KR101778553B1

KR101778553B1 - 터치 입력장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101778553B1
Application number: KR1020150130586A
Authority: KR
Inventors: 권기덕; 이종복
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2017-09-15
Also published as: KR20170032769A; JP2017059204A

Abstract

레이저 가공을 이용하여 전극을 설치하는 터치 입력장치 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 터치 입력장치는 금속 복합체를 포함하는 베이스와, 베이스의 일 면에 형성되는 패턴홈과, 패턴홈에 마련되고 전도성 소재를 포함하는 감지패턴과, 감지패턴과 직접회로를 연결하는 배선부를 포함한다.

Description

터치 입력장치 및 그 제조방법{TOUCH CONTROLL DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 입력장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 가공을 이용하여 전극을 설치하는 터치 입력장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

터치 조작이 가능한 터치 입력장치를 구현하는 방법으로는 저항 방식, 정전용량 방식, 표면 초음파 방식, 트랜스미터 방식 등이 사용되고 있다.

이 중 정전용량 방식을 이용한 터치 입력장치에는 서로 교차하는 방향으로 전극 패턴을 형성하고, 손가락 등의 입력수단이 접촉했을 때, 전극간의 정전용량이 변하는 것을 검지하여 입력위치를 검출하는 타입의 것이 있다. 또는, 투과성 도전막의 양단에 동상인 동전위를 인가하고, 손가락 등의 입력수단이 접촉 또는 근접해서 캐패시터가 형성될 때에 흐르는 미약 전류를 검지하여 입력위치를 검출하는 타입의 것도 있다.

일반적으로, 터치 입력장치는 제1 기판에 제1 방향(예컨대 x축 방향)으로 배열된 제1 감지패턴들과 이러한 감지패턴들의 위치를 계산하기 위한 센서회로를 전기적으로 연결하는 다수의 제1 금속패턴을 포함하는 제1 패널과, 제2 기판에 제2 방향(예컨대 y축 방향)으로 배열된 제2 감지패턴들과 이러한 감지패턴들의 위치를 계산하기 위한 센서회로를 전기적으로 연결하는 다수의 제2 금속패턴을 포함하는 제2 패널을 접착제를 이용하여 접착하는 2패널 적층구조로 되어 있다.

그 밖에, 공개특허공보 제10-2008-0110477호에는 1매형 2층 구조의 정전용량 방식의 터치패널이 개시되어 있다.

또한, 터치 입력장치의 제조방법에는 터치패널에 적용하기 위해 투명전극인 ITO를 사용하는 방식과, 메탈 메쉬를 사용하는 방법과, FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 연성회로기판)를 사용하는 방법 등이 사용된다.

그러나 위의 공정들은 다수의 공정 단계들이 필요하여 복잡할 뿐만 아니라 공정 비용이 상당히 비싼 문제가 있다. 특히, ITO를 이용한 제조공정은 희토류 물질을 사용하기 때문에 고가의 재료로 인한 제품가격 상승의 문제가 발생한다.

또한, 기존의 공정들은 접착 방식을 이용하는 것으로 외부 진동 및 충격이나 고열에 취약한 문제가 있다. 따라서 제품의 내구성이 저하되고, 진동 및 고열이 수반되는 장치들에 적용이 어렵다.

공개특허공보 제10-2008-0110477호(2008.12.18. 공개)

본 발명은 접착 방식을 이용하지 않고도 터치 입력장치의 전극을 형성할 수 있는 터치 입력장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 복합체를 포함하는 베이스; 상기 베이스의 일 면에 형성되는 패턴홈; 상기 패턴홈에 마련되고, 전도성 소재를 포함하는 감지패턴; 및 상기 감지패턴과 직접회로를 연결하는 배선부를 포함하는 터치 입력장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 베이스는 제1 베이스와, 그 위에 적층되는 제2 베이스를 포함하고, 상기 패턴홈은 상기 제1 베이스의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈과, 상기 제2 베이스의 일 면에 형성되는 제2 패턴홈을 포함하며, 상기 감지패턴은 상기 제1 패턴홈에 마련되는 제1 감지패턴과, 상기 제2 패턴홈에 마련되는 제2 감지패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 패턴홈과 상기 제2 패턴홈은 제2 베이스를 사이에 두고 수직으로 교차할 수 있다.

또한, 상기 베이스는 PC(Polycarbonate), PA(Polyamide), 및 ABS(acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer) 중 어느 하나 이상을 포함하는 레진(Resin)과 Mg, Cr, Cu, Ba, Fe, Ti, 및 Al 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스는 플라스틱 또는 유리 위에 코팅될 수 있다.

