KR20130108220A - 터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널 - Google Patents

터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널 Download PDF

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KR20130108220A
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Abstract

본 발명은 터치 스크린 센서 기판과 터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 것으로 본 발명에 따른 터치 스크린 센서 기판은 기재의 일면에 일정한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 감지부 상기 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 감지부를 연결하는 연결부를 포함한다. 본 발명에 따르면 터치 스크린 센서 기판의 감지부가 사용자에 의해 시인되는 것을 방지하기 위하여 복수의 감지부를 연결하는 연결부의 패턴이 감지부의 패턴과 동일한 패턴을 형성하도록 하며, 감지부 또는 감지 연결부의 가장자리를 테두리 전극으로 연결하지 않고 개방되도록 하여 실제로 미세한 간격으로 떨어져 있는 전극이 사용자에게 연속된 것으로 보이도록 하여 시인성을 감소시킨다.

Description

터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널{TOUCHSCREEN SENSOR AND TOUCHSCREEN PANEL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은, 터치 스크린 센서에서 사용자의 터치신호를 감지하기 위해 구비되는 감지패턴의 시인성이 저감된 터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 디스플레이 화면상에서 사용자의 접촉 위치를 감지하고 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 받아들여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 입출력 수단으로서, 손가락이나 터치펜 등의 물체가 스크린에 접촉될 때 이를 입력신호로 인식하는 장치이다. 터치 입력장치는 근래 휴대전화(mobile phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기에 많이 장착되고 있으며, 그 밖에도 네비게이션, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 터치입력 지원 운영체제를 사용하는 데스크탑 컴퓨터, IPTV(Internet Protocol TV), 최첨단 전투기, 탱크, 장갑차 등 전 산업분야에 걸쳐 이용되고 있다.
하지만, 이러한 터치 스크린 패널은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 표시장치 위에 부가되거나 표시장치 내에 내장 설계되므로 도전성 패턴이 사용자에게 시인되는 문제가 존재하였다.
이러한 시인성 문제를 해결하기 위해 종래기술에 따른 ITO 투명 전극을 포함한 터치 스크린 센서는 투명전극물질(ITO)를 패터닝하여 감지 및 동작 센서를 형성하는데, ITO 물질의 높은 비저항성으로 인해 감지, 동작 센서의 거리가 멀어질수록 그리고 터치하는 손가락과 센서 간의 거리가 멀어질수록, 정전용량의 변화값 인식이 떨어져 고투명, 고내구성의 기재 사용에 제한적이다. 또한, 종래의 터치스크린 패널은 ITO 이외의 물질로 전극층을 형성하는 경우, 전극층의 불투명성으로 인해 동작 및 감지 패턴의 치수 차이가 있을 경우 패턴이 시인되는 문제점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 스크린 센서 기판의 감지부(10) 및 연결부(20)를 나타내는 예시도이다. 도 1(a) 또는 도 1(b)를 참조하면, 종래 기술에 따른 감지부(10)는 기재의 일면에 일정한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 있으나 연결부(20)의 경우 감지부(10)와는 다른 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 있으므로 전극의 연속성이 사라짐에 따라 패턴의 차이로 인하여 감지부(10) 및 연결부(20)의 시인성이 증가하는 문제가 발생한다. 또한 종래 기술에 따른 감지부(10) 또는 연결부(20)는 그 가장자리를 테두리 전극(30)으로 연결하여 전극의 연속성이 사라져 단절됨에 따라 시인성이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 투명전극 물질(ITO)를 사용하지 않고, 전도성 재료의 전극으로 형성되는 감지부와 더미부를 사용하여 전극 패턴의 시인성을 저감시킬 수 있는 터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 복수의 감지부를 연결하는 연결부의 패턴이 감지부의 그 패턴과 동일한 패턴을 형성하도록 하여 시인성을 감소시키며, 감지부 또는 연결부의 가장자리를 테두리 전극으로 연결하지 않고 개방되도록 하여 실제로 미세한 간격으로 떨어져 있는 전극이 사용자에게 연속된 것으로 보이도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 전극이 형성된 전극층의 상부에 흑색 계통의 금속 블랙층이 형성되도록 하여 전극층이 드러나지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린 센서는 기재의 일면에 일정한 제1 방향의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부와, 상기 제1 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제1 감지부를 연결하는 제1 감지 연결부를 구비하는 제1 센서부; 및 상기 기재의 타면 또는 다른 기재의 일면에 일정한 제2 방향의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부와, 상기 제2 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 감지부를 연결하는 제2 감지 연결부를 구비하는 제2 센서부를 포함한다.
상기 제1 센서부는, 상기 제1 감지부에 인접하며 상기 제1 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부의 시인성을 저감시키는 다수의 제1 더미(dummy)부를 포함하고, 상기 제1 더미부는 상기 제2 감지부의 위치에 대응되는 상기 기재의 일면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 센서부는, 상기 제1 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제1 더미부를 연결하는 제1 더미 연결부를 포함한다.
상기 제2 센서부는, 상기 제2 감지부에 인접하며 상기 제2 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부의 시인성을 저감시키는 다수의 제2 더미(dummy)부를 포함하고, 상기 제2 더미부는 상기 제1 감지부의 위치에 대응되는 상기 기재의 타면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제2 센서부는, 상기 제2 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 더미부를 연결하는 제2 더미 연결부를 포함한다.
상기 일정한 방향의 제1 또는 제2 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 감지부와 상기 더미부의 경계에서 상기 패턴의 일부가 끊어진 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 패턴의 일부가 끊어진 것은 상기 감지부와 상기 더미부의 경계에서 상기 제1 또는 제2 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 가장자리가 개방되어 형성되는 것은 상기 제1 또는 제2 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 패턴은 상기 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 패턴인 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 패턴의 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 선폭 및 상기 선들간의 간격을 정의하는 피치(pitch)가 동일 또는 유사하거나 또는 미리 설정된 유사도의 선폭 또는 피치를 갖는 것이 바람직하다.
상기 격자 형상의 선들의 상기 선폭 또는 상기 피치는 상기 기판에서 상기 선들이 차지하는 면적을 정의하는 채움 비율(fill factor)에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
상기 기판에서 상기 선들의 채움 비율(fill factor)은 10% 이하에서 형성되는 것이 바람직하다.
상기 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 미리 결정된 각도에 따라 틸팅(tilting)된 것이 바람직하다.
상기 미리 결정된 각도는 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 상호 간섭에 따른 모아레 현상의 발생을 방지하기 위해 결정된 각도인 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 더미부는 상기 제1 또는 제2 감지부와 절연되도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 센서부는, 상기 기재에 적층되며 일면에 패턴화된 음각을 구비하는 수지층; 및 상기 음각에 전도성 재료가 충진되어 형성된 전극층을 포함하고, 상기 감지부와 상기 더미부 및 상기 연결부는 상기 전극층에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 충진되는 전도성 재료는 동(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P)을 포함한다.
