KR102212869B1 - 터치 윈도우 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 유효 영역 상에 배치되는 감지 전극; 및 상기 비유효 영역 상에 배치되는 배선 전극을 포함하고, 상기 감지 전극 및 상기 배선 전극 중 적어도 하나의 전극은 서로 다른 평균입경을 가지는 금속 입자를 포함한다.

Description

터치 윈도우{TOUCH WINDOW}
실시예는 터치 윈도우에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 대표적으로 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치에 압력을 가했을 때 전극 간 연결에 따라 저항이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다. 제조 방식의 편의성 및 센싱력 등을 감안하여 소형 모델에 있어서는 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다.
이러한 터치 패널의 투명 전극으로 가장 널리 쓰이는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO)은 가격이 비싸고, 기판의 굽힘과 휨에 의해 물리적으로 쉽게 타격을 받아 전극으로의 특성이 악화되고, 이에 의해 플렉시블(flexible) 소자에 적합하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 대형 크기의 터치 패널에 적용할 경우 높은 저항으로 인한 문제가 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대체 전극에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 금속 물질을 전극 형상으로 형성하여 ITO를 대체하고자 하나, 금속의 입자 크기에 따라 금속 입자들간 공극이 형성되고, 이러한 공극으로 인해 저항 증가되는 문제점 등이 발생할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 터치 윈도우가 요구된다.
실시예는 향상된 신뢰성 및 효율을 가지는 터치 윈도우를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판; 상기 유효 영역 상에 배치되는 감지 전극; 및 상기 비유효 영역 상에 배치되는 배선 전극을 포함하고, 상기 감지 전극 및 상기 배선 전극 중 적어도 하나의 전극은 서로 다른 평균입경을 가지는 금속 입자를 포함한다.
실시예에 따른 터치 윈도우는 서로 입경이 다른 금속 입자들을 포함하는 감지 전극 및/또는 배선 전극을 포함할 수 있다.
이에 따라, 실시에에 따른 터치 윈도우는 전극의 저항을 감소시킬 수 있다.
즉, 실시예에 따른 터치 윈도우는 감지 전극 및 배선 전극 중 적어도 하나의 전극 중 하나의 전극이 입경이 서로 다른 금속 입자들을 포함한다.
즉, 실시예에 따른 터치 윈도우는, 제 1 금속 입자 및 제 1 금속 입자보다 입경이 작은 제 2 금속 입자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 금속 입자들의 공극에 상기 제 2 금속 입자들이 메워짐으로써, 전체 금속 입자들의 공극을 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 감지 전극 및/또는 배선 전극에서 상기 금속 입자의 공극에 의한 저항 증가를 방지할 수 있다. 즉, 상기 서로 다른 입경을 가지는 금속 입자들에 의해 금속 입자들의 공극이 감소함에 따라, 저항을 감소시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 터치 윈도우는 전체적인 신뢰성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 터치 윈도우의 평면을 도시한 평면도이다.
도 5는 실시예에 따른 터치 윈도우가 표시패널 상에 배치된 디스플레이장치를 도시한 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 터치 윈도우(10)는 입력 장치(예를 들어, 손가락 등)의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과 이 유효 영역(AA)의 주위에 배치되는 비유효 영역(UA)이 정의되는 기판(100)을 포함할 수 있다.
상기 유효 영역(AA)에는 입력 장치를 감지할 수 있도록 감지 전극(200)이 배치될 수 있다. 그리고 상기 비유효 영역(UA)에는 감지 전극(200)을 전기적으로 연결하는 배선 전극(300)이 배치될 수 있다. 또한, 비유효 영역(UA)에는 상기 배선 전극(300)에 연결되는 외부 회로 등이 위치할 수 있다.
이와 같은 터치 윈도우에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생하고, 이러한 차이가 발생한 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다.
이러한 터치 윈도우를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 기판(100)은 상기 기판(100) 상에 배치되는 감지 전극(200), 배선 전극(300) 및 회로 기판 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 상기 기판(100)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 포함할 수 있다.
상기 기판(100)의 비유효 영역(UA)에는 인쇄층이 배치될 수 있다. 상기 인쇄층은 상기 배선 전극(300)과 상기 배선 전극(300)을 외부 회로에 연결하는 인쇄 회로 기판 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 상기 인쇄층은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 또는 흰색 안료 등을 도포하여 흑색 또는 흰색을 나타낼 수 있다. 그리고 상기 인쇄층에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 상기 인쇄층은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.
상기 기판(100) 상에는 감지 전극(200)이 배치될 수 있다. 상기 감지 전극(200)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지할 수 있다. 도 1에서는 상기 감지 전극(200)이 기판 상에서 일 방향으로 연장되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상기 감지 전극(200)은 일 방향과 교차하는 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 감지 전극(200)은 일 방향으로 연장되는 형상 및 타 방향으로 연장되는 형상을 가지는 두 종류의 감지 전극을 포함할 수도 있다.
