KR101506128B1 - 터치스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신호라인에서 발생되는 단선 발생을 감소시킬 수 있는 터치스크린 패널에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치스크린 패널은 터치 신호를 생성하는 전극 패턴의 일단에 전기적으로 연결되는 접촉부; 외부 구동회로와 컨택하여 상기 전극 패턴에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부 및 상기 접촉부와 상기 본딩부를 연결하는 신호라인부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 배선 전극을 복수 개 포함하고, 상기 신호라인부는 기판의 돌기부들에 의해 서로 이격된 복수의 신호라인으로 구성되며, 상기 복수의 신호라인은 상기 돌기부들 사이로 배치되는 브리지에 의해 서로 연결된 것에 기술적 특징이 있다.

Description

터치스크린 패널{TOUCHSCREEN PANEL}

본 발명은 터치스크린 패널에 관한 것으로, 특히 신호라인에서 발생되는 단선 발생을 감소시킬 수 있는 터치스크린 패널에 관한 것이다.

일반적으로, 터치스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이를 위해, 터치스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.

이와 같은 터치스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.

이러한 터치스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도 방식(electromagnetic type)등으로 구분된다. 이 중에서 대표적인 두 가지 방식은 저항막 방식과 정전용량 방식이다.

저항막 방식은 전극이 코팅된 두 장의 기판으로 구성되며, 손가락이나 펜을 통해 압력을 주면 그 부위의 기판이 서로 달라붙는 것에 의해 위치를 인식하는 방식이다. 그러나 저항막 방식은 조작의 불편함과, 위치 인식의 부정확성으로 인해 점차로 사용이 저하되는 추세이다.

정전용량 방식은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 신호감지패턴이 주변의 다른 신호감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기 신호로 변환하는 것으로, 인체에서 발생하는 정전기를 감지하는 원리를 이용하는 것이다. 정전용량 방식의 터치스크린 패널은 내구성이 우수하고, 투과성이 좋으며 반응시간이 빠른 장점이 있어, 오늘날 터치스크린 패널의 주종을 이루고 있다.

정전용량 방식의 터치스크린 패널에서는 사용자의 손가락 등의 접촉 위치를 감지하기 위한 신호감지패턴들이 스크린의 대부분을 차지하게 되며, 신호감지패턴에 의한 터치신호를 터치스크린 패널이 장착된 전자기기를 구동하는 외부 구동회로에 전달하기 위한 배선 전극이 스크린의 가장자리에 위치하게 된다.

도 1은 종래의 터치스크린 패널의 배선 전극의 연결 구조를 설명하기 위한 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 터치스크린 패널은 사용자의 터치신호를 감지하기 위한 전극 패턴(3)이 기판(1)의 중앙부에 구비되며, 전극 패턴(3)에서 감지된 터치신호를 외부 구동회로(미도시)로 전송하는 배선 전극(5)을 구비한다. 이러한 배선 전극(5)은 기재에 음각 영역을 형성하고, 음각 영역에 전도성 재료를 충진함으로써 전기 신호의 전송이 가능하게 형성된다.

그러나 종래의 터치스크린 패널은 배선 전극의 일부 구간에서 단선이 발생되는 경우 전기 신호의 전송이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 전극 패턴에서 감지된 신호를 감지 센서에 전달하기 위한 배선 전극을 복수의 신호라인으로 형성하되, 그 형성된 복수의 신호라인 사이를 일정 간격으로 연결하여 일부 신호라인의 단선 시에도 감지된 신호의 전송이 가능한 터치스크린 패널을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 터치스크린 패널은 터치 신호를 생성하는 전극 패턴의 일단에 전기적으로 연결되는 접촉부; 외부 구동회로와 컨택하여 상기 전극 패턴에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부 및 상기 접촉부와 상기 본딩부를 연결하는 신호라인부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 배선 전극을 복수 개 포함하고, 상기 신호라인부는 기판의 돌기부들에 의해 서로 이격된 복수의 신호라인으로 구성되며, 상기 복수의 신호라인은 상기 돌기부들 사이로 배치되는 브리지에 의해 서로 연결된 것에 기술적 특징이 있다.

