KR20120120711A - 터치윈도우 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치윈도우에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치윈도우는 투명윈도우 상에 형성되는 패턴화된 감지전극을 포함하는 감지전극패턴층과 상기 감지전극과 연결되는 배선부를 포함하여 구성된다. 특히 이 경우 상기 감지전극패턴층은, 제1감지전극패턴과 이격되며, 일부가 상호 오버랩되도록 배치되는 제2감지전극패턴층을 포함하며, 상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 터치윈도우의 제1감지전극패턴 또는 제2감지전극패턴 중 어느 하나를 나선형의 곡률패턴을 가지도록 하고, 다른 하나는 직선형을 가지는 구조로 형성하여, 상호 오버랩되는 감지면적을 넓혀 광학특성을 향상시킴은 물론 센싱효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

터치윈도우 및 그 제조공정{Touch window and Fabricating method of the same}

본 발명은 터치윈도우의 제조공정 및 구조에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 이러한 정전용량방식의 터치패널의 주요 구성부분을 도시한 것이다. 도 1은 이러한 다층의 구조의 접착구조의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 X선을 기준으로 절단한 단면도를 도시한 것이다. 도시된 도면을 참조하면 터치패널은 투명윈도우(window;10) 하부에 상부 OCA(50), 그 하부에 상부전극층(ITO;40)과 하부OCA(30), 하부전극층(20)의 구조를 가지는 것이 일반적이며, 이 하부에 액정패널(LCD;60)과 접착하게 된다. 이러한 다양한 층의 합착으로 형성되는 터치스크린패널(TSP)는 FPCB 모듈과의 본딩을 위해 상술한 상부 OCA(50),상부전극층(ITO;40),하부OCA(30)를 절단하여 연결패드(P)가 노출되는 본딩영역(C)을 구비하게 된다.

이 경우, 상기 상부전극층(40;Tx)과 하부전극층(20;Rx)은 도 3에 도시된 개념도와 같이, 상호 이격된 상태로 배치되며, 일반적으로 직선형 전극패턴이 상호 교차하는 구조로 배치되게 된다.

이러한 직선형 전극패턴의 직교형 격자배치 구조는 터치의 접촉면적을 향상시키는데에는 한계가 있으며, 나아가 상부전극층(40;Tx)과 하부전극층(20;Rx)이 상호 오버랩되는 영역(Q1)이 ITO 등의 투명 전극물질을 이용함에도 광학적으로 외부에서 눈에 보이게 되는 단점이 존재하게 된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 터치윈도우의 제1감지전극패턴 또는 제2감지전극패턴 중 어느 하나를 나선형의 곡률패턴을 가지도록 하고, 다른 하나는 직선형을 가지는 구조로 형성하여, 상호 오버랩되는 감지면적을 넓혀 광학특성을 향상시킴은 물론 센싱효율을 극대화할 수 있는 터치윈도우의 구조 및 그 제조공정을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 투명윈도우 상에 형성되는 패턴화된 감지전극을 포함하는 감지전극패턴층; 상기 감지전극과 연결되는 배선부;를 포함하되, 상기 감지전극패턴층은, 제1감지전극패턴과 이격되며, 일부가 상호 오버랩되도록 배치되는 제2감지전극패턴층을 포함하며, 상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하는 터치윈도우를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상기 주기성을 가지는 곡률패턴은, 제n곡률부와 제(n+1)곡률부의 사이에 선형 감지전극패턴이 배치되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 곡률패턴은 제1감지전극패턴일 수 있다.

또한, 이 경우 상기 제1감지전극패턴과 상기 제2감지전극패턴이 오버랩되는 각도(θ)가 둔각 또는 예각을 형성하도록 할 수 있다.

