KR101144850B1

KR101144850B1 - 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널

Info

Publication number: KR101144850B1
Application number: KR1020100044733A
Authority: KR
Inventors: 조홍규; 김대엽
Original assignee: 주식회사 토비스
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2012-05-15
Also published as: KR20110125297A

Abstract

하부회로기판, 하부투명전극층, 금속전극층, 도트 스페이서(dot spacer), 상부투명전극층, 상부회로기판, 필름스피커층, 윈도우필름층 및 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 층들에 에어홀(hole)을 형성하여 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써 소리를 출력할 수 있는 개방형 스피커 에어홀(open speaker hole)을 갖는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널이 개시된다. 본 발명의 저항막식 터치패널은 필름스피커를 적용함에 있어서 스피커와 마이크로폰 기능을 하는 부분에 에어홀(air hole)을 형성함으로써 공기층의 진동에 의한 음파의 출력 및 입력기능을 극대화하는 효과가 있다.

Description

에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널{Resistive touch pannel comprising air hole and film speaker}

본 발명은 저항막식 터치패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름스피커를 포함하는 터치패널에 에어홀을 형성함으로써 진동을 극대화할 수 있는 저항막식 터치패널에 관한 것이다.

터치패널은 전자수첩, 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescense) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathod Ray Tube) 등과 같은 화상 표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구로, 크게 저항막 방식(Resistive Type) 터치패널과, 정전용량 방식(Capacitive Type) 터치패널과, 전기자기장형(EM, Electro-Magnetic Type) 터치패널과, 소오형(Saw Type) 및 인프라레드형(Infrared Type) 터치패널 등으로 구분된다.

저항막식 터치패널은 투명도전막이 코팅되어 있는 두장의 기판 사이에 도트스페이서(Dot spacer)가 배치되도록 하여 일정한 간격을 두고 마주보는 구조로 이루어진다. 이때, 손가락이나 펜으로 상부기판에 압력을 가하면 위치검출을 위한 신호가 인가되며, 상부기판과 하부기판에 코팅되어 있는 투명도전막이 접촉되면 전기적인 신호를 검출하여 위치를 결정하도록 하는 원리를 갖는다. 최근에는 4선 아날로그 저항막 방식과 5선 아날로그 저항막 방식이 주로 사용되고 있다.

또한, 최근에는 필름의 형태로서 얇고 가벼워 형태를 변형할 수 있는 필름스피커가 개발되고 있다. 필름스피커는 불화 폴리비닐리덴(PVDF, Polyvinylidene Fluoride)와 같은 합성수지필름의 표면을 친수성으로 바꾸고 여기에 전도성 물질을 코팅한 압전필름으로서, 압전필름의 일단에 접속된 전극을 통하여 오디오 신호를 인가하면 압전필름이 진동을 일으키며 이에 대응하는 음향을 발생시킬 수 있다.

이와 같은 필름스피커는 종래의 일반스피커와 같이 제조과정에서의 복잡한 공정이 불필요할 뿐 아니라 얇은 필름의 형태로서 상대적으로 차지하는 공간이 작아 활용도가 높을 수 있다.

상술한 터치패널에 필름스피커를 적용하면 스피커 기능을 물론 터치에 의한 진동을 느낄 수 있는 인식기능, 마이크 기능을 부가할 수 있다.