상기 제1 또는 제2 센서부는, 상기 전극층에 형성된 상기 감지부, 상기 더미부 및 상기 연결부의 시인성을 저감시키는 블랙층을 더 포함하고, 상기 블랙층은 상기 음각의 전극층 상부에 적층되는 것이 바람직하다.
또한 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 복수의 화소를 이용하여 영상 정보를 표시하는 영상 정보 표시부; 상기 영상 정보 표시부의 상면에 위치하는 기재의 일면에 일정한 제1 방향의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부와, 상기 제1 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제1 감지부를 연결하는 제1 감지 연결부를 구비하는 제1 센서부; 및 상기 기재의 타면 또는 다른 기재의 일면에 일정한 제2 방향의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부와, 상기 제2 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 감지부를 연결하는 제2 감지 연결부를 구비하는 제2 센서부를 포함한다.
상기 제1 센서부는, 상기 제1 감지부에 인접하며 상기 제1 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부의 시인성을 저감시키는 다수의 제1 더미(dummy)부를 포함하고, 상기 제1 더미부는 상기 제2 감지부의 위치에 대응되는 상기 기재의 일면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 센서부는, 상기 제1 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제1 더미부를 연결하는 제1 더미 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 센서부는, 상기 제2 감지부에 인접하며 상기 제2 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부의 시인성을 저감시키는 다수의 제2 더미(dummy)부를 포함하고, 상기 제2 더미부는 상기 제1 감지부의 위치에 대응되는 상기 기재의 타면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제2 센서부는, 상기 제2 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 더미부를 연결하는 제2 더미 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 일정한 방향의 제1 또는 제2 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 감지부와 상기 더미부의 경계에서 상기 패턴의 일부가 끊어진 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 패턴의 일부가 끊어진 것은 상기 감지부와 상기 더미부의 경계에서 상기 제1 또는 제2 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것이 바람직하다.
상기 가장자리가 개방되어 형성되는 것은 상기 제1 또는 제2 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 패턴은 상기 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 패턴인 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 패턴의 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 선폭 및 상기 선들간의 간격을 정의하는 피치(pitch)가 동일 또는 유사하거나 또는 미리 설정된 유사도의 선폭 또는 피치를 갖는 것이 바람직하다.
상기 격자 형상의 선들의 상기 선폭 또는 상기 피치는 상기 기판에서 상기 선들이 차지하는 면적을 정의하는 채움 비율(fill factor)에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
상기 기판에서 상기 선들의 채움 비율(fill factor)은 10% 이하에서 형성되는 것이 바람직하다.
상기 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 미리 결정된 각도에 따라 틸팅(tilting)된 것이 바람직하다.
상기 미리 결정된 각도는 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 상호 간섭에 따른 모아레 현상의 발생을 방지하기 위해 결정된 각도인 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 더미부는 상기 제1 또는 제2 감지부와 절연되도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 센서부는, 상기 기재에 적층되며 일면에 패턴화된 음각을 구비하는 수지층; 및 상기 음각에 전도성 재료가 충진되어 형성된 전극층을 포함하고, 상기 감지부와 상기 더미부 및 상기 연결부는 상기 전극층에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 충진되는 전도성 재료는 동(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 센서부는, 상기 전극층에 형성된 상기 감지부, 상기 더미부 및 상기 연결부의 시인성을 저감시키는 블랙층을 더 포함하고, 상기 블랙층은 상기 음각의 전극층 상부에 적층되는 것이 바람직하다.
본 발명은 터치 스크린 센서의 감지부가 사용자에 의해 시인되는 것을 방지하기 위하여 복수의 감지부를 연결하는 연결부의 패턴이 감지부의 패턴과 동일한 패턴을 형성하도록 하며, 감지부 또는 연결부의 가장자리를 테두리 전극으로 연결하지 않고 개방되도록 하여 실제로 미세한 간격으로 떨어져 있는 전극이 사용자에게 연속된 것으로 보이도록 하여 감지부의 시인성을 감소시킨다. 또한 전극이 형성된 전극층의 상부에는 흑색 계통의 금속 블랙층이 형성되도록 하여 전극층이 드러나지 않도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 스크린 센서 기판의 감지부 및 연결부를 나타내 예시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판의 감지부와 연결부 및 더미부를 확대하여 나타낸 예시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판의 감지부와 연결부 및 더미부를 형성하는 격자 형상의 패턴을 나타내는 예시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판의 전극의 선폭 및 피치를 나타내는 예시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판의 단면도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서의 구성을 나타내는 예시도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판의 제작 방법을 나타내는 흐름도
본 발명에 관한 실시예들에 관해 설명하기에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어에 대해 설명한다. 우선, ‘기판’이라 함은 터치 스크린 센서의 제조를 위해 사용되는 것으로 본 명세서에서는‘필름’이라 지칭될 수도 있음에 유의하여야 한다. 또한, 터치 스크린 센서는 상기 기판을 단독으로 또는 상기 기판을 상부기판과 하부기판으로 2장의 기판을 형성하여 이들을 접합하여 제조될 수 있으며, 본 명세서에 제1 센서부로 명명되는 것은 상기 상부기판 또는 하부기판 중 어느 하나일 수 있으며, 제2 센서부로 명명되는 것은 상기 하부기판 또는 상부 기판 중 어느 하나일 수 있는 것으로 상, 하를 구분하지 않고 사용하기 위해 제1 및 제2 센서부로 명명한 것임에 유의해야 한다.
이하에서는 터치 스크린 센서 및 터치 스크린 패널을 구성하는 터치 스크린 센서 기판에 대해 설명하고, 본 발명에 따른 터치 스크린 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 대해 순차적으로 상세히 설명한다.
도 2는 터치 스크린 센서 기판의 감지부와 감지 연결부를 나타내는 예시도이다. 도 2(a)를 참조하면 터치 스크린 센서 기판은 기재의 일면에 일정한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 감지부(110) 및 상기 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 감지부(110)를 연결하는 감지 연결부(120)를 포함한다.
또한 도 2(b)를 참조하면 터치 스크린 센서 기판은 감지부(110)에 인접하며 상기 패턴의 방향과 동일 또는 유사(동일하지는 않으나 패턴이 시인되지 않을 만큼의 오차가 있는 정도, 이하 같은 의미로 사용한다)한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부(110)의 시인성을 저감시키는 다수의 더미부(130)를 포함하여 구성되고, 상기 더미부(130)를 연결하는 더미 연결부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
여기서 감지부(110)는 사용자의 터치신호를 감지하기 위해 구비되는 전극으로 본 발명에서는 전도성 재료로 형성되며, 여기의 전도성 재료는 불투명성인 것일 수 있다.