본 발명에 터치스크린 패널은 전극 패턴에서 감지된 신호를 감지 센서에 전달하기 위한 배선 전극의 신호라인부를 복수의 신호라인으로 형성하되, 복수의 신호라인이 브리지로 연결되어 일부 신호라인이 단선되어도 신호라인부 전체의 단선은 방지되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 터치스크린 패널의 배선 전극의 연결 구조도
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 구조도
도 3 내지 도 6은 본 발명의 배선 전극의 제1 실시형태들
도 7은 본 발명의 브리지
도 8은 본 발명의 저항측정 단자
도 9는 터치스크린 패널의 제조 공정 중 전도성 재료 충진 단계
도 10은 본 발명의 배선 전극의 제2 실시형태
도 11 및 도 12는 도 10의 부분 확대도
도 13은 터치스크린 패널의 다른 제조방법의 개요도

아래에서는 본 발명에 따른 터치스크린 패널을 첨부한 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성요소가 실시형태에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시형태에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성요소의 기능은 해당 실시형태에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

본 발명에서는 전극 패턴에서 감지된 신호를 감지 센서에 전달하기 위한 배선 전극을 복수의 신호라인으로 형성하되, 그 형성된 복수의 신호라인의 길이에 따라 그 선폭을 조절하거나 복수의 신호라인 사이를 일정 간격으로 연결하도록 하는 터치스크린 패널용 배선 전극의 구조를 제안한다.

또한, 전극 패턴 및 배선 전극의 단선을 효과적으로 예방할 수 있는 터치스크린 패널용 배선 전극의 구조를 제안한다.

도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 전체적인 구성을 도시한 구조도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치스크린 패널은 기재 또는 기판(100), 전극 패턴(200) 및 배선 전극(300)을 포함하여 구성되고, 저항측정 단자(400)를 더 포함할 수 있다.

기판(100)은 전극 패턴(200) 및 배선 전극(300)이 형성되는 기재의 한 영역으로서, 투명 필름, 유리 기판, 플라스틱 기판 등 소재의 제한 없이 사용될 수 있다. 특히, 기판(100)은 투명 필름으로 형성될 수 있는데 투명필름은 PET(Polyethylene Terephthalate), PI(Polymide), 아크릴(Acryl), PEN(Polyethylene Naphthalate), 또는 글라스(Glass) 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.

전극 패턴(200)은 기판(100)에 구비되어, 사용자의 터치 신호를 감지하는 구성요소이다.

배선 전극(300)은 전극 패턴(200)으로부터 감지된 터치 신호를 외부 구동회로의 감지 센서(미도시)에 전달하는 구성요소로서, 기판(100)에 형성된 전극 패턴(200)에 연결된다.

이러한 배선 전극(300)은 전극 패턴(200)과 전기적으로 연결되는 접촉부(320), 외부 구동회로(미도시)와 컨택하여 전극 패턴(200)에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부(340), 접촉부(320)와 본딩부(340)를 연결하는 신호라인부(360)를 포함하여 구성된다.

접촉부(320)는 전극 패턴(200)의 일단에 접촉되는 패드로서 전극 패턴(200)과 전기적으로 연결되며, 전기 신호의 전송이 가능한 전도성 재료로 형성될 수 있다.

본딩부(340)는 외부 구동회로로 전기 신호를 전달하기 위해 기판(100)의 단부에 형성될 수 있다. 또한 본딩부(340)의 선폭은 신호라인부(360)의 선폭보다 넓게 형성될 수 있다. 이렇게 본딩부(340)의 선폭을 신호라인부(360)의 선폭보다 넓게 형성하는 이유는 외부 구동회로가 보다 안정적으로 본딩부(340)에 접속될 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 외부 구동회로에는 본딩부(340)에 대응하는 전도성 연결라인이 형성되는데, 이러한 전도성 연결라인과 본딩부(340)가 신호라인부(360)과 같이 미세한 선폭을 갖는 경우보다는 다소 넓은 선폭을 갖는 경우에서 더 안정적인 전기 접속이 가능하기 때문이다.

