KR101720140B1 - 터치스크린용 2ｗａｙ 보호필름 및 이를 이용한 터치패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성박막층을 구비한 메인필름과 도전층을 구비한 보조필름으로 구성되어 신체(특히 손가락)나 전극팁을 구비한 스타일러스펜 등과 같이 정전용량형 터치 입력 뿐 아니라, 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하도록 하는 비정전용량형 터치 입력도 가능하고, 심지어는 물속에서도 터치 입력이 가능한 2ＷＡＹ 보호필름 및 이를 이용한 터치패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름은 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치센서에 비정전용량형 터치방식에 대해서도 입력 및 조작이 가능한 적층 보호필름이되, 베이스시트,
이 베이스시트 일면에 배열된 도전성박막층, 그리고 도전성박막층을 분리된 입력엘리먼트가 되도록 하는 분리홈을 포함하여 이루어진 메인필름; 및 보조시트, 이 보조시트의 타면에 배열되어 메인필름의 도전성박막층과 접하는 도전층, 그리고 이 도전층을 분리된 비정전용량형 보조입력엘리먼트가 되도록 하는 이격부
를 포함하여 이루어진 보조필름;을 포함하여 이루어지되, 보조입력엘리먼트는 이보다 큰 단위면적을 갖는 메인필름의 입력엘리먼트와 중첩된 형태로 이격 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름 및 이를 이용한 터치패널{2 WAY SPROTECTIVE FILM FOR TOUCH SCREEN}

본 발명은 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름 및 이를 이용한 터치패널에 관한 것으로,

보다 상세하게는 스마트폰을 비롯하여 다양한 모바일기기 등의 입력장치에 광범위하게 적용되는 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린에서 사용자가 의도한 입력터치가 정확하게 이루어지지 않고 인접 비의도 지점의 터치가 이루어져 입력오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 베이스시트 일면에 구비된 도전성박막층이 상호 연결된 분리홈에 의하여 고립된 복수의 입력엘리먼트로 구성되도록 되어 있어 정확한 터치가 가능하도록 구성되어 입력정확성을 확보할 수 있는 메인필름을 포함하고,

더 나아가 도전성박막층을 구비한 메인필름과 도전층을 구비한 보조필름으로 구성되어 신체(특히 손가락)나 전극팁을 구비한 스타일러스펜 등과 같이 정전용량형 터치 입력 뿐 아니라, 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하도록 하는 비정전용량형 터치 입력도 가능하고, 심지어는 물속에서도 터치 입력이 가능한 2ＷＡＹ 보호필름 및 이를 이용한 터치패널에 관한 것이다.

종래 휴대폰과 같은 모바일 기기, 특히 접촉식 정전용량 방식(Capacitive Overlay)의 터치스크린을 구비한 모바일 기기를 위한 보호필름과 관련된 기술로는

특허등록 제10-1093721호(등록일자 2011년12월07일) [디스플레이 보호용 양면 하드코팅 필름] 및 특허등록 제10-1191145호(등록일자 2012년10월09일) [정전용량식 터치스크린용 터치 필름, 이를 적용한 터치스크린 및 휴대 단말기] 등이 있었다.

전자의 특허는 플라스틱 기재필름의 일면에 안티블록킹성 및 방오성을 구현하는 제 1 하드코팅층이 형성되고, 플라스틱 기재필름의 이면에 내스크래치성을 구현하는 제 2 하드코팅층이 형성된 것으로, 안티블록킹성과 방오성이 우수하고 표면 경도가 높으며, 하드코팅 필름 이면의 내스크래치성을 구현할 수 있는 디스플레이 보호용 양면 하드코팅 필름에 관한 것이다.

후자의 특허는 위치 인식을 위해 넓은 접촉면적을 요구하는 정전용량식 터치스크린에서 좁은 면적의 접촉을 통해서도 접촉 위치 인식을 가능하게 하는 정전용량식 터치스크린용 터치 필름, 이를 적용한 터치스크린 및 휴대 단말기에 관한 것이다.