본 발명의 목적은 터치패널에 필름스피커를 적용함에 있어서 필름스피커에 의한 공기의 진동을 극대화할 수 있는 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널은 합성수지 또는 유리로 이루어진 판상의 하부회로기판, 상기 하부회로기판상에 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질인 하부투명전극층, 상기 하부투명전극층상의 양단에 배치되고, 전기 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 금속전극층, 상기 하부투명전극층상의 상기 금속전극층이 배치된 부분의 안쪽 영역 전체 면에 걸쳐 복수 개 배치되고, 각기 소정의 높이를 갖는 점(dot) 형태의 절연체인 도트 스페이서(dot spacer), 상기 금속전극층과 도트 스페이서 상에, 상기 하부투명전극층과 일정한 간격으로 이격되어 공기층을 형성하도록 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질로 이루어진 상부투명전극층, 상기 상부투명전극층상에 배치되고, 상부투명전극층이 형성되는 기판으로서 합성수지 필름인 상부회로기판, 상기 상부회로기판상에 배치되고, 상하 양면에 전기 전도성 물질이 도포 되어 필름스피커전극층이 형성된 필름스피커기판으로 이루어진 필름스피커층, 상기 필름스피커층상에 배치되고, 터치패널의 표면을 이루며, 하부에 적층된 상기 층들을 보호할 수 있는 투명한 합성수지 또는 유리로 이루어진 윈도우 필름층 및 상기 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 상기 층들에 에어홀(hole)을 형성하여 상기 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 상기 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써 소리를 출력할 수 있는 개방형 스피커 에어홀(speaker hole)을 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 합성수지 또는 유리로 이루어진 판상의 하부회로기판, 상기 하부회로기판상에 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질인 하부투명전극층, 상기 하부투명전극층상의 양단에 각각 배치되고, 전기 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 금속전극층, 상기 하부투명전극층상의 상기 금속전극층이 배치된 부분의 안쪽 영역 전체면에 걸쳐 복수 개 배치되고, 각기 소정의 높이를 갖는 점(dot) 형태의 절연체인 도트 스페이서(dot spacer), 상기 금속전극층과 도트 스페이서 상에, 상기 하부투명전극층과 일정한 간격으로 이격되어 공기층을 형성하도록 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질인 상부투명전극층, 상기 상부투명전극층상에 배치되고, 상부투명전극층이 형성되는 기판으로서 합성수지 필름인 상부회로기판, 상기 상부회로기판상에 배치되고, 상하 양면에 전기 전도성 물질이 도포 되어 필름스피커전극층이 형성된 필름스피커기판으로 이루어진 필름스피커층, 상기 필름스피커층상에 배치되고, 터치패널의 표면을 이루며, 하부에 적층된 상기 층들을 보호할 수 있는 투명한 합성수지 또는 유리로 이루어진 윈도우 필름층 및 상기 필름스피커층을 기준으로 하부에 적층된 층들에 공기층을 포함하는 홀(hole)을 형성하고, 상기 윈도우 필름층이 상기 형성된 홀(hole)을 차단하며, 상기 필름스피커층의 진동을 음파로써 외부로 출력할 수 있는 차단형 스피커 에어홀(speaker air hole)을 가질 수 있다.

상기 상부회로기판과 필름스피커층 사이는, 투명한 양면 접착제인 제1 OCA층(Optical Clear Adhesive layer)이 배치되어 상기 두 층을 접착시키고, 상기 필름스피커층과 상기 윈도우 필름층 사이는, 투명한 양면 접착제인 제2 OCA층이 배치되어 상기 두 층을 접착시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 OCA층과 윈도우 필름층 사이는, 상기 금속전극층을 가릴 수 있는 범위로 가장자리를 따라 배치되어 외관을 이루는 표면에 시야를 차단하거나 표면을 장식하는 차단영역을 형성함으로써, 차단영역을 제외한 윈도우 영역과 구분될 수 있는 스크리닝(screening)층을 더 포함할 수 있다.

상기 스크리닝층은, 윈도우 필름층의 하부의 가장자리에 안료를 증착 또는 스크린 인쇄함으로써 형성될 수 있다.

한편, 상기 필름스피커층과 윈도우 필름층 사이는, 상기 금속전극층을 가릴 수 있는 범위로 가장자리를 따라 배치되어 외관을 이루는 표면에 시야를 차단하거나 표면을 장식하는 차단영역을 형성함으로써, 차단영역을 제외한 윈도우 영역과 구분될 수 있는 스크리닝(screening)층을 더 포함할 수 있다.

상기 하부회로기판은, 강화유리, 일반 판유리, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA) 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 하부투명전극층 및 상부투명전극층은, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube) 및 전도성 고분자 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 금속전극층은, 은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 합금일 수 있다.

또한, 상기 금속전극층은, 은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속 페이스트(metal paste)의 인쇄 또는 증착으로 형성될 수 있다.

상기 상부회로기판은, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 합성수지 합지필름, 강화유리 및 일반 판유리 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 제1 OCA층 및 제2 OCA층은, 산화방지처리할 수 있다.

또한, 상기 필름스피커층의 필름스피커기판은, 압전고분자필름 또는 유리일 수 있다.

상기 압전고분자필름은, 불화폴리비닐리덴(Polyvinyllidene Fluoride, PVDF), 폴리테트라불화에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTEE) 및 불화에틸렌프로필렌(Fluorinated Ethylene Propylene, FEP) 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 필름스피커층의 필름스피커전극층은, 투명한 전기 전도성 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide) 및 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube) 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.

한편, 상기 필름스피커층의 필름스피커전극층은, 상기 차단영역에서는 불투명한 전기 전도성 물질인 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 합금이고, 상기 윈도우영역에서는 투명한 전기 전도성 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide) 및 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube) 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 에어홀(air hole)은, 상기 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 층들에 홀(hole)을 형성하여 상기 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 상기 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 개방형 마이크로폰 에어홀(open microphone air hole) 또는, 상기 필름스피커층을 기준으로 하부에 적층된 층들에 공기층을 포함하는 홀(hole)을 형성하고, 상기 윈도우 필름층이 상기 형성된 홀(hole)을 차단하며, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 차단형 마이크로폰 에어홀(closed microphone air hole)을 더 포함할 수 있다.

