KR20120058102A - 저항막방식 터치패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항막방식 터치패널은 투명기판(30), 상기 투명기판(30) 일면에 형성되고, 전도성고분자로 이루어진 투명전극(40), 상기 투명전극(40)상에 형성되며, 전도성을 가진 복수개의 도전볼(20)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 전도성고분자로 형성된 투명전극(40)에 도전볼(20)을 함유함으로써 투명전극(40)의 전도성을 향상시키고, 투명전극(40)에 일정한 간격으로 도전볼(20)을 형성함으로써 투명전극(40)의 두께를 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 투명전극(40)에 도전볼(20)을 형성함으로써, 저항막방식 터치패널의 터치시에 발생되는 접촉저항값을 경감시켜 터치패널 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

저항막방식 터치패널 및 그 제조방법{Resistive Type Touch Panel and the manufacturing the same}

본 발명은 저항막방식 터치패널 및 그 제조방법에 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 Devie)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다. 하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는바, 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 터치스크린(Touch screen)이 개발되었다.

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

터치스크린의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량 방식(Capacitive Type), 전기자기장 방식(Electro-Magnetic Type), 소오 방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드 방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 터치스크린은 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 저항막 방식과 정전용량 방식이다.

특히, 저항막방식 터치패널의 투명전극을 전도성고분자로 사용하는 경우에는, 투명전극을 이루는 전도성고분자의 전도성을 향상시키기 위한 문제와 저항막방식 터치패널의 터치를 위한 가압시에 발생하는 접촉저항값을 감소시켜야 하는 문제가 있었다. 또한, 투명기판에 형성되는 투명전극의 도포두께가 항상 균일하게 되지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저항막방식 터치패널을 이루는 투명전극에 도전볼을 함유시킴으로써 전도성을 향상시키고, 터치시에 발생되는 접촉저항을 감소시키기 위한 저항막방식 터치패널을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항막방식 터치패널은 투명기판, 상기 투명기판 일면에 형성되고, 전도성고분자로 이루어진 투명전극, 상기 투명전극에 포함되어 형성되는 도전볼을 포함한다.

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

또한, 상기 도전볼은 상기 투명전극상에 돌출되도록 상기 투명전극의 적층높이 보다 더 큰 직경을 가진 원형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전볼은 폴리머코어와 상기 폴리머코어 외측에 니켈(Ni) 및 금(Au)이 순차적으로 감싸도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 도전볼은 각각 대응되는 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항막방식 터치패널의 제조방법은 복수개의 진공흡입관이 형성된 지그를 준비하는 단계, 상기 진공흡입관에 복수개의 도전볼을 흡착하는 단계, 상기 진공흡입관에 흡착된 상기 도전볼을 투명기판에 가열, 가압하여 안착시키는 단계, 상기 도전볼이 안착된 투명기판에 전도성 고분자를 도포하는 단계를 포함한다.

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

또한, 상기 도전볼은 상기 투명전극상에 돌출되도록 상기 투명전극의 적층높이 보다 더 큰 직경을 가진 원형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전볼은 폴리머코어와 상기 폴리머코어 외측에 니켈(Ni) 및 금(Au)이 순차적로 감싸도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 도전볼은 각각 대응되는 간격으로 형성되는 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 아니 되며, 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, 전도성고분자로 형성된 투명전극에 도전볼을 함유함으로써 투명전극의 전도성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 투명전극에 일정한 간격으로 도전볼을 형성함으로써 투명전극의 두께를 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 투명전극에 도전볼을 형성함으로써, 저항막방식 터치패널의 터치시에 발생되는 접촉저항값을 경감시켜 터치패널 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 저항막방식 터치패널에 포함되는 투명기판 및 투명전극의 단면도를 나타내는 도면 및
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 저항막방식 터치패널의 제조방법을 나타낸 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. 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 발명에 따른 저항막방식 터치패널에 포함되는 투명기판(30) 및 투명전극(40)의 단면도를 나타내는 도면이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항막방식 터치패널은 투명기판(30), 상기 투명기판(30) 일면에 형성되고, 전도성고분자로 이루어진 투명전극(40), 상기 투명전극(40)에 포함되어 형성되는 도전볼(20)을 포함한다.

투명기판(30)은 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, 투명기판(30)의 일면에는 투명전극(40)이 형성되므로 투명기판(30)과 투명전극(40) 사이의 접착력을 향상시키기 위해서 투명기판(30)의 일면에 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리 등을 수행하여 표면처리층을 형성할 수 있다.