아울러, 본 발명에서의 상기 곡률패턴은 사인 또는 코사인 패턴이며, 상기 제2감지전극패턴은 상기 제n곡률부와 제(n+1)곡률부의 변곡점을 지나도록 구현할 수 있다.(n은 1 이상의 자연수)

또한, 투명윈도우의 일면 상에 접착물질층을 매개로 접착되는 베이스기판과, 상기 베이스기판의 일면 및 상기 일면에 대향하는 타면에 패턴화되는 제1 및 제2감지전극패턴을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 감지전극패턴층은, 상기 투명윈도우에 제1접착물질층을 매개로 접착되며, 일면에 감지전극패턴이 형성되는 제1감지전극패턴층과, 상기 제1감지전극패턴층의 타면에 제2접착물질층을 매개로 접착되며, 일면에 감지전극패턴이 형성되는 제2감지전극패턴층을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 터치윈도우의 구성에서 상기 감지전극과 상기 배선부는 동일물질로 형성하되, 동시에 패터닝하여 형성하는 공정으로 구현할 수도 있다. 이 경우에는 상기 감지전극 및 배선부는, 전도성 금속물질로 형성될 수 있다.또한, 이 경우에는 상기 감지전극 밋 배선부는, Ag, Al, Cu 중 어느 하나의 물질을 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 다양한 터치윈도우의 제조공정은 베이스기판의 양면에 도전성물질을 형성하고, 상기 도전성물질을 패터닝하여 제1감지전극패턴 및 제2감지전극패턴을 형성하되, 제1감지전극패턴 및 제2감지전극패턴은 상기 베이스기판을 매개로 상호 오버랩되도록 배치되며, 상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하도록 패터닝하는 공정을 포함하는 공정으로 구현할 수 있다.

또는, 투명윈도우에 제1접착물질층을 매개로 일면에 감지전극패턴이 형성되는 제1감지전극패턴층을 접착하고, 상기 제1감지전극패턴층의 타면에 제2접착물질층을 매개로 일면에 제2 감지전극패턴이 형성되는 제2감지전극패턴층을 접착하되, 제1감지전극패턴 및 제2감지전극패턴은 상기 베이스기판을 매개로 상호 오버랩되도록 배치되며, 상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하도록 패터닝하는 공정을 포함하여 구성될 수도 있다.

아울러, 상기 제1감지전극패턴 및 상기 제2감지전극패턴을 형성하는 것은, 상기 제1 및 제2 감지전극패턴을 연결하는 배선부를 상기 제1 및 제2 감지전극패턴과 동일 물질로 동시에 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 터치윈도우의 제1감지전극패턴 또는 제2감지전극패턴 중 어느 하나를 나선형의 곡률패턴을 가지도록 하고, 다른 하나는 직선형을 가지는 구조로 형성하여, 상호 오버랩되는 감지면적을 넓혀 광학특성을 향상시킴은 물론 센싱효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 터치윈도우의 구조를 도시한 평면도 및 요부 단면도이며, ㄷ도 3은 종래의 감지전극패턴의 일반적인 배치 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 터치윈도우의 단면 개념도이며, 도 5는 감지전극의 패턴 구조를 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 단면 개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 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.

도 4는 본 발명에 따른 터치윈도우의 단면 개념도를 도시한 것이다. 도 5는 본 발명에 따른 감지전극의 형성 구조를 설명하기 위한 평면 개념도이다.

도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 터치윈도우는 투명윈도우 상에 형성되는 패턴화된 감지전극을 포함하는 감지전극패턴층과, 상기 감지전극과 연결되는 배선부를 포함하되, 상기 감지전극패턴층은, 제1감지전극패턴과 이격되며, 일부가 상호 오버랩되도록 배치되는 제2감지전극패턴층을 포함하여 구성될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 감지전극패턴층은 2개의 감지전극패턴층이 상호 이격되어 대향배치됨과 동시에, 배치되는 패턴의 형상이 상호 오버랩되되, 그중 어느 하나가 일정한 주기성을 가지는 곡률을 구비하여 형성됨이 바람직하다. 즉, 도 5에 도시된 것과 같이, 제1감지전극패턴(Tx1)이 일정한 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하고, 이격되어 형성되는 제2감지전극패턴(Rx1)은 직선형으로 형성되도록 구현할 수 있다.

즉, 도 4의 구조에서 각각의 제1감지전극패턴(132)와 제2감지전극패턴(112)는 상호 다른 베이스기재(130, 110)에 각각 형성되어 이격되나, 상부에서 바라보는 평면도 상에는 제1감지전극패턴(132)는 곡률패턴을 형성하는 구조이며, 제2감지전극패턴(112)는 직선형으로 형성되어, 상호 오버랩되는 영역(도 5의 Q2)이 직사각형 또는 정사각형이 아닌 형태로, 도 3의 오버랩 영역보다 넓게 형성될 수 있도록 한다.

