KR20140133413A

KR20140133413A - 터치센서 및 이를 포함하는 전자기기

Info

Publication number: KR20140133413A
Application number: KR1020140017421A
Authority: KR
Inventors: 오상환; 조상익; 이우진; 김형호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2014-11-19

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서는 투명기판, 상기 투명기판의 일면에 형성된 복수개의 제1 전극패턴, 상기 제1 전극패턴과 교차하여 형성되며, 상기 제1 전극패턴상에 이격되도록 형성된 제2 전극패턴, 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴의 전기적 연결을 위해 일단 또는 양단에 형성된 배선부; 및 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴은 상기 배선부와 통전되도록 연결된 금속세선으로 형성되고, 상기 제1 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적과 상기 제2 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적이 서로 다르게 형성될 수 있다.

Description

터치센서 및 이를 포함하는 전자기기{Touch Sensor and Electronic Device having the same}

본 발명은 터치센서 및 이를 포함하는 전자기기에 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 터치센서(Touch Panel)이 개발되었다.

이러한 터치센서는 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 디스플레이의 표시면에 설치되어, 사용자가 디스플레이를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.

또한, 터치센서의 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 터치센서는 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 터치센서과 정전용량방식 터치센서가다.

한편, 터치센서는 하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌과 같이, 금속을 이용하여 전극패턴을 형성하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같이, 금속으로 전극패턴을 형성하면, 전기전도도가 우수하며, 수급이 원활하다는 장점이 있다. 다만, 금속으로 전극패턴을 형성하는 경우, 사용자에게 전극패턴이 시인될 수 있는 문제점이 있었다. 특히, 전극패턴을 형성하는 과정에서 개별 전극패턴과의 전기적 단락을 방지하기 전극패턴간의 단선부를 형성하여 절연시킴으로써, 이러한 단선부의 형상이 다른 전극패턴과 구별됨으로써 사용자에 의한 전극패턴의 인식을 더욱 증가시키는 문제점이 있었다.

JP

2011-175967

A1

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 터치센서의 전극패턴을 이루는 제1 전극패턴과 제2 전극패턴을 동일한 폭으로 형성하되, 어느 하나의 전극패턴의 메쉬패턴의 크기를 더 크게 함으로써 센싱전극과 구동전극으로 형성되는 전극패턴의 상호정전용량의 제어를 용이하게 하기 위한 것이다.