신호라인부(360)는 접촉부(320)와 본딩부(340)를 연결하는 라인으로 접촉부(320)와 본딩부(340) 사이에서 전기 신호의 전송이 가능하도록 전도성 재료로 형성된다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 신호라인부(360)는 접촉부(320)에 연결되는 제1 신호라인(362) 및 제1 신호라인(362)과 본딩부(340) 사이에 연결되는 제2 신호라인(364)으로 구분될 수 있다. 제1 신호라인(362)은 접촉부(320)에 연결되어 터치스크린 패널의 가장자리 부근으로 전기 신호를 전달하는 라인이고, 제2 신호라인(364)은 제1 신호라인(362)에 연결되어 터치스크린 패널의 가장자리를 따라 전기 신호를 본딩부(340)까지 전달하는 라인이라 할 수 있다. 이와 같이 신호라인부(360)가 전체적으로 터치스크린 패널 가장자리에 배치되도록 하는 이유는 일반적으로 터치스크린 패널을 포함하는 전자장치의 경우 소위 베젤(Bezel)로 불리는 케이스 일부가 터치스크린 패널 가장자리를 덮고 있기 때문에 신호라인부(360)를 베젤 아래에 위치시켜 가급적 터치스크린 화면을 크게 확보하기 위한 것이다.

신호라인부(360)는 기 설정된 간격만큼 이격되어 복수의 신호라인이 병렬로 형성될 수 있다. 예를 들면, 신호라인부(360)는 3개의 제1 신호라인(362)이 병렬로 형성되고, 제1 신호라인(362)에 2개의 제2 신호라인(364)이 병렬로 연결될 수 있다.

여기서는 제1 신호라인의 개수와 제2 신호라인의 개수를 서로 다르게 형성하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

접촉부(320)는 기 설정된 간격만큼 이격되어 복수의 접촉라인(322)이 병렬로 전극 패턴(200)의 접촉면에 평행하게 형성될 수 있다. 이러한 접촉라인(322) 사이에는 기 설정된 거리마다 연결되는 브리지(324)가 형성될 수 있다.

이러한 접촉부(320)를 이루는 접촉라인(322)들은 제1 신호라인(362)과 수직으로 형성될 수 있다.

이때, 제1 신호라인(362)은 접촉부(320)에 형성된 브리지(324)에 연결되도록 형성되되, 제1 신호라인(362)과 접촉부(320)의 브리지(324)가 동일한 선상에 위치하도록, 즉 하나의 라인과 같은 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 브리지(324)와 제1 신호라인(362)이 동일한 선상에 위치하면 전기 저항이 감소되기 때문에 전극 패턴(200)으로부터 감지된 신호의 흐름이 다른 선상에 위치할 때보다 원활하게 된다.

이러한 브리지(324)의 개수는 제1 신호라인(362)의 개수와 동일할 수 있지만 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 제1 신호라인(362)의 개수보다 적거나 많게 형성될 수 있다.

저항측정 단자(400)는 전극 패턴(200)의 배선 전극(300)이 접속되지 않은 단부에 형성되며, 전극의 단선 또는 저항 증대 여부 등의 검출에 사용된다.

구체적으로, 본딩부(340)에 교류 신호를 인가하면서 저항측정 단자(400)에서 측정된 전압을 이용하여 본딩부(340)에 연결된 전극 패턴(200)이나 신호라인부(360)의 단선 및 단락 여부를 판단할 수 있다. 가령, 저항측정 단자(400)에서 측정된 전압이 기 설정된 정상값보다 낮게 측정될 경우 전극 패턴(200)이 단선된 것으로 판단할 수 있고, 측정된 전압이 정상값보다 높게 측정될 경우 전극 패턴(200)들 간 단락이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

도 3은 본 발명의 배선 전극의 제1 실시형태이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 배선 전극(300)의 복수의 제1, 제2 신호라인(362, 364)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결될 수 있다.

일례로, 도 3a에 도시된 바와 같이 접촉부(320)에 연결되는 3개의 제1 신호라인(362)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 형성되고, 본딩부(340)에 연결되는 2개의 제2 신호라인(362)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 형성될 수 있다.

도 3b는 기 설정된 간격만큼 이격되어 복수의 접촉라인(322)이 병렬로 전극 패턴(200)의 접촉면에 평행하게 형성되고, 접촉라인(322) 사이에 기 설정된 거리마다 연결되는 브리지(324)가 형성된 접촉부(320)에 복수의 제1, 제2 신호라인(362, 364)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결된 구조를 도시한 것이다.

이때, 복수의 제1, 제2 신호라인(362, 364) 각각의 선폭 w는 100㎛ 이하로 형성되는 것이 바람직하고, 제1 또는 제2 각 신호라인들 간의 이격 거리 d는 다음의 [수학식 1]과 같은 것이 바람직하다.

