KR102316583B1 - 터치 스크린 패널 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따르면, 활성영역 및 상기 활성영역 외곽의 비활성영역으로 구분되는 기판; 제1 방향을 따라 배열되며, 제1 메쉬패턴으로 구성되고, 상기 기판의 상기 활성영역에 배치되는 제1 감지전극들; 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 제2 메쉬패턴으로 구성되고, 상기 기판의 상기 활성영역에 배치되는 제2 감지전극들; 및 상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들 사이에 배치된 절연층; 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 감지전극들은 서로 다른 레이어에 동일한 물질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 감지전극들은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성되고, 상기 제1 감지전극들 및 상기 제2 감지전극들이 중첩되는 영역에서, 상기 제1 메쉬패턴 및 상기 제2 메쉬패턴 중 적어도 어느 하나의 일부가 제거되고, 상기 제1 메쉬패턴 및 상기 제2 메쉬패턴 중 적어도 어느 하나의 일부가 제거된 영역에서, 상기 제1 메쉬패턴과 상기 제2 메쉬패턴은 서로 중첩이 회피되는, 터치 스크린 패널이 제공될 수 있다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}

본 발명의 실시예는 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 중첩 정전용량을 최소화한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.

터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 터치 활성영역에 배열된 제1 감지전극들과 제2 감지전극들을 포함하며, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 제1 감지전극들과 제2 감지전극들 사이에 형성된 정전용량의 변화를 감지함으로써, 터치 위치를 전기적 신호로 변환한다.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 감지전극들은 메쉬패턴으로 구성될 수 있고, 서로 다른 레이어에 배치된 제1 및 제2 감지전극들이 일부 중첩될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 감지전극들 사이에서는 메쉬패턴의 중첩에 의한 중첩 정전용량(overlap cap)이 발생한다.

이러한 중첩 정전용량은 터치의 영향을 받지 않기 때문에, 터치감도를 떨어뜨리는 요인이 된다. 특히, 메쉬패턴이 중첩되는 구조를 갖는 터치 스크린 패널의 경우, 중첩 정전용량을 최소화시키는 방안이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 중첩 정전용량을 최소화한 터치 스크린 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 제1 방향을 따라 배열되며, 제1 메쉬패턴으로 구성된 제1 감지전극들; 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 제2 메쉬패턴으로 구성된 제2 감지전극들을 포함하되, 상기 제1 및 제2 감지전극들이 중첩되는 영역에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴 중 적어도 하나는 서로 중첩되지 않도록 일부가 제거된 구조이다.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴은 각각 복수의 도전라인이 교차하는 구조이며, 상기 제1 메쉬패턴의 도전라인과 상기 제2 메쉬패턴의 도전라인이 교차하는 지점에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴 중 적어도 하나의 도전라인이 끊긴 구조일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 메쉬패턴의 도전라인과 상기 제2 메쉬패턴의 도전라인이 교차하는 지점에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴의 도전라인이 교대로 끊긴 구조일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 도전라인은 상기 제1 및 제2 방향에 교차하는 방향으로 기울어질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지전극들은 서로 다른 레이어에 동일한 물질로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들 사이에 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지전극들은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 활성영역 및 상기 활성영역 외곽의 비활성영역으로 구분되는 기판을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 감지전극들은 상기 기판의 활성영역에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 감지전극들은 상기 기판의 제1 면에 배치되고, 상기 제2 감지전극들은 상기 제1 면에 반대하는 제2 면에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 박막형 필름기판일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지전극들을 각각 외부의 구동회로와 연결하기 위한 외곽배선들을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 및 제2 감지전극들이 중첩되는 영역에서, 제1 및 제2 메쉬패턴 중 적어도 하나는 서로 중첩되지 않도록 일부가 제거된 구조를 적용함으로써, 터치감도를 감소시키는 요인인 중첩 정전용량을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도들이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d 및 도 3e는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 메쉬패턴 구조를 도시한 부분 확대도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 터치 스크린 패널은 기판(10), 제1 감지전극들(20), 제2 감지전극들(30) 및 외곽배선들(40)을 포함할 수 있다.