또한, 어느 하나의 전극패턴의 메쉬패턴의 크기를 상대적으로 크게함에 따른 전극패턴의 시인문제를 해결하기 위해 전극패턴을 이루는 메쉬패턴 내부에 더미패턴을 더 형성함으로서 전극패턴 시인성을 저감시키기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서는, 투명기판, 상기 투명기판의 일면에 형성된 복수개의 제1 전극패턴, 상기 제1 전극패턴과 교차하여 형성되며, 상기 제1 전극패턴과 이격되도록 형성된 제2 전극패턴, 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴의 전기적 연결을 위해 일단 또는 양단에 형성된 배선부 및 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴은 상기 배선부와 통전되도록 연결된 금속세선으로 형성되고, 상기 제1 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적과 상기 제2 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적이 서로 다르게 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴은 센싱전극이고, 상기 제2 전극패턴은 구동전극으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써,상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴의 단방향 폭이 상호 대응되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제2 전극패턴은 상기 투명기판 타면에 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제2 전극패턴은 상기 제1 전극패턴에 마주보는 방향으로 이격된 별개의 투명기판상에 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 투명기판상에 대응되도록 형성되며, 일면에 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴 사이에 형성된 절연수지를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 적층방향으로 대응되는 영역에 해당하는 면적내에서 상기 제1 전극패턴상의 금속세선이 차지하는 면적과 상기 제2 전극패턴상의 금속세선이 차지하는 면적이 서로 다르게 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적이 상기 제2 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 금속세선의 단위면적당 차지하는 면적은 상기 금속 세선의 선폭, 피치, 금속세선의 패턴 중 어느 하나 또는 그 조합에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴 내부에 형성되며, 상기 제1 전극패턴과 절연되도록 형성된 더미전극을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴의 단위면적당 개구율과 상기 제2 전극패턴의 단위면적당 개구율의 차이가 1% 이하가 되도록 상기 제1 전극패턴 내부에 더미전극이 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴 내부에 형성된 더미전극은, 상기 제2 전극패턴과 대응되는 패턴으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴 내부에 적어도 하나 이상 형성된 제1 단위패턴 및 상기 제2 전극패턴 내부에 적어도 하나 이상 형성된 제2 단위패턴을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 대응되는 일방향의 단위길이당 형성된 상기 제1 단위패턴의 개수가 상기 제2 단위패턴의 개수보다 적게 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 대응되는 일방향의 단위길이당 상기 제2 단위패턴의 개수는 상기 제1 단위패턴의 개수의 정수배로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴이 대응되는 일방향에 교차되는 타방향으로의 단위길이당 형성된 상기 제1 단위패턴의 개수가 상기 제2 단위패턴의 개수보다 적게 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 대응되는 일방향에 교차되는 타방향으로의 단위길이당 상기 제2 단위패턴의 개수는 상기 제1 단위패턴의 개수의 정수배로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 단위패턴 및 상기 제2 단위패턴은 폐루프의 금속세선으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴 내부에 적어도 하나 이상 형성된 폐루프의 제1 단위패턴을 포함하고, 상기 더미전극은 상기 폐루프 내부에 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서로써, 상기 제1 전극패턴 내부에는 상호정전용량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 절단부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전자기기는, 상기 센싱전극상의 사용자에 의해 터치가 입력되는 최외곽에 형성된 윈도우기판; 및 상기 구동전극 하부에 배치되도록 형성된 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 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, 센싱전극으로 기능하는 제1 전극패턴의 폭을 보다 넓힘으로써 제1 전극패턴을 형성하는 공정중에 발생될 수 있는 메쉬패턴의 단선불량을 경감시켜 터치센서의 작동 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제1 전극패턴과 제2 전극패턴을 이루는 금속세선의 밀도차를 둠으로써 동일한 폭방향 길이를 통한 시인성 저감을 구현함과 동시에 상호정전용량의 조절을 보다 신뢰성있게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전극패턴 내부에 절단부를 형성하여 전극패턴 내부에서의 정전용량을 보다 효과적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 센싱전극을 상대적으로 넓은 폭으로 형성함과 동시에, 구동전극의 메쉬패턴의 단위패턴의 피치보다 큰 피치의 단위패턴을 형성함으로써, 구동전극와 센싱전극간의 상호정전용량을 적절히 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제1 전극패턴과 제2 전극패턴이 형성되는 각 패턴사이의 절연된 비활성영역을 제거함으로써, 사용자 터치시의 터치면적을 증가시킴과 아울러, 전극패턴의 시인성을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 제1 전극패턴을 형성하는 제1 단위패턴의 피치를 제2 전극패턴을 형성하는 제2 단위패턴의 피치보다 크게 함으로써 발생될 수 있는 패턴의 불균일에 의한 전극패턴 시인을 저감시키기 위해, 제1 단위패턴의 내부에 더미전극을 형섬함으로써, 최종적으로 더미전극이 포함된 제1 단위패턴과 제2 단위패턴을 동일하게 구현함으로써, 균일한 메쉬패턴을 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서의 단면도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 전극패턴의 평면도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 전극패턴의 평면도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 더미전극이 포함된 전극패턴의 평면도;
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 단위패턴을 포함한 제1 전극패턴의 평면도;
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 단위패턴을 포함한 제2 전극패턴의 평면도;
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 더미전극이 포함된 제1 전극패턴과 제2 전극패턴의 시인되는 평면도;
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 전극패턴과 제2 전극패턴이 대향하는 영역을 표시한 평면도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서의 단면도 및
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 금속세선의 분표형태의 일실시예를 도시한 도면이다.

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, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서의 단면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 전극패턴(21)의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 전극패턴의 평면도이다 .

