KR20120120754A

KR20120120754A - 터치윈도우

Info

Publication number: KR20120120754A
Application number: KR1020110038507A
Authority: KR
Inventors: 김도영; 조지원; 나현민
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2012-11-02
Also published as: KR101238174B1

Abstract

본 발명은 터치윈도우에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치윈도우는 적어도 1 이상의 감지전극패턴층과 접착절연층을 포함하는 터치스크린패널(TSP)과 상기 터치스크린패널의 일단에 상기 감지전극패턴층의 연결단자를 노출하도록 절단된 FPC 본딩부를 포함하되, 상기 본딩부의 절단면이 적어도 1 이상의 경사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 감지전극층과 접착절연층 등의 모든 필름이 합착된 터치스크린패널(TSP)과 FPCB 모듈과의 본딩을 위한 본딩부의 형성시 절단면에 경사부를 예각으로 형성하여 절단면 형성시 발생하는 절단면 하부의 변형구조를 제거하여 각 층의 합착 불량을 해소하고, 이를 통해 각 필름 간 밀착력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

터치윈도우{Touch window}

본 발명은 터치스크린패널의 접속신뢰성을 향상할 수 있는 기술에 관한 것이다.

터치 패널은 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(FED; Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(ELD; Electro Luminescence Device) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 장치이다.

여기서는 액정표시장치에서의 액정패널과 일체화된 터치 패널에 관하여 주로 설명하기로 한다. 일반적으로, 터치 패널이 장착되는 액정표시장치는 터치 패널, 액정패널, 백라이트가 모두 독립적으로 존재하며, 이를 동작시키기 위해서는 터치 패널이 신호선(FPC)에 의해 터치 컨트롤러에 연결되며, 터치 컨트롤러는 다시 컴퓨터 본체 전기적으로 연결된다. 터치 패널의 상부에 일정 이상의 압력으로 터치를 하게 되면, 그 위치에서의 전압치가 터치 컨트롤러에서 계산되어 좌표를 인식하게 된다. 접촉감지패널은 동작방식에 따라 저항막, 정전용량, 초음파, 적외선 방식등의 다양한 방식으로 나뉘며, 상술한 것과 같은 정전용량방식은 접촉 감지패널의 두께가 얇고 내구성이 높으며, 멀티터치가 가능하여 다양한 전기기기에 널리 사용되고 있다.

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.

그러나, 이러한 본딩영역(C)를 형성하기 위해 각 층의 절단을 하는 과장에서서, 도 3과 같이 (a)같은 OCA, ITO PET와 같은 필름을 레이저(1) 장비로 절단하는 경우, (b)에 도시된 것과 같이 절단면이 직각으로 절단되며 이 경우 절단면이 열에 의해 녹아 흘러내려 절단면의 하부에 그을음(G)과 같은 변형물이 형성되어 변형이 이루어지게 된다. 이러한 변형은 도 1b에서와 같이 각 층의 적층구조에서 'A' 부분에서 상기 그을음(G)과 같은 변형 구조로 밀착 불량이 발생하며, 이에 따라 기포가 발생하게 되며,FPC 모듈과 ACF 본딩을 수행하는 경우 ACF 패드가 일정한 높이로 유지되지 않아 본딩팁이 모든 ACF 패드에 동일한 압력을 가하지 못하게 되어 본딩불량의 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 감지전극층과 접착절연층 등의 모든 필름이 합착된 터치스크린패널(TSP)과 FPCB 모듈과의 본딩을 위한 본딩부의 형성시 절단면에 경사부를 예각으로 형성하여 절단면 형성시 발생하는 절단면 하부의 변형구조를 제거하여 각 층의 합착 불량을 해소하고, 이를 통해 각 필름간 밀착력을 높일 수 있는 터치윈도우의 구조를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 적어도 1 이상의 감지전극패턴층과 접착절연층을 포함하는 터치스크린패널(TSP); 상기 터치스크린패널의 일단에 상기 감지전극패턴층의 연결단자를 노출하도록 절단된 FPC 본딩부;를 포함하되, 상기 본딩부의 절단면이 적어도 1 이상의 경사부를 포함하는 터치윈도우를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상술한 구조에서의 상기 경사부는, 상기 접착절연층의 절단면에 형성할 수 이TEk.