[수학식 1]

d ≥ w × 0.5

도 4는 본 발명의 배선 전극의 제1 실시형태의 변형례이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 배선 전극(300)이 복수의 제1, 제2 신호라인(362, 364)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되되, 제1, 제2 신호라인(362, 364)의 길이에 따라 저항이 다르기 때문에 제1, 제2 신호라인(362, 364) 각각의 선폭이 상대적으로 조절될 수 있다. 이는 각 길이가 다른 신호라인부(360)들의 선폭이 상대적으로 조절되는 것과 동일하다.

그 일례로, 도 4a에 도시된 바와 같이 길이가 첫 번째로 짧은 신호라인부(360a)의 선폭을 가장 가늘게 형성하고, 길이가 두 번째로 짧은 신호라인부(360b)의 선폭을 두 번째로 가늘게 형성하며, 길이가 세 번째로 짧은 신호라인부(360c)의 선폭을 세 번째로 가늘게 형성할 수 있다.

다시 말해, 길이 ℓ1인 신호라인부(360a)의 선폭이 w1, 길이 ℓ2 신호라인ㅂ부60b)의 선폭이 w2, 길이 ℓ3인 신호라인부(360c)의 선폭이 w3이고, 그 길이의 상대적인 관계가 ℓ1 < ℓ2 < ℓ3이면, 선폭의 상대적인 관계는 w1 < w2 < w3가 된다.

즉, 신호라인부(360)의 길이가 짧을수록 신호라인부(360)의 선폭을 좁게 형성하고, 신호라인부(360)의 길이가 길수록 신호라인부(360)의 선폭을 넓게 형성함으로써 각 신호라인부(360) 간의 저항 편차를 줄일 수 있다.

여기서는 신호라인부 각각의 선폭을 조절하여 채널간 저항 편차를 조절하는 예를 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 신호라인부의 크기, 신호라인부 간의 이격 거리, 제1, 제2 신호라인의 개수 등의 조절로 각 신호라인부(360) 간 저항 편차를 줄일 수 있는 구조라면 어떠한 것이든 무방하다.

또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 접촉부(320)가 기 설정된 간격만큼 이격되어 복수의 접촉라인(322)이 병렬로 형성되고, 라인 사이에 기 설정된 거리마다 연결되는 브리지(324)가 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 배선 전극의 제1 실시형태의 다른 변형례이다.

도 5a를 참조하면, 배선 전극(300)은 복수의 제1, 제2 신호라인(362, 364)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되고, 제1, 제2 신호라인(362, 364)들 사이가 일정 간격마다 연결되는 브리지 구조일 수 있다.

예를 들면, 제1 신호라인(362)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되고, 제2 신호라인(364)은 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되되 제2 신호라인(364)들 사이에 일정 간격마다 연결되는 브리지(366)가 형성될 수 있다.

반대로, 제1 신호라인(362)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되고 제1 신호라인(362)들 사이에 일정 간격마다 연결되는 브리지(366)가 형성될 수 있고, 제2 신호라인(364)은 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결될 수 있다.

도 5b를 참조하면, 배선 전극(300)이 도 5a에 도시된 패턴으로 형성된 경우 제2 신호라인(364)들 중 일부 구간(A)에서 단락(C)이 발생되는 경우 단락이 발생된 신호라인(364a)이 사용되지 않고 대신에 단락이 발생되지 않은 신호라인(364b)이 사용될 수 있다.

이처럼 본 발명의 배선 전극은 제1 또는 제2 신호라인(362, 364)에 브리지(366)를 형성함으로써 단선 발생을 최소화할 수 있다.

도 5c에는 배선 전극(300)의 제1, 제2 신호라인(362, 364)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되고, 제1, 제2 신호라인(362, 364) 모두에 사이를 일정 간격마다 연결하는 브리지(366)가 형성된 패턴이 도시되어 있다.

즉, 제1 신호라인(362)이 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되고 제1 신호라인(362)들 사이에 일정 간격마다 연결되는 브리지(364)가 형성되고, 제2 신호라인(364)도 기 설정된 간격만큼 이격되어 병렬로 연결되고 제2 신호라인(364)들 사이에 일정 간격마다 연결되는 브리지(366)가 형성된다.

따라서 제1 또는 제2 신호라인(362, 364)들 중 일부 구간에서 단선이 발생되는 경우, 단선이 발생된 신호라인이 사용되지 않고 대신에 단선이 발생되지 않은 신호라인이 사용될 수 있다.