이와 같이 종래의 특허는 휴대폰 등 모바일기기의 터치스크린을 보호하는 기능에 치중하거나(전자), 터치 감도를 높이는 기술(후자) 개발에 주안점을 둔 것이 대부분이었다.

이에 본 발명자는 실제 시장에서 요구하는 긴요한 기술인, 겨울철 장갑을 낀 사용자나 직업상 등의 이류 장갑을 끼고 활동하는 사용자가 장갑을 낀 상태에서도 터치 스크린을 조작하여 정보 입력 등 모바일기기를 사용할 수 있도록 하는 기술로

특허등록 제10-1295201호(등록일자 2013년08월05일) [비정전용량형 터치 입력이 가능한 터치스크린용 적층보호필름, 이를 이용한 모바일기기 및 보호케이스] 및

특허공개 제10-2014-0096963호(공개일자 2014년08월06일) [비정전용량형 터치 입력이 가능한 터치스크린용 적층필름, 이를 이용한 모바일기기 및 보호케이스]를 제시한 바,

이를 통하여 휴대폰 등 모바일기기의 주류를 이루고 있는 접촉식 정전용량 방식(Capacitive Overlay)의 터치스크린에 대하여 신체(특히 손가락)나 전극팁을 구비한 스타일러스펜 등과 같이 정전용량형 터치 입력 뿐 아니라, 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하도록 하는 적층보호필름 및 이를 이용한 모바일기기와 보호케이스를 제시한 바 있다.

한편, 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린, 특히 스마트폰과 같이 화면이 상대적으로 작은 모바일기기에서는 더 사용자가 의도한 입력터치가 정확하게 이루어지지 않고 인접 비의도 지점의 터치가 이루어져 입력오류가 빈번하게 발생되며, 이러한 상황은 사용 연령대가 높거나 주의력 또는 숙련도가 낮을수록 빈번하여 해결방안의 제시가 긴요한 상황이다.

또 오입력 방지기능과 함께 본 발명자의 정전용량형 및 비정정용량형 겸용 터치 입력, 즉 2ＷＡＹ 입력기능 강화 및 양산성 확보는 물론, 다양한 정전용량형 터치패널의 터치입력 불가 상황(예: 물속 터치)까지 해소할 수 있는 기술제시 필요성이 대두되고 있다.

이에 본 발명은 스마트폰을 비롯하여 다양한 모바일기기 등의 입력장치에 광범위하게 적용되는 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린에서 사용자가 의도한 입력터치가 정확하게 이루어지지 않고 인접 비의도 지점의 터치가 이루어져 입력오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 베이스시트 일면에 구비된 도전성박막층이 분리홈, 특히 상호 연결된 분리홈에 의하여 고립된 복수의 입력엘리먼트로 구성되도록 되어 있어 정확한 터치가 가능하도록 구성되어 입력정확성을 확보할 수 있는 메인필름을 포함하는 정전용량형 터치스크린용 보호필름을 제공함과 아울러,

