KR20130048611A

KR20130048611A - 터치패널

Info

Publication number: KR20130048611A
Application number: KR1020110113551A
Authority: KR
Inventors: 김재훈; 홍상수; 이진욱; 이우진; 이영우
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-05-10

Abstract

본 발명은 터치패널에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치패널(100)은 투명기판(110), 투명기판(110)의 일면에 형성된 제1 전극패턴(120) 및 제1 전극패턴(120)을 커버하도록 투명기판(110)의 일면에 요철 형상으로 형성된 투명층(130)을 포함하는 구성이며, 요철 형상으로 형성된 투명층(130)을 채용하여 제1 전극패턴(120)이 사용자에게 인식되는 현상을 저감시킬 수 있고, 그에 따라 터치패널(100)의 시인성을 개선할 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, 터치패널은 한국공개특허공보 제10-2010-0091497호에 개시된 바와 같이, 금속을 이용하여 전극패턴을 형성하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같이, 금속으로 전극패턴을 형성하면, 전기전도도가 우수하며, 수급이 원활하다는 장점이 있다. 하지만, 금속으로 형성된 전극패턴에는 광이 반사되어, 전극패턴이 사용자에게 인식되므로, 터치패널의 시인성이 저하되는 문제점이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 요철 형상으로 형성된 투명층을 채용하여 금속으로 형성된 전극패턴이 사용자에게 인식되는 현상을 저감시킴으로써, 터치패널의 시인성을 개선할 수 있는 터치패널을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널은 투명기판, 상기 투명기판의 일면에 형성된 제1 전극패턴 및 상기 제1 전극패턴을 커버하도록 상기 투명기판의 일면에 요철 형상으로 형성된 투명층을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 투명층은 평면상 육각형 패턴, 사각형 패턴 또는 원형 패턴인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투명층은 광학수지(Optical Resin)로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투명층은 몰드로 가압하여 요철 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투명기판의 타면에 형성된 제2 전극패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 전극패턴의 테두리에 형성된 제1 전극배선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 전극패턴의 테두리에 형성된 제2 전극배선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 전극패턴은 메시 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 전극패턴은 메시 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 전극패턴은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 전극패턴은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합으로 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 따르면, 요철 형상으로 형성된 투명층을 채용하여 금속으로 형성된 전극패턴이 사용자에게 인식되는 현상을 저감시킬 수 있고, 그에 따라 터치패널의 시인성을 개선할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널의 단면도;
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 투명층을 확대한 평면도와 이미지;
도 3 내지 도 4는 도 2a에 도시된 투명층의 변형예를 나타낸 평면도;
도 5a 내지 도 5b는 도 1에 도시된 투명층을 형성하는 공정을 도시한 단면도; 및
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 터치패널의 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 단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 투명층을 확대한 평면도와 이미지이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(100)은 투명기판(110), 투명기판(110)의 일면에 형성된 제1 전극패턴(120) 및 제1 전극패턴(120)을 커버하도록 투명기판(110)의 일면에 요철 형상으로 형성된 투명층(130)을 포함하는 구성이다.

상기 투명기판(110)은 제1 전극패턴(120), 제2 전극패턴(150) 등이 형성될 영역을 제공하는 역할을 수행한다. 여기서, 투명기판(110)은 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(150) 등을 지지할 수 있는 지지력과 화상표시장치에서 제공하는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 하는 투명성을 갖추어야 한다. 전술한 지지력과 투명성을 고려할 때, 투명기판(110)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.

상기 제1,2 전극패턴(120, 150)은 사용자가 터치시 신호를 발생시켜 컨트롤러에서 터치좌표를 인식할 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것이다. 여기서, 제1,2 전극패턴(120, 150)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합을 이용하여 메시 패턴(Mesh Pattern)으로 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1,2 전극패턴(120, 150)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, 제1,2 전극패턴(120, 150)을 구리(Cu)로 형성하는 경우, 제1,2 전극패턴(120, 150)의 표면은 흑화처리하는 것이 바람직하다. 여기서, 흑화처리란 제1,2 전극패턴(120, 150)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. 이와 같이, 제1,2 전극패턴(120, 150)의 표면을 흑화처리함으로써, 광이 반사되는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 터치패널(100)의 시인성을 개선할 수 있는 장점이 있다. 상술한 금속 이외에도 제1,2 전극패턴(120, 150)은 은염(銀鹽) 유제층을 노광/현상하여 형성된 은을 이용하여 형성할 수도 있다.

한편, 제1,2 전극패턴(120, 150)은 평면상 막대형 패턴, 마름모형 패턴, 사각형 패턴, 삼각형 패턴, 원형 패턴 등 당업계에 공지된 모든 패턴으로 형성할 수 있다.