더미부(130)는 감지부(110)와 이웃하여, 또는 인접하여 형성되는 전극으로 명칭에서 의미하는 바와 같이 더미(dummy) 즉, 감지부(110)와 동일 또는 유사한 형상의 패턴으로 형성되되 사용자의 터치신호를 감지하지는 못하도록 불활성 상태로 형성되는 전극 또는 그 조합을 의미한다. 따라서, 감지부(110)와 더미부(130)는 전기적으로 절연되도록 형성된다. 더미부(130)를 기재에 형성하는 이유는 투명전극물질로 형성되지 않는 감지부(110)가 터치 스크린 센서에 전면에 형성되며, 터치 스크린 센서에 조사되는 외부 광에 의해 감지부(110)가 시인되는 현상을 방지하기 위함이다.
또한 도 2의 경우 감지부(110)와 더미부(130)가 직선 형상으로 형성됨이 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 다양한 패턴의 형상으로 형성하는 것이 가능하며, 예를 들어 감지부(110)의 전체 형상을 다이아몬드, 사다리꼴, 마름모 등의 형상으로 형성하는 것이 가능하다.
한편, 전극은 감지부(110)에서 감지되는 터치신호를 외부의 구동회로(미도시)로 전송하기 위해 구비되는 전극으로, 기재(100)에 감지부(110) 및 더미부(130)를 형성할 때 동시에 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 전극에 관한 사항은 발명의 범주를 넘어서는 것이므로 이에 대한 더 상세한 설명은 생략한다.
터치 스크린 센서 기판의 감지부(110), 더미부(130) 및 감지부(110)와 감지부(110)를 연결하는 감지 연결부(120) 또는 더미 연결부를 포함하는 경우 더미부(130)와 더미부(130)를 연결하는 더미 연결부(미도시)는 서로 동일 또는 유사한 일정한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 일정한 방향의 패턴이란 연속성 있는 패턴으로 본 실시예에서는 도 2에서 도시된 바와 같이 상기 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 패턴인 것이 바람직하다.
본 실시예에서 패턴이 동일 또는 유사하다는 것은 패턴의 반복에 있어서 그 반복 주기 및 반복되는 형태가 기하학적으로 동일하다는 것뿐만 아니라 그 반복 주기와 반복 형태가 소프트웨어적으로 미리 결정된 용인 가능한 오차 범위 내에서 형성되는 경우를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에서는 감지부(110)와 더미부(130)의 전극 패턴뿐만 아니라 이들을 연결하는 감지 연결부(120) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)의 전극 패턴이 동일하도록 하여 사용자에 의해 감지부(110)가 인식되는 시인성을 감소시킬 수 있다.
또한 상기 일정한 방향의 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130)의 경계에서 상기 패턴의 일부가 끊어진 것이 바람직하다. 또한 상기 패턴의 일부가 끊어진 것은 감지부(110), 상기 더미부(130), 상기 감지 연결부(120) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)의 상기 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 감지부(110)와 더미부(130)의 경계에서 패턴의 일부가 끊어진 것은 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130)가 전기적으로 서로 절연되기 위한 것이며, 또한 끊어진 것으로 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130)의 패턴의 가장자리가 개방되어 형성된 것은 도 3과 같이 가장자리가 테두리 전극으로 연결되지 않은 것을 의미한다. 도 3은 도 2(b)의 일부를 확대한 것으로, 도 3을 참조하면 가장자리가 개방됨으로써 테두리 전극으로 연결되어 연속성이 사라져 단절되어 보이는 문제를 해결하고 실제로 미세한 간격으로 떨어져 있으나 전체적으로 볼 때 전극을 사용자가 연속된 것으로 인식하도록 하여 감지부(110)의 시인성을 감소시킬 수 있다.
또한 본 실시예에서 가장자리가 개방되어 형성되는 것은 상기 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 의미한다. 도 4를 참조하면, 감지부(110) 또는 더미부(130)가 가장자리에서 전극이 교호적으로 길이가 짧고 길어지도록 배치되는 복수의 전극으로 형성되는 것일 수 있다. 본 실시예에서 교호적이라는 것은 길이가 짧고 긴 것이 순서에 따라 반복되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 패턴의 가장자리에서 길고 짧은 전극(e)이 교대로 반복되거나 미리 결정된 패턴에 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 반복되는 경우를 포함한다.
본 실시에에서 상기 패턴은 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 패턴인 것이 바람직하다. 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상은 전체적으로 망상형 또는 그물형의 격자 형상의 패턴을 의미한다.
또한 패턴의 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 선폭 및 상기 선들 간의 간격을 정의하는 피치(pitch)가 동일하거나 또는 미리 설정된 유사도의 선폭 또는 피치를 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 선폭 또는 피치가 동일하거나 또는 미리 설정된 유사도의 선폭 또는 피치를 가진다는 것은 미리 정한 채움 비율(fill factor)을 얻을 수 있도록 [표 1]에 표시된 일정한 범위의 값을 갖는 것을 의미한다.
선폭(㎛) 피치(㎛) Fill Factor(%)


1 ~ 5

 100 1.9 ~ 10.0
200 2.5 ~ 5.0
300 1.9 ~ 3.5
400 1.4 ~ 2.5
500 0.4 ~ 1.9
600 0.3 ~ 1.7


6 ~ 10

 100 11.0 ~ 19.0
200 5.9 ~ 10.0
300 3.9 ~ 7.0
400 2.9 ~ 5.0
500 2.3 ~ 3.9
600 1.9 ~ 3.3
도 5와 하기의 [수학식 1]을 참조하면 상기 Fill Factor는 하나의 기판에 형성된 격자형상의 패턴{감지부(110) 또는 더미부(130)의 형상} 또는 다중의 기판을 적층함으로써 나타나는 격자형상의 임의의 기판의 면적에서 전극층{감지부(110)와 더미부(130)로 형성되는 전극층을 의미함}이 차지하는 면적을 나눈 비율로서 아래와 같이 정의된다.
Figure pat00001
이와 같이 정의되는 Fill Factor가 1.4보다 작을 경우, 투과율은 증가하지만 전극층의 저항 상승과 정전용량의 접촉면적이 감소하여 터치 동작 수행이 원활하지 않을 가능성이 있으며 Fill Factor가 10보다 클 경우, 전극층이 기판에서 차지하는 면적이 커서 투과율이 저하되고 패턴이 시인되는 단점이 있다.
이에 따라 Fill Factor는 1.4 ~ 10.0% 사이의 값을 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.4 ~ 7.0% 사이의 값을 갖는 것이 바람직하다. 상기 Fill Factor의 값에 따라 선폭과 피치를 적절히 조정하여 사용하는 것이 좋다.
