KR20150001330U

KR20150001330U - 터치 패널

Info

Publication number: KR20150001330U
Application number: KR20130008728U
Authority: KR
Inventors: 치-안 첸
Original assignee: 헹하오 테크놀로지 씨오. 엘티디
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2015-04-03
Also published as: TW201512920A; US9292140B2; CN203490672U; JP3187827U; CN104516568A; US20150085201A1

Abstract

본 고안의 터치 패널은 절연층 아래의 전송 전극층 또는 수신 전극층 내에 설치되는 복수의 더미 전극을 포함한다. 일 실시예에서 반사 방지층은 적어도 하나의 복합 굴절률 3층 구조를 포함한다. 다른 한 실시예에서 수신 전극층은 절연층의 아래에 설치되고, 또한 수신 전극층과 더미 전극은 동일한 전위에 전기적으로 연결된다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}

본 고안은 터치 패널에 관한 것으로, 특히 더미(dummy) 전극을 구비하는 터치 패널에 관한 것이다.

터치 스크린은 감지 기술과 표시 기술의 결합으로 형성된 입력/출력 장치로서, 주로 터치 패널과 액정 디스플레이 모듈로 이루어진다. 도 1은 종래의 터치 패널(100)을 나타낸 단면도이고, 위로부터 아래로 주로 투명 커버(CG)층(11), 수신 전극(RX)층(12), 절연(ISO)층(13), 전송 전극(TX)층(14) 및 투명 기판(SUB)(15)을 포함한다. 수신 신호의 감지는 액정 디스플레이 모듈의 영향을 쉽게 받으므로, 종래의 터치 패널(100)은 수신 전극층(12)을 절연층(13)의 상부에 설치하고, 전송 전극층(14)을 절연층(13)의 저부(底部)에 설치한다.

종래의 터치 패널(100)의 수신 전극층(12)과 전송 전극층(14) 각각은 전극 어레이로 구성되고, 서로 인접한 전극 어레이 사이에는 반드시 갭(gap)이 있어야 단락이 발생하지 않는다. 그러나 사용자가 위로부터 터치 패널(100)을 내려다볼 때, 시각적 트레이스(trace) 현상이 발생하게 되어(또는 광학 가시성이라 칭함), 전극 패턴이 보이게 된다. 그 밖에, 상기의 갭과 전극의 광굴절률 차이가 비교적 크므로 전극 패턴이 더 잘 보이게 될 뿐 아니라, 또한 광학 투과도를 떨어뜨린다. 게다가 도 1에 도시된 종래의 터치 패널(100)은 일반적으로 장기간의 고온 또는 고습도를 견디지 못하므로 가혹한 환경에서 사용하기에 적합하지 않다.

따라서, 상기 종래의 터치 패널의 결함을 개선한 참신한 터치 패널이 매우 필요하다.

상기 내용을 감안하여, 본 고안의 실시예의 목적 중의 하나는 전극층의 패턴을 보이지 않게 하여 시각적 트레이스 현상을 줄이고 또한 광학 투과도를 증가시키거나 또한 터치 패널이 더욱 엄격한 테스트 규격을 통과할 수 있는 터치 패널을 제공하는 것이다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 터치 패널은 반사 방지층, 전송 전극층, 절연층, 수신 전극층 및 복수의 더미 전극을 포함한다. 반사 방지층은 적어도 하나의 복합 굴절률 3층 구조를 포함한다. 전송 전극층, 절연층 및 수신 전극층은 반사 방지층 아래에 설치되고, 절연층은 전송 전극층과 수신 전극층 사이에 설치된다. 복수의 더미 전극은 절연층 아래의 전송 전극층 또는 수신 전극층 내에 설치된다.

본 고안의 다른 일 실시예에 따르면, 터치 패널은 위로부터 아래로 전송 전극층, 절연층 및 수신 전극층을 포함한다. 복수 더미 전극은 수신 전극층 내에 설치되고, 수신 전극층과 더미 전극은 동일한 전위에 전기적으로 연결된다.