아울러, 상술한 구조에서의 상기 접착절연층은, 투명윈도우와 제1감지전극패턴층을 접착하는 제1접착절연층과, 상기 제1감지전극패턴층과 제2감지전극패턴층을 접착하는 제2접착절연층을 포함하는 구조로 형성될 수 있으며, 상술한 상기 경사부는, 상기 제1감지전극패턴층의 절단면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 본딩부의 절단면에 형성되는 경사부의 경사각은 예각을 이루는 구조로 형성됨이 바람직하다.

아울러, 상기 감지전극패턴층은 투명윈도우의 일면에 형성되며, 상기 감지전극패턴층 상에 형성되는 접착절연층을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 투명윈도우의 일면에 대향하는 타면을 통해 접촉을 수용하며, 상기 감지전극패턴층의 감지전극과 연결되는 배선부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 감지전극층과 접착절연층 등의 모든 필름이 합착된 터치스크린패널(TSP)과 FPCB 모듈과의 본딩을 위한 본딩부의 형성시 절단면에 경사부를 예각으로 형성하여 절단면 형성시 발생하는 절단면 하부의 변형구조를 제거하여 각 층의 합착 불량을 해소하고, 이를 통해 각 필름간 밀착력을 높일 수 있는 효과가 있다.

특히, 동일한 높이로 터치스크린패널(TSP)의 연결패드를 동일한 높이로 정렬할 수 있어 전체 패드가 동일한 압력으로 본딩이 가능하므로 ACF 본딩불량을 제거하는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 터치윈도우의 평면도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 FPCB 본딩부의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 본딩부의 형성 공정을 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 FPCB 본딩부의 단면을 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 FPCB 본딩부의 단면의 형성공정을 도시한 공정도이다.

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 4 및 도 5는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예로서의 터치윈도우의 구조 단면도 및 공정상태도를 도시한 것으로, 단면은 도 1의 본딩부(C)의 'X'의 단면을 도시한 것이다. .

본 발명에 따른 터치윈도우는 적어도 1 이상의 감지전극패턴층(110, 130)과 접착절연층(120, 140)을 포함하는 터치스크린패널(TSP)을 구비하며, 상기 터치스크린패널의 일단에 상기 감지전극패턴층의 연결패드(P)를 노출하도록 절단된 FPC 본딩부(C)를 포함하되, 상기 본딩부의 절단면이 적어도 1 이상의 경사부(X₁~X₃)를 포함하는 구조로 형성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 터치윈도우의 구조는 상술한 도 2에서 설명한 구조와의 상이점은 본딩부(C)의 절단의 측면에 적층구조의 감지전극패턴층(110, 130)과 접착절연층(120, 140) 중 어느 하나 또는 둘 이상에 경사구조를 가지도록 경사부를 구현하는 것을 특징으로 한다. 이러한 경사부의 존재는 터치윈도우의 합착공정에서 상기 각각의 감지전극패턴층(110, 130)과 접착절연층(120, 140)을 형성하는 과정에서 절단공정의 특수성을 통해 구현될 수 있도록 한다.

구체적으로는 도 5에 도시된 공정도를 참조하면, 감지전극패턴층을 레이저(2) 장비를 통해 말단부를 절단하는 경우, 절단면이 경사도(θ)를 가지도록 절단하여 절단시 열로 인한 그을음이 절단면의 하부에 형성되지 않도록 하는 것을 요지로 한다. 이 경우 상기 경사도는 수직 이하의 각도 즉, 예각으로 형성함이 바람직하다. 즉, 레이저 장비가 절단 대상인 필름을 비스듬이 절단을 하는 경우, 절단되는 절단면의 경사를 타고 흘러내리는 그을음은 필름의 하부에 맺히지 않고 아래로 떨어지게 되어 매우 효율적인 구조로 구현할 수 있게 된다.

