KR20110059567A - 터치 패널의 배선 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 표면 위에 투명 전도층을 포함하고 있는 유리 기판; 유리 기판의 경계를 따라 배치된 다수의 배선; 유리 기판의 상부 측면에 형성된 다수의 전도성 단부로서, 각각의 배선이 이 전도성 단부들 중의 하나와 전기적으로 연결된 다수의 전도성 단부; 및 배선들에 제공된 연성(flexible) 회로 보드로서, 전도성 단부들 중의 하나와 각각 전기적으로 연결된 다수의 연결 단자를 포함하는 연성 회로 보드를 구비하는 터치 패널 배선 구조를 제공한다. 이 배선 구조의 사용에 의하여, 종래에 사용된 전도체는 배선 영역을 줄이기 위해 연성 회로 보드로 대체되며 터치 패널의 배선 영역을 더욱 좁게 만들 수 있다.

Description

터치 패널의 배선 구조{WIRING OF TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널과 관련되고, 특히 배선 영역을 감소하고 종래 기술을 사용하여 제조된 터치 패널보다 좁은 배선 영역을 만들기 위해 연성 회로 보드를 사용하여, 유리 기판 상의 전도체를 대체하거나 유리 기판의 저면으로 전도체를 옮긴 터치 패널과 관련된다.

최근, 전형적인 입력 장치(예로서 키보드 및 마우스)는 인간-기계 인테페이스 장치의 선택으로서 터치 패널로 대체되고 있다. 이 인간-기계 인터페이스 장치는 다양한 전자기기(예로서 GPS(Global Positioning Systems), PDA(personal digital assistants) 등)에서 광범위하게 사용된다. 터치 패널은 직접적이고 더 좋은 사용자 인터페이스를 제공하고 동시에 전형적인 입력 장치에 대한 요구를 제거한다. 전형적인 입력 장치의 제거에 의해 절약된 공간은 더 좋은 그래픽 사용자 인터페이스를 제공한 더 큰 패널을 사용할 수 있다.

전형적으로, 통상적인 저항 터치 패널은 4-배선, 5-배선 또는 6-배선으로 구성될 수 있고 제조될 수 있다. 도 1은 구조를 갖는 터치 패널을 보여주고 있다. 터치 패널은 각각 X축과 Y축을 따라 형성된 두 개의 배선들과, X축과 Y축을 따라서 전압을 샘플링하기 위해 투명 전도성 필름(예로서 ITO 필름. 도시하지 않음) 위의 배선을 갖는 투명 전도성 유리 기판(1)을 갖는다. 터치 패널의 에지 부분과 투명 동작 영역(transparent operating area)(11) 사이에 위치한 다섯 개의 배선이 있다. 제어 회로는 5 볼트를 투명 전도성 유리 기판 상의 배선(10)의 양단에 인가한다. 배선(16)은 사용자가 손가락 또는 펜을 사용하여 터치 패널(예로 보이는 것처럼 P점에서)을 접촉하면 접지된다(양단부 사이의 전압은 영이 된다). 결과적으로, 저항 변화로 인해 P점에서의 전압은 떨어진다. 전압 Vpy은 투명 전도성 필름 위의 배선에 의해 Y축에서 샘플링된다. 제어 회로는 5 볼트를 투명 전도성 필름 상의 배선(14)의 양단부에 인가한다. 배선(12)은 접지된다(양단부 사이의 전압은 영이 된다). 전압 Vpx은 투명 전도성 필름 위의 배선에 의해 X축에서 샘플링된다. P점의 위치는 Vpy의 전압과 Vpx의 전압의 비교에 의해서 결정된다.

또한, 배선(10,12,14 및 16)은 전기적으로 각각의 전도체(20,22,24 및 26)와 연결된 일단부와 투명 전도성 유리 기판(1)과 투명 전도성 필름의 같은 측면을 통하여 측면의 중심으로 연장된 타단부를 갖는다. 연성 회로 보드(도시하지 않음)는 전도체(20,22,24 및 26)의 타단부와 전기적으로 연결된 일단부와, 투명 전도성 유리 기판(1)을 넘어 연장된 타단부를 갖는다. 투명 전도성 필름은 터치 패널의 제어 회로와 전기적인 연결을 갖는다. 전도체(20,22,24 및 26)와 배선(10,12,14 및 16)의 배선 영역은 투명 동작 영역(11)과 터치 패널의 에지 사이의 경계에 위치한다.

