KR20120012897A - 터치패널 - Google Patents

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KR20120012897A
KR20120012897A KR1020100075006A KR20100075006A KR20120012897A KR 20120012897 A KR20120012897 A KR 20120012897A KR 1020100075006 A KR1020100075006 A KR 1020100075006A KR 20100075006 A KR20100075006 A KR 20100075006A KR 20120012897 A KR20120012897 A KR 20120012897A
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Abstract

본 발명은 터치패널에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널(100)은 액티브영역(113)과 액티브영역(113)의 테두리에 구비된 베젤영역(115)으로 구획되는 투명기판(110), 액티브영역(113)에 형성된 투명전극(120) 및 투명전극(120)의 테두리에 인쇄되어 투명기판(110)에 수직인 접촉면(140)을 이루고, 베젤영역(115)으로 연장된 배선전극(130)을 포함하고, 접촉면(140)은 베젤영역(115)으로 돌출된 볼록부(143)와 액티브영역(113)으로 만입된 오목부(145)가 연속적으로 구성되며, 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 전기적 저항을 낮추어 감도를 높일 수 있고, 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 결합력을 높여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

터치패널{Touch Panel}
본 발명은 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.
한편, 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 가장 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치패널과 정전용량방식 터치패널이다.
그러나, 종래기술에 따른 저항막방식 터치패널과 정전용량방식 터치패널은 입력수단의 터치를 인식하는 투명전극과 투명전극으로부터 전기적 신호를 전달받는 배선전극 사이의 전기적 저항이 매우 높다. 투명전극과 배선전극 사이의 전기적 저항이 높으면, 투명전극 자체의 전기전도도를 아무리 개선한다 하더라도 터치감도가 저하되는 문제점이 존재한다.
게다가, 투명전극과 배선전극은 상호간의 결합력이 약해서 터치패널을 장기간 사용했을 때 투명전극과 배선전극의 분리현상이 나타나 터치패널의 내구성이 떨어지는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 투명전극과 배선전극의 접촉면을 투스(tooth)형 또는 요철(凹凸)형으로 구성함으로써, 투명전극과 배선전극 사이의 전기적 저항을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상호간의 결합력을 높일 수 있는 터치패널을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널은 액티브영역과 상기 액티브영역의 테두리에 구비된 베젤영역으로 구획되는 투명기판, 상기 액티브영역에 형성된 투명전극 및 상기 투명전극의 테두리에 인쇄되어 상기 투명전극과 상기 투명기판에 수직인 접촉면을 이루고, 상기 베젤영역으로 연장된 배선전극을 포함하고, 상기 접촉면은 상기 베젤영역으로 돌출된 볼록부와 상기 액티브영역으로 만입된 오목부가 연속적으로 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 볼록부의 면적와 상기 오목부의 면적을 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 볼록부와 상기 오목부는 투스(tooth)형 또는 요철(凹凸)형인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극은 상기 액티브영역의 전면에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극은 막대형 패턴 또는 마름모형 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배선전극은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing)으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 투명전극과 배선전극의 접촉면을 투스(tooth)형 또는 요철(凹凸)형으로 구성함으로써, 투명전극과 배선전극 사이의 전기적 저항을 낮추어 터치패널의 감도를 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 투명전극과 배선전극 사이의 결합력을 높여 터채패널의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 평면도;
도 7은 도 3에 도시된 터치패널의 A-A'선에 따른 단면도; 및
도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 제작한 터치패널의 단면도이다.
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, 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 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 평면도이고, 도 7은 도 3에 도시된 터치패널의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(100)은 액티브영역(113)과 액티브영역(113)의 테두리에 구비된 베젤영역(115)으로 구획되는 투명기판(110), 액티브영역(113)에 형성된 투명전극(120) 및 투명전극(120)의 테두리에 인쇄되어 투명전극(120)과 투명기판(110)에 수직인 접촉면(140)을 이루고(도 7 참조) 베젤영역(115)으로 연장된 배선전극(130)을 포함한다. 여기서, 접촉면(140)은 베젤영역(115)으로 돌출된 볼록부(143)와 액티브영역(113)으로 만입된 오목부(145)가 연속적으로 구성된다.
