KR20130138487A - 메쉬 전극 패턴을 가지는 터치 스크린 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단일 투명 레이어에 격자형태로 교차되는 복수의 제1, 2 전극 라인을 형성하고 각 전극 라인이 교차되는 부위에 브릿지형 접속 패턴을 이용하여 상기 복수의 제1, 2 전극 라인이 전기적으로 구획되도록 메쉬 전극 패턴을 형성한 터치 스크린을 제공하는 것으로서,
본 발명의 일 실시예에 따르면,
절연성 투명 레이어의 일면에 사선 방향의 금속선으로 형성되는 복수의 제1전극 라인; 상기 복수의 제1전극 라인과 동일면에 금속선으로 형성되며, 상기 제1전극 라인과 교차 구조를 형성하는 복수의 제2전극 라인; 상기 복수의 제1전극 라인과 제2전극 라인이 교차하는 교차지점에 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 단절 영역이 형성되며, 다른 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역 사이를 지나는 것을 특징으로 하며, 상기 단절 영역과 대면하는 위치에서 단차가 형성되고, 상기 단절 영역에 의하여 양측으로 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린이 제공된다.

Description

메쉬 전극 패턴을 가지는 터치 스크린 {Touch screen having mesh patterned electrodes}
본 발명은 터치스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극 라인이 교차되는 부위에 접속 패턴을 이용하여 하나의 레이어에 메쉬 전극 패턴을 형성한 터치 스크린에 관한 것이다.
스마트폰, Internet device 및 휴대형 게임기와 같은 휴대단말기는 사용자의 휴대성 향상을 위해서는 보다 슬림한 외관이 요구되고 있다.
이들 휴대단말기는 한정된 사이즈로 인해 메뉴 키, 숫자키 및 방향키를 이용하여 사용자가 원하는 기능을 수행하는데 불편함이 따르므로, 현재 터치스크린을 이용하여 사용자가 화면을 보면서 화면에 표시된 메뉴를 직접 선택하도록 구성되고 있다.
터치스크린은 사용자가 화면을 보면서 화면에 표시된 메뉴를 터치하여 원하는 기능을 수행하므로, 터치스크린은 투명한 재질로 형성되어야 하고, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 전극을 포함하여야 한다.
터치 전극은 통상 터치스크린에서 교차 구조를 갖는 두 개의 전극 라인으로 구성되는데, 두 개의 터치 전극 라인은 개별 시트에 형성되고, 두 개의 시트가 커버 글라스에 중첩되어 배열되도록 함으로써 사용자의 터치 입력을 판단할 수 있다.
격자 구조의 터치 스크린은 정전용량방식이 사용되며, 교차되는 복수의 제1도전측 라인과 제2 도전측 라인으로 sensor electrode 패턴을 형성하게 된다. 이러한 격자 구조의 터치스크린에 터치물이 근접하면 그 지점에 변화되는 정전용량을 가로 세로로 연결되는 각 제1, 2 도전측 라인에서 수집되며, 이 수집된 신호를 분석하여 터치 입력을 감지하게 된다.
터치스크린은 디스플레이장치에서 표시하는 화면을 투영하기 위해 투명한 재질로 형성되어야 하므로, 크로스 구조를 갖는 두 개의 개별 시트 또한 투명한 재질일 필요가 있다.
터치스크린의 전극은, 전기저항이 전도성 금속보다 크지만, 광학적 투과도가 높은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투광성 전도체가 이용되고 있다.
통상 투광성 전도체는 PET 필름상에 형성되며, 박막 제조 시, 증착 시간에 비례하여 막의 표면손상이 발생하고 음이온 충격이 발생하므로 대형화가 곤란하다.
ITO와 같은 투광성 전도체 이용에 대한 문제점에 대해 미국 공개특허 US 2010/0156840에는 메쉬(mesh) 구조의 터치 전극을 이용하여 터치 입력을 감지하는 터치 스크린 센서가 개시된 바 있다.