투명전극(40)은 사용자가 터치시 신호를 발생시켜 제어부(도면 미도시)에서 좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 투명기판(30)의 일면에 형성된다. 여기서, 투명전극(40)은 전도성 고분자로 형성된다. 전도성 고분자의 예로는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌 등이 있으며, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다. 투명전극(40)에는 전도성을 가진 복수개의 도전볼(20)이 포함되어 형성된다. 투명전극(40)상에 도전볼(20)이 포함됨으로써 투명전극(40)의 전도성을 향상시키고, 저항막방식 터치패널의 작동시의 접촉저항을 경감시킬 수 있다. 도전볼(20)은 투명전극(40)에 포함되어 일정한 간격을 가지고 형성되며, 그 간격의 폭이 특별히 정해지는 것은 아니지만, 터치시의 접촉저항이 발생되는 영역에 적어도 하나 이상의 도전볼(20)이 접촉되도록 투명전극(40)상에 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.

복수개의 도전볼(20)은 투명전극에 포함되며, 모두 균등한 직경을 갖도록 형성됨으로써 투명전극40)의 형성높이가 적절하게 지지될 수 있는 효과가 있다. 또한, 저항막방식 터치스크린 작동시에 가해지는 반복적인 가압에도 투명전극(40)의 적층높이를 적절하게 유지할 수 있다. 도 1에서와 같이 도전볼(20)의 직경 D가 투명전극(40)의 적층높이 t보다 크도록 형성할 수 있다. 즉, 도전볼(20)이 투명전극(20)상에 돌출되도록 형성됨으로써 터치스크린의 가압시에 발생되는 접촉저항을 경감시키고, 터치스크린 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 도전볼(20)의 형성모습은 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며, 투명전극(40)의 형성높이에 대응되도록 도전볼(20)의 직경 D와 투명전극(40)의 적층높이 t를 적절히 조절할 수 있음은 물론이다. 도전볼(20)은 일반적으로 폴리머코어를 중심에 두고, 니켈과 금이 주위를 순차적으로 감싸도록 형성된다. 니켈과 금이 도전볼(20)을 감싸도록 형성됨으로써 도전성이 증가되고, 전도성이 좋은 도전볼(20)이 투명전극(40)에 고르게 분포함으로써 전체적인 투명전극(40)의 전도성 및 저항막방식 터치패널의 작동시에 접촉되는 부분의 접촉저항도 경감시킬 수 있는 것이다.

도전볼(20)은 카본 파이버(Carbon Fiber), 금속(Ni, Solder) 또는 Metal(Ni, Au)-Coated Polymer 등의 방식으로 형성되며, 이 중 금속이 코팅된 폴리머(Metal-Coated Polymer)의 도전볼(20)을 사용할 수 있다. 도전볼(20)의 구조는 금속이 코팅된 폴리머로 구성될 수 있으며, 폴리머 스페이서 코어(polymer spacer core)에 니켈(Ni)과 금(Au)을 차례로 코팅하여 생성하는 것으로 가장 널리 사용되고 있다. 도전볼(20)은 투명하면 좋겠으나 도전성 금속이 코팅되어 있어 불투명한 특성을 갖게 될 수 있다. 하지만 도전볼(20)이 완전하게 투명하지 않더라도 투명전극(40)상에 존재하는 도전볼(20)의 크기와 밀도가 그렇게 높지 않기 때문에 전체적인 투과율에는 커다란 영향을 주지는 않을 것이다.

도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 저항막방식 터치패널의 제조방법을 나타낸 도면이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저항막방식 터치패널의 제조방법은 복수개의 진공흡입관(11)이 형성된 지그(10)를 준비하는 단계, 상기 진공흡입관(11)에 복수개의 도전볼(20)을 흡착하는 단계, 상기 진공흡입관(11)에 흡착된 상기 도전볼(20)을 투명기판(30)에 가열, 가압하여 안착시키는 단계. 상기 도전볼(20)이 안착된 투명기판(30)에 전도성 고분자를 도포하는 단계를 포함한다.

이하에서는 상기 저항막방식 터치패널의 설명과 중복되는 내용은 생략하기로 한다.