메인필름 일면에 배열되는 보조시트 및 이 보조시트 타면에 배열된 도전층을 갖는 보조필름을 더 이격 구성하고, 도전층은 이격부에 의하여 메인필름의 입력엘리먼트에 비하여 상대적으로 더 작은 단위면적을 갖는 비정전용량형 보조입력엘리면트를 갖도록 구성하여 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하도록 하여 정전용량형 및 비정정용량형 겸용 터치 입력, 즉 2ＷＡＹ 입력까지 가능한 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름 및 이를 이용한 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 메인필름의 분리홈 및 보조필름의 이격부가 상호 연결된 격자형 구조를 갖도록 구성하여 상용화된 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린에 대다수를 차지하는 터치센서(드라이빙 라인의 제1ITO(Indium Tin Oxide)층과 센싱 라인의 제2ITO층이 상호 교차하여 격자(grid)형으로 구성된) 방식에 상응하여 그만큼 입력 정확성을 향상시킬 수 있고, 양산성도 확보할 수 있도록 한, 입력정확성을 제공함과 아울러 터치스크린용 2ＷＡＹ 입력이 가능한 보호필름 및 이를 이용한 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 메인필름에서 도전성박막층이 터치스크린의 커버글라스와 접촉하지 않고(베이스시트가 접촉함) 상부에 배열되도록 하여 스타일러스펜 등 사용자의 신체(손)와 접촉하고 도체로 구성된 경우 터치센서의 인식가능한 유효면적 보다 작은 터치팁이어도 입력이 가능하여 다양한 펜 등 도구를 이용한 터치 인식이 가능하게 구성할 수 있고, 또 상기 베이스시트 타면 또는 상기 도전성박막층에는 접착층이 덮여 구성되어 있어 터치스크린에 쉽게 적용할 수 있도록 한, 입력정확성을 제공함과 아울러 터치스크린용 2ＷＡＹ 입력이 가능한 보호필름 및 이를 이용한 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 메인필름에서 상기 분리홈은 비전도성충진부로 메워져 있어 외관상 분리홈이 육안으로 구분되지 않도록 하여 터치스크린의 화상 품질을 확보할 수 있으며, 또 상기 도전성박막층의 각 입력엘리먼트의 면적은 1~100㎟ 로 하여 터치센서 그리드에 상응하게 유연하게 대처할 수 있으며, 분리홈의 폭은 0.01~1mm 로 조절하여 역시 입력정확성이 적용 터치스크린에 맞게 조절될 수 있도록 한, 입력정확성을 제공함과 아울러 터치스크린용 2ＷＡＹ 입력이 가능한 보호필름 및 이를 이용한 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 각 드라이빙 라인의 제1ITO층과 센싱 라인의 제2ITO층이 상호 교차하여 구성되고 상하에 배열된 정전용량형 제1터치센서 및 제2터치센서 사이에 상기 2ＷＡＹ 보호필름을 배열하여 정전용량형 및 비정정용량형 겸용 터치 입력 기능은 물론 수중 터치입력까지 가능한 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 터치스크린용 보호필름은

접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린에 적용되는 보호필름이되,

베이스시트;

상기 베이스시트 일면에 배열된 도전성박막층; 및

도전성박막층을 분리된 입력엘리먼트가 되도록 하는 분리홈;

을 포함하여 이루어진 메인필름을 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름은

접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치센서에 비정전용량형 터치방식에 대해서도 입력 및 조작이 가능한 적층 보호필름이되,

베이스시트,

이 베이스시트 일면에 배열된 도전성박막층, 그리고

도전성박막층을 분리된 입력엘리먼트가 되도록 하는 분리홈

을 포함하여 이루어진 메인필름; 및

보조시트,

이 보조시트의 타면에 배열되어 메인필름의 도전성박막층과 접하는 도전층, 그리고

이 도전층을 분리된 비정전용량형 보조입력엘리먼트가 되도록 하는 이격부

를 포함하여 이루어진 보조필름;

을 포함하여 이루어지되,

보조입력엘리먼트는 이보다 큰 단위면적을 갖는 메인필름의 입력엘리먼트와 중첩된 형태로 이격 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 터치스크린용 보호필름에서

상기 메인필름의 분리홈은 상호 연결되어 있고, 격자형 구조를 갖고,

상기 보조필름의 이격부는 상호 연결되어 있고, 격자형 구조를 가지며,

상기 메인필름에서 베이스시트 타면 또는 상기 도전성박막층에는 접착층이 덮여 있으며,

상기 분리홈은 비전도성충진부로 메워져 있고,

상기 도전성박막층의 각 입력엘리먼트의 면적은 1~100㎟ 이고,

분리홈의 폭은 0.01~1mm인 것이 바람직하다.

또 본 발명에 따른 터치패널은

각각 드라이빙 라인의 제1ITO층과 센싱 라인의 제2ITO층이 상호 교차하여 구성되고 상하에 배열된 정전용량형 제1터치센서 및 제2터치센서; 및

접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치센서에 비정전용량형 터치방식에 대해서도 입력 및 조작이 가능한 적층 보호필름으로 제1 및 제2 터치센서 사이에 배열되고,

