KR101368991B1

KR101368991B1 - 터치패널센서

Info

Publication number: KR101368991B1
Application number: KR1020120139089A
Authority: KR
Inventors: 남동식
Original assignee: (주)삼원에스티
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-03-03
Also published as: KR20130009711A

Abstract

정전용량의 변화를 통해 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서는, 나란하게 형성된 복수개의 하부 투명전극을 포함하는 하부 투명 기판, 및 하부 투명전극에 교차하는 방향으로 나란하게 형성된 복수개의 상부 투명전극 및 상부 투명전극 사이에 형성된 복수의 더미 투명전극을 포함하는 상부 투명 기판을 포함한다. 상부 투명전극은 그룹화되어 터치의 감도를 개선할 수 있으며, 상부 투명전극 사이에 형성된 더미 투명전극은 터치패널센서에서의 신호 감도를 편차 없이 안정되게 유지할 수가 있다.

Description

터치패널센서{TOUCH PANEL SENSOR}

본 발명은 터치패널센서에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 정전용량의 변화를 통해 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서에 관한 것이다.

도 1은 종래의 정전용량 방식의 터치패널센서를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 터치패널센서(1)는 하부 절연시트(10) 및 상부 절연시트(20)가 소정 간격 이격되어 접합된다. 하부 절연시트(10) 및 상부 절연시트(20)의 마주보는 면에는 각각 하부 ITO전극(30)과 상부 ITO전극(40)이 상호 수직하게 배열되어 있으며, 구체적으로, 하부 ITO전극(30)은 하부 절연시트(10)의 상면에 수평하게 배향되어 있으며, 상부 ITO전극(40)은 상부 절연시트(20)의 저면에서 수직하게 배향되어 있다.

상술한 터치패널센서(1)는 상호 교차하도록 배치되는 하부 ITO전극(30) 및 상부 ITO전극(40)의 각 교차지점마다 각 교차지점의 면적에 대응하는 소정의 정전 용량 즉, 캐패시턴스 값이 존재하는데, 신체 일부가 근접하면 상부에 배치된 상부 ITO전극(40)의 면적에 신체 일부의 면적이 더해져 캐패시턴스 값이 변경될 수 있다.

이때, 그 폭이 하부 ITO전극(30)에는 고주파 전류가 제공되는 구동전극(drive line)으로 사용될 수 있으며, 상부 ITO전극(40)에서는 하부 ITO전극(30)으로 전달되는 고주파 전류에 대응하여 전기적으로 영향을 받아 전류가 발생할 수 있다. 신체 일부의 접근 유무에 의해서 변경되는 하부 ITO전극(30)과 상부 ITO전극(40) 간의 캐패시턴스가 변화할 수 있으며, 이러한 전기적 특성의 변화를 감지하여 신체 접촉을 센싱할 수 있다.

또한, 상부 ITO전극(40)과 외부의 회로기판(50)의 전극(52)을 전기적으로 연결하기 위하여, 금속 재질의 연결선(48)이 상부 ITO전극(40)의 단부로부터 상부 절연시트(20)의 하부까지 연장되어 있으며, 하부 ITO전극(20) 또한 별도의 연결선에 의해서 회로기판(50)과 연결된다.

종래의 ITO를 이용한 전극은 약 5mm 간격으로 배열되며, 300㎛ 이상의 두꺼운 폭으로 형성된다. 왜냐하면, ITO는 투명하기는 하지만 상대적으로 면저항이 크기 때문에 약 300㎛보다 얇게 형성하면 저항이 급격히 증가하여 감도를 더 떨어뜨릴 수 있으며, 터치 패널의 반응 속도도 현저하게 감소시킬 수 있기 때문이다. 또한, 아무리 ITO나 IZO가 투명하더라도 빛을 왜곡시킬 수 있기 때문에 되도록 얇게 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, ITO 또는 IZO, 탄소나노튜브 등은 대체로 투명하지만, 굴절율 등의 차이에 의해서 빛을 왜곡시킬 수 있으며, 완전히 투명하지 않기 때문에 투명전극이 있는 부분과 없는 부분 사이에 차이가 있으므로, 주변의 상을 왜곡시킬 수가 있다.