또한 본 실시예에서 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 미리 결정된 각도에 따라 틸팅(tilting)된 것이 바람직하다. 도 4를 참조하면 본 실시예에서 형성되는 선들은 수평축을 기준으로 45°기울어진 형태의 패턴을 가지며, 기울어진 형태를 가지는 것은 단위 면적당 터치 입력을 감지하기 위한 전극의 비율을 높여 감지의 정확도를 높이기 위한 것이며 나아가, 틸팅되는 미리 결정된 각은 일정한 방향의 패턴과 상기 패턴과 다른 패턴의 상호 간섭에 따른 모아레 현상의 발생을 방지하기 위해 결정된 각도인 것이 바람직하다. 본 실시예에서 패턴과 다른 패턴의 간섭은 각각 다른 방향의 터치 위치를 감지하는 복수의 기판이 적층됨에 있어서 기판에 형성된 전극의 패턴이 간섭을 일으키는 것일 수 있으며, 또는 영상 정보를 표시하는 영상 정보 표시부에 포함된 복수의 화소들이 형성하는 패턴들과의 사이에서 발생되는 것일 수 있다.
모아레 현상이란 일반적으로, 독립된 두 개의 주기적인 패턴들이 일정 각도로 적층될 경우에 형성되는 자연적인 간섭현상(interference phenomenon)이다. 모아레 패턴은 물결 형태의 곡선(wave), 잔물결(ripple), 스크린의 표시 영상과 적층되어 보이는 작은 다발(wisp) 형태의 강도 변동 등으로 나타난다.
본 실시예에서 모아레 현상의 발생을 방지하는 것은 패턴의 상호 간섭을 방지하여 패턴의 적층에 따른 물결 형태의 곡선(wave), 잔물결(ripple), 스크린의 표시 영상과 적층되어 보이는 작은 다발(wisp) 형태의 강도 변동들이 발생하지 않도록 패턴들의 방향 간에 소정의 제1 각에 따른 비틀림을 주는 것일 수 있으며, 또는 적층에 따라 형성된 강도 변동을 사용자가 인식하지 못하도록 하는 것일 수 있다. 이때, 사용자가 인식하지 못한다는 것은 형성된 패턴이 반복되는 간격이 분해능(사람의 육안으로 분별 가능한 간격의 정도) 이하의 간격인 경우를 의미한다.
또한 본 실시예에서 틸팅 각도는 도 4에 도시된 각도 외에 선폭 및 피치에 따라 달리 결정될 수 있는 각도를 포함한다. 또한 본 실시예에서의 일정한 방향의 패턴은 틸팅된 패턴을 기준으로 일정한 방향을 가지므로 감지부(110)와 더미부(130), 감지 연결부(120) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)는 틸팅된 패턴에 대하여 서로 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결된 전극으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하면 터치 스크린 센서 기판은 기재(100)와 수지층(102), 그리고 감지부(110) 및 더미부(130)를 형성하는 전극층(112)을 포함한다.
기재(100)는 투명기재로 형성됨이 바람직하다. 즉, 일정 투명도를 갖는 기재(100)로, 투명기재는 PET(Polyethylene Terephthalate), PI(Polymide), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(PC), 트리아세테이트셀룰로즈(TAC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에테르설폰(PES), PEN(Polyethylene Naphthalate) 또는 글라스(glass) 중 적어도 하나를 이용하여 투명박막 형태로 형성될 수 있다.
수지층(102)은 상기 기재(100)에 적층되며 일면에 패턴화된 음각을 구비한다. 구체적으로, 투명기재에는 수지층(102)이 적층되며, 그와 같은 음각 형상은, 원하는 음각 형상에 대응되는 양각 형상의 몰드(mold)를 이용하여 수지층(102)에 임프린팅함으로써 형성된다. 즉, 양각 형상의 몰드를 이용하여 수지층(102)에 음각을 형성하는 것이다. 이에 따라 하나 이상의 음각이 어떠한 패턴을 이루게 된다. 음각이 형성된 수지층(102)의 단면은 사각형, 삼각형, 및 사다리꼴 중 어느 하나의 음각 형상을 가질 수 있다. 몰드의 양각 형상이 사각형이면 수지층(102)에 형성된 음각 형상도 사각형이고, 몰드의 양각 형상이 삼각형이면 수지층(102)에 형성된 음각 형상도 삼각형이고, 몰드의 양각 형상이 사다리꼴이면 수지층(102)에 형성된 음각 형상도 사다리꼴임은 물론이다. 수지층(102)에서 음각의 ‘폭’은 1㎛ 내지 10㎛, ‘깊이’ 는 1㎛ 내지 10㎛, 음각과 음각 사이의 ‘피치’는 200㎛ 내지 600㎛로 형성될 수 있다. 물론 이는 일 실시예에 불과하며 상기 음각의 폭, 깊이 및 피치는 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 또한, 수지층(102)은 UV(UltraViolet) 수지 또는 열경화성 수지로 구현되는 것이 바람직하다.
전극층(112)은 상기 음각에 전도성 재료를 충진하여 형성되는 것으로, 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130) 및 감지 연결부(120) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)가 상기 전극층(112)에 의해 형성된다. 여기서 전도성 재료의 일례로는 동(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P) 등 일 수 있다.
감지부(110)와 더미부(130)는 동시에 형성될 수 있으며, 동일한 전도성 재료로 형성되나, 상술한 바와 같이 감지부(110)는 터치신호를 감지하고 전송하는 전기적으로 활성인 전극이며, 더미부(130)는 전기적으로 불활성인 전극이다.
또한 터치 스크린 센서 기판은 감지부(110), 더미부(130), 감지 연결부(120) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)의 시인성을 저감시키는 블랙층(114)을 더 포함할 수 있다. 상기 블랙층(114)은 상기 음각의 전극층(112) 상부 또는 수지층(102)과 전극층(112) 사이에 적층되는 것이 바람직하다. 도 6(a)를 참조하면 본 실시예에서 블랙층(114)은 수지층(102)과 전극층(112) 사이에 적층되어, 수지층(102)에 형성된 음각에서 전극층(112)을 감싸는 형태의 블랙층(114)을 더 포함하도록 하여 전극층(112)의 시인성을 감소시키는 것이 가능하며, 또 다른 실시예에 따라 도 6(b)를 참조하면, 블랙층(114)이 전극층(112)을 감싸는 형태가 아닌 음각의 내부에서 전극층(112)을 덮는 형태로 적층 시킨다. 이에 따라 본 실시예에 따른 감지기판은 블랙층을 이용하여 전극층이 외부에서 시인되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 블랙층은 카본 블랙을 포함하는 전도성을 띠며 검은색의 금속재료를 이용하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 스크린 센서를 설명하기 위한 예시도 이다. 도 7(a)를 참조하면 제1 센서부(200)와 제2 센서부(300)가 서로 접합되어 터치 스크린 센서를 형성한다. 즉 제1 센서부(200)와 제2 센서부(300)는 상, 하부 기판이 되어 서로 접합되며, 이들 사이에는 점착제층(400)이 게재될 수 있다. 점착제층(400)로 광학적 투명 점착제 점착제(OCA, Optical Clear Adhesive)를 사용함으로써 터치 스크린 센서의 투명성을 유지함이 가능하다.