베이스시트,

이 베이스시트 일면에 배열된 도전성박막층, 그리고

도전성박막층을 분리된 입력엘리먼트가 되도록 하는 분리홈

을 포함하여 이루어진 메인필름과

보조시트,

이 보조시트의 타면에 배열되어 메인필름의 도전성박막층과 접하는 도전층, 그리고

이 도전층을 분리된 비정전용량형 보조입력엘리먼트가 되도록 하는 이격부

를 포함하여 이루어진 보조필름;

을 포함하여 이루어지되,

보조입력엘리먼트는 이보다 큰 단위면적을 갖는 메인필름의 입력엘리먼트와 중첩된 형태로 이격 배열되어 이루어진 2ＷＡＹ 보호필름;

을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 보호필름은 베이스시트 일면에 구비된 도전성박막층이 상호 연결된 분리홈에 의하여 고립된 복수의 입력엘리먼트로 구성된 메인필름을 포함하여 스마트폰을 비롯하여 다양한 모바일기기 등의 입력장치에 광범위하게 적용되는 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린에서 사용자가 의도한 입력터치가 정확하게 이루어지지 않고 인접 비의도 지점의 터치가 이루어져 입력오류가 발생하는 것을 방지하여 사용 연령대가 높거나 주의력 또는 숙련도가 낮아도 정확한 터치가 가능하도록 하며, 또 분리홈이 상호 연결된 격자형 구조를 갖도록 구성하여 상용화된 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린에 대다수를 차지하는 터치센서(드라이빙 라인의 제1ITO(Indium Tin Oxide)층과 센싱 라인의 제2ITO층이 상호 교차하여 격자(grid)형으로 구성된) 방식에 상응하여 그만큼 입력 정확성을 향상시킬 수 있고 양산성도 확보할 수 있고, 나아가 상기 베이스시트 타면 또는 상기 도전성박막층에는 접착층이 덮여 구성되어 있어 터치스크린에 쉽게 적용할 수 있으며, 아울러 상기 분리홈은 비전도성충진부로 메워져 있어 외관상 분리홈이 육안으로 구분되지 않도록 하여 터치스크린의 화상 품질을 확보할 수 있으며, 또 상기 도전성박막층의 각 입력엘리먼트의 면적은 1~100㎟ 로 하여 터치센서 그리드에 상응하게 유연하게 대처할 수 있으며, 분리홈의 폭은 0.01~1mm 로 조절하여 역시 입력정확성이 적용 터치스크린에 맞게 조절될 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름은 메인필름 일면에 배열되는 보조시트 및 이 보조시트 타면에 배열된 도전층을 갖는 보조필름을 더 이격 구성하고, 도전층은 이격부에 의하여 메인필름의 입력엘리먼트에 비하여 상대적으로 더 작은 단위면적을 갖는 비정전용량형 보조입력엘리면트를 갖도록 구성하여 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하도록 하여 정전용량형 및 비정정용량형 겸용 터치 입력, 즉 2ＷＡＹ 입력까지 가능하다.

또한 본 발명에 따른 정전용량형 터치스크린용 보호필름은 메인필름에서 도전성박막층이 터치스크린의 커버글라스와 접촉하지 않고(베이스시트가 접촉함) 상부에 배열되도록 하여 스타일러스펜 등 사용자의 신체(손)와 접촉하고 도체로 구성된 경우 터치센서의 인식가능한 유효면적 보다 작은 터치팁이어도 입력이 가능하여 다양한 펜 등 도구를 이용한 터치 인식이 가능하고, 메인필름 상부에 보조시트 및 이 보조시트 하면에 배열된 도전층을 갖는 보조필름을 더 이격 구성하고, 도전층은 이격부에 의하여 메인필름의 입력엘리먼트에 비하여 상대적으로 더 작은 단위면적을 갖는 비정전용량형 보조입력엘리면트를 갖도록 구성하여 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하게 된다.