또한, 터치패널센서는 단말기 또는 기타 전자장비의 바깥에 노출되기 때문에, 외부의 전자파에 의해서 영향을 받을 수 있으며, 원인이 명확히 밝혀지지는 않았지만 실제로 동일한 환경 하의 터치패널센서이라고 해도 측정할 때마다 신호 감도가 조금씩 변하는 문제점이 발생할 수 있다.

한국특허공개 제10-2010-0084255호에는 더미패턴을 이용한 "터치 스크린 패널 및 그 제조방법"에 관한 내용이 개시되어 있지만, 감지패턴들이 상호 겹치지 않게 배치되어야 하고, 감지패턴에 반대편 더미패턴에 그대로 겹친다는 점에서 여전히 굴절률 차이가 심화된다는 문제점이 있다.

본 발명은 ITO와 같은 투명전극을 사용하되, 터치패널센서의 감도를 증가시킬 수 있는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명은 ITO와 같은 투명전극을 사용하되, 투명전극의 존재에 의한 밝기 변화나 빛의 간섭을 최소화할 수 있고, 측정 신호감도의 편차를 현저히 줄일 수 있는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명은 ITO와 같은 투명전극을 사용하되, 패턴의 반응속도를 증가시키고 빛의 왜곡 현상도 줄일 수 있는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 정전용량의 변화를 통해 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서는, 일정한 폭으로 나란하게 형성된 복수개의 하부 투명전극을 포함하는 하부 투명 기판, 및 상부 투명전극과 더미 투명전극을 포함하는 상부 투명 기판을 포함한다.

상부 투명전극은 하부 투명전극에 교차하는 방향으로 나란하게 형성되며, 하부 투명전극과 상응하여 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 또한, 더미 투명전극은 상기 투명 기판에서 동일 면 또는 반대 면 상에 형성될 수 있으며, 상부 투명전극과 전기적으로 분리되도록 이격되고, 도전성 투명 재질을 이용하여 형성될 수 있다.

더미 투명전극은 상부 투명전극과 동일한 재질 또는 다른 재질로 형성될 수 있으며, 상부 투명 기판 중 상부 투명전극이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다. 더미 투명전극에 의해서 광학적으로 상부 투명전극 사이의 공간이 보상될 수 있으며, 상부 투명전극만 있는 경우로 인해서 빛이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.

더미 투명전극은 상부 투명전극과 같이 도전성을 가진 동일 또는 다른 재질로 형성될 수 있으며, 상부 투명전극 사이의 영역에 형성되어, 더미 투명전극이 없는 패턴과 대비하여, 신호의 감도를 편차 없이 거의 동일하게 유지할 수가 있다. 특히, 후술하는 바와 같이, 2개 이상의 상부 투명전극으로 그룹을 형성하고, 그룹의 상부 투명전극이 균일한 간격을 유지하도록 형성하는 경우, 신호의 감도를 크게 향상시킬 수가 있는데, 그러한 상부 투명전극 사이로 더미 투명전극을 형성하는 경우 향상된 신호 감도를 편차 없이 거의 동일한 감도로 측정할 수가 있다.

신호 감도가 편차 없이 측정하는 것은 프로그램에서 신체 접촉에 대한 판단을 정확하게 빠르게 할 수 있다는 것을 의미하며, 결국 프로그램의 구동속도 및 터치 감도를 향상시킨다는 것을 의미할 수 있다.