본 발명의 일실시예에 따른 터치센서는 투명기판(10), 상기 투명기판(10)의 일면에 형성된 복수개의 제1 전극패턴(21), 상기 제1 전극패턴(21)과 교차하여 형성되며, 상기 제1 전극패턴(21)상에 이격되도록 형성된 제2 전극패턴(22), 상기 제1 전극패턴(21) 및 상기 제2 전극패턴(22)의 전기적 연결을 위해 일단 또는 양단에 형성된 배선부(20-1); 및 상기 제1 전극패턴(21) 및 상기 제2 전극패턴(22)은 상기 배선부(20-1)와 통전되도록 연결된 금속세선(20-2)으로 형성되고, 상기 제1 전극패턴상의 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적과 상기 제2 전극패턴상의 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적이 서로 다르게 형성될 수 있다.

터치센서의 투명기판(10)은 소정강도 이상을 보유한 재질로써 투명하여 디스플레이부(50)의 영상이 출력될 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 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 바람직하다. 또한, 투명기판(10)의 일면에는 전극패턴(20)이 형성될 수 있으므로 투명기판(10)과 전극패턴(20) 사이의 접착력을 향상시키기 위해서 투명기판(10)의 일면에 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리 등을 수행하 여 표면처리층을 형성할 수 있다.

제1 전극패턴(21)은 투명기판(10) 일면에 일방향으로 형성되며, 제2 전극패턴(22)은 투명기판(10) 타면에 제1 전극패턴(21)에 대응되도록 형성되되, 제1 전극패턴(21)에 수직한 일방향으로 형성될 수 있으며, 이러한 교차각도는 특별히 한정되는 것은 아니며, 두 방향의 전극패턴(20)이 교차되어 2차원 평면상의 좌표를 계산할 수 있는 정도라면 얼마든지 교차각도는 설계변경 가능한 사항이다.

제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)은 각각이 센싱전극과 구동전극으로 기능할 수 있으며, 본 발명에서는 제1 전극패턴(21)을 센싱전극으로 제2 전극패턴(22)을 구동전극으로 하여 설명하기로 한다. 다만, 제1 전극패턴(21) 및 제2 전극패턴(22)의 기능에 따른 센싱전극 및 구동전극의 구별은 이에 한정되는 것은 아니며, 그러한 기능에 의해 각 전극패턴(20)의 구조가 한정되는 것은 아니다.

터치센서는 구동전극에 신호를 주고 센싱전극을 통해 신호를 수신하는 구조로 형성되는 것이 일반적이다. 즉, 터치센서에 손가락 등으로 터치가 이루어지면 센싱전극에 전달되는 신호에 변화가 생기고, 터치센서는 그 변화를 감지함으로써 터치여부를 인식할 수 있게 된다. 특히, 디스플레이부(50) 상에 결합되는 제2 전극패턴(22)의 구동전극은 디스플레이부(50)로부터 발생되는 노이즈를 차폐할 수 있도록 제2 전극패턴(22)이 형성되는 간격을 최소화 할 수 있도록 폭이 넓은 바(bar)타입으로 형성될 수 있다. 즉, 후술하는 바와 같이 복수개가 평행하게 형성되는 제2 전극패턴(22)간의 비활성영역을 제거하도록 형성됨으로써 구동전극 신호전달의 향상뿐만 아니라 디스플레이부(50)로부터의 노이즈 차폐를 동시에 수행할 수 있는 이점이 있다. 여기서는 편의상 제1 전극패턴(21)을 센싱전극으로 제2 전극패턴(22)을 구동전극으로 설명하지만, 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)은 각각 센싱전극 및 구동전극의 어느 하나를 상호 치환 적용가능함은 당업자로부터 자명한 사항이다.

배선부(20-1)는 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 전기적 신호를 전달받는 제1 전극배선(21-1)과 제2 전극배선(22-1)이 각각 형성될 수 있다. 배선부(20-1)는 전극패턴과 일체로 형성하여 제조공정을 간소화할 수 있으며, 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 배선부(20-1)는 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 양단에 일체로 전기적 연결되어 형성될 수 있다.

