KR20140016630A - 메쉬 구조의 센싱 패턴을 가지는 터치스크린 패널 - Google Patents

메쉬 구조의 센싱 패턴을 가지는 터치스크린 패널 Download PDF

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Abstract

일 실시 예에 따르는 복수의 감지 전극을 구비하는 터치스크린 패널에 있어서, 상기 복수의 감지 전극은 3개의 금속 세선이 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 가진다.

Description

메쉬 구조의 센싱 패턴을 가지는 터치스크린 패널{Touch screen panel having sesing pattern of mesh structure}
본 출원은 터치스크린 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메쉬 구조의 센싱 패턴을 가지는 터치스크린 패널에 관한 것이다.
터치 패널은 디스플레이 전면에 부착되어 사용자의 터치 입력을 수신하는 장치이다. 일반적으로, 터치 패널은 투명한 플레이트 표면에 도전 라인을 형성하고, 도전 라인을 통하여 사용자의 터치 입력의 위치를 검출한다. 터치 패널은 저항에 의한 전류의 변화를 감지하는 저항식 터치 패널과 커패시턴스의 변화를 감지하는 정전식 터치 패널로 구분된다. 정전식 터치 패널은 저항식 터치 패널에 비하여 터치감이 우수하여 점점 사용 분야가 증가하고 있다.
일반적인 정전식 터치 패널은 투명한 플레이트 상에 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide)과 같은 투명 감지 전극의 상면을 터치하여 터치된 영역의 정전용량의 변동에 따라 위치 좌표를 찾는 방식으로 사용자의 터치 입력의 위치를 검출하고 있다.
최근에는 터치스크린 패널의 고기능화 추세에 따라, 종래의 투명 감지 전극 재료인 인듐주석산화물보다 전기전도도가 높은 도전물질이 요청되고 있다. 이에 따라, 상기 투명 감지 전극을 금속 세선들로 이루어진 금속 메쉬 구조로 구성하는 기술이 새롭게 제안되고 있다.
본 출원은 시인성을 향상시킬 수 있는 메쉬 구조의 센싱 패턴을 구비하는 터치스크린 패널을 제공하는 것이다.
본 출원의 일 측면에 따르는 터치스크린 패널이 제공된다. 상기 터치스크린 패널은 복수의 감지 전극을 구비한다. 상기 복수의 감지 전극은 3개의 상기 금속 세선이 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 가진다.
본 출원의 다른 측면에 따르는 터치스크린 패널이 제공된다. 상기 터치스크린 패널은 복수의 감지 전극을 포함한다. 상기 복수의 감지 전극은 금속 세선으로 이루어지는 복수의 단위 패턴의 집합체이다. 상기 복수의 단위 패턴은 육각형의 형태를 가지고 이차원적으로 집적 배치된다.
본 출원의 또다른 측면에 따르는 터치스크린 패널이 제공된다. 상기 터치스크린 패널은 투광성 기판, 상기 투광성 기판 상에서 제1 방향으로 배열되는 제1 감지 전극, 상기 투광성 기판 상에서 제2 방향으로 배열되는 제2 감지 전극, 및 상기 제1 및 제2 감지 전극의 외곽부에 배치되는 금속 배선을 포함한다. 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 중 적어도 하나는 금속 세선이 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 가진다. 상기 메쉬 패턴 구조는 3개의 상기 금속 세선이 교차하도록 구성된다.
본 출원의 또다른 측면에 따르는 터치스크린 패널이 제공된다. 상기 터치스크린 패널은 투광성 기판, 상기 투광성 기판 상의 제1 감지 전극, 상기 투광성 기판 상의 제2 감지 전극, 및 상기 제1 및 제2 감지 전극의 외곽부에 배치되는 금속 배선을 포함한다. 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 중 적어도 하나는 금속 세선으로 이루어지는 복수의 단위 패턴의 집합체이다. 상기 복수의 단위 패턴은 육각형의 형태를 가지고 이차원적으로 집적 배치된다.
본 출원의 실시 예에 따르는 터치스크린 패널은 메쉬 패턴 구조를 가지는 감지 전극을 구비할 수 있다. 상기 메쉬 패턴 구조는 3개의 금속 세선이 교차하는 교차점을 가질 수 있으며, 육각형 형태의 단위 패턴을 구비할 수 있다. 이로서, 종래의 사각형 형태의 단위 패턴에 비해 상기 교차점에서 교차하는 상기 금속 세선의 수가 감소함으로써, 교차점 부근에서 상기 금속 세선이 존재하는 면적 비율이 감소한다. 따라서, 사용자가 상기 교차점 부근에서 상기 금속 세선을 인식할 가능성이 상대적으로 낮아질 수 있다. 이를 통해, 메쉬 패턴 구조의 시인성이 개선될 수 있다.
그리고, 교차점에서 교차하는 전극 세선의 수가 감소된 단위 패턴은 육각형 형태를 가짐으로써, 시인성이 향상됨과 더불어, 상기 단위 패턴이 2차원 평면상에서 밀집하여 배치되는 집적도가 향상될 수 있다
도 1은 종래의 터치스크린 패널의 감지 전극을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 터치스크린 패널의 감지 전극을 부분적으로 확대하여 표시한 도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 터치스크린 패널의 감지 전극을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 터치스크린 패널의 감지 전극을 부분적으로 확대하여 표시한 도면이다.