하부 투명전극에 비해 상부 투명전극은 상대적으로 일정하면서 얇은 폭으로 형성되며, 하부 투명전극은 일종의 도전성 재질로서 EMI와 같은 전자파에 의한 영향을 차폐할 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 정전용량의 변화를 통해 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서는, 나란하게 형성된 복수개의 하부 투명전극을 포함하는 하부 투명 기판, 및 하부 투명전극에 교차하는 방향으로 나란하게 형성된 복수개의 그룹화된 상부 투명전극을 포함하며, 각 그룹의 상기 상부 투명전극은 상단 또는 하단 중 적어도 한 단부에서 전기적으로 연결되되 나머지 부분은 균일한 간격을 형성하며 분리되도록 형성된 상부 투명 기판을 포함한다.

상부 투명전극은 종래의 한 가닥인 투명전극과는 달리, 복수개의 상부 투명전극이 그룹을 이루어 종래의 한 가닥 투명전극과 대응될 수 있다. 예를 들어, 종래에는 약 5mm 간격으로 약 300㎛ 폭의 ITO 전극이 사용된다면, 본 실시예에 따르면 약 1.7mm~1.0mm의 균일 간격으로 약 300㎛, 바람직하게는 약 100㎛ 폭을 가지는 ITO 전극이 사용될 수 있고, 3~5개가 그룹을 이루면 병렬로 제공될 수 있다.

즉, 복수개의 상부 투명전극이 그룹화되어 복잡한 연산 없이 손가락의 정확한 위치를 바로 계산할 수 있으며, 손가락 접촉 면적에 의한 영향도 바로 적용할 수 있어 감도를 크게 개선할 수 있다. 또한, 복수개의 상부 투명전극이 병렬로 연결되어 저항을 낮추기 때문에, 상부 투명전극의 폭을 더 좁게 형성하는 것이 가능하며, 길이를 더 증가시켜 대면적 디스플레이 장치에 적용할 수 있다.

상부 투명전극과 하부 투명전극은 디스플레이를 기준으로 수평 또는 수직하게 형성되며 90도로 교차하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 90도 아닌 각도를 형성하면 교차하도록 제공될 수도 있다.

본 발명의 터치패널센서는 ITO와 같은 투명전극을 사용하되, 터치패널센서의 감도를 증가시킬 수 있으며, 패턴의 반응속도를 증가시키고 빛의 왜곡 현상도 줄일 수 있다.

또한, 더미 투명전극을 사용함으로써, 측정 시마다 발생하는 신호 감도의 편차를 크게 줄일 수 있으며, 신호 감도의 편차가 거의 없어짐에 따라 터치인식을 이용한 프로그램의 구동속도 및 민감도를 향상시킬 수가 있다.

도 1은 종래의 정전용량 방식의 터치패널센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.
도 8 내지 도 10은 균일한 간격으로 그룹화된 상부 투명전극의 효과를 설명하기 위해 전극패턴 및 각 패턴의 실험결과를 도시한 도면들이다.
도 11 내지 도 14는 대조군(control group)으로서 불균일한 간격으로 그룹화된 상부 투명전극의 결과를 설명하기 위해 전극패턴 및 각 패턴의 실험결과를 도시한 도면들이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 적층 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 터치패널센서(100)는 하부 투명전극(112)이 형성된 하부 투명 기판(110) 및 상부 투명전극(122)과 더미 투명전극(126)이 형성된 상부 투명 기판(120)을 포함한다. 하부 투명 기판(110)에는 가로 방향으로 일정한 폭으로 나란하게 복수개의 하부 투명전극(112)이 균일 간격으로 형성되며, 상부 투명 기판(120)에는 세로 방향으로 나란하게 복수개의 상부 투명전극(122)이 균일한 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 더미 투명전극(126)은 상부 투명전극(122)과 동일한 ITO 소재로 형성되며, 상부 투명전극(122)으로부터 분리된 상태로 제공될 수 있다.

하부 투명 기판(110) 및 상부 투명 기판(120)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등의 절연성을 가진 투명 필름으로 제공될 수 있으며, 경우에 따라서는 양 기판 중 적어도 하나가 유리 재질로 제공될 수 있다.