이때, 제1 신호라인(362)들 사이에 형성된 브리지(366)의 간격과 제2 신호라인(364)들 사이에 형성된 브리지(366)의 간격은 서로 동일하게 형성되거나 서로 다르게 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 배선 전극의 제1 실시형태의 또 다른 변형례이다.

도 6a에는 접촉부(320) 및 제2 신호라인(364)에 브리지(324, 366)가 각각 형성된 패턴이 도시되어 있고, 도 6b에는 접촉부(320) 및 제1, 제2 신호라인(362, 364)에 브리지(324, 366)가 각각 형성된 패턴이 도시되어 있다.

도 7은 본 발명의 브리지를 도시한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 브리지들 간의 간격 L은 300㎛ ~ 500㎛의 범위 내로 형성되고, 브리지의 길이 또는 라인 간의 간격 D는 20㎛ ~ 60㎛의 범위 내로 형성되며, 라인의 선폭 W는 10㎛ ~ 40㎛의 범위 내로 형성될 수 있다.

이러한 브리지의 구현 형태는 접촉부(320) 또는 신호라인부(360)에 모두 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 저항측정 단자를 도시한 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 저항측정 단자(400)는 기 설정된 간격만큼 이격되어 복수의 단자라인(420)이 병렬로 형성되되, 단자라인(420) 사이에 기 설정된 거리마다 연결되는 브리지(440)가 형성될 수 있다.

이때, 저항측정 단자(400) 간의 간섭 오류를 방지하기 위하여 저항측정 단자(400)의 크기를 조절할 수 있다. 즉, 저항측정 단자(400) 간의 간격을 기 설정된 거리만큼 이격시킬 수 있다.

예를 들면, 저항측정 단자(400)의 폭(l)이 전극 패턴(200)의 접촉면의 폭(L)보다 기 설정된 길이만큼 좁게 형성될 수 있다. 즉, 저항측정 단자(400)의 폭(l)과 전극 패턴(200)의 접촉면의 폭(L)의 차이가 커질수록 저항측정 단자 간의 간격도 더 커지게 된다.

이때, 저항측정 단자(400)의 폭(l)과 전극 패턴(200)의 접촉면의 폭(L)의 차 (L-l)은 동일하게 형성될 수 있는데, 예를 들면 50㎛ ~ 150㎛ 범위인 것이 바람직하다. 또한, 저항측정 단자(400)의 폭의 양끝이 전극 패턴(200)의 접촉면 폭의 양끝으로부터 동일한 거리로 이격되어 저항측정 단자(400)와 전극 패턴(200)이 중심축 정렬되는 것이 바람직하다.

다음으로, 터치스크린 패널의 제조 효율의 상승과 함께 배선 전극의 단선을 효과적으로 방지할 수 있는 터치스크린 패널용 배선 전극 구조에 대해 설명한다.

배선 전극의 단선은 터치스크린 패널의 사용, 제조 시의 정전기 또는 터치스크린 패널의 제조 시 기재에 형성된 음각에 전도성 재료가 제대로 충진되지 않음, 즉 불연속적인 충진으로 인해 주로 발생된다.

이해를 돕기 위해 먼저 터치스크린 패널의 제조 방법을 살펴본 후, 제조 효율 개선 및 배선 전극의 단선 방지를 함께 도모할 수 있는 본 발명의 배선 전극에 대해 설명한다.

도 9는 터치스크린 패널의 제조 공정 중 전도성 재료 충진 단계를 도시한 것이다. 일반적으로, 도 9에 도시된 바와 같이 음각 패턴이 형성된 기재가 이동되는 중에 롤러, 닥터블레이드 등을 이용하여 음각 패턴에 전도성 재료를 충진함으로써 전극 패턴(200), 배선 전극(300), 접지 전극(미도시) 등을 형성한다. 그런데, 음각 패턴이 기재의 이송 방향과 수직 또는 수평일 경우 전도성 재료의 충진이 제대로 되지 않아 단선이 자주 발생된다. 또한 전도성 재료의 충진 후 세정이 이루어질 때에도 음각 패턴이 기재의 이송 방향과 수직 또는 수평일 경우 음각 패턴 내 전도성 재료가 닦여나와 충진성이 낮아지는 문제가 발생된다. 따라서 종래에는 음각 패턴이 기재의 진행 방향과 소정의 예각을 이룰 수 있도록 도 9a에 도시된 바와 같이 전극 패턴(200)의 음각 패턴 격자를 기재의 진행 방향에 대해 사선 방향으로 배치하는 방법을 채택하였다.