본 고안에 의하면, 전극층의 패턴을 보이지 않게 하여 시각적 트레이스 현상을 줄이고 또한 광학 투과도를 증가시키거나 또한 더욱 엄격한 테스트 규격을 통과할 수 있는 터치 패널을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 터치 패널을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 터치 패널을 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 반사 방지층의 복합 굴절률 3층 구조를 나타낸다.
도 4a는 더미 전극을 나타낸 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 부분 확대도이다.
도 5는 본 고안의 실시예의 광학 투과도 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 6은 도 4a의 다른 부분 확대도이다.
도 7a는 더미 전극과 수신 전극층이 지면에 전기적으로 연결된 것을 나타낸 개략도이다.
도 7b는 더미 전극과 수신 전극층이 전기적 연결되지 않은 것을 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 고안의 제1 실시예에 따른 터치 패널(200)을 나타낸 단면도이다. 본 설명서에서 "위" 또는 "상부"는 터치 위치를 가리키고, "아래" 또는 "저부"는 터치 위치와 등지는 위치 또는 표시 모듈(미도시), 예를 들면 액정 표시 모듈을 가리킨다. 도면에서는 단지 터치 패널(200)의 주요 구성층만을 나타냈지만, 당업자는 도면의 구조에 따라 필요하면 기타 구성층을 추가할 수 있다.

본 실시예에서, 터치 패널(200)은 위로부터 아래로 주로 투명 커버(CG)층(21), 반사 방지(AR)층(22), 전송 전극(TX)층(23), 절연(ISO)층(24), 수신 전극(RX)층(25) 및 투명 기판(SUB)(26)을 포함한다. 일 실시예에서, 전송 전극층(23)[예를 인듐주석산화물(ITO)막]은 반사 방지층(22)을 통해 투명 커버층(21)(예를 들면 커버 유리)의 저부에 형성되고, 수신 전극층(25)[예를 들면 인듐주석산화물(ITO)막]은 또 절연층(24)을 통해 전송 전극층(23)의 저부에 형성되므로, 유리-막(G1F) 터치 패널 구조를 형성하나, 본 실시예는 상기 구조에 한정되지 않는다.

종래의 터치 패널[예를 들면 도 1에 도시된 전통 터치 패널(100)]과 비교하면, 도 2에 도시된 전송 전극층(23)과 수신 전극층(25)의 순서는 도 1에 도시된 종래의 터치 패널(100)과 반대된다. 본 실시예의 수신 전극층(25)은 비록 아래에 설치되어 표시 모듈의 간섭을 쉽게 받을 것 같으나, 본 실시예의 반사 방지층(25)과 수신 전극층(25)은 종래의 터치 패널(100)과 다르므로 표시 모듈의 간섭을 받지 않을 뿐 아니라 전송 전극층(23)의 패턴(pattern)을 보이지 않게 하여 시각 트레이스(trace) 현상 또는 광학 가시성을 줄이고, 광학 투과도 또한 증가시킬 수 있다. 본 실시예에서는 전송 전극층(23)이 절연층(24)의 상부에 설치되고, 수신 전극층(25)이 절연층(24)의 저부에 설치되는 것을 예시하였으나, 전송 전극층(23)을 절연층(24)의 저부에, 수신 전극층(25)을 절연층(24)의 상부에 설치할 수도 있다.

본 실시예의 특징 중의 하나에 따르면, 반사 방지층(22)은 복합 굴절률 3층 구조를 포함하고, 도 3a에 도시된 바와 같이, 2개의 저굴절률(L1)층(221, 223) 사이에 고굴절률(HI)층(222)을 개재하여 구성된다. 즉, 반사 방지층(22)은 위로부터 아래로 제1 저굴절률층(221), 고굴절률층(222) 및 제2 저굴절률층(223)을 포함하고, 고굴절률층(222)의 광굴절률은 제1 굴절률층(221), 제2 굴절률층(223)의 광굴절률보다 크다. 일 실시예에서, 제1 저굴절률층(221), 고굴절률층(222) 및 제2 저굴절률층(223)은 연속적으로 형성되며, 중간 층 또는 물질이 없다. 일 실시예에서, 제1 저굴절률층(221)의 두께는 10㎛~200㎛이고, 고굴절률층(222)의 두께는 10㎛~500㎛이고, 또한 제2 저굴절률층(223)의 두께는 10㎛~500㎛이다. 본 실시예의 저굴절률층(221, 223)과 고굴절률층(222)의 재질은 적어도 질화규소(SiN_x)와 이산화규소(SiO₂)를 포함한다. 본 실시예의 반사 방지층(22)은 복수의 복합 굴절률 3층 구조를 사용할 수도 있고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 2개의 복합 굴절률 3층 구조를 연속 사용할 수 있다.

