KR200472035Y1 - 용량성 터치 센서 조립체 - Google Patents

용량성 터치 센서 조립체 Download PDF

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Abstract

용량성 터치 센서 조립체는 접착층에 의해 접착된 제 1 기판 및 제 2 기판에 의해 조립된 플레이트 동체이다. 제 1 기판 및 제 2 기판은 절연되고 투명한 얇은 플레이트들이고, 접착층은 절연되고 투명한 접착제이다. 제 1 기판의 상부 표면상에, 복수개의 투명한 제 1 축 궤적부 및 제 2 축 궤적부를 포함하는 용량성 감지 층이 서로 교차한다. 각각의 제 1 축 궤적부상에 형성된 유도 부분들은 하나씩 연결되고, 각각의 제 2 축 궤적부상에 형성된 유도 부분들은 간극들을 가지고 분리되어 형성된다. 유도 층은 제 2 축 궤적부들의 방향을 따라서 형성된 복수개의 도전성 와이어들을 가진다. 도전성 와이어들의 2 개 단부들상에 형성된 전기적인 접합부들은 각각의 제 2 축 궤적부상에 있는 모든 유도 접합부들을 전기적으로 연결시키기 위하여 제 2 축 궤적부들의 2 개의 근접한 유도 부분들에 각각 접촉된다.
Figure R2020090001798
용량성 감지 센서, 제 1 기판, 제 2 기판, 접착층

Description

용량성 터치 센서 조립체{Capacitive touch sensing assembly}
본 고안은 터치 센서 조립체에 관한 것으로서, 특히 동일한 평면상에 형성된 X 축 궤적부 및 Y 축 궤적부들을 가진 용량성 터치 센서 조립체에 관한 것이다.
터치 패널(touch panel)들은 작동 및 데이터 입력의 편의를 위해서 항상 휴대 전화, 카메라 및 개인용 디지털 단말기(PDA)의 스크린 정면에 배치된다. 안정성 및 장수명의 유리함 때문에, 다양한 유형들의 터치 패널이 통신, 컴퓨터 및 소비 제품들에 널리 적용된다. 종래의 용량성 터치 패널은 X 축 감지층 및 Y 축 감지 층을 포함하고, 이들은 터치 패널 내부에 배치되고 서로 절연된다. X 감지 층 및 Y 감지 층은 접지되고 제어 회로에 각각 연결된다. 작동시에, 순간 용량 효과가 도전체 또는 사용자의 손가락 접촉에 의해 발생됨으로써, 접촉되고 있는 위치를 정전 용량의 변화를 검출함으로써 찾아내게 될 것이다. 용량성 터치 패널은 사람의 손가락에 의해 작동될 수 있으며, 따라서 입력 작동이 용이하다. 패널은 반복적으로 응력을 받지 않을 것이며 변형 및 손상되지 않는데, 이는 패널을 강하게 가압하지 않으면서 입력이 수행되기 때문이다. 따라서 그러한 터치 패널은 안정적이고 수명이 길다. 그러나, 종래의 용량성 터치 패널은 분리되어 형성된 X 축 감지 궤적부 및 Y 축 감지 궤적부를 가진 2 개의 플레이트들이 접착된 것이다. 2 개의 상이한 층들의 X 감지 궤적부 및 Y 감지 궤적부를 조립할 때, 잘못된 정렬이 발생되며, 용량의 감지 신호의 정밀도가 손상될 것이다. 그러나, 상이한 층들에 있는 궤적부들 및 패턴화되지 않은 영역은 광에 대하여 상이하게 투과되고, 패널을 통과하는 광은 굴절되어 터치 패널 아래의 스크린으로부터 표시되는 이미지의 변형 및 왜곡을 야기할 것이다.