제1 전극패턴(21) 및 제2 전극패턴(22)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 단위패턴들(21a, 22a)이 연속적으로 배열되어 형성되는 메쉬패턴으로 이루어질 수 있다. 제1 전극패턴(21) 및 제2 전극패턴(22)은 적어도 둘 이상의 각 패턴들이 평행하게 배치되어 절연될 수 있도록, 각 전극패턴(20)의 경계부상에 단선부(31)를 두어 시인성을 저감시키는 동시에 절연부를 형성시킬 수 있다. 또한, 이러한 단선부(31)는 경계부상에 각기 다른 불규칙한 선형이 되도록 배치함으로써 전극패턴(20)의 시인성 저감효과를 효과적으로 얻을 수 있는 이점이 있다. 단선부(31)는 이격간격을 30㎛이하로 형성될 수 있으며, 이러한 간격의 조절을 통해 전극패턴(20)간의 절연의 신뢰성 및 전극패턴(20)의 시인성을 저감시킬 수 있다.

여기서, 단위패턴들은 폐루프의 구조로 전극패턴(20)상에서 상호 통전되도록 형성되며, 그 형상은 사각형, 마름로, 평행사변형 등의 다양한 형상이 가능하다. 또한, 전극패턴(20)의 패턴자체를 불규칙한 랜덤패턴으로 형성되는 경우에는 상기 단위패턴들도 각기 다른 형태의 다양한 형상들이 서로 조합되어 형성될 수 있음은 물론이다.

도 5 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예를 설명하기 위해, 제1 전극패턴(21)을 이루는 제1 단위패턴(21a)의 피치는 P1으로, 제2 전극패턴(22)을 형성하는 제2 단위패턴(22a)의 피치는 P2로 정의한다. 또한, 제1 전극패턴(21)은 동일한 제1 단위패턴(21a)이 복수개 연속하여 결합되도록 반복적으로 배열되며, 제2 전극패턴(22)도 역시 동일한 제2 단위패턴(22a)이 복수개 연속하여 결합되도록 반복적으로 배열되어 형성될 수 있다.

터치센서의 전극패턴(20)을 이루는 불투명한 메쉬패턴 금속세선(20-2)의 시인성을 저감시키기 위해 제1 전극패턴(21)의 형성 폭(W1)과 제2 전극패턴(22)의 형성 폭(W2)을 동일하게 형성하는 것이 적절하다. 여기서, 제1 전극패턴(21)이 센싱전극으로 형성되고, 제2 전극패턴(22)이 구동전극으로 형성될 때, 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 상호정전용량(Mutual capacitance)을 적절한 범위에 제어하기 위해서 제1 전극패턴(21)의 제1 단위패턴(21a)의 피치(P1)를 제2 단위메쉬패턴(22a)의 피치(P2)보다 정수배 크게 함으로써 동일한 폭의 전극패턴(20)임에도 불구하고 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)간의 적절한 상호정전용량(Mutual capacitance)을 제어할 수 있다.

또한, 제1 전극패턴(21) 또는 제2 전극패턴(22) 내부에 절단부(20a)를 형성함으로써 동일한 패턴을 형성하더라도 상호정전용량을 적절히 조절할 수 있음은 물론이다. 절단부(20a)는 전극패턴(20)상에서의 시인성을 저감시키는 범위내에서 30㎛ 이하의 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각 전극패턴(20)에서 제1 방향 또는 제2 방향의 단위길이(L)을 기준으로 볼 때, 제2 단위패턴의 개수가 제1 단위패턴의 개수보다 작게 형성될 수 있고, 제2 단위패턴의 개수가 제1 단위패턴의 개수의 정수배로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 것은 하나의 실시예이며, 반드시 정수배로 형성되지 않더라도 제1 단위패턴 보다 많은 개수의 제2 단위패턴으로 형성될 수 있음은 물론이며, 결국, 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 단위면적당 형성된 금속세선(20-2)이 차지하는 면적을 서로 다르게 형성하기 위한 다양한 조합이 가능하다.

따라서, 제1 전극패턴(21)상에 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값과 제2 전극패턴(22)상에 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값을 서로 다르게 형성하도록 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)에 포함된 제1 단위패턴과 제2 단위패턴의 개수 및 형상을 다양하게 변경할 수 있다. 즉, 서로 다른 금속세선(20-2)의 밀도값(여기서 밀도값은 전극패턴상 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값으로 정의함)을 갖는 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 폭방향의 길이를 대응시켜 상호정전용량의 적절한 조절과 동시에 보다 효과적으로 전극패턴(20)을 이루는 메쉬패턴의 시인성을 저감시킬 수 있는 것이다.