상기 감지 전극(200)은 전기 전도성이 우수한 금속 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지 전극(200)은 Cu, Au, Ag, Al, Ti, Ni 또는 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 감지 전극(200)이 적용된 터치 윈도우의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 배선 전극(300)은 상기 비유효 영역(UA) 상에 배치될 수 있다. 상기 배선 전극(300)은 상기 감지 전극(200)에 전기적 신호를 인가할 수 있다. 상기 배선 전극(300)은 상기 비유효 영역(UA)에 형성되고, 상기 인쇄층에 의해 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
상기 배선 전극(300)은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 배선 전극(300)은 Cr, Ni, Cu, Al, Ag, Mo 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 배선 전극(300)과 연결되는 회로 기판이 더 위치할 수 있다. 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
상기 감지 전극(200) 및 상기 배선 전극(300) 중 적어도 하나의 전극은 서로 크기가 다른 금속 입자를 포함할 수 있다.
일례로, 도 2를 참조하면, 상기 감지 전극(200)은 서로 다른 입경을 가지는 금속 입자를 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 감지 전극(200)은 제 1 금속 입자(210) 및 제 2 금속 입자(220)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(210)는 상기 제 2 금속 입자(220)보다 더 큰 입경을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 금속 입자(210)는 상기 제 2 금속 입자(220)보다 더 큰 평균 입경을 가질 수 있다.
일례로, 상기 제 1 금속 입자(210)는 약 5㎛ 내지 약 6㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 금속 입자(220)는 약 3㎛ 내지 약 4㎛의 평균 입경을 가질 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(210) 및 상기 제 2 금속 입자(220)가 상기 평균 입경 범위를 벗어나는 경우, 금속 입자들 간의 공극이 증가하여 저항이 상승할 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(210)는 약 1㎛ 내지 약 12㎛의 입경을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 금속 입자(220)는 약 1㎛ 내지 약 8㎛의 입경을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 금속 입자(210)는 약 1㎛ 내지 약 12㎛의 입경을 가지고 이때, 상기 제 1 금속 입자(210)의 평균 입경은 약 5㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 2 금속 입자(220)는 약 1㎛ 내지 약 8㎛의 입경을 가지고, 이때, 상기 제 2 금속 입자(220)의 평균 입경은 약 3㎛ 내지 약 4㎛일 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(210) 및 상기 제 2 금속 입자(220)는 서로 다른 양으로 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 금속 입자(210)의 함량은 상기 제 2 금속 입자(220)의 함량보다 더 클 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(210)는 상기 금속 입자 전체에 대해 약 60 중량% 내지 약 80 중량% 포함될 수 있다. 또한, 상기 제 2 금속 입자(220)는 상기 금속 입자 전체에 대해 약 20 중량% 내지 약 40 중량%만큼 포함될 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(210) 및 상기 제 2 금속 입자(220)의 중량% 범위는 상기 제 1 금속 입자(210)와 상기 제 2 금속 입자(220)의 공극을 고려하여 설정된 값을서, 상기 범위 내에서 상기 제 1 금속 입자(210) 및 상기 제 2 금속 입자(220)가 촘촘하게 적층되어 상기 제 2 금속 입자(220)가 상기 제 1 금속 입자(210)의 공극을 메움으로써, 공극을 감소시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 배선 전극(300)은 서로 다른 입경을 가지는 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 배선 전극(300)도 상기 감지 전극과 같이 1 금속 입자(310) 및 제 2 금속 입자(320)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(310) 및 상기 제 2 금속 입자(320)에 대한 설명은 앞서 설명한 감지 전극의 금속 입자들과 동일하므로 설명을 생략한다.
상기 감지 전극(200) 및 상기 배선 전극(300) 중 적어도 하나의 전극은 앞서 설명한 서로 입경이 다른 금속 입자들을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 감지 전극(200)만 상기 금속 입자들을 포함하거나, 상기 배선 전극(300)만 상기 금속 입자들을 포함하거나, 상기 감지 전극(200) 및 상기 배선 전극(300) 모두 서로 입경이 다른 상기 금속 입자들을 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 다른 실시예에 따른 터치 윈도우를 설명한다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 터치 윈도우(20)는, 전극부(201)를 포함하고, 상기 전극부(201)는 메쉬 형상으로 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 전극부(201)는 메쉬 개구부(OA) 및 메쉬 선부(LA)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 메쉬 선부(LA)의 선폭은 0.1㎛ 내지 10㎛ 가 될 수 있다. 선폭이 0.1㎛ 이하인 메쉬 선부(LA)는 제조 공정 상 불가능할 수 있다. 선폭이 10㎛ 이하일 경우, 전극부(201)의 패턴이 눈에 보이지 않게 할 수 있다. 바람직하게, 상기 메쉬 선부(LA)의 선폭은 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
상기 메쉬 개구부(OA)는 사각형 형상이 될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 메쉬 개구부(OA)는 다이아몬드형, 오각형, 육각형의 다각형 형상 또는 원형 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 전극부(201)가 메쉬 형상을 가짐으로써, 유효 영역(AA) 상에서 상기 전극부(201)의 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 즉, 상기 전극부(201)가 금속으로 형성되어도, 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 또한, 상기 전극부(201)가 대형 크기의 터치 윈도우에 적용되어도 터치 윈도우의 저항을 낮출 수 있다.