본 실시예에서 제1 센서부(200)는 기재의 일면에 제1 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부(210)와 제1 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 제1 감지부(210)를 연결하는 제1 감지 연결부(220)를 포함한다.
제2 센서부(300)는 기재의 타면에 일정한 방향 제2 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부(310) 및 상기 제2 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 감지부(310)를 연결하는 제2 감지 연결부(320)를 포함한다. 본 실시예에서 타면은 제1 센서부(200) 및 제2 센서부(300)가 동일한 기재에 대하여 양면에 형성되는 경우 어느 하나의 기판이 형성되는 면을 일면이라 하였을 때 기판이 형성되지 않은 기재의 다른 면을 타면이라 한다. 도 7(b)를 참조하면, 제1, 제2 센서부(200, 300)가 서로 등진 상태로 점착제층(400)을 매개로 접합되어 있는 구성이 도시되어 있으나, 이들 기판이 서로 마주보고 접합되는 구성도 가능함은 물론이다. 나아가 제1 센서부와 제2 센서부는 복수의 기재에 대하여 각각의 일면에 형성될 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았으나 제1 센서부(200)와 제2 센서부(300)에는 상기 각 센서부(100, 200)에 적층 형성되는 절연층을 더 포함할 수 있다. 여기의 절연층은 투명도를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 상기 PET에 적층되는 투명도를 갖는 코팅을 포함할 수 있으며, 이러한 절연층에는 터치 스크린 패널에서 외부광의 반사율을 경감시키기 위한 AR(Anti Reflection)-LR(Low Refection)-AG(AntiGlare coating)층이 더 적층되는 것도 바람직하다.
또한 본 실시예에 따른 터치 스크린 센서 중 제1 센서부(200)는 상기 제1 감지부(210)에 인접하며 상기 제1 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부(110)의 시인성을 저감시키는 다수의 제1 더미부(230)와 상기 제1 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고, 상기 제1 더미부(230)를 연결하는 제1 더미 연결부(미도시)가 포함될 수 있다. 이때, 제1 센서부(200)의 제1 더미부(230)가 제2 센서부(300)의 제2 감지부(310)와 대응되도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한 제2 센서부(300)는 상기 제2 감지부(310)에 인접하며 상기 제2 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 감지부(210)의 시인성을 저감시키는 다수의 제2 더미부(330) 및 상기 제2 패턴의 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 더미부(330)를 연결하는 제2 더미 연결부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상술된 제1 센서부(200) 및 제2 센서부(300)는 본 발명에 따른 터치 스크린 센서 기판 중 하나 및 다른 하나인 것이 바람직하며, 따라서 이에 대한 상세한 설명은 상술된 터치 스크린 센서 기판에 대한 설명과 동일하므로 생략한다.
본 발명에서 제1 센서부(200)와 제2 센서부(300)의 접합은 제1 센서부(200)에 형성된 제1 감지부(210)와 제2 센서부(300)에 형성된 제2 감지부(310)가 상호 직교하는 방향으로 접합되도록 함이 바람직하다. 즉, 제1 감지부(210)의 제1 방향이 좌표축 상의 y방향이면, 제2 감지부(310)의 제2 방향은 좌표축 상의 x방향이 될 수 있도록 서로 접합된다.
이때, 제1 감지부(210)와 대응하는(마주보는) 위치의 제2 센서부(300)에는 제2 더미부(330)가 형성되며, 제2 감지부(310)와 대응하는 위치의 제1 센서부(200)에는 제1 더미부(230)가 형성된다. 제1 더미부(230)는 상기 제2 감지부(310)의 위치에 대응되는 기재의 일면의 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 이와 반대로 제2 더미부(330)는 상기 제1 감지부(210)의 위치에 대응되는 상기 기재의 타면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 도 7(b)를 참조하면, 본 실시예에서 터치 스크린 센서 상에서 X축 방향의 터치 위치를 감지하는 제1 감지부(210)의 위치에 수직 방향으로 대응되는 위치에 Y축 방향의 제2 더미부(330)가 기재의 타면에 위치되며, 반대로 Y축 방향의 터치 위치를 감지하는 제2 감지부(310)의 위치에 수직 방향으로 대응되는 위치에는 X축 방향의 제1 더미부(230)가 기재의 일면에 위치하게 된다. 따라서, 제1 감지부(210)와 제2 감지부(310)는 교호 배치되어 사용자의 터치신호 입력 시 그 좌표를 산출할 수 있도록 형성된다.
또한 본 실시예에서 제1 센서부 및 제2 센서부는 상술된 바와 같이 동일한 기재의 일면 및 타면에 형성 가능하며 또는 각각 다른 기재에 대하여 형성될 수도 있다.
다른 기재에 대하여 제1 및 제2 센서부가 형성되는 경우에도 동일한 기재에 형성되는 경우와 유사하게 제1 센서부와 제2 센서부의 접합은 제1 센서부에 형성된 제1 감지부와 제2 센서부에 형성된 제2 감지부가 상호 직교하는 방향으로 접합되도록 함이 바람직하다. 즉, 제1 감지부의 제1 방향이 좌표축 상의 y방향이면, 제2 감지부의 제2 방향은 좌표축 상의 x방향이 될 수 있도록 서로 접합된다.
이때, 제1 감지부와 대응하는 위치의 제2 센서부에는 제2 더미부가 형성되며, 제2 감지부와 대응하는 위치의 제1 센서부에는 제1 더미부가 형성된다. 제1 더미부는 상기 제2 감지부의 위치에 대응되는 상기 기재의 일면의 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 이와 반대로 제2 더미부는 상기 제1 감지부의 위치에 대응되는 상기 기재의 타면의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 영상 정보 표시부와 터치 스크린 센서를 포함한다.
영상 정보 표시부는 복수의 화소를 이용하여 영상 정보를 표시하는 것으로 영상 정보 표시부는 복수의 화소를 이용하여 영상 정보를 표시한다. 본 실시예에서 영상 정보 표시부는 휴대전화(mobile phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기에 사용되는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 영상 표시 장치인 것이 바람직하다. 이외에도 영상 정보 표시부는 네비게이션, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 터치입력 지원 운영체제를 사용하는 데스크탑 컴퓨터, IPTV(InternetProtocol TV), 최첨단 전투기, 탱크, 장갑차 등 영상 출력 장치가 사용될 수 있는 전 산업분야에서 영상을 표시하는 장치가 될 수 있다.
