 형성된 윈도우, 및 일면에 하부 전극패턴이 형성된 하부기판 및 상기 하부 전극패턴과 스페이서에 의해 이격되어 배치된 상부 전극패턴이 일면에 형성된 상부기판을 포함하는 터치패널을 포함하고, 상기 터치패널은 상기 상부기판의 상면이 상기 홈부의 바닥면에 대향하도록 상기 홈부에 삽입된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 터치패널의 측면이 상기 홈부의 내측면과 접촉하며 삽입된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 터치패널의 두께가 상기 홈부의 깊이에 대응하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 터치패널은 저항막식 터치패널 또는 정전용량식 터치패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린은 홈부가 형성되며, 상기 홈부의 바닥면에 하부 전극패턴이 형성된 하부기판 및 상기 홈부의 형상에 대응하며, 상기 하부 전극패턴과 스페이서에 의해 이격되어 배치된 상부 전극패턴이 대향면에 형성된 상부기판을 포함하는 터치패널 및 상기 터치패널 상측에 형성된 윈도우를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 스페이서와 상기 상부기판이 상기 홈부의 내측에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 윈도우는 상기 터치패널의 형상에 대응하여 상기 터치패널의 상면을 커버하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 터치패널은 상기 터치패널은 저항막식 터치패널 또는 정전용량식 터치패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 윈도우에 홈부를 형성하고, 터치패널을 상기 홈부에 삽입함으로써 외부에 노출되는 계면의 수를 감소시켜 외부의 수분침투와 유분침투를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 터치스크린을 구성하는 하부기판에 홈부를 형성하고, 홈부에 터치패널을 형성한 후 윈도우를 적층하여 외부에 노출되는 계면의 수를 최소화할 수 있다.
그에 따라 본 발명에 따른 터치스크린은 저항막 또는 전극패턴의 면저항 값을 일정하게 유지할 수 있어 일정한 감도를 나타내게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치스크린의 변형예를 도시한 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치스크린의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 터치스크린의 변형예를 도시한 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치스크린에 대해 검토한다.
본 실시예에 따른 터치스크린은 윈도우(100)에 홈부(110)가 형성되고, 터치패널(200)이 홈부(110)에 삽입된다. 이때, 터치패널(200)은 윈도우(100)에 형성된 홈부(110)의 바닥면과 상부기판(250)의 상면이 대향하도록 삽입된다.
그에 따라, 터치패널(200)의 측면이 홈부(110)의 내측면에 의해 커버되어 터치패널(200)의 계면이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 본 실시예에서 터치패널(200)은 저항막식 터치패널 또는 정전용량식 터치패널이 채용될 수 있다.
도 1을 참조하여 저항막식 터치패널을 설명하면, 일면에 저항막 형성의 하부 전극패턴(220)이 형성된 하부기판(210)과 대향면에 저항막 형상의 상부 전극패턴(260)이 형성된 상부기판(250)이 스페이서(240)에 의해 이격되어 있다. 이때, 스페이서(240)는 외압에 의해 상부기판(250)에 형성된 상부 전극패턴(260)이 하부 전극패턴(220)에 접촉할 수 있도록 개구부가 형성된 형상을 갖는다. 그리고, 스페이서(240)는 양면접착시트로 구성될 수 있다.
또한, 전극패턴의 접촉에 따라 발생하는 전압변화를 제어부에 전달하기 위한 전극배선(230, 270)이 전극패턴(220, 260)과 연결되도록 상부기판(250)과 하부기판(210)에 각각 형성되어 있다. 이때, 상부기판(250)과 하부기판(210)에 형성된 전극배선(230, 270)의 방향은 서로 직교한다.
한편, 전극패턴이 저항막 형상인 경우 아날로그 저항막식 터치패널을 구성하게 되며, 전극패턴이 복수로 구성되며 바 형상(변형될 수 있음)인 경우 디지털 저항막식 터치패널을 구성하게 된다.
하부기판(210)은 투명한 부재로 유리기판, 필름기판, 섬유기판, 종이기판이 사용될 수 있으며, 이 중에서 필름기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리비닐알코올(PVA), 시클릭 올레핀 공중합체(COC), 스틸렌 중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 구성될 수 있고 특별히 한정되지는 않는다.