도 5는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 메쉬 구조의 터치스크린 패널을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1 ” 또는 “제2 ” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
도 1은 종래의 터치스크린 패널의 감지 전극을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1의 종래의 메쉬 구조의 감지 전극을 확대하여 나타내고 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 터치스크린 패널(100)의 감지 전극(110)은 제1 방향으로 배열되는 제1 감지 패턴(110a), 제2 감지 패턴(110b), 및 제1 감지 패턴(110a)과 제2 감지 패턴(110b)를 전기적으로 연결하는 도전성 연결부(110c)로 구성된다. 도시되지는 않았지만, 또다른 제1 감지 패턴, 제2 감지 패턴 및 도전성 연결부를 구비하는 감지 패턴이 존재하여, 제2 방향으로 배열될 수 있다. 서로 직교하는 방향을 배열되는 감지 전극은 외부로부터 입력되는 사용자 터치에 상호 반응하여 사용자의 터치 위치와 관련되는 전기적 신호를 발생시킬 수 있다.
도시된 바와 같이, 최근에는 감지 전극의 전기적 전도성을 향상시키기 위해, 종래의 감지 전극의 재료인 인듐주석산화물 등의 산화물 전도체를 금속 세선으로 변경하는 기술들이 소개되고 있다. 일 예로서, 일본공개공보 2010-286886, 일본공개공보 2011-129112, 또는 미국공개공보 20100123670에서는 이와 같이, 금속 세선을 이용하여 감지 전극을 형성하는 기술들이 소개되고 있다. 도 1을 다시 참조하면, 이와 같은 금속 세선(112)이 네트워크를 형성함으로써, 제1 감지 패턴(110a), 제2 감지 패턴(110b) 및 도전성 연결부(110c)를 구성한다. 또한, 종래의 금속 세선을 이용하는 기술들은 도 2에 확대 도시되는 바와 같이, 금속 세선(112)이 마름모 형태의 단위 패턴(114)를 형성하며, 이러한 단위 패턴(114)의 교차점(115)에서는 4개의 금속 세선(112)이 "X" 자 형태로 교차한다.
본 출원의 발명자는, 금속 세선을 사용하여 감지 전극을 형성하는 경우에 소정의 교차점에서 교차하는 금속 세선의 수가 증가할수록, 터치스크린 패널의 패턴 보임 현상이 심화된다고 판단한다. 금속 세선은 전기전도도가 높은 금속으로 이루어지므로, 일반적으로 투광 특성을 보유하고 있지 않다. 터치스크린 패널에서는, 이러한 금속 세선의 두께를 얇게 가공하여 형성함으로써, 사용자가 상기 금속 세선을 시각적으로 발견하지 못하게 하는 방법을 적용하고 있다. 그런데, 상기 교차점에서 교차하는 금속 세선의 갯수가 증가할수록, 상기 교차점 부근에서 상기 금속 세선이 점유하는 면적 비율이 증가하게 되고, 따라서, 사용자는 상기 교차점 부근에서 상기 금속 세선의 패턴을 인식할 가능성이 높아진다.
본 출원의 발명자는, 상기 교차점에서 교차하는 금속 세선의 개수를 감소시킴으로써, 사용자가 금속 세선의 패턴을 인식할 확률을 낮추는 새로운 감지 전극의 구성을 제안한다.
도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 터치스크린 패널의 감지 전극을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 터치스크린 패널(200)은 적어도 하나의 감지 전극(210)을 포함할 수 있다. 도면에서는 제1 방향으로 배열되는 감지 전극(210)을 도시하고 있다. 감지 전극(210)은 제1 방향으로 배열되는 제1 감지 패턴(210a), 제2 감지 패턴(210b), 및 제1 감지 패턴(210a)과 제2 감지 패턴(210b)를 전기적으로 연결하는 도전성 연결부(210c)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 터치스크린 패널(200)은 제2 방향으로 배열되는 감지 전극을 추가로 구비할 수 있다. 추가로 구비되는 감지 전극은 감지 전극(210)과 실질적으로 동일하며, 배열되는 방향만 제2 방향일 수 있다. 상기 제1 방향으로 배열되는 감지 전극과 상기 제2 방향으로 배열되는 감지 전극은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 절연하는 방법은 공지의 다양한 방법이 적용될 수 있는데, 일 실시 예로서, 상기 제1 방향으로 배열되는 감지 전극과 상기 제2 방향으로 배열되는 감지 전극이 절연층을 경계로 하여 서로 다른 평면에 배치되거나, 다른 실시 예로서, 상기 제1 방향으로 배열되는 감지 전극과 상기 제2 방향으로 배열되는 감지 전극의 교차점에 절연패턴과 브리지 패턴을 형성하는 방법이 적용될 수 있다. 이로서, 서로 직교하는 방향을 배열되는 한 쌍의 감지 전극은 외부로부터 입력되는 사용자 터치에 상호 반응하여 사용자의 터치 위치와 관련되는 전기적 신호를 발생시킬 수 있다.
