KR20130036936A

KR20130036936A - 터치패널

Info

Publication number: KR20130036936A
Application number: KR1020110101188A
Authority: KR
Inventors: 김영재; 송하윤; 박호준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-04-15

Abstract

본 발명은 터치패널에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널(100)은 터치센서(110) 및 터치센서(110)의 일면에 UV 레진(130, UV Resin)으로 부착되고, 테두리에 UV 레진(130)을 수용하는 홈(125)이 형성된 윈도우(120)을 포함하는 구성이며, 윈도우(120)의 테두리에 홈(125)을 형성하여 UV 레진(130)을 수용함으로써, 윈도우(120)의 외부로 UV 레진(130)이 흘러나오는 것을 방지할 수 있는 장점이 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.

한편, 터치패널의 최외각에는 윈도우가 구비되는데, 종래에는 투명접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)를 이용하여 윈도우와 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)를 부착시켰다. 하지만, 광학투명접착제는 유리 대 유리(Glass to Glass) 접합이 용지하지 않을 뿐만 아니라, 터치패널이 대면적화되면서 불량 발생이 높아지는 문제점이 존재한다.

이러한 광학투명접착제를 대체하기 위해서, UV 레진(UV Resin)를 이용하여 윈도우를 터치패널에 부착하는 방안이 제시되었다. 하지만, UV 레진은 경화되기 전 액상을 유지하므로, 윈도우를 터치패널에 부착시킬 때 UV 레진은 모자라거나 넘치는 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. 게다가, UV 레진이 넘쳐 윈도우의 측면으로 흘러나오는 경우, 펄프 등을 이용하여 수작업으로 닦아내야 하므로, 제조공정이 복잡해지는 문제점이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 윈도우의 테두리에 홈을 형성하여 UV 레진을 수용함으로써, 윈도우의 측면으로 UV 레진이 흘러나오는 것을 방지할 수 있는 터치패널을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널은 터치센서 및 상기 터치센서의 일면에 UV 레진(UV Resin)으로 부착되고, 테두리에 상기 UV 레진을 수용하는 홈이 형성된 윈도우를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 홈은 상기 윈도우의 테두리를 따라서 폐루프(Closed Loop) 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈은 친수성으로 표면처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 UV 레진은 반응성 올리고머 및 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈이 형성된 상기 윈도우의 일면의 반대면에는 형성된 블랙 마스크(Black Mask)를 더 포함하는 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 따르면, 윈도우의 테두리에 홈을 형성하여 UV 레진을 수용함으로써, 윈도우의 외부로 UV 레진이 흘러나오는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 윈도우의 외부로 UV 레진이 흘러나오는 것을 방지할 수 있으므로, 펄프 등을 이용하여 수작업으로 닦아낼 필요가 없어 제조공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도;
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 터치센서와 윈도우를 UV 레진으로 부착하는 공정을 순서대로 도시한 사시도; 및
도 5 내지 도 8은 도 1에 도시된 터치센서의 다양한 실시예를 나타낸 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, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 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 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(100)은 터치센서(110) 및 터치센서(110)의 일면에 UV 레진(130, UV Resin)으로 부착되고, 테두리에 UV 레진(130)을 수용하는 홈(125)이 형성된 윈도우(120)을 포함하는 구성이다.

상기 터치센서(110)는 사용자의 터치를 감지하는 역할을 하는 것으로, 예를 들어 정전용량방식, 저항막방식, 전기자기장방식, 소오방식 또는 인프라레드방식 등 당업계에 공지된 모든 방식일 수 있다. 이러한 터치센서(110)의 상세한 구성은 후술하도록 한다. 한편, 외부로부터 터치센서(110)를 보호하기 위해서, 터치센서(110)의 상부에는 윈도우(120)가 구비되고, 터치센서(110)와 윈도우(120)는 UV 레진(130)으로 부착된다.