그러나 도 9a와 같은 배치의 경우 전극 패턴(200)에는 전도성 재료의 충진이 양호하지만, 대개 베젤 영역에 배치되기 때문에 기재의 외곽과 평행하게 배치되는 배선 전극(300)은 여전히 기재의 이송 방향에 대해 수직 또는 수평으로 배치되기 때문에 배선 전극(300)에 전도성 재료의 충진이 불량하거나 세정 시 전도성 재료가 닦여나가 단선이 발생되는 문제점이 있다. 도 9b는 이를 해결하기 위해 기재를 기재의 이송 방향에 대해 사선 방향으로 배치한 경우를 도시한 것인데, 기판(100)이 대각 방향으로 나열되기 때문에 기판(100)의 배치 밀도가 낮아져 단위 시간당 생산 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 롤러나 닥터블레이드 등 전도성 재료 충진 수단의 배치 및 운용이 복잡한 문제가 있다.

본 발명의 배선 전극은 이러한 공정상의 비효율성을 개선하는 동시에 전도성 재료의 단선을 효율적으로 방지하기 위한 것으로, 도 10은 본 발명의 배선 전극의 제2 실시형태를 구비한 터치스크린 패널을 도시한 것이다.

본 발명의 배선 전극은 기판(100) 및 전극 패턴(200)을 포함하여 구성되는 터치스크린 패널에 구비되어 전극 패턴(200)에서 감지되는 전기 신호를 외부 구동회로에 전달하는 배선 전극으로서, 전극 패턴(200)에 연결되고 기판(100)의 외곽선과 평행하지 않도록 ‘∧’과 ‘∨’가 교대로 연속된 패턴을 포함하며, 기판(100)의 외곽선을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명의 배선 전극은 대부분 기판(100)의 외곽선에 인접하여 지그재그 패턴으로 형성된다.

도 11 및 도 12는 도 10의 부분 확대도로서, 각각 도 10의 B, C 영역을 확대한 것이다. 본 발명의 배선 전극(300)은 전극 패턴(200)과 전기적으로 연결되는 접촉부(320), 외부 구동회로(미도시)와 컨택하여 전극 패턴(200)에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부(340), 접촉부(320)와 본딩부(340)를 연결하는 지그재그 패턴을 포함하는 신호라인부(360)로 구성된다. 접촉부(320)와 본딩부(340)는 본 발명의 배선 전극의 제1 실시형태의 경우와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.

신호라인부(360)는 제1 실시형태와 유사하게 접촉부(320)에 연결되는 제1 신호라인(362) 및 제1 신호라인(362)과 본딩부(340) 사이에 연결되는 제2 신호라인(364)으로 구분될 수 있다. 이때, 제1 신호라인(362)은 기판(100)의 외곽선과 평행하지 않은 전도성 격자로 구성되는 것이 바람직하다(전도성 재료 충진 시 음각 패턴이 기재의 이송 방향과 사선을 이루도록 하기 위한 것이다).

제2 신호라인(364)은 기판(100)의 외곽선을 따라 지그재그 패턴을 포함하여 형성된다. 이때, 제1 신호라인(362)과 연결되는 제2 신호라인(364)의 일단이 제1 신호라인(362)에 대해 돌출되어 돌출단(363)이 형성될 수 있다. 돌출단(363)을 형성하는 이유는 터치스크린 패널의 사용 및 제조 시 정전기가 발생하는 경우 가급적 돌출단(363)에서 방전이 일어나도록 하여(왜냐하면 첨점에 전하가 모이기 때문에) 신호라인부(360)에서 정전기 방전에 따라 전도성 물질이 소실되는 현상(단선 또는 단선은 아니더라도 저항값의 변화가 수반될 수 있다)을 방지하기 위한 것이다. 또한, 제2 신호라인(364)은 돌기부(P)가 형성된 음각 패턴에 충진됨으로써 기판(100)으로부터의 이탈이 방지될 수 있다(돌기부의 상단이 제2 신호라인 위로 돌출됨으로써 제2 신호라인을 형성하는 전도성 물질을 고정하는 역할을 한다). 또한, 제2 신호라인(364)은 돌기부(P) 사이에 배치되는 브리지(366)에 의해 서로 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 터치스크린 패널은 기판(100), 전극 패턴(200) 및 기판(100)의 외곽선을 따라 지그재그 패턴을 포함하여 형성된 배선 전극(300)으로 구성되고, 저항측정 단자(400), 접지 전극(500) 및 방전 전극(600)이 더 포함될 수 있다.