상기 투명기판(110)은 투명전극(120), 배선전극(130)이 형성될 영역을 제공하는 역할을 수행한다. 여기서, 투명기판(110)은 액티브영역(113)과 베젤영역(115)으로 구획되는데, 액티브영역(113)은 사용자의 터치를 인식할 수 있도록 투명전극(120)이 형성되는 부분으로 투명기판(110)의 중심에 구비되고, 베젤영역(115)은 투명전극(120)과 통전하는 배선전극(130)이 형성되는 부분으로 액티브영역(113)의 테두리에 구비된다. 이때, 투명기판(110)은 투명전극(120)과 배선전극(130)을 지지할 수 있는 내구력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 투명성을 갖추어야 한다. 전술한 내구력과 투명성을 고려할 때, 투명기판(110)의 재질은 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 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 투명기판(110)과 투명전극(120) 사이의 접착력을 향상시키기 위하여 투명기판(110)의 표면에는 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 투명전극(120)은 사용자가 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 투명기판(110)의 액티브영역(113)에 형성된다. 여기서, 투명전극(120)은 통상적으로 사용하는 ITO(Indium Thin Oxide)뿐만 아니라 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌 등을 포함하는 것이다. 또한, 투명전극(120)은 스퍼터링(Sputtering), 증착(Evaporation) 등의 건식 공정, 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 롤 코팅(Roll coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등의 습식 공정 또는 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing), 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등의 다이렉트(direct) 패터닝 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 이외에도, 투명전극(120)은 필름 형태로 형성하여 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive; OCA)를 이용하여 투명기판(110)에 접착시킬 수 있다.
한편, 투명전극(120)은 구동방식에 따라 다양한 패턴으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 투명전극(120)을 액티브영역(113)의 전면에 형성할 수 있고(도 1 및 도 2 참조), 투명전극(120)을 막대형 패턴(도 3 및 도 4 참조) 또는 마름모형 패턴(도 5 및 도 6 참조)으로 형성할 수 있다.
상기 배선전극(130)은 투명전극(120)으로부터 전기적 신호를 전달받도록 투명전극(120)의 테두리에 인쇄된다. 이때, 배선전극(130)은 투명전극(120)과 접촉면(140)을 이루는데, 접촉면(140)은 투명기판(110)에 수직으로 구성된다(도 7 참조). 여기서, 배선전극(130)과 투명전극(120)의 접촉면(140)은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)의 베젤영역(115)으로 돌출된 볼록부(143)와 투명기판(110)의 액티브영역(113)으로 만입된 오목부(145)가 연속적으로 구성된다. 배선전극(130)과 투명전극(120)의 접촉면(140)이 연속적인 볼록부(143)와 오목부(145)로 구성됨으로써, 배선전극(130)과 투명전극(120) 사이의 접촉면적이 증가한다. 따라서, 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 전기적 저항을 낮아져 터치패널(100)의 감도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 결합력을 높여 터채패널의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 접촉면(140) 내 모든 부분에서 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 전기적 저항이 일정하도록 볼록부(143)의 면적(A1)와 오목부(145)의 면적(A2)은 동일하게 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 동일이란 볼록부(143)의 면적(A1)와 오목부(145)의 면적(A2)이 수학적으로 완전히 동일하다는 것을 의미하는 것이 아니라 터치패널 제조 공정에서 발생하는 가공오차 등에 의한 미미한 면적의 변화를 포함하는 의미로 사용된다. 한편, 접촉면(140)의 형태는 볼록부(143)와 오목부(145)가 연속적으로 구성되면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 삼각파 형태의 투스(tooth)형(도 1, 도 3 및 도 5 참조) 또는 구형파 형태의 요철(凹凸)형(도 2, 도 4 및 도 6 참조)으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 배선전극(130)은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 이용하여 인쇄할 수 있다. 