상기 윈도우(120)는 터치패널(100)의 최외각에 구비되어 사용자의 터치를 입력받는 역할을 수행하는 것으로, 터치센서(110)의 상부에 UV 레진(130)으로 부착된다. 여기서, UV 레진(130)은 보관 상태에서는 액상을 유지하다가, 윈도우(120)에 도포한 후 자외선을 조사하면 경화되어 강력한 접착력을 나타내는 것이다. 구체적으로, UV 레진(130)은 반응성 올리고머, 광중합 개시제, 반응성 희석제 등을 포함할 수 있다. 여기서, 반응성 올리고머는 UV 레진(130)의 특성을 결정하는 성분으로 폴리에스테르계 올리고머, 폴리에테르계 반응성 올리고머, 우레탄 반응성 올리고머, 에폭시계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머 또는 실리콘계 반응성 올리고머 등일 수 있다. 또한, 광중합 개시제는 자외선 에너지를 흡수하여 광중합 반응을 개시하는 역할을 하는 것이고, 반응성 희석제는 반응성 올리고머의 가교제로서 접착 특성에 영향을 주는 것이다.

한편, 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 터치센서와 윈도우를 UV 레진으로 부착하는 공정을 순서대로 도시한 사시도이고, 이를 참조하여 터치센서(110)에 윈도우(120)를 부착하는 공정을 살펴보도록 한다.

우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 터치센서(110)와 윈도우(120)를 준비하고 디스펜서(dispenser) 등을 이용하여 UV 레진(130)을 윈도우(120)에 도포한다.

이후, 도 3에 도시된 바와 같이, UV 레진(130)을 도포한 윈도우(120)를 터치센서(110)에 부착시킨다. 이때, UV 레진(130)은 경화되기 전이어서 상대적으로 점도가 낮으므로, 윈도우(120)와 터치센서(110)를 부착시키기 위해서 가압하면, UV 레진(130)의 일부가 윈도우(120)의 외부로 흘러나올 우려가 있다. 하지만, 본 발명에 따른 윈도우(120)는 테두리에 홈(125)이 형성되어 있으므로, UV 레진(130)이 표면장력에 의해서 홈(125)으로 유입되고, 그에 따라 UV 레진(130)이 윈도우(120)의 외부로 흘러나오는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 윈도우(120)의 외부로 UV 레진(130)이 흘러나오는 것을 방지할 수 있으므로, 펄프 등을 이용하여 수작업으로 UV 레진(130)을 닦아낼 필요가 없어 제조공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

한편, UV 레진(130)이 윈도우(120)의 외부로 흘러나오는 것을 완전히 차단하기 위해서, 홈(125)은 폐루프(Colsed Loop) 형상으로 형성될 수 있다. 또한, UV 레진(130)이 홈(125)으로 효과적으로 유입될 수 있도록, 홈(125)은 친수성으로 표면처리될 수 있다.

윈도우(120)를 터치센서(110)에 부착시킨 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 200nm 내지 400nm 영역의 자외선(UltraViolet, 화살표 참조)을 조사하여 광중합 반응을 통해서 UV 레진(130)을 경화시킨다.

이와 같이, 윈도우(120)를 터치센서(110)에 부착시킬 때 UV 레진(130)을 이용하면, 종래의 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)와 달리 두께를 자유롭게 조절할 수 있어 3차원 라미레이션(3D Lamination)이 가능하고, 넓이를 자유롭게 조절할 수 있어 대면적의 터치패널에도 적용할 수 있는 장점이 있다.

한편, 윈도우(120)의 일면(홈(125)이 형성된 면)의 반대면에는 블랙 마스크(140, Black Mask)가 형성될 수 있다(도 1 참조). 이와 같이, 블랙 마스크(140)가 윈도우(120)에 형성되므로, 사용자는 윈도우(120)에 형성된 홈(125)을 인식할 수 없다.

도 5 내지 도 8은 도 1에 도시된 터치센서의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 터치센서(110)는 투명기판(150)에 형성된 제1 전극패턴(165), 투명기판(150)에 적층된 제1 절연층(180), 제1 절연층(180)에 형성된 제2 전극패턴(175), 및 제1 절연층(180)에 적층된 제2 절연층(185)으로 구성될 수 있다.

여기서, 투명기판(150)은 제1 전극패턴(165)이 형성될 영역을 제공하는 역할을 수행한다. 상기 투명기판(150)은 제1 전극패턴(165)을 지지할 수 있는 지지력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 하는 투명성을 갖추어야 한다. 전술한 지지력과 투명성을 고려할 때, 투명기판(150)은 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.