또한, 하부 투명 기판(110)과 상부 투명 기판(120) 사이로 OCA(Optically Clear Adhesive)필름과 같은 광학접착수단(130)이 제공될 수 있으며, 양 투명 기판을 광학적으로 접착할 수 있다. 경우에 따라서는 필름 아닌 광학 접착제를 이용하여 상호 절연시키는 동시에 밀착시키는 것도 가능하다.

하부 투명 기판(110)의 상면으로 하부 투명전극(112)이 형성되며, 예를 들어 약 5mm 폭으로 촘촘히 배열될 수가 있다. 하부 투명전극(112)이 촘촘하게 배열되면서 전자파 차폐효과를 기대할 수 있으며, 상부 투명 기판(120)의 상부 투명전극(122)으로 노이즈를 발생시키는 것을 감소시킬 수 있다.

상부 투명 기판(120)의 저면으로 상부 투명전극(122)이 형성될 수 있다. 상부 투명전극(122) 역시 ITO 또는 IZO, CNT(탄소나노튜브)와 같은 투명의 도전성 재질로 형성될 수 있다.

상부 투명전극(122) 및 하부 투명전극(112)는 각각 실버 페이스트, 금속 증착 등을 이용한 연결패턴(128, 118)에 의해서 터치패널센서(100)의 하부로 연결되며, 각 연결패턴(128, 118)은 양 기판 사이에 개재되는 연성회로기판(FPCB)(140)와 전기적으로 연결된다. 연성회로기판(140)을 통해서 터치패널센서(100)는 외부의 메인 컨트롤러와 연결될 수 있으며, 투명전극 간의 상호 작용에 의한 터치 신호를 외부로 전달할 수 있다.

더미 투명전극(126)은 상부 투명전극(122)의 사이에서 규칙적 또는 불규칙적 배열에 따라 제공될 수 있으며, 더미 투명전극(126)은 서로 이격되어 인접한 다른 더미 투명전극(126)과 전기적으로 상호 작용을 하지 않도록 기능적으로 분리될 수 있다. 다만, 더미 투명전극(126)에 의해서 상부 투명전극(122)과 그 주변은 동일, 유사한 굴절율로 제공될 수 있으며, 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 더미 투명전극(126)은 도전성 재질로 형성되어 상부 투명 기판(122)의 바깥쪽에서부터 유입되는 노이즈 등을 차단할 수 있으며, 상부 투명전극(122) 및 하부 투명전극(112) 사이에 안정된 필드를 형성하여 신호 감도를 편차 없이 거의 동일하게 유지할 수가 있다.

본 실시예에서는 더미 투명전극(126)이 상부 투명전극(122)의 폭과 대비하여 같거나 작은 크기로 형성되며, 더미 투명전극(126)은 그 폭과 높이가 상부 투명전극(122)의 폭과 동일한 크기로 형성된다. 이 외에도 더미 투명전극(126)은 상부 투명전극(122)의 폭 이하의 폭을 갖고 상하로 길게 형성될 수도 있지만, 도시된 바와 같이, 더미 투명전극(126)이 상하 좌우로 분리된 패턴으로 형성된 경우, 안정된 신호 감도를 측정할 수 있다. 더미 투명전극(126)이 상부 투명전극(122)에 비해서 크거나 넓게 형성되는 경우, 더미 투명전극(126)에 닿은 신체에 의해서 주변의 다른 상부 투명전극(122)이 영향을 받을 수가 있다. 따라서, 상부 투명전극(122)의 크기는 되도록 작고 촘촘히 제공되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상부 투명전극(122)과 더미 투명전극(126)이 동일 재질 및 동일 면, 예를 들어 기판의 저면에 형성되어 있지만, 양 전극은 다른 도전성 투명 재질로 형성될 수도 있고, 서로 다른 반대 면에 형성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 터치패널센서(200)는 하부 투명전극(212)이 형성된 하부 투명 기판(210) 및 상부 투명전극(222)이 형성된 상부 투명 기판(220)을 포함하며, 상부 투명전극(222) 사이로 다수의 더미 투명전극(226)이 형성되어 있다.