상기 에어홀(air hole)은, 상기 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 층들에 홀(hole)을 형성하여 상기 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 상기 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 개방형 마이크로폰 에어홀(open microphone air hole) 또는, 상기 필름스피커층을 기준으로 상부에 제2 OCA층 및 하부에 적층된 층들에 공기층을 포함하는 홀(hole)을 형성하고, 상기 윈도우 필름층이 상기 형성된 홀(hole)을 차단하며, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 차단형 마이크로폰 에어홀(closed microphone air hole)을 더 포함할 수 있다.

상기 윈도우 영역은, 외부터치에 의한 피드백(feed-back)으로서 필름스피커층의 진동이 일어날 수 있다.

또한, 상기 윈도우 영역은, 외부터치에 의한 피드백(feed-back)으로서 필름스피커층의 진동이 일어날 수 있다.

상기 필름스피커층은, 개방형 스피커 에어홀에 의해 노출된 상하 양면 또는 상부 한 면에 합성수지 필름의 보호층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 필름스피커층은, 개방형 마이크로폰 에어홀에 의해 노출된 상하 양면 또는 상부 한 면에 합성수지 필름의 보호층을 더 포함할 수 있다.

상기 필름스피커층은, 개방형 마이크로폰 에어홀에 의해 노출된 상하 양면 또는 상부 한 면에 합성수지 필름의 보호층을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 저항막식 터치패널에 필름스피커의 기능을 하는 전극이 도포된 압전고분자필름 또는 유리를 적용함에 있어서 스피커와 마이크로폰 기능을 하는 부분에 에어홀(air hole)을 형성함으로써 공기층의 진동에 의한 스피커와 마이크로폰의 음파의 출력 및 입력기능을 극대화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 저항막식 터치패널의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선으로 절단한 모습을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 저항막식 터치패널의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 B-B선으로 절단한 모습을 나타낸 단면도이다.

이하에 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 완전한 설명을 하기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 에어홀(air hole) 및 필름스피커(film speaker)를 갖는 저항막식 제1 터치패널(이하, 제1 터치패널이라 함, 100)의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 모습을 나타낸 단면도이다.

도 1에 따르면, 본 발명의 일실시예에 의한 제1 터치패널(100)의 평면구조는 크게 윈도우 영역(102) 및 차단 영역(104)으로 나눌 수 있다.

여기서, 윈도우 영역(102)은 디스플레이 창으로서, 사용자의 터치에 의한 미세진동에 의해 터치에 관한 인식을 할 수 있는 영역이다. 즉, 사용자가 윈도우 영역(102)에 나타나는 디스플레이 화면 중에 나타낸 아이콘이나 버튼을 선택하여 터치하면 그와 동시에 진동이 전해지면서 피드백 효과를 얻을 수 있다. 따라서 사용자가 선택한 아이콘이나 해당 버튼 등을 터치하여 그 신호가 터치패널에 전달되었는지를 터치와 동시에 인식할 수 있는 장점이 있다.

또한, 차단 영역(104)은 안료의 증착이나 인쇄에 의해 전극회로를 가리는 영역으로서, 불투명한 영역이다. 증착이나 인쇄방법에 따라 컬러나 문양을 달리할 수 있다. 차단 영역(104)에는 도시한 바와 같이 에어홀(106, 108)을 형성할 수 있다.

이때, 개방형 스피커 에어홀(open speaker air hole, 106)은 필름스피커의 진동을 소리로 출력하는 스피커 기능을 하는 부분에 형성하고, 개방형 마이크로폰 에어홀(open microphone air hole, 108)은 외부의 음파를 필름스피커로 전달하는 마이크 기능을 하는 부분에 형성할 수 있다.

도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 일실시예에 의한 제1 터치패널(100)은 하부회로기판(110), 제1 투명전극층(120), 실버전극층(130), 도트스페이서(dot spacer, 140), 제2 투명전극층(122), 상부회로기판(112), 제1 OCA층(Optical Clear Adhesive layer, 150), 필름스피커층(160), 제2 OCA층(152), 스크리닝층(screening layer, 170) 및 윈도우 필름층(180)을 포함하고, 차단영역(104)의 양단에 개방형 스피커 에어홀(106) 및 개방형 마이크로폰 에어홀(108)이 형성된다. 이때, 개방형 에어홀(106, 108)을 형성함에 있어서, 필름스피커층(160)은 그대로 둔 채, 상하에 적층된 나머지 다른 층들에 공기층을 포함할 수 있는 홀(hole)을 형성한다.