상술한 경사절단의 공정을 통해 구현하는 구조는, 도 2에 도시된 것과 같이, 제1접착절연층(140)이나, 제2접착절연층(120)에 적용될 수 있으며, 나아가 제1감지전극패턴층(130)에도 적용할 수 있다.

아울러, 도 4에 도시된 연결패드(P)는 FPCB 모듈과 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF) 또는 이방성 전도 페이스트(Anisotropic Conductive Paste, ACP) 등을 이용하여 전기적으로 연결된다.

이러한 경사부를 가지는 본 발명에 따른 터치윈도우는 절단면의 하부의 변형을 제거하여 각각의 필름간의 밀착력을 높여 기포발생을 방지하고, 동일한 높이로 터치스크린패널의 연결패드를 정렬할 수 있어, 전체 패드가 동일한 압력으로 본딩이 가능하여 본딩에 의한 불량을 해소할 수 있게 된다.

상기 제1감지전극패턴층(130)은 투명윈도우(100)의 일면에 형성되는 전극으로, 빛 투과율 및 전기 전도성이 우수한 ITO(indium-tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 또는 ZnO(zinc oxide) 등의 물질로 형성될 수 있다. 감지전극은 인체 등의 접촉에 따라 캐패시턴스 변화를 발생시키는 전도성 판(conductive plate)으로서 이용되며, 투명 윈도우(110) 상의 접촉 입력의 수 및 접촉 위치의 정확한 판단을 위해 소정의 형상으로 패터닝될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 폴리에틸렌 수지(polyethylene terephtalete, PET) 등의 일면에 ITO가 형성된 ITO 필름 자재의 ITO 형성면을 패터닝하고, 패터닝된 ITO 필름자체를 감지전극패턴층으로 정의하며, 상기 감지전극패턴층은 상부 전극층은 제1감지전극패턴층(130)과 하부전극층인 제2감지전극패턴층(110)으로 구성될 수 있다.

또한, 이와는 달리, 감지전극자체를 별도의 PET 부재에 형성시키는 것이 아니라, 직접 투명윈도우 상에 일체로 형성하고, 이렇게 형성된 투명윈도우와 감지전극이 형성된 것을 LCD(200)에 직접 부착하는 구조로도 구현이 가능하다. 이 경우, 투명윈도우와 감지전극이 형성된 일체 구조물의 경우에도 접착절연층, 이를테면 OCA를 절단하여 본딩부를 형성하는 경우, 경사부를 구현하게 된다.

종합하면, 본 발명에 따른 다양한 실시예에서는 ITO 필름 형태의 별개 부재에 감지 전극을 형성한 뒤(감지전극패턴층) 이것을 투명 윈도우에 부착하는 방식으로 형성되거나, 스퍼터링 또는 이온 플레이팅과, 에칭 등의 방법에 의해 감지 전극을 투명 윈도우(100) 상에 직접 형성하는 경우의 실시예를 포괄하며, 이 경우 FPCB 모듈의 본딩부를 형성하는 경우, 접속절연층의 절단면에 경사부를 구현할 수 있다.

아울러, 상기 투명윈도우(100)는 사용자의 신체나 도전성물체의 접촉에 의해 접촉하면, 접촉 물체와 감지 전극(110, 130)을 전극으로 하고 투명 윈도우(110)를 유전체로 하여 소정의 캐패시턴스 변화가 발생한다. 상기 캐패시턴스 변화는 배선부(미도시)를 통해 감지 전극과 연결된 제어부에 의해 측정되고, 제어부는 측정된 캐패시턴스 변화를 이용하여 접촉 발생 여부, 접촉 입력의 수와 접촉 위치 등을 판단하는 기작으로 구현된다. 물론, 투명윈도우에 별도의 기재를 이용하여 감지전극패턴층을 형성하는 것이 아니라 일체형으로 투명윈도우 자체에 직접 감지전극을 패터닝하는 경우에는 동일평면상에 2 종류의 패턴의 전극을 단락없이 배치하고, 이를 배선부를 통해 외부로 신호 연결을 할 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다.