본 실시예에서는 3개의 상부 투명전극(222)이 하나의 전극 그룹(224)을 형성하며, 상단 및 하단이 전기적으로 연결되어 있다. 물론, 경우에 따라서는 상단 또는 하단 중 한 쪽에서만 전기적으로 연결될 수도 있다.

하부 투명 기판(210) 및 상부 투명 기판(220)은 절연성을 가진 투명 필름 또는 유리로 제공될 수 있으며, 하부 투명 기판(210)과 상부 투명 기판(220) 사이로 OCA(Optically Clear Adhesive)필름과 같은 광학접착수단이 개재될 수 있다.

하부 투명 기판(210)의 상면으로 하부 투명전극(212)이 형성되며, 상부 투명 기판(220)의 저면으로 상부 투명전극(222)이 형성될 수 있다. 상부 투명전극(222) 및 하부 투명전극(212) 역시 ITO 또는 IZO와 같은 투명의 도전성 재질로 형성될 수 있으며, 상부 투명전극(222)은 3개 또는 그 이상이 개수가 하나의 그룹을 형성하며 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에서도 더미 투명전극(226)은 상부 투명전극(222)의 사이에서 규칙적 또는 불규칙적 배열에 따라 제공될 수 있으며, 상부 투명전극(222)의 폭과 대비하여 같거나 작은 크기로 형성된다. 더미 투명전극(226)은 거의 정사각형 또는 이에 가까운 직사각형으로 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 상하 좌우 패턴이 가능한 다양한 형상, 예를 들어 원, 삼각형, 다이아몬드, 육각형 등으로 형성되는 것도 가능하다.

더미 투명전극(226)은 도전성 재질로 형성되어 상부 투명 기판(222)의 바깥쪽에서부터 유입되는 노이즈 등을 차단할 수 있으며, 상부 투명전극(222) 및 하부 투명전극(212) 사이에 안정된 필드를 형성하여 편차 없이 거의 동일하게 유지되는 신호 감도를 제공할 수 있다.

본 실시예에서는 더미 투명전극(226)이 상부 투명전극(222)의 폭과 대비하여 같거나 작은 크기로 형성되며, 더미 투명전극(226)은 그 폭과 높이가 상부 투명전극(222)의 폭과 동일한 크기로 형성된다. 물론, 더미 투명전극(226)은 상부 투명전극(222)과 하부 투명전극(212) 간의 상호 작용을 방해하지 않을 정도로 작은 크기로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상부 투명전극(222)의 최소 폭보다 작거나 같은 사이즈, 예를 들어 그 폭 및 높이로 형성될 수가 있다.

그룹화된 상부 투명전극(222)을 사용함으로써 더 활성화된 캐패시턴스의 변화를 유도할 수 있으며, 캐패시턴스의 변화를 활성화하여 터치패널센서의 감도를 더욱 증가시키는 것도 가능하다. 실제로 그룹화된 상부 투명전극(222)을 사용함으로써 터치패널센서의 감도가 증가함을 확인할 수 있었다.

또한, 복수개의 상부 투명전극(222)을 약 300㎛ 이하의 폭으로 형성하여도, 3개 이상의 투명전극이 병렬로 연결되기 때문에 저항을 오히려 낮출 수 있으며, 바람직하게는 약 100㎛ 또는 그 이하로 형성할 수도 있다.