기판(10)은 투명하면서 고내열성 및 내화학성의 특성을 갖는 물질로 구현될 수 있으며, 일부 실시예에서, 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 박막형 필름기판일 수 있다.

기판(10)은 터치 입력이 가능한 활성영역(AA)과, 상기 활성영역(AA)의 외곽에 위치하는 비활성영역(NA)으로 구분될 수 있다. 디스플레이 일체형 터치 스크린 패널의 경우, 활성영역(AA)은 터치 스크린 패널과 결합되는 디스플레이 패널(미도시)의 영상 표시영역과 중첩되어 외부로 가시화되며, 비활성영역(NA)은 비표시영역와 중첩되고 상기 비표시영역을 커버하는 프레임 또는 광을 차단하는 차광층에 의해 외부로 가시화되지 않는다.

제1 감지전극들(20)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되어 기판(10) 상의 활성영역(AA)에 분산되어 배치될 수 있다. 제2 감지전극들(30)은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 연장되어 기판(10) 상의 활성영역(AA)에 분산되어 배치될 수 있다. 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)은 서로 다른 방향으로 배열되기 때문에 서로 교차하는 영역에서 중첩되지만 전기적으로 절연된다. 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)은 서로 다른 레이어에 동일한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.

제1 및 제2 감지전극들(20, 30)은 복수의 도전라인이 교차하는 구조를 갖는 금속 메쉬패턴으로 구성된다. 여기서, 도전라인들의 배열형태는 반드시 직교하는 형태로 제한되는 것은 아니며, 서로 사선으로 교차하거나 선형으로 휘어져 배열될 수도 있다. 메쉬패턴의 구조에 대하여는 후술되는 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 자세히 설명하도록 한다.

외곽배선들(40)은 제1 감지전극들(20) 및 제2 감지전극들(30)을 각각 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따른 라인 단위로 외부의 구동회로와 연결하기 위한 것으로, 예컨대, 각각 행 라인 단위 및 열 라인 단위의 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)과 전기적으로 연결되어, 이들을 패드부(41)를 통해 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로와 연결한다.

이러한 외곽배선들(21)은 활성영역(AA)을 피해 터치 스크린 패널 외곽의 비활성영역(NA)에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 투명전극물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 금속물질로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)로부터 외곽배선들(40) 및 패드부(41)를 경유하여 구동회로 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 다음으로, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도들이다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 본 실시예의 터치 스크린 패널은 제1 감지전극들(20)과 제2 감지전극들(30) 사이에 배치된 절연층(50)을 더 포함할 수 있다. 절연층(50)에 의하여, 제1 감지전극들(20)과 제2 감지전극들(30) 사이에 절연성이 확보될 수 있다. 본 실시예의 터치 스크린 패널은 기판(10) 상에 제1 감지전극들(20), 절연층(50) 및 제2 감지전극들(30)을 순차적으로 형성하여 제조할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 본 실시예의 터치 스크린 패널은 제1 감지전극들(20)이 기판(10)의 제1 면(11)에 배치되고, 제2 감지전극들(30)이 제1 면(11)에 반대하는 제2 면(12)에 배치된 구조를 갖는다. 본 실시예의 터치 스크린 패널은 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)을 절연시키기 위한 별도의 절연층 없이 기판(10)의 양 면에 각각 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)을 형성하여 제조할 수 있다.

도 2c를 참조하면, 본 실시예의 터치 스크린 패널은 제1 기판(10a)에 제1 감지전극들(20)이 배치되고, 제2 기판(10b)에 제2 감지전극들(30)이 배치된 구조를 갖는다. 그리고, 제1 감지전극들(20)과 제2 기판(10b) 사이에는 접착층(51)이 게재될 수 있다. 본 실시예의 터치 스크린 패널은 두 기판(10a, 10b)에 각각 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)을 형성한 후, 두 기판(10a, 10b)을 접착층(51)을 이용해 접착하여 제조할 수 있다.

