KR20120012329A - 터치 패널 - Google Patents

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KR20120012329A
KR20120012329A KR1020100074419A KR20100074419A KR20120012329A KR 20120012329 A KR20120012329 A KR 20120012329A KR 1020100074419 A KR1020100074419 A KR 1020100074419A KR 20100074419 A KR20100074419 A KR 20100074419A KR 20120012329 A KR20120012329 A KR 20120012329A
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이근식
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 기판; 상기 기판의 제1 면에 형성되는 투명 전극; 및 상기 투명 전극에 형성되는 반사 방지막을 포함한다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}
본 기재는 터치 패널에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
이러한 터치 패널이 다양한 디스플레이 장치에 적용되는 경우에, 로고 및 비산 방지 필름이 형성된 기판과 투명 전극이 형성된 필름을 별도로 제작하여 이들을 광학용 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)를 이용하여 접착한다.
그러나 가공성이 낮은 광학용 투명 접착제를 사용하므로 접착 불량이 발생할 수 있으며, 필름과 기판 등이 다층으로 적층되어 투과율이 저하될 수 있다. 또한, 대체로 수입에 의존하는 투명 전극이 형성된 필름이 고가여서 제조 단가가 상승될 수 있다.
실시예는 반사 방지 효율을 높이고 투과율을 향상하여 불량 및 제조 단가를 저감할 수 있는 터치 패널을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 기판; 상기 기판의 제1 면에 형성되는 투명 전극; 및 상기 투명 전극에 형성되는 반사 방지막을 포함한다.
실시예에 따른 터치 패널에서는 외곽 더미층과 투명 전극을 동일한 기판상에 형성하므로, 가공성이 낮은 광학용 투명 접착제를 사용하지 않아도 된다. 이에 의하여 불량을 저감하여 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 터치 패널의 적층 구조를 단순화하여 투과율을 향상할 수 있으며 두께를 줄이면서 제조 비용을 절감할 수 있다.
한편, 실시예에 따른 터치 패널에서는, 기판에 투명 전극을 증착 후 투명 전극에 반사 방지막을 증착하여 반사 방지 효율을 높이고 투과율을 향상하면서도 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한 이에 의한 터치 패널이 적용된 디스플레이 장치의 시인성을 향상할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 제1 실시예에 따른 터치 패널을 상세하게 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 단면도이다. 도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 터치 패널(100)에는, 입력 장치의 위치를 감지하는 유효 영역(AA)과, 이 유효 영역(AA)의 외곽으로 위치하는 더미 영역(DA)이 정의된다.
여기서, 유효 영역(AA)에는 입력 장치를 감지할 수 있도록 투명 전극(40)이 형성될 수 있다. 그리고 더미 영역(DA)에는 투명 전극(40)에 연결되는 배선(50) 및 이 배선(50)을 외부 회로(도시하지 않음, 이하 동일)에 연결하는 인쇄 회로 기판(60) 등이 위치할 수 있다. 이러한 더미 영역(DA)에는 외곽 더미층(20)이 형성될 수 있으며, 이 외곽 더미층(20)에는 로고(logo)(20a) 등이 형성될 수 있다. 이러한 터치 패널(100)을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 기판(10)에 외곽 더미층(20), 투명 전극(40) 및 반사 방지막(30)이 형성될 수 있다. 그리고 이 투명 전극(40)에 배선(50)이 연결되고, 이 배선(50)에 인쇄 회로 기판(60)이 연결될 수 있다. 그리고 투명 전극(40), 배선(50) 및 인쇄 회로 기판(60)을 덮으면서 비산 방지 필름(70)이 형성될 수 있다.
기판(10)은 이 위에 형성되는 외곽 더미층(20), 투명 전극(40), 반사 방지막(30), 배선(50) 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 기판(10)은 일례로 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다.