터치 스크린 센서는 제1 센서부와 제2 센서부를 포함한다. 본 실시예에서 제1 센서부는 영상 정보 표시부의 상면에 위치하는 기재의 일면에 일정한 제1 방향의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부와, 상기 제1 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제1 감지부를 연결하는 제1 감지 연결부를 포함하며, 제2 센서부는 상기 기재의 타면 또는 다른 기재의 일면에 일정한 제2 방향의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부와, 상기 제2 방향과 동일 또는 유사한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 감지부를 연결하는 제2 감지 연결부를 포함한다.
이하 제1 및 제2 센서부는 앞서 설명한 터치 스크린 센서 기판 또는 터치 스크린 센서의 제1 및 제2 센서부(200, 300)와 대응되는 것으로 따라서 이에 대한 상세한 설명은 중복되는 것이므로 생략한다.
이하에서는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 수지층에 음각을 형성하고 충진하여 전극을 형성하는 과정에 대해 설명한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 센서 기판의 제작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8을 참조하면 터치 스크린 센서 기판의 제작 방법은 수지층 도포 단계(S100), 음각 성형 단계(S200), 전극층 형성 단계(S300), 블랙층 형성 단계(S400)를 포함한다.
수지층 도포 단계(S100)는 기재 위에 수지층을 적층하며 기재로는 수지성 필름 또는 글라스가 사용될 수 있다. 기재는 투명기재로 형성됨이 바람직하다. 즉, 일정 투명도를 갖는 기재로, 상술된 재료 중 적어도 하나를 이용하여 투명박막 형태로 형성될 수 있다. 기재의 두께는 휘도 향상을 위해 25 ~ 250㎛ 범위가 적합하고 광선 투과율은 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이 적합하다.
음각 성형 단계(S200)는 수지층을 몰드로 임프린트하여, 패턴화된 음각을 형성한다. 수지층(102)으로 UV 경화 수지 또는 열경화성 수지를 사용하는 경우는 경화되기 전의 재료에 몰드를 압착하고 누른 상태에서 UV 또는 열을 가해서 수지층(102)을 경화시킨 후, 몰드를 제거함으로써 음각을 형성할 수 있다. 이때, 수지층(102)에 음각을 형성하기 위한 양각 형상의 몰드는 표면 조도가 충분히 낮은 재료를 사용하여 음각 패터닝 후 헤이즈(haze)가 4% 이하가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 Haze가 4%를 초과할 경우 휘도가 저하되어 제품 성능에 악영향을 미치기 때문이다. 본 실시예에서 감지부(110), 감지 연결부(120) 및 더미부(130)는 음각 성형 단계에서 형성된 음각에 전도성 재료가 충진되는 전극층 형성단계를 통하여 형성되므로, 음각 성형 단계는 상술된 터치 스크린 센서 기판의 전극의 구조를 음각으로 형성하는 단계이다.
따라서 음각 성형 단계(S200)는 기재의 일면에 일정한 방향의 패턴으로 형성되는 감지부(110) 및 상기 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 형성되며 상기 감지부(110)를 연결하는 감지 연결부(120)의 형성을 위하여 음각을 성형한다. 또한 음각을 성형하는 단계는, 상기 감지부(110)에 인접하며 상기 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 형성되며 상기 감지부(110)의 시인성을 저감시키는 더미부(130) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)의 형성을 위하여 음각을 성형하는 단계를 더 포함한다.
상술한 바와 같이 본 실시예에서 일정한 방향의 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130)의 경계에서 상기 패턴의 일부가 끊어진 것이 바람직하며, 패턴의 일부가 끊어진 것은 상기 감지부(110), 상기 감지 연결부(120), 더미부(130) 및 더미 연결부가 존재하는 경우 더미 연결부(미도시)의 상기 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것이 바람직하며 감지부(110)와 더미부(130)의 경계에서 패턴의 일부가 끊어진 것은 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130)가 전기적으로 서로 절연되기 위한 것이며 또한 끊어진 것으로 상기 감지부(110)와 상기 더미부(130)의 패턴의 가장자리가 테두리 전극으로 연결되지 않은 것을 의미한다.
상술한 바와 같이 가장자리가 개방됨으로써 테두리 전극으로 연결되어 연속성이 사라져 단절되어 보이는 문제를 해결하고 실제로 미세한 간격으로 떨어져 있으나 전체적으로 볼 때 사용자가 전극이 연속된 것으로 인식하도록 하여 감지부(110)의 시인성을 감소시킬 수 있다. 또한 본 실시예에서 가장자리가 개방되어 형성되는 것은 상기 패턴이 감지부(110) 또는 더미부(130)의 가장자리에서 전극이 교호적으로 길이가 짧고 길어지도록 배치되는 복수의 전극으로 형성되는 것일 수 있다.
본 실시예에 따른 음각 성형단계(S200)에서 형성되는 패턴은 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 패턴인 것이 바람직하며, 상기 패턴의 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 선폭 및 상기 선들 간의 간격을 정의하는 피치(pitch)가 동일하거나 또는 미리 설정된 유사도의 선폭 또는 피치를 갖는 것이 바람직하다. 또한 상호 교차되는 격자 형상의 선들은 미리 결정된 각도에 따라 틸팅(tilting)된 것이 바람직하다.
전극층 형성 단계(S300)는 음각 성형단계(S200)에서 형성된 음각에 전도성 재료를 충진하는 것으로, 상기 감지부(110), 상기 감지 연결부(120) 및 상기 더미부(130)는 전극층 형성 단계(S300)에서 전도성 재료가 충진된 전극층(112)에 형성된다. 여기서 전도성 재료의 일례로는 동(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니켈-인(Ni-P) 등 일 수 있다.
따라서 본 실시예에서 감지부(110)와 더미부(130)는 동시에 형성됨이 가능하며, 동일한 전도성 재료로 형성되나, 상술한 바와 같이 감지부(110)는 터치신호를 감지하고 전송하는 전기적으로 활성인 전극이며, 더미부(130)는 전기적으로 불활성인 전극이다.
전극층 형성 단계(S300)는 시드층의 형성을 통해 형성 가능하며, 보다 상세하게는 음각의 내표면과 수지층(102)의 표면에 이후에 형성될 ‘시드층’과 ‘수지층(102)’ 간의 부착성을 향상시키기 위한 표면 처리를 해주어 표면 처리층을 형성하는 것이 바람직하다.