US 2010/0156840에서 제안된 터치 스크린 센서는 비 투광성인 금속 재질의 X축 터치 전극과 Y축 터치 전극을 개별적으로 구비하는 전극 시트를 중첩하여 사용자의 터치 입력을 감지하도록 터치 패널을 구성하고 있다.
터치 패널을 이용한 전자기기의 경우 슬림화와 정밀한 화상표현 등이 요구됨에 따라, 터치 패널을 이루는 시트층을 얇게 하고, 시트층의 광 투명성을 높이고, 공정단계를 줄일 수 있는 터치 패널 기술이 요구되고 있다.
미국공개특허공보 US 2010/0156840 A1(TOUCH SCREEN SENSOR HAVING VARYING SHEET RESISTANCE)
본 발명의 목적은 단일 투명 레이어에 격자형태로 교차되는 복수의 제1, 2 전극 라인을 형성하고 각 전극 라인이 교차되는 부위에 단절영역을 형성하고, 상기 단절 영역에 의하여 양측으로 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속패턴을 이용하여 상기 복수의 제1, 2 전극 라인이 전기적으로 구획되도록 메쉬 전극 패턴을 형성한 터치 스크린을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 ITO와 같은 투광성 전도체 레이어를 사용하지 않고, 제1, 2 전극 라인 내부에 서브 전극 라인을 형성하여 터치 지점의 위치정보를 감지할 수 있는 메쉬 전극 패턴을 형성한 터치 스크린을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면,
절연성 투명 레이어에 교차구조로 형성되는 제1전극라인 및 제2전극 라인;
상기 제1, 2전극 라인은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 중 적어도 하나의 금속에 대한 합금인 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린이 제공된다.
또한, 상기 절연성 투명 레이어는 유리 및 PET, 투명 Film, 투명 아크릴, 투명 프라스틱 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 투명 레이어의 일면에 사선 방향의 금속선으로 형성되는 복수의 제1전극 라인; 상기 복수의 제1전극 라인과 동일면에 금속선으로 형성되며, 상기 제1전극 라인과 교차 구조를 형성하는 복수의 제2전극 라인; 상기 복수의 제1전극 라인과 제2전극 라인이 교차하는 교차지점에 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 단절 영역이 형성되며, 다른 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역 사이를 지나는 것을 특징으로 하며, 상기 단절 영역과 대면하는 위치에서 단차가 형성되고, 상기 단절 영역에 의하여 양측으로 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린이 제공된다.
ITO와 같은 투광성 전도체를 이용하지 않고 단일 투명레이어에 교차 전극을 터치 전극 라인을 모두 형성함으로써, 두께를 슬림하게 형성 가능하고, 투광성 전도체에 비해 대형화가 용이하다.
또한, 브릿지형 접속 패턴을 이용하여 단일 레이어에 터치 전극을 형성함으로써, 고가의 희토류를 대체하며, 공정단계의 간소화 및 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 패턴을 이용하여 터치 전극을 형성하는 터치스크린의 전극 구조를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극 라인을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 전극 라인과 서브 전극 라인의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 접속 패턴과 서브 전극 라인의 세부도이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 접속 패턴의 일 실시예에 따른 개념도를 도시한 것이다.
도 7은 절연패턴의 다른 실시예에 따른 개념도이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접속 패턴의 개념도를 도시한 것이다.
도 10은 도 5에 도시된 실시예의 접속 패턴에 대한 측면 절단도를 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다." 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 일 실시예에 따른 제1 전극 라인과 제2 전극 라인은 금속 재질로 구성된다. 제1 전극 라인 라인과 제2 전극 라인 라인은, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 적어도 하나에 대한 합금으로 형성될 수 있으나, 이 외에도 전기 전도도를 갖는 금속 산화물일 수도 있다.