기판(100)은 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제1 실시형태와 동일하므로 중복된 기재는 생략한다.

전극 패턴(200)은 기판(100)에 구비되어, 사용자의 터치 신호를 감지하는 구성요소로서, 전극 패턴(200)에 형성된 음각은 기판(100)의 외곽선과 평행하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다(제1 신호라인과 마찬가지로 전도성 재료 충진 시 음각 패턴이 기재의 이송 방향과 사선을 이루도록 하기 위한 것이다).

배선 전극(300)은 전극 패턴(200)과 전기적으로 연결되는 접촉부(320), 외부 구동회로(미도시)와 컨택하여 전극 패턴(200)에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부(340), 접촉부(320)와 본딩부(340)를 연결하는 지그재그 패턴을 포함하는 신호라인부(360)로 구성되고 위에서 설명한 바와 같다.

저항측정 단자(400)는 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 제1 실시형태와 동일하다. 다만, 방전 전극(600)과의 결합관계에 따라 정전기 방전 목적으로 사용될 수 있으므로 뾰족한 팁(460)을 구비하는 것이 바람직하다.

접지 전극(500)은 제조 시 정전기의 방전, 터치스크린 패널 동작 시 접지 전압을 공급하는 구성요소로서, 지그재그 패턴을 포함하여 구성된다(배선 전극이 지그재그 패턴을 포함하여 형성되는 이유와 동일하다). 접지 전극(500)의 경우 기판(100)의 최외곽 즉, 전극 패턴(200), 배선 전극(300), 저항측정 단자(400), 방전 전극(600) 등의 외곽에 형성되는 것이 다른 구성요소들과의 배치 관계 측면에서 유리하다.

방전 전극(600)은 전극 패턴(200)의 배선 전극(300)과 연결되지 않은 측단, 즉 전극 패턴(200)의 양단 중 배선 전극(300)과 연결된 단을 일단이라 할 때 그 타단에 형성되어 전극 패턴(200)에 유도된 정전기를 방전시키는 구성요소이다. 따라서, 정전기 방전이 용이하도록 뾰족한 팁(620)을 구비하는 것이 바람직하다. 방전 전극은 전극 패턴(200)에 대향 배치되거나, 저항측정 단자(400)가 구비된 경우 저항측정 단자(400)에 대향 배치된다. 저항측정 단자(400)에 팁(460)이 구비되는 경우 방전 전극(600)의 팁(620)과 저항측정 단자(400)의 팁(460)이 마주보는 것이 방전에 유리하다. 다만, 제작의 편의를 위해 도 12에 도시된 바와 같이 격자 패턴의 전극을 절단하여 방전 전극(600)의 팁(620)과 저항측정 단자(400)의 팁(460)이 서로 어긋나도록 형성할 수도 있다.

터치스크린 패널의 제조 효율의 상승과 함께 배선 전극의 단선을 효과적으로 방지할 수 있는 터치스크린 패널의 실시형태에 대해 간단히 설명한다.

도 13은 터치스크린 패널의 다른 제조방법을 도시한 것이다. 터치스크린 패널은 기판(100), 전극 패턴(200) 및 배선 전극(300)을 포함하여 구성되되, 전극 패턴(200)은 음각 패턴에 충진하고, 배선 전극(300)은 양각으로 형성할 수 있다. 그리고 터치스크린 패널의 제조방법은 기판에 형성된 음각 패턴 내에 전도성 물질을 충진하여 복수의 전극 패턴을 형성하는 전극 패턴 형성 단계 및 상기 기판에 상기 복수의 전극 패턴 각각과 연결되는 배선 전극을 형성하는 배선 전극 형성 단계를 포함하여 구성된다. 이때, 전극 패턴 형성 단계는 롤(roll)에 감긴 기판에 전극 패턴을 형성하고 다시 롤(roll)에 감는 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 수행되는 것이 공정상 편리하다.