하부회로기판(110)은 제1 투명전극층(120)을 배치되는 기판으로서, 강화유리(tempered glass) 나 일반 판유리 또는 투명한 합성수지 필름으로 할 수 있다. 여기서, 상기 강화유리는 성형 판유리를 유리전이온도(Tg)에 가까운 500 내지 600 ℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축변형시키고 내부를 인장변형시켜 강화한 유리 또는 이온치환에 의하여 화학적으로 강화한 유리를 포함한다. 또한, 상기 투명한 합성수지 필름은 투명하면서 강도가 높은 합성수지 필름은 모두 적용할 수 있으며, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 하는 것이 바람직하다.

하부투명전극층(120)은 하부회로기판(110)상에 배치되고, 투명하면서 전기전도성이 있는 물질을 증착함으로써 박막으로 형성된다. 또한, 증착된 박막의 제1 투명전극층(122)는 식각(etching)에 의해 일정한 패턴이 형성되고, 그 방법은 포토리소그래피(Photolithography) 등을 이용할 수 있다.

하부투명전극층(120)의 소재는 ITO(Indium Tin Oxide)인 것이 바람직하나, 경우에 따라 IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube), 전도성 고분자 등을 적용할 수 있다.

또한, 하부투명전극층(120)의 두께는 ITO로 하는 경우에, 0.01 내지 0.02 ㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 0.01 ㎛보다 더 얇은 경우에는 도전성에 문제가 생길 뿐 아니라 기계적인 강도가 낮아질 수 있고, 0.02 ㎛보다 더 두꺼운 경우에는 필요한 패턴을 구현하기 위한 식각 공정을 수행하는데 불리할 수 있다.

금속전극층(130)은 하부투명전극층(120) 상의 양측 가장자리에 평행하게 배치되고, 전압을 가하여 하부투명전극층(120)의 양단 사이에 전위차를 발생하도록 한다. 소재는 전기 전도성이 우수한 은(Ag)으로 하는 것이 바람직하나, 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 전기 전도성이 우수한 금속의 합금으로 할 수 있다. 또한, 금속전극층(130)은 해당 금속 페이스트의 인쇄나 증착으로 형성할 수 있다.

도트 스페이서(dot spacer, 140)는 하부투명전극층(120) 상의 금속전극층(130)이 배치된 부분의 안쪽 영역 전체에 걸쳐 배치된다. 이때, 배치되는 방식은 일정한 간격으로 정렬되어 전체면에 균일하게 배치되고, 복수 개의 점(dot)들이 흩어져 있는 형상이다. 여기서, 각 도트 스페이서(140)의 형태는 소정의 높이를 갖는 반구 형태인 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 기술적 범위가 여기에 한정되지 않으며, 경우에 따라 다각형의 기둥 형태 등 다양한 형태의 도트 스페이서(140)를 다양한 정렬방식으로 적용할 수 있다.

또한, 소재는 전기적 절연물질로 한다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 경우에 따라 다각형의 기둥형태 등 일정한 높이를 유지할 수 있는 다양한 형태의 도트 스페이서를 적용할 수 있다. 또한, 도트 스페이서(140)는 하부투명전극층(120)과 상부투명전극층(122)이 일정한 간격만큼 이격되어 배치되도록 하는 지지대 역할을 하며, 하부투명전극층(120)과 상부투명전극층(122)의 간에는 공기층이 형성된다.

상부투명전극층(122)은 상부회로기판(112)에 증착되어 박막으로 형성되고, 도트 스페이서(140)를 사이에 두고 하부투명전극층(120)과 일정한 간격만큼 이격되도록 배치된다. 따라서, 펜(pen)이나 손가락 등에 의한 외부의 압력이 가해지면 그 부분은 상부투명전극층(122)과 하부투명전극층(120)이 접촉할 수 있다. 이에 따라 상부투명전극층(122)에 전기가 흐르고, 이때 출력되는 전압의 레벨로 터치위치를 검출할 수 있다. 상부투명전극층(122)의 소재 및 두께 등은 상술한 하부투명전극층(120)에서와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상부회로기판(112)은 상부투명전극층(122) 상에 배치되고, 상술한 바와 같이 상부투명전극(122)을 박막으로 증착하는 데 필요한 구조이다. 또한, 아래에서 설명할 필름스피커층(160)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 상부회로기판(112)의 소재는 투명한 전도성 물질을 증착할 수 있는 투명한 합성수지, 유리, 둘 이상의 합성수지 필름을 접합한 합지필름으로 할 수 있다. 여기서, 상기 합성수지는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET) 및 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA) 중에 선택된 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 유리는 일반 판유리 또는 강화유리일 수 있다. 이때, 강화유리는 상술한 하부회로기판(110)에서 설명한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

제1 OCA층(150)은 상부회로기판(112)상에 배치되는 투명한 양면 접착필름으로서, 상부회로기판(112)와 필름스피커층(160)을 접착한다. 이때, OCA필름은 광투과율이 90%이상인 소재로 하는 것이 바람직하고, 산화방지처리를 하여 시간이 지남에 따른 변색을 최소화할 수도 있다.