기판(10)의 제1 면(이하 “하면”)(12)의 외곽 영역(DA)에 외곽 더미층(20)이 형성된다. 외곽 더미층(20)은 배선(50)과 인쇄 회로 기판(60) 등이 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 외곽 더미층(20)은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 안료 등을 포함하여 흑색을 나타낼 수 있다. 그리고 이 외곽 더미층(20)에는 다양한 방법으로 원하는 로고(도 1의 참조부호 20a) 등을 형성할 수 있다. 이러한 외곽 더미층(20)은 증착, 인쇄, 습식 코팅 등에 의하여 형성될 수 있다.
이 기판(10)의 하면(12)에 투명 전극(40)이 형성된다. 투명 전극(40)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 외곽 더미층(20)이 형성된 부분에서는 투명 전극(40)이 외곽 더미층(20) 위로 형성될 수 있다.
일례로 도 3에 도시한 바와 같이, 투명 전극(40)이 제1 전극(42)과 제2 전극(44)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전극(42, 44)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지 감지하는 센서부(42a, 44a)와, 이러한 센서부(42a, 44a)를 연결하는 연결부(42b, 44b)를 포함한다. 제1 전극(42)의 연결부(42b)는 센서부(42a)를 제1 방향(도면의 좌우 방향)으로 연결하고, 제2 전극(44)의 연결부(44b)는 센서부(44a)를 제2 방향(도면의 상하 방향)으로 연결한다.
제1 전극(42)의 연결부(42b)와 제2 전극(44)의 연결부(44b)가 서로 교차하는 부분에는 이들 사이에 절연층(46)이 위치하여 제1 전극(42)과 제2 전극(44)의 전기적 단락을 방지할 수 있다. 이러한 절연층(46)은 연결부(42b, 44b)를 절연할 수 있는 투명 절연성 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 절연층(46)은 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물, 또는 아크릴 등의 수지 등으로 이루어질 수 있다.
실시예에서는 일례로 제1 및 제2 전극(42,44)의 센서부(42a, 44b)가 동일한 층에 형성되어 센서부(42a, 44a)를 단일층으로 형성할 수 있다. 이에 의하여 투명 전도성 물질층의 사용을 최소화할 수 있고, 터치 패널(100)의 두께를 줄일 수 있다.
이와 같은 터치 패널(100)에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생되고, 이 차이가 발생된 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다. 실시예에서는 투명 전극(40)이 정전 용량 방식의 터치 패널에 적용되는 구조를 가지는 것을 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 투명 전극(40)을 저항 방식의 터치 패널에 적용되는 구조로 형성할 수도 있다.
이러한 투명 전극(40)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이를 위하여 투명 전극(40)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물이나 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 전도성 고분자 물질 등의 다양한 물질을 포함할 수 있다.
이러한 투명 전극(40)은 물리적 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD), 화학적 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)등 다양한 박막 증착 기술에 의하여 형성될 수 있다. 일례로, 물리적 증착법의 한 예인 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)에 의하여 형성될 수 있다. 이때, 투명 전극(40)이 인듐 주석 산화물로 형성될 경우에, 주석의 함량이 10% 이하일 수 있다. 이에 의하여 투과율을 향상시키고, 이후에 어닐링(annealing) 공정으로 인듐 주석 화합물을 결정화하여 전기 전도도를 향상할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 투명 전극(40)을 형성할 수 있음은 물론이다.
다시 도 2를 참조하면, 투명 전극(40)에 반사 방지막(30)이 형성된다. 구체적으로, 이러한 반사 방지막(30)은 투명 전극(40)의 배면에 형성될 수 있다.
반사 방지막(30)은 반사에 의한 눈부심이나 화면이 보이지 않는 현상을 막기 위해 가시광 영역의 빛의 반사율을 낮추는 역할을 한다. 즉, 반사 방지막(30)은 반사의 악영향을 효과적으로 감소시켜 우수한 해상도를 제공할 수 있고 시인성을 향상할 수 있다. 또한, 터치 패널(100)의 투과율을 90% 이상, 바람직하게는 92% 이상, 최대로는 99%까지 향상하는 역할을 할 수 있다.