도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d 및 도 3f는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 메쉬패턴 구조를 도시한 부분 확대도들이다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)은 복수의 도전라인이 교차하는 구조를 갖는 금속 메쉬패턴으로 구성된다. 구체적으로, 제1 감지전극들(20)은 제1 메쉬패턴으로, 제2 감지전극들(30)은 제2 메쉬패턴으로 구성된다. 이하 도면들에서는 편의상, 제1 감지전극들(20)과 제2 감지전극들(30)이 중첩되는 일 영역을 확대하여, 제1 및 제2 메쉬패턴만을 도시하기로 한다. 하지만, 실제의 터치 스크린 패널은 제1 및 제2 메쉬패턴 구조가 활성영역(AA) 내에 반복적으로 배치되는 구조를 갖는다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 터치 스크린 패널은 제1 및 제2 감지전극들(20, 30)이 중첩되는 영역에서, 제1 및 제2 메쉬패턴(21a, 31a) 중 적어도 하나는 서로 중첩되지 않도록 일부가 제거된 구조를 갖는다. 즉, 제1 메쉬패턴(21a)의 도전라인과 제2 메쉬패턴(31a)의 도전라인이 교차하는 지점에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴(21a, 31a) 중 적어도 하나의 도전라인이 끊긴 구조이다. 도전라인이 끊긴 메쉬패턴 구조는 다양한 실시예를 가질 수 있다.

본 실시예의 터치 스크린 패널은 제1 메쉬패턴(21a)의 도전라인과 제2 메쉬패턴(31a)의 도전라인이 교차하는 지점에서, 제1 및 제2 메쉬패턴(21a, 31a)의 도전라인이 교대로 끊긴 구조를 갖는다. 즉, 제1 및 제2 메쉬패턴(21a, 31a)의 첫 번째 교차지점에서 도전라인이 끊기면, 첫 번째 교차지점에 인접한 두 번째 교차지점에서는 끊기지 않고 도전라인이 이어지는 구조이다.

또한, 도전라인이 끊기는 지점은 제1 메쉬패턴(21a)의 도전라인과 제2 메쉬패턴(31a)의 도전라인이 교대로 끊기는 구조를 갖는다. 끊긴 도전라인의 말단부는 전기적으로 플로팅된다. 그러나 끊기지 않은 도전라인을 통해 전기적 신호가 전송될 수 있다. 이와 같이, 대칭적으로 메쉬패턴의 도전라인을 끊어 제1 및 제2 감지전극의 중첩으로 인해 발생되는 중첩 정전용량을 최소화할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 본 실시예서는 제1 메쉬패턴(21b)의 도전라인은 끊기지 않고, 제2 메쉬패턴(31b)의 도전라인만 끊긴 구조를 갖는다. 반대로, 도 3c를 참조하면, 본 실시예의 터치 스크린 패널은 제1 메쉬패턴(21c)의 도전라인만 끊기고, 제2 메쉬패턴(31c)의 도전라인은 끊기지 않은 구조를 갖는다. 이와 같이, 어느 하나의 메쉬패턴의 도전라인만 끊긴 구조는 메쉬패턴의 중첩 지점이 많아 중첩 정전용량이 감소되는 효과가 적어질 수 있다.

도 3d를 참조하면, 본 실시예의 제1 및 제2 메쉬패턴(21d, 31d)은 도전라인이 사선으로 기울어진 마름모 형상을 가지며, 도 3e를 참조하면, 본 실시예의 제1 및 제2 메쉬패턴(21e, 31e)은 끊기면서 돌출된 도전라인이 없으면서 도전라인간 중첩이 회피된 직사각 격자 패턴이 적용되었다. 도전라인이 끊겨 중첩 지점이 감소된 메쉬패턴 구조는 전술한 실시예들 이외에도 다양하게 변형될 수 있고, 가시화가 방지될 수 있도록 도전라인의 폭이나 두께, 길이 등이 조절될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 및 제2 감지전극들이 중첩되는 영역에서, 제1 및 제2 메쉬패턴 중 적어도 하나는 서로 중첩되지 않도록 일부가 제거된 구조를 적용함으로써, 터치감도를 감소시키는 요인인 중첩 정전용량을 최소화할 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 기판 11: 제1 면
12: 제2 면 20: 제1 감지전극들
21a, 21b, 21c, 21d, 21e: 제1 메쉬패턴
30: 제2 감지전극들
31a, 31b, 31c, 31d, 31e: 제2 메쉬패턴
40: 외곽배선들 41: 패드부
50: 절연층 51: 접착층
AA: 활성영역 NA: 비활성영역