또한, 상기 패턴홈은 상기 베이스의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈과, 상기 베이스의 배면에 형성되는 제2 패턴홈을 포함하고, 상기 감지패턴은 상기 제1 패턴홈에 마련되는 제1 감지패턴과, 상기 제2 패턴홈에 마련되는 제2 감지패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지패턴은 일 측이 상기 제1 감지패턴과 연결되고 상기 베이스를 관통하여 상기 베이스의 배면 상에 노출되는 제3 감지패턴을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 패턴홈은 상기 베이스의 측면에 형성되어 상기 제1 패턴홈과 연결되는 제3 패턴홈을 더 포함하고, 상기 감지패턴은 일 측이 상기 제1 감지패턴과 연결되고, 상기 제3 패턴홈을 따라 상기 베이스의 측면에 마련되는 제3 감지패턴을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 패턴홈은 상기 베이스의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈과, 상기 제1 패턴홈과 제2 패턴홈을 포함하고, 상기 감지패턴은 상기 제1 패턴홈에 마련되는 제1 감지패턴과, 상기 제2 패턴홈에 마련되는 제2 감지패턴을 포함하되, 상기 제1 감지패턴과 상기 제2 감지패턴은 서로 떨어져 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 금속 복합체를 포함하는 베이스를 마련하고, 상기 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 패턴홈을 형성하고, 상기 패턴홈에 도금 공정을 통해 감지패턴을 형성하되, 서로 떨어져 배치되는 제1 및 제2 감지패턴을 형성하고, 상기 제1 및 제2 감지패턴에 전류를 제공한 후, 두 감지패턴 사이의 상호 정전용량(Mutual Capacitance)의 변화를 검사하여 센서로서 사용할 수 있는지 여부를 판단하는 과정을 포함하는 터치 입력장치의 제조방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 베이스를 마련하는 공정은 제1 베이스와 상기 제1 베이스 상에 적층되는 제2 베이스를 마련하는 공정을 포함하고, 상기 패턴홈을 형성하는 공정은 제1 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 제1 패턴홈을 형성하고, 상기 제2 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 제2 패턴홈을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 감지패턴을 형성하는 공정은 상기 제1 패턴홈에 상기 제1 감지패턴을 도금하고, 상기 제2 패턴홈에 상기 제2 감지패턴을 도금하는 공정을 포함할 수 있다.

또한, 상기 패턴홈을 형성하는 공정은 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 제1 패턴홈을 형성하고, 상기 베이스의 배면에 레이저를 조사하여 제2 패턴홈을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 감지패턴을 형성하는 공정은 상기 제1 패턴홈에 상기 제1 감지패턴을 도금하고, 상기 제2 패턴홈에 상기 제2 감지패턴을 도금하는 공정을 포함할 수 있다.

또한, 상기 패턴홈을 형성하는 공정은 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 제1 패턴홈과 제2 패턴홈을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 감지패턴을 형성하는 공정은 상기 제1 패턴홈에 상기 제1 감지패턴을 도금하고, 상기 제2 패턴홈에 상기 제1 감지패턴과 떨어져 배치되는 상기 제2 감지패턴을 도금하는 공정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 입력장치는 LDS(Laser Directing Structure) 공법을 이용하여 제조되기 때문에 제조 공정이 단순해지고 공정비용을 줄일 수 있다.

또한, 터치부가 곡면으로 마련되는 경우에도 감지패턴을 형성하기가 용이하다. 특히, 터치부가 복곡면으로 마련되는 경우에도 감지패턴을 형성할 수 있다.

또한, 베이스 상에 감지패턴을 형성하는 데 접착 공정을 사용하지 않음으로써 진동 및 충격으로부터 안전해지고 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 레이저를 이용하는 고열 상황에서 제조됨으로써 제품이 고온 환경에서 사용되는 경우에도 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치의 전극 배치모습을 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 터치부가 곡면으로 마련되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 6 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치의 제조방법을 나타내는 것으로,
도 6은 제1 베이스를 준비하는 과정을, 도 7은 제1 패턴홈을 가공하는 과정을, 도 8은 제1 감지패턴을 형성하는 과정을, 도 9는 제2 베이스를 적층하는 과정을, 도 10은 제2 패턴홈을 가공하는 과정을, 도 11은 제2 감지패턴을 형성하는 과정을, 도 12는 도장층을 적층하는 과정을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치를 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 입력장치를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력장치를 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래에서 소개하는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것일 뿐, 본 발명이 제시하는 실시 예만으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 다른 실시 형태로도 구체화될 수 있다.

터치 입력장치는 터치패드(Touch Pad) 형태로 마련될 수 있고, 또는 터치패널(Touch Panel) 형태로 마련될 수 있다. 그리고 터치 입력장치는 사용자의 손가락 등의 입력수단의 접촉(또는 근접)에 의해 신호를 입력받고, 접촉(또는 근접)된 위치를 파악할 수 있는 수단이다.