도 2는 복수개의 진공흡입관(11)이 형성된 지그(10)를 준비하는 단계를 나타내는 도면이다. 진공흡입관(11)은 투명기판(30)에 안착시킬 복수개의 도전볼(20)을 각각 흡입할 수 있도록 형성된다. 복수개의 도전볼(20)이 투명전극(40)에 형성되므로 진공흡입관(11)도 이에 대응되는 간격과 개수로 형성될 수 있다. 진공흡입관(11)은 도 2에서와 같이 반원형의 형상으로 도전볼(20)을 안정적으로 흡입, 고정시킬 수 있도록 형성될 수 있지만, 반드시 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 진공흡입관(11)에 흡입력에 의해 도전볼(20)을 지그(10)에 고정시켜 투명기판(30)에 부착시킬 수 있는 것이라면 다른 형상으로도 설계가 가능하다.

도 3은 복수개의 진공흡입관(11)에 복수개의 도전볼(20)을 흡착하는 단계를 나타내는 도면이다. 진공 흡입력에 의해 도전볼(20)이 각각 흡착될 수 있으며, 투명기판(30)에 도전볼(20)을 부착시킬 때 진공흡입력을 경감시켜 도전볼(20)을 진공흡입관(11)으로 부터 분리할 수 있다.

도 4 및 도 5는 진공흡입관(11)에 흡착된 도전볼(20)을 투명기판(30)에 가열, 가압하여 안착시키는 단계를 나타내는 도면이다. 도전볼(20)에 열과 압력을 가함으로써 투명기판(30)에의 접착력을 높일 수 있다. 투명기판(30)에 일정한 간격으로 도전볼(20)을 안착시킴으로써 이후에 투명전극(40)이 투명기판(30)에 형성됨으로써 투명전극(40)과 도전볼(20)이 결합형성될 수 있는 것이다.

도 6은 도 4 및 도 5에 따라 도전볼(20)이 투명기판(30)상에 안착된 것을 나타내는 도면이다. 투명전극(40)이 형성되는 경우에 도전볼(20)이 이동하거나, 탈착되지 않도록 적절한 가압,가열해줌으로써 투명기판(30)에 도전볼(20)을 안정적으로 부착시킬 수 있다.

도 7은 도전볼(20)이 형성된 투명기판(30)에 전도성고분자를 코팅하는 단계를 나타내는 도면이다. 전도성고분자를 형성하는 것은 코팅 또는 프린팅방식으로 가능하며, 특별히 여기에 제한되는 것은 아니며 전도성고분자를 투명기판(30)에 형성할 수 있는 방법이라면 다양한 방법으로 수행할 수 있음은 물론이다. 최종적으로 투명기판(30)상에 전도성고분자를 이용하여 투명전극(40)을 형성하게 되면, 투명전극(40)과 도전볼(20)이 배합된 구조가 될 수 있다. 도전볼(20)은 투명전극(40)으로 형성된 전도성고분자에 고르게 분포됨으로써 전도성이 향상되고, 저항막방식의 터치시에 발생되는 접촉저항을 경감시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 저항막방식 터치패널 및 그 제조방법은 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: 지그 11: 진공흡입관
20: 도전볼 30: 투명기판
40: 투명전극

Claims (10)

1. 투명기판;
   상기 투명기판 일면에 형성되고, 전도성고분자로 이루어진 투명전극;
   상기 투명전극에 포함되어 형성되는 도전볼;을 포함하는 저항막방식 터치패널.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 도전볼은 상기 투명전극상에 돌출되도록 상기 투명전극의 적층높이 보다 더 큰 직경을 가진 원형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널.
   
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 도전볼은 폴리머코어와 상기 폴리머코어 외측에 니켈(Ni) 및 금(Au)이 순차적으로 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수개의 도전볼은 각각 대응되는 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널.
   
6. 복수개의 진공흡입관이 형성된 지그를 준비하는 단계;
   상기 진공흡입관에 복수개의 도전볼을 흡착하는 단계;
   상기 진공흡입관에 흡착된 상기 도전볼을 투명기판에 가열, 가압하여 안착시키는 단계;
   상기 도전볼이 안착된 투명기판에 전도성 고분자를 도포하는 단계;를 포함하는 저항막방식 터치패널의 제조방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널의 제조방법.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 도전볼은 상기 투명전극상에 돌출되도록 상기 투명전극의 적층높이 보다 더 큰 직경을 가진 원형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널의 제조방법.
   
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 도전볼은 폴리머코어와 상기 폴리머코어 외측에 니켈(Ni) 및 금(Au)이 순차적로 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널의 제조방법.
   
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수개의 도전볼은 각각 대응되는 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저항막방식 터치패널의 제조방법.

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