액정 표시 장치 기술에서의 새로운 발전은 제조자가 종래의 표시 장치보다 더 좁은 경계 영역을 갖는 표시 장치를 생산하게 할 수 있다. 따라서, 터치 패널이 액정 표시 장치에 사용될 때, 터치 패널의 경계 폭(border width)을 더 작게 하는 것이 요구된다. 이 새로운 요구는 터치 스크린의 새로운 설계시에 터치 스크린의 에지 위에 배선을 배치할 여유 공간을 주지 않는다. 이 문제를 해결하기 위해 몇몇 발명이 제안되었다. 미국 특허 6,549,193은 개선된 선형 응답성(linear response)과 감소한 경계 폭을 갖는 저항성 터치 패널을 설계하기 위한 기술을 제시하고 있다. 이 발명은 패턴 설계에 중점을 두고 케이블과의 연결을 위해 기판 위에 위치시킨 트레이스(traces)를 여전히 사용하고 있다. 따라서, 패널의 측면 위에서의 경계 폭은 본 발명과 비교했을 때 더 넓다. 미국 특허 6,559,835에서는 저항성 패널 전극 패턴(resistive panel electrode pattern)과 전도성 버스(bus) 설계가 제안되었다. 저항성 선형화 패턴이 내향 포물선 형태로 형성되고 전도성 버스가 그 위에 중첩된다. 이 발명은 종래 기술보다 폭이 더 좁고 더 나은 선형성을 주장한다. 전도성 버스와 선형화 패턴 사이에 절연 물질이 배치되어야 한다. 이것은 제조 시간과 복잡성을 증가시키고 결과적으로 터치 스크린 비용을 증가시킨다. 미국 특허 6,593,916은 스크린의 너비가 감소하면서도 선형성을 증가시키기 위해 어떻게 선형화 패턴을 설계하여야 하는지 시사하고 있다. 그러나, 이 발명은 전도성 버스의 문제점을 해결하지는 않는다. 전도성 버스의 사용이 요구되고 따라서 스크린의 너비가 증가된다. 미국 특허 6,673,390은 새로운 선형화 패턴 디자인을 제시한 또 하나의 발명이다. 이전 기술처럼, 이 발명은 스크린의 네 구석으로 전류를 보내도록 사용되어야 하는 전도성 버스를 언급하지 않는다. 이 버스는 스크린의 크기를 증가시킨다. 미국 특허 6,727,895는 기판 위에 정규의 배선 대신에 전도성 배선을 배치하는 것을 제안하고 있다. 이것은 스크린의 신뢰성과 품질을 향상시킨다. 그러나 이 발명은 스크린의 너비 문제점을 언급하지 않는다. 미국 특허 6,781,579는 선형성을 증가시키면서 스크린의 너비를 감소시키기 위한 터치 패널 선형 패턴 디자인을 제안하고 있다. 선형화 패턴에 대한 새로운 설계 기술의 사용은 스크린의 너비를 감소시킨다. 그러나, 터치 패널의 네 구석으로 전류를 흐르게 하는 전도성 버스가 여전히 스크린 위에 배치되고 이 버스들은 스크린의 너비를 증가시킨다. 미국 특허 6,163,313은 저항성 패턴을 설계하는 방법을 제시하고 있다. 이 발명은 스크린의 너비에 대해 언급하지 않는다. 이전 기술에서 사용된 대부분의 기술은 다음과 같이 요약될 수 있다.

(1) 배선 영역을 줄이는 하나의 방법은 일반적인 너비보다 더 좁은 폭의 배선를 사용하는 것이다. 그러나, 이 기술은 배선 저항을 증가시킨다. 결과적으로, 배선를 가로지르는 전압 강하가 증가되며 신호 강도가 감소될 수 있다. 이것은 신호 전송을 방해한다. 또한 이 기술은 수율을 감소시키는 경향을 갖는 것처럼 좁은 연결 배선를 갖는 터치 패널을 생산하는 데에 경제적이지 못하고 더욱 어려운 기술이다.

(2) 배선 영역을 감소시키기 위해 배선을 겹쳐지게(배선과 전도체를 중첩시킬) 수 있다. 이 기술은 타이완 실용신안 제544,824에서 제안되었다. 그러나 이 접근법은 배선과 전도체 간의 단락을 야기하며 제조의 어려움을 증대시키는 동시에 수율을 감소시킨다. 결과적으로 제조 시간과 비용이 증가할 수 있다.

(3) 또한, 배선 영역을 감소시키기 위해 투명 전도성 필름 위에 몇몇 전도체를 배치시키는 것이 가능하다. 그러나, 투명 전도성 필름은 환경 변화 특히 열적 변화에 의하여 영향을 받는다. 게다가, 투명 전도성 필름 위에 형성된 배선들은 투명 전도성 유리 기판에 비교하였을 때 접착력과 견고성이 떨어진다. 더욱이, 이 기술은 제조 공정을 증가시킬 것이며 동시에 제조 시간과 제조 비용을 증가시킨다.