터치패드(Touch Pad)는 주로 노트북 등의 입력장치로 사용되고, 최근에는 차량의 입력장치로 사용되고 있다. 그리고 터치패널(Touch Panel)은 사용자가 스크린을 보면서 직접 위치를 지정할 수 있는 대화형 그래픽 입력장치의 일종이다.

도 1을 참고하여 터치 입력장치(100)의 구조에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(100)의 전극 배치모습을 나타내는 구조도로서, 실제 보이는 것과는 다르지만, 터치 입력장치(100)의 동작방법을 알기 쉽게 나타내기 위한 평면도이다. 터치 입력장치(100)는 사용자의 입력수단(일 예로, 손가락 또는 터치 펜)과 접촉할 수 있는 터치부(10), 터치부(10)와 일체로 형성되거나 터치부(10) 하부에 마련되는 제1 및 제2 감지패턴(120, 140), 이와 연결되는 배선부(30)와 접속패드(40)를 포함한다.

제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 사용자가 손가락, 터치 펜 등으로 터치 입력장치(100)를 접촉하면 정전용량의 변화를 감지하여 그 위치를 감지할 수 있도록 일정 패턴으로 형성될 수 있다. 여기서, 접촉(터치)은 직접적인 접촉 및 간접적인 접촉을 모두 포함하는 의미로 정의될 수 있다. 즉, 직접적인 접촉은 객체가 터치 입력장치(100)에 닿은 경우를 나타내고, 간접적인 접촉은 터치 입력장치(100)에 닿지는 않았지만 감지패턴이 객체를 감지할 수 있는 범위 내에서 접근한 상태를 나타낸다.

제1 감지패턴(120)은 제1 방향(도면에서 수평 방향)으로 일정한 구획을 나누어 배열될 수 있으며, 제2 감지패턴(140)은 제1 방향과 다른 방향(도면에서 수직 방향)으로 일정한 구획을 나누어 배열될 수 있다. 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 서로 다른 층에 마련되고, 교차부(11)를 형성한다. 교차부(11)에서는 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)이 직접 접촉하지 않고 절연부를 사이에 두고 겹쳐질 수 있다.

교차부(11)는 터치부(10)의 해상도를 결정할 수 있고, 좌표로서 인식될 수 있다. 즉, 입력수단이 어느 하나의 교차부(11)에 접촉한 경우와 입력수단이 이와 인접하는 교차부(11)에 접촉하는 경우를 구분할 수 있고, 입력수단이 어느 위치의 교차부(11)에 접촉하였는지를 알아낼 수 있다. 따라서 동일한 면적에 교차부(11)가 많이 형성될수록 터치부(10)의 해상도는 증가한다.

제1 및 제2 감지패턴(120, 140)의 일 단은 금속배선 등으로 이루어지는 배선부(30)와 연결될 수 있다. 그리고 배선부(30)의 일 단에는 접속패드(40)가 마련되고, 각 배선부(30)는 접속패드(40)를 통해 회로기판(미도시)과 연결될 수 있다.

그리고 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)의 일 단부에는 접속부(20)가 마련될 수 있다. 접속부(20)는 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)의 너비보다 넓게 마련되므로 배선부(30)를 전기적으로 접속시키기 용이하다. 접속부(20)와 배선부(30)는 도전성 접착제(일 예로, 솔더(Solder))에 의해 접착될 수 있다.

배선부(30)는 감지패턴의 감지신호를 접속패드(40)를 통해 회로기판으로 전달한다. 이러한 배선부(30)와 접속패드(40)는 도전성 물질로 형성될 수 있다.

입력수단이 터치부(10)의 한 영역을 접촉하는 경우 교차부(11)의 정전용량이 감소하게 되고, 배선부(30)와 접속패드(40)를 통해 정전용량에 대한 정보가 제어부로 동작하는 회로기판에 도달하고, 제어부는 어느 위치에 입력수단이 접촉하였는지를 판단할 수 있다. 또한, 입력수단이 터치부(10)의 한 영역에 가까워지는 경우에 정전용량이 감소하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 제어부는 어느 위치에 입력수단이 가까워졌는지를 판단할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(100)를 나타내는 분해 사시도이다.

터치 입력장치(100)는 제1 패턴홈(111)을 포함하는 제1 베이스(110)와, 제1 패턴홈(111)에 도금되는 제1 감지패턴(120)과, 제1 베이스(110) 상에 적층되고 제2 패턴홈(131)을 포함하는 제2 베이스(130)와, 제2 패턴홈(131)에 도금되는 제2 감지패턴(140)과, 제2 감지패턴(140)을 절연하는 도장층(150)을 포함할 수 있다.