상기 전극부(201)는 앞서 설명한 서로 다른 금속 입자들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 전극부(201)도 상기 감지 전극 및 배선 전극과 같이 1 금속 입자(310) 및 제 2 금속 입자(320)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 금속 입자(310) 및 상기 제 2 금속 입자(320)에 대한 설명은 앞서 설명한 감지 전극 및 배선 전극의 금속 입자들과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예에 따른 터치 윈도우는 서로 입경이 다른 금속 입자들을 포함하는 감지 전극 및/또는 배선 전극을 포함할 수 있다.
이에 따라, 실시에에 따른 터치 윈도우는 전극의 저항을 감소시킬 수 있다.
즉, 실시예에 따른 터치 윈도우는 감지 전극 및 배선 전극 중 적어도 하나의 전극 중 하나의 전극이 입경이 서로 다른 금속 입자들을 포함한다.
즉, 실시예에 따른 터치 윈도우는, 제 1 금속 입자 및 제 1 금속 입자보다 입경이 작은 제 2 금속 입자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 금속 입자들의 공극에 상기 제 2 금속 입자들이 메워짐으로써, 전체 금속 입자들의 공극을 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 감지 전극 및/또는 배선 전극에서 상기 금속 입자의 공극에 의한 저항 증가를 방지할 수 있다. 즉, 상기 서로 다른 입경을 가지는 금속 입자들에 의해 금속 입자들의 공극이 감소함에 따라, 저항을 감소시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 터치 윈도우는 전체적인 신뢰성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면 실시예에 따른 터치 윈도우(10)는 구동부인 표시패널(30) 상에 배치될 수 있다. 이러한 터치 윈도우(10) 및 표시패널(30)이 합착되어 디스플레이장치를 구성할 수 있다.
상기 표시패널(30)은 영상을 출력하기 위한 표시영역이 형성되어 있다. 이러한 디스플레이장치에 적용되는 표시패널은 일반적으로 상부기판(31) 및 하부기판(32)을 포함할 수 있다. 하부기판(32)에는 데이터라인, 게이트라인 및 박막트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다. 상부기판(31)은 하부기판(32)과 접합되어 하부기판(32) 상에 배치되는 구성요소들을 보호할 수 있다.
표시패널(30)은, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 어떠한 종류의 디스플레이장치인지에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 디스플레이장치는 액정표시장치(LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP), 유기발광표시장치(OLED) 및 전기영동 표시장치(EPD) 등이 될 수 있으며, 이에 따라 표시패널(30)은 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 유효 영역 및 비유효 영역을 포함하는 기판;
    상기 유효 영역 상에 배치되는 감지 전극; 및
    상기 비유효 영역 상에 배치되는 배선 전극을 포함하고,
    상기 감지 전극 및 상기 배선 전극 중 적어도 하나의 전극은 서로 다른 평균입경을 가지는 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 포함하고,
    상기 제 1 금속 입자는 상기 제 2 금속 입자보다 평균 입경이 더 크고,
    상기 제 1 금속 입자는 1㎛ 내지 12㎛의 입경을 가지고,
    상기 제 2 금속 입자는 1㎛ 내지 8㎛의 입경을 가지고,
    상기 제 1 금속 입자는 금속 입자 전체에 대해 60 중량% 내지 80 중량% 포함되고,
    상기 제 2 금속 입자는 금속 입자 전체에 대해 20 중량% 내지 40 중량% 포함되고,
    상기 제 2 금속 입자는 상기 제 1 금속 입자의 공극에 메워지며 배치되는 터치 윈도우.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지전극 및 상기 배선 전극은 상기 제 1 금속 입자 및 상기 제 2 금속 입자를 포함하는 터치 윈도우.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 금속 입자는 5㎛ 내지 6㎛ 이상의 평균입경을 가지고,
    상기 제 2 금속 입자는 3㎛ 내지 4㎛ 이상의 평균입경을 가지는 터치 윈도우.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 감지 전극은 메쉬 형상으로 배치되는 터치 윈도우.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 감지 전극 및 상기 배선 전극은 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 포함하는 터치 윈도우.
  11. 삭제
  12. 삭제
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