상부 투명전극(122)은 상호 교차하지 않도록 하여 그룹화된 단위 간격에서 균일한 간격으로 손가락 접촉을 감지할 수 있도록 할 수 있다. 한편, 경우에 따라서는, 상부 투명전극이 교차하도록 형성될 수도 있고, 상술한 바와 같이 그룹화된 상부 투명전극을 정기적으로 연결하기 위해 중간에 형성된 하나 또는 복수개의 전기적 연결을 통해서 전기적으로 서로 교차하도록 연결될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 7은 도 6의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 터치패널센서는 하부 투명전극(212)이 형성된 하부 투명 기판(210) 및 상부 투명전극(222)이 형성된 상부 투명 기판(220)을 포함한다. 단, 이전 실시예와 달리, 상부 투명전극(222) 사이로 더미 투명전극이 형성되어 있지 않다.

본 실시예에서는 3개의 상부 투명전극(222)이 하나의 전극 그룹(224)을 형성하며, 상단 및 하단이 전기적으로 연결되어 있다. 물론, 상단 또는 하단 중 한 쪽에서만 전기적으로 연결될 수도 있다. 더미 투명전극이 형성된 경우보다는 신호 감도의 편차가 높게 발생하지만, 그룹화되지 않은 하나의 투명전극을 사용하는 경우보다는 신호 감도가 높게 나타날 수 있다.

도 8 내지 도 10은 균일한 간격으로 그룹화된 상부 투명전극의 효과를 설명하기 위해 전극패턴 및 각 패턴의 실험결과를 도시한 도면들이며, 도 11 내지 도 14는 대조군(control group)으로서 불균일한 간격으로 그룹화된 상부 투명전극의 결과를 설명하기 위해 전극패턴 및 각 패턴의 실험결과를 도시한 도면들이다.

도 8을 참조하면, 3가닥의 미세 투명전극을 하나의 그룹으로 한 것으로서, 상부 투명전극 간의 간격은 1.633mm로 균일하게 형성되어 있다. 이 경우 SNR은 대략 43정도로 상당히 높은 결과를 얻을 수 있다. 참고로, SNR(Signal-to-Noise Ratio)는 노이즈 대비 신호의 비율을 나타내는 값으로서, 해당 값이 높을수록 노이즈 없이 정확한 측정값을 얻을 수 있으며, 그만큼 노이즈에 대한 부담이 적기 때문에 터치 감지의 속도도 향상시킬 수 있다는 것을 의미하는 기준이 될 수 있다.

도 9를 참조하면, 5가닥의 미세 투명전극을 하나의 그룹으로 한 것으로서, 상부 투명전극 간의 간격은 0.98mm로 균일하게 형성되어 있다. 이 경우에도 SNR은 대략 42~45정도로 역시 상당히 높은 결과를 얻을 수 있다.

도 10을 참조하면, 3가닥의 미세 투명전극을 하나의 그룹으로 한 것으로서, 투명전극 간의 간격은 1.633mm로 균일하게 유지되도록 형성되어 있다. 다만, 상부 투명전극의 폭이 약 0.15mm정도로 도 8의 패턴 폭보다 상대적으로 넓다. 이 경우 SNR은 대략 42-46정도로 상당히 높은 결과를 얻을 수 있다.

도 11을 참조하면, 대조군(control group)으로서 5가닥의 미세 투명전극을 하나의 그룹으로 한 것이지만, 패턴 간의 간격이 균일하지 않고, 각 미세 투명전극도 반복된 곡선과 직선이 혼합된 형태로 제공된다. 이 경우 SNR은 대략 20정도로 앞선 도 8 내지 도 10 결과의 절반 정도에 해당하는 낮은 결과를 얻을 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 5가닥의 미세 투명전극을 하나의 그룹으로 한 것이지만, 패턴 간의 간격이 균일하지 하지 않고, 각 미세 투명전극도 반복된 곡선과 직선이 혼합된 형태로 제공된다. 여기서 SNR은 대략 20~22정도로 상당히 낮은 결과를 얻을 수 있다.