제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 제1 베이스(110)와 제2 베이스(130) 상에 LDS(Laser Directing Structure) 공법을 이용하여 형성할 수 있다. 여기서 LDS 공법은 비전도성이며 화학적으로 안정한 금속 복합체를 포함하는 재질로 지지재를 형성하고, 지지재의 일부를 UV(Ultra Violet) 레이저 또는 엑시머(Excimer) 레이저 등의 레이저에 노출시킴으로써 금속 복합체의 화학적 결합을 해체하여 금속 시드를 노출시킨 후, 지지재를 금속화(Metalizing) 하여 지지재의 레이저 노출 부위에 도전성 구조를 형성하는 공법을 의미한다. 이러한 LDS 공법에 대하여서는, 한국 등록특허공보 제374667호, 한국 공개특허공보 제2001-40872호, 및 한국 공개특허공보 제2004-21614호에 개시되어 있으며, 본 명세서는 이들을 참조하도록 한다.

제1 및 제2 감지패턴(120, 140)은 도전성 물질로 마련되며, 일 예로, 금속일 수 있다. 그리고 전도성과 경제성을 고려하여 금속 중에서도 구리(Cu)를 사용할 수 있다. 다만, 구리 외에 금(Au) 등의 금속으로 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)을 형성하는 것을 포함한다.

제1 감지패턴(120)은 제1 방향(도면에서 수평 방향)으로 연장될 수 있으며, 각각의 패턴이 열을 지어 배치될 수 있다. 또한, 제2 감지패턴(140)은 제1 방향과 직교하는 제2 방향(도면에서 수직 방향)으로 연장될 수 있으며, 각각의 패턴이 열을 지어 배치될 수 있다. 다만, 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)의 교차각은 수직에 한정되지 않는다.

그리고 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 마름모꼴의 패턴이 연속적으로 연결되는 형상을 포함할 수 있다. 그러나 패턴의 모양이 마름모꼴에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 다양한 형상을 채용할 수 있을 것이다. 인접하는 마름모꼴의 패턴끼리는 연결부에 의해 연결되고, 연결부는 두 패턴을 연결하는 브릿지(Bridge) 타입으로 마련될 수 있다.

제1 베이스(110)와 제2 베이스(130)는 금속 복합체를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 베이스(110)와 제2베이스는 레진(Resin)과 금속산화물을 포함하는 복합체일 수 있다. 여기서 레진(Resin)은 PC(Polycarbonate), PA(Polyamide), 및 ABS(acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 금속산화물은 Mg, Cr, Cu, Ba, Fe, Ti, 및 Al 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

제1 베이스(110)의 일 면에는 제1 감지패턴(120)을 수용하는 제1 패턴홈(111)이 형성되고, 제2 베이스(130)의 일 면에는 제2 감지패턴(140)을 수용하는 제2 패턴홈(131)이 형성된다. 즉, 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)은 제1 및 제2 패턴홈(111, 131)의 내부에 마련될 수 있다.

그리고 제1 및 제2 패턴홈(111, 131)은 제1 및 제2 베이스(110, 130)의 일 면에 레이저를 조사하여 형성된다. 이 때, 홈이 형성되면서 발생하는 열에 의해 제1 및 제2 베이스(110, 130)는 금속으로 환원되고, 금속으로 환원된 부분은 제1 및 제2 패턴홈(111, 131)에 금속 시드(Seed)를 형성한다.

제1 및 제2 감지패턴(120, 140)은 제1 및 제2 패턴홈(111, 131) 상에 도금됨으로써 형성된다. 금속 시드 상에 도금하는 공정은 일반적으로 알려진 도금 기술을 이용할 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.

제1 및 제2 감지패턴(120, 140)은 구리(Cu) 도금을 포함하고, 구리 도금 상에 니켈(Ni)을 도금하여 산화방지 처리를 할 수 있다. 또한 니켈 대신 금(Au)을 사용하는 경우 도전성이 향상될 수 있다.

한편, 제1 및 제2 베이스(110, 130)는 금속 복합체를 사출하여 형성할 수 있고, 다른 소재(예를 들어 플라스틱 또는 유리 등)를 사출하고 그 위에 금속 복합체를 코팅하여 형성할 수도 있다.

도 3은 터치부(10)가 곡면으로 마련되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(101)를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.

도 3과 도 4를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(101)는 터치부(10)가 곡면으로 마련될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)도 터치면의 곡률을 따라 구부러지도록 마련될 수 있다.

터치부(10)의 곡면은 곡률이 일정한 곡면과 곡률이 변하는 곡면을 포함할 수 있다. 또, 터치부(10)의 곡면은 곡률이 두 개 이상인 곡면과, 좌표에 따라 굽은 방향이 다른 곡면을 포함할 수 있다. 또한, 터치부(10)는 꺾인 면으로 마련될 수 있다. 일 예로, 모서리가 연속적으로 터치부(10)로 마련될 수도 있다.

