KR20120010485A

KR20120010485A - 정전용량방식 터치패널

Info

Publication number: KR20120010485A
Application number: KR1020100072064A
Authority: KR
Inventors: 김운천; 오용수; 김현준; 이종영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-02-03
Also published as: JP2012027894A; CN102346610A; US20120019476A1

Abstract

본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널은 투명기판, 상기 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 투명전극, 상기 투명전극상에 형성되는 투명한 성질의 투명보호층 및 상기 투명보호층 상에 형성된 투명접착제를 포함한다. 본 발명에 따르면, 투명전극과 투명접착제 사이에 투명보호층을 더 형성함으로써 투명전극과 투명접착제 사이의 반응성을 차단하여 터치패널의 작동 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

정전용량방식 터치패널{Capacitive type touch panel}

본 발명은 정전용량식 터치패널에 관한 것이다.

디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.

하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는 바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.

또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치패널(Touch panel)이 개발되었다.

이러한 터치패널은 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어, 사용자가 화상표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.

터치패널의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장방식(Electro-Magnetic Type), 소오방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치패널은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 광범위한 분야에서 가장 각광받고 있는 방식은 정전용량방식 터치패널이다.

정전용량방식 터치패널에서 투명전극을 형성하기 위해 전도성 고분자를 사용하고, 정전용량방식 터치패널의 상부기판과 하부기판을 결합하기 위해 투명접착제를 사용하여 왔다. 그러나, 정전용량방식 터치패널의 상부기판과 하부기판을 결합하기 위해 투명접착제를 사용하는 경우에 특히, 전도성 고분자와 투명접착제가 서로 반응함에 따른 다양한 문제점이 발생되었다. 구체적으로, 전도성 고분자와 투명접착제가 반응하여 전도성 고분자의 물성이 변경됨에 따른 전도성 고분자의 저항증가, 투명도의 감소에 따른 터치패널의 시인성 감소의 문제점이 발생된다. 또한, 전도성 고분자와 투명접착제 사이에 전자들이 이동하는 EM(electromigration)현상이 발생된다. EM(electromigration)현상은 전계의 영향으로 금속성분이 비금속 매체 위나 속을 가로질러 이동하는 현상이다. 이러한 현상은 150도 이상의 고온에서 대부분 건조한 환경에서 잘 발생하기 때문에 특히, 전도성 고분자의 투명전극 형성을 위한 온도조건 및 환경은 이러한 EM 현상의 발생을 더욱 촉진 시킬 수 있다. 결국, 전도성 고분자와 투명접착제 사이에서 EM 현상이 일어남에 따라 전도성 고분자의 물성이 변경될 수 있어 정전용량방식 터치패널의 작동의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터치패널의 투명전극에 결합되는 투명접착제 사이에 투명보호층을 더 형성함으로써 투명전극을 이루는 전도성 고분자의 물성의 변성 및 저항증가를 방지하고, 터치패널의 시인성을 향상시킬 수 있는 정전용량방식 터치패널을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량방식 터치패널은 투명기판, 상기 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 투명전극, 상기 투명전극상에 형성되는 투명한 성질의 투명보호층 및 상기 투명보호층 상에 형성된 투명접착제를 포함한다.

여기서, 상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투명보호층은 이산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂) 또는 이산화아연(ZnO₂)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투명접착제는 OCA 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 정전용량방식 터치패널은 제1 투명기판, 상기 제1 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 제1 투명전극, 상기 제1 투명전극상에 형성되는 제1 투명보호층을 포함하는 상부기판 및 제2 투명기판, 상기 제2 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 제2 투명전극, 상기 제2 투명전극상에 형성되는 제2 투명보호층을 포함하는 하부기판을 포함하며, 상기 상부기판과 상기 하부기판은 상기 제1 투명보호층과 상기 제2 투명보호층이 서로 마주보도록 투명접착제로 접착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 투명보호층 또는 제2 투명보호층은 이산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂) 또는 이산화아연(ZnO₂)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투명접착제는 OCA 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 투명전극과 투명접착제 사이에 투명보호층을 더 형성함으로써 투명전극과 투명접착제 사이의 반응성을 차단하여 터치패널의 작동 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 투명보호층이 더 형성됨에 따라 유전율이 향상되어 터치패널 입력의 센싱감도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 투명보호층이 더 형성됨에 따라 투명전극과 투명접착제의 화학적 반응을 차단함으로써, 화합물 등에 의한 터치패널의 시인성 저하를 방지하여 터치패널 시인성을 안정적으로 유지시키는 효과가 있다.

또한, 투명보호층이 더 형성됨에 따라 투명 투명접착제의 EM(electromigration) 현상을 방지함으로써 투명전극을 이루는 전도성 고분자의 물성 변화를 방지하여 전도성 고분자의 저항이 증가되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정전용량방식 터치패널의 분해도를 나타내는 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량방식 터치패널의 분해도를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널은 투명기판, 상기 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 투명전극, 상기 투명전극상에 형성되는 투명한 성질의 투명보호층 및 상기 투명보호층 상에 형성된 투명접착제를 포함한다.