또 본 발명에 따른 터치패널은 각 드라이빙 라인의 제1ITO층과 센싱 라인의 제2ITO층이 상호 교차하여 구성되고 상하에 배열된 정전용량형 제1터치센서 및 제2터치센서 사이에 상기 2ＷＡＹ 보호필름을 배열하여 정전용량형 및 비정정용량형 겸용 터치 입력 기능은 물론 수중 터치입력까지 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 입력정확성을 제공하는 정전용량형 터치스크린용 보호필름 및 터치스크린의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름으로, 메인필름 상부에 배열된 보조필름을 구비한 구성을 도시한 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필을 이용한 터치패널의 개략적인 분해도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 공지기능 및 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략할 수 있다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 입력정확성을 제공하는 정전용량형 터치스크린용 보호필름(F)은 접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치스크린(T)에 적용되며, 이러한 터치스크린은 스마트폰과 같은 다양한 모바일기기(M)에 광범위하게 적용ㅇ상용화되어 있다.

터치스크린(T)은 다양한 구조를 가질 수 있는바, 도 1의 우측 하부 일점 쇄선 원 내 분해 개략도로 도시한 바와 같이,

상부 커버글라스(T1) 및 하부 LCD 또는 OLED와 같은 디스플레이패널(T3)과, 이 둘 사이에 구비된 터치센서(T2)로 구성되며,

터치센서(T2)는 드라이빙 라인의 제1ITO(Indium Tin Oxide)층(T2a)과 센싱 라인의 제2ITO층(T3b)이 상호 교차하여 격자(grid)형으로 구성된) 방식으로 배열되어 있고, 각 층 사이는 투명 접착부재로 결합된다.

이러한 정전용량형 터치스크린은 정전용량 커플링 효과로 근접, 변위, 습도, 유량, 가속도 등에 의해 센서의 정전용량 값의 변화를 감지하는 장치이며, 다른 입력 방식(기계식, 감압식, 광학식 등)과 비교해 신뢰성이 높고 수명이 길기 때문에 디지털 오디오 플레이어, 컴퓨터 디스플레이, 휴대전화와 태블릿과 같은 휴대기기 등의 인터페이스 장치로써 널리 각광받고 있다.

도시되지는 않았으나 통상 터치스크린(T)의 커버글라스(T1)의 표면에는 전하(플럭스(flux))가 흐르고, 유전체인 사용자의 손가락을 커버글라스에 대는 순간 손가락 표면에는 유리판의 전하와 반대인 전하가 모이고, 이에 따라 커버글라스(T1)의 표면의 전하가 약간 상쇄되어 커버글라스(T1)의 표면에서 측정되는 전기장은 약화되고, 변화가 일어난 위치를 센서(multiplexer 등)가 감지하여 동작하는 이루어진다.

이와 같은 터치스크린(T) 및 이를 이용한 모바일기기(M)는 입력 유효터치면적(약 3X3mm 내외)의 접촉이 필요한 바, 특히 스마트폰과 같이 화면이 상대적으로 작은 모바일기기에서는 더 사용자가 의도한 입력터치가 정확하게 이루어지지 않고 인접 비의도 지점의 터치가 이루어져 입력오류가 빈번하게 발생되고 있다.

이러한 오류 입력 상황은 사용 연령대가 높거나 주의력 또는 숙련도가 낮을수록 더 빈발하는바, 본 발명의 보호필름(F)을 통하여 이를 해결할 수 있다.

구체적으로 본 발명에 따른 보호필름(F)의 메인필름(Fm)은 베이스시트(F1)와, 이 베이스시트(F1) 일면에 배열된 도전성박막층(F2), 그리고 도전성박막층을 분리된 입력엘리먼트(F2e)가 되도록 하는 분리홈(F3)을 포함하여 구성된다.

상기 베이스시트(F1)는 통상 치수 안정성이 우수한 PET 소재가 사용되나, 기타 PP나 다양한 합성수지 소재의 필름이 활용될 수 있다. 대안적으로 이 베이스시트는 터치스크린의 커버글라스를 보호하기 위한 강화유리 일 수 있다('시트' 또는 '필름'은 '합성수지' 박판을 의미하는 것이 아니며, 단지 '박형' 부재를 대표하여 지칭한 것임).

본 명세서 및 청구범위에서 보호'필름', 메인'필름', 보조'필름', 베이스'시트', 보조'시트', '박막'층, 도전층 등은 두께 한정에 의하여 구분한 것이 아니며, 박형 부재를 대표하여 지칭한 것이다.