제1 베이스(110)는 일 면에 곡면을 포함한다. 일 예로, 제1 베이스(110)의 일 면은 구면의 일부 형상을 할 수 있다. 그리고 제1 패턴홈(111)은 제1 베이스(110)의 곡면 상에 형성될 수 있다. 이 때, 제1 패턴홈(111)은 레이저를 이용하여 형성하기 때문에 제1 베이스(110)의 형상에 상관없이 복잡한 형상의 제1 패턴홈(111)을 형성할 수 있다.

그리고 제1 패턴홈(111) 상에 제1 감지패턴(120)을 도금한다. 이 때, 도금공정의 특성 상 제1 패턴홈(111)의 형상에 상관없이 제1 감지패턴(120)을 도금할 수 있으며, 제1 패턴홈(111)이 직선 또는 평면으로 마련되지 않는 경우에도 제1 감지패턴(120)을 도금하기 용이하다.

그리고 제2 베이스(130)는 제1 베이스(110) 상에 일정 두께로 마련될 수 있다. 따라서 제2 베이스(130)의 일 면에는 제1 베이스(110)의 곡률에 대응하는 곡면이 형성된다. 그리고 제2 패턴홈(131)은 제2 베이스(130)의 곡면 상에 형성될 수 있다. 이 때, 제2 패턴홈(131)은 레이저를 이용하여 형성하기 때문에 제2 베이스(130)의 형상에 상관없이 복잡한 형상의 제2 패턴홈(131)을 형성할 수 있다.

그리고 제2 패턴홈(131) 상에 제2 감지패턴(140)을 도금한다. 이 때, 도금공정의 특성 상 제2 패턴홈(131)의 형상에 상관없이 제2 감지패턴(140)을 도금할 수 있으며, 제2 패턴홈(131)이 직선 또는 평면으로 마련되지 않는 경우에도 제2 감지패턴(140)을 도금하기 용이하다.

또한, 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)의 일 측에는 배선부(30)와 연결되는 접속부가 마련될 수 있다. 접속부는 감지패턴과 전기적으로 접속되고, 감기패턴의 폭보다 넓은 폭으로 마련될 수 있다. 그리고 접속부는 배선부(30)와 솔더 본딩되어 전기적으로 접속될 수 있다.

또는 도면과 달리 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)이 배선부(30)와 일체로 형성되는 것을 포함한다. 즉, 도면에 도시된 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)은 터치부(10)에만 마련되지만, 이와 달리 감지패턴이 터치부(10) 외부의 영역에 까지 확장되어 회로기판과 연결되는 접속패드(40)와 직접 연결될 수 있다.

다음으로 도 5 내지 도 12를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(100)의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(100)의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 그리고 도 6 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력장치(100)의 제조방법을 나타낸다.

도 6은 제1 베이스(110)를 준비하는 과정(S100)을 나타내는 도면이다.

제1 베이스(110)는 금속 복합체를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 베이스(110)는 레진(Resin)과 금속산화물을 포함하는 복합체일 수 있다. 여기서 레진(Resin)은 PC(Polycarbonate), PA(Polyamide), 및 ABS(acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 금속산화물은 Mg, Cr, Cu, Ba, Fe, Ti, 및 Al 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

제1 베이스(110)는 사출 방식을 이용하여 형성할 수 있다. 그리고 제1 베이스(110)는 금속 복합체를 사출하여 형성할 수도 있고, 플라스틱이나 유리 등의 기타 소재의 일 면에 금속 복합체를 코팅하여 형성할 수도 있다.

그리고 제1 베이스(110)는 일 면에 곡면이 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 베이스(110)의 일 면에는 구면의 일부 형상으로 움푹 들어가는 곡면이 형성될 수 있다.

도 7은 제1 패턴홈(111)을 가공하는 과정(S110)을 나타내는 도면이다.

제1 패턴홈(111)은 제1 베이스(110)의 일 면에 UV(Ultra Violet) 레이저 또는 엑시머(Excimer) 레이저 등의 레이저를 조사하여 형성한다. 이 때, 홈이 형성되면서 발생하는 열은 금속 복합체의 화학적 결합을 해체하여 금속으로 환원시키고, 제1 패턴홈(111)에 금속 시드(Seed)를 형성한다.

제1 패턴홈(111)은 곡면으로 마련되는 제1 베이스(110)의 일 면 상에 형성될 수 있다. 레이저를 조사하여 홈을 형성하기 때문에, 제1 베이스(110)의 표면 형상에 상관 없이 다양한 형상의 패턴을 만들 수 있다.

