KR20120038823A - 터치스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치스크린에 관한 것으로, 제1 투명기판의 일면에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판의 일면에 형성된 제2 투명전극, 상기 제1 투명기판의 일면 외곽과 상기 제2 투명기판의 일면 외곽을 상호 접합하는 제1 접착층, 상기 제1 투명기판의 타면에 형성된 제2 접착층, 상기 제2 접착층을 통해 상기 제1 투명기판과 접합된 윈도우판 및 상기 제2 접착층에 접합된 상기 윈도우판의 일면 또는 상기 제1 투명기판의 타면에 형성된 경도도트를 포함하고, 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극은 접촉입력시 상호 접촉하여 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하며, 경도도트가 접촉입력의 힘을 집중시켜 투명전극에 전달함으로써 투명전극의 동작하중을 낮추는 터치스크린을 제공한다.

Description

터치스크린{Touch screen}

본 발명은 터치스크린에 관한 것이다.

전자기술이 계속 발전함에 따라, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력 장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행하고 있다. 그러나, 이러한 입력 장치들은 개인용 컴퓨터의 용도 확대에 따라 개발된 것으로서 최근의 소형화, 박형화 추세에 있는 휴대용 기기에 적용되기에는 문제점이 있다. 이에 따라, 휴대용 기기에 적합한 입력 수단으로 터치스크린이 대두되고 있다.

터치스크린은 일반적으로 디스플레이 장치에 설치되어 사용자가 원하는 정보를 선택하는데 이용되는 장치로서, 간단하면서도 오조작이 적고 공간 절약이 가능하며, IT 기기와의 연동성이 용이한 점 등 다양한 장점이 있다. 이와 같은 장점으로 인해 산업, 교통, 서비스, 의료, 모바일 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있다.

한편, 터치스크린은 저항막 방식(Resistive Type), 정전용량 방식(Capacitive Type), 전기자기장 방식(Electro-Magnetic Type), 소오 방식(Saw Type), 및 인프라레드 방식(Infrared Type)으로 구분되는데, 상대적으로 가격이 저렴하고 접촉입력의 위치를 정확하게 검출할 수 있는 저항막 방식이 많이 이용되고 있는 실정이다.

도 1은 종래기술에 따른 저항막 방식의 터치스크린(10)의 단면도이다. 이하, 이를 참고하여, 종래의 터치스크린(10)을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 터치스크린(10)은 투명기판(11), 투명전극(14), 양면접착테이프(17; DAT), 및 도트스페이서(18; Dot Spacer)를 포함한다.

여기서, 투명기판(11)은 상부 투명기판(12) 및 하부 투명기판(13)의 두 장으로 구성되고, 투명기판(11)의 일면에는 투명전극(14)이 형성된다. 또한, 상부 투명기판(12) 및 하부 투명기판(13) 간 외곽에는 양면접착테이프(17)가 형성되어, 상부 투명기판(12) 및 하부 투명기판(13)을 접합시킨다. 또한, 하부 투명전극(16) 상에는 도트스페이서(18)가 형성된다.

그러나, 종래기술에 따른 터치스크린(10)은 접촉입력이 인가되어 상부 투명전극(15)과 하부 투명전극(16)이 접촉되더라도 접촉 신호를 감지하지 못하는 경우가 발생되어 문제점이 있었다. 구체적으로, 상부 투명전극(15)과 하부 투명전극(16)이 접촉되어도 일정 크기 이상의 힘, 즉, 동작하중 이상의 힘이 인가되어야 접촉 신호를 감지할 수 있는데, 이러한 동작하중 이상의 힘을 인가하기 위하여 큰 힘으로 접촉입력을 인가해야 하는 문제점이 있었다. 특히, 투명전극(14)이 전도성 고분자로 구성되는 경우 전도성 고분자의 연성 때문에 더욱 큰 동작하중이 필요하여 문제점이 컸다.