상기 도전성박막층(F2)은 터치스크린(T1)의 화면품질 보장을 위하여 역시 투명 도전성박막층, 보다 구체적으로는 상용화되어 있는 ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극이 활용할 수 있고, 기타 금속성분이 포함된 잉크로 인쇄하는 방식 등 다양하게 선택될 수 있다.

도전성박막층(F2)은 특히 연속적인 것이 아니라 분리홈에 의하여 고립 분리된 입력엘리먼트(F2e)를 형성한다.

이러한 분리홈은 개개의 입력엘리먼트(F2e)가 상호 완전히 분리되도록 상호 연결되어 있고, 생산성 및 규칙성, 입력 신뢰성 확보 등을 위하여 격자형 구조를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 분리홈(F3)은 베이스시트(F1) 일면에 배열된 도전성박막층(F2)을 긁어내어 제거하거나 마스킹 기법을 통하여 부분(분리홈 해당부위)적으로 제거(일종의 에칭 기법)하거나 부분 절단하는 방식으로 후가공하거나,

베이스시트에 도전성박박층 형성시 스크린 인쇄 등의 방식으로 분리홈이 처음부터 형성되거나, 전사 등의 방식으로 형성되는 등 다양하게 선택될 수 있다.

아울러 터치스크린에 보호필름을 도입하는 방식으로 상기 베이스시트(F1) 타면 또는 상기 도전성박막층(F2)에는 접착층(F4)을 도입할 수 있고, 이러한 접착층은 접착제 또는 점착제 코팅층이거나 양면테이프 일 수 있다.

대안적으로 베이스시트와 도전성박막층, 분리홈으로 구성된 보호필름(F)은 모바일기기의 플립(flip) 타입 보호커버의 투시창에 적용될 수 있다(이는 후술하는 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름(F) 역시 마찬가지이다).

더 나아가 상기 분리홈(F3)은 비전도성충진부(F5)로 메워질 수 있는바,

터치스크린(T)을 향하여 입력엘리먼트(F2e) 또는 베이스시트(F1)가 배열될 수 있고,

이때 비전도성충진부(F5)는 접착층(F4) 성분이 채워지거나,

다른 합성수지를 이용하여 비전도성충진부(F5)가 구성될 수 있다(도 1 최우측 일점 쇄선 원 내 도면 참조)(베이스시트(F1) 상부에 이 충진부와 함께 추가 층이 도입되는바, 이는 예를 들어 하드코팅층일 수 있다).

이와 같이 상기 분리홈은 비전도성충진부으로 인하여 메워져 있어 외관상 분리홈이 육안으로 구분되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또 상기 도전성박막층의 각 입력엘리먼트의 면적은 1~100㎟ 일 수 있고, 이를 통하여 터치센서 그리드에 상응하게 유연하게 대처할 수 있으며,

분리홈의 폭은 0.01~1mm 로 조절하여 역시 입력정확성이 적용 터치스크린에 맞게 조절되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 보호필름(F)의 메인필름(Fm)에서 도전성박막층(F2)이 터치스크린(T)의 커버글라스(T1)와 접촉하지 않고(베이스시트(F1)가 접촉함) 상부에 배열(접착층(F4)은 베이스시트(F1) 타면(하면)에 배열됨)되도록 하여 스타일러스펜 등 사용자의 신체(손)와 접촉하고 도체로 구성된 경우 터치센서(T2)의 인식가능한 유효면적 보다 작은 터치팁이어도 입력이 가능하여 다양한 펜 등 도구를 이용한 터치 인식이 가능하게 구성할 수 있다.

터치센서(T2)의 인식가능한 유효면적에 대하여 터치팁의 단부 면적은 1~50%, 바람직하기로는 1~30%, 보다 바람직하기로는 1~25% 인 것이 좋다.

또 터치센서(T2)가 디스플레이패널(T3) 외부에 별도로 위치한 온-셀(On-Cell) 타입의 터치스크린은 물론 터치센서(T2)가 디스플레이패널(T3) 내에 위치하여 상대적으로 플럭스 세기가 약한 인-셀(In-Cell) 타입의 터치스크린에

본 발명에 따른 보호필름(F), 특히 도전성박막층(F2)이 터치스크린(T)의 커버글라스(T1)와 접촉하지 않고 상부에 배열된 메인필름(Fm)을 적용하는 경우 더욱더 터치감도가 향상되는 것으로 확인되었다.

