KR200475281Y1 - 터치 전극 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 전극 장치는 기판상에 설치되고, 각각 언더컷 단면(undercut profile)이 있어, 상부 면적이 바닥부 면적보다 큰 복수의 절연 베이스; 각각 상기 절연 베이스상에 설치된 복수의 제1 전극열; 및 상기 기판상에 설치되는 복수의 제2 전극열을 포함한다

Description

터치 전극 장치{TOUCH ELECTRODE DEVICE}
본 고안은 터치 전극 장치에 관한 것으로, 특히 트레이스가 없는 터치 전극 장치에 관한 것이다.
터치 디스플레이는 감지 기술과 디스플레이 기술이 결합하여 형성된 일종의 입력/출력 장치이며, 휴대용 또는 핸드헬드(handheld)용 전자장치와 같은 전자제품에 보편적으로 사용되고 있다.
정전용량식 터치 패널은 일반적인 터치 패널로서, 정전용량 결합(Capacitive Coupling) 효과에 의해 터치 위치를 감지한다. 손가락으로 정전용량식 터치 패널의 표면을 터치하면, 해당 위치의 정전용량이 변하게 되고 이에 의해 터치 위치를 감지한다.
도 1은 종래의 터치 패널을 나타낸 저면도이다. 그중, 수직 전극열(11)과 수평 전극열(12)은 유리판의 동일면에 형성되고, 절연 브릿지 소자(13)를 통해 서로 전기적으로 절연된다. 도 1에 도시한 종래의 터치 패널의 수직 전극열(11)과 수평 전극열(12)은 개별적인 단계를 통해 형성되어야 하며, 수직 전극열(11)과 수평 전극열(12) 사이에 반드시 갭(gap)이 있어야만, 수직 전극열(11)과 수평 전극열(12) 사이에 단락이 일어나지 않는다. 사용자가 터치 패널을 위에서 내려다볼 때, 시각상 트레이스(trace) 현상이 발생할 수 있다.
종래의 터치 패널이 복잡한 제조 공정을 거쳐야 하고 시각상 트레이스가 있다는 점을 감안하면, 종래의 터치 패널의 단점을 개선하는 새로운 터치 전극 장치를 제공하는 것이 시급하다.
상기 내용을 감안하여, 본 실시예는 단일 단계를 사용하여 터치 전극을 전면적으로 형성할 수 있고, 또한 터치 전극 장치를 위에서 내려다 볼 경우, 전극 사이에 갭이 없으므로, 터치 전극 장치에 트레이스가 발생하지 않는 터치 전극 장치를 제공한다.
본 고안의 실시예에 따르면, 터치 전극 장치는 기판, 복수의 절연 베이스, 복수의 제1 전극열 및 복수의 제2 전극열을 포함한다. 그중, 상기 절연 베이스는 기판상에 설치되고, 각 절연 베이스에 언더컷 단면이 있어 절연 베이스의 상부 면적이 바닥부 면적보다 크게 한다. 상기 복수의 제1 전극열은 각각 상기 복수의 절연 베이스상에 설치되고, 상기 복수의 제2 전극열은 기판상에 설치된다. 일 실시예에서, 먼저 절연층을 기판에 형성하고, 다시 절연층을 패터닝(patterning)함으로써 복수의 절연 베이스를 형성하고, 상기 절연 베이스는 상기 복수의 제1 전극열의 패턴을 가진다. 이어서, 기판 및 상기 복수의 절연 베이스상에 전극층을 형성하므로, 각각 상기 복수의 절연 베이스상에 상기 복수의 제1 전극열을 형성하고, 기판상에 상기 복수의 제2 전극열을 형성한다.
본 고안에 의하면, 단일 단계를 사용하여 터치 전극을 전면적으로 형성할 수 있고, 또한 터치 전극 장치를 위에서 내려다 볼 경우, 전극 사이에 갭이 없으므로, 터치 전극 장치에 트레이스가 발생하지 않는 터치 전극 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 터치 패널을 나타낸 저면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 고안의 실시예에 따른 터치 전극 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3a ~ 도 3d는 도 2a/도 2b의 터치 전극 장치에 형성 방법을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2a의 절단선 4-4'에 따른 절개도이다.
도 5는 도 2b의 절단선 5-5'에 따른 절개도이다.