Claims (13)

1. 활성영역 및 상기 활성영역 외곽의 비활성영역으로 구분되는 기판;
   제1 방향을 따라 배열되며, 제1 메쉬패턴으로 구성되고, 상기 기판의 상기 활성영역에 배치되는 제1 감지전극들;
   상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열되며, 제2 메쉬패턴으로 구성되고, 상기 기판의 상기 활성영역에 배치되는 제2 감지전극들; 및
   상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들 사이에 배치된 절연층; 을 포함하고,
   상기 제1 및 제2 감지전극들은 서로 다른 레이어에 동일한 물질을 포함하고,
   상기 제1 및 제2 감지전극들은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성되고,
   상기 제1 감지전극들 및 상기 제2 감지전극들이 중첩되는 영역에서, 상기 제1 메쉬패턴 및 상기 제2 메쉬패턴 중 적어도 어느 하나의 일부가 제거되고,
   상기 제1 메쉬패턴 및 상기 제2 메쉬패턴 중 적어도 어느 하나의 일부가 제거된 영역에서, 상기 제1 메쉬패턴과 상기 제2 메쉬패턴은 서로 중첩이 회피되는, 터치 스크린 패널.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성된 박막형 필름기판인, 터치 스크린 패널.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 메쉬패턴은 각각 복수의 도전라인이 교차하는 구조이며,
   상기 제1 메쉬패턴의 도전라인과 상기 제2 메쉬패턴의 도전라인이 교차하는 지점에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴 중 적어도 하나의 도전라인이 끊긴 구조인, 터치 스크린 패널.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 메쉬패턴의 도전라인과 상기 제2 메쉬패턴의 도전라인이 교차하는 지점에서, 상기 제1 및 제2 메쉬패턴의 도전라인이 교대로 끊긴 구조인, 터치 스크린 패널.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 도전라인은 상기 제1 및 제2 방향에 교차하는 방향으로 기울어진, 터치 스크린 패널.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 감지전극들을 각각 외부의 구동회로와 연결하기 위한 외곽배선들을 더 포함하는, 터치 스크린 패널.
7. 제1 방향을 따라 배열되고, 제1 메쉬패턴으로 구성된 제1 감지전극들; 및
   상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 배열되고, 제2 메쉬패턴으로 구성되고, 중첩 영역 내에서 상기 제1 감지전극들과 중첩하는 제2 감지전극들; 을 포함하고,
   상기 제1 감지전극들은 제1 도전라인들을 포함하고,
   상기 제2 감지전극들은 제2 도전라인들을 포함하고,
   상기 중첩 영역은, 상기 제1 도전라인들이 배치됨 없이 상기 제2 도전라인들이 배치되는 중첩 회피 영역을 포함하는, 터치 스크린 패널.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제1 도전라인들은, 상기 제1 메쉬패턴이 마름모 형상을 가지도록 배열된 제1 배열라인들을 포함하고,
   상기 제2 도전라인들은, 상기 제2 메쉬패턴이 마름모 형상을 가지도록 배열된 제2 배열라인들을 포함하는, 터치 스크린 패널.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 제1 도전라인들의 적어도 일부는 상기 제1 방향으로 연장하고,
   상기 제2 도전라인들의 적어도 일부는 상기 제1 방향으로 연장하고,
   상기 제1 방향으로 연장하는 상기 제1 도전라인들의 적어도 일부는 상기 중첩 영역 내에서 제거되는, 터치 스크린 패널.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 중첩 회피 영역 내에서 상기 제1 도전라인들의 적어도 일부는 마름모 형상을 가지는 상기 제2 메쉬패턴에 인접하여 배치되는, 터치 스크린 패널.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 배열라인들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 비평행하고,
    상기 제2 배열라인들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 비평행한, 터치 스크린 패널.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들은 서로 다른 레이어에 동일한 물질로 구성되는, 터치 스크린 패널.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 감지전극들과 상기 제2 감지전극들 사이에 배치된 절연층; 을 더 포함하는, 터치 스크린 패널.

Images