상기 투명윈도우(100)는 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. 이때, 접촉에 따른 투명 윈도우(100)의 손상 또는 파괴를 방지하기 위해 보호층(미도시)을 선택적으로 추가하는 것이 가능하다.

아울러, 도시된 구조에서 본 발명에 따른 터치스크린패널(TSP)가 부착되는 디스플레이 장치는 LCD(200)인 것을 일례로 설명하였으나, 이러한 디스플레이장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display) 뿐만아니라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등일 수 있다. 이때, 디스플레이장치(200) 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.

본 발명에 따른 터치윈도우에 형성되는 상술한 감지전극은 투명윈도우에 일체로 형성되는 구조이던, 투명윈도우 상에 접찹물질을 통해 별도로 형성되는 구조이던, 일반적으로 적용되는 터치패널의 공지된 구성을 모두 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 필요에 따라 다양한 형상으로 패터닝될 수 있는데, 직사각형, 직각삼각형, 다이아몬드, 벌집모양 등이 그 예이다. 이를 테면 동일평면상에 서로 마주보는 직각삼각형 형상으로 1층 구조의 감지전극을 형성하거나, 감지 전극을 세로 방향으로 길게 형성할 수도 있다. 또한, 도 4에서 설명한 구조와 같이, 투명 윈도우의 일면에 접촉의 제 1 축(예를 들어, X 축) 성분을 판단하기 위한 제 1 감지 전극 층을 패터닝하고, 제 1 감지 전극 층 상에 접착절연층을 형성한 후, 접촉의 제 2 축(예를 들어, Y 축) 성분을 판단하기 위한 제 2 감지 전극 층을 패터닝하여 2층 구조의 감지 전극을 배치하는 것 또한 가능하다.

또한, 이러한 감지 전극과 연결되는 배선부를 구비하며, 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: 투명윈도우
110: 제2감지전극패턴층
120: 제2접착절연층
130: 제1감지전극패턴층
140: 제1접착절연층
200: 액정표시장치

Claims

적어도 1 이상의 감지전극패턴층과 접착절연층을 포함하는 터치스크린패널(TSP);
상기 터치스크린패널의 일단에 상기 감지전극패턴층의 연결단자를 노출하도록 절단된 FPC 본딩부;를 포함하되,
상기 본딩부의 절단면이 적어도 1 이상의 경사부를 포함하는 터치윈도우.
청구항 1에 있어서,
상기 경사부는,
상기 접착절연층의 절단면에 형성되는 터치윈도우.
청구항 2에 있어서,
상기 접착절연층은,
투명윈도우와 제1감지전극패턴층을 접착하는 제1접착절연층과,
상기 제1감지전극패턴층과 제2감지전극패턴층을 접착하는 제2접착절연층을 포함하는 터치윈도우.
청구항 3에 있어서,
상기 경사부는,
상기 제1감지전극패턴층의 절단면에 형성되는 터치윈도우.
청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
상기 본딩부의 절단면에 형성되는 경사부의 경사각은 예각을 이루는 터치윈도우.
청구항 2에 있어서,
상기 감지전극패턴층은 투명윈도우의 일면에 형성되며,
상기 감지전극패턴층 상에 형성되는 접착절연층을 포함하는 터치윈도우.
청구항 3 또는 청구항 6에 있어서,
상기 투명윈도우의 일면에 대향하는 타면을 통해 접촉을 수용하며,
상기 감지전극패턴층의 감지전극과 연결되는 배선부를 더 포함하는 터치윈도우.