또한, 동작하중 이상의 힘을 인가하기 위하여 상부 투명기판(12)을 큰 힘으로 누르는 경우 상부 투명기판(12)이 깨져 터치스크린(10)이 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 투명전극의 동작하중을 낮출 수 있는 터치스크린을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 투명전극의 동작하중을 낮춰 큰 힘으로 접촉입력을 인가하는 것을 미연에 방지함으로써, 구성요소의 손상을 방지하는 터치스크린을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린은, 제1 투명기판의 일면에 형성된 제1 투명전극, 제2 투명기판의 일면에 형성된 제2 투명전극, 상기 제1 투명기판의 일면 외곽과 상기 제2 투명기판의 일면 외곽을 상호 접합하는 제1 접착층, 상기 제1 투명기판의 타면에 형성된 제2 접착층, 상기 제2 접착층을 통해 상기 제1 투명기판과 접합된 윈도우판 및 상기 제2 접착층에 접합된 상기 윈도우판의 일면 또는 상기 제1 투명기판의 타면에 형성된 경도도트를 포함하고, 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극은 접촉입력시 상호 접촉하여 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극 간에 형성된 도트스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 투명전극 또는 상기 제2 투명전극은 전도성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경도도트와 상기 도트스페이서는 엇갈려서 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도트스페이서는 상기 제1 투명전극 또는 상기 제2 투명전극에 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 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 터치스크린은, 접촉입력의 힘을 집중하여 투명전극에 전달하는 경도도트를 윈도우판에 형성함으로써, 투명전극의 동작하중을 낮추는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 경도도트에 의해 동작하중을 낮출 수 있는바, 큰 힘으로 접촉입력을 인가할 필요가 없어 윈도우판 및 투명기판이 손상되는 것을 방지하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 경도도트와 도트스페이서를 엇갈리게 배치함으로써, 경도도트가 접촉입력에 의해 제1 투명전극과 제2 투명전극이 접촉되는 지점에 더욱 효율적으로 힘을 집중하여 전달할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 터치스크린의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린의 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 터치스크린의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 경도도트의 위치를 변경한 터치스크린의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 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 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

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

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린(100)의 분해사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 터치스크린(100)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린(100)에 대해 설명하기로 한다.

여기서, 도 2에서는 설명의 편의상 제1 접착층(140) 및 제2 접착층(170)의 도시를 생략하였으나, 본 발명은 제1 접착층(140) 및 제2 접착층(170)을 포함할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치스크린(100)은 투명기판(110), 투명전극(120), 전극(130), 제1 접착층(140), 도트스페이서(150), 제2 접착층(170), 윈도우판(160), 및 경도도트(180)를 포함하되, 경도도트(180)가 투명전극(120)의 연성을 보완하여 동작하중을 낮추는 것을 특징으로 한다.

투명기판(110)은 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112)의 두 장을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 투명기판(111)은 윈도우판(160)을 통하여 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정 물체로부터 압력을 인가받는 부재로서 일면에 제1 투명전극(121)이 형성된다. 또한, 제1 투명기판(111)은 압력을 인가받아 휘어지는 부재이므로, 압력이 해제되면 다시 원위치가 될 수 있도록 탄성을 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 탄성이 있고 투명한 물질로서, 제1 투명기판(111)은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES) 또는 고리형 올레핀 고분자(COC)로 구성된 필름 형태일 수 있다.

제2 투명기판(112)은 제1 투명기판(111)과 대향되게 형성되는 부재로서 일면에 제2 투명전극(122)이 형성된다. 여기서, 제2 투명기판(112)은 제1 투명기판(111)과 동일하게 투명한 재료로 구성될 수 있으나, 제1 투명기판(111)과 같이 탄성을 갖출 필요는 없다.

투명전극(120)은 각각의 투명기판(110)에 형성되어 상호 접촉됨으로써 접촉입력의 신호를 인지하는 부재이다.

여기서, 투명전극(120)은 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)으로 구성될 수 있고, 제1 투명전극(121)은 제1 투명기판(111)의 일면에, 제2 투명전극(122)은 제2 투명기판(112)의 일면에, 상호 대향되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 투명전극(121)은 제1 투명기판(111)에 가해진 압력에 의해 제2 투명전극(122)과 접촉하여 전압 또는 저항의 변화가 발생하고, 이를 기초로 제어부(미도시)에서 눌림 좌표를 인식할 수 있도록 하며, 제어부(미도시)는 눌림 위치의 좌표를 인식하여 원하는 동작을 구현할 수 있다.