표면 처리로는 알칼리계 수용액을 이용한 화학 에칭 또는 촉매 처리, 플라즈마 또는 이온빔 처리 등을 적용할 수 있다.
그리고 나서, 표면 처리층 위에 금속성 시드층을 형성한다. 시드층은 금속 물질을 이용하여 무전해 도금, CVD 증착, 스퍼터링 또는 인쇄법으로 형성할 수 있다. 본 명세서에서, 금속 물질이란 앞서 언급한 전극 물질을 의미한다. 이후 전극층은 시드층에 무전해 도금, 전해도금, CVD 증착, 스퍼터링, 코팅법 또는 인쇄법을 수행하여 형성할 수 있다.
음각의 패턴 영역 이외의 수지층 표면에서 시드층을 제거하는 방법은 패턴 영역인 음각의 내부에 내에칭성을 가지는 수지를 충진시킨 뒤, 에칭액에 침전시켜 선택적으로 수지층의 표면에 형성된 시드층을 제거한다. 이 경우에 에칭에 사용되는 약품은 질산 계열, 황산 계열, 염산 계열, 황산동 계열, 염화제이철, 염화동 중 어느 하나를 포함한다.
또한 전극층 형성 단계(S300)는 수지층의 음각에 시드층 없이 전극을 형성하는 것도 가능하며, 보다 상세하게는 음각에 시드층 없이 전극층을 형성하는 것으로 전도성 재료를 수지층(102)의 표면과 음각에 도포한 후 수지층(102) 표면의 잔여 물질을 블레이드로 제거하여 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 수지층(102)에 금속성의 시드층 없이 전도성 재료를 코팅하고 블레이드(blade)를 이용하여 그 외의 표면에는 잔여물이 남지 않게 닦아 내거나 긁어냄으로써 터치 스크린 패널용 기판을 제조할 수 있다.
블랙층 형성 단계(S400)는 전극층 형성 단계(S300)에서 형성된 음각의 전극층(112) 상부에 전도성을 띠며 검은색의 재료를 적층한다. 본 실시예에서 블랙층 형성 단계(S400)는 도 6(b)에서 상술한 바와 같이 블랙층(114)을 적층하여 전극층(112)의 시인성을 감소시킨다.
이하 본 실시예에서의 터치 스크린 패널의 단면 구조를 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 액정 패널(LCD 패널)에 2개의 기판이 적층되며, 각각의 기판은 UV 수지, PET, Hard coating으로 구성된다. 즉, 각각의 기판은 전극층을 포함하는 수지층, 그 수지층 위에 적층된 PET, 그 PET 위에 적층된 일정 경도 이상의 코팅(Hard coating)으로 구성될 수 있으며, 이들 기판은 점착제층(OCA)에 의해 접합될 수 있는데, 코팅과 수지층 사이에 점착제층(OCA)을 개재하여 각 기판을 접합하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 터치 스크린 패널의 가장 윗면에 AR/LR/AG 층이 적층됨으로써 구성하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 터치 스크린 패널의 가장 윗면에 점착제층(OCA)을 형성하고, 그 점착제층에 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 적어도 하나가 적층됨으로써 구성할 수 있다.
상부 기판은 UV 수지 상부에 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 하나를 적층하여 구성된다. 즉, 상부 기판이 전극층을 포함하는 수지층, 그 수지층에 적층된 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 하나로 구성되어, 점착제층(OCA)에 의해 상부 기판과 하부 기판이 접합될 수 있다. 또한 하부 기판의 코팅과 상부 기판의 수지층 상에 점착제층을 개재하여 이들 기판을 접합하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 액정 패널에 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 하나가 적층되고, 이 위에 전극층을 포함하는 수지층이 적층된 하부 기판과, 전극층을 포함하는 수지층에 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 하나가 적층된 상부 기판을 점착제층에 의해 접합하여 구성된다.
상기 터치 스크린 패널은 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 어느 하나로 선택되는 층을 경계로 적층되되, 상기 선택된 층의 상하부에 적층되는 수지층은, 수지층에 포함된 전극층이 상기 선택된 층에 직접 접촉하지 않도록 하여 적층되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 음각에 형성된 전극층을 포함하는 수지층을 상기 글라스, 아크릴 또는 일정 경도 이상의 투명 기재 중 어느 하나로 선택되는 층에 직접 접합시킬 수 있으므로 점착제의 사용을 줄일 수 있고, 이로 인하여 제조 비용을 절감할 수 있기 때문이다.
한편, 수지층의 음각이 LCD 패널과 접하게 되는 구조의 터치 스크린패널의 경우에는 LCD 패널과 수지층이 접할 때, 수지층에 형성된 음각이 조도 역할을 하여 디스플레이 상의 화질을 떨어뜨린다. 따라서, 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 반드시 전극층을 포함하는 수지층의 음각에 OCA나 점착제를 충진하여야 한다.