필름스피커층(160)은 하부필름스피커전극층(162), 필름스피커기판(164), 상부필름스피커전극층(166)으로 이루어진다.

필름스피커기판(164)은 압전고분자필름 또는 유리(glass)로 할 수 있다. 여기서, 필름스피커기판(164)을 유리로 하는 경우 압전고분자필름을 적용하는 것에 비하여 상대적으로 두께가 두꺼워질 수 있으나 스피커의 기능을 향상시킬 수 있다.

이때, 압전고분자필름은 절연체인 고분자 필름으로서, 불화폴리비닐리덴(Polyvinyllidene Fluoride, PVDF)로 하는 것이 바람직하다. 그러나 경우에 따라 폴리테트라불화에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTEE), 불화에틸렌프로필렌(Fluorinated Ethylene Propylene, FEP) 등의 다른 불소수지를 적용할 수도 있다.

또한, 하부필름스피커전극층(162) 및 상부필름스피커전극층(166)은 필름스피커기판(164)의 양면에 각각 배치되고, 전기적 도전성 물질을 증착이나 인쇄 등의 방법으로 필름스피커기판(164)에 도포된다.

이때, 하부 및 상부필름스피커전극층(162, 166)은 투명성이 요구되는 윈도우 영역(102)에서는 투명한 도전성 물질로 형성하고, 차단영역(104)은 전기 전도성이 상대적으로 우수한 불투명한 도전성 물질인 금속으로 형성하여 필름스피커의 기능을 향상시킬 수 있다.

여기서, 투명한 도전성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide)인 것이 바람직하나, 경우에 따라 IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube), 전도성 고분자 등을 적용할 수 있다. 또한, 불투명한 도전성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 적용할 수 있다.

그러나 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않으며, 경우에 따라 본 발명의 터치패널의 윈도우 영역(102)과 차단영역(104) 전면에 걸쳐서 하부 및 상부필름스피커전극층(162, 166)을 투명한 도전성 물질로 형성할 수 있다. 또한, 하부필름스피커전극층(162) 및 상부필름스피커전극층(166) 중에 어느 하나만 투명한 도전성 물질과 불투명한 도전성 물질을 분리하여 배치할 수도 있다.

제2 OCA층(152)은 필름스피커층(160)과 스크리닝층(170)이나 윈도우필름층(180) 사이에 배치되어 접착하는 양면 투명 접착제이다. 제2 OCA층(152)의 특성은 상술한 제1 OCA층(150)과 같으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

스크리닝층(170)은 제1 터치패널(100)의 평면구조에서 차단영역(104)을 형성하는 부분으로서, 윈도우필름층(180)의 하부에 배치되고, 제2 OCA층(152)를 매개로 하부에 배치된 필름스피커층(160)과 접착된다. 스크리닝층(170)은 금속전극층(130)을 시야로부터 차단하는 기능을 하고, 경우에 따라 장식(decoration) 기능을 수행할 수도 있다. 따라서 스크리닝층(170)가 형성되는 범위는 금속전극층(130)을 완전히 가릴 수 있도록 금속전극층을 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 터치패널이 적용되는 디스플레이 기기의 종류 또는 디자인에 따라 다양한 컬러나 디자인을 적용할 수 있다. 스크리닝층(170)을 형성하는 방법은 윈도우 필름층(180)의 하부면에 증착이나 실크스크린 인쇄로 할 수 있다.

윈도우 필름층(180)은 제1 터치패널(100)의 표면을 이루는 투명한 커버층으로서, 하부에 적층된 다른 구조들을 보호하고, 압력을 직접 가하는 부분이다. 소재는 투명하고 강도가 높은 합성수지나 유리 등으로 할 수 있다. 여기서, 투명한 합성수지는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 할 수 있으며, 유리는 강화유리(tempered glass)나 일반 판유리를 적용할 수 있다. 이때, 강화유리는 상술한 하부회로기판(110)에서 살펴본 바와 같이 열 강화나 화학적 강화유리일 수 있다.

개방형 스피커 에어홀(106)은 차단영역(104) 내 스피커 기능을 하는 부분에 위치하고, 도시한 바와 같이, 상기 적층된 층들 중 필름스피커층(160)을 제외한 나머지 층들에 홀(hole)을 형성함으로써 이루어진다. 따라서 필름스피커층(160)은 개방형 스피커 에어홀(106)에 의해 직접 공기에 노출되고, 일부 노출된 필름스피커층(160)의 상하에는 공기층이 자리 잡음으로써, 필름스피커층(160)의 진동은 공기의 진동으로 전해지면서 음파의 전달 기능을 극대화할 수 있다.