또한, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)은 X축 좌표와 Y축 좌표를 각각 인식할 수 있도록 서로 직교하는 막대형으로 형성될 수 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 마름모형, 육각형, 팔각형, 삼각형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 이때, 투명전극(120)이 패턴화되어 있는 경우, 멀티 터치를 구현할 수 있다. 또한, 아날로그 저항막 방식으로 구성되는 경우, 투명전극(120)은 투명기판(110)의 외곽을 제외하고 투명기판(110)의 전면에 막 형태로 형성될 수 있다.

한편, 투명전극(120)은 하부의 디스플레이(미도시)를 사용자가 볼 수 있도록 투명한 물질로 구성되고, 도전성이 있는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명전극(120)은 ITO 등의 금속 산화물, 또는 폴리-3, 4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트(PEDOT/PSS), 폴리 아닐린 등을 단독 또는 혼합한 전도성 고분자로 구성될 수 있다. 이때, 투명전극(120)이 금속 산화물로 구성된 경우 증착, 현상, 에칭 등을 통해 투명기판(110)에 코팅할 수 있고, 전도성 고분자로 구성된 경우 실크스크린 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 오프셋 인쇄법 등을 통하여 투명기판(110)에 형성할 수 있다.

전극(130)은 투명전극(120)과 전기적으로 연결되어, 투명전극(120)에 전압을 공급하는 부재이다.

여기서, 전극(130)은 제1 전극(131)과 제2 전극(132)으로 구성되고, 제1 전극(131)은 제1 투명기판(111)의 일면 상에 제1 투명전극(121)과 연결되도록, 제2 전극(132)은 제2 투명기판(112)의 일면 상에 제2 투명전극(122)과 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 전극(130)은 투명전극(120)에 전압을 공급할 수 있도록 전기전도성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전극(130)은 은 페이스트(Ag Paste) 또는 유기은으로 조성된 물질로 구성될 수 있다.

제1 접착층(140)은 투명전극(120)이 형성된 투명기판(110)의 일면 간 외곽에 형성되는 부재이다.

여기서, 제1 접착층(140)은 예를 들어, 양면 접착 테이프(DAT)로 구성되어 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112)을 상호 접합시킬 수 있다. 또한, 제1 접착층(140)은 접촉입력에 의해 투명기판(110)의 내측 간에서 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 접촉될 수 있도록 투명기판(110)의 외곽 간에 형성되고, 이에 따라 제1 접착층(140)의 내측에는 개구부(141)가 형성될 수 있다. 한편, 전극(130)은 투명기판(110)의 외곽에 형성되는바, 제1 접착층(140)에 함침되도록 형성될 수 있다.

도트스페이서(150)는 제1 접착층(140)의 개구부(141) 중 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122) 간에 형성되는 부재이다.

여기서, 도트스페이서(150)는 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 접촉할 때의 충격을 완화하고, 압력이 해제되면 제1 투명기판(111)이 원위치될 수 있도록 반발력을 제공한다. 또한, 외부 압력이 없는데 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 접촉되는 경우가 발생하지 않도록, 평소에는 투명전극(120) 간 절연을 유지하는 역할을 수행한다.

또한, 도트스페이서(150)는 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112)의 내측 간, 즉, 제1 접착층(140)의 개구부(141)에 형성될 수 있다. 여기서, 도 2 및 도 3에서는 도트스페이서(150)가 제2 투명전극(122) 상에만 형성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제1 투명전극(121)에만 형성되거나 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122) 모두에 형성되는 것도 가능하다.

윈도우판(160)은 제1 투명전극(121)이 형성된 제1 투명기판(111)의 타면에 형성되어 터치스크린(100)의 다른 구성요소를 보호하는 부재이다.

여기서, 윈도우판(160)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정물체로부터 접촉되어 직접 입력을 받는 부분으로 터치스크린(100) 입력부의 외형을 유지한다. 따라서, 윈도우판(160)은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 유리와 같이, 터치스크린(100)을 외력으로부터 충분히 보호할 수 있도록 내구성이 크고, 사용자가 디스플레이를 잘 볼 수 있도록 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 윈도우판(160)과 제1 투명기판(111)을 상호 고정할 수 있도록, 윈도우판(160)과 제1 투명기판(111)의 타면(제1 투명전극(121)이 형성된 면의 반대면) 간에는 제2 접착층(170)이 형성될 수 있다. 이때, 제2 접착층(170)은 윈도우판(160)과 제1 투명기판(111) 간 전면에 형성되는바, 예를 들어, 광학 투명 접착제(OCA)로 구성될 수 있다.