도 8은 제1 감지패턴(120)을 형성하는 과정(S120)을 나타내는 도면이다.

제1 감지패턴(120)은 금속 시트가 노출된 제1 패턴홈(111)을 금속화시켜 형성할 수 있다. 일 예로, 제1 감지패턴(120)은 제1 패턴홈(111) 상에 도금되는 구리를 포함한다. 또한, 산화방지 처리를 위해 구리 도금 상에 니켈을 도금할 수 있다.

도 9는 제2 베이스(130)를 적층하는 과정(S130)을 나타내는 도면이고, 도 10은 제2 패턴홈(131)을 가공하는 과정(S140)을 나타내는 도면이며, 도 11은 제2 감지패턴(140)을 형성하는 과정(S150)을 나타내는 도면이다.

제2 베이스(130)는 금속 복합체로 마련되고, 제1 베이스(110) 상에 코팅되어 형성될 수 있다. 그 밖에, 도 9 내지 도 11에 도시된 공정은 도 6 내지 도 8의 설명이 적용될 수 있으므로 중복되는 설명을 생략한다.

도 12는 도장층(150)을 적층하는 과정(S160)을 나타내는 도면이다.

도장층(150)은 제2 감지패턴(140)을 외부의 충격 또는 오염물질로부터 보호하기 위해 제2 베이스(130) 상에 코팅되어 형성될 수 있다. 그리고 도장층(150)은 터치부(10)의 터치면을 구성할 수 있다.

그리고 도면에 도시되지는 않았지만, 도 6 내지 도 12의 공정에 의해 만들어진 터치 입력장치(100)가 제대로 동작하는지 여부를 검사하는 검사과정(S170)을 더 포함할 수 있다.

검사과정(S170)은 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)에 전류를 제공하고, 두 감지패턴 사이의 상호 정전용량(Mutual Capacitance)의 변화를 검사하여 센서로서 사용할 수 있는지 여부를 판단하는 과정을 포함한다. 터치 입력장치(100)가 제품으로서 기능하기 위해서는 입력수단이 터치부(10)에 접촉하였을 때 제1 및 제2 감지패턴(120, 140) 사이의 상호 정전용량이 달라지고, 이를 검출하여 입력수단이 터치된 위치를 검출하여야 하기 때문이다.

한편, 검사과정(S170)은 도장층(150)을 적층하는 과정(S160) 전에 이루어질 수 있다. 검사과정(S170)에서 적합 판정을 받지 못하여 제2 감지패턴(140)을 수선하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치(102)를 나타내는 단면도이다.

도 13을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치(102)는 베이스(110-1)와, 베이스(110-1)의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈(111)과, 베이스(110-1)의 배면에 형성되는 제2 패턴홈(112)과, 제1 패턴홈(111)에 도금되는 제1 감지패턴(120)과, 제2 패턴홈(112)에 도금되는 제2 감지패턴(140)과, 베이스(110-1)의 일 면에 코팅되는 제1 도장층(150-1)과, 베이스(110-1)의 타 면에 코팅되는 제2 도장층(150-2)을 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치(102)는 베이스의 양 면에 각각 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)을 형성할 수 있다. 즉, 두 층(Layer)의 감지패턴을 형성하는 데 하나의 베이스(110-1)만을 이용하기 때문에 터치 입력장치(100)의 두께가 얇아지고 슬림한 제품을 만들 수 있다.

한편, 감지패턴(120, 140)과 배선부(30)를 연결시키기 위한 접속부(20)는 베이스(110-1)의 일 면에 형성될 수 있다. 따라서 제1 감지패턴(120) 또는 제2 감지패턴(140) 중 어느 하나가 베이스(110-1)의 반대 면까지 연장되어 접속부(20)와 연결될 수 있다.

이를 위해 제2 패턴홈(112)과 연결되고 베이스(110-1)의 일 면까지 관통하도록 형성되는 제3 패턴홈(113)을 포함할 수 있다. 그리고 제3 패턴홈(113)을 따라 도금되고, 일 측이 제2 감지패턴(140)과 연결되고 타 측이 베이스(110-1)의 일 면으로 노출되는 제3 감지패턴(141)을 더 포함할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 입력장치(103)를 나타내는 단면도이다.

도 14를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 입력장치(103)는 베이스(110-1)와, 베이스(110-1)의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈(111)과, 베이스(110-1)의 배면에 형성되는 제2 패턴홈(112)과, 제1 패턴홈(111)에 도금되는 제1 감지패턴(120)과, 제2 패턴홈(112)에 도금되는 제2 감지패턴(140)과, 베이스(110-1)의 일 면에 코팅되는 제1 도장층(150-1)과, 베이스(110-1)의 타 면에 코팅되는 제2 도장층(150-2)을 포함한다.