도 2a는 본 고안의 실시예에 따른 터치 전극 장치(2)를 나타낸 평면도이다. 터치 전극 장치(2)는 평행을 이루는 복수의 제1 전극열(21)을 포함하고, 각각의 제1 전극 열(21)의 방향은 제1 방항(D1)으로 배열되며, 각각의 제1 전극열(21)은 직렬 연결된 복수의 제1 전극(211)을 포함한다. 본 실시예에서, 동일한 제1 전극열(21)의 상기 복수의 제1 전극(211)은 실질적으로 서로 직렬 연결되므로, 전기적으로도 직렬 연결된다. 터치 전극 장치(2)는 평행하는 복수의 제2 전극열(22)를 더 포함하고, 각각의 제2 전극열(22)의 방향은 제2 방향(D2)으로 배열되고, 각각의 제2 전극열(22)은 직렬 연결된 복수의 제2 전극(221)을 포함한다. 본 실시예에서, 동일한 제2 전극열(22)의 상기 복수의 제2 전극(221)은 실질적으로 서로 직렬 연결되지 않고, 동일한 제2 전극열(22)의 인접한 제2 전극(221) 사이에 각각 설치된 복수의 도전부재(222A)를 통해, 각각의 제2 전극열(22)의 상기 복수의 제2 전극(221)이 전기적으로 직렬 연결되고, 그중 도전부재(222A)는 제2 전극(221)의 아래에 위치한다. 그밖에, 제2 방향(D2)에서 서로 인접한 제1 전극(211) 사이 및 제1 방향(D1)에서 서로 인접한 제2 전극(221) 사이에 적당한 거리(212)가 있어 서로 인접한 제1 전극열(21) 사이 및 서로 인접한 제2 전극열(22) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 상기 복수의 거리(212)는 제조 공정 후기 단계에서 레이저 기술을 통해 형성할 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 거리(212)의 폭은 20㎛ ~ 50㎛이다. 상기 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 실질적으로 직교 방향이며, 예를 들면 X 방향과 Y 방향이다. 그러나, 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 다른 특정된 교차각을 가질 수도 있다. 비록 본 실시예에 제1 전극(211) 및 제2 전극(221)에 대해 마름모 형상의 전극을 예시했으나, 다른 형상이 전극을 사용할 수도 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극(221)의 재료는 반드시 광 투과성이 있어야 하며, 예를 들면 ITO(indium tin oxide)이다.
도 2b는 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 터치 전극 장치(22)를 나타낸 평면도이다. 본 실시예에서, 복수의 도전부재(222B)는 각각 동일한 제2 전극열(22)의 서로 인접한 제2 전극(221) 사이에 설치되어 각 제2 전극열(22)의 상기 복수의 제2 전극(221)이 서로 전기적으로 직렬 연결되게 하고, 그중 도전부재(222B)는 제2 전극(221)의 상측에 위치하며, 절연 브릿지 소자(223)를 통해 제1 전극(211)과 전기적으로 절연된다. 그밖에, 제2 방향(D2)에서 서로 인접한 제1 전극(211) 사이 및 제1 방향(D1)에서 서로 인접한 제2 전극(221) 사이에 적당한 거리(212)가 있어, 서로 인접한 제1 전극열(21) 사이와 서로 인접한 제2 전극열(22) 사이를 서로 전기적으로 절연시킨다. 상기 거리(212)는 제조 공정 후기 단계에서 레이저 기술을 통해 형성된다. 바람직한 일 실시예에서, 거리(212)의 폭은 20㎛ ~ 50㎛이다. 상기 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)은 X 방향 및 Y 방향과 같은 실질적으로 직교 방향이다. 그러나, 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 다른 특정 교차각을 가질 수도 있다. 비록 본 실시예에 제1 전극(211) 및 제2 전극(221)에 대해 마름모 형상의 전극을 예시했으나, 다른 형상의 전극일 수도 있다. 상기 제1 전극(211) 및 제2 전극(221)의 재료는 반드시 광 투과성을 가져야 하며, 예를 들면 ITO(indium tin oxide)이다.
도 3a ~ 도 3d는 도 2a/도 2b의 터치 전극 장치(2)의 형성 방법을 나타낸 절개도이다. 먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 기판(30) 상에 복수의 도전부재(222A)를 형성한 후 (후속 공정에서 형성된) 동일한 제2 전극열(22)의 서로 인접한 제2 전극(221) 사이에 설치한다. 다른 일 실시예에서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 그 도전부재(222B)는 제조 공정 후기 단계에서 제2 전극(221)을 형성한 후 형성된다. 상기 기판(30)의 재료는 유리를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
그리고 도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(30) 상에 절연층(31)을 형성한다. 본 실시예에서, 절연층(31)은 포토레지스트 재료를 포함하나, 이에 한정하지 않으며, 다른 절연 재료를 사용할 수도 있다. 일반적으로, 본 실시예의 절연층(31)은 반드시 광 투과성을 가져야 하며, 또한 그 광굴절율은 제1 전극(211)의 광굴절율과 실질적으로 같아야 한다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 제1 전극열(21)의 패턴(pattern)을 가진 포토마스크(213)를 사용하여 절연층(31)에 대해 노광 및 현상하는 공정을 진행하여, 패턴화된 절연층(31)을 형성하는데, 도 3c에 도시한 바와 같다. 도 3c 및 도 3d는 도 2a/도 2b의 절단선 3-3'에 따른 절개도이다. 만약 포토레지스트 재료의 절연층(31)을 사용하면, 패턴화된 절연층(31)은 다시 베이킹 공정을 진행할 수 있는바, 예를 들면 약 280°에서 20분간 베이킹한다.