또한, 제1 전극 라인은 ITO와 같은 투광성 전도체로 형성될 수 있으며, 제2 전극 라인은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 이들 중 적어도 하나에 대한 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 제1전극 라인은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 이들 중 적어도 하나에 대한 합금이 사용될 수 있으며, 제2 전극 라인은 ITO와 같은 투광성 전도체를 조합 사용하여 형성될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지형 접속패턴을 이용하여 터치 전극을 형성하는 터치스크린(100)의 전극 구조를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 터치 전극에 대한 개념도를 도시한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 전극 패턴을 가지는 터치 스크린은 투명 레이어(101)의 동일 평면에 사선 방향의 금속선으로 형성되는 복수의 제1 전극 라인(110)과 복수의 제2 전극 라인(120)이 함께 형성된다.
제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)은 교차 구조를 형성하며, 이러한 교차구조가 반복되어 투명 레이어(101) 전체면를 터치 영역으로 형성할 수 있다.
본 발명에서 일 실시예에 따른 투명 레이어는 유리, PET 필름 및 기타 투명한 재질로 구성되며, 복수의 제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 형성되는 레이어를 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 레이어(101)는 유리 또는 PET나 PEN 같은 고분자 중합체 등의 비전도성 투명재질로 구성되며, 복수의 제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 형성되는 기판층을 의미할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 교차하면서 이루는 구조를 가진다.
도 3은 터치 전극과 서브 전극의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 상기 복수의 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)은 각각 복수의 서브 전극 라인(301, 311, 302, 312, 303, 313, 304, 314)이 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이 각 전극 라인에 부속되는 복수의 서브 전극 라인은 메쉬(mesh) 구조를 이루면서 배열된다.
상기 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 서브 전극 라인 및 브릿지형 접속 패턴은 동일 재질로 구성될 수 있으나, 제조의 용이함에 따라 어느 하나는 상이한 재질로 구현될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 교차하는 교차지점에 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 단절영역을 형성하게 된다.
그리고 패턴이 단절된 단절영역(A0)에는 다른 전극 라인(110)과 단차(d0)를 이루는 브릿지형 접속패턴(140)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서는 위와 같은 단절영역과 브릿지형 접속 패턴(140)에 의해 제2 전극 라인(120)과 제1 전극 라인(110)을 각각 투명 레이어(101)의 동일 평면에 형성할 수 있게 된다.
이는, 투명 레이어(101)에 복수의 제1 전극 라인(110)을 포함하는 시트와 제2 전극 라인(120)을 포함하는 시트를 중첩하지 않고도 하나의 레이어로 터치스크린(100)를 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 제2 전극 라인(120)이 제1 전극 라인(110)과 교차하는 영역에서 패턴이 단절되도록 형성되며, 패턴이 단절된 단절영역(A0)에는 상기 단절 영역과 대면하는 위치에서 제1 전극 라인(110)과 단차(d0)를 이루며, 상기 단절 영역에 의하여 양측으로 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속패턴인 브릿지형 접속 패턴(140)이 형성된다.
즉, 제 2 전극 라인은 상기 단절 영역 사이를 통과하여 지나게 된다.
그리고 패턴이 단절된 단절영역(A0)에는 제1 전극 라인(110)과 단차(d0)를 이루는 브릿지형 접속 패턴(140)이 형성된다.
위와 같은 단절영역(A0)과 브릿지형 접속 패턴(140)에 의해 제2 전극 라인(120)을 제1 전극 라인 라인(110)과 투명 레이어(101)의 동일 평면에 독립적으로 신호를 전달할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 브릿지형 접속 패턴(140)은 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)의 전기적인 절연을 위해 마련되는 단절영역(A0)에서 아치(arch) 형태를 이루거나 또는 제1전극 라인(110)과 단차(d0)를 가지면서 단절영역(A0)을 전기적으로 연결하는 박판의 형태로 구현될 수도 있다.