따라서, 본 고안의 제 1 목적은 궤적부들이 감지 효과의 정밀도 및 감도를 위해서 보다 정확하게 형성될 수 있도록 하기 위하여 동일한 평면에 X 축 궤적부 및 Y 축 궤적부를 가진 터치 센서 조립체(touch sensing assembly)를 제공하는 것이다. 또한, 얇은 플레이트 동체의 층들을 감소시킴으로써 공정을 단순화시키고 비용을 절감하는 것이다.
본 고안의 제 2 목적은 패턴화되지 않은 영역의 비율이 실질적으로 감소되도록 동일 평면에 X 축 궤적부 및 Y 축 궤적부를 가진 터치 센서 조립체를 제공하는 것이다. 그 조립체는 광에 대하여 균일하게 투과될 것이며 터치 패널 아래의 스크린의 이미지 왜곡은 수정될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 용량성 터치 센서 조립체를 제공하는데, 이것은 투명 절연판으로 만들어진 제 1 기판; 저부 표면의 가장자리에 형성된 불투명 프레임을 가지고, 투명 절연판으로 만들어진 제 2 기판; 및 제 1 기판 및 제 2 기판을 플레이트 동체로서 접착시키기 위하여 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된 절연된 투명 UV 접착제인 접착층;을 포함하는 용량성 터치 센서 조립체로서, 상기 제 1 기판의 표면상에 적어도: 서로 교차하는 복수개의 제 1 축 궤적부 및 제 2 축 궤적부를 가지고, 우수한 도전성을 가진 투명하고 얇은 필름의 용량성 감지층으로서; 각각의 제 1 축 궤적부상에 형성된 유도 부분들이 하나씩 연결되고, 각각의 제 2 축 궤적부상에 유도 부분들은 절연되게 형성되며; 각각의 제 1 축 궤적부 및 제 2 축 궤적부의 단부는 기판의 가장자리에 형성된 금속 도전성 와이어들에 각각 도전되고 다음에 신호 출력 터미널에 도전되는, 용량성 감지층; 제 2 축 궤적부들의 방향을 따라서 형성된 복수개의 도전성 와이어들을 가진 유도층으로서, 도전성 와이어들의 2 개 단부들상에 형성된 전기적인 접합부들은 각각의 제 2 축 궤적부상의 모든 유도 부부들과 전기적으로 연결되기 위하여 제 2 축 궤적부들의 2 개의 근접한 유도 부분들에 각각 접촉하는, 유도층; 유도층의 도전성 와이어들과 용량성 감지층 사이에 덮혀 있는 복수개의 절연 필름들을 가진 격리층으로서, 전기적인 접합부들을 제외시킨 도전성 와이어는 용량성 감지층과 접촉하지 않게 절연 필름들에 의해 덮혀 있는, 격리층;을 더 포함한다.
제 1 기판 및 제 2 기판은 유리, 폴리카보네이트(PC), 폴리틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 사이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer; COC)들중 하나의 재료로 제작된 얇은 플레이트들이다. 용량성 감지층은 인듐 주석 산화물(ITO) 및 폴리 에틸렌디옥시티오펜(Poly ethylenedioxythiophene; PEDOT)중 하나의 재료로 제작된 투명 도전성 필름이다. 제 1 축 궤적부 및 제 2 축 궤적부는 대략 서로 직각이다. 유도층은 인듐 주석 산화물(ITO) 및 폴리 에틸렌디옥시티오펜(Poly ethylenedioxythiophene; PEDOT)중 하나의 재료로 제작된 투명 도전성 필름이다. 유도층의 도전성 와이어들은 20 ㎛ 보다 작은 직경을 가진 불투명 금속으로 제조된다. 도전성 와이어 자체보다 넓은 접촉 면적을 가진 전기적인 접합부들이 각각의 도전성 와이어의 2 개 단부들에 형성된다. 격리층의 절연된 얇은 필름들은 약 2 내지 4 의 유전율 및 2㎛ 보다 작은 두께를 가진 투명하고 절연된 얇은 필름들이다. 투명하고 절연된 얇은 필름들은 잉크 및 폴리틸렌 테레프탈레이트(Polythylene terephthalate; PET)중 하나의 재료로 만들어진다. 격리층의 절연 필름들의 가장자리들은 외측을 향해 점진적으로 경사를 이루어 얇아진다. 절연 필름상의 경사의 단면 각도는 45 도 보다 작다. 제 2 기판상에 형성된 불투명 프레임은 잉크 및 금속 스퍼터링된 필름중 하나로 만들어진다. 접착층은 광 경화 접착제 또는 열 경화 접착제중 하나로 만들어진다. 투명 도전층은 인듐 주석 산화물(ITO) 필름 및 폴리 에틸렌디옥시티오펜(Poly ethylenedioxythiophene; PEDOT) 필름중 하나이다.