본 실시예의 특징 중 하나에 따르면, 도 3c에 도시한 바와 같이, 패턴화된 절연층(31)은 복수의 절연 베이스(31A)를 포함하고, 각 절연 베이스(31A)에 언더컷(undercut) 단면이 있어, 절연 베이스(31A)의 상부 면적이 바닥부 면적보다 크다. 바람직한 일 실시예에서, 절연 베이스(31A)의 언더컷 각도(A)는 95°보다 크다.
그리고 도 3d에 도시한 바와 같이, 스퍼터링과 같은 공정을 통해, 기판(30) 및 상기 복수의 절연 베이스(31A) 상에 (투명)전극층(20)을 전면적으로 형성하므로, 절연 베이스(31A) 상에 제1 전극(211)을 동시에 형성하고, 기판(30) 상에 제2 전극(221)을 형성할 수 있다. 본 실시예의 다른 특징에 따라, 제1 전극(211)의 가장자리와 이와 인접한 제2 전극(221)의 가장자리는 실질적으로 나란히 트리밍되므로, 사용자가 터치 전극 장치(2)(도 2a/도 2b)를 위에서 내려다볼 때, 제1 전극(211)과 이와 인접한 제2 전극(221) 사이에 간격이 있을 수 없으므로, 터치 전극 장치(2)는 시각상 트레이스가 없다.
바람직한 일 실시예에서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 인접한 제1 전극(211)과 제2 전극(221) 사이에 전기적 도통이 발생하지 않도록 확보하기 위하여, 절연 베이스(31A)의 상부와 제2 전극(221)의 상부 표면 사이는 반드시 적당한 높이보다 커야 하는데, 예를 들면 20㎛보다 커야 하고, 언더컷 각도(A)도 적당한 각도보다 커야 하는데, 예를 들면 95°보다 커야 한다.
도 4는 도 2a의 절단선 4-4'에 따른 절개도이다. 그 중, 도전부재(222A)는 동일한 제2 전극열(22)에 서로 인접한 2개의 제2 전극(221)을 전기적으로 도통시킨다. 도 5는 도 2b의 절단선 5-5'에 따른 절개도이다. 그 중, 도전부재(222B)는 동일한 제2 전극열(22)에 인접한 제2 전극(221)을 전기적으로 도통시키고, 절연 브릿지 소자(223)를 통해 제1 전극(211)과 전기적으로 절연한다.
이상은 단지 본 고안의 바람직한 실시예일 뿐, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않는다. 본 고안이 제시한 정신을 벗어나지 않는 전제하에서 진행한 등가 변형 또는 개량 형태는 모두 본 고안의 실용신안등록청구범위에 포함되어야 한다.
11: 수직 전극열
12: 수평 전극열
13: 절연 브릿지 소자
2: 터치 전극 장치
20: 전극층
21: 제1 전극열
211: 제1 전극
212: 거리
213: 포토마스크
22: 제2 전극열
221: 제2 전극
222A: 도전부재
222B: 도전부재
223: 절연 브릿지 소자
30: 기판
31: 절연층
31A: 절연 베이스
D1: 제1 방향
D2: 제2 방향
A: 언더컷 각도

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 설치되고, 각각 언더컷 단면(undercut profile)이 있어 상부 면적이 바닥부 면적보다 큰 복수의 절연 베이스;
    각각 상기 절연 베이스 상에 설치된 복수의 제1 전극열; 및
    상기 기판 상에 설치되는 복수의 제2 전극열;
    을 포함하는 터치 전극 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극열 및 제2 전극열은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함하는, 터치 전극 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    각 상기 제1 전극열은 제1 방향으로 배열되고 실질적으로 직렬 연결된 복수의 제1 전극을 포함하며, 각 상기 제2 전극열은 제2 방향으로 배열되고 복수의 제2 전극을 포함하는, 터치 전극 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제2 전극열 사이에 설치되어 각 상기 제2 전극열의 상기 복수의 제2 전극을 전기적으로 직렬 연결하는 복수의 도전부재를 더 포함하는 터치 전극 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 전극열 상에 설치되어 각 상기 제2 전극열의 상기 복수의 제2 전극을 전기적으로 직렬 연결하고, 상응하는 절연 브릿지 소자를 통해 상기 제1 전극열과 전기적으로 절연하는 복수의 도전부재를 더 포함하는 터치 전극 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라 서로 인접하는 상기 복수의 제1 전극 사이의 거리 및 상기 제1 방향을 따라 서로 인접한 상기 복수의 제2 전극 사이의 거리는 20㎛ ~ 50㎛인, 터치 전극 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연 베이스는 포토레지스트 재료를 포함하는, 터치 전극 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연 베이스의 광굴절율은 상기 제1 전극의 광굴절율과 실질적으로 동일한, 터치 전극 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연 베이스의 언더컷 각도는 95°보다 큰, 터치 전극 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절연 베이스의 상부는 상기 제2 전극의 상부 표면보다 적어도 20㎛ 높은, 터치 전극 장치.
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