브릿지형 접속 패턴(140)과 제1 전극 라인(110)과의 절연을 위해 단절영역(A0)에는 절연층을 삽입하거나 또는 절연패턴을 형성할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)은 각각 복수의 서브 전극을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 전극 라인(120)에는 그물 형태로 연결되는 복수의 서브 전극 라인(301, 311)이 메쉬(mesh) 구조로 형성되어 사용자의 터치 입력에 응답할 수 있다.
서브 전극 라인(301, 302)은 중심부가 비어있는 형태를 가지며, 디스플레이장치(예컨대, LED 패널)에서 방출되는 빛의 대부분이 외부로 방출될 수 있도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린(100)의 광 투과율을 향상시키기 위해, 메쉬 구조를 갖는 서브 전극 라인은 가늘게 형성할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 투명성과 터치 신호에 대한 신뢰성을 위하여 메쉬 구조를 갖는 서브 전극 라인(301, 311)의 두께는 0.05um ~ 10um, 서브 전극 라인(301, 311)의 폭(너비)은 0.5um ~10 um 의 범위를 가질 수 있다.
이와 같은 두께와 폭을 갖는 서브 전극 라인(301, 311)이 100um ~ 2000um 간격마다 반복 형성될 때, 터치스크린(100)에 위치하는 서브 전극 라인(301, 311)은 사용자의 시야에 잘 노출되지 않으며, 디스플레이장치(예컨대, LED 패널, LCD 패널 및 유기 EL 패널 등)에서 방출되는 빛의 대부분이 사용자를 향해 방출될 수 있다.
디스플레이장치와 터치스크린(100)이 결합되어 사용될 때, 디스플레이장치와 터치스크린(100) 사이의 재질 및 구조에 따른 광 간섭에 의해 모아레(moire)가 발생할 수 있다.
이상적인 형태는 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)의 교차점을 수직으로 이은 라인이 터치스크린(100)의 상측 라인(L1)과 직각을 이루게 되나, 일정 각도 기울게 되면 모아레(moire)를 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 모아레(moire) 방지를 위해 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 직각을 이룰 경우 제2 전극 라인(120)과 상측 라인(L1)이 이루는 예각의 각도(θ)는 25도 ~ 65도를 이루게 된다.
즉, 실험치에 의하면, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)의 교차점을 세로방향으로 이은 라인을 터치스크린(100)의 상측 라인(L1)과 직각을 이루게 되는 선상에서 좌우로 20도 범위 내에서 기울게 되는 형태로 메쉬 전극을 형성하게 되면 모아레(moire)를 최소화할 수 있게 된다.
위와 같은 기울임에 대한 각도는 디스플레이장치의 재질 및 구조에 따라 달라질 수 있으며, 좌우로 0° ~ 20°범위 내에서 맞추어 조절함으로써, 모아레(moire)를 최소화할 수 있게 된다.
도 3은 제1, 2 전극 라인과 서브 전극 라인의 구조에 대한 개념도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 교차함에 따라, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120) 주변은 A 영역 내지 D 영역으로 구획될 수 있다.
제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)에 의해 구획된 A 영역과 C 영역은 제1 전극 라인(110)에 연결되고, B 영역과 D 영역은 제2 전극 라인(120)에 연결된다.
도 3을 참조하면, A 영역과 C 영역에 격자형으로 형성되는 서브 전극 라인(301, 311, 303, 313)은 제 1 전극 라인(110)에는 접속(211)되고 제 2 전극 라인에는 전기적으로 단절(201)되도록 형성된다. 또한, B 영역과 D 영역에 격자형으로 형성되는 서브 전극 라인(302, 312, 304, 314) 제2 전극 라인(120)에는 접속(212, 214)되고 제1 전극 라인(110)에는 전기적으로 단절(202, 204)되도록 형성된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)에 의해 구획되어 세로로 마주보는 영역에 형성되는 복수의 서브 전극 들은 제1 전극 라인(110)에 접속되고 제2 전극 라인(120)은 단절되는 형태로 형성되며, 가로로 마주보는 영역에 형성되는 복수의 서브 전극 들은 제2 전극 라인(120)에 접속되며, 제1 전극 라인(110)은 단절되는 형태로 형성된다.