상부기판(250)은 외압에 의해 휨이 발생하기 위해 필름기판이 바람직하다.
전극패턴(220, 260)은 투명한 전도성 물질로 구성된다. 종래에는 ITO와 같은 금속산화물이 적용되는 것이 일반적이다. 최근 제조단가가 저렴한 전도성 고분자로 전극패턴을 형성하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 전도성 고분자는 수분에 매우 약한 특성을 갖는데, 본 실시예에 따른 터치스크린은 윈도에 홈부를 형성하고 터치패널을 홈부에 삽입함으로써 외부에서 수분이 침투되는 것을 방지하여 전극패턴의 면저항을 일정하게 유지시킬 수 있다.
전도성 고분자는 유기계 화합물로 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 등이 채용될 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물의 경우가 가장 바람직하고, 상기 유기계 화합물 중 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 카본 나노튜브 등을 더 혼합하는 경우 전도성을 높일 수 있다.
그리고, 도트 스페이서(280)가 하부 전극패턴(220)에 형성될 수 있다. 저항막식 터치패널의 경우 사용에 따라 상부기판(250)이 변형되어 상부 전극패턴(260)이 하부 전극패턴(220)에 접촉하거나, 미세한 외압에 의해 상부 전극패턴(260)이 하부 전극패턴(220)에 접촉될 수 있다. 도트 스페이서(280)는 이러한 오작동을 방지하기 위해 형성된다. 도 1에 도시된 것과 달리 하부 전극패턴(220)이 아닌 상부 전극패턴(250)에 형성될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린의 변형예로 터치패널에 정전용량식 터치패널을 채용하고 있다.
정전용량식 터치패널은 복수의 전극패턴(220', 260')이 하부기판(210)과 상부기판(250)에 형성된다. 이때, 상부 전극패턴(260')과 하부 전극패턴(220')은 서로 직교하게 배치된다. 그리고, 스페이서(240')는 상부 전극패턴(260')과 하부 전극패턴(220')이 공간적으로 분리되도록 하부기판(210) 전체를 커버한다.
이때, 전극패턴(220', 260)은 바 타입으로 형성되거나 다각형의 센싱부와 연결부가 반복된 타입으로 형성될 수 있다. 이러한 정전용량식 터치패널은 사용자의 손가락이 터치패널에 접촉하였을 때 캐패시턴스의 변화를 측정하여 접촉점의 좌표정보를 획득하게 된다.
도 1 및 도 2에서 설명한 터치패널(200)은 윈도우(100)의 홈부(110)에 삽입되는데, 터치패널(200)을 형성한 후 OCA와 같은 광학접착제(120)를 사용하여 윈도우(100)에 결합할 수 있다.
이러한, 윈도우(100)는 내구성이 뛰어나며, 투명성이 좋은 필름기판이 채용될 수 있고, 특히 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC)가 채용되는 것이 바람직하다.
이때, 터치패널(200)의 측면은 홈부(110)의 내측면과 접촉하도록 삽입되는 것이 바람직하다. 터치패널(200)의 측면에 형성된 다수의 계면이 윈도우(100)에 의해 보호된다. 즉, 터치패널(200)의 형상을 홈부의 형상과 동일하게 형성함으로써 계면을 통한 수분과 유분의 침투를 최소화할 수 있다.
또한, 터치패널(200)의 두께는 홈부(110)의 깊이에 대응하는 것이 바람직하다. 터치패널(200)이 윈도우 밖으로 돌출되지 않고 결합됨으로써 수분과 유분의 침투를 방지하고, 터치스크린의 취급을 용이하게 한다. 예를 들면, 터치스크린을 표시장치에 결합할 때, 넓은 접촉면을 확보할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치스크린의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 터치스크린의 변형예를 도시한 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치스크린에 대해 검토한다.
제2 실시예에 따른 터치스크린은 외부의 수분과 유분의 침투를 방지하기 위해 터치패널(300)의 하부기판(310)에 홈부(315)를 형성하고, 터치패널의 구성요소를 홈부(315) 내측에 형성한다. 그에 따라 외부에 노출되는 터치패널(300)의 계면은 감소한다. 그리고, 윈도우(400)를 터치패널(300)의 상측에 배치시켜 상측으로 침투하는 수분과 유분을 최소화한다.