본 실시예의 다른 한 특징에 따르면, 복수의 더미(dummy) 전극(27)을 더 포함하고, 도 4a에 도시된 평면도와 같이, 저부의 전극층[예를 들면 도 2에 도시된 수신 전극층(25)]의 서로 인접한 전극 어레이(251) 사이에 설치되고, 상기 전극 어레이(251)들과 동일층에 위치한다. 도 4a의 수신 전극층(25)과 더미 전극(27)은 능형(菱形)인 것을 예시하였으나, 기타 전극 형상을 사용할 수도 있다. 도 4b의 부분 확대도와 같이, 더미 전극(27)은 패턴(pattern)이 형성되어 있을 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 더미 전극(27)은 패턴화를 거쳐 복수의 더미 서브 전극(271)을 형성한다. 본 실시예에서 서로 인접한 더미 서브 전극(271) 사이의 거리(d)는 30㎛보다 작다.

상기 제1 실시예에 따르면, 반사 방지층(22)에 복합 굴절률 3층 구조를 사용하고, 저부의 전극층[예를 들면 도 2에 도시된 수신 전극층(25)]에 더미 전극(27)을 설치하므로, 상부의 전극층[예를 들면 도 2에 도시된 전송 전극층(23)]의 패턴을 보이지 않게 하여 시각적 트레이스 현상을 줄이고, 또한 광학 투과도를 증가시킬 수 있다. 도 5는 본 실시예의 광학 투과도의 시뮬레이션 결과를 나타내고, 도 5에서 횡축은 빛 파장을 나타내고, 종축은 전극 영역과 인접한 비전극 영역의 빛 투과도 차이 값을 나타낸다. 빛 투과도 차이 값이 0에 접근할수록 시각적 트레이스가 더 작음을 의미한다. 즉 전극층의 패턴이 보이지 않을 수 있다. 도 5에 도시된 시뮬레이션 결과에 따르면, 본 실시예는 가시광선 파장 구간에서의 빛 투과도 차이 값이 0에 상당히 접근하여, 전극층의 패턴을 보이지 않게 한다.

본 실시예의 투명 커버층(21)의 재질은 유리, 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polethylene terephthalate, PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA) 또는 사이클릭 올레핀 공중합체(Cyclic olefin copolymer, COC)일 수 있다. 본 실시예의 투명 기판(26)의 재질은 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리메틸메타클릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA) 또는 사이클릭 올레핀 공중합체(Cyclic olefin copolymer, COC)와 같은 투광 절연재료일 수 있다.

본 실시예의 전송 전극층(23)과 수신 전극층(25)의 재질은 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐아연산화물(IZO)과 같은 투명한 도전 재료일 수 있다. 전송 전극층(23)과 수신 전극층(25)의 재질은 금속 나노와이어 또는 금속 나노넷과 같은 비투명 도전 재료일 수도 있다. 금속 나노와이어/금속 나노넷은 매우 가늘어, 사람의 눈에 의해 관찰될 수 있는 것이 아니므로 투광 구조를 형성할 수 있다.

본 실시예의 절연층(24)은 전송 전극층(23)과 수신 전극층(25) 사이에 설치되어 전송 전극층(23)의 전극과 수신 전극층(25)의 전극 간에 전기적 단락이 발생하는 것을 방지한다. 일반적으로 말하자면, 본 실시예의 절연층(24)은 투광성이 있으며, 또한 광굴절률은 그 상부에 위치한 전극층[예를 들면 도 2에 도시된 전송 전극층(23)]의 광굴절률과 대략 동일하다.

본 고안의 제2 실시예에 대한 터치 패널(200)을 나타낸 단면도인 도 2를 계속 참조하여 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전송 전극층(23)은 절연층(24)의 상부(즉 터치 위치에 근접함)에 설치되고, 수신 전극층(25)은 절연층(24)의 저부(즉 디스플레이 모듈에 근접함)에 설치되고, 그 순서는 도 1에 도시된 종래의 터치 패널(100)과 서로 반대된다. 제1 실시예와 유사하게, 본 실시예의 수신 전극층(25)의 서로 인접한 전극 어레이(251) 사이에는 도 4a의 평면도와 같이 복수의 더미 전극(27)이 설치되어 있다. 일 실시예에서 더미 전극(27)은 패턴화 되지 않았다. 다른 한 실시예에서, 더미 전극(27)은 패턴화 되고, 또한 서로 인접한 더미 서브 전극(271) 사이는 도 6의 부분 확대도와 같이 실질적으로 서로 연결되어 있다.