본 고안에 따른 터치 센서 조립체는 궤적부들이 감지 효과의 정밀도 및 감도를 위해서 보다 정확하게 형성될 수 있고, 플레이트 동체의 층들을 감소시킴으로써 공정을 단순화시키고 비용을 절감할 수 있다. 또한, 패턴화되지 않은 영역의 비율이 실질적으로 감소되며, 광에 대하여 균일하게 투과되고 터치 패널 아래의 스크린의 이미지 왜곡은 수정될 것이다.
당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위하여, 다음과 같이 상세한 설명이 이루어진다. 그러나, 다음의 설명 및 첨부된 도면들은 당업자가 본 고안의 목적, 특성 및 특징들을 이해하기 위하여 이용되는 것이며, 첨부된 청구항에 기재된 본 고안의 범위 및 사상을 제한하도록 이용되는 것은 아니다.
다음에 주어진 도면들을 참조하면, 본 고안에 따른 다음의 용량성 터치 센서 조립체는 접착층(3)에 의해 접착된 저부 기판(1) 및 상부 패널(2)에 의해 조립된 플레이트 동체이다. 저부 기판(1) 및 상부 패널(2)은 고도로 투명한 특성을 가진 얇은 유리로 절연되고, 접착층(3)은 절연된 투명 UV 접착제이다. 컬러화된 금속-스퍼터링 프레임(21)은 상부 패널(2)의 저부 표면의 가장자리에 형성된다. 저부 기판(1)의 상부 표면상에, 용량성 감지층(capacitive sensing layer, 12), 격리층(13) 및 유도층(inducting layer, 14)이 형성된다. 용량성 감지층(12)은 인듐 주석 산화물(ITO)의 투명한 도전성 필름으로 제조된다. 용량성 감지층(12)은 고정 간격을 사이에 가지고 평행하게 배치된 복수개의 투명한 X 축 궤적부(121)를 포함하고, 또한 고정 간격을 사이에 가지고 평행하게 배치된 복수개의 투명한 Y 축 궤적부(122)를 포함한다. X 축 궤적부(121) 및 Y 축 궤적부(122)는 서로 매트릭스로서 교차한다. 유도 부분(induction spot, 121a)들이 각각의 X 축 궤적부(121)상에 형 성되고 하나씩 연결되며, 유도 부분(122a)은 각각의 Y 축 궤적부상에 형성되지만 간극을 가지고 분리되게 형성된다. 각각의 X 축 궤적부 및 Y 축 궤적부의 단부는 기판의 가장자리상에 형성된 금속 도전성 와이어(15a,15b)들에 각각 도전되며 다음에 신호 출력 터미널(미도시)에 도전된다. 상기와 같은 연결들을 통하여, 용량성 감지층(12)에 있는 X 축 궤적부(121) 및 Y 축 궤적부(122)들에 의해 발생되는 감지 신호들은 계속되는 신호 처리 회로(미도시)로 송신될 수 있다. 격리층(13)은 복수개의 소형 절연 박막 필름들로 이루어지고, 상기 박막 필름들은 약 3 의 유전율 및 약 1.5 ㎛의 두께를 가진 고도의 투명한 폴리틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조되며, 격리층(13)의 각각의 절연된 필름은 Y 축 궤적부(122)의 2 개의 근접한 유도 부분(122a) 사이에 놓인 X 축 궤적부(121)의 적어도 일부를 덮을 것이다. Y 축 궤적부(122)의 2 개의 근접한 유도 부분(122a)들 위에 덮힌 격리층(13)의 각각의 절연된 필름의 가장자리들은 경사지면서 외측을 향해 점진적으로 얇아지고, 단면에서의 상부 경사의 각도는 약 45 도 이다 (도 1 및 도 4 참조). 