앞서 설명하였지만, 음각 패턴이 기재의 이송 방향과 수직 또는 수평일 때 전도성 물질의 충진이 불량인 경우가 많으므로, 전극 패턴 형성 단계에서 전극 패턴(200)은 기존의 음각 패턴에 전도성 물질을 충진하는 방법으로 형성하고 배선 전극 형성 단계에서 배선 전극(300)은 전극 패턴(200) 형성 후 스크린 프린팅(감광막 프린팅), 제트(jet) 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 포토리소그라피 중 선택된 어느 하나의 방법으로 양각으로 형성함으로써 위와 같은 전도성 물질의 충진 불량 문제를 해결할 수 있다. 이러한 구성의 경우 수요에 따른 설계 변경이 용이한 장점이 있다. 즉, 형상 및 구성이 표준화되어 있는 전극 패턴(200)은 몰딩 또는 금형에 의한 음각 패턴을 이용하여 형성하고, 제품 설계(예를 들면 동일한 21인치 모니터라도 다양한 모델이 존재하며, 모델마다 배선 전극의 형상이 상이함)에 따른 가변이 필요한 배선 전극(300)은 양각으로 설계변경하여 형성함으로써 다양한 수요에 대한 대처가 용이하다. 더불어, 배선 전극(300)이 양각이기 때문에 지그재그가 아닌 직선 형상으로도 형성 가능하다.

위에서는 터치스크린 패널의 구성요소로서 기판(100)의 외곽선을 따라 지그재그 패턴을 포함하여 형성되는 배선 전극(300) 및 접지 전극(500)을 설명하였지만, 기판의 외곽선을 따라 형성되는 지그재그 패턴의 전극 구조는 음각에 전도성 물질을 충진하여 형성되는 모든 전극에 적용될 수 있다.

100 기판 200 전극 패턴
300 배선 전극 320 접촉부
322 접촉라인 324, 366, 440 브리지
340 본딩부 360 신호라인부
362 제1 신호라인 364 제2 신호라인
400 저항측정 단자 420 단자라인
460, 620 팁 500 접지 전극
600 방전 전극

Claims (11)

1. 터치 신호를 생성하는 전극 패턴의 일단에 전기적으로 연결되는 접촉부;
   외부 구동회로와 컨택하여 상기 전극 패턴에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부 및
   상기 접촉부와 상기 본딩부를 연결하는 신호라인부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널용 배선 전극을 복수 개 포함하고,
   상기 신호라인부는 서로 이격된 복수의 신호라인으로 구성되며,
   상기 복수의 신호라인 간의 이격 거리 d는 다음의 수학식을 만족하고(w는 상기 신호라인 각각의 선폭), 상기 신호라인의 선폭은 100㎛ 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   [수학식] d ≥ w × 0.5
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 신호라인부는 상기 접촉부에 연결되어 터치스크린 패널의 가장자리로 상기 전극 패턴의 전기 신호를 전달하는 복수의 제1 신호라인 및
   상기 제1 신호라인에 연결되어 터치스크린 패널의 가장자리를 따라 전기 신호를 본딩부에 전달하는 복수의 제2 신호라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 신호라인부는 기 설정된 거리마다 배치되어 상기 복수의 제1 신호라인 각각을 연결하는 브리지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 신호라인부는 기 설정된 거리마다 배치되어 상기 복수의 제2 신호라인 각각을 연결하는 브리지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 신호라인부는 기 설정된 거리마다 배치되어 상기 복수의 제1 신호라인을 각각 연결하는 브리지 및 기 설정된 거리마다 배치되어 상기 복수의 제2 신호라인을 각각 연결하는 브리지를 포함하는 터치스크린 패널.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 신호라인이 기판의 돌기부들에 의해 서로 이격되고, 상기 돌기부들 사이에 배치된 브리지에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 접촉부가 기 설정된 간격만큼 이격된 복수의 접촉라인들이 병렬로 형성되어, 상기 전극 패턴에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 접촉부가 상기 병렬로 형성된 복수의 접촉라인들 사이에 기 설정된 거리마다 배치되어 각각 연결된 브리지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제1 신호라인과 상기 브리지가 동일한 선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
10. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 신호라인과 연결되는 제2 신호라인의 일단이 상기 제1 신호라인에 대해 돌출되어 돌출단이 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
    
11. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 신호라인은 돌기부가 형성된 음각 패턴에 전도성 물질이 충진되어 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
    

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