도 3 및 4를 참조하면, 감지 전극(210)의 제1 감지 패턴(210a), 제2 감지 패턴(210b), 및 도전성 연결부(210c)는 금속 세선(212)이 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조로 이루어지며, 상기 메쉬 패턴 구조는 하나의 교차점에서 3개의 금속 세선(212)들이 서로 교차하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 4는 상기 메쉬 패턴 구조를 확대하여 나타낸다. 상기 메쉬 패턴 구조는 금속 세선(212)이 구성하는 육각형 형태의 단위 패턴(214)들의 집합체일 수 있다. 단위 패턴(214)들은 육각형 형태로 평면 상에서 2차원적으로 밀접되어 집적될 수 있다. 그리고, 단위 패턴(214)들이 만나는 꼭지점(215)에서는 금속 세선(212) 3개가 서로 교차하도록 구성될 수 있다.
금속 세선(212)은 일 예로서, 팔라듐, 백금, 알루미늄, 은, 구리, 금, 니켈, 주석, 코발트, 탄소나노튜브 또는 그라핀을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 금속 세선(212)은 상기 물질의 도전성 입자를 포함하는 도전성 페이스트를 기판 상에 인쇄하는 방법을 적용하여 형성할 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 금속 세선은 상기 도전성 물질의 박막을 기판 상에 형성하고, 리소그래피 및 식각법에 의하여 상기 도전성 물질 박막을 패터닝하는 방법을 적용하여 형성할 수 있다. 또는, 그 밖에 공지된 다양한 방법을 금속 세선(212)을 형성하는 데 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 출원의 일 실시 예에 의한 터치스크린 패널에서는 감지 전극 내에서 서로 교차하는 금속 세선의 개수를 3개로 감소시킴으로써, 금속 세선의 패턴 보임 현상을 종래에 비해 억제할 수 있다. 즉, 금속 세선들이 교차하는 교차점 부근에서의 금속 세선들이 점유하는 면적 비율을 종래보다 감소시킴으로써, 사용자가 상기 교차점 부근에서 상기 금속 세선들을 인식할 가능성을 낮출 수 있다. 이로서, 터치스크린 패널의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 터치스크린 패널을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 터치스크린 패널은 투광성 기판(305), 제1 감지 전극(310), 제2 감지 전극(320) 및 금속 배선(330)을 포함한다. 제1 감지 전극(310)은 제1 방향으로 배열되고, 제2 감지 전극(320)은 제2 방향으로 배열될 수 있다. 제1 감지 전극(310)과 제2 감지 전극(320)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 금속 배선(330)은 제1 및 제2 감지 전극의 외곽부에 배치되며, 제1 및 제2 감지 전극에 의하여 감지된 전기적 신호를 외부 배선(350)을 경유하여 제어칩(340)으로 전달한다.
본 출원의 일 실시 예에 의하면, 도 5의 우측 확대 도면에 구체적으로 도시된 바와 같이, 제1 감지 전극(310) 및 제2 감지 전극(320) 중 적어도 하나는 금속 세선(312)이 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 가진다. 상기 메쉬 패턴 구조는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 바와 실질적으로 동일하게, 3개의 금속 세선(312)이 서로 교차하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 메쉬 패턴 구조는 금속 세선(312)이 형성하는 육각형의 단위 패턴의 집합체일 수 있다. 금속 세선(312)은 일 예로서, 팔라듐, 백금, 알루미늄, 은, 구리, 금, 니켈, 주석, 코발트, 탄소나노튜브 또는 그라핀을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따르는 터치스크린 패널은 메쉬 패턴 구조를 가지는 감지 전극을 구비할 수 있다. 상기 메쉬 패턴 구조는 3개의 금속 세선이 교차하는 교차점을 가질 수 있으며, 육각형 형태의 단위 패턴을 구비할 수 있다. 이로서, 종래의 사각형 형태의 단위 패턴에 비해 상기 단위 패턴의 꼭지점에서 교차하는 금속 세선의 수가 감소함으로써, 꼭지점(즉, 교차점) 부근에서 상기 금속 패턴이 점유하는 면적 비율이 감소한다. 이로서, 사용자에게 대한 패턴 보임 현상이 상대적으로 억제된다. 이로서, 메쉬 패턴의 시인성이 개선될 수 있다.
그리고, 본 출원의 실시 예에 따르는 상기 단위 패턴은 상기 육각형 형태를 가짐으로써, 상기 시인성이 향상됨과 더불어, 상기 단위 패턴이 2차원 평면 상에서 밀집 배치되는 집적도가 향상될 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙
련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원에 개시된 실시예들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 터치스크린 패널, 110: 감지 전극, 110a: 제1 감지 패턴, 110b: 제2 감지 패턴, 110c: 도전성 연결부, 112: 금속 세선, 114: 단위 패턴, 115: 단위 패턴간의 꼭지점,
200: 터치스크린 패널, 210: 감지 전극, 210a: 제1 감지 패턴, 210b: 제2 감지 패턴, 210c: 도전성 연결부, 212: 금속 세선, 214: 단위 패턴, 215: 단위 패턴간의 꼭지점,
300: 터치스크린 패널, 305: 기판, 310: 제1 감지 전극, 312: 금속 세선, 320: 제2 감지 전극, 330: 금속 배선, 340: 제어칩, 350: 외부 배선.