이러한 반사 방지막(30)은 굴절률이 1.35 내지 2.7인 산화물 또는 불화물을 포함할 수 있다. 이러한 굴절률은 반사 방지에 적합한 범위로 결정된 것이며, 이러한 반사 방지막(30)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질을 한 층 이상 적층하여 형성될 수 있다.
상술한 산화물 또는 불화물로는, 마그네슘 불화물, 규소 산화물, 알루미늄 산화물, 세륨 불화물, 인듐 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 납 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 니오븀 산화물 등이 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 반사 방지막(30)이 한층 이상으로 이루어질 수 있다. 구체적으로 반사 방지막(30)은, 기판(10)의 하면(12)에 형성되는 제1 굴절률의 제1 층(32)과, 제1 층(32)에 형성되며 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률의 제2 층(34)을 포함할 수 있다. 즉, 반사 방지막(30)이 상대적으로 높은 굴절률의 제1 층(32)과 상대적으로 낮은 굴절률의 제2 층(34)을 기판(10) 상에 차례로 형성하여 반사를 방지하는 역할과 함께 유효 영역(AA)에서 터치 패널(100)의 투과율을 향상시킬 수 있다.
이때, 제1 층(32)이 고굴절률 재료로 형성되고, 제2 층(34)이 중굴절률 재료 또는 저굴절률 재료로 형성될 수 있다. 또는, 제1 층(32)이 중굴절률 재료로 형성되고, 제2 층(34)이 저굴절률 재료로 형성될 수 있다.
일례로, 저굴절률 재료로 MgF2, SiO2 등이 사용될 수 있다. MgF2는 굴절률이 1.38일 수 있고, SiO2는 굴절률이 1.46일 수 있다.
중굴절률 재료로 Al2O3, CeF3, SiO, In2O3, HfO2 등이 사용될 수 있다. Al2O3의 굴절률이 1.62, CeF3의 굴절률이 1.63, SiO, In2O3 및 HfO2의 굴절률이 2.00일 수 있다.
고굴절률 재료로 ZrO2, Pb5O11, TiO2, Ta2O5, Nb2O5, TiO2 등이 사용될 수 있다. ZrO2의 굴절률이 2.10, Pb5O11과 TiO2를 함께 사용한 경우의 굴절률이 2.10, Ta2O5의 굴절률이 2.15, Nb2O5의 굴절률이 2.2~2.4, TiO2의 굴절률이 2.2~27일 수 있다.
도면에서는 하나의 제1 층(32)과 하나의 제2 층(34)이 적층된 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제1 층(32)과 제2 층(34)이 교대로 적층될 수도 있다.
상기 실시예에서는 상대적으로 높은 굴절률의 제1 층(32)을 형성한 후 상대적으로 낮은 굴절률의 제2 층(34)을 기판(10) 상에 형성하였으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고 상대적으로 낮은 굴절률의 제2 층(34)을 먼저 형성한 후 상대적으로 높은 굴절률의 제1 층(32)을 형성할 수 있다.
이때, 반사 방지막(30)은 스퍼터링(sputtering)이나 롤투롤(roll to roll)공정 에 의해 형성될 수 있다. 스퍼터링은 이온화된 원자를 전기장에 의해 가속시켜 박막 재료(source material)에 충돌시키고, 이 충돌에 의해 박막 재료의 원자들이 증착되는 방법이다. 롤투롤 공정은 종이나 필름 같은 소재를 롤에 감아 그대로 가공하는 공정을 말한다.