한편, 개방형 스피커 에어홀(106)의 단면의 형태나 크기는 제1 터치패널(100)이 적용되는 디스플레이 기기의 종류나 디자인에 따라 달리할 수 있다. 여기서, 개방형 스피커 에어홀(106)의 크기 즉, 단면적은 음파를 전달하는 공기층의 부피와 관련되므로 단면적이 클수록 상술한 필름스피커 기능이 향상될 수 있다. 따라서 적용되는 기기에 따른 스피커 기능과 외관 디자인 등을 종합적으로 고려하여 그 크기를 달리할 수 있다.

개방형 마이크로폰 에어홀(108)은 차단영역(104) 내, 스피커 에어홀(106)이 형성된 일측과 윈도우 영역(102)을 사이에 둔 타측에 위치한다. 홀(hole)의 형성 형태는 상술한 스피커 에어홀(106)에서와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 마이크로폰 에어홀(108)에서의 필름스피커층(160)은 상하로 공기층에 직접 노출되어 있으므로 외부의 음파를 전달하는 데 효율적이고, 그 기능은 홀의 단면적과 관련된다. 따라서 제1 터치패널(100)이 적용되는 디스플레이 기기의 외관 디자인과 마이크로폰 기능과의 관계를 고려하여 그 크기를 결정할 수 있다.

윈도우 영역(102)은 전면에 걸쳐 필름스피커층(160)이 다른 층들에 의해 밀폐되어 있으므로 외부의 공기와는 접촉하지 않으며, 필름스피커층(160)의 진동에 의한 인식기능을 수행할 수 있다.

다시 말해, 제1 터치패널(100)은 윈도우 영역(102)에서는 필름스피커층(160)의 진동에 의한 인식기능이 수행되고, 차단영역(104)에서는 개방형 에어홀(106, 108)에 의한 음파의 출력이나 입력기능이 수행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 제2 터치패널(이하, 제2 터치패널이라 함, 200)의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 B-B선을 따라 절단한 모습을 나타낸 단면도이다.

도 3에 의하면, 제2 터치패널(200)의 평면구조는 윈도우 영역(202)과 차단영역(204)으로 구분되고, 이는 제1 터치패널(도 1 및 도 2의 100)과 동일하다. 따라서, 제2 터치패널(200)을 이루는 각층의 특성은 제1 터치패널(100)에서와 동일하므로 상세한 설명은 그 부분은 참조하기로 한다. 다만, 차단영역(204)에 차단형 스피커 에어홀(closed speaker air hole, 206)이나 차단형 마이크로폰 에어홀(closed microphone air hole, 208)이 노출되어 있지 않은 점이 상이하다.

도 3 및 도 4에 의하면, 제2 터치패널(200)은 하부회로기판(210), 금속전극층(230) 및 도트 스페이서(240)를 사이에 둔 하부 투명전극층(220)과 상부 투명전극층(222), 상부 회로기판(212), 제1 OCA층(250), 필름스피커층(260), 제2 OCA층(252), 스크리닝층(270) 및 윈도우 필름층(280)을 포함하고, 차단영역의 양단에 차단형 스피커 에어홀(206) 및 차단형 마이크로폰 에어홀(208)이 형성된다.

제2 터치패널(200)의 기본적인 적층구조는 제1 터치패널(도 1 및 도 2의 100)과 동일하다. 상이한 점은 제1 터치패널(100)의 스피커 에어홀(도 1 및 도 2의 190)과 마이크로폰 에어홀(도 1 및 도 2의 192)이 외부로 노출되어 있는데 반하여, 제2 터치패널(200)의 차단형 스피커 에어홀(206)과 차단형 마이크로폰 에어홀(208)은 윈도우 필름층(280)과 스크리닝층(270)에 의해 차단되어 외부로 드러나지 않는 것이 특징이다. 따라서 필름 스피커층(260)의 상하에 있는 공기층은 외부의 공기층과는 차단되어 있고 제2 터치패널(200)의 내부에 존재한다.

제2 터치패널(200)은 차단형 에어홀(206, 208)이 외부로 드러나지 않으므로, 그 위치에 구애받지 않고 다양한 외관 디자인을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 차단형 에어홀(206, 208) 내부로 이물질이 침투하여 필름스피커층(260)의 표면이 오염되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 두 실시예에 적용된 스크리닝층은 시야를 차단하거나 장식하는 기능을 하는 부분으로서 경우에 따라 생략할 수도 있다.