경도도트(180)는 윈도우판(160)에 형성되어 투명전극(120)의 연성을 보완하는 부재이다.

여기서, 경도도트(180)는 윈도우판(160)의 일면(제2 접착층(170)이 접착된 면)에 돌출되게 형성되어 제2 접착층(170)에 함침될 수 있다. 다만, 경도도트(180)는 반드시 윈도우판(160)의 일면에 형성해야 하는 것은 아니다. 도 4는 도 3에 도시한 경도도트의 위치를 변경한 터치스크린의 단면도이고, 도 4에 도시된 바와 같이, 경도도트(180)는 제1 투명기판(111)의 타면(제1 투명전극(121)이 형성된 면의 반대면)에 형성될 수 도 있다.

한편, 경도도트(180)는 도트스페이서(150)와 엇갈리게 배치될 수 있다. 여기서, "엇갈리게 배치된다"는 의미는 다수의 도트스페이서(150)에서 각각 수직선을 그렸을 때, 각각의 수직선 간에 경도도트(180)가 위치한다는 의미이다.

또한, 경도도트(180)는 윈도우판(160)의 전면에 다수가 배치되기 때문에 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 투명전극(121)에 접촉입력의 압력을 집중시킬 수 있도록 충분한 경도를 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서, 경도도트(180)는 예를 들어, 아크릴, 우레탄계 수지나 실록산계 수지 등의 경질수지로 구성될 수 있다. 또한, 제2 접착층(170)의 높이가 약 50㎛이므로, 경도도트(180)는 제2 접착층(170) 보다는 낮은 높이인 약 25㎛로 구성될 수 있다. 단, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 경도도트(180)는 제1 투명전극(121)의 연성을 보완하여 터치스크린(100)의 동작하중을 낮출 수 있다. 일반적으로 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 접촉하더라도 일정한 힘 이상으로 접촉되어야 이를 접촉 신호로 인지할 수 있는데, 특히 투명전극(120)이 전도성 고분자로 구성된 경우에는 전도성 고분자의 연성 때문에 상대적으로 큰 동작하중이 필요하다. 이때, 경도도트(180)가 형성된 경우, 경도도트(180)가 접촉입력의 힘을 집중시켜 이를 제1 투명전극(121)에 전달하기 때문에, 사용자는 경도도트(180)가 형성되지 않은 경우에 비하여 작은 힘을 인가하더라도, 제어부(미도시)가 접촉 신호를 감지할 수 있다. 즉, 경도도트(180)가 형성된 경우 힘이 집중될 수 있기 때문에 동작하중을 낮출 수 있다. 또한, 경도도트(180)와 도트스페이서(150)가 엇갈리게 배치된 경우, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 접촉되는 지점에 경도도트(180)가 더욱 효율적으로 힘을 집중시킬 수 있기 때문에, 더욱 바람직하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치스크린는 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.

110 : 투명기판 111 : 제1 투명기판
112 : 제2 투명기판 120 : 투명전극
121 : 제1 투명전극 122 : 제2 투명전극
130 : 전극 131 : 제1 전극
132 : 제2 전극 140 : 제1 접착층
141 : 개구부 150 : 도트스페이서
160 : 윈도우판 170 : 제2 접착층
180 : 경도도트

Claims (5)

1. 제1 투명기판의 일면에 형성된 제1 투명전극;
   제2 투명기판의 일면에 형성된 제2 투명전극;
   상기 제1 투명기판의 일면 외곽과 상기 제2 투명기판의 일면 외곽을 상호 접합하는 제1 접착층;
   상기 제1 투명기판의 타면에 형성된 제2 접착층;
   상기 제2 접착층을 통해 상기 제1 투명기판과 접합된 윈도우판; 및
   상기 제2 접착층에 접합된 상기 윈도우판의 일면 또는 상기 제1 투명기판의 타면에 형성된 경도도트;
   를 포함하고,
   상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극은 접촉입력시 상호 접촉하여 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극 간에 형성된 도트스페이서;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 투명전극 또는 상기 제2 투명전극은 전도성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 경도도트와 상기 도트스페이서는 엇갈려서 배치되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 도트스페이서는 상기 제1 투명전극 또는 상기 제2 투명전극에 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린.

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