이러한 연결구조에 의해 A 영역과 C 영역을 연결하는 선분(L2)과 B 영역과 D 영역을 연결하는 선분(L3)이 수직으로 교차할 수 있다. 도시된 선분(L2, L3)이 터치스크린(100) 상에서 일정 간격마다 반복 형성될 때, 도시된 선분(L2, L3)은 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)에 터치입력 및 위치정보를 지시하는데 이용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 도 3에서, 제2 전극 라인(120)과 제1 전극 라인(110)이 교차하는 영역에는 제1 전극 라인(110)과 단차를 이루는 브릿지형 접속 패턴(140)이 형성되어 제2 전극 라인(120)이 제1 전극 라인(110)과 전기적인 절연을 이루도록 할 수 있다.
도 4는 브릿지형 접속 패턴과 서브 전극 라인에 대한 세부도 이다.
도 4를 참조하면, 제1 전극 라인(110)을 기준으로 제2 전극 라인(120)의 부분 전극(120b) 방향으로는 서브 전극 라인이 접속(P2)되고, 부분 전극(120a) 방향으로는 서브 전극 라인이 단절(P1)되고 있다.
제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)을 단절하기 위해서는 제1 전극 라인(110)과 교차하는 제2 전극 라인(120)의 부분전극(120a, 120b)은 서브 전극의 격자 크기 만큼 제1 전극 라인(110)에서 이격될 필요가 있다.
도 4를 참조하면, 제1 전극 라인(110)과 이웃하는 부분 전극(120a 120b)의 종단은 제1 전극 라인(110)에서 각각 거리 d2, 및 거리 d1 만큼 이격된 상태를 가진다.
따라서, 부분 전극(120a, 120b)의 단절된 단절영역을 연결하는 브릿지형 접속 패턴(140)의 장축 길이는 부분 전극(120a, 120b)의 종단과 제1 전극 라인(110) 사이의 최단거리(d1, d2)의 합보다는 커야한다. 그러나 브릿지형 접속 패턴(140)의 길이가 너무 길게 형성되면, 실시예에 따른 터치스크린(100)으로 향하는 빛의 광 투과성이 저하되고 너무 짧으면 부분 전극(120a, 120b)과의 접합성이 저하될 수 있으므로, 브릿지형 접속 패턴(140)의 장축 길이는 거리 d1과 d2의 합보다는 크고, 서브 전극(121a)의 4배 보다는 작게 설정되는 것이 바람직하다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 브릿지형 접속 패턴의 일 실시예에 따른 개념도를 도시한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 투명 레이어(101) 상에 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 교차하며, 교차되는 영역에서 제2 전극 라인(120)은 제1 전극 라인(110)과 전기적으로 단절되도록 두 개의 부분 전극(120a, 120b)으로 나뉠 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 두 개의 부분 전극(120a, 120b) 사이에는 두께가 0.5 um ~ 2 um이고, 폭이 1 um ~ 100um인 절연패턴(130)이 도포된다.
절연패턴(130)은 광 투과성이 우수한 투명 레진 또는 투명절연물질(clear insulation)이 이용될 수 있으며, 절연패턴(130)이 도포된 후, 브릿지형 접속 패턴(140)은 부분 전극(120a, 120b)의 양단에 전기적으로 접속된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 브릿지형 접속 패턴(140)은 절연패턴(130)이 도포된 형태에 따라 제1 전극 라인(110)이 지나가는 영역에서 아치 형태를 이룰 수 있다.
절연패턴(130)은 브릿지형 접속 패턴(140)과 제1 전극 라인(110) 사이의 절연성을 확보하기 위해, 지름이 브릿지형 접속 패턴(140)의 폭(너비)에 비해 일정 부분 크게 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다르면, 브릿지형 접속 패턴(140)의 너비(폭)가 50um 라고 가정할 때, 절연패턴(130)의 지름은 50um ~ 100um 의 지름을 가지게 된다.