따라서, 이전 기술의 문제점을 극복하고 좁은 경계 영역에 배치된 배선 및 전도체를 가지는 터치 패널의 제공이 요구된다.

거듭된 연구와 실험 끝에 이전 기술의 상기한 단점을 극복하고 좁은 영역에 터치 패널의 배선과 전도체를 성공적으로 배치할 수 있는 터치 패널에서의 배선의 새로운 방법이 제시된다.

본 발명의 일측면에 따르면, 유리 기판; 유리 기판의 일 측면에 형성된 다수의 도전성 단부; 그 위에 배선들이 배치되고, 각각 상기 전도성 단부의 하나와 전기적으로 연결된 복수의 연결 단자를 포함하는 연성 회로 보드; 및 유리 기판의 경계를 따라서 제공되고, 각각 상기 전도성 단부의 하나와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 구비하는 터치 패널의 배선 구조를 제공한다. 본 기술은 연성 회로 보드에 의하여 종래의 전도체를 대체한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부 표면 위에 투명 전도층을 포함하는 유리 기판; 유리 기판의 경계를 따라 제공된 다수의 배선; 유리 기판의 투명 전도층과 대향하는 하부 표면 상에 배치된 다수의 전도체; 및 유리 기판의 한 코너에서 상기 배선과 대응하는 전도체들 중 하나의 타단부 사이에 각각 제공된 다수의 전도성 물질층을 구비하는 터치 패널의 배선 구조를 제공한다. 이 배선 구조를 사용함에 의하여 종래 기술의 전도체 및 배선과 관련된 문제는 해결되고 동일 표면 상의 배선 영역은 감소한다. 결과적으로 터치 패널의 보다 좁은 배선을 만드는 것이 가능하다.

상술한 그리고 나머지 목적, 특징 그리고 본 발명의 이점은 첨부 도면과 함께 발명의 상세한 설명으로부터 명확해 질 것이다.

본 발명에 의하면 배선 영역은 감소하고 터치 패널은 종래의 배선 구조를 사용한 터치 패널보다 더 좁은 경계 영역을 갖는다.

도 1은 종래의 투명 전도성 유리 기판 위에 형성된 전도체와 배선의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 투명 전도성 유리 기판 위에 형성된 전도체와 배선의 사시도이다.
도 3은 전도체와 연성 회로 보드 사이의 연결을 도시한 도 2와 유사한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 투명 전도성 유리 기판 위에 형성된 전도체와 배선의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 유리 기판의 다른 표면 위에 형성된 전도체를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4의 유리 기판 상의 전도체를 도시한 일부 사시도이다.
도 7은 도 5의 유리 기판 상의 전도체를 도시한 일부 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따라 투명 전도성 유리 기판 위에 형성된 배선의 전도성 비어홀(conductive aperture)을 도시한 일부 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 유리 기판 위의 전도체의 전도성 비어홀을 도시한 일부 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패널의 배선 구조가 도시된다. 투명 전도층(도시하지 않음)은 유리 기판(3)의 상부 표면 위에 위치하고 있다. 다수의 배선(30)은 투명 전도층의 에지(edge)와 투명 동작 영역(32) 사이의 경계를 따라 제공된다. 연성 회로 보드(flexible circuit board)(4)는 투명 전도층과 배선(30)의 일 측면에 위치한다. 연성 회로 보드(4)는 유리 기판(3)을 넘어서까지 연장되며 제어 회로와 전기적으로 연결된다. 전도성 단부(34)는 각각의 배선(30)과 연성 회로 보드(4) 사이의 투명 전도층에 형성된다. 이 기술의 이용에 의하여, 종래 기술의 다수의 병렬 전도체는 연성 회로 보드(4)에 의해 대체된다. 이것은 배선 영역의 공간 요구를 감소시킨다. 결과적으로, 종래 기술의 배선 기술을 사용하는 터치 패널보다 더 좁은 경계를 갖는 터치 패널을 생산하는 것이 가능하다.