더 나아가 도 2에 개략적인 분해도로 도시한, 본 발명에 따른 보호필름(F)은 정전용량형 및 비정정용량형 겸용 터치 입력, 즉 2ＷＡＹ 입력까지 가능한 터치스크린용 2ＷＡＹ 보호필름(F)으로 구성되어

모바일기기(M)의 터치스크린에 적용되는 경우 메인필름(Fm) 상부에 별도의 보조필름(Fa)이 더 이격 배열된 적층 구조를 가질 수 있다.

이러한 구조의 보호필름(F)은 비정전용량형 터치 입력이 가능하게 되어 접촉식 정전용량 방식(Capacitive Overlay)의 터치스크린에 대하여 신체(특히 손가락)나 전극팁을 구비한 스타일러스펜 등과 같이 정전용량형 터치 입력 뿐 아니라, 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린에 대하여 정보입력이나 조작이 가능하다.

구체적으로 이 변형 보호필름(F)은 메인필름(Fm)의 도전성박막층(F2) 일면(즉 상부)에 보조필름(Fa)이 배열된 구조이며,

또 보조필름(Fa)은 보조시트(f1) 및 이 보조시트 타면(즉 하면)에 배열된 도전층(f2)을 갖는다.

보조필름의 보조시트 및 도전층은 앞서 설명한 베이스시트(F1) 및 도전성박막층(F2)과 같은 소재 및 제조공법을 활용할 수 있다.

도 2에서는 이해의 편의를 위하여 도전선박막층(F2), 도전층(f2), 시트(F1)(f1)의 두께 및 면적이 과장되게 도시되어 있다.

보조필름(Fa)의 도전층(f2)은 또 이격부(f3)(메인필름의 분리홈(F3)과 유사한 역할을 함)에 의하여 분리된 비정전용량형 보조입력엘리면트(f2e)로 구성되고,

도 2의 우측 하부 일점 쇄선 사각형 내에 평면도로 도시한 바와 같이, 보조입력엘리먼트(f2e)는 이보다 큰 단위면적을 갖는 메인필름(Fm)의 입력엘리먼트(F2e)와 중첩된 형태로 이격 배열되어 있다.

한편 보조입력엘리먼트(f2e)와 입력엘리먼트(F2e)의 이격, 결국은 보조필름(Fa)과 메인필름(Fm)의 이격은 도 2의 우측 상부의 일점 쇄선 원 내 결합 단면도에 도시된 바와 같이, 보조필름과 메인필름의 접합 및 두 필름 내측으로의 이물질 유입 방지 등을 위한 테두리 접합부(fb)를 통하여 구현될 수 있다.

보조입력엘리먼트(f2e)와 입력엘리먼트(F2e)의 이격거리는 1㎛~3㎜, 바람직하기로는 0.01㎜~1㎜, 보다 바람직하기로는 0.1㎜~1㎜ 인 것이 좋다.

이처럼 메인필름(Fm) 상부에 보조시트(f1) 및 이 보조시트 하면에 배열된 도전층(f2)을 갖는 보조필름(Fa)을 더 이격 구성하고, 도전층(f2)은 이격부(f3)에 의하여 메인필름(Fm)의 입력엘리먼트(F2e)에 비하여 상대적으로 더 작은 단위면적을 갖는 비정전용량형 보조입력엘리면트(f2e)를 갖도록 이격ㅇ중첩 구성하여 장갑을 낀 손이나 통상의 볼펜과 같은 부도체 팁을 사용하여도 터치스크린(T)에 대하여 비정전용량형 터치입력이나 조작, 즉 2ＷＡＹ 타입 조작이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 2ＷＡＹ 보호필름(F)을 적용한 터치패널(TP)은 도 3의 개략적인 분해도면에서 확인할 수 있는 바와 같이,

각각 드라이빙 라인의 제1ITO층(T2a)과 센싱 라인의 제2ITO층(T2b)이 상호 교차하여 구성되고 상하에 배열된 정전용량형 제1터치센서 및 제2터치센서(T2A)(T2B)를 포함한다.

