KR101498717B1 - 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 G1F 타입의 정전형 터치스크린패널에 있어서, ITO 필름에만 트레이스 라인층(trace line layer)을 형성시키고, 패널 기판의 가공시 불량률의 발생이 높은 트레이스 라인층 및 절연층 형성 공정과 같은 까다로운 공정을 생략하여 제조한 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널에 관한 것으로, 가공 공정이 간단하여 생산 수율이 높고, 생산 원가를 절감하여 경제성을 높인 효과가 있다.

Description

기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널{Capacitive Type Touch Panel improved substrate sensor layer}

본 발명은 G1F 타입의 정전형 터치스크린패널에 있어서, ITO 필름에만 트레이스 라인층(trace line layer)을 형성시키고, 패널 기판의 가공시 불량률의 발생이 높은 트레이스 라인층 및 절연층 형성 공정과 같은 까다로운 공정을 생략함으로써, 가공 공정이 간단하여 생산 수율이 높은 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널에 관한 것이다.

정전형 터치스크린패널은 터치스크린을 터치하면 사람 몸에서 발생하는 정전기를 터치스크린패널의 전극 영역에서 위치를 검출한다. 이러한 터치스크린패널은 아래 [표 1]에 열거된 내용과 같이 다양한 구조가 있다.

정전형 터치스크린패널 중 GFF 타입은 공정 수율이 90% 이상으로 합격점을 얻어 정전형 터치스크린 패널 시장을 장악하였으나 GFF 타입에서 센서층으로 사용되는 FF는 ITO 필름으로 제작되고 있고, ITO 필름의 공급이 수요에 미치지 못하는 상황이 발생함에 따라 이를 극복하고자 ITO 필름의 수를 줄인 G1F 타입이 개발되었다.

G1F 타입은 윈도우 패널 기판에 ITO 센서층(Rx)이 형성된 구조로서, ITO 필름은 한 개의 센서층(Tx)을 형성하여 기존의 GFF 타입보다 필름의 사용을 절반으로 줄일 수 있는 장점이 있지만, 종래의 G1을 가공하기 위해서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 윈도우 패널 기판(10)의 배면 주변영역인 장식부(EA)에 윈도우 패널 기판(10)의 배면에 ITO를 증착(sputtering)하고(도 1 c 참조), ITO층에 Rx 센서층을 형성하기 위해 패터닝 공정을 실시하여 ITO 패턴층(20)을 형성한 다음(도 1 d 참조), ITO 패턴층(20) 말단에 트레이스 라인층(TL)을 형성시켜 ITO 패턴과 연성회로기판(미도시)의 회로 배선과 접점되어 전기적으로 연결되게 한 후(도 1 e 참조) 트레이스 라인층(TL)을 보호하기 위해 트레이스 라인층 외부에 절연층(IL)을 형성(도 1 f 참조) 등과 같은 복잡하고 까다로운 공정을 거쳐 제조된다. 특히 G1F 타입은 윈도우 패널 기판에 트레이스 라인층을 형성시킴에 따라 Narrow 베젤을 위한 미세 Trace Line 기술 확보를 위한 설비투자와 기술확보 낮은 생산 수율을 극복하고자 유리 센서 제조업체들은 고가의 장비와 재료들을 개발하고 있지만 아직은 G1F 타입의 생산 수율이 기존의 GFF 타입보다 나아질 것이라는 확신을 하기 어려운 실정이다.

종류	구조
GFF 타입	윈도우 패널 기판-상부 전도성필름층(Rx 센서층)-하부 전도성필름층(Tx센서층)
G1F 타입	윈도우 패널 기판(ITO증착 : Rx센서층)-전도성 필름층(Tx 센서층)
G2 타입	윈도우 패널 기판(Bridge 층 ITO 증착 /절연층/ TX + Rx 센서층의 ITO증착)
G1 타입	윈도우 패널 기판(Tx + Rx 센서층 ITO 증착)

따라서, 본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 종래의 G1F 타입의 정전형 터치스크린패널에서 패널 기판에 트레이스 라인층(trace line layer) 및 절연층(insulation layer) 형성 공정을 생략하고, 투명전극 패턴층은 패턴 말단에 연장되는 연장 패턴라인을 형성함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 G1F 타입의 정전형 터치스크린패널에 있어서, ITO 필름에만 트레이스 라인층(trace line layer)을 형성시키고, 패널 기판는 불량률의 발생이 높은 트레이스 라인층 및 절연층 형성 공정과 같은 까다로운 공정을 생략함으로써, 가공 공정이 간단하여 생산 수율이 높은 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널을 제공함을 과제로 한다.