도 14를 참조하면, 1가닥의 투명전극에서 옆으로 확장되거나 중간부분에서 교차하는 패턴으로 형성된 것이며, 상하 방향으로 따라 이동하면서 패턴 간의 간격이 균일하지 않다. 이 경우 SNR은 대략 25~29정도로 도 8 내지 도 10의 결과보다 현저하게 낮다는 것을 확인할 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 상부 투명 기판을 설명하기 위한 정면도이다.

도 15를 참조하면, 상부 투명 기판(320)에는 세로 방향으로 나란하게 복수개의 상부 투명전극(322)이 주기적으로 반복하는 곡선 형태로 형성되어 있으며, 상부 투명전극(322) 사이에는 서로 분리된 다수의 더미 투명전극(323)이 형성된다.

복수개(예를 들어, 3개)의 상부 투명전극(322)이 하나의 전극 그룹(324)을 형성하며, 상단 및 하단이 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 곡선 형태로 상부 투명전극(322)이 형성되어 있지만, 다르게는 주기적으로 반복하여 꺾인 절곡선 형태로 제공될 수도 있다.

상부 투명 기판(320)의 저면으로 상부 투명전극(322)이 곡선 형태로 형성되는 경우, 동일 거리를 기준으로 직선 형태보다 곡선 형태에서 캐패시턴스가 형성되는 면적을 증가시킬 수 있다. 상대적으로 긴 경로를 통해 캐패시턴스의 변화가 발생하기 때문에 터치패널센서의 감도에 영향을 미칠 수가 있다.

물론, 더미 투명전극(326)은 투명전극 재질에 의해서 빛이 왜곡되는 것을 방지할 수 있으며, 터치패널센서의 신호 감도 또는 SNR 값이 편차 없이 거의 동일한 값으로 유지되도록 할 수가 있다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 적층 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 참고로, 도 16의 구조 및 상호 작용은 도 4 및 도 5의 터치패널센서 구조 및 설명을 참조할 수 있다.

도 16의 (a)를 참조하면, 하부 투명 기판(210)의 하부 투명전극(212)과 상부 투명 기판(220)의 상부 투명전극(222)과 더미 투명전극(226)이 서로 마주보도록 형성되어 있는 반면, 같은 도면의 (b)를 참조하면, 하부 투명 기판(210)의 하부 투명전극(212)이 기판의 저면에 형성되어 상부 투명 기판(220)의 상부 투명전극(222) 및 더미 투명전극(226)과 서로 같은 면에 형성되도록 할 수도 있다. 하부 투명전극(212)을 하부 투명 기판(210)의 저면에 형성하는 경우 그 저면으로 보호필름(214) 또는 보호층을 형성할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

200：터치패널센서 210：하부 투명 기판
212：하부 투명전극 220：상부 투명 기판
222：상부 투명전극 224：전극 그룹
226：더미 투명전극 230：광학접착필름

Claims

정전용량의 변화를 통해 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서에 있어서,
나란하게 형성된 복수개의 하부 투명전극;
상기 하부 투명전극과 전기적으로 절연되며, 상기 하부 투명전극에 교차하는 방향으로 나란하게 형성된 복수개의 상부 투명전극; 및
상기 상부 투명전극과 동일한 층에 형성되며 상기 상부 투명전극 사이에 형성된 복수의 더미 투명전극;을 구비하며,
복수개의 상기 상부 투명전극은 직선, 주기적으로 반복되는 곡선 또는 절곡선 형태로 제공되고,
상기 상부 투명전극은 2개 이상 전기적으로 연결되어 그룹을 형성하며, 각 그룹의 상기 상부 투명전극들은 상단 또는 하단 중 적어도 한 단부에서 전기적으로 연결되되 나머지 부분은 균일한 간격을 유지하며 분리되도록 형성되고,
상기 더미 투명전극은 상기 상부 투명전극의 폭 이하의 폭 및 높이로 형성되며, 인접한 다른 더미 투명전극들과는 상호 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
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제1항에 있어서,
복수개의 상기 상부 투명전극은 300㎛ 이하의 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
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