상기 투명층(130)은 제1,2 전극패턴(120, 150)이 사용자에게 인식되는 현상을 저감시키는 역할을 수행하는 것으로, 제1 전극패턴(120)을 커버하도록 투명기판(110)의 일면에 요철 형상으로 형성된다. 여기서, 투명층(130)은 투명한 물질을 이용하여 요철 형상으로 형성하므로, 외부에서 터치패널(100)로 입사된 입사광(I)은 투명층(130)에 난반사(R)된다. 따라서, 제1,2 전극패턴(120, 150)이 사용자에게 인식되는 현상을 저감시킬 수 있고, 최종적으로는 터치패널(100)의 시인성을 개선할 수 있다. 이때, 투명층(130)은 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 평면상 육각형 패턴으로 형성할 수 있다. 다만, 투명층(130)은 반드시 육각형 패턴으로 형성해야 하는 것은 아니고, 사각형 패턴(도 3 참조)이나 원형 패턴(도 4 참조) 등으로 형성할 수 있다.

한편, 도 5a 내지 도 5b는 도 1에 도시된 투명층을 형성하는 공정을 도시한 단면도로, 이를 참조하여 투명층(130)을 형성하는 공정을 구체적으로 살펴보도록 한다.

우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)에 투명층(130)을 도포한다. 이때, 투명층(130)은 균일한 두께를 구현하기 위해서, 예를 들어 스핀코팅(Spin Coating)을 이용하여 도포할 수 있다. 또한, 투명층(130)의 재질로는 투명성을 갖는 광학수지(Optical Resin)를 이용할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 투명층(130)을 몰드(135, Mold)로 가압하여 요철 형상을 형성한다. 이때, 투명층(130)의 요철 형상은 마이크로미터(μm) 단위의 주기로 형성될 수 있다. 또한, 투명층(130)이 광학수지로 형성되는 경우, 몰드로 가압한 후, 광학수지를 경화시키는 과정을 거칠 수 있다.

한편, 제1,2 전극패턴(120, 150)의 테두리에는 제1,2 전극패턴(120, 150)으로부터 전기적 신호를 전달받는 제1,2 전극배선(140, 160)이 형성된다. 즉, 제1 전극패턴(120)의 테두리에는 제1 전극배선(140)이 형성되고, 제2 전극패턴(150)의 테두리에는 제2 전극배선(160)이 형성되는 것이다. 구체적으로, 제1,2 전극배선(140, 160)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합을 이용하여 형성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 ITO(Indium Tin Oxide), PEDOT/PSS, CNT(Carbon Nanotube), 그래핀(Graphene), ZnO(Zinc Oxide) 또는 AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등을 이용하여 형성할 수도 있다. 한편, 제1,2 전극배선(140, 160)은 필요에 따라 제1,2 전극패턴(120, 150)과 일체로 형성할 수 있다. 이와 같이, 제1,2 전극배선(140, 160)과 제1,2 전극패턴(120, 150)을 일체로 형성함으로써, 제1,2 전극배선(140, 160)과 제1,2 전극패턴(120, 150) 사이의 접합불량을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제조공정을 간소화하고, 리드타임(Lead Time)을 단축시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 터치패널(100)은 제1 전극패턴(120)과 제2 전극패턴(150)으로 구성된 2층 구조이므로 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널 등으로 이용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 터치패널의 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치패널(200)과 전술한 실시예에 따른 터치패널(100)의 가장 큰 차이점은 제2 전극패턴(150)과 제2 전극배선(160)의 구비 유무이다. 즉, 본 실시예에 따른 터치패널(200)은 전술한 실시예에 따른 터치패널(100)에서 제2 전극패턴(150)과 제2 전극배선(160)을 생략한 구성이다. 따라서, 본 실시예에 따른 터치패널(200)은 제1 전극패턴(120)으로 구성된 단층 구조이므로, 자체 정전용량방식(Self Capacitive Type) 터치패널 또는 상호 정전용량방식(Mutual Capacitive Type) 터치패널 등으로 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 터치패널(200) 역시 요철 형상의 투명층(130)을 형성함으로써, 외부에서 터치패널(200)로 입사된 입사광(I)을 투명층(130)에서 난반사(R)시킬 수 있다. 따라서, 금속으로 형성된 제1 전극패턴(120)이 사용자에게 인식되는 현상을 저감시켜 터치패널(200)의 시인성을 개선할 수 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, 200: 터치패널 110: 투명기판
120: 제1 전극패턴 130: 투명층
135: 몰드 140: 제1 전극배선
150: 제2 전극패턴 160: 제2 전극배선
I: 입사광 R: 난반사

Claims

투명기판;
상기 투명기판의 일면에 형성된 제1 전극패턴; 및
상기 제1 전극패턴을 커버하도록 상기 투명기판의 일면에 요철 형상으로 형성된 투명층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 투명층은 평면상 육각형 패턴, 사각형 패턴 또는 원형 패턴인 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 투명층은 광학수지(Optical Resin)로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 투명층은 몰드로 가압하여 요철 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 투명기판의 타면에 형성된 제2 전극패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 테두리에 형성된 제1 전극배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 전극패턴의 테두리에 형성된 제2 전극배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴은 메시 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 전극패턴은 메시 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 전극패턴은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 또는 이들의 조합으로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널.