유도층(14)은 Y 축 궤적부들의 방향을 따라서 형성된 복수개의 도전성 와이어들로 이루어진다. 각각의 도전성 와이어는 15㎛ 보다 작은 직경을 가진 불투명 금속 도전체로 제작된다. 유도층(14)의 각각의 도전성 와이어의 2 개 단부들상에, 도전성 와이어 자체보다 넓은 접촉 면적과의 전기적인 접합부(141)가 형성된다. 유도층(14)의 각각의 도전성 와이어는 격리층(13)의 각각의 절연된 필름의 상부 표면상에 형성되고, 도전성 와이어의 전기적인 접합부(141)는 절연 필름 아래에 있는 2 개의 근접한 유도 부분(122a)들을 연결시키기 위하여 절연 필름의 외측에 배치된다 (도 2 및 도 5 참 조). 용량성 감지층(12), 격리층(13) 및 유도층(14)의 조립체에서, 격리층(13)의 절연된 필름들은 Y 축 궤적부(122)의 2 개의 근접한 유도 부분(122a)들 사이의 X 축 궤적부(121)들의 섹션을 덮을 것이며, 유도층(14)의 도전성 와이어들에 있는 전기적인 접합부(141)들은 Y 축 궤적부(121)들의 2 개의 근접한 유도 부분(122a)들에 각각 접촉하여 각각의 Y 축 궤적부에 있는 모든 유도 부분들을 전기적으로 연결시킴으로써, 본 고안에 따른 용량성 터치 센서 조립체가 형성된다.
상기 언급된 조립체에서, Y 축 궤적부(121)와 금속 도전성 와이어(15a) 사이 및, Y 축 궤적부(22)와 금속 도전성 와이어(15a) 사이에 등가의 용량(capacity)이 형성된다. 손가락 또는 도전체가 조립체 표면상의 특정 지점에 접촉하거나 미끄러지면, 신호 처리 회로는 정전 용량의 변화에 의해 위치를 찾을 것이다. 따라서, 본 고안의 투명한 조립체는 전자 제품의 스크린 앞에 배치될 수 있어서 사용자는 스크린상에 디스플레이되는 지시에 따라 손가락 접촉으로 입력을 용이하게 수행할 수 있다.
더욱이, 본 고안의 용량성 터치 패널의 X 축 궤적부 및 Y 축 궤적부들은 이들 양쪽이 같은 평면상에 형성되기 때문에 정확하게 배치된다. 또한, 용량성 감지 신호들은 예민하고 정확하다. 본 고안에 따른 조립체의 단순한 층들에서는 제조 과정이 단순화되고 비용이 저렴해지며, 또한 조립체는 광에 대해서 균일하게 투과되고, 조립체 아래에 있는 스크린의 이미지 왜곡은 수정될 것이다.
상기와 같이 설명된 본 고안은 여러 방식으로 변형될 수 있다는 점이 명백하다. 그러한 변형들은 본 고안의 사상 및 범위로부터 이탈된 것으로 간주되지 않으 며, 모든 그러한 변형들은 당업자게에 명백한 것으로서 다음의 청구항의 범위에 포함되도록 의도될 것이다.
도 1 은 본 고안의 구현예의 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 2 는 본 고안의 구현예의 저부 표면에 대한 평면도이다.
도 3 은 본 고안의 구현예의 상부 패널에 대한 평면도이다.
도 4 는 도 1 의 일부(A)를 도시하는 확대도이다.