특히, 본 발명의 일실시예에서는 제1 전극패턴(21)을 이루는 금속세선(20-2)의 밀도값이 제2 전극패턴(22)을 이루는 금속세선(20-2)의 밀도값보다 작은 형태의 전극패턴(20)을 도시 및 설명하였지만(도 2 및 도 3 참조), 그 반대 또는 다양한 조합이 가능할 수 있음은 당업자로부터 자명하다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 도 10의 (A)에서 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값이 (B)에 도시된 단위면적당 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값보다 작도록 도시되도록 각 전극패턴의 단위패턴의 개수 및 그 형태, 각 단위패턴의 피치 또는 금속세선(20-2)의 선폭을 조절함으로써 보다 다양한 방법으로 금속세선(20-2)의 밀도값을 조절할 수 있다.

제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)을 이루는 금속세선(20-2)의 밀도값에 따른 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 개구율은 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 단위면적당 갖는 개구율의 차이가 1%이하가 되도록 설계되는 것이 전극패턴(20)의 시인성 측면에서 보다 적절할 수 있다.

제1 전극패턴(21) 또는 제2 전극패턴(22) 내부에는 각각의 전극패턴(20)과 절연되며 어느 하나의 전극패턴(20)과 동일한 패턴을 갖도록 하는 더미전극(21b)을 더 형성할 수 있다. 더미전극(21b)은 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 금속세선(20-2)의 상대적인 밀도차에 의한 각 전극패턴(20)의 형태적인 차이로 인해 발생될 수 있는 시인성 문제를 보다 효과적으로 해결하기 위한 것이다 .

더미전극(21b)은 밀도값이 상대적으로 작은 어느 하나의 전극패턴(20)에 형성되거나, 전극패턴(20) 각각에 모두 형성되되, 전극패턴(20)과 동일한 패턴으로 형성함으로써 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)간의 패턴의 차이를 보정하여 전극패턴(20)의 시인성을 저감시킬 수 있다.

더미전극(21b)은 전극패턴(20)과 동일 또는 유사한 전도성 금속과 같은 재질을 사용하는 경우에는 각 전극패턴(20)과 이격되도록 형성하여 절연을 유지할 수 있으며, 더미전극(21b) 자체를 절연물질로 형성하여 보다 효과적으로 전극패턴(20)의 시인성 저감을 구현할 수 있다. 또한, 더미전극(21b)을 전도성 물질로 형성하는 경우에는 더미전극(21b)과 전극패턴(20)을 부분적으로 연결 또는 단선하여 전극패턴(20)의 상호정전용량을 함께 조절할 수 있음은 물론이다.

더미전극(21b)은 제1 전극패턴(21) 또는 제2 전극패턴(22)에 형성되거나, 양 전극패턴(20) 모두에 각각 형성시킬 수 있음은 물론이다. 이 경우, 더미전극(21b)을 형성한 경우라고 할지라도 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 단위면적당 개구율의 차이가 1%이하로 형성되도록 구현하는 것이 적절하다. 또는 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 각각의 단위면적당의 개구율을 동일하게 유지하도록 더미전극(21b)을 형성하여 전극패턴(20)의 시인성 저감을 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴이 대향하는 영역을 표시한 평면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)의 평면상에서 상호 대향되는 부분의 영역을 (D)라 정의하면, 상기 설명한 바와 마찬가지로 제1 전극패턴(21)에서의 대응영역(D)에서 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값과 제2 전극패턴(22)의 대응영역(D)에서 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값도 서로 다르도록 형성될 수 있다. 즉, 양 전극패턴(21, 22)에서 각각 대응되는 면적상에 금속세선(20-2)이 차지하는 면적값 즉 금속세선(20-2)의 밀도값의 상대적 차이를 두도록 형성할 수 있다. 이러한 각 전극패턴(21, 22)의 금속세선(20-2)에 의한 밀도값의 상대적 차이에 대한 작용효과에 대해서는 이미 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다.