또한, 상기 윈도우 필름층과 필름스피커층, 상기 상부회로기판과 필름스피커 사이는 OCA층을 생략하고 열압착이나 전사 등의 방법으로 직접 부착할 수도 있다.

한편, 개방형 스피커 에어홀이나 개방형 마이크로폰 에어홀에 있어서, 그 부분의 필름스피커층은 공기층에 직접 노출되어 이물질에 의한 오염이나 손상이 일어날 수 있으므로 상기 필름스피커의 상하 양면이나 상부 한 면에 박형의 합성수지 필름 등의 보호층을 더 두어 오염과 손상을 최소화할 수 있다.

100: 제1 터치패널 200: 제2 터치패널
102, 202: 윈도우영역 104, 204: 차단영역
106: 개방형 스피커 에어홀 206: 차단형 스피커 에어홀
108: 개방형 마이크로폰 에어홀 208: 차단형 마이크로폰 에어홀
110, 210: 하부회로기판 112, 212: 상부회로기판
120, 220: 하부투명전극층 122, 220: 상부투명전극층
130, 203: 금속전극층 140, 240: 도트 스페이서
150, 250: 제1 OCA층 152, 252: 제2 OCA층
160, 260: 필름스피커층 162, 262: 하부필름스피커전극층
164, 264: 필름스피커기판 166, 266: 상부필름스피커전극층
170, 270: 스크리닝층 180, 280: 윈도우필름층