이를 위해, 제2 패턴홈(112)과 연결되고 베이스(110-1)의 측면을 따라 연장되는 제3 패턴홈(114)을 포함할 수 있다. 그리고 제3 패턴홈(114)을 따라 도금되고, 일 측이 제2 감지패턴(140)과 연결되고 타 측이 베이스(110-1)의 일 면으로 노출되는 제3 감지패턴(142)을 더 포함할 수 있다.

도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치(102)의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력장치(102)의 제조방법은, 우선 베이스(110-1)를 준비(S200)하고, 베이스(110-1)의 일 면에 제1 패턴홈(111)을 가공(S210)하고, 제1 패턴홈(111)에 제1 감지패턴(120)을 도금하여 형성(S220)하고, 베이스(110-1)를 뒤집어 베이스(110-1)의 배면에 제2 패턴홈(112)을 가공(S230)하고, 제2 패턴홈(112)에 제2 감지패턴(140)을 도금하여 형성(S240)하고, 베이스(110-1)의 일 면에 제1 도장층(150-1)을 적층(S260)하여 제1 감지패턴(120)을 보호하고, 베이스(110-1)의 타 면에 제2 도장층(150-2)을 적층(S270)하여 제2 감지패턴(140)을 보호하는 공정을 포함한다.

또는 베이스(110-1)의 일 면에 제1 패턴홈(111)을 가공하는 공정(S210)과 배면에 제2 패턴홈(112)을 가공하는 공정(S230)을 동시에 하거나 연속적으로 행할 수 있다. 또한, 제1 감지패턴(120)을 도금하는 공정(S220)과 제2 감지패턴(140)을 도금하는 공정(S240) 역시 동시에 행하거나 연속적으로 행할 수 있다.

그리고 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)의 정상 동작 여부를 검사하는 검사공정(S250)은 제1 및 제2 도장층(150)을 적층(S260, S270)하기 전에 행할 수 있다.

도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력장치(104)를 나타내는 단면도이다.

도 16을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력장치(104)는 베이스(110-2)와, 베이스(110-2)의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈(111) 및 제2 패턴홈(112)과, 제1 패턴홈(111)에 도금되는 제1 감지패턴(120)과, 제2 패턴홈(112)에 도금되는 제2 감지패턴(140)과, 베이스(110-2)의 일 면에 코팅되는 도장층(150)을 포함한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 입력장치(104)는 베이스(110-2)의 일 면에 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)을 모두 형성할 수 있다. 즉, 두 층(Layer)의 감지패턴을 형성하는 데 하나의 베이스(110-2)만을 이용하기 때문에 터치 입력장치(100)의 두께가 얇아지고 슬림한 제품을 만들 수 있다.

제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 서로 연결되지 않고 일정 거리 떨어지도록 마련된다. 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 서로 교차되지 않도록 패턴을 형성할 수 있다. 패턴의 형상은 다양하게 마련될 수 있다. 일 예로, 미국 공개특허공보 제2015-0234492호에는 하나의 면에 형성되는 복수의 패턴이 개시되어 있다.

또는 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)은 서로 교차되도록 패턴을 형성하되, 교차되는 부분에서 두 감지패턴(120, 140)이 서로 접촉하지 않도록 중계전극(143)을 이용할 수 있다.

제1 감지패턴(120)은 마름모꼴의 패턴들이 제1 방향으로 배치되고, 인접하는 마름모꼴 패턴들은 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다. 그리고 제2 감지패턴(140)은 제1 감지패턴(120)이 마련되지 않은 영역에 배치되는 마름모꼴의 패턴들을 포함하고, 이들은 제2 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

제2 감지패턴(140)의 마름모꼴 패턴들은 베이스(110-2)의 일 면 상에서 서로 분리되어 위치한다. 그리고 인접하는 마름모꼴의 패턴들은 중계전극(143)에 의해 서로 연결된다. 중계전극(143)은 양 단이 각각 인접하는 마름모 꼴의 패턴과 연결되되, 제1 감지패턴(120)의 연결부와의 사이에 절연층(144)을 포함할 수 있다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력장치(104)의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력장치(104)의 제조방법은, 우선 베이스(110-2)를 준비(S300)하고, 베이스(110-2)의 일 면에 제1 패턴홈(111)과 제2 패턴홈(112)을 가공(S320)하고, 제1 패턴홈(111)에 제1 감지패턴(120)을 도금하여 형성(S320)하고, 제2 패턴홈(112)에 제2 감지패턴(140)을 도금하여 형성(S330)하고, 베이스(110-2)의 일 면에 도장층(150)을 적층(S350)하여 제1 및 제2 감지패턴(120, 140)을 보호하는 공정을 포함한다.