전극패턴(20) 및 더미패턴(21b)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 또는 이들의 조합을 이용하여 메시패턴(Mesh Pattern)으로 형성할 수 있다. 특히, 메쉬패턴은 적어도 하나 이상의 단위패턴(20a)이 연속적으로 배열됨으로써 형성되는 것으로, 여기에 단위패턴(20a)은 사각형, 삼각형, 다이아몬드형 및 기타 다양한 형상이 선택될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 다이아몬드형의 메쉬단위패턴이 연속배열된 형태를 도시하였다. 더미전극(21b)은 상술한 바와 같이, 전극패턴과 다른 전도성이 없는 절연물질로 형성될 수 있음은 물론이다.

한편, 전극패턴(20)은 상술한 금속 이외에도 은염(銀鹽) 유제층을 노광/현상하여 형성된 금속 은, ITO(Indium Thin Oxide) 등의 금속산화물이나, 유연성이 뛰어나고 코팅 공정이 단순한 PEDOT/PSS 등의 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수도 있다. 이러한 경우에도, 전극패턴(20)이 갖는 형상이나 재질에 의하여 발생될 수 있는 전극패턴(20)의 시인문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

전극패턴(20)의 형성방법은 건식 공정, 습식 공정 또는 다이렉트(direct) 패터닝 공정으로 형성할 수 있다. 여기서, 건식공정은 스퍼터링(Sputtering), 증착(Evaporation) 등을 포함하고, 습식 공정은 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 롤 코팅(Roll coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등을 포함하며, 다이렉트 패터닝 공정은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing), 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 포함하는 것이다.

또한, 포토리소그래피를 이용하여, 기판상에 전극패턴(20)상에 감광물질을 도포하고, 원하는 패턴으로 형성된 마스크를 이용하여 빛을 조사한다. 이때 빛을 받은 감광물질부분을 현상액으로 제거하거나, 빛을 받지 않은 부분을 현상액으로 제거하는 등 원하는 패턴을 형성하기 위한 현상공정을 진행한다 이후에, 감광물질이 특정 패턴으로 형성되고, 감광물질을 레지스트로 하여 에칭액으로 나머지 부분을 제거한 후, 감광물질을 제거하면, 원하는 패턴의 전극패턴(20)을 제작할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 투명기판(10) 양면에 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)이 각각 형성되며, 제2 전극패턴(22) 하부에는 접착층(40)을 통해 디스플레이부(50)가 접합될 수 있다. 또한, 제1 전극패턴(21)의 센싱전극에 사용자의 터치가 입력되는 최외곽에는 터치센서의 보호를 위한 보호기판으로써 윈도우기판(10a)이 접착층(40)으로 더 접합될 수 있다. 윈도우기판(10a)은 일반적으로 강성이 있는 재질로써 상기 투명기판(10)의 재질과 동일한 재질을 사용할 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 제2 전극패턴의 구동전극 하부에 형성되어 터치센서의 입력에 따라 출력영상을 표시하는 디스플레이부(50)가 더 결합될 수 있다. 여기서, 구동전극의 하부는 도 1에 도시된 도면을 기준으로 윈도우기판(10a)이 형성되는 방향을 상부로 할 때, 그 반대방향의 하단부 방향을 의미하는 것으로 한다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서는 제1 투명기판(11)의 일면에 제1 전극패턴(21)을 형성하고, 별도의 제2 투명기판(12)에 제2 전극패턴(22)을 형성하여 양 투명기판(11, 12)을 접합하여 터치센서를 구현할 수도 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22) 사이에 절연수지를 이용하여 적층 접합함으로써 하나의 투명기판(10)을 이용하여 터치센서를 구현할 수도 있다. 즉, 투명기판(10)상에 제1 전극패턴(21), 제1 전극패턴(21)상에 절연수지 및 절연수지상에 제2 전극패턴(22)을 형성함으로써, 보다 박형화된 터치센서를 구현할 수 있으며, 제1 전극패턴(21)과 제2 전극패턴(22)이 공간적으로 이격되도록 배치되는 다양한 방법 및 구조로 터치센서를 구현할 수 있음은 당업자로부터 용이하게 설계변경가능한 범주에 해당됨은 자명하다.

기타, 제1 투명기판(11) 및 제2 투명기판(12)과 제1 전극패턴(21) 및 제2 전극패턴(22) 그리고 더미전극(21b) 등과 관련된 중복된 구성에 대한 상세한 설명은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서의 내용과 중복되므로 여기서는 생략하기로 한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치센서는 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.