Claims

합성수지 또는 유리로 이루어진 판상의 하부회로기판;
상기 하부회로기판상에 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질인 하부투명전극층;
상기 하부투명전극층 상의 좌우 양측 가장자리에 평행하게 배치되고, 전기 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 금속전극층;
상기 하부투명전극층 상의 상기 금속전극층이 배치된 부분의 안쪽 영역 전체 면에 걸쳐 복수 개 배치되고, 각기 소정의 높이를 갖는 점(dot) 형태의 절연체인 도트 스페이서(dot spacer);
상기 금속전극층과 도트 스페이서 상에, 상기 하부투명전극층과 일정한 간격으로 이격되어 공기층을 형성하도록 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질로 이루어진 상부투명전극층;
상기 상부투명전극층상에 배치되고, 상부투명전극층이 형성되는 기판으로서 합성수지 필름인 상부회로기판;
상기 상부회로기판상에 배치되고, 상하 양면에 전기 전도성 물질이 도포 되어 필름스피커전극층이 형성된 필름스피커기판으로 이루어진 필름스피커층;
상기 필름스피커층상에 배치되고, 터치패널의 표면을 이루며, 하부에 적층된 상기 층들을 보호할 수 있는 투명한 합성수지 또는 유리로 이루어진 윈도우 필름층; 및
상기 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 상기 층들에 에어홀(hole)을 형성하여 상기 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 상기 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써 소리를 출력할 수 있는 개방형 스피커 에어홀(speaker hole)을 갖는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
합성수지 또는 유리로 이루어진 판상의 하부회로기판;
상기 하부회로기판상에 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질인 하부투명전극층;
상기 하부투명전극층상의 양단에 각각 배치되고, 전기 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 금속전극층;
상기 하부투명전극층상의 상기 금속전극층이 배치된 부분의 안쪽 영역 전체면에 걸쳐 복수 개 배치되고, 각기 소정의 높이를 갖는 점(dot) 형태의 절연체인 도트 스페이서(dot spacer);
상기 금속전극층과 도트 스페이서 상에, 상기 하부투명전극층과 일정한 간격으로 이격되어 공기층을 형성하도록 배치되고, 투명한 전기 전도성 물질인 상부투명전극층;
상기 상부투명전극층상에 배치되고, 상부투명전극층이 형성되는 기판으로서 합성수지 필름인 상부회로기판;
상기 상부회로기판상에 배치되고, 상하 양면에 전기 전도성 물질이 도포 되어 필름스피커전극층이 형성된 필름스피커기판으로 이루어진 필름스피커층;
상기 필름스피커층상에 배치되고, 터치패널의 표면을 이루며, 하부에 적층된 상기 층들을 보호할 수 있는 투명한 합성수지 또는 유리로 이루어진 윈도우 필름층; 및
상기 필름스피커층을 기준으로 하부에 적층된 층들에 공기층을 포함하는 홀(hole)을 형성하고, 상기 윈도우 필름층이 상기 형성된 홀(hole)을 차단하며, 상기 필름스피커층의 진동을 음파로써 외부로 출력할 수 있는 차단형 스피커 에어홀(speaker air hole)을 갖는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상부회로기판과 필름스피커층 사이는,
투명한 양면 접착제인 제1 OCA층(Optical Clear Adhesive layer)이 배치되어 상기 두 층을 접착시키고,
상기 필름스피커층과 상기 윈도우 필름층 사이는,
투명한 양면 접착제인 제2 OCA층이 배치되어 상기 두 층을 접착시키는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제3항에 있어서,
상기 제2 OCA층과 윈도우 필름층 사이는,
상기 금속전극층을 가릴 수 있는 범위로 가장자리를 따라 배치되어 외관을 이루는 표면에 시야를 차단하거나 표면을 장식하는 차단영역을 형성함으로써, 차단영역을 제외한 윈도우 영역과 구분될 수 있는 스크리닝(screening)층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제4항에 있어서,
상기 스크리닝층은,
윈도우 필름층의 하부의 가장자리에 안료를 증착 또는 스크린 인쇄함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 필름스피커층과 윈도우 필름층 사이는,
상기 금속전극층을 가릴 수 있는 범위로 가장자리를 따라 배치되어 외관을 이루는 표면에 시야를 차단하거나 표면을 장식하는 차단영역을 형성함으로써, 차단영역을 제외한 윈도우 영역과 구분될 수 있는 스크리닝(screening)층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제6항에 있어서,
상기 스크리닝층은,
윈도우 필름층의 하부의 가장자리에 안료를 증착 또는 스크린 인쇄함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하부회로기판은,
강화유리, 일반 판유리, 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA) 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하부투명전극층 및 상부투명전극층은,
ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube) 및 전도성 고분자 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속전극층은,
은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제10항에 있어서,
상기 금속전극층은,
은(Ag), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속 페이스트(metal paste)의 인쇄 또는 증착으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상부회로기판은,
폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 합성수지 합지필름, 강화유리 및 일반 판유리 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제3항에 있어서,
상기 제1 OCA층 및 제2 OCA층은,
산화방지처리한 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 필름스피커층의 필름스피커기판은,
압전고분자필름 또는 유리인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제14항에 있어서,
상기 압전고분자필름은,
불화폴리비닐리덴(Polyvinyllidene Fluoride, PVDF), 폴리테트라불화에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTEE) 및 불화에틸렌프로필렌(Fluorinated Ethylene Propylene, FEP) 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 필름스피커층의 필름스피커전극층은,
투명한 전기 전도성 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide) 및 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube) 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 필름스피커층의 필름스피커전극층은,
상기 차단영역에서는 불투명한 전기 전도성 물질인 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 합금이고,
상기 윈도우영역에서는 투명한 전기 전도성 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ATO(Antimon Tin Oxide) 및 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nano Tube) 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에어홀(air hole)은,
상기 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 층들에 홀(hole)을 형성하여 상기 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 상기 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 개방형 마이크로폰 에어홀(open microphone air hole) 또는,
상기 필름스피커층을 기준으로 하부에 적층된 층들에 공기층을 포함하는 홀(hole)을 형성하고, 상기 윈도우 필름층이 상기 형성된 홀(hole)을 차단하며, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 차단형 마이크로폰 에어홀(closed microphone air hole)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제3항에 있어서,
상기 에어홀(air hole)은,
상기 필름스피커층을 기준으로 상하로 적층되는 층들에 홀(hole)을 형성하여 상기 필름스피커층의 상하 양면에 공기층이 접촉되도록 하고, 상기 필름스피커층의 상부는 외부의 공기층과 직접 접촉하도록 함으로써, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 개방형 마이크로폰 에어홀(open microphone air hole) 또는,
상기 필름스피커층을 기준으로 상부에 제2 OCA층 및 하부에 적층된 층들에 공기층을 포함하는 홀(hole)을 형성하고, 상기 윈도우 필름층이 상기 형성된 홀(hole)을 차단하며, 외부의 음파를 상기 필름스피커층으로 입력할 수 있는 차단형 마이크로폰 에어홀(closed microphone air hole)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제4항에 있어서,
상기 윈도우 영역은,
외부터치에 의한 피드백(feed-back)으로서 필름스피커층의 진동이 일어나는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제6항에 있어서,
상기 윈도우 영역은,
외부터치에 의한 피드백(feed-back)으로서 필름스피커층의 진동이 일어나는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제1항에 있어서,
상기 필름스피커층은,
개방형 스피커 에어홀에 의해 노출된 상하 양면 또는 상부 한 면에 합성수지 필름의 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제18항에 있어서,
상기 필름스피커층은,
개방형 마이크로폰 에어홀에 의해 노출된 상하 양면 또는 상부 한 면에 합성수지 필름의 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.
제19항에 있어서,
상기 필름스피커층은,
개방형 마이크로폰 에어홀에 의해 노출된 상하 양면 또는 상부 한 면에 합성수지 필름의 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 및 필름스피커를 포함하는 저항막식 터치패널.