본 발명에서 이하 곡률패턴이라 함은, 일정한 주기성을 가지고 마루와 골 형상을 가지는 직선형이 아닌 패턴을 모두 포함하는 것으로 정의한다. 특히 바람직하게는 도 5에 도시된 것과 같이, 마루와 골(S1, S2, S3)이 주기적으로 반복되는 사인형 곡률이나, 코사인형 곡률패턴을 구비할 수 있으며, 이러한 구조 외에 그재그형 직선 절곡이 주기적으로 반복되는 구조로 형성될 수도 있다. 도 5의 A 및 B 선분은 각 곡률패턴의 마루와 골의 정점을 지나는 가상의 선분이다.

특히, 상기 주기성을 가지는 곡률패턴은, 제n곡률부와 제(n+1)곡률부의 사이에 직선형 감지전극패턴이 배치되는 구조로 형성됨이 바람직하다(n은 1이상의 자연수). 즉, 도 5에 도시된 구조를 참조하면, 제1감지전극패턴(Tx1)의 제1곡률부(S1)과 제2곡률부(S 2) 사이에 직선형 제2감지전극패턴(Rx1)이 배치됨이 바람직하다. 물론, 본 실시예에서는 제1감지전극패턴이 곡률패턴인 경우를 일예로 설명하였으나, 이와는 반대로 제1감지전극패턴이 직선패턴이며, 제2감지전극패턴이 곡률패턴으로 구현하는 것도 가능하다.

아울러, 제1감지전극패턴(Tx1)과 상기 제2감지전극패턴(Rx1)이 오버랩되는 각도(θ₁,θ₂)는 직각이 아니라 예각 또는 둔각으로 형성할 수 있다.

아울러, 특히 바람직하게는 본 발명에 따는 곡률패턴이 사인형이나 코사인형의 주기성을 가지는 경우, 제2감지전극패턴은 제1곡률부와 제2곡률부의 1/2지점, 즉 변곡점 지점을 지나며 교차하도록 함이 더욱 바람직하다. 이러한 배치구도는 교차영역(Q2)를 극대화하여 터치 센싱 효율을 향상시킴은 물론, 광학특성을 종래의 직교구조의 배치보다 투명하게 형성하여 시인성을 향상시킬 수 있는 효과가 발현되게 된다.

도 5에 도시된 구조에서 또한, 상기 제1 및 제2접착절연층은 OCA 필름일 수 있으며, 상기 제1 및 제2 감지전극패턴층은 베이스기재상에 ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 또는 ZnO(zinc oxide) 중 어느 하나의 물질로 전극패턴이 형성될 수도 있다.

또는, 상술한 구조와는 달리, 상기 제2 및 제1 감지전극패턴(112, 132)을 각각 연결하는 배선부(111, 131)를 형성하되, 상술한 투명 전극물질을 이용하는 것이아니라, Ag, Al, Cu 등의 도전성물질을 이용하여 배선부와 감지전극패턴을 동시에 형성하는 공정을 이용할 수도 있다. 이는 ITO 물질을 이용하여 전극의 패턴 형성시 패턴의 형상이 보이게 되며, ITO 물질이 고가의 물질로 제조비용이 상승하게 됨은 물론, ITO 물질의 막경도 저하로 하나의 단일한 베이스기판에 양면 ITO 물질층을 가지는 구조를 구현하기가 어려운 제조상의 문제를 해소하여, ITO 물질 대신, 광학기재에 도전성물질을 형성, 패터닝하여 유효부와 배선부를 동시에 형성하는 공정을 통해 제조단가를 낮추며 막경도 저하에 구애받지 않고 다양한 디자인의 자유도를 구현할 수 있는 공정을 제공하는 효과도 있다.

도 4 및 도 5에서 기술한 실시예는 본 발명에 따른 제1감지전극패턴과 제2감지전극패턴을 각각의 독립적인 부재에 형성하는 구조의 구현예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 적용은 이에 한정되는 것은 아니다.