본 발명에서, 연성 회로 보드(4)와 인접하지 않은 투명 전도층의 배선(30)은 연성 회로 보드(4)와 인접한 위치까지 연장된 연장 전도체(extension conductor)(36)를 갖는다. 이 연장 전도체(36)는 배선(30)의 전도성 단부(34)와 전기적으로 연결되어 있다. 다수의 연결 단자(도시하지 않음)가 연성 회로 보드(4) 안에 제공되고 각각은 전도성 단부(34)와 전기적으로 연결된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 패널의 배선 구조가 도시된다. 투명 전도층은 유리 기판(3)의 상부 표면 위에 위치한다. 다수의 배선(30)은 투명 전도층의 에지와 투명 동작 영역(32) 사이의 경계를 따라 제공된다. 다수의 전도체(35)는 유리 기판(3)의 투명 전도층과 대향하는 하부 표면 위에 제공된다. 각각의 전도체(35)의 단부는 유리 기판(3)의 일 측면에 근접한 위치까지 연장되며 타단부는 배선(30)의 하나와 대응되는 위치까지 연장된다. 전도성 물질층(37)(도 6 및 도 7 참조)는 배선(30)과 대응하는 전도체(35)의 타단부 사이에서 유리 기판(3)의 한 코너에 제공된다. 이렇게 구성함으로써, 유리 기판(3)의 투명 전도층 위의 가용 배선 영역은 그 위에 전도체를 배치시키는 데에 소비되지 않을 것이다. 이 기술은 종래 기술을 이용함으로써 생산된 패널보다 좁은 경계를 갖는 터치 패널을 생산할 수 있게 한다.

본 발명에서, 전도성 물질층(37)은 배선과 대응하는 전도체의 타단부 사이에 배치된, 전도성 잉크 프린팅(printing) 또는 코팅, 물리적 또는 화학적 증착 방법에 의해 형성된 금속 전도층 또는 연성 회로 보드이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 패널의 배선 구조가 도시된다. 투명 전도층은 유리 기판(3)의 상부 표면 위에 위치한다. 다수의 배선(30)은 투명 전도층의 에지와 투명 동작 영역(32) 사이의 경계를 따라 제공된다.

다수의 전도체(35)는 유리 기판(3)의 투명 전도층과 대향하는 하부 표면 위에 제공된다. 전도체(35)의 단부들 중 한 세트는 유리 기판(3)의 일 측면에 근접한 위치까지 연장되고 타단부들은 배선(30)들 중 하나의 대응되는 위치까지 연장된다. 전도성 비어홀(38)은 유리 기판(3)의 한 코너에서 전도체(35)의 타단부와 대응하는 배선(30) 사이에 제공된다. 전도성 물질층이 전도성 비어홀(38) 안에 형성되며, 전도체(35)와 배선(30)에 전기적으로 연결된다. 유리 기판의 측면에 형성된 전도성 물질층을 갖는 제2 실시예와 같이 구성함으로써, 동일한 표면 상의 배선 영역은 더욱 감소되어 터치 패널의 배선을 더 좁게 만드는 목적을 달성한다.

본 발명에서, 전도성 비어홀(38)은 레이저 드릴링(예를 들어, CO₂, YAG, 엑시머, 플라즈마, UV 등), 수력학 드릴, 커터 기타의 방법에 의해 유리 기판에 형성된다.

위 실시예에서, 배선(30), 전도체(35), 그리고 연장 전도체(36)는 전도성 잉크 프린팅 또는 코팅(예를 들어, 은 페이스트, 탄소, 동 페이스트 등)수단, 또는 물리적 또는 화학적 증착 방법에 의해서 형성된다.

이상 본 발명은 구체적인 실시예에 의해 설명되었지만, 당업자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상과 범위를 일탈하지 않고 다양한 수정과 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 터치 패널의 배선 구조에 있어서,
   상부 표면 상에 투명 전도층을 포함하는 유리 기판;
   상기 유리 기판의 경계를 따라 배치된 다수의 배선;
   상기 투명 전도층과 상기 배선의 일 측면에 배치되고, 상기 유리 기판을 넘어 연장되며 터치 패널의 회로 보드 상의 제어 회로와 전기적으로 연결된 연성 회로 보드; 및
   각각의 상기 배선과 상기 연성 회로 보드 사이의 투명 전도층에 각각 형성된 다수의 전도성 단부를 구비하는 터치 패널의 배선 구조.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 연성 회로 보드에 근접하지 않은 투명 전도층의 배선 상에 형성되고, 상기 연성 회로 보드에 근접한 위치까지 연장되며 상기 전도성 단부들 중 하나와 전기적으로 연결된 연장 전도체를 더 구비하는 배선 구조.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 연성 회로 보드는 상기 전도성 단부들 중 하나와 각각 전기적으로 연결된 다수의 연결 단자를 구비하는 배선 구조.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 유리 기판 상에 투명 동작 영역을 구비하며, 상기 유리 기판의 경계는 상기 투명 전도층의 에지로부터 상기 투명 동작 영역까지 연장되는 배선 구조.

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