또한, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)은 사용자가 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것이다. 여기서, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합을 이용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)은 전기전도도가 높은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag)을 이용하여 형성하는 것이 바람직하지만, 전기전도도를 가진 모든 금속을 이용할 수 있음은 물론이다. 또한, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)을 구리(Cu)로 형성하는 경우, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)의 표면은 흑화처리하는 것이 바람직하다. 여기서, 흑화처리란 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)의 표면을 산화시켜 Cu₂O 또는 CuO을 석출시키는 것으로, Cu₂O는 갈색을 띄므로 브라운 옥사이드(Blown Oxide)라 하고, CuO는 흑색을 띄므로 블랙 옥사이드(Black Oxide)라 한다. 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)의 표면을 흑화처리함으로써, 광이 반사되는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 터치센서(110)의 시인성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 상술한 금속 이외에도 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)은 ITO(Indium Thin Oxide) 등의 금속산화물이나, 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 PEDOT/PSS 등의 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수도 있다.

또한, 제1 절연층(180)과 제2 절연층(185)은 각각 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)을 보호하는 역할을 수행하는 것으로, 투명기판(150)에 제1 절연층(180), 제2 절연층(185) 순으로 적층된다. 여기서, 제1 절연층(180)과 제2 절연층(185)은 프린팅(Printing), CVD(Chemical Vaper Deposition) 또는 스퍼터(Sputter) 등을 통해서 유기 절연막 또는 무기 절연막으로 형성될 수 있다.

추가적으로, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)의 테두리에는 각각 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)으로부터 전기적 신호를 전달받는 전극배선(190)이 형성된다. 이때, 전극배선(190)은 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)과 일체로 형성하여 제조공정을 간소화하고, 리드타임(Lead Time)을 단축시킬 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 터치센서(110)는 2층의 전극패턴(165, 175)으로 구성되었지만, 제2 전극패턴(175)과 제2 절연층(185)은 생략하고 1층의 전극패턴(165)으로만 구성될 수도 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 터치센서(110)는 투명기판(150)의 양면에 각각 형성된 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)으로 구성될 수 있다(정전용량방식). 이때, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)을 보호하기 위해서 투명기판(150)의 양면에는 각각 제1 절연층(180)과 제2 절연층(185)이 적층될 수 있다. 또한, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 터치센서(110)는 제1 전극패턴(165)이 형성된 제1 투명기판(160), 제2 전극패턴(175)이 형성된 제2 투명기판(170) 및 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)이 마주보도록 제1 투명기판(160)과 제2 투명기판(170)을 접착시키는 접착층(195)으로 구성될 수 있다. 이때, 접착층(195)으로 광학투명접착제(OCA)을 채용하여 제1 투명기판(160)과 제2 투명기판(170)의 전면을 부착시킴으로써, 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)을 절연시킬 수 있다(도 7 참조, 정전용량방식). 또는, 입력수단의 압력이 작용하면 마주보는 제1 전극패턴(165)과 제2 전극패턴(175)이 접촉할 수 있도록, 접착층(195)으로 양면접착테이프(DAT)을 채용하여 제1 투명기판(160)과 제2 투명기판(170)의 테두리만 부착시킬 수 있다(도 8 참조, 저항막방식). 이 경우, 입력수단의 압력이 제거되면 제1 전극패턴(165)이 원위치로 복귀하도록 반발력을 제공하는 도트 스페이서(197)가 제1 전극패턴(165)이나 제2 전극패턴(175)의 노출면에 구비될 수 있다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치센서의 다양한 실시예 역시 윈도우(120)의 테두리에 홈(125)을 형성하여 UV 레진(130)을 수용함으로써, 윈도우(120)의 외부로 UV 레진(130)이 흘러나오는 것을 방지할 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: 터치패널 110: 터치센서
120: 윈도우 125: 홈
130: UV 레진 140: 블랙 마스크
150: 투명기판 160: 제1 투명기판
165: 제1 전극패턴 170: 제2 투명기판
175: 제2 전극패턴 180: 제1 절연층
185: 제2 절연층 190: 전극배선
195: 접착층 197: 도트 스페이서

Claims

터치센서; 및
상기 터치센서의 일면에 UV 레진(UV Resin)으로 부착되고, 테두리에 상기 UV 레진을 수용하는 홈이 형성된 윈도우;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 홈은 상기 윈도우의 테두리를 따라서 폐루프(Closed Loop) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 홈은 친수성으로 표면처리된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 UV 레진은 반응성 올리고머 및 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 홈이 형성된 상기 윈도우의 일면의 반대면에는 형성된 블랙 마스크(Black Mask)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.