이를테면, 도 6에 도시된 것과 같이, 투명윈도우(200)가 구비되며, 베이스기판(230)의 양면에 감지전극(232) 패턴이 형성되는 구조로 형성하는 것도 가능하다. 즉 별도의 부재가 아니라 하나의 베이스기판의 양면에 2개의 감지전극패턴층을 형성하되, 도 5에서 상술한 구조의 패턴배치를 구현하게 되는 것이다.

또한, 여기에 감지전극을 연결하는 배선부(231)가 형성되며, 상기 감지전극(232) 패턴은, 상기 감지전극 및 배선부를 동시에 패터닝하여 도전성물질로 형성할 수 있음은 상술한 변형 실시에와 동일한 기술요지가 적용될 수 있는바 생략하기로 한다. 아울러, 상기 베이스기판(230)의 하면의 감지전극패턴을 보호하기 위한 보호필름(210)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

또한, 도 7에 도시된 구조와 같이, 투명윈도우(300)가 형성되며, 베이스기판(310)의 단면에 감지전극패턴(312)가 패터닝되는 구조로 감지전극패턴을 동일평면상에 배치하는 것도 가능하다. 물론, 제1 및 제2감지전극패턴의 곡률패턴 및 직선패턴의 오버랩구조는 도 4에서 상술한 것과 동일하다. 다만, 동일 평면상에 감지전극패턴이 구현되는바, 일면에 접촉의 제 1 축(예를 들어, X 축) 성분을 판단하기 위한 제 1 감지 전극 층을 패터닝하고, 접촉의 제 2 축(예를 들어, Y 축) 성분을 판단하기 위한 제 2 감지 전극 층은 상기 제1감지전극층과 절연되는 배치를 구현하여 패터닝하는 것이 바람직하다. (이를테면, 교차부분(도 4의 Q2)만 절연막을 코팅할 수 있다.)

물론, 본 실시예에서도 ITO 등의 투명 전극물질을 이용하는 대신, 배선부(311)와 상기 감지전극패턴을 동시에 패터닝하되 도전성물질을 이용하는 실시예가 적용될 수도 있다. 물론, 상기 감지전극패턴(312)의 형성 구조는 상술한 바와 동일하다.

물론, 도 7에서는 별도의 베이스기판(310)에 감지전극패턴층을 동일 평면에 형성하는 구성을 일례로 들었으나, 이러한 베이스기판(310) 없이, 상기 투명 윈도우(300)의 일면에 직접 감지전극패턴을 증착, 코팅 공정을 통해 형성하는 것도 가능하다. 물론, 이 경우 본 발명에 따른 감지전극과 배선패턴은 동일한 물질로 동시에 형성하며, 상기 감지전극패턴이 오버랩 영역을 절연물질로 이격시키는 것은 상술한 바와 같다.

본 발명의 다양한 실시예에서 공통적으로 적용되는 투명윈도우는, 상기 투명윈도우는 빛 투과율이 우수한 유리, 아크릴 수지 등의 고강도 재료, 또는 플렉서블 디스플레이 등에 적용가능한 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 등의 물질로 형성될 수 있다. 투명 윈도우(100)는 TSP의 입력부의 외형을 유지하는 역할을 하며, 적어도 일부 영역이 외부로 노출되어 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 도전성 물체의 접촉을 수용한다.

본 발명에 따른 터치윈도우는 다양한 디스플레이 장치에 부착될 수 있다. 즉 이러한 디스플레이 장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display) 뿐만 아니라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등일 수 있다. 이때, 디스플레이장치 구동 등에 의해 발생하는 노이즈 성분이 접촉 감지 패널(TSP)에 전달되어 접촉 감지 패널의 오작동을 유발하는 것을 방지하기 위하여, 선택적으로 접촉 감지 패널과 표시 장치 사이에 차단층 (Shield Layer)을 배치할 수도 있다.