투명기판은 소정강도 이상을 보유한 재질이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 투명기판의 일면에는 투명전극이 형성되므로 투명기판과 투명전극 사이의 접착력을 향상시키기 위해서 투명기판의 일면에 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리 등을 수행하여 표면처리층을 형성할 수 있다.

투명전극은 사용자가 터치시 신호를 발생시켜 제어부(도면 미도시)에서 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 투명기판의 일면에 형성된다. 여기서, 투명전극은 전도성 고분자로 형성된다. 전도성 고분자의 예로는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌등이 있으며, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 투명전극을 형성하는 전도성 고분자와 후술하는 투명접착제의 접촉에 따른 화학반응 또는 EM(electromigration)에 의해 터치패널의 시인성이 저하되거나, 전도성 고분자의 물성의 변화에 따른 전도도의 저하, 즉 저항증가를 방지하기 위한 것이다.

투명보호층은 투명전극과 투명접착제 사이에서 일어나는 반응을 차단하기 위한 것으로 반응성이 낮은 물질이 바람직하다. 또한, 터치패널의 시인성 문제를 고려하여 투명한 물질이어야 하며, 유전율이 높은 물질을 사용함으로써 터치시의 센싱감도를 향상시킬 수 있다. 투명보호층은 이산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂) 또는 이산화아연(ZnO₂)으로 이루어질 수 있다. 다만, 이외에도 투명한 물질이며 반응성이 낮고 유전율이 높은 물질이라면 다양한 물질을 이용하여 투명보호층을 형성할 수 있음은 물론이다.

투명접착제는 투명전극이 형성된 투명기판을 서로 결합하거나 또는 투명기판과 윈도우를 결합하기 위해 형성된다. 특히, 본 발명에서 투명접착제는 전도성 고분자와 반응을 일으켜 터치패널의 기능을 저하시키며, 이를 방지하기 위해 투명보호층을 더 형성한다. 투명접착제는 특별한 제한이 없으며, 다만, 전도성 고분자와의 결합시에 화학반응 또는 EM(electromigration)을 일으키는 물질이라면 여기에 포함될 수 있다. 투명접착제로는 OCA를 사용할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정전용량방식 터치패널은 제1 투명기판(10), 상기 제1 투명기판(10)상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 제1 투명전극(11), 상기 제1 투명전극(11)상에 형성되는 제1 투명보호층(13)을 포함하는 상부기판 및 제2 투명기판(20), 상기 제2 투명기판(20)상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 제2 투명전극(21), 상기 제2 투명전극(21)상에 형성되는 제2 투명보호층(23)을 포함하는 하부기판;을 포함하며 상기 상부기판과 상기 하부기판은 상기 제1 투명보호층(13)과 상기 제2 투명보호층(23)이 서로 마주보도록 투명접착제(30)로 접착되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 서술한 투명기판, 투명전극, 투명보호층 및 투명접착제에 관한 설명은 본 실시예에도 동일하게 적용되는 것으로서 중복되는 내용은 생략하기로 한다.

상부기판 또는 하부기판에서 본 발명에 따른 제1 투명보호층(13) 또는 제2 투명보호층(23)이 형성될 수 있으므로 투명전극물질인 전도성 고분자와 투명접착제(30)의 반응성 여부에 따라 투명보호층을 선택적으로 형성할 수 있음은 물론이다. 다만, 도 1에서는 상부기판 및 하부기판에 각각 제1 투명보호층(13) 및 제2 투명보호층(23)이 형성된 실시예를 도시하고 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 정전용량방식 터치패널은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 제1 투명기판 11: 제1 투명전극
12: 제1 전극배선 13: 제1 투명보호층
20: 제2 투명기판 21: 제2 투명전극
22: 제2 전극배선 23: 제2 투명보호층
30: 투명접착제

Claims

투명기판;
상기 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 투명전극;
상기 투명전극상에 형성되는 투명한 성질의 투명보호층; 및
상기 투명보호층 상에 형성된 투명접착제;를 포함하는 정전용량방식 터치패널
청구항 1에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 투명보호층은 이산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂) 또는 이산화아연(ZnO₂)인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 투명접착제는 OCA 인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.
제1 투명기판, 상기 제1 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 제1 투명전극, 상기 제1 투명전극의 전기적 연결을 위한 제1 전극배선 상기 제1 투명전극상에 형성되는 제1 투명보호층을 포함하는 상부기판;
제2 투명기판, 상기 제2 투명기판상에 형성되는 전도성 고분자로 이루어진 제2 투명전극, 상기 제2 투명전극상에 형성되는 제2 투명보호층을 포함하는 하부기판;을 포함하며,
상기 상부기판과 상기 하부기판은 상기 제1 투명보호층과 상기 제2 투명보호층이 서로 마주보도록 투명접착제로 접착되는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 투명보호층은 이산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂) 또는 이산화아연(ZnO₂)인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 투명접착제는 OCA 인 것을 특징으로 하는 정전용량방식 터치패널.