100 기재 102 수지층
110 감지부 112 전극층
114 블랙층 120 감지 연결부
130 더미부 200 제1 센서부
210 제1 감지부 220 제1 감지 연결부
230 제1 더미부 300 제2 센서부
310 제2 감지부 320 제2 감지 연결부
330 제2 더미부 400 점착제층

Claims (33)

  1. 제1 기재의 일면에 일정한 제1 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부(210); 상기 격자 형상의 패턴의 제1 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 제1 감지부(210)를 연결하는 제1 감지 연결부(220)를 구비하는 제1 센서부(200); 및
    상기 제1 기재의 타면 또는 다른 제2 기재의 일면에 일정한 제2 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부(310); 상기 제2 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제2 감지부(310)를 연결하는 제2 감지 연결부(320)를 구비하는 제2 센서부(300)를 포함하고,
    상기 제1, 제2 감지부(210, 310)의 일정한 방향으로 형성된 선들의 선폭 또는 피치는 상기 제1 또는 제2 기재에서 상기 선들이 차지하는 면적인 채움 비율(fill factor)이 10% 이하가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 센서부(200)는,
    상기 제1 감지부(210)에 인접하며 상기 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고 상기 제1 감지부(210)와 절연되어 형성되는 다수의 제1 더미부(230)를 포함하며,
    상기 제1 더미부(230)는 상기 제2 감지부(310)의 위치에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 센서부(210)는,
    상기 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제1 더미부(230)를 연결하는 제1 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 센서부(300)는,
    상기 제2 감지부(310)에 인접하며 상기 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고 상기 제2 감지부(310)와 절연되어 형성되는 다수의 제2 더미부(330)를 포함하며,
    상기 제2 더미부(330)는 상기 제1 감지부(210)의 위치에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 센서부(300)는,
    상기 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제2 더미부(330)를 연결하는 제2 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 격자 형상의 제1 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제1 감지부(210)와 상기 제1 더미부(230)의 경계에서 상기 격자 형상의 제1 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제1 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 제1 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 격자 형상의 제2 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제2 감지부(310)와 상기 제2 더미부(330)의 경계에서 상기 격자 형상의 제2 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제2 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 제2 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 방향으로 형성된 선들과 상기 제2 방향으로 형성된 선들은 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 상호 간섭에 따른 모아레 현상의 발생을 방지하는 각도로 틸팅(tilting)된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  11. 기재의 일면에 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부(210); 상기 격자 형상의 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 제1 감지부(210)를 연결하는 제1 감지 연결부(220); 상기 제1 감지부(210)에 인접하며 상기 격자 형상의 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고, 상기 제1 감지부(310)와 절연되어 형성되는 다수의 제1 더미부(230)를 포함하는 제1 센서부(200); 및
    기재의 일면에 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부(310); 상기 격자 형상의 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 제2 감지부(310)를 연결하는 제2 감지 연결부(320); 상기 제2 감지부(310)에 인접하며 상기 격자 형상의 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고, 상기 제2 감지부(310)와 절연되어 형성되는 다수의 제2 더미부(330)를 포함하는 제2 센서부(300)로 구성되고,
    상기 제1, 제2 센서부(200, 300)의 전극은 기재(100)에 적층되며 일면에 패턴화된 음각을 구비하는 수지층(102), 상기 음각에 전도성 재료가 충진되어 형성된 전극층(112) 및 상기 전극층(112)에 형성되어 상기 제1, 제2 감지부(210, 310)와 상기 제1, 제2 더미부(230, 330)의 시인성을 저감시키는 블랙층(114)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 센서부(200)는 상기 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제1 더미부(230)를 연결하는 제1 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 센서부(300)는 상기 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며, 상기 제2 더미부(330)를 연결하는 제2 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 격자 형상의 제1 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제1 감지부(210)와 상기 제1 더미부(230)의 경계에서 상기 격자 형상의 제1 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제1 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 격자 형상의 제1 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 격자 형상의 제2 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제2 감지부(310)와 상기 제2 더미부(330)의 경계에서 상기 격자 형상의 제2 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제2 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 격자 형상의 제2 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 센서.
  18. 복수의 화소를 이용하여 영상 정보를 표시하는 영상 정보 표시부;
    상기 영상 정보 표시부의 상면에 위치하는 제1 기재의 일면에 일정한 제1 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부(210); 상기 격자 형상의 패턴의 제1 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 제1 감지부(210)를 연결하는 제1 감지 연결부(220)를 구비하는 제1 센서부(200); 및
    상기 제1 기재의 타면 또는 다른 제2 기재의 일면에 일정한 제2 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부(310); 상기 제2 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제2 감지부(310)를 연결하는 제2 감지 연결부(320)를 구비하는 제2 센서부(300)를 포함하고,
    상기 제1, 제2 감지부(210, 310)의 일정한 방향으로 형성된 선들의 선폭 또는 피치는 상기 제1 또는 제2 기재에서 상기 선들이 차지하는 면적인 채움 비율(fill factor)이 10% 이하가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제1 센서부(200)는,
    상기 제1 감지부(210)에 인접하며 상기 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고 상기 제1 감지부(210)와 절연되어 형성되는 다수의 제1 더미부(230)를 포함하며,
    상기 제1 더미부(230)는 상기 제2 감지부(310)의 위치에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 센서부(200)는,
    상기 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제1 더미부(230)를 연결하는 제1 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 센서부(300)는,
    상기 제2 감지부(310)에 인접하며 상기 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고 상기 제2 감지부(310)와 절연되어 형성되는 다수의 제2 더미부(330)를 포함하며,
    상기 제2 더미부(330)는 상기 제1 감지부(210)의 위치에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 센서부(300)는,
    상기 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제2 더미부(330)를 연결하는 제2 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 격자 형상의 제1 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제1 감지부(210)와 상기 제1 더미부(230)의 경계에서 상기 격자 형상의 제1 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제1 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 격자 형상의 제1 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 격자 형상의 제2 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제2 감지부(310)와 상기 제2 더미부(330)의 경계에서 상기 격자 형상의 제2 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제2 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 격자 형상의 제2 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  27. 복수의 화소를 이용하여 영상 정보를 표시하는 영상 정보 표시부;
    상기 영상 정보 표시부의 상면에 위치하는 기재의 일면에 일정한 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제1 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제1 감지부(210); 상기 격자 형상의 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 제1 감지부(210)를 연결하는 제1 감지 연결부(220); 상기 제1 감지부(210)에 인접하며 상기 격자 형상의 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고, 상기 제1 감지부(210)와 절연되어 형성되는 다수의 제1 더미부(230)를 포함하는 제1 센서부(200); 및
    상기 제1 기재의 타면 또는 다른 제2 기재의 일면에 일정한 제2 방향으로 형성된 선들이 상호 교차되는 격자 형상의 제2 패턴으로 연결되는 전극으로 형성된 다수의 제2 감지부(310); 상기 격자 형상의 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되어 상기 제2 감지부(310)를 연결하는 제2 감지 연결부(320); 상기 제2 감지부(310)에 인접하며 상기 격자 형상의 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되고, 상기 제2 감지부와 절연되어 형성되는 다수의 제2 더미부(330)를 포함하는 제2 센서부(300)로 구성되고,
    상기 제1, 제2 센서부(200, 300)의 전극은 기재(100)에 적층되며 일면에 패턴화된 음각을 구비하는 수지층(102), 상기 음각에 전도성 재료가 충진되어 형성된 전극층(112) 및 상기 전극층(112)에 형성되어 상기 제1, 제2 감지부(210, 310)와 상기 제1, 제2 더미부(230, 330)의 시인성을 저감시키는 블랙층(114)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 센서부(200)는,
    상기 제1 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제1 더미부(230)를 연결하는 제1 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기 제2 센서부(300)는,
    상기 제2 패턴의 방향과 동일한 방향의 패턴으로 연결되는 전극으로 형성되며 상기 제2 더미부(330)를 연결하는 제2 더미 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  30. 청구항 27에 있어서,
    상기 격자 형상의 제1 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제1 감지부(210)와 상기 제1 더미부(230)의 경계에서 상기 격자 형상의 제1 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제1 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 격자 형상의 제1 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  32. 청구항 27에 있어서,
    상기 격자 형상의 제2 패턴은 연속성 있는 패턴으로 형성되되, 상기 제2 감지부(310)와 상기 제2 더미부(330)의 경계에서 상기 격자 형상의 제2 패턴의 일부가 끊어져 상기 격자 형상의 제2 패턴의 가장자리가 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 가장자리가 개방되어 형성되는 패턴은 상기 격자 형상의 제2 패턴이 가장자리에서 교호적으로 길고 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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