Claims (10)

  1. 복수의 감지 전극을 구비하는 터치스크린 패널에 있어서,
    상기 복수의 감지 전극은 3개의 금속 세선이 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 가지는
    터치스크린 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴 구조는 상기 금속 세선이 형성하는 육각형 형태의 단위 패턴의 집합체인
    터치스크린 패널.
  3. 터치스크린 패널에 있어서,
    복수의 감지 전극을 포함하고,
    상기 복수의 감지 전극은 금속 세선으로 이루어지는 복수의 단위 패턴의 집합체이며,
    상기 복수의 단위 패턴은 육각형의 형태를 가지고 이차원적으로 집적 배치되는
    터치스크린 패널.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 집적되어 배치되는 복수의 단위 패턴은 이웃하는 단위 패턴과의 꼭지점에서 3개의 상기 금속 세선의 교차점을 가지는
    터치스크린 패널.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 세선은 팔라듐, 백금, 알루미늄, 은, 구리, 금, 니켈, 주석, 코발트, 탄소나노튜브 또는 그라핀에서 선택되는 어느 하나를 포함하는
    터치스크린 패널.
  6. 투광성 기판;
    상기 투광성 기판 상에서 제1 방향으로 배열되는 제1 감지 전극;
    상기 투광성 기판 상에서 제2 방향으로 배열되는 제2 감지 전극; 및
    상기 제1 및 제2 감지 전극의 외곽부에 배치되는 금속 배선을 포함하고,
    상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 중 적어도 하나는 금속 세선을 포함하는 메쉬 패턴 구조를 가지며,
    상기 메쉬 패턴 구조는 3개의 상기 금속 세선이 하나의 교차점에서 서로 교차하도록 구성되는
    터치스크린 패널.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 메쉬 패턴 구조는 상기 금속 세선이 형성하는 육각형의 단위 패턴의 집합체인
    터치스크린 패널.
  8. 투광성 기판;
    상기 투광성 기판 상에의 제1 감지 전극;
    상기 투광성 기판 상에서 제2 감지 전극; 및
    상기 제1 및 제2 감지 전극의 외곽부에 배치되는 금속 배선을 포함하고,
    상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 중 적어도 하나는 금속 세선으로 이루어지는 복수의 단위 패턴의 집합체이며,
    상기 복수의 단위 패턴은 육각형의 형태를 가지고 이차원적으로 집적 배치되는
    터치스크린 패널.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 집적되어 배치되는 복수의 단위 패턴은 이웃하는 단위 패턴과의 꼭지점에서 3개의 상기 금속 세선의 교차점을 가지는
    터치스크린 패널.
  10. 제6 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 세선은 팔라듐, 백금, 알루미늄, 은, 구리, 금, 니켈, 주석, 코발트, 탄소나노튜브 또는 그라핀에서 선택되는 어느 하나를 포함하는
    터치스크린 패널.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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