따라서, 본 발명은 패널 기판에 트레이스 라인층을 형성시키지 않음에 따라 투명전극 패턴층은 패턴 말단에 연장되는 연장 패턴라인을 형성하여 연성회로기판의 회로 배선과 접점되어 전기적으로 연결되게 한 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널을 제공함을 다른 과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 윈도우 패널 기판과,

상기 윈도우 패널 기판에 영상센서의 터치 윈도우부가 구획되도록 상기 기판의 일면 장식부에 배치된 비도전성 패턴층과,

상기 윈도우 패널 기판에 형성되는 투명전극 패턴층 및,

상기 윈도우 패널 기판에 대응되게 하부에 배치된 전도성 필름층을 포함하되,

상기 투명전극 패턴층과 전도성 필름층 사이의 일측 부분에 투명전극 패턴층과의 전기적 연결을 위한 회로 배선을 구비하는 연성회로기판이 배치되고,

상기 투명전극 패턴층과 전도성 필름층 사이에 상기 연성회로기판의 회로 배선이 전기적으로 연결되게 접착시키는 도전성 접착층이 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널을 과제 해결 수단으로 한다.

그리고 상기 투명전극 패턴층은 패턴 말단에 연장되는 패턴 연장선을 형성하여 연성회로기판의 회로 배선과 접점되게 한다.

또한 상기 전도성 필름층은 필름의 내측 면에 투명전극 패턴층이 형성되고, 그 상부에 상기 윈도우 패널 기판에 배치된 비도전성 패턴층과 대응되는 영역에 요철형 트레이스 라인층과, 절연층이 형성된다.

상기 절연층은 요철형 트레이스 라인층이 도전성 접착층과 접하는 면에 인접한 일부 영역의 상부로 돌출되게 형성된다.

한편, 상기 연성회로기판은 절연층이 형성되지 않은 영역의 요철형 트레이스 라인층 영역과 접하도록 배치된다.

본 발명은 기판 센서층의 구조를 개선한 정전형 터치스크린 패널로서, 기판 센서층의 가공시 패널 기판의 가공시 불량률의 발생이 높은 트레이스 라인층 및 절연층 형성 공정과 같은 까다로운 공정을 생략함으로써, 가공 공정이 간단하여 생산 수율이 높고, 생산 원가를 절감하여 경제성을 높인 효과가 있다.

도 1은 종래의 통상적인 정전형 터치스크린 패널의 사시도.
도 2는 종래의 G1F 타입 정전형 터치스크린 패널에서 G1 센서층의 제조공정과정을 나타낸 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널의 적층 구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널에서 G1 센서층의 제조공정과정을 나타낸 모식도.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널에 대하여 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만 설명하되, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명에 따른 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널은 도 3에 도시된 바와 같이, 윈도우 패널 기판(10)과,

상기 윈도우 패널 기판(10)에 영상센서의 터치 윈도우부(WA)가 구획되도록 상기 기판의 일면 장식부(EA)에 배치된 비도전성 패턴층(10a)과,

상기 윈도우 패널 기판에 형성되는 투명전극 패턴층(20) 및,

상기 윈도우 패널 기판에 대응되게 하부에 배치된 전도성 필름층(30)을 포함하는 구조이다.

상기 윈도우 패널 기판(10)은 투명 강화유리 또는 투명 플라스틱 소재인 것이 바람직하며, 구체적으로는 투명 강화유리인 것이 더욱 바람직하다.

그리고 상기 투명전극 패턴층(20)과 전도성 필름층(30) 사이의 일측 부분에 투명전극 패턴층(20)과의 전기적 연결을 위한 회로 배선을 구비하는 연성회로기판(40)이 배치되어진다.

또한 상기 투명전극 패턴층(20)과 전도성 필름층(30) 사이에 상기 연성회로기판(40)의 회로 배선이 전기적으로 연결되게 접착시키는 도전성 접착층(50)이 배치되어진다.

본 발명에서 윈도우 패널 기판에 형성시키는 투명전극 패턴층은 ITO(Indium Tin Oxide, 산화인듐주석)를 증착하여 형성시킨 ITO 증착막에 패터닝 공정을 거쳐 Rx 센서층을 형성시킨 층이다.

그리고 상기 투명전극 패턴층(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 패턴 말단에 연장되는 패턴 연장선(20a)을 형성하여 연성회로기판(50)의 회로 배선과 접점되게 한다. 따라서, 패턴 연장선(20a)은 윈도우 패널 기판에 ITO를 증착한 다음 ITO 패터닝 공정시에 패턴 연장선(20a)도 패터닝함에 따라 공정이 단순해 진다.

또한 상기 전도성 필름층(30)은 필름의 내측 면에 투명전극 패턴층(20')이 형성되고, 그 상부에 상기 윈도우 패널 기판(10)에 배치된 비도전성 패턴층(10a)과 대응되는 영역에 요철형 트레이스 라인층(31)과, 절연층(32)이 형성된다.