이러한 배선부는 접촉 감지 패널(TSP)의 화면표시 및 접촉 감지 패널이 적용되는 전자배선부는 접촉의 수와 위치 등을 판단하고 접촉 감지 패널의 동작을 제어하는 제어부와 연결된다. 이 경우 전자기기 내부의 다양한 기구 형상에 대응하기 위해 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)을 이용하게 된다. 이러한 인쇄회로기판에 형성되는 회로패턴은 연결패드와 연결되어 감지 신호를 수신하고, 수신한 감지 신호를 이용하여 접촉 여부 및 접촉이 발생한 위치 등을 판단할 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100, 200, 300: 투명윈도우
110, 130, 230, 310: 베이스기판
112, 132, 212, 312: 감지전극
120, 140, 220, 320: 접착절연층

Claims (13)

1. 투명윈도우 상에 형성되는 패턴화된 감지전극을 포함하는 감지전극패턴층;
   상기 감지전극과 연결되는 배선부;를 포함하되,
   상기 감지전극패턴층은,
   제1감지전극패턴과 이격되며, 일부가 상호 오버랩되도록 배치되는 제2감지전극패턴층을 포함하며,
   상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하는 터치윈도우.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 주기성을 가지는 곡률패턴은,
   제n곡률부와 제(n+1)곡률부의 사이에 선형 감지전극패턴이 배치되는 터치윈도우.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 곡률패턴은 제1감지전극패턴인 터치윈도우.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1감지전극패턴과 상기 제2감지전극패턴이 오버랩되는 각도(θ)가 둔각 또는 예각을 형성하는 터치윈도우.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 곡률패턴은 사인 또는 코사인 패턴이며,
   상기 제2감지전극패턴은 상기 제n곡률부와 제(n+1)곡률부의 변곡점을 지나는 터치윈도우.(n은 1 이상의 자연수)
   
6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 감지전극패턴층은,
   투명윈도우의 일면 상에 접착물질층을 매개로 접착되는 베이스기판과,
   상기 베이스기판의 일면 및 상기 일면에 대향하는 타면에 패턴화되는 제1 및 제2 감지전극패턴을 포함하여 구성되는 터치윈도우.
   
7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 감지전극패턴층은,
   상기 투명윈도우에 제1접착물질층을 매개로 접착되며, 일면에 감지전극패턴이 형성되는 제1감지전극패턴층과,
   상기 제1감지전극패턴층의 타면에 제2접착물질층을 매개로 접착되며, 일면에 감지전극패턴이 형성되는 제2감지전극패턴층을 포함하여 구성되는 터치윈도우.
   
8. 청구항 3에 있어서,
   상기 감지전극과 상기 배선부는 동일물질로 형성되는 터치윈도우.
   
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 감지전극 및 배선부는,
   전도성 금속물질로 형성되는 터치윈도우.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 감지전극 밋 배선부는,
    Ag, Al, Cu 중 어느 하나의 물질을 증착 또는 코팅하여 형성되는 터치윈도우.
    
11. 베이스기판의 양면에 도전성물질을 형성하고,
    상기 도전성물질을 패터닝하여 제1감지전극패턴 및 제2감지전극패턴을 형성하되,
    제1감지전극패턴 및 제2감지전극패턴은 상기 베이스기판을 매개로 상호 오버랩되도록 배치되며,
    상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하도록 패터닝하는 공정을 포함하는 터치윈도우의 제조공정.
    
12. 투명윈도우에 제1접착물질층을 매개로 일면에 감지전극패턴이 형성되는 제1감지전극패턴층을 접착하고,
    상기 제1감지전극패턴층의 타면에 제2접착물질층을 매개로 일면에 제2 감지전극패턴이 형성되는 제2감지전극패턴층을 접착하되,
    제1감지전극패턴 및 제2감지전극패턴은 상기 베이스기판을 매개로 상호 오버랩되도록 배치되며,
    상기 제1감지전극패턴 또는 상기 제2감지전극패턴 중 어느 하나는 주기성을 가지는 곡률패턴을 구비하도록 패터닝하는 공정을 포함하는 터치윈도우의 제조공정.
    
13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 제1감지전극패턴 및 상기 제2감지전극패턴을 형성하는 것은,
    상기 제1 및 제2 감지전극패턴을 연결하는 배선부를 상기 제1 및 제2 감지전극패턴과 동일 물질로 동시에 형성하는 것인 터치윈도우의 제조공정.

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