터치스크린의 구성을 위하여 제1터치센서(T2A) 상부에는 커버글라스(T1)가 구비되고, 제2터치센서(T2B) 하부에는 LCD 또는 OLED와 같은 디스플레이패널(T3)이 구비되는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 터치센서(T2A)(T2B) 사이에 배열되는 2ＷＡＹ 보호필름(F)은 특히 정전용량형 터치 입력과 함께 비정전용량형 터치 입력은 물론 수중 터치 입력을 위하여

입력이 이루어지는 제1터치센서(T1A)의 하면에 메인필름(Fm)이 배열되고, 제2터치센서(T2B)측에 보조필름(Fa)이 위치하는 것이 바람직하다.

또 제1 및 제2 터치센서(T2A)(T2B)는 하나의 칩과 연결되도록 구성되는 것이 제조단가 절감을 위하여 바람직하다.

이러한 구조를 갖는 터치패널(TP)은 통상적인 정전용량형 터치 입력시에는 제1터치센서(T2A)가 기능하며,

비정전용량형 터치 입력이나 수중 터치 입력시에는 제1터치센서(T2A)측(즉 커버글라스(T1)측)에서 가해지는 압력에 의하여 보조필름(Fa)까지 미세하게 눌리고(변위되고) 이에 따른 플럭스 변화가 제2터치센서(T2B)를 통하여 감지되어 터치 입력이 가능하게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 배열, 구성, 형상과 구조를 갖는 보호필름, 터치패널, 터치스크린, 모바일기기를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

M: 모바일기기 T: 터치스크린
T1: 커버글라스 T2,T2A,T2B: 센서
T2a,T2b: ITO층 T3: 디스플레이패널
F: 보호필름 F1: 베이스시트
F2: 도전성박막층 F2e: 입력엘리먼트
F3: 분리홈 F4: 접착층
F5: 충진부
Fa: 보조필름 f1: 보조시트

Claims (4)

1. 각각 드라이빙 라인의 제1ITO층과 센싱 라인의 제2ITO층이 상호 교차하여 구성되고 상하에 배열된 정전용량형 제1터치센서 및 제2터치센서; 및
   
   접촉식 정전용량 방식의 터치 입력이 가능한 터치센서에 비정전용량형 터치방식에 대해서도 입력 및 조작이 가능한 적층 보호필름으로 제1 및 제2 터치센서 사이에 배열되고,
   베이스시트,
   이 베이스시트 일면에 배열된 도전성박막층, 그리고
   도전성박막층을 분리된 입력엘리먼트가 되도록 하는 분리홈
   을 포함하여 이루어진 메인필름과
   
   보조시트,
   이 보조시트의 타면에 배열되어 메인필름의 도전성박막층과 접하는 도전층, 그리고
   이 도전층을 분리된 비정전용량형 보조입력엘리먼트가 되도록 하는 이격부
   를 포함하여 이루어진 보조필름;
   을 포함하여 이루어지되,
   보조입력엘리먼트는 이보다 큰 단위면적을 갖는 메인필름의 입력엘리먼트와 중첩된 형태로 이격 배열되어 이루어진 2ＷＡＹ 보호필름;을 포함하고,
   
   상기 2ＷＡＹ 보호필름에서 메인필름의 분리홈 및 보조필름의 이격부는 각각 상호 연결되어 있고, 격자형 구조를 가지며,
   입력이 이루어지는 제1터치센서의 하면에 메인필름이 위치하고, 제2터치센서에 보조필름이 접하고,
   상기 도전성박막층의 각 입력엘리먼트의 면적은 1~100㎟이고, 분리홈의 폭은 0.01~1mm이며,
   보조입력엘리먼트와 입력엘리먼트의 이격거리는 1㎛~3㎜인 것을 특징으로 하는 터치패널.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분리홈은 비전도성충진부로 메워진 것을 특징으로 하는 터치패널.
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