도 7은 절연패턴(130)의 다른 실시예에 따른 개념도를 도시한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 절연패턴(130)은 제1 전극 라인(110)이 노출되지 않도록 도포될 수도 있다. 예컨대, 제1 전극 라인(110)의 폭(너비)이 2um라고 가정할 때, 절연패턴(130)은 2um 내지 4um의 폭으로 도포하고, 브릿지형 접속 패턴(140)은 절연패턴(130)이 도포된 영역을 가로질러 부분전극(120a, 120b)을 전기적으로 연결할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 절연패턴(130a)은 제1 전극 라인(110)의 길이 방향을 따라 도포되어 제1 전극 라인(110)을 절연하고, 제1 전극 라인(110)이 절연된 상태에서 부분 전극(120a, 120b)의 양측 종단을 브릿지형 접속 패턴(140)으로 연결할 수 있다.
도 7에 의한 일 실시예에 다르면, 제1 전극 라인(110)의 길이방향을 따라 절연패턴(130a)이 형성되면, 제1 전극 라인(110)과 부분 전극(120a, 120b) 사이에는 별도의 절연물질이 도포될 필요가 없으며, 절연물질이 불투명 재질의 제1 전극 라인(110), 및 그 주변에 최소한만 도포되므로 광 투과성이 향상될 수 있다.
이러한 절연패턴은 단절 영역 사이를 지나는 전극 라인의 길이 방향으로 평탄하게 도포되는 절연 패턴, 또는 원, 타원모양으로 도포되는 절연패턴, 또는 중심부가 솟아있는 아치 형태로 도포되는 절연패턴 중 어느 하나일 수 있다.
즉, 도 7에 의한 일 실시예에서는 절연패턴(130a)의 폭이 부분 전극(120b)의 폭(d6) 보다 길게 형성하게 된다.
도 8과 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브릿지형 접속 패턴의 개념도를 도시한다.
도 8을 참조하면, 투명 레이어(101) 상에 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(121, 122)이 상호 교차하며, 상호 교차하는 영역에서 제2 전극 라인(121, 122)은 단절영역을 형성하고 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(121, 122)이 접촉하지 않도록 할 수 있다.
이때, 제2 전극 라인(121, 122)의 종단에는 제2 전극 라인(120)과 동일한 재질의 전극 패드(121a, 122a)가 마련될 수 있다. 전극 패드(121a, 122a)는 비아(via) 홈(151, 152)을 통해 이웃하게 배치되는 브릿지형 접속 패턴(140)과 연결될 때, 브릿지형 접속 패턴(140)과의 전기적인 접촉성 향상을 위해 마련될 수 있다.
브릿지형 접속 패턴(140)과 투명 레이어(101) 사이에는 절연층(150)이 마련될 수 있으며, 절연층(150)은 광 투과율이 높고 비 전도성의 필름" 또는 투명 절연물질(clear insulation)이" 추가필요 배치될 수 있다. 절연층(150)은 브릿지형 접속 패턴(140)과 전극 패드(121a, 122a) 사이의 연결을 위해 비아 홈(151, 152)이 형성되고, 브릿지형 접속 패턴(140)은 비아 홈(151, 152)을 통해 제2패드의 일 측(121a)과 타측(122a)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 절연층은, 상기 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속 패턴과 상기 복수의 제1, 2 전극 라인이 형성된 투명 레이어 사이에 배치되는 비전도성 필름층 이나 투명 절연 물질(clear insulation)일 수 있다.