본 실시예의 특징 중의 하나에 따르면, 수신 전극층(25)과 더미 전극(27)은 동일한 전위에 전기적으로 연결된다. 도 7a는 터치 패널(200)의 전송 전극층(23), 수신 전극층(25)과 더미 전극(27)을 나타낸 개략도이다. 더미 전극(27)과 수신 전극층(25)은 전기적으로 접지된다. 반면 도 7b에 예시된 바와 같이 더미 전극(27)이 수신 전극층(25)과 동일한 전위에 전기적 연결되지 않은 경우를 보면, 더미 전극(27)은 조작과정에서 원래의 효과가 저하되거나 또는 상실된다. 본 실시예(도 7a에 예시된 바와 같음)는 수신 전극층(25)과 더미 전극(27)을 동일한 전위에 전기적 연결하였으므로, 더미 전극(27)이 원래의 기능을 발휘하게 하여 터치 패널(200)이 더욱 엄격한 테스트 규격(예를 들면 온도가 85℃이고 습도가 85%이며, 테스트 시간이 100시간임)을 통과할 수 있게 한다.

상기 제2 실시예에 따르면, 전송 전극층(23)은 절연층(24)의 상부에 설치되고, 수신 전극층(25)은 절연층(24)의 저부에 설치되며, 또한 수신 전극층(25)과 더미 전극(27)은 동일한 전위에 전기적 연결되므로, 터치 패널(200)은 더욱 엄격한 테스트 규격을 통과할 수 있다. 이를 통해, 제2 실시예의 터치 패널(200)은 더욱 열악한 환경에 적용될 수 있다.

이상은 본 고안의 바람직한 실시예일 뿐, 본 고안의 청구범위를 한정하는 것이 아니다. 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 등과 변형 또는 개량 형태는 모두 본 고안의 특허청구범위 내에 포함되어야 한다.

11: 투명 커버층
12: 수신 전극층
13: 절연층
14: 전송 전극층
15: 투명 기판
21: 투명 커버층
22: 반사 방지층
23: 전송 전극층
24: 절연층
25: 수신 전극층
26: 투명 기판
27: 더미 전극
100: 터치 패널
200: 터치 패널
221: 제1 저굴절률층
222: 고굴절률층
223: 제2 저굴절률층
251: 전극 어레이
271: 더미 서브 전극
d: 서로 인접한 더미 서브 전극 간의 거리

Claims

적어도 하나의 복합 굴절률 3층 구조를 포함하는 반사 방지층;
상기 반사 방지층 아래에 설치되는 전송 전극층, 절연층, 및 수신 전극층; 및
상기 절연층 아래의 상기 전송 전극층 또는 상기 수신 전극층 내에 설치되는 복수의 더미 전극;
을 포함하고,
상기 절연층은 상기 전송 전극층과 상기 수신 전극층 사이에 설치되는,
터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 반사 방지층 위에 설치되는 투명 커버층을 더 포함하는 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 전송 전극층, 상기 절연층 및 상기 수신 전극층의 아래에 설치되는 투명 기판을 더 포함하는 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 반사 방지층은 위로부터 아래로 제1 저굴절률층, 고굴절률층 및 제2 저굴절률층을 포함하고, 상기 고굴절률층의 광굴절률은 상기 제1 저굴절률층, 상기 제2 저굴절률층의 광굴절률보다 큰, 터치 패널.
제4항에 있어서,
상기 제1 저굴절률층의 두께는 10㎛~200㎛이고, 상기 고굴절률층의 두께는 10㎛~500㎛이고, 또한 상기 제2 저굴절률층의 두께는 10㎛~500㎛인, 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 더미 전극은 패턴화되어 복수의 더미 서브 전극을 형성하고, 또한 서로 인접한 상기 더미 서브 전극 사이의 거리는 30㎛보다 작은, 터치 패널.
전송 전극층;
상기 전송 전극층의 아래에 설치되는 절연층;
상기 절연층의 아래에 설치되는 수신 전극층; 및
상기 수신 전극층 내에 설치되는 복수의 더미 전극;
을 포함하고,
상기 수신 전극층과 상기 더미 전극은 동일한 전위에 전기적으로 연결되는,
터치 패널.
제7항에 있어서,
상기 수신 전극층과 상기 더미 전극은 전기적으로 접지되는, 터치 패널.
제7항에 있어서,
상기 전송 전극층의 위에 설치되는 반사 방지층을 더 포함하는 터치 패널.
제9항에 있어서,
상기 반사 방지층 위에 설치되는 투명 커버층을 더 포함하는 터치 패널.
제7항에 있어서,
상기 수신 전극층 아래에 설치되는 투명 기판을 더 포함하는 터치 패널.