이때, 배선전극(130)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전도성 고분자, 카본블랙(CNT포함), ITO와 같은 금속산화물이나 금속류 등 저저항(低抵抗) 금속을 사용할 수 있다. 한편, 배선전극(130)은 투명전극(120)의 테두리로부터 베젤영역(115)으로 연장되어 일측 또는 양측에 집결되고, 집결된 배선전극(130)은 연성인쇄케이블(FPC)를 통해서 제어부(controller)에 전기적으로 연결되는 것이다. 또한, 도면상 배선전극(130)은 투명전극(120)의 양단에 연결되었지만 이는 예시적인 것으로, 터치패널(100)의 방식에 따라 투명전극(120)의 일단에만 연결될 수 있음은 물론이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(100)의 경우, 1층 구조의 투명전극(120)을 이용하여 자기 정전용량방식(Self Capacitive Type) 터치패널 또는 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널을 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이 상기 구성을 포함하는 다양한 형태의 터치패널을 제작할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 제작한 터치패널의 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)의 양면에 투명전극(120)을 각각 형성하여 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널(200; 도 8 참조)을 제작할 수 있다. 또한, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 일면에 투명전극(120)이 형성된 투명기판(110)을 2개 구비하여 투명전극(120)이 마주보도록 2개의 투명기판(110)을 접착층(150)으로 접착하여 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널(300; 도 9 참조) 또는 저항막방식(Resistive Type) 터치패널(400; 도 10 참조)을 제작할 수 있다. 여기서, 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널(300; 도 9 참조)의 경우 마주보는 2개의 투명전극(120)이 절연되도록 접착층(150)이 투명전극(120)의 전면에 부착된다. 또한, 저항막방식(Resistive Type) 터치패널(400; 도 10 참조)의 경우 사용자의 압력이 작용하면 마주보는 2개의 투명전극(120)이 접촉할 수 있도록 접착층(150)이 투명전극(120)의 테두리에만 부착되고 사용자의 압력이 제거되면 투명전극(120)이 원위치로 복귀하도록 반발력을 제공하는 도트 스페이서(160)가 투명전극(120)의 노출면에 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 제작한 터치패널(200, 300, 400) 역시 투명전극(120)과 배선전극(130)의 접촉면(140)을 투스(tooth)형 또는 요철(凹凸)형으로 구성함으로써, 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 전기적 저항을 낮추어 터치패널(200, 300, 400)의 감도를 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 투명전극(120)과 배선전극(130) 사이의 결합력을 높여 터채패널(200, 300, 400)의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 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.
100, 200, 300: 터치패널 110: 투명기판
113: 액티브영역 115: 베젤영역
120: 투명전극 130: 배선전극
140: 접촉면 143: 볼록부
145: 오목부 150: 접착층
160: 도트 스페이서 A1: 볼록부의 면적
A2: 오목부의 면적

Claims (8)

  1. 액티브영역과 상기 액티브영역의 테두리에 구비된 베젤영역으로 구획되는 투명기판;
    상기 액티브영역에 형성된 투명전극; 및
    상기 투명전극의 테두리에 인쇄되어 상기 투명전극과 상기 투명기판에 수직인 접촉면을 이루고, 상기 베젤영역으로 연장된 배선전극;
    을 포함하고,
    상기 접촉면은 상기 베젤영역으로 돌출된 볼록부와 상기 액티브영역으로 만입된 오목부가 연속적으로 구성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼록부의 면적와 상기 오목부의 면적을 동일한 것을 특징으로 하는 터치패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼록부와 상기 오목부는 투스(tooth)형 또는 요철(凹凸)형인 것을 특징으로 하는 터치패널.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 액티브영역의 전면에 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전극은 막대형 패턴 또는 마름모형 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전극은 전도성 고분자로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배선전극은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing)으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
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