즉, 비전도성 필름층 또는 투명 절연물질(clear insulation)에 형성되는 비아(via) 홈을 통하여 상기 접속 패턴과 상기 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 상기 브릿지형 접속 패턴과 상기 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 영역에 비아(via) 홈이 형성되어 비아(via) 홈을 통하여 연결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 패드(101)에 형성되는 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)에 대한 정면도를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 교차하며 교차구조를 이룰 때, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 교차하는 영역 사이에는 전 면적에 걸쳐 절연층(150)이 형성된다. 상기 절연층(150)에 의해 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 전기적으로 절연되며, 절연층(150)에 형성되는 비아 홈(121a, 122a)을 통해 브릿지형 접속 패턴(140)이 절연층(150)의 노출면을 따라 연결될 수 있다.
상기 절연층은, 상기 브릿지 접속 패턴과 상기 복수의 제1, 2 전극 라인이 형성된 투명 레이어 사이에 배치되는 비 전도성 필름층일 수 있다.
도 9에 도시된 브릿지형 접속 패턴(140)은 평탄한 절연층(150) 상에 배치되므로 도 3에 도시된 일 실시예와는 달리 평판 형상으로 구현될 수도 있다.
또한, 도 9에 따른 일 실시예에서, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)은 평탄한 절연층(150)에 의해 전기적으로 절연되므로 브릿지형 접속 패턴(140)의 형태가 평판 형상이며, 이는 터치스크린(100) 전체가 평탄면을 이룰 수 있다는 것을 의미한다.
도 10은 도 5에 도시된 일 실시예의 브릿지형 접속 패턴(140)에 대한 측면 절단도를 도시한다.
도 10을 참조하면, 터치스크린(100)은 투명 레이어(101) 상에 형성되는 제1 전극 라인(110), 제1 전극 라인(110)을 절연하는 절연패턴(130), 절연패턴(130)의 양단에 마련되며 단절영역을 구비하는 제2 전극 라인(120)의 부분 전극(120a, 120b) 및 제2 전극 라인(120)의 부분 전극(120a, 120b)을 전기적으로 연결하는 브릿지형 접속 패턴(140)을 포함한다.
브릿지형 접속 패턴(140)은 제1 전극 라인(110)과의 접촉 방지를 위해 투명 레이어(101) 상에 형성되는 절연패턴(130)에 의해 중심부가 솟아있는 아치형태를 이루며, 양단은 제2 전극 라인(120)의 부분 전극(120a, 120b)에 연결되어 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 독립적으로 연결될 수 있게 된다.
도 10에 도시된 구조에서 브릿지형 접속 패턴(140) 상에는 광학투명 양면테이프(OCA: Optically Clear Adhesive)가 배치되거나 투명절연물질(clear insulation)이 배치되어 접착되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 단일 투명 패널(101)을 이용하는 터치스크린은 미크론 단위의 가늘게 형성되는 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)은 디스플레이장치에서 투사되는 영상을 사용자에게 전달하면서도 사용자가 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)의 존재를 잘 느낄 수 없도록 할 수 있다.
더욱이, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)이 별도의 시트에 형성되는 대신 동일한 투명 레이어(101) 상에 형성되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린의 전체 두께는 얇아지므로 종래의 메쉬 구조를 갖는 터치 패널은 물론 투광성 도전체(ITO)를 이용한 종래의 터치 패널에 비해서도 슬림한 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)의 선폭, 두께 및 선간 거리를 갖는 터치 패널을 디스플레이장치와 결합하여 테스트한 결과에 따르면, 일 실시예에 따른 터치 패널은 광 투과율이 90.08%에 이르는 것으로 확인되었다.
투광성 도전체(ITO)를 이용하는 종래의 터치스크린은 X 전극과 Y 전극이 독립적으로 형성되는 별도의 시트를 커버 글라스에 중첩해야 하므로 두 개의 시트가 중첩되었을 때의 광 투과율은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치스크린(100)에 비해 낮은 값을 가지게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린(100)은 단일 투명 패널(101) 상에 한 쌍의 터치 전극(110, 120)이 모두 형성되므로 둘 또는 그 이상의 필름으로 조합되는 종래의 터치스크린에 비해 더 나은 광 투과율을 보일 수 있는 것이다.