상기 필름의 소재는 폴리에테르술폰(PES), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 셀룰로오스트리아세테이트(TAC), 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP)로 이루어진 군으로부터 1종이 선택되는 것이 바람직하며, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)인 것이 더욱 바람직하다.

상기 요철형 트레이스 라인층(31)은 전도성이 높은 소재인 은(Ag) 용액 등을 사용하여 스크린인쇄, 증착 등의 방법에 의해 형성시키며, 요철형 트레이스 라인층(31)을 보호하기 위한 절연층(32)은 절연특성이 높은 소재인 우레탄(Urethane), 폴리에스테르(Polyester), 아크릴(Acrylic) 등의 유기 화합물 또는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 마그네시아(MgO) 등의 무기 화합물 중에서 1 종 또는 그 이상을 선택하여 사용하여 요철형 트레이스 라인층(31)의 외부에 인쇄하여 코팅시킨다.

그리고 상기 절연층(32)은 요철형 트레이스 라인층(31)이 도전성 접착층(30)과 접하는 면에 인접한 일부 영역의 상부로 돌출되게 형성함으로써 연성회로기판(50)이 윈도우 영역(WA)까지 근접하지 않도록 하는 작용을 한다.

또한 상기 절연층(32)은 절연화합물을 사용하여 스크린 인쇄, 증착, 스핀 코팅(spin coating)법 또는 커튼 플로우(curtain flow)법으로 형성하여 열 또는 UV 건조 방식으로 절연막을 형성시키는 방법이 바람직하며, 본 발명에서 사용가능한 절연화합물은 구체적으로 우레탄(Urethane), 폴리에스테르(Polyester), 아크릴(Acrylic) 등의 유기 화합물 또는 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂), 마그네시아(MgO) 등의 무기 화합물 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 도전성 접착층(50)은 광학 투명 접착제인 OCA(Optically Clear Adhesive)를 이용하여 글라스(Glass) 패널에 형성된 투명전극층과 필름에 형성된 투명전극층 사이에서 유전체 역할을 하는 층이다.

한편, 상기 연성회로기판(40)은 절연층(32)이 형성되지 않은 영역의 요철형 트레이스 라인층(31) 영역과 접하도록 배치되게 하여 전도성 필름층(30)에 형성된 투명전극 패턴층(20')으로부터 전달되는 전기적 신호를 요철형 트레이스 라인층(31)을 통해 전달받는다.

그리고 본 발명은 기판 센서층의 가공시 패널 기판의 가공시 불량률의 발생이 높은 트레이스 라인층 및 절연층 형성 공정과 같은 까다로운 공정을 생략함으로써, 가공 공정이 간단하여 생산 수율이 높고, 생산 원가를 절감하여 경제성을 높인 것이 특징이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널은 완전히(True) Rx 센서층을 위한 하나의 층(1 Layer)과 Ry 센서층을 위한 필름층(Film Sensor)으로 구성된 구조로서, 상기 구조의 영문 약자로 표현하여 가칭 'T1F'라 칭할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널을 을 설명하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 윈도우 패널 기판 20 : 투명전극 패턴층
30 : 전도성 필름층 31 : 요철형 트레이스 라인층
32 : 절연층 40 : 연성회로기판
50 : 도전성 접착층

Claims (5)

1. 윈도우 패널 기판과,
   상기 윈도우 패널 기판(10)에 영상센서의 터치 윈도우부(WA)가 구획되도록 상기 기판의 일면 장식부(E)에 배치된 비도전성 패턴층(10a)과,
   상기 윈도우 패널 기판에 형성되는 투명전극 패턴층 및,
   상기 윈도우 패널 기판에 대응되게 하부에 배치된 전도성 필름층을 포함하되,
   상기 투명전극 패턴층과 전도성 필름층 사이의 일측 부분에 투명전극 패턴층과의 전기적 연결을 위한 회로 배선을 구비하는 연성회로기판이 배치되고,
   상기 투명전극 패턴층과 전도성 필름층 사이에 상기 연성회로기판의 회로 배선이 전기적으로 연결되게 접착시키는 도전성 접착층이 배치되되,
   상기 투명전극 패턴층은 패턴 말단에 연장되는 패턴 연장선을 형성하여 연성회로기판의 회로 배선과 접점되게 한 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전도성 필름층은 필름의 내측 면에 투명전극 패턴층이 형성되고, 그 상부에 상기 윈도우 패널 기판에 배치된 비도전성 패턴층과 대응되는 영역에 요철형 트레이스 라인층과, 절연층이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 절연층은 요철형 트레이스 라인층이 도전성 접착층과 접하는 면에 인접한 일부 영역의 상부로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 연성회로기판은 절연층이 형성되지 않은 영역의 요철형 트레이스 라인층 영역과 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 센서층 구조가 개선된 정전형 터치스크린 패널.

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