도 3에는 저항막식 터치패널이 도시되어 있다. 먼저, 하부기판(310)의 홈부(315)에 막 형상의 하부 전극패턴(320)을 형성하고, 이와 연결되도록 하부 전극배선(330)을 형성한다. 다음, 상부 전극패턴(360) 및 상부 전극배선(370)이 형성된 상부기판(350)을 양면접착시트로 구성된 스페이서(340)를 통해 하부기판(310)과 결합함으로써 터치패널이 형성된다.
도 4에는 정전용량식 터치패널이 도시되어 있다. 정전용량식 터치패널은 도 2를 참조하여 설명한 구성을 도 3을 참조하여 설명한 방법과 유사한 방법으로 형성한다. 이때, 스페이서(340)는 광학접착시트를 사용하여 하부 전극패턴(320)을 커버하도록 형성한다.
그리고, 윈도우(400)를 OCA와 같은 광학접착제(410)를 사용하여 터치패널(300)의 상측에 형성한다. 본 실시예에 따른 윈도우(400)는 도 1 및 도 2에 도시된 윈도우의 형상과 달리 평면 부재가 채용된다.
이때, 하부 전극패턴(320)과 상부 전극패턴(360)을 이격시키는 스페이서(340)와 상부기판(350)은 하부기판(310)에 형성된 홈부(315)의 내측(스페이서(340)와 상부기판(350)의 두께가 홈부의 깊이와 같거나 작음)에 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 상부기판(350)이 홈부(315)를 벗어나지 않도록 형성하여 터치패널(300)이 돌출된 형상을 갖지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상부기판(350)이 홈부(315) 밖으로 돌출되면 터치패널(300)의 측면이 일부 노출될 수 있고, 윈도우(400)의 형성이 곤란하기 때문에 상부기판(350)은 홈부(315)의 내측에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 터치패널(300) 상측에 결합하는 윈도우(400)는 터치패널(300)의 형상에 대응하여 터치패널 전체를 커버하는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 홈부(315)의 내측면과 상부기판(350)의 측면이 이루는 계면으로 수분 및 유분이 침투할 수 있으므로, 윈도우(400)는 이를 방지하기 위해 상부기판(350)보다 더 크게 형성된다. 즉, 터치패널(300)의 형상에 대응하는 윈도우(400)를 채용하여 이러한 계면을 커버하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
100, 400 : 윈도우 200, 300 : 터치패널
210, 310 : 하부기판 220, 220', 320, 320' : 하부 전극패턴
230, 330 : 하부 전극배선 240, 240', 340, 340' : 스페이서
250, 350 : 상부기판 260, 260', 360, 360' : 상부 전극패턴
270, 370 : 상부 전극배선 280, 380 : 도트 스페이서
110, 315 : 홈부 120 : 광학접착제

Claims (8)

  1. 홈부가 형성된 윈도우; 및
    일면에 하부 전극패턴이 형성된 하부기판 및 상기 하부 전극패턴과 스페이서에 의해 이격되어 배치된 상부 전극패턴이 일면에 형성된 상부기판을 포함하는 터치패널을 포함하고,
    상기 터치패널은 상기 상부기판의 상면이 상기 홈부의 바닥면에 대향하도록 상기 홈부에 삽입된 것을 특징으로 하는 터치스크린.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치패널의 측면은 상기 홈부의 내측면과 접촉하며 삽입된 것을 특징으로 하는 터치스크린.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치패널의 두께는 상기 홈부의 깊이에 대응하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치패널은 저항막식 터치패널 또는 정전용량식 터치패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
  5. 홈부가 형성되며, 상기 홈부의 바닥면에 하부 전극패턴이 형성된 하부기판 및 상기 홈부의 형상에 대응하며, 상기 하부 전극패턴과 스페이서에 의해 이격되어 배치된 상부 전극패턴이 일면에 형성된 상부기판을 포함하는 터치패널; 및
    상기 터치패널 상측에 형성된 윈도우;
    를 포함하는 터치스크린.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스페이서와 상기 상부기판은 상기 홈부의 내측에 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 윈도우는 상기 터치패널의 형상에 대응하여 상기 터치패널의 상면을 커버하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 터치패널은 상기 터치패널은 저항막식 터치패널 또는 정전용량식 터치패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치스크린.
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