10: 투명기판 10a: 윈도우기판
11: 제1 투명기판 12: 제2 투명기판
20: 전극패턴 20a: 절단부
21: 제1 전극패턴 21a: 제1 단위패턴
20-1: 배선부 21-1: 제1 전극배선
22-1: 제2 전극배선 21b: 더미전극
22: 제2 전극패턴 22a: 제2 단위패턴
20-2: 금속세선 31: 단선부
40: 접착층 50: 디스플레이부
w1, w2: 단방향 폭 P1, P2: 피치
D: 중첩영역

Claims

투명기판;
상기 투명기판의 일면에 형성된 복수개의 제1 전극패턴;
상기 제1 전극패턴과 교차하여 형성되며, 상기 제1 전극패턴과 이격되도록 형성된 제2 전극패턴;
상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴의 전기적 연결을 위해 일단 또는 양단에 형성된 배선부; 및
상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴은 상기 배선부와 통전되도록 연결된 금속세선으로 형성되고,
상기 제1 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적과 상기 제2 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적이 서로 다르게 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴은 센싱전극이고, 상기 제2 전극패턴은 구동전극인 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴의 단방향 폭이 상호 대응되도록 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 전극패턴은 상기 투명기판 타면에 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 전극패턴은 상기 제1 전극패턴에 마주보는 방향으로 이격된 별개의 투명기판상에 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 투명기판상에 대응되도록 형성되며, 일면에 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴 사이에 형성된 절연수지를 더 포함하는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 적층방향으로 대응되는 영역에 해당하는 면적내에서 상기 제1 전극패턴상의 금속세선이 차지하는 면적과 상기 제2 전극패턴상의 금속세선이 차지하는 면적이 서로 다르게 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적이 상기 제2 전극패턴상의 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적보다 작게 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 금속세선의 단위면적당 차지하는 면적은 상기 금속 세선의 선폭, 피치, 금속세선의 패턴 중 어느 하나 또는 그 조합에 의해 조절될 수 있는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴 내부에 형성되며, 상기 제1 전극패턴과 절연되도록 형성된 더미전극을 더 포함하는 터치센서.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 전극패턴의 단위면적당 개구율과 상기 제2 전극패턴의 단위면적당 개구율의 차이가 1% 이하가 되도록 상기 제1 전극패턴 내부에 더미전극이 형성된 터치센서.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 전극패턴 내부에 형성된 더미전극은, 상기 제2 전극패턴과 대응되는 패턴으로 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴 내부에 적어도 하나 이상 형성된 제1 단위패턴 및
상기 제2 전극패턴 내부에 적어도 하나 이상 형성된 제2 단위패턴을 더 포함하는 터치센서.
청구항 13에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 대응되는 일방향의 단위길이당 형성된 상기 제1 단위패턴의 개수가 상기 제2 단위패턴의 개수보다 적은 터치센서.
청구항 13에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 대응되는 일방향의 단위길이당 상기 제2 단위패턴의 개수는 상기 제1 단위패턴의 개수의 정수배로 형성된 터치센서.
청구항 14에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴이 대응되는 일방향에 교차되는 타방향으로의 단위길이당 형성된 상기 제1 단위패턴의 개수가 상기 제2 단위패턴의 개수보다 적은 터치센서.
청구항 16에 있어서,
상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴의 대응되는 일방향에 교차되는 타방향으로의 단위길이당 상기 제2 단위패턴의 개수는 상기 제1 단위패턴의 개수의 정수배로 형성된 터치센서.
청구항 13에 있어서,
상기 제1 단위패턴 및 상기 제2 단위패턴은 폐루프의 금속세선으로 형성된 터치센서.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 전극패턴 내부에 적어도 하나 이상 형성된 폐루프의 제1 단위패턴을 포함하고,
상기 더미전극은 상기 폐루프 내부에 형성된 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극패턴 내부에는 상호정전용량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 절단부를 더 포함하는 터치센서.
청구항 2에 있어서,
상기 센싱전극상의 사용자에 의해 터치가 입력되는 최외곽에 형성된 윈도우기판; 및
상기 구동전극 하부에 배치되도록 형성된 디스플레이부를 더 포함하는 전자기기.