그리고 제1 감지패턴(120)과 제2 감지패턴(140)의 정상 동작 여부를 검사하는 검사공정(S360)은 도장층(150)을 적층(S350)하기 전에 행할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 터치부 20: 접속부
30: 배선부 40: 접속패드
100: 터치 입력장치 110: 제1 베이스
111: 제1 패턴홈 120: 제1 감지패턴
130: 제2 베이스 131: 제2 패턴홈
140: 제2 감지패턴 150: 도장층

Claims

금속 복합체를 포함하고, 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나를 포함하는 제1 베이스;
상기 제1 베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하도록 상기 제 1베이스의 일 면에 형성되는 제1 패턴홈;
상기 제1 베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하도록 상기 제1 패턴홈에 마련되고, 전도성 소재를 포함하는 제1 감지패턴;
금속 복합체를 포함하고, 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나를 포함하도록 상기 제1 베이스의 일 면에 마련되는 제2 베이스;
상기 제2 베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하도록 상기 제 2베이스의 일 면에 형성되는 제2 패턴홈;
상기 제2 베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하도록 상기 제2 패턴홈에 마련되고, 전도성 소재를 포함하는 제2 감지패턴; 및
상기 제1 및 제2 감지패턴과 회로기판을 연결하고, 상기 제 1 및 제 2감지패턴의 감지신호를 상기 회로기판으로 전달하는 배선부를 포함하고,
상기 제1 감지패턴과 상기 제2 감지패턴은, 사용자의 입력수단의 근접 또는 접촉에 의해 상기 제 1감지패턴과 상기 제 2감지패턴 사이의 정전용량이 변하도록 마련되고,
상기 배선부는, 상기 제 1감지패턴과 상기 제 2감지패턴 사이의 정전용량이 변경되는 정보를 상기회로기판으로 전달하는 터치 입력장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 베이스는 상기 제1 패턴홈이 형성되는 상기 제1 베이스의 일 면에 적층되고,
상기 제2 패턴홈은 상기 제1 베이스에 대향하는 면에 형성되는 터치 입력장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 패턴홈과 상기 제2 패턴홈은 제2 베이스를 사이에 두고 수직으로 교차하는 터치 입력장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 베이스는 PC(Polycarbonate), PA(Polyamide), 및 ABS(acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer) 중 어느 하나 이상을 포함하는 레진(Resin)과 Mg, Cr, Cu, Ba, Fe, Ti, 및 Al 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 터치 입력장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 베이스 중 어느 하나 이상은 플라스틱 또는 유리 위에 코팅되는 터치 입력장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 베이스 상에 적층되고, 상기 제2 감지패턴을 외부의 충격 또는 오염으로부터 보호하는 도장층을 더 포함하는 터치 입력장치.
제6항에 있어서,
상기 도장층은 상기 입력수단이 접촉하는 터치면을 포함하는 터치 입력장치.
제1항에 있어서,
상기 입력수단이 접촉하는 터치면을 형성하는 터치부를 더 포함하고,
상기 터치면은 곡면 또는 꺾인 면을 포함하고,
상기 제1 및 제2 감지패턴은 상기 터치면의 형상에 대응하도록 구부러지거나 꺾이도록 형성되는 터치 입력장치.
제8항에 있어서,
상기 터치면은 좌표에 따라 굽은 방향이 다른 곡면을 포함하는 터치 입력장치.
금속 복합체를 포함하고, 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나를 포함하는 제1 베이스를 마련하고,
상기 제1 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 상기 제 1베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하는 제1 패턴홈을 형성하고,
상기 제1 패턴홈에 도금 공정을 통해 상기 제1 베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하는 제1 감지패턴을 형성하고,
금속 복합체를 포함하고, 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나를 포함하는 제2 베이스를 상기 제 1베이스의 일 면에 마련하고,
상기 제2 베이스의 일 면에 레이저를 조사하여 상기 제 2베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하는 제2 패턴홈을 형성하고,
상기 제2 패턴홈에 도금 공정을 통해 상기 제2 베이스의 곡면 또는 꺾인 면 중 적어도 하나의 형상에 대응하는 제2 감지패턴을 형성하고,
상기 제1 및 제2 감지패턴에 전류를 제공한 후, 두 감지패턴 사이의 정전용량(Mutual Capacitance)의 변화를 검사하여 센서로서 사용할 수 있는지 여부를 판단하는 과정을 포함하는 터치 입력장치의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 베이스는 상기 제1 패턴홈이 형성되는 상기 제1 베이스의 일 면에 적층되고,
상기 제2 패턴홈은 상기 제1 베이스에 대향하는 면에 형성되는 터치 입력장치의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 제2 베이스 상에 도장층을 적층하여 상기 제2 감지패턴을 외부의 충격 또는 오염으로부터 보호하는 터치 입력장치의 제조방법.
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