도 5 는 도 2 의 일부(C)를 도시하는 확대도이다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
1. 저부 기판 2. 상부 패널
3. 접착층 12. 용량성 감지층
13. 격리층 14. 유도층
15a.15b. 도전성 와이어

Claims (15)

  1. 투명 절연판으로 만들어진 제 1 기판;
    저부 표면의 가장자리에 형성된 불투명 프레임을 가지고, 상기 투명 절연판으로 만들어진 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판을 플레이트 동체로서 접착시키기 위하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치된, 절연된 투명 UV 접착제인 접착층;을 포함하는 용량성 터치 센서 조립체로서,
    상기 제 1 기판의 표면상에 적어도:
    서로 교차하는 복수 개의 제 1 축 궤적부 및 제 2 축 궤적부를 가지고, 도전성을 가진 투명 필름의 용량성 감지층으로서; 각각의 상기 제 1 축 궤적부상에 형성된 유도 부분들이 하나씩 연결되고, 각각의 상기 제 2 축 궤적부상에 유도 부분들은 절연되게 형성되며; 각각의 상기 제 1 축 궤적부 및 제 2 축 궤적부의 단부는 기판의 가장자리에 형성된 금속 도전성 와이어들에 각각 도전되고 다음에 신호 출력 터미널에 도전되는, 용량성 감지층;
    상기 제 2 축 궤적부들의 방향을 따라서 형성된 복수 개의 도전성 와이어들을 가진 유도층으로서, 도전성 와이어들의 2 개 단부들 상에 형성된 전기적인 접합부들은 각각의 제 2 축 궤적부상의 모든 유도 부분(induction spot)들과 전기적으로 연결되기 위하여 제 2 축 궤적부들의 2 개의 근접한 유도 부분들에 각각 접촉하고, 도전성 와이어 자체보다 넓은 접촉 면적을 가진 전기적인 접합부들이 각각의 도전성 와이어의 2 개 단부들에 형성되는 유도층(inducting layer);
    복수 개의 투명 절연 필름을 가지며, 상기 절연 필름들의 가장자리들은 점진적으로 경사를 이루어지고, 상기 유도층의 도전성 와이어들과 용량성 감지층 사이에 설치되며, 상기 전기적인 접합부들 이외의 부분을 절연하고 격리시켜 용량성 감지층과 접촉하지 않게 하는 격리층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판의 재질은 유리, 폴리카보네이트(PC), 폴리틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 사이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer; COC)중의 하나인 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용량성 감지층의 재질은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 폴리 에틸렌디옥시티오펜(Poly ethylenedioxythiophene; PEDOT)중의 하나인 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 축 궤적부 및 상기 제 2 축 궤적부는 서로 직교되는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도층의 재질은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 폴리 에틸렌디옥시티오펜(Poly ethylenedioxythiophene; PEDOT)중의 하나인 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    유도층의 도전성 와이어들은 20 ㎛ 보다 작은 직경을 가진 불투명 금속으로 제조된, 용량성 터치 센서 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    격리층의 절연된 필름들은 2 내지 4 사이의 유전율 및 2㎛ 보다 작은 두께를 가진 투명 절연필름인 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 투명 절연필름의 재질은 잉크 또는 폴리틸렌 테레프탈레이트(Polythylene terephthalate; PET)중의 하나인 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 필름상의 경사의 단면 각도는 45 도 보다 작은, 용량성 터치 센서 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    제 2 기판상에 형성된 불투명 프레임은 잉크 및 금속 스퍼터링된 필름중 하나로 만들어진, 용량성 터치 센서 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    접착층은 광 경화 접착제 또는 열 경화 접착제중 하나로 만들어지는, 용량성 터치 센서 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판의 사이에 접착된 판체의 일 표면상에 설치되는 투명 도전층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 재질은 인듐 주석 산화물(ITO) 필름 또는 폴리 에틸렌디옥시티오펜(Poly ethylenedioxythiophene; PEDOT) 필름 중의 하나인 것을 특징으로 하는 용량성 터치 센서 조립체.
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