또한, 종래의 메쉬스크린의 경우 투광성 도전체를 이용하는 종래의 터치스크린은 X 전극과 Y 전극이 독립적으로 형성되는 별도의 시트를 커버 글라스에 중첩해야 하나, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 메쉬 구조를 커버 글라스 하부에 형성하거나, 백라이트 상부에 장착할 수 있게 되므로 전제척인 두께 및 제조 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
100: 터치 스크린
101: 절연성 투명 레이어
110, 120: 전극 라인
130, 130a 절연패턴
301, 311, 302, 312, 303, 313, 304, 314: 서브 전극 라인
140: 접속 패턴

Claims (14)

  1. 절연성 투명 레이어에 교차구조로 형성되는 제1전극라인 및 제2전극 라인;
    상기 제1, 2전극 라인은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 중 적어도 하나의 금속에 대한 합금인 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 투명 레이어는 유리 및 PET, 투명 Film, 투명 아크릴, 투명 프라스틱 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  3. 투명 레이어의 일면에 사선 방향의 금속선으로 형성되는 복수의 제1전극 라인;
    상기 복수의 제1전극 라인과 동일면에 금속선으로 형성되며, 상기 제1전극 라인과 교차 구조를 형성하는 복수의 제2전극 라인;
    상기 복수의 제1전극 라인과 제2전극 라인이 교차하는 교차지점에 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 제1전극 라인과 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 단절 영역이 형성되며,
    다른 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역 사이를 지나는 것을 특징으로 하며,
    상기 단절 영역과 대면하는 위치에서 단차가 형성되고, 상기 단절 영역에 의하여 양측으로 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접속패턴과 상기 단절영역을 사이를 지나는 전극 라인 사이를 절연하는 절연층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극 라인과 제2전극 라인에 의해 구획되는 영역의 내부에 형성하며,
    상기 제1전극 라인과 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 접속되는 격자형 구조로 형성되는 복수의 서브 전극 라인; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극 라인과 제2전극 라인에 의해 구획되어 세로로 마주보는 영역의 내부에 형성되는 복수의 서브 전극 라인은 상기 제1전극 라인에 접속되고 제2전극 라인은 단절되는 형태로 형성되며,
    상기 제1전극 라인과 제2전극 라인에 의해 구획되어 가로로 마주보는 영역의 내부에 형성되는 복수의 서브 전극 라인은 상기 제2전극 라인에 접속되며, 상기 제1전극 라인은 단절되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극 라인과 제2전극 라인의 교차점을 세로방향으로 이은 가상의 축이 상기 터치스크린의 상측 라인과 직각을 이루게 되는 선상에서 일정 각도로 기울게 형성되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 일정 각도는 좌 또는 우측으로 20도 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속 패턴의 길이는 상기 서브 전극 라인의 격자폭의 2배보다는 길고 4배보다는 작은 범위에 형성되는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 서브 전극 라인의 두께는 0.05um ~ 10um이며, 상기 서브 전극 라인의 폭은 0.5um ~ 10um 의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서브 전극 라인은 100um ~ 2000um 간격으로 반복 형성되는 격자형 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은 두께가 0.5 um ~ 2 um이고, 폭이 1um ~ 100um인 절연패턴인 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 단절 영역 사이를 지나는 전극 라인의 길이 방향으로 평탄하게 도포되는 절연 패턴, 원, 또는 타원모양으로 도포되는 절연패턴, 중심부가 솟아있는 아치 형태로 도포되는 절연패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 접속 패턴과 상기 복수의 제1, 2 전극 라인이 형성된 투명 레이어 사이에 배치되는 비전도성 필름층 또는 투명 절연코팅(clear insulation coating)이며,
    상기 비전도성 필름층 또는 투명 절연코팅(clear insulation coating)에 형성되는 비아(via) 홈을 통하여 상기 접속 패턴과 상기 단절된 전극 라인을 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 메쉬전극 패턴을 가지는 터치 스크린.
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