기판(10)의 더미 영역(DA)으로 투명 전극(40)에 연결되는 배선(50) 및 이 배선(50)에 연결되는 인쇄 회로 기판(60)이 형성된다. 이러한 배선(50)은 더미 영역(DA)에 위치하므로 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 인쇄 회로 기판(60)으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
이 투명전극(40), 반사 방지막(30), 배선(50) 및 인쇄 회로 기판(60)을 덮으면서 비산 방지 필름(70)이 형성될 수 있다. 비산 방지 필름(70)은 터치 패널(100)이 충격에 의해 파손될 때 파편이 비산되는 것을 방지하기 위한 것으로, 다양한 물질 및 구조로 형성될 수 있다. 실시예에서는 비산 방지 필름(70)이 기판(10)의 하면(12)쪽에 위치한 것을 예시하였다. 그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 비산 방지 필름(70)이 다양한 위치로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 터치 패널(100)에서는 외곽 더미층(20)과 투명 전극(40)을 동일한 기판(10) 상에 형성하므로, 외곽 더미층이 형성된 기판과 투명 전극 필름을 별도로 제조하여 접착할 필요가 없다. 따라서, 가공성이 낮은 광학용 투명 접착제를 사용하지 않아도 되므로, 이에 의한 불량을 저감하여 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 터치 패널(100)의 두께를 줄이면서 제조 비용을 절감할 수 있다.
투명 전극(40)을 먼저 증착한 후 인덱스 매칭을 할 수 있는 반사 방지막(30)을 증착할 수 있다. 즉, 종래에는 투과율 등을 고려하여 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET)필름에 인듐 주석 산화물이 형성된 고가의 소재를 투명 전극(40)의 형성을 위하여 사용하였다. 그러나 본 실시예에서는 인덱스 매칭을 하는 반사 방지막(30)에 의해 투과율이 최소 90% 이상이므로, 터치 패널(100)의 투과율을 향상하면서도 투명 전극(40)을 기판 (10) 상에 직접 형성할 수 있다. 따라서 고가의 소재를 사용하지 않아 제조 단가를 절감하면서도 투과율을 향상할 수 있다.
더욱이, 인덱스 매칭에 의하여 투명 전도성 물질로 형성된 투명 전극(40)을 보이지 않도록(invisible) 할 수 있다. 이에 의하여 터치 패널(100)이 적용된 디스플레이 장치의 시인성을 향상할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 제2 실시예에 따른 터치 패널을 좀더 상세하게 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 제1 실시예와 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 서로 다른 부분만을 상세하게 설명한다.
도 4는 제2 실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 기판(10)의 제2 면(상면)(14)에 외곽 더미층(20)이 위치하고, 이를 덮으면서 보호층(80)이 형성될 수 있다.
이 외곽 더미층(20)은 더미 영역(DA)에 형성되며, 특정한 로고 등이 형성될 수 있다. 보호층(80)은 고굴절률을 가지는 티타늄 산화물, 니오븀 산화물, 탄탈륨 산화물, 지르코늄 산화물, 납 산화물 등을 포함할 수 있다. 이러한 고굴절률의 보호층(80)에 의하여 투과율을 좀더 향상할 수 있다. 또한 이러한 보호층(80)을 하드 코팅(hard coating)층으로 형성하여 긁힘을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 기판;
    상기 기판의 제1 면에 형성되는 투명 전극; 및
    상기 투명 전극에 형성되는 반사 방지막
    을 포함하는 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 방지막이 산화물 또는 불화물을 포함하는 터치 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사 방지막이 마그네슘 불화물, 규소 산화물, 알루미늄 산화물, 세륨 불화물, 인듐 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 납 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물 및 니오븀 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 적어도 하나 포함하는 터치 패널.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산화물 또는 불화물의 굴절률이 1.35 내지 2.7인 터치 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사 방지막이 한층 이상으로 이루어진 터치 패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사 방지막은,
    상기 기판의 상기 제1 면에 형성되는 제1 굴절률의 제1 층; 및
    상기 제1 층에 형성되며, 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률의 제2 층
    을 포함하는 터치 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전극에 연결되는 배선; 및
    상기 투명 전극과 상기 배선을 덮는 비산 방지 필름을 더 포함하는 터치 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 외곽 더미층을 포함하는 터치 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외곽 더미층이 상기 기판의 상기 제1 면과 상기 투명 전극 사이에 위치하는 터치 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제2 면에 상기 외곽 더미층이 위치하고,
    상기 외곽 더미층을 덮으면서 상기 기판의 상기 제2 면에 형성되는 보호층을 더 포함하는 터치 패널.
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